Компаундное измельчающее устройство в.к.артемьева

 

Изобретение относится к технике тонкого помола и может быть использовано в различных отраслях промышленности, таких как цементная, фармацевтическая , мукомольная и др, для получения тонкодисперсных порошкоа Цепь изобретения - снижение удельных энергозатрат при обеспечении требуемой степени измельчения повышение производительности и улучшение качества помола Устройство содержит бункер 17, через который в валковую мельницу 1 подается исходный материал. От источника давления газ подается к соплам 15 рабочего газа и включается привод 4 поворотного стопа 3 валковой мельницы 1. Происходит разрушение материала за счет воздействия на него валков . Поток газа подхватывает измельченные частицы и уносит их в зону сепаратора 6. Ротор 7 сепаратора вращается в отбойном кольце 8. Мелкие частицы уносятся через сепаратор в циклон отделения готового продукта, а более крупные частицы падают в узлы циркуляции материала и через подводящие трубопроводы 12-в смесительные камеры 13. Далее частицы увлекаются рабочим газом из сопел 15, разгоняясь в разгонных трубках 14 до требуемых скоростей, и измельчаются за счет соударения встречных потоков в корпусе аппарата. Результирующая встречных потоков направлена вниз к валковой мельнице. За счет удара о валки частицы дополнительно измельчаются и попадают на стол валковой мельницы. Восходящим потоком частицы с определенными размерами увлекаются вверх к сепаратору и цикл измельчения повторяется В ходе работы устройства возможна непрерывная его подпитка новым материалом. 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

44

Etage

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4826288/33 (22) 21.05.90 (46) 30.12.93 Бюл. Йя 48-47 (76) Артемьев Владимир Константинович (54) КОМПАУНДНОЕ ИЗМБ1ЬЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО 8Я.АРТЕМЬЕВА (57) Изобретение относится к технике тонкого помола и может быть использовано в различных отраслях промышленности, таких как цементная, фармацевтическая мукомольная и др, для получения тонкодисперсных порошков. Цель изобретения— снижение удельных энергозатрат при обеспечении требуемой степени измельчения, повышение производительности и улучшение качества помола. Устройство содержит бункер 17, через который в валновую мельницу 1 подается исходный материал. От источника давления гаэ подается к соплам 15 рабочего газа и включается привод 4 поворотного стопа 3 валковой мельницы 1. Происходит разрушение материала за счет воздействия на него вал(л) SU (ц) 1839634 АЗ (s>)s весси ков. Поток газа подхватывает измельченные частицы и уносит их в зону сепаратора 6. Ротор 7 cewратора вращается в отбойном кольце 8. Мевве частицы уносятся через сепаратор в циклон отделения -отового продукта, а более крупные частицы падают в узлы циркуляции материала и через подводящие трубопроводы 12- в смесительные камеры 13. Далее частицы увлекаются рабочим газом из сопел 15, разгоняясь в разгонных трубках 14 до требуемых скоростей, и измельчаются эа счет соударения встречных потоков в корпусе аппарата.

Результирующая встречных потоков направлена вниз к валковой мельнице, За счет удара о валки частицы дополнительно измепьчаются и попадают на стол валковой мельницы. Восходящим потоком частицы с определенными размерами увлекаются вверх к сепаратору и цикл измельчения повторяется. В ходе работы устройства возможна непрерывная его подпитка новым материалом 1 ил.

1839 Я1

Изобре ение относится к технике TOHагин помола и может быть использовано в р:лплчных отраслях промышленности. таких клк цементная, фармацевтическая, мукомольная и др., для получения

„тоннодисперсных порошков, в частности при производстве цемента, медикаментов, муки и т.д, Известен гаэоструйный измельчитель (авт,св. СССР M 1513676, кл. В 02 С 19/06, 1987), представляющий собой узлы подачи материала со смесительными камерами, центральными и переферийными соплами, смонтированными на корпусе, и имеющий рабочую камеру. 15

Недостатком этОго измельчителя является малый рабочий диапазон размеров исходных частиц перерабатываемого материала, Эффективное иэмельчение ма".. териала происходит в случае, если первона- 20 чальные размеры частиц находятся в пределах 50 — 200 мкм, при этом размеры . измельченных частиц составляют 10-20 мкм.

