Способ тонкого измельчения материалов и центробежная дисковая мельница для его осуществления

 

Изобретение может быть применено для тонкого измельчения материалов. Согласно способу тонкого измельчения материалов, включающего соударение частиц материала в разряженной среде, измельчение осуществляют в дисковой мельнице при соотношении величины остаточного давления (мм рт. ст.) в рабочей камере к окружной скорости (м/с) периферийной части диска ≅0,5 Центробежная дисковая мельница для тонкого измельчения материалов, реализующая этот способ, содержит вращающиеся в противоположные стороны диски с кольцевыми выступами на их периферии ^┌_└ _образного поперечного сечения. Мельница имеет дозирующее приспособление в виде камеры, к верхнему отверстию которой подсоединен вакуум-сепаратор, сообщенный с бункером-накопителем и вакуумным насосом. На нижнем диске установлена крыльчатка, а на корпусе - самофутеруемая ловушка. Изобретение позволяет снизить износ преграды и повысить чистоту конечного продукта измельчения. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Предлагаемое изобретение относится к технике измельчения материалов и может быть использовано для тонкого измельчения различных материалов в химической, горнорудной, строительной, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен способ тонкого измельчения материалов, согласно которому измельчение осуществляют многократными ударами в разряженной среде за счет интенсивного отскока потоков газов из мельницы при помощи вентиляторов. /Сапожников М. Я. , Механическое оборудование предприятий, строительных материалов, изделий и конструкций", Москва, Высшая школа, 1971, с. 149 - 150/.

Однако, наличие воздуха или другого газа в рабочей камере обеспечивает неодинаковые условия измельчения материала и небезопасно.

Известен наиболее близкий к изобретению по технической сущности способ тонкого измельчения материалов, включающий соударение частиц материала в разреженной среде. При указанном способе измельчение производят многократным ударом в разряженной среде, при этом скорость каждого последующего удара в 1,1 - 1,2 раза превышает скорость предыдущего удара, а давление разреженной среды не превышает 10 мм. рт. ст. (SU, авторское свидетельство, 563188, кл. B 02 C 19/00, 1977).

Недостатком указанного способа является то, что при многократных ударах материала о преграду, происходит интенсивный износ последней, а также снижается чистота конечного продукта измельчения.

Известна центробежная дисковая мельница, включающая вращающиеся в противоположные стороны соосно расположенные диски с выступами, устройство для загрузки и выгрузки материала. (SU, авторское свидетельство, 405583, кл. B 02 C 7/06, 1971).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является центробежная дисковая мельница, содержащая вращающиеся в противоположные стороны соосно расположенные диски с выступами бункер-накопитель и выгрузочное приспособление (SU, авторское свидетельство, 995862, кл. B 02 C 7/06, 1983).

Материал, измельченный в известных дисковых мельницах, не отвечает требуемой чистоте конечного продукта.

Задачей предложенного способа является снижение износа преграды и повышение чистоты конечного продукта измельчения.

Указанная задача решается тем, что в способе тонкого измельчения материалов, включающем соударение частиц материала в разреженной среде, измельчение осуществляют в дисковой центробежной мельнице при соотношении величины остаточного давления в рабочей камере к окружной скорости периферийной части диска Pw/Vэ ≅ 0,5, где Vэ - окружная скорость периферийной части диска (м/с), Pw - величина остаточного давления в рабочей камере (мм. рт.ст.) Указанная задача в центробежной дисковой мельнице решается тем, что центробежная дисковая мельница, содержащая вращающиеся в противоположные стороны соосно расположенные диски с выступами, бункер-накопитель и выгрузочное приспособление, снабжена дозирующим приспособлением в виде камеры, к верхнему отверстию которой подсоединен вакуум-сепаратор, сообщенный с бункером-накопителем и вакуумным насосом с многоступенчатой системой отсоса, а к нижнему отверстию - неподвижная труба, размещенная внутри верхнего целого вала, который вместе с трубой герметизирован при помощи лабиринтных бесконтактных уплотнителей, при этом выступы выполнены кольцевыми ^┌_└ - образного поперечного сечения и закреплены посредством крепежных элементов с рабочим зазором относительно торцевых поверхностей дисков по их периферии, причем длина нижней стенки из двух параллельных стенок выступа нижнего диска выполнена большей, чем длина верхней стенки выступа, на нижнем диске напротив отверстия неподвижной трубы на уровне кольцевого выступа смонтирована разгонная крыльчатка с центральным отверстием, а на уровне верхнего диска и на корпусе размещена самофутеруемая ловушка.

