트롬멜 스크린

로터리 스크린이라고도 하는 트롬멜 스크린은 주로 광물 및 고형 폐기물 처리 ^[1]산업에서 재료를 분리하는 데 사용되는 기계 스크리닝 기계입니다.통상적으로 피드 ^[2]엔드에서 각도로 상승하는 다공 원통형 드럼으로 구성됩니다.공급 재료가 회전 드럼을 따라 나선형으로 내려가면서 물리적 크기 분리가 이루어지며, 회전 드럼은 스크린 개구부보다 작은 사이즈의 재료를 통과시키고,^[3] 오버사이즈 재료는 드럼의 다른 쪽 끝에서 빠져나간다.

요약

트롬멜 스크린은 고형 폐기물 분류, 원료에서 귀중한 광물 회수 등 다양한 용도로 사용할 수 있습니다.트롬멜은 동심원 스크린, 직렬 또는 병렬 배열 등 다양한 디자인으로 제공되며, 각 구성 요소는 몇 가지 구성을 가지고 있습니다.그러나 필요한 용도에 따라 트롬멜은 진동 스크린, 회색 스크린, 롤러 스크린, 곡면 스크린 및 회전 스크린 분리기와 같은 다른 스크리닝 프로세스에 비해 몇 가지 장점과 한계가 있습니다.

트롬멜 스크린의 주요 지배 방정식에는 스크린 내 입자의 스크리닝 속도, 스크리닝 효율성 및 체류 시간이 포함됩니다.이러한 방정식은 설계 프로세스의 초기 단계에서 수행된 대략적인 계산에 적용될 수 있습니다.그러나 디자인은 대부분 휴리스틱스에 기초한다.따라서 트롬멜 스크린 설계에서 지배 방정식 대신 설계 규칙이 자주 사용됩니다.트롬멜스크린을 설계할 때 스크리닝 효율과 생산률에 영향을 미치는 주요 요인은 드럼의 회전속도, 피드입자의 질량유량, 드럼의 크기, 트롬멜스크린의 기울기 등이다.원하는 트롬멜 스크린 적용에 따라 스크리닝 효율과 생산률 사이에서 균형을 이루어야 한다.

적용범위

도시 및 산업 폐기물

트롬멜 스크린은 도시 폐기물 ^[4]업계가 선별 과정에서 고체 폐기물의 크기를 분류하기 위해 사용합니다.또한 연료유래 고형폐기물의 회수를 개선하는 데도 사용할 수 있다.이는 분쇄된 고형 폐기물에서 분리된 공기 분류된 경량 분율에서 수분과 재와 같은 무기 물질을 제거하여 제품 ^[5]연료의 품질을 높임으로써 이루어집니다.또한 폐수 처리에는 트롬멜 스크린이 사용됩니다.이 어플리케이션에서는 유입 흐름의 고형물이 스크린 메시에 침전되어 액체가 일정 레벨에 도달하면 드럼이 회전합니다.스크린의 깨끗한 영역은 액체에 잠기고 갇힌 고형물은 컨베이어 위로 떨어지며,^[6] 이 고형물은 제거 전에 추가로 처리됩니다.

광물 가공

또한 귀중한 광물을 회수하기 위한 원료 등급 설정에도 트롬멜 스크린이 사용됩니다.화면은 파쇄 단계에서 사용하기에 적절한 크기 범위를 벗어난 미세한 재료를 분리합니다.또한 하류 공정에서 ^[7]후속 기계의 성능을 저하시키는 먼지 입자를 제거하는 데도 도움이 됩니다.