Наиболее близким по технической сущ- 25 ности и достигаемому эффекту к предлагаемому является иэмельчающее устройство (Cements, betons, ptatres, chaux, 1989, М 2 (777), с.91), представляющее собой смонтированные в одном корпусе валковую мельницу с валками, закрепленными с возможностью вращения относительно собственных осей симметрии и расположенными над поворотным столом, снабженным приводом вращения, и вращающийся воэ- З5 душный сепаратор, размещенный над валковой мельницей и выполненный в виде решетчатого ротора, расположенного отбойном кольце и имеющего регулируемый привод вращения. Иэмельчающее устройст- <0 во имеет значительно больший диапазон размеров частиц перерабатываемого материала, Начальные размеры частиц могут составлять от нескольких мм до 100-150 мм, Недостатками данного измельчающего 45 устройства являются значительный расход удельной энергии на измельчение материала и невысокая производительность его.

Это объясняется большим значением кратности циркуляции частиц, достигающим 10 †. 50

15, после чего их размер удовлетворяет предъявленным требованиям. Кроме того, качество помола порошка невысокое, так как практически bee частицы имеют идентичную конфигурацию и дисперсность. on- 55 ределяемую применяемым способом помола. При дальнейшем связывании частиц между собой желательно иметь спектры размеров частиц и их формы. Это существенно повышает качество связки, в частности цемент отличается более выл<и Ой прочностью, Целью изобретения является снижение удельного значения энергозатрат пр: обеспечении требуемой степени измельчения, повышение производительности и улучшение качества помола.

Поставленная цель достигается тем, что компаундное иэмельчающее устройство, включающее смонтированные в одном корпусе валковую мельницу с валками, эакреплениыми с воэможностью вращения относительно собственных осей симметрии и расположенными над поворотным столом, снабженным приводом вращения, и вращающийся воздушный сепаратор, размещенный над валковой мельницей и выполненный в виде решетчатого ротора, расположенного в отбойном кольце и имеющего регулируемый привод вращения, снабжено струйным измельчителем. имеющим узлы циркуляции материала с подводящими трубопроводами, заканчивающимися сопловыми элементами, соединенными с источником давления, причем струйный иэмельчитель расположен между вааковой мельницей и воздушным сепаратором в одном с ними корпусе.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что предлагаемое измельчающее устройство отличается от известного всей совокупностью существенных и риэнаков.

При исследовании заявляемого обьекта по патентным и научно-техническим источникам информации не было обнаружено технических решений, содержащих всю совокупность заявляемых признаков, На этом основании сделан вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию изобретения "новизна".

Как отмечено выше, известны струйные измельчители, однако в заявляемом техническом решении компаундного измельчающего устройства струйный иэмельчитель имеет узлы циркуляции материала с подводящими трубопроводами, заканчивающимися сопловыми элементами, соединенными с источниками давления, Это обеспечивает воэможность доизмельчения материала в струйном измельчителе после валкового иэмельчителя, соединяя при этом в одном аппарате два различных типа помола. Разные типы помола обеспечивают различную конфигурацию и спектр размеров готового продукта, повышая его качество.

Размещение струйного измельчителя между валковой мельницей и Нп думным сепаратором в одном с ним кг.рпу: . оэволяет получить положи ельньи1, -;l «y гцественчо сннзит1 . гнергоздтраты при,.охранении требуемой степени измельчения, повысить производительность и улучшить при этом качество помола. Новый эффект не является следствием простого соединения положительных свойств каждого типа измельчающих устройств. а достигается в результате создания нового типа измельчителя более высокого технического уровня. Соединение в одном корпусе струйного и валкового иэмельчителей позволяет снизить или полностью исключить необходимость ввода энергоносителя(рабочего газа от источника давления) в зоне валков для ожижения и уноса измельчаемого материала. Укаэанную функцию выпо няет энергоноситель, под одимый к соплам струйного измельчителя. Следует заметить, что простое последовательное соединение указанных агрегатов не позволяет получить указанный эффект. Другой составляющей, обеспечивающей зкономию энергии, является подготовка сырья к измельчению за счет удара частиц о валки на выходе из струйного измельчителя. Это повышает ка. чество помола за счет использования третьего способа измельчения (ударного) и является одним из факторов снижения кратности циркуляции материала, повышения производительности и снижения энергозатрат. Другим фактором, снижающим кратность циркуляции и энергозатраты, является совмещение двух различных типов помола в одном устройстве, при этом в отличие от простого возврата материала, не прошедшего сепарацию, в данном устройстве возврат осуществляется через узлы циркуляции с попаданием в зону измельчения струйного аппарата и достижением тре буемых размеров частиц эа 1 — 2 циркуляции вместо многократной циркуляции.

