Центробежная мельница

 

Изобретение обеспечивает интенсификацию и снижает энергоемкость процесса измельчения в центробежной мельнице. Для этого ступени .корпуса мельницы снабжены дополнительно кольцевыми камерами 5, вьшолненными в виде кольцевых выемок на торцовых стенках корпуса 2, образующих в сторону разгрузочной ступени 6 выходные отверстия. Цри вращении приводного вала 7 исходный материал загружается в устройство 1 и распределительным конусом 14 направляется в

СОЮЗ СОВЕТСКИ)(СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) сЮ4В02С1309

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Г1

У

У

11

1У

1д

f5 у

6 г() ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3926167/29-33 (22) 10 ° 07.85 (46) 07.01.87. Бюл. № 1 (71) Коммунарский горно-металлургический институт (72) А.И. Пологович, П.П. Королев, Н.M. Кочмола и Н.Н. Хорюшин (53) 621.926.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1080854, кл. В 02 С 13/ 14, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹- 975082, кл. В 02 С 21/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1103893, кл. В 02 С 13/14, 1982. (54) ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МЕЛЬНИЦА (57) Изобретение обеспечивает интенсификацию и снижает энергоемкость процесса измельчения в центробежной мельнице. Для этого ступени корпуса мельницы снабжены дополнительно кольцевыми камерами 5, выполненными в виде кольцевых выемок на торцовых стенках корпуса 2, образующих в сторону разгрузочной ступени 6 выходные отверстия. При вращении приводного вала 7 исходный материал загружается в устройство 1 и распределительным конусом 14 направляется в

1281 рабочую полость 25 помольной камеры на билы 10 вращающегося диска 9, где происходит измельчение за счет удара и истирания. Измельченные на диске 9 первой ступени частицы материала увлекаются потоком воздуха на последующие ступени для дальнейше299 го измельчения. Аналогично происходит процесс измельчения на последующих ступенях. Измельченный материал удаляется из рабочей зоны последней ступени (разгрузочной) 6 через разгрузочный патрубок 20 в материалоприемник. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к устройствам для измельчения материалов и может быть применено в металлургической, горнорудной, химической и дРугих отраслях промышленности. 5

Цель изобретения — интенсификация и снижение энергоемкости процесса измельчения, а также повышение равномерности фракционного состава готового продукта, повышение качества готового продукта и снижение износа ударных элементов.

На фиг. 1 показана центробежная мельница, продольный разрез, на фиг ° . 2 — схема возникновения кольцевых токов вихря, на фиг. 3 — схема возникновения поперечного вихря, на фиг. 4 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 5 — разрез Б-Б на фиг. 1.

Центробежная мельница содержит загрузочное устройство 1, ступенчатый корпус 2, каждая последующая ступень в котором, считая по ходу перемещения материала, выполнена большего диаметра. На внутренней стороне корпуса на отбойных кольцах 3 распо— ложены ударные элементы 4, а ступени корпуса снабжены дополнительными кольцевыми камерами 5, выполненными в виде кольцевых выемок на торцовых стенках корпуса, образующих в сторону последней ступени 6 выходные отверстия. В корпусе мельницы на приводном валу 7 расположены ступенчатый дисковый ротор 8, состоящий из З5 дисков 9 с билами 10 и ударниками

11, ступицы 12 со шпонкой 13 и распределительного конуса 14. Диски ротора выполнены пустотелыми с радиальными или наклонными каналами

15, выходные отверстия 16 которых расположены с внешней стороны дисков по окружности между билами, и с внут2 ренним профилем 17, являющимся продолжением профилей смежных дисков и расширяющимся в сторону разгруз,очной ступени 6, а торцы 18 и 19 крайних дисков выполнены глухими. Билы

10 ротора 8 на каждой ступени расположены напротив камер 5. Последняя ступень 6 корпуса 2 снабжена разгрузочным патрубком 20. Предпо-.;— следняя ступень 21 корпуса 2 в направлении вращения ротора 8 соединена с входной загрузочной ступенью 22 разгонной трубой 23 знакопостоянной кривизны переменного сечения, увеличивающейся (плавно или ступенчато) в направлении входной ступени 22, соединенной в конечной части малого радиуса закругления отводящим патрубком 24 с рабочей полостью 25 одной из предшествующих ступеней в направлении вращения ротора 8. Внутренняя полость 26 ротора 8 выполнена соосно с ним.

