Мельница мокрого помола

 

Изобретение относится к оборудованию для химической, фармацевтической, лакокрасочной и других отраслей промышленности и может быть использовано для измельчения органических и минеральных материалов в жидкой среде в присутствии мелющих тел. Мельница мокрого помола содержит корпус с цилиндрической размольной камерой с двойными стенками и размещенными внутри нее мелющими телами. По оси размольной камеры установлен приводной вал с лопастями. На внутренней стенке размольной камеры расположены радиальные штыри, соединенные с выводным устройством. Штыри выполнены в виде набора колец, установленных между собой с регулируемым зазором. Величина зазора между кольцами составляет 0,2 - 0,5 наименьшего диаметра мелющих тел. Высота штыря выполнена равной h=D-d_в-(2-5)d_мт, где d - внутренний диаметр размольной камеры, d_в - диаметр вала, d_мт - наибольший диаметр мелющих тел, а диаметр штыря d_ш равен d_ш=Н-(4-10)d_мт, где H - расстояние между лопастями. Вводное устройство выполнено радиальнощелевым, причем одно из колец, образующих щель, выполнено зубчатым, а на втулке вала дополнительно укреплено еще одно зубчатое кольцо. Размер щели 0,5-0,7 наименьшего диаметра мелющих тел. Штыри, расположенные в одной осевой плоскости или по винтовой линии поверхности размольной камеры, соединены с выводным устройством посредством вентиля. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Предлагаемое изобретение относится к оборудованию для измельчения различных материалов в жидкой среде и может быть использовано в химической промышленности, в частности анилино- и лакокрасочной, а также в других отраслях промышленности.

Известно измельчающее устройство, содержащее цилиндрическую размольную камеру с двойными стенками и размещенными с противоположных сторон вводным и выводным патрубками, установленный по оси вращающийся вал с перемешивающими элементами, узел отделения измельченного продукта от мелющих тел, выполненный в виде набора профилированных колец, установленных с зазором [1] Недостатки этого устройства является невысокая эффективность работы устройства за счет засорения узла отделения из-за образования намывного слоя, а также сложности в эксплуатации.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является мельница мокрого помола, содержащая цилиндрическую размольную камеру с двойными стенками и мелющими телами. Внутри камеры вдоль ее оси установлен вращающийся вал с лопастями в виде набора пальцев. На внутренней стенке камеры размещены штыри. Мельница имеет вводной и выводной патрубки. В выходном конце камеры установлен узел отделения мелющих тел [2] Данное устройство не позволяет рационально использовать энергию циркуляционного потока для самоочищения щелей устройства отделения, а также его регенерацию. Кроме того вводное устройство не обеспечивает однородности исходной дисперсии.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность работы устройства за счет улучшения качества отделения целевого продукта и расширения диапазона использования мелющих тел, а также улучшить однородность дисперсии.

Это достигается тем, что в мельнице мокрого помола, содержащей корпус с цилиндрической размольной камерой с двойными стенками и размещенными внутри нее мелющими телами, установленный по оси размольной камеры приводной вал с лопастями, расположенные на внутренней стенке размольной камеры радиальные штыри, вводное и выводное устройства, штыри выполнены в виде наборных колец, установленных между собой с регулируемым зазором и соединены с выводным устройством, причем величина зазора составляет 0,2-0,5 наименьшего диаметра мелющих тел, а высота штыря выполнена равной h D d_в - (2-5)d_мт, где D внутренний диаметр размольной камеры, d_в - диаметр вала, d_мт наибольший диаметр мелющих тел, а диаметр штыря d_ш равен d_ш H-(4-10)d_мт, где H расстояние между лопастями.

Вводное устройство выполнено радиальнощелевым с размером щели 0,5-0,7 наименьшего диаметра мелющих тел. Кроме того мельница содержит узел преддиспергирования, представляющий собой два коаксиально расположенных зубчатых кольца, одно из которых размещено на втулке уплотнения приводного вала, а второе расположено на корпусе и одновременно служит для образования радиально-кольцевой щели.

Выполнение штырей размольной камеры в виде набора колец, установленных с зазором определенной величины, дает возможность получить высокое качество отделения целевого продукта от мелющих тел и их сколов, а также использовать мелющие тела в широком диапазоне размеров. Штыри могут быть размещены по всей внутренней поверхности размольной камеры как в радиальном, так и в осевом направлении. За счет такого размещения происходит более равномерное распределение потоков обрабатываемого материала через выводные щели, поскольку воздействие силы циркуляции основного потока значительно превышает силу давления обрабатываемого материала на отдельный штырь, следовательно, уменьшаются силы, способствующие притягиванию мелющих тел к выходной щели, что в свою очередь предотвращает засорение выводных щелей. Расположение штырей с выводными щелями по всей рабочей поверхности камеры позволяют значительно повысить эффективность работы устройства за счет возможности индивидуального соединения каждого штыря или отдельной группы штырей через вентиль с выводным устройством. Это дает возможность включения в работу отдельных зон камеры измельчения, а также осуществления регенерации выводных щелей, не прерывая технологического цикла и без демонтажа конструкции. Кроме того подключение штырей к устройству по различным зонам размольной камеры улучшает условия гомогенизации. Величина зазора между кольцами, т.е. размер выводной щели, определяется размером мелющих тел.

Экспериментально установлена зависимость высоты штыря от соотношения величин диаметров камеры вращающегося вала, а также размера мелющих тел. При увеличении высоты штыря больше указанной в соотношении величины происходит заклинивание взаимодействующих конструктивных элементов, что приводит к их разрушению.

