Planetkvarnen är en anordning för fin- och ultrafinmalning av olika material. Bruket gör det möjligt att erhålla finfördelade pulver och suspensioner som används inom process-, läkemedels- och kosmetikindustrin, vid produktion av keramik, eldfasta material, bygg- och slipmaterial, för implementering av effektiv mekanisk aktivering och mekanisk legering, det är ett lovande utrustning för att slipa material till "nano"-nivå.
Planetkvarnen bygger på samma principer som kulkvarnen . Men förutom att rotera runt sin egen längdaxel, ges trumman rörelse runt den translationella rotationsaxeln (eftersom planeterna kretsar runt solen). På grund av detta sker malning inuti trummorna vid höga centrifugala överbelastningar (20G eller mer). Tekniken ger ett högt malningsförhållande (det vill säga malningsgraden av originalprodukten) med kort maltid och minskad energiförbrukning för att få fram fint dispergerade material.
Prototypen av den planetariska centrifugalkvarnen är en kulkvarn. Funktionsprincipen är rotation av 3-4 trummor relativt den centrala axeln och runt sin egen axel i motsatt rotationsriktning av kvarnrotorn. Planetkvarnens trummor roterar runt sina egna axlar B och runt den "portabla rotations"-axeln A. När malningshastigheten ökar ökar centrifugalkraften i maltrummorna. Detta uppnås genom användning av en speciell planetväxel som förser trummorna med denna specifika rotation. Detta schema låter dig skapa överbelastningar på tiotals G, vilket kraftigt ökar effektiviteten hos sliputrustning och minskar energiförbrukningen för slipningsprocessen. Malning kan utföras både med användning av malmedel (som i kulkvarnar) och utan kulor, d.v.s. i självkrossande läge. Som regel ger designen möjligheten att arbeta i två lägen: torr och våt. En viktig utmärkande egenskap hos planetkvarnar från kulkvarnar är malningsförhållandet. För planetkvarnar är denna siffra 10-20 gånger högre än i kulkvarnar. De främsta fördelarna med planetkvarnar är högt malningsförhållande och låg energiförbrukning, samt låga jämförande dimensioner och möjligheten till installation utan fundament. Så när man maler kvartspulver med en initial partikelstorlek på upp till 2 mm i en öppen cykel i ett kontinuerligt läge på en planetkvarn, är det möjligt att erhålla ett pulver med en genomsnittlig partikelstorlek på 3-6 mikron eller mindre. Samtidigt blir energiförbrukningen för slipning mindre än 30 kW/t. Planetkvarnar kännetecknas av extremt hög och kontrollerad energiintensitet i malningsprocessen - upp till 8000 kW/m3 .
Planetkvarnar delas vanligtvis in i batch- och kontinuerliga kvarnar.
Batchkvarnar arbetar i start-stopp-läge, har kort växellivslängd och används främst i laboratorier för malning av små volymer pulver. Processen att lasta och lossa materialet sker under en fullständig nedläggning av bruket.
Kontinuerliga planetkvarnar är designade för att producera fina och submikronpulver i industriell skala. Materialet matas i sådana kvarnar genom en matare, varifrån råvaran kommer in i tratten och sedan in i centrifugalmataren, som jämnt fördelar materialet mellan faten. Det krossade materialet passerar genom ett avlastningsgaller installerat i varje trumma, varifrån det kommer in i en enda produktuppsamlare med hjälp av en avlastningsskruv . Bruken kan arbeta både i en öppen cykel och i kombination med en luftdynamisk klassificerare. Att arbeta i kombination med en klassificerare gör det möjligt att erhålla torra korundpulver med en genomsnittlig storlek på upp till 2,5 mikron i industriella volymer .
Planetkvarnar gör det möjligt att erhålla finfördelade submikron- och nanopulver av material med en hårdhet på 1 till 10 enheter. enligt Moos. Satskvarnar används främst i laboratorier för forskning och materialstudier, samt i industrier där små volymer av fint pulver krävs. Planetkvarnar är designade för användning i mineralbearbetnings-, bearbetnings-, läkemedels- och kosmetiska industrier, vid produktion av keramik, eldfasta material, bygg- och slipmaterial, i mekanokemisk syntes och mekanokemisk legering. År 2015, för första gången i världspraktiken , genomfördes processen för mekanisk legering av Fe-Ni-Co och Fe-Ni-Co-Cu- kompositer i en inert gasmiljö i ett kontinuerligt läge vid en planetbruk PCM50-" nano" med en kapacitet på cirka 10 kg/h för färdiga produkter. kompositer. Legering skedde vid centrifugalöverbelastningar på 50G . Cirka 2500 kg pulver har producerats.
För första gången patenterade en uppfinnare från Schweiz, Friedrich Wegmann, i Tyskland 1887 en ny anordning som avsevärt ökar möjligheterna till kulslipning. Det var den första planetkvarnen (patent nr 44396 20 juli 1887 ). En sådan kvarn hade emellertid en begränsad resurs och fungerade endast i ett batchläge, vilket resulterade i att den inte kunde användas under industriella förhållanden. Planetbrukens enorma potential inom industrin har lockat många forskare och ingenjörer runt om i världen. Men höga centrifugala överbelastningar i enheter och mekanismer, komplexiteten i att organisera kontinuerlig tillförsel och lossning av material och ökat slitage har blivit ett oöverstigligt hinder när man försöker skapa industriella planetbruk. (I mitten av 50-talet av förra seklet började den franske uppfinnaren Joizel experiment med kontinuerliga planetkvarnar (05.1960 Pat. No. 2937814 - Joizel).) Trots hundratals patent och många försök att utveckla en pålitlig planetkvarn, i mer än 125 år har ingen lyckats bygga en enhet för användning inte i laboratorier, utan under industriella förhållanden. Först år 2000 byggdes den första kontinuerliga planetkvarnen i Ryssland, lämplig för fin och ultrafin malning under industriella förhållanden.