Мельница работает следующим образом.

Приводится во вращение приводной вал 7, после чего исходный материал загружается в загрузочное устройство 1 и распределительным конусом

14 направляется в рабочую полость

25 помольной камеры на билы 10 вращающегося диска 9 первой ступени, где они отбрасываются еа отбойное кольцо 3 с ударными элементами 4 и измельчаются за счет удара и истирания. Измельченные на диске 9 пер1 вой ступени частицы материала увлекаются потоком воздуха, создаваемым вращающимся ротором 8, на последующие ступени для дальнейшего измельчения. Аналогично происходит процесс измельчения на последующих ступенях.

Количество ступеней мельницы прини1281299 мается в зависимости от требуемой тонины помола частиц материала. Измельченный до требуемого гранулометрического состава материал удаляется из рабочей зоны последней (разгрузочной) ступени 6 через разгрузочный патрубок 20 в материалоприемник (не показан). Отбойное кольцо 3 последней ступени б может быть выпол— нено без ударных элементов, например, 10 при измельчении склонных к адгезии материалов и др.

В рабочей полости 25 ступени материал разделяется за счет центробежных сил и сил трения в процессе 15 ударного воздействия вращающегося кольцевого потока газовзвешенного материала на две соосные смежные кольцевые зоны. В зоне, определяемой шириной диска 9 с билами 10, за 20 счет бил 10 закрепленных на диске 9, материалу сообщается угловая скоросты „ . В наружной зоне, определяемой размерами глубины и ширины кольцевых камер 5, выполненных в виде кольцевых выемок на торцовых стенках ступеней корпуса 2, за счет трения о поверхности выемки скорость вращения материала замедляется до значения М, вследствие чего кольцевой поток делится на две соосные смежные кольцевые зоны. При этом центробежные силы, действующие на частицы материала в камере 5, меньше чем в рабочей полости 25 ступени. 35

Из-за разности центробежных сил возникают кольцевые токи вихря частиц материала, находящегося в камере 5 и рабочей измельченной полости 25 ступени, в результате чего 40 частицы материала проходят через рабочую полость 25 ступени, где они измельчаются и приобретают окружную составляющую скорости, большую .скорости материала в кольцевой ка- 45 мере 5. При смешении частиц потока материала, движущегося по камере 5, с частицами, выходящими из рабочей полости 25 ступени, частицы материала в камере 5 получают ударный 50 импульс в направлении вращения диска 9 с билами 10, в результате чего увеличивается давление вдоль камеры, а перемешивание частиц разных фракций потока материала, движущихся в 55 камере 5 с разными скоростями, приводит к интенсивному вихреобраэованию и, следовательно, к значительному измельчению материала. Аэродинамическое сопротивление камеры 5 кольцевым токам вихря обусловлено меридиональными составляющими сил трения на стенках камеры 5. Энергия переда1ется частицам потока материала, движущегося по камере 5, не только кольцевыми токами вихря и в результате турбулентного обмена частиц материала, находящихся в рабочей полости 25 ступени и кольцевой камере 5, но и возникающими за выходной частью кром- ки билы 10 вихрем, ось которого параллельна входной кромке билы 10 (поперечный вихрь). При уносе вихря потоком непосредственно в камеру 5 вихрь, имея скорость большую скорости частиц потока материала в камере

5, частично передает свое количество движения частицам потока материала в камере 5 и перемещает частицы потока материала по камере 5 с одного радиуса вращения на другой, в результате чего изменяется величина давления и окружная скорость, действующие на частицы согласно законам сохранения энергии, что способствует увеличению частоты изменения перемещения частиц относительно друг друга.

В результате значительного вихревого движения частиц газоматериального потока происходит увеличение взаимного перемещения частиц, обуславливающего интенсификацию их разрушения, что показывает высокую эффективность процесса измельчения.

