Центробежная мельница

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для активации и тонкого измельчения твердых материалов в химической, строительной и других отраслях промышленности. С целью повышения эффективности процесса измельчения, внутри сепаратора смонтирован с возможностью вращения относительно его продольной оси отражатель. Отверстия в сепараторе, в его поперечном сечении выполнены расширяющимися внутрь. Отражатель выполнен с соплами переменного сечения. Центры выходных отверстий сопл лежат на винтовой линии, проведенной по поверхности отражателя. Отражатель снабжен приводным валом, выполнен с полостью для сообщения с источником газа или жидкости посредством канала в приводном валу и имеет привод. Боковая стенка отражателя выполнена из материала с повышением модулем упругости, например из твердого сплава или керамики в виде цилиндрической пружины. 8 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Q9 01) В 02 С 15/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

Qf,,, r, i4TK !1 . т:.;,,;, -.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flo изОБРетениям и ОтнРытиям

ПРИ CHHT СССР (61) 925386 (21) 3577386/29-33 (22) 14.04.83 (46) 15.08.90. Бюл. N 30

t, (71) Красноярский политехнический институт и Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья

СО АН СССР (72) В.И. Козлов, В.Ф. Редькин, С.А. Козырев, В.Н. Борисов, В.В. Болдырев, Ф.Р, Кребель и Н.М. РУЬцов (53) 621.926.9(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 925386, кл. В 02 С 15/08, 1980. (54)(57) 1. ЦБНТРОЪЕЖНАЯ МЕЛЪНИЦА по авт. св. N 925386, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса измельчения, внутри сепаратора смонтирован с возможностью вращения относительно его продольной оси отражатель.

2 ° Мельница по и. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, отверстия в сепараторе, в его поперечном сечении, выполнены расширяющимися вовнутрь.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для активации и тонкого измельчения твердых материалов s химической, строительной и других отраслях промышленности.

3. Мельница по и. 1,, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, отражатель выполнен с соплами., 4. Мельница по пп. 1-3, о т л ич а ю щ а я с я тем, что сопла выполнены переменного сечения.

5, Мельница по пп. 1-4, о т л ич а ю щ а я с я тем, что центры выходных отверстий сопл лежит на винтовой линии, проведенной по поверхности отражателя °

6. Мельница по пп. 1-5, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что отражатель снаЬжен приводным валом и имеет привод.

7. Мельница по пп. 1-6, о т л ич а ю щ а я с я тем, что боковая стенка отражателя выполнена в виде цилиндрической пружины.

8. Мельница по пп. 1-7, о т л ич а ю щ а я с я тем, что отражатель выполнен с полостью для сообщения с источником газа или жидкости посредством канала в приводном валу.

9. Мельница по пп. 1-8, о т л ич а ю щ а я с я тем, что боковая стенка отражателя выполнена из материала с повышенным модулем упругости, например из твердого сплава или керамики.

По основному авт. св. Р 925386 известна центробежная мельница непрерывного действия, содержащая питатель, сепаратор с шарами, расположенный в неподвижном корпусе, причем сепаратор выполнен с полостью, заполненной

1584996 шарами и со сквозными отверстиями ,на Ьоковой стенке, соответствующими по диаметру мелющим шаром, а рабочая поверхность корпуса снабжена ребрами.

Недостатком этой мельницы являются потери энергии на трение. Шары во время работы мельницы располагаются а три и более слоев. Однако основную работу активации и измельчения совер- 10 шают шары, находящиеся в отверстиях сепаратора, так как загружаемый питателем материал сразу выбрасывается

