Молотковая дробилка состоит в основном из дробильной ка меры, ситовой обечайки и ротора с молотками.
Дробильная камера. Чаще всего дробильную камеру выполняюi в виде одной или двух литых частей, что сообщает ей прочность и устойчивость, всегда желательную для машины, подверженном вибрации при высоких скоростях вращающихся частей.
Если дробильная камера имеет строго цилиндрическую форму, ротор увлекает продукт за собой, снижая при этом эффективность ударов. Конструкторы длительное время стремились преодолеть этот недостаток. Сначала боковые поверхности камер изготовляли из волнистых металлических листов, затем устанавливали вниз штыри, а также неподвижно закрепленные молотки. Однако наибольшее распространение получили установки с одной или несколькими стальными пластинами, образующими с касательной к окружности ротора угол, равный 90°. Эти пластины представляют собой как бы малую дробильную камеру. Вращающиеся молотки ротора обрабатывают продукт по касательным к его окружности. Ударяясь о пластины, продукт измельчается. Пластины могут быть, по желанию, демонтированы.
Ситовая обечайка обеспечивает необходимый гранулометрический состав продукта. Если, кроме дробления, требуется продукт просеять, то дополнительно устанавливают просеивающую машину для извлечения прохода; сход возвращается снова на дробление. Ситовую обечайку устанавливают в дробилке: вокруг всей камеры;
по нижней полуокружности камеры (дробилки «Гондар», «Руссель» и «Бюлер»);
по верхней полуокружности камеры (дробилка «Промиль») ; по трем четвертям окружности (дробилка «Сокам»); в торцовых частях (в этом случае аспирация происходит параллельно оси дробильной камеры);
с переменным положением, дающим возможность изменять расположение сит (решеток) без необходимости открывать камеру (дробилки моделей США — «Келли-Келли», «Дуплекс-Джей», «Би», «Спроут-Уолдроп» и др.).
Ситовая обечайка характеризуется размером отверстий сит, коэффициентом живого сечения сита и толщиной листа. Чем больше размер отверстий в сите и чем больше коэффициент живого сечения, тем больше производительность дробилки. Практически количество перфорированных отверстий ограничено степенью сопротивления металла.
Чем тоньше лист сита при определенном диаметре отверстий, тем больше будет производительность, но продукт будет получен крупичатым.
Таким образом, при изготовлении сит приходится выбирать оптимальные размеры их поверхности, количество отверстий на 1 м2 и толщину листа. Вероятно, целесообразнее использовать толстые листы, которые более долговечны. Однако вне зависимости от размера перфорированных отверстий толщина листа около этих, отверстий по мере износа уменьшается.
Конечно, можно было бы делать отверстия усеченно-конической формы с расширением их к наружной стороне, но при этом пришлось бы увеличить расстояние между отверстиями и тем самым снизить коэффициент живого сечения сита.
Решетки с мелкой перфорацией укрепляют арматурой. Подобная необходимость возникает уже начиная с отверстий диаметром I мм. Крепление решеток делают надежным, так как они подвергаются воздействию весьма значительных сил.
Молотки дробилок изготовляют, как правило, из мягкой цементированной стали, которая обладает достаточным сопротивлением ударам. Иногда молоткам придают неправильную форму, тем самым увеличивая у них количество ударных углов. При работе дробилки обычно только один наружный угол ударяет продукт, который от ударного импульса молотков перемещается к периферии дробильной камеры. Осмотр изношенного молотка показывает, что на расстоянии уже нескольких сантиметров от его конца степень износа минимальная.
Для повышения эффективности молотков создана специальная конструкция, называемая «тонким молотком Она состоит из 4—6 очень тонких стальных пластин, а общая их толщина равна толщине стандартного молотка.
Для предотвращения вибрации дробилки производят уравновешивание ротора. Для этого демонтируют две пары диаметрально противоположных молотков. Каждую пару кладут на чашу весов и устанавливают их равновесие, подбирая подходящие по весу молотки. При неравномерном изнашивании молотков появляется вибрация. В этом случае молотки заменяют. Вибрация может возникать также при появлении неравномерного износа лопастей вентилятора.