기타 응용 프로그램

강화기술로서 퇴비의 선별과정에서 트롬멜 스크린의 다른 응용을 볼 수 있다.다양한 크기의 분율 퇴비를 선정하여 오염물질과 불완전한 퇴비 잔여물을 제거하여 다양한 ^[8]용도의 최종 제품을 형성합니다.이 밖에도 식품업계는 트롬멜 스크린을 사용하여 다양한 크기와 모양의 마른 식품을 분류한다.분류 프로세스는 원하는 질량 또는 열 전달 속도를 달성하고 과소 또는 과처리를 방지하는 데 도움이 됩니다.또한 완두콩이나 견과류와 같이 ^[9]드럼의 회전력에 저항할 만큼 강한 작은 음식도 선별한다.

사용 가능한 설계

사용 가능한 트롬멜 스크린의 디자인 중 하나는 가장 거친 화면이 가장 안쪽에 위치한 동심원 스크린입니다.오브젝트가 한 스트림에서 나와 ^[9]다음 스트림으로 들어가는 병렬 설계도 가능합니다.직렬 트롬멜은 단일 드럼으로, 각 섹션의 구멍 크기가 가장 미세한 것부터 가장 거친 것까지 서로 다릅니다.

Trommel 화면에는 다양한 구성이 있습니다.드럼 부품은 드럼의 위치가 5° 미만의 각도로 평평하거나 상승할 때 내부 나사를 장착한다.내부 나사는 드럼을 통해 물체가 나선형으로 움직이도록 합니다.

경사 드럼의 경우, 물체를 들어올렸다가 리프터 바의 도움으로 떨어뜨려 드럼 아래로 더 멀리 이동시키고, 그렇지 않으면 물체가 더 느리게 굴러 내려갑니다.또한 리프터 바는 물체를 흔들어서 분리한다.리프터 바는 화면이 깨질 수 있으므로 무거운 물체가 있는 경우에는 고려되지 않습니다.

스크린은 주로 다공판 스크린이나 메쉬 스크린이 사용됩니다.다공판 스크린은 강도를 위해 압연 및 용접되어 있습니다.이 디자인에는 능선이 적기 때문에 클리닝이 용이합니다.반면 메쉬 스크린은 구멍 뚫린 스크린에 비해 마모되기 쉬워 교환이 가능하다.또, 이 설계의 나사 청소 작업은, 물체가 그물코 ^[11]능선에 끼이기 쉬운 경향이 있기 때문에, 보다 집약적입니다.

화면의 조리개는 정사각형 또는 둥근 형태로 제공되며 다음과 같은 많은 작동 요소에 의해 결정됩니다.

1. 크기가 작은 제품의 필수 치수입니다.
2. 조리개 영역입니다.둥근 구멍은 정사각형보다 작은 면적에 기여합니다.
3. 제품의 교반 크기입니다.
4. 드럼 청소

경쟁 프로세스에 대한 장점과 제한

진동 화면

트롬멜 스크린은 진동 스크린보다 제작 비용이 저렴합니다.진동 스크린보다 노이즈가 적은 진동 프리입니다.트롬멜 스크린은 진동 스크린보다 기계적으로 강력하여 기계적 ^[10][12]응력 하에서 더 오래 지속됩니다.

그러나 진동 스크린은 트롬멜 스크린에 비해 한 번에 더 많은 재료를 선별할 수 있다.스크리닝 과정에서 트롬멜 스크린의 스크린 영역 중 일부만 사용되는 반면 전체 스크린은 진동 스크린에 사용되기 때문입니다.트롬멜 화면은 특히 크기가 다른 화면 개구부가 ^[10]직렬로 있을 때 플러그 연결과 블라인딩에 더 취약합니다.플러그는 개구부보다 큰 물질이 구멍에 끼이거나 끼인 후 강제로 통과할 수 있는 경우입니다.^[12]블라인딩이란 젖은 물질이 ^[13]뭉쳐 스크린 표면에 달라붙는 것을 말합니다.진동 스크린의 진동으로 인해 막힘 및 ^[13]블라인드 위험이 감소합니다.

