Способ измельчения материалов

 

Изобретение предназначено для измельчения материалов различной твердости. В способе измельчения материала, включающем смешение измельчаемого материала с газом - энергоносителем, газодинамическое ускорение полученной газовзвеси в сопле, при этом осуществляют через два сопла ударное взаимодействие под прямым углом каждого из потоков газовзвеси с преградой в виде вращающегося диска с последующим центробежным ускорением каждого из потоков газовзвеси в одной плоскости навстречу друг другу и затем обеспечивают ударное взаимодействие потоков газовзвеси друг с другом и неподвижной полой преградой преимущественно в виде втулки, внутрь которой поступает наиболее легкая фракция измельченного материала. Изобретение позволяет расширить диапазон измельчения.

Изобретение относится к области тонкого и сверхтонкого измельчения материалов различной твердости и может быть использовано в многих отраслях промышленности, например, строительной, горнорудной, химической, топливной.

Известны различные способы измельчения материала с использованием газа: за счет удара газовзвеси о преграду [Сиденко П.М. Измельчение в химической промышленности. М. , Химия, 1977, с.215] или за счет соударения частиц двух встречных потоков [Сиденко П.М. Измельчение в химической промышленности. М., Химия, 1977, с.217]. Разгон газовзвеси осуществляют в соплах [Сиденко П.М. Измельчение в химической промышленности. М., Химия, 1977, с.228], а также с использованием центробежного ускорения [пат. США 2981489, 1961, НКИ 241-275] .

Известен способ [пат. РФ 2108160, В 02 С 19/00], согласно которому разгон частиц газовзвеси осуществляют комбинированно: за счет перепадов давления в соплах с криволинейной осью, закрепленных на вращающемся роторе, и за счет дальнейшего соударения частиц газовзвеси с вращающимися мишенями. Экономическая целесообразность использования данного способа определяется энергетическими затратами на измельчение частиц, микротвердость которых достигла максимальных значений, т.е. способ накладывает энергетические ограничения на диапазон измельчения.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ [пат. РФ 2045347, В 02 С 19/06], согласно которому частицам газовзвеси, подаваемой в режиме периодических пульсаций скорости, придают ускорение в неподвижном сопле с прямолинейной осью с последующим ударом о преграду, находящуюся на той же оси. Недостатком способа является снижение производительности при получении материалов с уровнем измельчения ниже 40 мкм.

Задача, решаемая посредством заявляемого изобретения, заключается в возможности регулирования диапазона измельчения без снижения производительности.

Для достижения указанного технического результата предлагается следующий способ измельчения.

В заявляемом способе измельчения материала, включающем смешение измельчаемого материала с газом - энергоносителем, газодинамическое ускорение полученной газовзвеси в сопле, ударное ее взаимодействие с преградой, согласно изобретению, осуществляют через два сопла ударное взаимодействие под прямым углом каждого из потоков газовзвеси с преградой, в виде вращающегося диска, с последующим центробежным ускорением каждого из потоков газовзвеси в одной плоскости навстречу друг другу, и затем обеспечивают ударное взаимодействие потоков газовзвеси друг с другом и дополнительной неподвижной полой преградой преимущественно в виде втулки, внутрь которой поступает наиболее легкая фракция измельченного материала.

Отличительные признаки заявляемого способа заключаются в использовании различных приемов измельчения путем их комбинации в определенной последовательности применительно к частицам двух потоков: измельчение при ударе частиц каждого из двух потоков, падающих из сопла на соответствующую вращающуюся плоскую преграду, измельчение частиц в процессе центробежного ускорения частиц газовзвеси при вращении преграды, измельчение частиц в противотоке с одновременным измельчением при ударе о полую преграду с криволинейной поверхностью, которая выполняет функцию первичного классификатора. Такое использование совокупности приемов позволяет достичь высокой производительности для любого диапазона измельчения.

Предлагаемый способ реализуют следующим образом.

Измельчаемый материал, смешанный с газообразным энергоносителем, используя, например, устройство для измельчения со струйно-роторной помольной камерой (св. РФ 21876], подают через два сопла в две помольные секции, соединенные тангенциальным каналом. Частицы каждой из двух струй газовзвеси падают из соответствующего сопла под прямым углом на центр соответствующего соплу вращающегося диска, снабженного лопатками, и затем под действием сил центробежного ускорения, двигаясь навстречу друг другу в одной плоскости, оба потока частиц попадают в тангенциальный канал, где возникает вихрь сложной аэродинамической природы в результате столкновения встречных потоков частиц друг с другом и с полой преградой, имеющей криволинейную поверхность. Измельченный материал состоит из частиц с различным весом, и соответственно в суммарном воздействии на измельченную частицу преобладает либо сила тяжести, т. е. тяжелые частицы летят вниз, либо преобладает несущая сила давления газа-носителя, т. е. легкие частицы увлекает поток газа-носителя внутрь полой преграды.

Пример Минеральное сырье из двух шнековых дозаторов-питателей подают по трубопроводам в помольную камеру под давлением воздуха в виде двух потоков газовзвеси в центр диска каждой из двух помольных секций, т.е. в зону максимально низкого давления, где и происходит ударное взаимодействие частиц потока с вращающимся диском. Затем частицы потоков газовзвеси попадают в пространство между лопатками вращающихся дисков, где частицы приобретают центробежное ускорение и движутся далее по спирали тангенциального канала навстречу друг другу и полой конической втулке, погруженной меньшим диаметром в тангенциальный канал. Внутрь втулки с потоком воздуха втягивается наиболее легкая фракция измельченного материала, а тяжелые частицы свободно падают вниз.

Производительность составляет 1 т/ч с тониной помола 100% меньше 10 мкм и 0,95 т/ч с тониной помола 100% менее 5 мкм, соответственно.

Заявляемый способ измельчения позволяет регулировать диапазон измельчения без снижения производительности при работе с материалами различной природы.

Формула изобретения

Способ измельчения материала, включающий смешение измельчаемого материала с газом-энергоносителем, газодинамическое ускорение полученной газовзвеси в сопле, ударное ее взаимодействие с преградой, отличающийся тем, что осуществляют через два сопла ударное взаимодействие под прямым углом каждого из потоков газовзвеси с преградой в виде вращающегося диска с последующим центробежным ускорением каждого из потоков газовзвеси в одной плоскости навстречу друг другу и затем обеспечивают ударное взаимодействие потоков газовзвеси друг с другом и дополнительной неподвижной полой преградой преимущественно в виде втулки, внутрь которой поступает наиболее легкая фракция измельченного материала.