تُعدّ حلقة القالب والأسطوانة في مطحنة الكريات من الأجزاء العاملة والمتآكلة ذات الأهمية البالغة. ويؤثر مدى ملاءمة إعداداتهما وجودة أدائهما بشكل مباشر على كفاءة الإنتاج وجودة الكريات المنتجة.
العلاقة بين قطر قالب الحلقة وبكرة الضغط وكفاءة الإنتاج وجودة مطحنة الكريات:
تُساهم قوالب التشكيل الحلقية ذات القطر الكبير وأسطوانات الضغط في زيادة مساحة العمل الفعّالة لقالب التشكيل الحلقي، وتعزيز تأثير الضغط لأسطوانة الضغط، مما يُحسّن كفاءة الإنتاج، ويُقلّل تكاليف التآكل والتشغيل، ويضمن مرور المادة بسلاسة خلال عملية التحبيب، ويمنع الضغط الزائد، ويُحسّن إنتاجية مطحنة التحبيب. عند استخدام نفس درجة حرارة التبريد والتطبيع ومؤشر المتانة، يختلف استهلاك الطاقة بشكل ملحوظ بين قوالب التشكيل الحلقية وأسطوانات الضغط ذات القطر الصغير وتلك ذات القطر الكبير. لذا، يُعدّ استخدام قوالب التشكيل الحلقية وأسطوانات الضغط ذات القطر الكبير إجراءً فعالاً لخفض استهلاك الطاقة في عملية التحبيب (مع مراعاة خصائص المادة ومتطلبات التحبيب).
سرعة دوران قالب الحلقة:
يتم اختيار سرعة دوران قالب الحلقة وفقًا لخصائص المادة الخام وحجم قطر الجسيمات. وتشير الخبرة إلى أنه ينبغي استخدام سرعة دوران أعلى لقالب الحلقة ذي قطر الفتحة الصغير، بينما ينبغي استخدام سرعة دوران أقل لقالب الحلقة ذي قطر الفتحة الكبير. وتؤثر سرعة دوران قالب الحلقة على كفاءة التحبيب، واستهلاك الطاقة، وصلابة الجسيمات. ضمن نطاق معين، كلما زادت سرعة دوران قالب الحلقة، زاد الإنتاج، وزاد استهلاك الطاقة، وزادت صلابة الجسيمات ومؤشر معدل التفتيت. ويُعتقد عمومًا أنه عندما يتراوح قطر فتحة القالب بين 3.2 و6.4 مم، يمكن أن تصل أقصى سرعة دوران لقالب الحلقة إلى 10.5 م/ث؛ أما عندما يتراوح قطر فتحة القالب بين 16 و19 مم، فينبغي ألا تتجاوز أقصى سرعة دوران لقالب الحلقة 6.0-6.5 م/ث. وفي حالة الآلات متعددة الأغراض، لا يُنصح باستخدام سرعة دوران واحدة لقالب الحلقة لتلبية متطلبات معالجة أنواع مختلفة من الأعلاف. في الوقت الراهن، من الشائع أن جودة الحبيبات المنتجة في المطاحن الكبيرة لا تضاهي جودة الحبيبات المنتجة في المطاحن الصغيرة عند إنتاج حبيبات صغيرة القطر، وخاصة في إنتاج أعلاف الماشية والدواجن والأعلاف المائية التي يقل قطرها عن 3 مم. ويعود السبب في ذلك إلى بطء سرعة خط قالب الحلقة وكبر قطر الأسطوانة، مما يؤدي إلى زيادة سرعة ثقب المادة المضغوطة، وبالتالي التأثير سلبًا على صلابة المادة ونسبة تفتيتها.
المعايير الفنية مثل شكل الثقب وسمكه ومعدل فتح قالب الحلقة:
يرتبط شكل فتحة قالب الحلقة وسماكتها ارتباطًا وثيقًا بجودة وكفاءة عملية التحبيب. فإذا كان قطر فتحة قالب الحلقة صغيرًا جدًا وسماكته كبيرة جدًا، تنخفض كفاءة الإنتاج وترتفع التكلفة، وإلا ستكون الجزيئات غير متماسكة، مما يؤثر سلبًا على الجودة وفعالية التحبيب. لذا، يُعد اختيار شكل فتحة قالب الحلقة وسماكتها من المعايير العلمية أمرًا أساسيًا لضمان كفاءة الإنتاج.
شكل فتحة قالب الحلقة: أشكال فتحات القوالب الشائعة الاستخدام هي الفتحة المستقيمة، والفتحة المتدرجة العكسية، وفتحة التوسيع المخروطية الخارجية، والفتحة المتدرجة الانتقالية المخروطية الأمامية.
سُمك قالب الحلقة: يؤثر سُمك قالب الحلقة بشكل مباشر على قوته وصلابته وكفاءة وجودة عملية التحبيب. ويتراوح سُمك القالب عالميًا بين 32 و127 ملم.
الطول الفعال لفتحة القالب: يشير الطول الفعال لفتحة القالب إلى طول الفتحة المستخدمة في عملية بثق المادة. كلما زاد الطول الفعال لفتحة القالب، زاد وقت البثق داخلها، وبالتالي زادت صلابة وقوة الحبيبات.
قطر المدخل المخروطي لفتحة القالب: يجب أن يكون قطر مدخل التغذية أكبر من قطر فتحة القالب، مما يقلل من مقاومة دخول المادة ويسهل دخولها إلى فتحة القالب.
معدل فتح قالب الحلقة: يؤثر معدل فتح سطح العمل لقالب الحلقة بشكل كبير على كفاءة إنتاج المحبب. في حال توفر قوة كافية، ينبغي زيادة معدل الفتح قدر الإمكان.