그리즐리

회색 스크린은 경사 고정 프레임에 세트된 그리드 또는 병렬 금속봉 세트입니다.재료의 기울기와 경로는 일반적으로 막대의 길이에 평행합니다.바의 길이는 최대 3m이고 바 사이의 간격은 50~200mm이다.회색 스크린은 일반적으로 광산에서 운반 또는 크기 축소 단계로 통과하는 재료의 크기를 제한하기 위해 사용됩니다.

건설

철근의 구성 재료는 일반적으로 마모를 줄이기 위해 망간강입니다.통상, 바의 윗부분이 밑면보다 넓어지도록 형성되어 있기 때문에, 중간을 통과하는 덩어리에 의해 막히지 않고, 꽤 깊이 들어가 강도를 높일 수 있다.

일해

그레이즐리 상단에는 굵은 사료(예를 들어 1차 분쇄기에서)가 공급된다.큰 덩어리는 말아서 하단(꼬리 배출)으로 미끄러져 가는 반면, 바의 개구부보다 작은 크기의 작은 덩어리는 그리드를 통해 별도의 수집기로 떨어집니다.

롤러 스크린

필요한 이송 속도가 높을 때는 롤러 스크린이 트롬멜 스크린보다 선호됩니다.또한 트롬멜 스크린보다 소음이 적고 헤드룸이 적게 필요합니다.점성과 끈적거리는 재료는 롤러 스크린을 사용하여 트롬멜 ^[10]스크린을 사용하는 것보다 분리하기가 쉽습니다.

커브 스크린

곡면 스크린은 트롬멜 스크린보다 미세한 입자(200~3000μm)를 분리할 수 있다.단, 입경이 200μm 미만일 경우 결합이 발생하여 분리 효율에 영향을 미칠 수 있다.또한 커브 스크린의 스크리닝 속도는 스크린의 전체 표면적을 ^[15]활용하기 때문에 트롬멜 스크린보다 훨씬 높습니다.또, 곡선 스크린의 경우, 개구부에 평행하게 피드가 흐른다.이렇게 하면 느슨한 물질이 더 큰 물질의 들쭉날쭉한 표면에서 분해되어 더 작은 크기의 입자가 ^[16]통과할 수 있습니다.

회전 스크린 분리기

회전분리기로 ^[10]트롬멜스크린보다 미세한 입경(>40μm)을 분리할 수 있다.회전 스크린 분리기의 크기는 탈착식 트레이를 통해 조정할 수 있으며, 트롬멜 스크린은 일반적으로 ^[17]고정되어 있습니다.회전식 분리기는 또한 트롬멜 스크린과 같은 건조한 재료와 젖은 재료를 분리할 수 있습니다.그러나 회전식 분리기는 건조하거나 젖은 재료만 분리하는 것이 일반적이다.이는 회전 스크린이 최상의 분리 효율을 가지기 위한 다른 매개변수가 있기 때문이다.따라서 건조 재료와 젖은 재료를 분리하기 위해 두 개의 분리기가 필요하며, 하나의 트롬멜 스크린은 동일한 ^[16]작업을 수행할 수 있습니다.

주요 공정 특성

심사율

관심 있는 주요 공정 특성 중 하나는 트롬멜의 선별 속도입니다.스크리닝 속도는 충돌 ^[5]시 크기가 작은 입자가 스크린 개구부를 통과할 확률과 관련이 있습니다.입자가 스크린면에 수직으로 떨어진다는 가정 하에 통과 확률 P를 다음과 같이 간단히 구한다.