Высота входного отверстия крыльчатки может составлять (0,1 - 0,5) высоты кольцевого выступа нижнего диска.

Диаметр центрального отверстия крыльчатки может составлять (1,5 - 4,0) диаметра внутреннего отверстия неподвижной трубы.

Длины нижней и верхней стенок выступа нижнего диска могут относиться как 1,5 ... 10,0).

Высота выступа может составлять (0,5 ... 2,5) его ширины.

Рабочий зазор между торцевой поверхностью диска и ^┌_└ - образного кольца может составлять (0,2 ... 2,5) высоты выступа.

Измельчение материала предложенным способом и в предложенной центробежной дисковой мельнице обеспечивает необходимую тонкость помола, чистоту конечного продукта.

Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг. 1 изображен общий вид центробежной дисковой мельницы; на фиг. - 2, 3, 4 узел I на фиг. 1 в увеличении; на фиг. - 5 узел II в увеличении.

Заявленный способ тонкого измельчения материала реализуют следующим образом.

Материал, подлежащий измельчению, подают в рабочую камеру центробежной дисковой мельницы, где соотношение величины остаточного давления в рабочей камере к окружной скорости периферийной части диска ≅ 0,5. Поступающий материал разгоняется крыльчаткой и подвергается измельчению за счет ударов о выступы дисков и ловушку, которая самофутеруется в процессе работы, а также за счет самоизмельчения частиц материала.

При повышении указанного соотношения ухудшаются условия разрушения материала.

Наиболее эффективно предложенный способ реализуется в предложенной центробежной мельнице.

Центробежная дисковая мельница содержит направляющую воронку 1, дозирующee приспособление 2 в виде камеры, к верхнему отверстию которой подсоединен вакуум-сепаратор 3, который имеет два выхода, один сбоку сообщен с вакуумным насосом 4 с многоступенчатой системой отсоса, а к нижнему отверстию подсоединена неподвижная труба 5, установленная внутри вращающегося в подшипниковой обойме 6 верхнего полого вала 7. На периферии вращающихся в противоположные стороны дисков 8 и 9 размещены кольцевые выступы 10 и 19 ^┌_└ - образного поперечного сечения, которые закреплены посредством крепежных элементов с рабочим зазором относительно торцевых поверхностей дисков. Длина нижней стенки из двух параллельных стенок выступа нижнего диска выполнена большей, чем длина верхней стенки выступа. На нижнем диске напротив отверстия неподвижной трубы 5 на уровне кольцевого выступа смонтирована разгонная крыльчатка 11 с центральным отверстием 12. На уровне верхнего диска на корпусе размещена самофутеруемая ловушка 20.

Все вращающиеся части мельницы уплотнены многоступенчатыми лабиринтными бесконтактными уплотнениями 13, 14, 15.

Верхний и нижний диски приводятся во вращение электромеханическим приводом 16 и 17 соответственно.

Центробежная дисковая мельница работает следующим образом.

Материал, подлежащий измельчению, направляющей воронкой 1 подается в дозирующее приспособление 2 со стопором 23. В рабочей камере 18 мельницы, сообщенной через вакуум-сепаратор с вакуумным насосом, создается разряжение, которое поддерживается при соотношении величины остаточного давления к окружной скорости периферийной части диска Pw/Vэ ≅ 0,5.

Измельчаемый материал попадает на вращающиеся в противоположные стороны диска 8 и 9, перемещается к их периферии в зону расположения выступов 10, чему способствуют разгонная крыльчатка 11 нижнего диска.