;центробежными силами на рабочую по верхность корпуса и движется по ней ! вплоть до выгрузочного, отверстия, ;подвергаясь при"этом ударному нагружению шарами, находящимися в отверс" тиях. Таким образом, назначение внутренних слоев шаров сводится лишь к ускорению возвращения шаров, находившихся в отверстиях сепаратора, на .рабочую поверхность после их отскока от ребер. Однако, осуществляя эту . функцию, шары внутренних слоев в ре- 2 зультате взаимодействия шарами в отверстиях получают импульсы вращения, что приводит к возникновению> трения между шарами внутренйих слоев, а следовательно, к потерям энергии и изно- 30 су шаров. Кроме того, шары, находившиеся в отверстиях сепаратора, контактируют со стенками отверстия по дуге, что способствует увеличению потерь энергии на трение. При Умень- 35 шении числа слоев шаров внутри сепаратора, потери энергии на трение снижаются. Однако при этом увеличиваются податливость внутренних слоев, время свободного полета шаРов, а сле- 40 довательно, уменьшается частота ударов шаров по рабочей поверхности и соответственно снижается уровень активации материала при неизменной производительности устройства. Недостатком 4 указанной мельницы также является снижение уровня активации и тонины помола сыпучего материала: при вертикальном расположении оси мельницывследствие увеличения скорости движения материала по рабочей поверхности под действием силы тяжести, а при горизонтальном расположении оси мельницы или под углом — из-за неравномерности распределения материала в верхней и нижней частях рабочей поВерхности под действием силы тяжести. При обработке твердых материалов в смеси с вязкой жидкостью, уменьшается производительность мельницы, так как материал налипает на рабочую поверхность и скорость его перемещения в направлении выгрузочного отверстия снижается. Недостатком также является невозможность равномерного введения газообразного или жидкого химического реагента непосредственно в рабочую зону и в необходимой дозировке.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса измельчения, Для достижения укаэанной цели в центробежной мельнице внутри сепаратора смонтирован с возможностью вращения относительно его продольной оси отражатель, Причем отверстия в сепараторе, в его поперечном сечении, могут быть выполнены расширяющимися вовнутрь. Отражатель выполнен с соплами. Сопла могут быть выполнены переменного сечения, а центры их отверстий лежат на винтовой линии, проведенной по поверхности отражателя, который может быть снабжен приводным валом и иметь привод. Боковая стенка отражателя выполнена в виде цилиндрической пружины, а отражатель с полостью для сооЬщения с источником газа или жидкости посредством канала в приводном валу. Причем Ьоковая стенка отражателя выполнена из материала с повышенным модулем упругости, например, из твердого сплава или керамики.

На фиг. 1 изображена центробежная мельница, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема удара мелющего тела, например шара, в ребро:, на фиг. 4 - схема удара шара в отражатель; на фиг. 5 - отражатель, выполненный в виде цилиндрической пружины.

Центробежная мельница содержит питатель 1, сепаратор 2 с отверстиями

3 на боковой стенке 4 и с внутренней полостью 5, заполненной шарами б, расположенной в неподвижном корпусе

7, рабочая поверхность 8 которого скаЬжена ребрами 9. Внутри сепаратора

2, концентрично с ним, установлен отражатель 10, имеющий возможность вращения относительно продольной оси

11 устройства.

Отражатель 10 снабжен приводным валом 12 и имеет привод, -например, с клиноременной передачей (не показана). Кроме того, в отражателе 10

5 15 выполнены сопла 13 переменного сечения, Ось 14 сопла 13 в диаметральной плоскости отражателя 10 наклонена под углом o(к оси отражателя 10, а в поперечном сечении отражателя 10 ось

14 наклонена под углом р к линии, касательной к поверхности отражателя 1О, проведенной через центр выходного отверстия сопла 13.

Центры выходных отверстий сопл 13 расположены на винтовой линии 15, проведенной по боковой. поверхности отражателя 10 °

Последний выполнен с полостью 16, соединенный с источником (не показано) газа или жидкости посредством канала 17 в приводном валу 12.

Боковая стенка отражателя 10 може- быть выполнена из материала с высоким модулем упругости, например, из твердого сплава. Корпус 7 снабжен выгрузочным отверстием 18, ЦентроЬежная мельница работает следующим образом.

При вращении сепаратора 2, шары 6, находящиеся в полости 5 сепаратора 2, под действием центробежных сил вытесняются на периферию, попадают в отверстия 3, выполненные на боковой стенке сепаратора 2, равномерно распределяются по длине отверстий 3 и входит в виброударный режим, ударяясь с некоторой частотой о рабочую поверхность 8 корпуса 7.