При этом кроме центробежных сил и сил трения на частицы материала действуют еще и аэродинамические ударно-импульсные силы, что увеличивает энергонапряженность процесса.

Энергоемкость процесса при этом снижается, а производительность мельницы увеличивается за счет увеличения объема рабочей измельченной полости

25 ступени на величину объема дополнительной измельченной кольцевой камеры 5, что позволяет пропустить через мельницу большее количество материала за одно и то же время без увеличения габаритов мельницы. Резкое увеличение частоты воздействия частиц друг на друга позволяет снизить среднюю скорость движения материала в рабочей зоне измельченной полости 25 ступени, а наличие разности скоростей между потоками материала в камере 5 и рабочей полости 25 приводит к увеличению за сче

1281299 сил трения деформации сдвига и ее преобладанию над деформацией сжатия, что позволяет производить измельчение в бильной мельнице при большем рабочем зазоре между билами ротора

8 и ударными элементами 4 корпуса 2 с сохранением эффективности процесса измельчения, в результате чего резко снижается давление на билы, уменьшается перетирание материала, предотвра щается повышение температуры при измельчении, снижается износ били умень шаются шум и вибрация.

Крупные частицы, не разрушенные до предпоследней ступени 21, возвращаются с нее на домол в последнюю ступень разгонной трубой 23 знакопостоянной кривизны переменного сечения, увеличивающегося в направлении .движения возвратного потока материала, которая позволяет уменьшить скорость потока движущихся частиц газовзвешенного потока материала за счет преобразования кинетической энергии

„потока частиц материала в энергию давления, в результате чего за счет распределения частиц материала по увеличивающемуся сечению потока движущегося материала при одновременном повышении равномерности скоростей частиц одинаковых фракций материала в потоке и снижении скорости частиц по сравнению со скоростью их на выходе из разгрузочного патрубка пред— последней ступени 21 (окружная скорость бил ротора последующей ступени больше окружной скорости бил ротора предшествующей ступени в мель нице со ступенчатым ротором, каждая последующая ступень в которой, считая по ходу перемещения материала, выполнена большего диаметра), что резко снижает вихреобразование и величину удара частиц потока материала о билы 10 ротора 8 предшествующей ступени, вследствие чего повышается эффективность работы мельницы и улуч шается характеристика крупности готового продукта. Крупные частицы движутся по разгонной трубе 23 и за счет центробежных сил разделяются на фракции по проходному сечению трубы. Крупные частицы движутся расположенными ближе к внутренней стенке,примыкающей к большему радиусу кривизны разгонной трубы, а мелкие движутся расположенными ближе к внутренней стенке, примыкающей к меньшему радиусу кривизны разгонной трубы. Крупная фракция подводится разгонной трубой 23 в мельницу в направлении входа измельчаемого материала в загрузочную ступень 22, а мелкая фракция отбирается отводящим патрубком 24 в конечной части малого радиуса закругления разгонной трубы 23 и подводится в рабочую полость 25 одной из предшествующих

-l0 ступеней мельницы в направлении вращения ротора 8 со скоростью, близкой к окружной скорости бил 10, в результате чего мелкие частицы материала проходят через мельницу вместе с по15 током воздуха раньше совместно с ней возвращаемой на домол крупной фракции, вследствие чего снижаются энергозатраты, уменьшается переизмельчение материала, снижается износ удар20 ных элементов, повышается равномерность фракционногo состава готового материала и повышается производительность и эффективность мельницы.

Нагнетание крупной фракции в разгон2 ную трубу 23 в направлении вращения ротора 8 и подвод мелкой фракции в предшествующую ступень со скоростью, близкой к окружной скорости бил 10 ротора 8 и в направлении его враще30 ния, позволяют снизить возникающие вредные завихрения и неравномерность скоростей частиц материала по поперечному сечению его потока в разгонной трубе 23, что позволяет повысить

З5 степень разделения материала в процессе его движения по разгонной трубе 23, а при входе в ступень мельницы в направлении вращения ротора

8 и со скоростью, близкой к окружной

40 скорости билы 1.0, позволяет уменьшить при входе возвратного потока в рабочую полость 25 предшествующей ступени возникающую при этом его турбулизацию, которая может привести

45 к "увеличению неравномерности по крупности продукта измельчения и значительному повышению энергозатрат.