${{displaystyle P=(1-{\dfrac {d}{a})^{2}Q,}$

(1)

$여기$서 d$\displaystyle$d는$$ 파티클 크기를 $나타내고{\displaystyle }$, d$\displaystyle$a는$$ 조리개 크기(직경 또는 길이)를 나타내며$,$ Q\$displaystyle$Q는 전체$$ 화면 면적에 대한 조리개 면적의 비율을 나타냅니다.방정식 (1)은 정사각형 및 원형 구멍 모두에 적용됩니다.그러나 직사각형 구멍의 경우 방정식은 다음과 같습니다.^[18]

${\displaystyle P=(1-{\dfrac {d}{a}})(1-{\dfrac {d}{A}})Q,$

(2)

$여기$서$$\$displaystyle$A $및$ \$displaystyle$A는$$ 조리개의 직사각형 치수를 나타냅니다.주어진 크기 간격의 입자가 스크린을 통과할 확률을 확인한 후 화면에 남아 있는 입자의 $비율{\displaystyle }$ V$(\displaystyle$ V$)$는 다음을 사용하여 ^[5]확인할 수 있습니다.

${{displaystyle V(n)=(1-P)^{n},}$

(3)

$여기$서$$n {\$displaystyle$ n$}$은 화면상의 입자 충돌 수입니다.단위시간당 침해횟수 ${\displaystyle t_{}}$ t$$\ $displaystyle \sigma$_ {$t$가 일정하다고 가정하면 식 (3)은 다음과 같습니다.^[5]

${{displaystyle V(t)=(1-P)^{\sigma_{t}^{t}},}$

(4)

화면에 남아 있는 입자의 비율을 표현하는 또 다른 방법은 입자의 무게에 관한 것입니다.^[5]이 값은 다음과 같습니다.

${\displaystyle V(t)=syslogdfrac {W(t)}{W(0)}}},}$

(5)

$여기$서 W$)$ {$displaystyle$ W$(t)}$는 지정된 시간$t{\displaystyle }$ {$displaystyle$ t$}$에 남아 있는$입자 크기$ 간격의 $무게$이며${\displaystyle }$W(0$)$는 피드의 초기 무게입니다.따라서 등식 (4)과 (5)에서 선별 속도는 다음과 같이 나타낼 ^[5]수 있다.

${\displaystyle {dFrac {dW(t)}{dt}=\sigma _{t}ln(1-P)W(t)},$

(6)

분리 효율

스크리닝 효율은 다음과 같은 방법으로 마스 웨이트를 사용하여 계산할 수 있다. E=c(f-u)(1-u)(c-f)/f(c-u)^2(1-f)

스크리닝 레이트와는 별도로 트롬멜 스크린의 분리 효율도 관심거리다.는 왜소한 입자의 크기 분포 함수 제거되어야 한다고 가정하면, f()){\displaystyle f())}, 알려져 있으며, 모든 입자 x0{\displaystyle x_{0}등의 n{n\displaystyle}impingements 후 분리된 누적 확률}m{\displaystyle x_{m}x에}단순히:[1일이다8]

${{displaystyle P(x_{0},x_{m}=\int _{x_{m}}f(x)\cdot (1-(1-p)^{n},cdot},cdot}$

(7)

또, 사료중의 이 사이즈 범위내의 입자의 총수 분율은,^[18] 다음과 같이 나타낼 수 있다.

${\displaystyle F({x_{0}), {x_{m})=\int \int _ {x_{0}}^{x_{m}}f(x)\dx}$

(8)

따라서 피드의 입자 비율에 대한 제거된 입자 비율의 비율로 정의되는 분리 효율은 다음과 ^[18]같이 구할 수 있다.

${\displaystyle E(x_{0},x_{m})=param frac {P(x_{0},x_{m}}{F(x_{0},x_{m})}}}$

(9)

트롬멜의 분리 효율에 영향을 미치는 요인은 다음과 같습니다.^[19]

1. 트롬멜 스크린의 회전 속도
2. 공급 속도
3. 회전 드럼 내 체류 시간
4. 드럼 경사각
5. 화면 개구부 수 및 크기
6. 사료 특성

화면상 체류시간

회전 스크린 내 재료의 체류 시간에 대해 이 절에 제시된 방정식에는 두 가지 간단한 가정이 제시되어 있다.첫째,^[5] 화면상의 미립자가 없는 것으로 가정한다.또, 스크린으로부터 이탈하는 입자가 자유 낙하하고 있다.드럼이 회전할 때 원심력에 ^[5]의해 입자가 회전벽에 접촉한다.입자가 드럼의 꼭대기 부근에 도달하면 반경 방향으로 작용하는 중력이 원심력을 넘어 백내장 ^[2]운동으로 드럼에서 입자가 낙하한다.이탈 지점에서 입자에 작용하는 힘 구성요소는 그림 6에 나와 있다.

