Принцип работы мельницы
Мельница – используемый на протяжении многих столетий механизм, предназначенный для перемалывания зерна различных культур. С его помощью получают муку или корм для животных. Внешне выглядит как сооружение со стенами, дверью, крышей и установками для выполнения поставленных задач. Используя зерноочистительное оборудование, обязательно нужно знать больше о мельницах, широко распространенных и сейчас.
Наиболее привычным и известным многим является ветряная постройка. Она работает за счет преобразования энергии ветра во вращение с помощью лопастей, называемых также парусами. Таким способом муку получали еще в древности. Один из первых примеров задействования энергии ветра был в первом столетии нашей эры. Сейчас старинные устройства постепенно заменяют большими электростанциями. Они функционируют по похожему принципу.
Ветряная мельница: что это такое
Возможность применения такого способа на благо человека известна и активно используется давно. Принцип работы прост. Лопасти приводятся в движение силой ветра, вследствие чего рабочие механизмы начинают двигаться. Раньше таким способом крутились только жернова, сейчас этим путем запускают электрогенераторы и прочее оборудование. Ветряки используются и сегодня, потому что являются экологичными источниками энергии.
Первые сооружения для перемалывания зерна были оснащены лопастями, вращающимися в горизонтальной плоскости. Пропеллер или основной рабочий орган делали из тростника или ткани. Тогда таким способом получали не только муку, но и воду. Подобные устройства называли горизонтальными, они активно использовались в Европе и в 18, 19 веке. Реже встречались вертикальные постройки. Чтобы понять принцип функционирования, нужно разобрать составляющие конструкции.
Лопасти или паруса как основной атрибут
Именно по ним легко распознать ветряк, это главная его составляющая. Раньше эти элементы имели внушительные размеры. Сейчас по мере развития механики и инновационных изобретений они становятся меньше. Именно по лопастям становится понятен принцип работы мельницы. Превращаясь в компактные, они не теряют своей функциональности и продолжают выполнять множество полезных задач. Габариты бывают разными и определяются в зависимости от нужного усилия.
Длинные лопасти дают максимальную мощность, принимая энергию ветра. Именно такие чаще всего устанавливают, когда нужно перемалывать зерно в муку. Все потому, что в процессе вращаются очень тяжелые жернова, поэтому мощность должна быть высокой. Большинство мельниц имеет по четыре паруса. Их может быть и больше, но четное количество наиболее удобно. Если одна из лопастей сломается, ее легко заменить, не нарушив баланс установки.
Края парусов скошены. Когда ветер дует, он скользит о наклоненные поверхности, в результате чего они отталкиваются, а потом начинают крутиться. Пропеллеры отличаются по форме, внешнему виду, материалу. С развитием аэродинамики появилось много разнообразных моделей. Для высокой производительности необязательно устанавливать большие лопасти. Часто бывает, что и компактные отлично справляются с поставленными задачами.
Остальные составляющие
Раньше в сооружении использовали механизм в виде зубчатых колес, изготовленных из закрепленных на ободьях бревен. От энергии ветра начинал вращаться вал с установленным на конце колесом, оснащенным круглыми зубцами или брусками. Последние размещали с определенным шагом. Использовалось два вала – горизонтальный и вертикальный, один был установлен перпендикулярно другому. Получался своего рода шестеренный механизм, передающий крутящий момент под углом 90 градусов.
За счет вертикального вала крутился подвижный жернов. Он и превращал зерно в муку. Шестеренный рабочий орган делали из дерева. В современных установках его почти не используют. В качестве альтернативы монтируют современное инновационное оборудование. Это, например, фрикционный вариатор-редуктор. Жернова вращаются с помощью синхронных электромоторов, имеющих фазовые роторы и систему охлаждения.
Как зерно превращается в муку
Это главная задача, для которой ветряки использовали раньше и продолжают применять в наше время. Хотя работа ветряной мельницы сама по себе проста, процесс превращения зерна пшеницы или другой культуры в муку сложный. Эта процедура включает несколько этапов:
- перед размолом материал очищают. Для этого понадобятся зерноочистительные машины. В них масса не только очищается от посторонних примесей, но и разделяется на фракции, в зависимости от диаметра и размера;
- зерно замачивают. Это необходимо, чтобы избавиться от поверхностного отрубного слоя. Вместе с ним отделяются зародыши и шелуха;
- обрубка. Проводится для быстрого обмалывания на жерновах. Современные установки по конструкции похожи на те, которые использовались раньше. Состоят из двух кругов, один из них вращается, второй остается неподвижным. Зерно поступает сверху в специальное отверстие;
- перемалывание. В процессе масса продвигается от центральной к периферийной части жерновов. Последние нажимают на зерно так, что тонкий слой снимается, стирается и превращается в муку.
Готовый продукт разделяется на ситах. Муке, прошедшей через самые тонкие, присваивают высший сорт. На самом грубом остаются сравнительно большие частицы. Из них делают манную крупу.
Как устроены современные мельницы
На промышленных предприятиях постоянно обрабатываются очень большие объемы зерна. Одной силы ветра недостаточно, чтобы выполнить такую работу. Поэтому, как писалось выше, сейчас установки функционируют за счет электродвигателей, способных плавно менять частоту, с которой вращается вал. При нагреве мука и зерно плавятся, потому скорость механизмов ограничивают, чтобы не испортить готовый материал. Это связано с тем, что при быстром вращении их температура повышается.
Внутри современных жерновов предусмотрена сложная система охлаждения. Она оснащена термодатчиками для контроля технологического процесса. Теперь многие действия мельниц также регулируются с помощью компьютеров. Это касается всей производственной цепочки, от момента, когда зерно поступает на склад, до его упаковывания.
Что такое шаровая мельница
Это устройство используют, когда нужно перемалывать твердые материалы. Это, например, полезные ископаемые, как рудные, так и нерудные, строительные материалы, многое другое. Главным дробильным механизмом являются твердые шары, отсюда и название сооружения. Основная часть конструкции – барабан цилиндрической формы.
Работа шаровых мельниц основана на вращении барабана. Он начинает двигаться благодаря электродвигателю. Его стенки изнутри футеруют специальной резиной или сталью. Твердые породы перемалывают, когда внутри корпуса приходит в движение наполнитель. Масса подвергается одновременно измельчающему и ударному воздействию. Чтобы получить мелкие фракции, понадобится несколько минут. Время зависит от самого материала.
Какие есть разновидности
Шаровые мельницы делятся на несколько типов. Их классифицируют по следующим критериям:
- назначение. Устройства бывают лабораторными и промышленными. Первые компактны, занимают мало места. Используются при обработке руды в небольших количествах. Промышленные всегда габаритны, отличаются высокой мощностью, производительностью, способны функционировать без перерыва;
- тип. Конструкция оснащается одним или двумя барабанами. Последние бывают не только цилиндрической формы. В некоторых установках присутствуют цилиндрически-конические или трубные;
- способы обработки. Помол делится на сухой и мокрый. С помощью первого получают химические вещества, стройматериалы. Мокрый помол предназначен для переработки руды и горных ископаемых.
Существуют также модели прерывающегося или непрерывного действия.
Шаровые мельницы очень удобны и гораздо эффективнее другого измельчительного оборудования для твердых пород. Они отличаются высокой производительностью и дают возможность настраивать размер помола, чтобы получить необходимую фракцию. Это универсальные установки, подходящие для любых пород и стройматериалов. Выпускаются в широком ассортименте, легко подбираются для конкретных задач и целей.
