Струйная мельница

 

Использование: для диспергирования и эмульгирования в производстве стройматериалов, химической, лакокрасочной, фармацевтической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: для увеличения производительности струйной мельницы, состоящей из разгонной трубы (РТ) и конфузора К, РТ выполнена сужающейся в сторону К. Между РТ и К установлено прерывающее устройство. Диаметр устья РТ составляет 0,2-0,5 входного диаметра РТ. Размер получаемых частиц - до 10 мкм, производительность увеличивается в 8-10 раз. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для струйного помола материала и может быть использовано в производстве стройматериалов, химической, лакокрасочной, фармацевтической и других отраслях, где требуется тонко- и сверхтонкоизмельченный материал.

Известна струйная мельница для тонкого измельчения материалов, содержащая разгонные трубки, помольную камеру, входной и выходной патрубки, где измельчение производится путем соударения частиц во встречных вихревых потоках [1] Недостаток такой конструкции малая производительность вследствие постоянного сечения разгонных трубок и отсутствия перепада давления при постоянной скорости течения гетерогенной смеси.

Наиболее близкой является струйная мельница, включающая разгонные трубы постоянного сечения, соосно установленные в размольной камере (конфузоре). Для изменения свойств измельчаемого материала в размольной камере (конфузоре) установлена преграда в виде полого цилиндра [2] Такая конструкция за счет дополнительной преграды (полого цилиндра, разрезанного в продольном направлении на две половины, каждая из которых укреплена с возможностью перемещения относительно стенок размольной камеры), позволяет повысить эффективность процесса измельчения за счет соударения частиц.

Производительность такой мельницы невысока, т. к. материал измельчается только механическим путем за счет соударения частиц.

В предлагаемой струйной мельнице, включающей разгонную трубу и конфузор, между разгонной трубой и конфузором смонтировано прерывающее устройство. Разгонная труба имеет переменное сечение, сужающееся в сторону конфузора, а диаметр устья трубы составляет 0,2-0,5 от входного диаметра разгонной трубы.

Цель изобретения разработка гидроударной струйной мельницы, увеличение производительности конструкции.

Сущность изобретения заключается в получении постоянной амплитуды колебаний импульса давления в гидродинамическом потоке, обеспечивающей двойной гидравлический удар. Выполнение разгонной трубы сужающейся в сторону конфузора и имеющей диаметр устья, равный 0,2-0,5 входному диаметру разгонной трубы, обеспечивает малое сопротивление и ускорение гидродинамического потока. Наличие между разгонной трубой и конфузором прерывающего устройства обеспечивает прерывание гидродинамического потока с заданной частотой, в результате чего создается мощный гидравлический удар с последующей кавитацией (вторичным гидроударом) после снятия преграды.

Исследование уровня техники показало, что заявляемая совокупность признаков является новой. Изобретение имеет изобретательский уровень, т. к. достигается новый технический результат.

На чертеже изображена струйная мельница, общий вид.

Струйная мельница содержит разгонную трубу 1, конфузор 2 и прерывающее устройство 3, установленное между разгонной трубой и конфузором.

Устройство работает следующим образом.

Гетерогенную смесь жидкость-твердое тело, где жидкой фазой является вода, а твердыми частицами кусочки окиси алюминия размером 3-5 мм, в соотношении Ж:Т 2:1 подают с дозвуковой скоростью в разгонную трубу 1 струйной мельницы. Проходя по разгонной трубе, сужающейся в сторону конфузора, смесь ускоряется и имеет наибольшую скорость в устье трубы 1. Затем устье разгонной трубы перекрывают прерывающим устройством 3. В момент перекрывания устья разгонной трубы в ней образуется прямой гидравлический удар, т. е. сжимающее усилие через воду передается на частицу окиси алюминия. Затем устье разгонной трубы открывают, сжимающее усилие с частицы снимается, и поток гетерогенной смеси поступает в конфузор 2. В конфузоре частица получает дополнительное разрушение от воздействия захлопывающихся пузырьков жидкости (воды) в кавитационных зонах конфузора (второй гидравлический удар).

При перекрывании устья разгонной трубы с частотой собственных колебаний измельчаемой частицы (в данном случае окиси алюминия) амплитуда деформации собственных колебаний частицы возрастает (от воздействия прямых гидроударов в режиме сжатие-разрежение). Частица входит в резонанс и разрушается (взрывается), выделяя в жидкость тепловую энергию. Происходит резонансное разрушение диспергируемых частиц до 10 мкм.

Таким образом, в отличие от механического измельчения в известных струйных мельницах эффективность измельчения в предлагаемой мельнице за счет двойного гидроудара выше, что позволило увеличить производительность в 8-10 раз.

Формула изобретения

СТРУЙНАЯ МЕЛЬНИЦА, включающая разгонную трубу и конфузор, отличающаяся тем, что разгонная труба выполнена сужающейся в сторону конфузора, а диаметр устья разгонной трубы составляет 0,2 0,5 входного диаметра разгонной трубы, причем между разгонной трубой и конфузором смонтировано прерывающее устройство.

РИСУНКИ

Рисунок 1