이탈 각도 α는 다음과 ^[5]같이 힘의 균형을 통해 결정할 수 있다.

$({displaystyle \alpha = paramcos ^{-1}) ({\frac {raramcdot}\obega _{t}^2}}{garamcdot}\cos \cos }})$

(10)

$여기$서$$r {\$displaystyle$r}은$$ 드럼 반지름, ${\displaystyle {\delta }_{}}$t {\$displaystyle \obega$ _${t}$는 초당 회전 속도,$g{\displaystyle }$ {\$displaystyle$ g$}$는 중력 가속도,$$β {\$displaystyle \block}$은 드럼의 기울기 각도입니다.따라서 회전화면 내 입자의 체류시간은 ^[5]다음 식에서 구할 수 있다.

${\displaystyle t_{r}=parcfrac {L\cdot(360-4\alpha +229).2\cdot \cos \cdot \sin \alpha ) {48\cdot {n}\cdot {r}\cdot \tan \cos \cdot \cos \alpha \cdot (\sin \alpha )^2}}}}$

(11)

$여기$서$$L(\$displaystyle$ L$)$은 화면 길이를 $나타내고{\displaystyle }$n(\$displaystyle$ n$)$은 분당 회전수,$$α(\$displaystyle \alpha)$는 도 단위 이탈 각도를 나타냅니다.

설계 및 휴리스틱스

트롬멜 스크린은 재료 크기 분리의 효율성으로 업계에서 널리 사용되고 있습니다.트롬멜 스크리닝 시스템은 드럼의 회전 속도, 피드 입자의 질량 유량, 드럼의 크기 및 트롬멜 ^[20]스크린의 기울기에 의해 제어됩니다.

입자 회전 속도 거동

회전드럼의 메쉬 크기가 그림 7과 같이 입자 크기보다 크므로 입자 운동 속도 $(\display style$V)는 수직 성분$$ $(\$ V_${y})$와 수평 $성분{\displaystyle {}_{}}$ V$$(\$display style$ V_${x})$로 구성된 속도 성분 2개로 나눌 수 있다.ting$\theta {\displaystyle }$ { $displaystyle \theta }$는 입자 움직임과 수직 성분 사이의 각도이며, 이제 수직 및 수평 속도는 다음과 같이 기록될 수 있습니다.

${\displaystyle V_{y}=V\cos \theta }$

(12)

${\displaystyle V_{x}=V\sin \theta }$

(13)

y> x \ $style$ V _ { $y$} > $V$_ { $x$ > V_ { x } 에서는 파티클이 회전 드럼의 메쉬를 통해 빠져나갑니다., Vy < { \ $displaystyle V$ _ { y } < $V$_ { $x$}에서는 파티클은 회전 드럼 내에 유지됩니다.더 큰 과립은 원하는 개구부가 충족되고 동일한 입자 거동을 따를 때까지 트롬멜 스크린 내부에 유지됩니다.

입자 운동 메커니즘

다양한 회전 속도로 스크리닝 효율과 생산 속도의 효과는 운동 메커니즘의 유형에 따라 달라집니다.이러한 메커니즘에는 슬럼프, 백내장, 원심분리 ^[21]등이 있습니다.

슬럼프

드럼의 회전 속도가 낮을 때 발생합니다.그림 8과 같이 입자가 드럼 바닥에서 약간 들어올려진 후 자유 표면으로 떨어집니다.트롬멜 본체 벽 부근의 작은 크기의 필터 과립만 스크리닝이 가능하기 때문에 스크리닝 효율이 낮아집니다.