Исходный материал, например фосфоритная мука, подаваемый питателем 1, под действием центробежных сил выбрасывается на рабочую поверхность 8 корпуса 7, равномерно распределяется по ней и перемещается к выгрузочному отверстию 18, подвергаясь ударным воздействиям шарами

6. При этом материал . частично разрушается, а частично запасает энергию в виде нарушений кристаллической решетки и пластических деформаций сжатия и сдвига, т.е. активируется.

Движение шара 6 в процессе раЬоты устройства происходит следующим оЬразом. Сепаратор 2, вращаясь с угловой скоростью ы, толкает шар 6, который при прокатывании по рабочей поверхности 8 корпуса 7, налетает на ребро 9 в точке А со скоростью

U. 8 результате ударного взаимодействия с ребром 9 в точке Д, шар 6 изменяет направление движения и, 84996

6 двигаясь по прямой 00, со скоростью

V, ударяется в поверхность отражателя 10 в точке 8, после чего изменяет направление движения, движется по

5 прямой О,О< со скоростью V, и ударяФ ется в рабочую поверхность 8 корпуса

7 в точке D. Затем цикл движения шара

6 повторяется после удара в следующее

1О ребро 9.

В процессе удара шара 6 в поверхность отражателя 10 в точке В част.ь энергии вращения шара 6 передается отражателю 10, в результате чего послед15 ний приходит во вращение и на установившемсг режиме приобретает угловую скорость м . При этом передача энергии от вращающегося шара 6 становится минимальной, так как линейные скорос20 ти поверхностей шара 6 и отражателя 10 уравниваются и относительно проскальзывание в точке контакта отсутствует.

8 данном случае шар 6, после удара в отражатель 10 в точке В, движется

25 под углом .), к радиусу, проведенному через точку В. При этом материал подвергается ударному воздействию, обуславливающему преимущественно постоянное соотношение напряжений сжатия и

30 сдвига. Для изменения указанного ссотношения напряжений отражателю 1О через приводной. вал 12 сообщается угловая скорость, отличная от угловой скорости ы, соответствующей указанному

З5 режиму свободного вращения отражателя

10. При этом в процессе ударного взаимодействия с отражателем 10 шар 6 из," меняет угловую скорость вращения относительно собственной оси, линейную

40 скорость и направление отскока и воздействует на материал, вызывая в нем напряжения с другим соотношением напряжений сжатия и сдвига, что способствует повышению уровня активации и

4 тонины помола отдельных материалов.

Газ или жидкссть от источника (не показан) поступает под давлением в полость 16 по каналу 17 в приводном валу 12, а затем через сопла 13 по50 дается в рабочую зону. При этом, разгоняясь в соплах 13, газ или жидкость увеличивает свою кинетическую энергию, и, попадая на поверхность шаров 6, рабочую поверхность 8 корпуса 7, воз55 действует на налипающий материал и очищают их, действуя на материал в направлении своего движения, o6echeчивая тем самым его перемещение по рабочей поверхности 8.

15849 6

Наклон сопла 1) в диаметральной плоскости усиливает эффект перемещаЮщего воздействия на материал и способствует изменению скорости движейия материала в продольном направлении, а наклон сопла 13 в поперечном ечении .отражателя 10 способствует еремещению материала в окружном направлении и его равномерному распределению по рабочей поверхности 8

Расположение выходных отверстий сопл 13 по винтовой линии 15 и с перекрытием в продольном направлении способствует равномерной. очистке шаров от налипающего материала.

Использование центробежной мельницы позволяет повысить зффек-, 1ð тивность процесса измельчения.,1534996 б ФияЗ

Фиг 4 !

1584996

Составитель Н. Биоина

Техред Л.Олийнык

Корректор С. Ыевкун.

Редактор И. Касарда

Заказ 228/ Тираж 512 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород,,ул. Гагарина, 101