Струйная мельница

 

Изобретение относится к устройствам для сверхтонного помола, а именно к струйным мельницам, и может быть использовано для измельчения сыпучих материалов. Сущность: струйной мельнице разгонные трубки выполнены в виде последовательно соединенных между собой участков, состоящих из диффузора 6, горловины, конфузора 5, при этом конфузор предыдущего участка соединен с диффузором последующего через цилиндрический элемент 4, диаметр которого равен наружному диаметру конфузора и диффузора, а конец разгонной трубки выполнен в виде горловины, помещенной в диффузоре. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для сверхтонкого помола, а именно к струйным мельницам, и может быть использовано для измельчения сыпучих материалов.

Известна струйная мельница, включающая помольную камеру и цилиндрические разгонные трубки, соосно направленные навстречу друг к другу (1).

В мельнице такого типа процесс измельчения протекает недостаточно эффективно вследствие ограниченности величин сил, с которыми взаимодействуют в основном прямолинейно движущиеся частицы измельчаемого материала.

Известна также струйная противоточная мельница, содержащая помольную камеру, источник энергоносителя, соосно расположенные инжекторы и разгонные трубы, имеющие квадратное поперечное сечение, которые встречно винтообразно закручены (2).

Недостаток такой мельницы заключается в том, что недостаточно эффективно используется полезная площадь разгонной трубки и материал попадает в помольную камеру практически без изменения прочностных его свойств на стадии разгона.

Цель изобретения повышение эффективности процесса измельчения.

Для достижения указанной цели в струйной мельнице, содержащей загрузочные узлы, противоточные сопла для подачи энергоносителя, разгонные трубки, соосно расположенные друг к другу, и помольную камеру; разгонные трубки выполнены в виде последовательно соединенных между собой участков, состоящих из диффузора, горловины и конфузора, причем конфузор предыдущего участка соединен с диффузором последующего через цилиндрический элемент, диаметр которого равен наружному диаметру конфузора и диффузора, а конец разгонной трубки выполнен в виде горловины, помещенной в диффузоре.

За счет такой конструкции разгоняемый газоматериальный поток, последовательно проходя через участки разгонной трубки, испытывает на каждом из них различные по знаку и величине разрушающие силы: на цилиндрическом элементе поток ускоряется, на элементе конфузора происходит сжатие и возрастание количества столкновений частиц, на элементе диффузора происходит скачкообразное приращение скорости потока, а следовательно, и сил внутреннего растяжения в частицах. При таких резкопеременных изменениях в разгоняемом потоке за сравнительно малый отрезок времени, происходит ослабление внутримолекулярных связей в частицах материала и уже на участке разгона осуществляется частичное их разрушение. В итоге эффективность измельчения в мельнице повышается.

Проведенный сравнительный анализ отличительных признаков с прототипом показывает, что новым является сообщение газоматериальному потоку переменного градиента скоростей при помощи разгонной трубки. Это позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию "новизна".

Отличительный анализ с известными в данной отрасли техническими решениями показал, что известны разгонные трубки с цилиндрическими, винтообразно закрученными, коническими элементами. Новая совокупность соединенных между собой элементов конфузора, цилиндра и диффузора в описываемом техническом решении позволяет получить новое свойство разгонных трубок (способность придавать газоматериальному потоку переменный градиент скоростей), которое позволяет достичь увеличение эффективности процесса измельчения за счет частичного разрушения частиц материала уже на стадии разгона. Это позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию "существенные отличия".

На чертеже изображена предлагаемая струйная мельница.

Струйная мельница содержит загрузочные узлы 1, сопла 2 для подачи энергоносителя, разгонные трубки, состоящие из входного конфузора 3 и нескольких участков следующих один за другим, которые, в свою очередь, состоят из цилиндрического элемента 4, конфузора 5, диффузора 6, вновь цилиндрического участка 7, конфузора 8. На конце разгонной трубки расположена горловина 9, помещенная в диффузоре. Разгонные трубки соосно введены в помольную камеру 10, которая имеет патрубок пылеуноса 11 для вывода измельченного материала на осаждение.

Струйная мельница работает следующим образом.

Измельчаемый материал через загрузочные узлы подается к соплам 2, в которые нагнетается энергоноситель. Частицы материала смешиваются с энергоносителем и попадают в разгонные трубки. Здесь на участке входного конфузора 3 происходит активное смешивание с энергоносителем и разгон частиц на участке цилиндрического элемента 4. После разгона поток частиц попадает на участок элемента конфузора 5, где за счет сужения происходит резкое торможение и увеличение количества столкновений и, как следствие, увеличение сжимающих сил, воздействующих на частицы. Но в следующий момент времени при прохождении участка элемента диффузора 6 поток частиц получает резкое приращение скорости и при этом, как следствие, в частицах возрастают растягивающие усилия. Силы межмолекулярного взаимодействия ослабляются и происходит частичное разрушение частиц материала. Далее поток частиц вновь ускоряется на участке цилиндрического элемента 7 и попадает на участок элемента конфузора 8, цикл повторяется. После прохождения разгонной трубки поток частиц через горловину 9, помещенную в конфузоре, где он окончательно разгоняется, подается в помольную камеру 10. Здесь два встречных потока сталкиваются и происходит окончательное измельчение. Далее измельченные частицы через патрубок пылеуноса 11 следуют на осаждение.

Применение мельницы такой конструкции позволяет уже на стадии разгона за счет сообщения газоматериальному потоку переменного градиента скоростей осуществлять предварительное разрушение структур частиц материала и, как следствие, ускорять процесс измельчения. Таким образом удается повысить эффективность измельчительных процессов, согласно предваритель- ным расчетам до 10%

Формула изобретения

СТРУЙНАЯ МЕЛЬНИЦА, включающая загрузочные узлы, противоточные сопла для подачи сжатого энергоносителя, разгонные трубки, соосно расположенные одна к другой, и помольную камеру, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности процесса измельчения путем сообщения газоматериальному потоку переменного градиента скоростей, разгонные трубки выполнены в виде последовательно соединенных между собой участков, состоящих из диффузора, горловины, конфузора, при этом конфузор предыдущего участка соединен с диффузором последующего через цилиндрический элемент, диаметр которого равен наружному диаметру конфузора и диффузора, а конец разгонной трубки выполнен в виде горловины, помещенной в диффузоре.

РИСУНКИ

Рисунок 1