백내장

회전 속도가 증가함에 따라 슬럼프는 그림 9와 같이 회전 드럼의 상단 부근에서 입자가 분리되는 백내장 운동으로 전환됩니다.브라질 너트 효과로 인해 큰 과립은 내부 표면 근처에서 분리되며, 작은 과립은 스크린 표면 근처에 유지되므로 작은 필터 과립이 ^[3]통과할 수 있습니다.이 동작은 입자의 난류를 발생시켜 슬럼프에 비해 스크리닝 효율이 높아집니다.

원심 분리

회전 속도가 더 빨라지면 백내장 운동이 원심 분리 운동으로 전환되어 스크리닝 효율이 낮아집니다.이는 그림 10과 같이 원심력에 의해 회전 드럼의 벽에 부착되는 입자 때문입니다.

공급 유량

오티노와 하카르에 ^[21]따르면 입자의 공급 유속을 높이면 스크리닝 효율이 떨어졌다.이러한 현상이 발생하는 이유에 대해서는 많이 알려져 있지 않지만, 이 효과는 트롬멜 본체에 충전된 필터 과립의 두께에 의해 영향을 받는 것으로 추정된다.

공급 유량이 높을 때 충전층 하층의 작은 입자를 지정된 개구부에서 선별할 수 있고 나머지 작은 입자는 큰 입자에 부착할 수 있다.한편, 보다 작은 크기의 입자는 보다 낮은 공급 속도로 트롬멜 시스템의 과립 두께를 통과하기 쉽다.

드럼 크기

스크리닝에 노출된 소재의 면적을 늘리면 더 많은 입자를 걸러낼 수 있습니다.따라서 표면적을 늘리는 기능은 스크리닝 효율과 생산 속도를 훨씬 높일 수 있습니다.더 큰 표면적은 다음과 같이 증가할 수 있습니다.

^[11]

• 드럼의 길이와 직경을 늘리기
• 개구부 크기 및 개구부 수 증가
• 개구부 간 간격/면적 감소
• 리프팅 바를 사용하여 입자 확산 증가

드럼 경사각

트롬멜 스크린을 설계할 때는 기울기 각도가 높을수록 입자 생산률이 높아진다는 점을 고려해야 한다.그림 7과 같이 입자 속도 V(\$displaystyle$ V$)$가 증가하여 경사각이 높을수록 생산 속도가 높아집니다.그러나 이것은 낮은 스크리닝 효율의 비용이 든다.반면 경사각을 줄이면 트롬멜계 내 입자의 체류시간이 길어져 스크리닝 효율이 높아진다.

스크리닝 효율은 트롬멜의 길이에 정비례하므로 원하는 스크리닝 효율을 달성하기 위해서는 더 작은 기울기 각도에서 더 짧은 트롬멜 스크린이 필요하다.이 시점 이후 효율과 생산 속도를 알 수 없기 때문에 기울기 각도가 2° 미만이어서는 안 된다.2° 미만의 현상이 존재하여 특정 작동 조건 세트에 대해 경사각을 감소시키면 침대 깊이가 증가하여 스크리닝 효율이 낮아진다.그러나 동시에 체류시간을 늘려 스크리닝 효율을 높일 수 있다.어떤 효과가 2°^[3] 미만의 기울기 각도에서 더 우세할지는 확실하지 않다.

후처리 예시

폐수 처리 업계에서는 트롬멜에서 나오는 고형물이 컨베이어를 따라 이동할 때 압축되고 탈수됩니다.대부분의 경우 트롬멜 스크린 후에 분변 및 원치 않는 반고형 물질을 분해하기 위해 제트 세척과 같은 사후 처리가 사용됩니다.고체의 부피는 제거 ^[6]전 특성에 따라 최대 40%까지 감소합니다.

메모들

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