Результаты сравнительйых испытаний, проведенных с использованием прототипа, предлагаемого технического решения и последовательной комбинации прототипа со струйным измельчителем. представлены в таблице. Последовательная комбинация прототипа и предлагаемого решения проверялась при обработке материала последовательно в одном, а затем в другом аппарате и по схеме с непрерывным отбором продукта из валкового измельчителя с подачей его в струйный иэмельчитвль; второй вариант более эффективен и в таблице приведены его сравнительные данные.

Из приведенных данных видно, что предлагаемое устройство позволяет снизить в сравнении с прототипом удельные энергозатраты на проведение процесса более чем в 2 раза, сократив кратность циркупрототипом, Таким образом, сравнительный анализ и редлагаемого технического решения, представляющего собой новую совокупность при35 знаков. сообщающих измельчителю в сравнении с известными конструкциями новые свойства, позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого обьекта критерию

"существенное отличие".

40 На чертеже представлен продольный разрез предлагаемого устройства.

Устройство содержит валковую мельницу

1 с валками 2, закрепленными с возможностью вращения относительно собственных

45 осей симметрии. Валки расположены над поворотным столом 3, снабженным приводом

4 вращения. Валковая мельница размещена в корпусе 5, Вверху последнего расположен вращающийся воздушный сепаратор 6, 50 выполненный в виде решетчатого ротора 7, размещенного в отбойном кольце 8 и имеющего регулируемый привод 9, Между валковой мельницей 1 и воздушным сепаратором

6 в одном с ними корпусе 5 размещен струй55 ный измельчитель 1О, имеющий четыре узла

11 циркуляции материала с подводящими трубопроводами 12; заканчивающимися смесительными камерами 13 с разгонными трубками 14. В камерах 13 размещены сопла 15 рабочего газа, соединенные t. источ5

30 л. цпи в 5 раз и повысив при это ". произгз. д ятельность в 7 раз, 8 сравнении пр;.с1ой последовательной комбинацией прототипа со струйным измельчителем предлагаемое устройство позволяет снизить кратнос|ь циркуляции материала в 2 раза. повысив в 2 раза его производительность, и снизить на

50% удельные знергозатраты. При этом режим работы прототипа при данной удельной поверхности продукта является оптимальным. Качество помола измельчен- ного продукта оценивается по степени его дисперсности, В случае использования npoT0TNff3 готовый продукт Ht>EA следующий дисперсный состав; 10% частиц с размером

10-20 мкм, 10% менее li0 м.м 80% частиц с размером 20 — 30 мкм. Испог ьзоаание предлагаемого технического решения позволяет получить следующий состав; 30% частиц с размерами 5 — 10 мкм, 40% 10-20 мкм и 30$.

20-30 мкм. Данные приведены при HBcTpoA ке сепаратора на 20 — 30 мкм.

Проверка осуществляла"-ь при измельчении цементного клинкера, При прочих равных условиях использование предлагаемого устройства в сравнении с прототипом позволило получить вместо цемента марки

300 цемент марки 400. Использование комбинации измельчителей существенно не поэышает качества цемента в сравнении с

1839634

Производительность, т/ч

Удельная поверх., см /кг

Кратность циркуляции.

Удельные затраты энергии, кВт ч/т

TM fl измельчителя

4000

0,14

= 12...14

=2...3

Прототип

Предлагаемое устройство

Комбинация прототипа со струйным измельчителем

4000

0,5

4...5 ником 16 давления. На уровне валковой мельницы 1 в корпусе 5 имеется загрузочный бункер 17. В корпусе 5 выше разгонных трубок 14 имеется приемник 18 материала, выполненный в виде заборной чаши и сое- 5 диненный с узлами 11 циркуляции посредством подводящих трубопроводов 12.