За счет удара материала о выступы и ловушку 20 происходит разрушение материала. Самофутеровка ловушки обеспечивает чистоту готового продукта, вследствие чего материал, из которого изготовлена ловушка, не попадает в продукт измельчения. Самофутеровка ловушки также уменьшает ее износ, что ведет к равномерному гранулометрическому составу продукта. Измельченный материал выводится через выгрузочное отверстие 21 в приемник 22.

Для более эффективного достижения указанной задачи целесообразно, чтобы высота выходного отверстия крыльчатки составляла (0,1 - 0,5) высоты кольцевого выступа нижнего диска, диаметр центрального отверстия крыльчатки составлял (1,5 - 4,0) диаметра внутреннего отверстия неподвижной трубы, длины нижней и верхней стенок выступа нижнего диска относились бы как 1,5 : 10,0, высота выступа составляла бы 0,5 - 2,5 его ширины, а рабочий зазор между торцевой поверхностью диска и ^┌_└ - образного кольцевого выступа составлял бы 0,2 - 2,5 его высоты.

Таким образом, реализация указанного предложения обеспечивает достижение поставленной задачи, так как зазоры между торцевой поверхностью диска и ^┌_└ - образного кольцевого выступа обеспечивают отвод остаточного воздуха с внутренней поверхности нижнего и верхнего дисков соответственно, что дает возможность исключить влияние газодинамических турбулентных потоков на процессы самоизмельчения, происходящие на футерованных поверхностях ^┌_└ - образных кольцевых выступов, что повышает эффективность и тонкость помола, а также снижает абразивный износ дисков и ^┌_└ - образных колец.

Формула изобретения

1. Способ тонкого измельчения материалов, включающий соударение частиц материала в разреженной среде, отличающийся тем, что измельчение осуществляют в дисковой центробежной мельнице при соотношении величины остаточного давления в рабочей камере к окружной скорости периферийной части диска P_w/V_э ≅ 0,5, где V_э - окружная скорость периферийной части диска, м/с; P_w - величина остаточного давления, мм рт.ст.

2. Центробежная дисковая мельница для тонкого измельчения материалов, содержащая вращающиеся в противоположные стороны соосно расположенные диски с выступами, бункер-накопитель и выгрузочное приспособление, отличающееся тем, что мельница снабжена дозирующим приспособлением в виде камеры, к верхнему отверстию которой подсоединен вакуум-сепаратор, сообщенный с бункером-накопителем и вакуумным насосом с многоступенчатой системой отсоса, а к нижнему отверстию - неподвижная труба, размещенная внутри верхнего полого вала, одного из дисков, который вместе с трубой герметизирован при помощи лабиринтных бесконтактных уплотнителей, при этом выступы дисков выполнены кольцевыми ^┌_└ - образного поперечного сечения и закреплены посредством крепежных элементов с рабочим зазором относительно торцевых поверхностей дисков по их периферии, причем длина нижней стенки из двух параллельных стенок выступа нижнего диска выполнена большей, чем длина верхней стенки выступа, на нижнем диске напротив отверстия неподвижной трубы на уровне кольцевого выступа смонтирована разгонная крыльчатка с центральным отверстием, а на уровне верхнего диска на корпусе размещена самофутеруемая ловушка.

3. Мельница по п.2, отличающаяся тем, что диаметр центрального отверстия крыльчатки составляет (1,5 - 4,0) диаметра внутреннего отверстия неподвижной трубы.

4. Мельница по п.2, отличающаяся тем, что длины нижней и верхней стенок выступа нижнего диска относятся как 1,5 : 10,0.

5. Мельница по п.2, отличающаяся тем, что высота выступа составляет (0,5 - 2,5) его ширины.

6. Мельница по п.2, отличающаяся тем, что рабочий зазор между торцевой поверхностью диска и ^┌_└ -образного кольца составляет (0,2 - 2,5) высоты выступа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5