Мелкие частицы за счет создаваемого ротора 8 с билами 10 разгрузоч50 ной ступени 6 разрежения во внутренней полости 26 ротора 8 отводятся через каналы 15 дисков ротора 8 предшествующих ступеней и по каналам 15 диска ротора 8 разгрузочной ступени 6 его билами нагнетаются за счет центробежных сил через разгрузочный патрубок 20 в материалоприемник.

Часть крупных частиц, попавших вместе с мелкими частицами в результате

7 12812 турбулизации и вихреобразного движения частиц во внутреннюю полость ротора 8, отбрасывается за счет центробежных сил и ударников 11 на поверхности внутреннего профиля 17 ротора 8 и перемещаются по ней в сторону большего его диаметра по винтовой линии, в результате чего они вновь направляются через каналы 15 дисков 9 последующих ступеней ротора

8 за счет центробежных сил на домол в рабочие измельчительные полости ступеней. Ударники 11 выбивают крупные фракции из потока материала, движущегося во внутренней полости 15 ротора в направлении последней ступени, в результате чего скорость их за счет потока, создаваемого разрежением последней ступени, снижается при одновременном преобладании тра- 20 ектории их движения к поверхности внутреннего профиля ротора за счет центробежных сил, что увеличивает степень сепарации и производительность по мелкой фракции без увеличения энергозатрат, При движении по расширяющейся внутренней полости 26 ротора в результате превращения кинетической энергии газовзвешенного потока в энергию давления скорость частиц материала в ней падает, что позволяет снизить вихреобразование и турбулизацию газовзвешенного потока и повысить степень вывода случайно попавших крупных частиц из внут- 35 ренней полости 26 ротора 8 в рабочие измельчительные полости 25, что обеспечивает более хорошую степень сепарации, производительность по мелкой фракции и уменьшает энерго- 40 затраты на процесс помола. В результате расположения выходных отверстий каналов 15 дисков с их внешней.стороны по окружности между билами 10 снижается влияние турбулизации, вих- 45 реобразования и трения частиц о поверхность дисков 9 на процесс сепарации, в результате чего снижаются удельные энергозатраты, повышается равномерность готового продукта, сни-50

99 жаетсн износ ударных элементов и повышается производительность мельницы и эффективность ее работы.

Формула изобретения

1. Центробежная мельница, содержащая ступенчатый корпус с ударными элементами и установленный в нем ступенчатый дисковый ротор с билами, каждая последующая ступень которых по ходу перемещения материала выполнена большего диаметра, распределительный конус, загрузочный и разгрузочный патрубки, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью интенсификации и снижения энергоемкости процесса измельчения, внутри корпуса на торцовых стенках его выполнены кольцевые выемки, открытые в сторону последней ступени.

2. Мельница по п. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения равномерности фракционного состава готового продукта и снижения износа ударных элементов, диски ротора выполнены с расширяющимися в сторону последней ступени конусообразными полостями и со смонтированными в последних ударниками, а также с расширяющимися к их периферии радиальными или наклонными каналами, причем торцы крайних дисков выполнены глухими, а профиль выходного отверстия полости предыдущей ступени диска соответствует профилю входного отверстия последующей ступени.

3. Мельница по п. 1, о т л и— чающая с я тем, что, с целью повышения качества готового продукта, она снабжена соединенной с предпо-;:. следней ступенью корпуса и загрузочным патрубком разгонной трубой со энакопостоянной кривизной и с увеличивающимся в сторону загрузочного патрубка сечением, причем разгонная труба на разгрузочном участке соединена с предыдущей ступенью корпуса посредством отводящего патрубка в направлении вращения ротора.

1281299

ВНИИПИ Заказ 7182/6 Тирах 572 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4