Увтройство работает следующим образом.

Через загрузочный бункер 17 в валко- 10 вую мельницу 1 подается исходный материал. От источника 16 давления гаэ подается к соплам 15 рабочего газа и включается привод 4 поворотного стола 3 валковой мельницы 1, Происходит разрушение материала за 15 счет воздействия на него валков 2. Поток газа подхватывает измельченные частицы и уносит их в зону сепаратора 6. Ротор 7 сепаратора 6 вращается в отбойном кольце 8 с помощью регулируемого привода 9. Мел- 20 кие частицы уносятся через сепаратор 6 в циклон отделения готового продукта, а более крупные частицы падают в узлы 11 циркуляции материала (всего их четыре, работает они попарно- по одному с каждой 25 стороны) и через подводящие трубопроводы 12 — в смесительные камеры 13. Далее частицы увлекаются рабочим газом из сопел

15. разгоняясь в разгонных трубках 14 до требуемых скоростей, и измельчаются за 30 счет соударения встречных потоков в корпусе 5. Результирующая встречных потоков направлена вниз к валковой мельнице 1, 3а счет удара о валки 2 частицы дополнительно измельчаются и попадают на стол валковой 35 мельницы 1. Восходящим потоком частицы с определенными размерами увлекаются вверх к вращаемуся сепаратору 6 и цикл измельчения повторяется. В ходе работы устройства возможйа непрерывная его под- 40

" Расчетно-экспериментальные эначенйя. питка новым материалом. Это достигается применением клапана либо шнекового транспортера (не показаны). Б случае шнекового транспортера роль клапана выполняет реборда шнека.

Устройство опробовано с использованием базовой мельницы и классификатора

LKS6 фирмы LOESCHE. Габариты прототипа составляют 1914 мм. Габариты предлагаемого технического решения — 2914 мм.

Подвод энергоносителя осуществляется от иЧточника давления 0,6 МПа с расходом 10 м /мин. Производительность устройства составила 40 т/ч при суммарной потребляемой мощности электродвигателя 400 кВт, Потребляемая мощность прототипа составила 500 кВт при производительности 20 т/ч. Удельные энергоэатраты составили при этом 12 кВт.ч/т для предлагаемого измельчителя, 25 кВт ч/т для прототипа. Качество помола цементного клинкера соответствовало цементу марки 400, по прототипу цементу марки 300, Применение предлагаемого компаундного измельчающего устройства позволяет снизить удельные энергозатраты на измельчение тонны материала в сравнении с прототипом не менее чем в 2 раза при сохранении требуемых значений степени измельчения, повысив при этом производительность и качество помола материала за счет его полидисперсного свойства. Ожидаемый экономический эффект при использовании данного измельчающего устройства только в цементной промышленности составляет не менее 50 млн.руб„при продаже его эа рубеж — доход не менее 1 млн.долларов. (56) Cements, betons, platras, ehaux, 1989, t4

2 (777), с.91.

Составитель Н.Бибина

Редактор M,ÑTðåëüíèêîeà Техред М,Моргентал Корректор М.Демчик

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Прои зводстеенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина. 101

Заказ 3410

Формула изобретения

Компаундное измельчающее устройство, включающее смонтированные в одном корпусе валковую мельницу с валками, закрепленными с возможностью вращения относительно собственных осей симметрии, расположенными над поворотным столом, снабженным приводом вращения, и вращающийся воздушный сепаратор, 10 размещенный над валковой мельницей и выполненный в виде решетчатого ротора, расположенного внутри отбойного кольца и имеющего регулируемый привод враще1F ния, отличающРеся "Iем, ".;A. с 1((lucio сt:!, жения удельных энергоза..рот при обеспечении требуемой степени измельч ния, повышения производительности и улучшения качества помола, оно снабжено струйным измельчителем, имеющим узлы циркуляции материала с подводящими трубопроводами, заканчивающимися соплов ыми элементами, соединенными с источником давления, причем струйный измельчитель расположен между вал :овой мельницей и воздушным сепаратором в

Одном с ним корпусе,