Ротор. Существуют две конструкции роторов. В одной из них молотки шарнирно подвешены к дискам ротора; в другой молотки составляют единое целое с дисками ротора. Нарушение равновесия ротора происходит из-за износа молотков или лопастного колеса вентилятора.
Смазка вращающихся деталей вследствие их высоких скоростей (3000—6000 об /мин) затруднена. В принципе они рассчитываются на работу без пополнения смазки. Смазочное масло вводят в специально предусмотренные для этого места только для предотвращения перегревания. Поэтому масло должно обладать высокой точкой плавления (130° С). Масло препятствует также проникновению пыли в узлы машины. Следует, однако, отметить, что избыток масла более нежелателен, чем его недостаток.
Расстояние между решеткой (ситом) и молотками имеет большое значение для нормальной эксплуатации. Его принимают в пределах от 8 до 30 мм. Какова бы ни была толщина решетки, расстояние между ней и молотками остается постоянным. Решетка, опираясь на выступы, лежит с внутренней стороны.
При малых расстояниях получают более топкий помол, а при больших — более крупный. Обычно эго расстояние бывает постоянным, но в некоторых моделях дробилок предусмотрена возможность регулирования.
Факторы, влияющие на качество дробления. 1. Линейная скорость молотков. Линейную скорость молотков принимают в пределах 80—110 м/сек. При высоких скоростях удары более интенсивны, а следовательно, помол тоньше, чем при малых скоростях. Обычно высокие скорости принимают при измельчении легких и волокнистых ингредиентов.
2. Расстояние между молотками и решеткой. При малых расстояниях достигают тонкого измельчения (что целесообразно, если измельчаемый продукт легкий и прочный), но расход энергии при этом выше, чем при больших расстояниях.
3. Перфорация сита. Производительность дробилки возрастает пропорционально диаметру перфорированных отверстий к коэффициенту живого сечения сита.
4. Износ решеток и молотков. Чем сильнее изношены решетки или молотки, тем более тонким будет измельчение, но снизится выход муки и больше будет удельный расход энергии.
5. Нагрузка. Чем больше нагрузка на дробилку, тем более тонким будет измельчение.
6. Объемный вес измельчаемого продукта. Этот фактор — наиболее существенный, но его влияние на измельчение различно и зависит от конкретных продуктов. Однако независимо от специфических сил структурного сцепления каждого продукта большое значение имеет степень влажности.
Важным фактором является также содержание жиров и сахара. Если их содержание превышает 5—8%, измельчение продукта на молотковой дробилке становится затруднительным даже при интенсивной аспирации. Возникает необходимость в частой очистке машины. При этих условиях холодный помол может несколько облегчить положение.
Наконец, содержание клетчатки тоже влияет на процесс дробления, но этот фактор трудно учесть ввиду большого количества разновидностей межклеточных перегородок.
Автоматизация загрузки. Молотковая дробилка в большой степени чувствительна к изменению нагрузки. Потребление ею энергии резко увеличивается или уменьшается при увеличении или уменьшении количества подаваемого в нее продукта. Недогрузка или перегрузка дробилки выявляются легко и быстро.
Чувствительность дробилки к изменению нагрузки позволяет использовать силу тока, потребляемого электродвигателем, в качестве управляющего импульса. Управление питателем молотковой дробилки в зависимости от нагрузки электродвигателя возможно при условии использования в качестве питающего механизма вибрационного питателя или качающегося лоткового питателя с электроприводом.
Различают в основном два способа регулирования: регулирование по предельным отклонениям и непрерывное регулирование. Регулирующее устройство, действующее по первому способу, срабатывает скачками каждый раз, как только нагрузка электродвигателя достигает максимально или минимально допустимого значения. Непрерывное регулирование, наоборот, отличается большой плавностью процесса.
Существуют различные приборы для регулирования нагрузки дробилки. На пульте управления устанавливают дополнительно контрольные амперметры электродвигателя и по ним следят за тем, чтобы дробилки работали с максимальной производительностью, что обеспечивается введением регулирования питания дробилок.