Если высота штыря будет меньше указанной в соотношении величины, то уменьшается количество выводных щелей, что, соответственно, приводит к снижению общей площади сечения выводных отверстий.

Диаметр штыря определен указанным выше соотношением из условий увеличения площади свободного сечения выводных отверстий, улучшения условий циркуляции основного потока и устранения намывного слоя.

Выполнение вводного патрубка радиальнощелевым с размером щели 0,5-0,7 d_мт, а также выполнение одного из колец, образующих радиально-кольцевую щель, зубчатым и установка на втулке вала дополнительного зубчатого кольца улучшает качество гомогенизации исходной дисперсии и предотвращает попадание в размольную камеру с исходным материалом крупных включений, улучшает условия ввода исходного материала и образования основного циркуляционного потока.

Соединение штырей с выводным устройством может быть различным. Например, каждый штырь может быть соединен с выводным устройством индивидуально. Штыри могут быть сгруппированы как в осевой, так и в радиальной плоскости. Причем это соединение может быть весьма разнообразным: по винтовой линии, в шахматном порядке и т.п. Это дает возможность в широком диапазоне регулировать технологический процесс измельчения, а также значительно повысить эффективность работы устройства.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства, на фиг.2 узел А фиг.1 и на фиг.3 узел Б, на фиг.4 вид сбоку фиг.3.

Мельница мокрого помола (фиг.1) содержит цилиндрическую размольную камеру 1 с кожухом 2. Внутри камеры 1 по ее оси установлен вращающийся вал 3 с лопастями 4. В камеру 1 помещены мелющие тела 5. На внутренней стенке размольной камеры 1 размещены радиальные штыри 6. Штыри 6 выполнены в виде набора колец 7, установленных между собой с регулируемым зазором. Кольца 7 образуют полость 8, которая соединена с выводным устройством 9. Величина зазора между кольцами 7 может регулироваться. Кольца 7 могут быть выполнены профилированными, образуя таким образом различную конфигурацию выводной щели. Вводное устройство 10 размещено в торце камеры 1 и может быть выполнено, например, в виде двух колец 11 и 12, одно из которых 11 установлено на валу, а другое 12 на корпусе камеры. Кольца 11 и 12 образуют между собой радиальную щель 13, одно из колец установлено с возможностью фиксированного осевого перемещения для регулирования размера щели, причем кольцо 12 с внутренней стороны снабжено зубцами 14. Зубчатое кольцо 15 с зубцами 14 установлено на втулке 16 вращающегося вала 3. Зубчатые кольца 12 и 15 могут иметь как один, так и несколько рядов зубцов.

Мельница работает следующим образом.

В размольную камеру 1, заполненную мелющими телами 5, через вводное устройство 10 подают исходный материал для обработки. Проходя через зазоры между кольцами 12, 15 и вводную щель 13, исходный материал предварительно гомогенизируется и попадает в камеру 1. Исходный материал вместе с мелющими телами 5 приводят во вращение валом 3 с лопастями 4, происходит взаимодействие исходного материала с мелющими телами 5, лопастями 4 и штырями 6. В результате этого твердые частицы материала подвергаются измельчению за счет соударения и истирания. Измельченный готовый продукт проходит сквозь выводные щели между кольцами 7 штырей 6. При этом мелющие тела и их сколы, а также неизмельченные частицы исходного материала отделяются, а целевой продукт через выводное устройство 9 удаляют из размольной камеры.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить однородность получаемой дисперсии, значительно снизить содержание сколов и изношенных мелющих тел в целевом продукте, что существенно повышает его качество. Кроме того данная конструкция дает возможность улучшить условия отвода готового продукта, что в свою очередь повышает эффективность работы устройства в целом.

Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР N 1726024, кл. B 02 C, 17/16, 1991.

2. Патент ФРГ N 3521668, кл. B 02 C 17/16 публ. 18.2.86. (прототип).

Формула изобретения

1. Мельница мокрого помола, содержащая корпус с цилиндрической размольной камерой с двойными стенками и размещенными внутри нее мелющими телами, установленный по оси размольной камеры приводной вал с лопастями, расположенные на внутренней стенке камеры радиальные штыри, вводное и выводное устройства, отличающаяся тем, что штыри выполнены в виде набора колец, установленных между собой с регулируемым зазором, и соединены с выводным устройством, причем величина зазора составляет 0,2 0,5 наименьшего диаметра мелющих тел, штырь выполнен высотой h D d_в (2 5)d_мт, где D внутренний диаметр размольной камеры, d_в диаметр вала, d_мт наибольший диаметр мелющих тел, а диаметр штыря d_ш H (4 - 10)d_мт, где Н расстояние между лопастями, при этом вводное устройство выполнено радиально-щелевым, причем одно из колец, образующих щель, выполнено зубчатым и на втулке вала дополнительно укреплено еще одно зубчатое кольцо.

2. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что размер щели составляет 0,5 - 0,7 наименьшего диаметра мелющих тел.

3. Мельница по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что каждый штырь соединен с выводным устройством посредством индивидуального вентиля.

4. Мельница по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что штыри, расположенные в одной радиальной плоскости размольной камеры, соединены с выводным устройством посредством вентиля.

5. Мельница по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что штыри, расположенные в одной осевой плоскости размольной камеры, соединены с выводным устройством посредством вентиля.

6. Мельница по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что штыри, расположенные по винтовой линии поверхности размольной камеры, соединены с выводным устройством посредством вентиля.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4