Струйно-роторная помольная камера для измельчения

 

Помольная камера включает корпус с двумя помольными секциями, сообщающимися между собой тангенциальным каналом, в котором расположен отбойный элемент, роторы с разгонными лопатками, укрепленными на дисках, размещенные в каждой секции, загрузочные отверстия в верхней крышке корпуса и выгрузочное отверстие в нижней крышке корпуса в центре тангенциального канала, загрузочные отверстия выполнены в виде сопел и расположены соосно с соответствующим ротором, по центру тангенциального канала соосно с выгрузочным отверстием в нижней крышке корпуса расположено дополнительное выгрузочное отверстие в верхней крышке корпуса, внутри которого в качестве отбойного элемента расположена втулка, которая выполнена в виде усеченного конуса, погруженного в тангенциальный канал меньшим диаметром, при этом на диске одни концы разгонных лопаток расположены по внешнему периметру диска, а другие концы образуют внутреннюю окружность, радиус которой не меньше, чем радиус загрузочного отверстия, и расстояние между концами лопаток по периметру больше расстояния между концами лопаток, образующих внутреннюю окружность. Изобретение позволяет повысить эффективность работы помольной камеры. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области тонкого и сверхтонкого измельчения материалов различной твердости и может быть использовано в различных 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].

Различным способам измельчения материала соответствуют помольные камеры различных конструкций.

Известна [авт. св. СССР 952321, В 02 С 07/08] помольная камера в виде корпуса с двумя помольными секциями, соединенными между собой тангенциальным каналом, причем в каждой секции имеется ротор с разгонными лопатками и загрузочный патрубок, а в тангенциальном канале расположен выгрузочный патрубок, равноудаленный от осей вращения роторов.

При данной конструкции помольной камеры относительная скорость нагружения измельчаемого материала составляет 300-400 м/с и имеет место проскок крупных частиц, который может составлять от 2 до 5%. Это обусловлено тем, что в процессе выхода материала из загрузочного патрубка происходит его сепарация: тонкие фракции в силу своей меньшей инерционности быстрее попадают на ротор и быстрее с него сходят, а крупные частицы, не попавшие в зону помола (тангенциальный канал), прижимаются центробежной силой к стенке корпуса и двигаются по кругу вместе с потоком воздуха, а затем возвращаются в тангенциальный канал, имея скорость на порядок ниже скорости схода частиц с ротора, что снижает эффективность разрушения. В итоге получаемый продукт имеет недостаточно узкое гранулометрическое распределение.

Известна [авт.св. СССР 1076138, В 02 С 07/08] помольная камера, в которой с целью повышения качества измельченого продукта по гранулометрическому составу, прозведены следующие изменения в конструкции: тангенциальный канал располагают с внешней стороны камеры и устанавливают в нем под углом друг к другу отбойные плиты. Однако такая конструкция слишком энергоемка.

С целью снижения энергоемкости была разработана другая конструкция помольной камеры в виде корпуса с двумя помольными секциями, соединенными между собой каналом, который направлен тангенциально к внутренней боковой поверхности каждой секции, причем отбойные плиты помещены на противоположных стенках канала [авт. св. СССР 1577827, В 02 С 13/14].

Однако при измельчении с использованием данной конструкции диапазон размеров получаемого продукта весьма широк, поскольку задается, главным образом, природой измельчаемого материала.

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

Для достижения указанного технического результата предлагается следующая струйно-роторная помольная камера для измельчения.

Помольная камера включает корпус с двумя помольными секциями, сообщающимися между собой тангенциальным каналом, в котором расположен отбойный элемент, роторы с разгонными лопатками, укрепленными на дисках, размещенные в каждой секции, загрузочные отверстия в верхней крышке корпуса и выгрузочное отверстие в нижней крышке корпуса в центре тангенциального канала, и согласно изобретению загрузочные отверстия выполнены в виде сопел и расположены соосно с соответствующим ротором, и по центру тангенциального канала соосно с выгрузочным отверстием в нижней крышке корпуса расположено дополнительное выгрузочное отверстие в верхней крышке корпуса, внутри которого в качестве отбойного элемента расположена втулка, которая выполнена в виде усеченного конуса, погруженного в тангенциальный канал меньшим диаметром, по крайней мере на 0,10 его глубины, при этом на диске одни концы разгонных лопаток расположены по внешнему периметру диска, а другие концы образуют внутреннюю окружность, радиус которой не меньше, чем радиус загрузочного отверстия и расстояние между концами лопаток по периметру больше, по крайней мере, вдвое расстояния между концами лопаток, образующих внутреннюю окружность. Лопатки могут быть выполнены в виде длинных и коротких прямоугольников, которые чередуются друг с другом, и при этом один конец тех и других лопаток расположен по внешнему периметру диска, а радиус окружности, описываемой другим концом коротких лопаток, составляет, по крайней мере, половину от радиуса окружности описываемой другим концом длинных лопаток.

Отличительные признаки заявляемой помольной камеры заключаются в форме и числе, а также расположении загрузочных и выгрузочных отверстий относительно роторов и друг друга, в наличии отбойного элемента в виде конической втулки, погруженной в тангенциальный канал, в распределении лопаток на дисках определенным образом.

Наличие загрузочных отверстий именно над центрами роторов помольных секций обеспечивает подачу газовзвеси в камеру непосредственно в зону вакуума, образующегося при вращении каждого из роторов, т.е. способствует этапу измельчения о преграду в виде диска.

Расположение выгрузочных отверстий в тангенциальном канале соосно напротив друг друга обеспечивает мощный вихрь при столкновении потоков разогнанных в своих помольных секциях, т.е. способствует разрушению в потоке, а выполнение отбойного элемента в виде конической втулки, погруженной в тангенциальный канал обеспечивает наряду с разрушением о преграду сужение диапазона размеров получаемого измельченного материала за счет разделения частиц на два потока.

Расположение лопаток на диске в соответствии с требованиями, описанными выше, придает аэродинамическому потоку подобие движению потока в сопле, т.е. способствует разрушению частиц о преграду в виде стенок камеры и отбойного элемента.

На чертеже изображена схема продольного разреза помольной камеры.

Помольная камера включает корпус 1, две помольные секции 2, в каждой из которых в одной плоскости размещено по ротору, включающему диск 3, снабженный разгонными лопатками 4. Каждый ротор включает вал, снабженный приводом вращения (не показаны), обеспечивающий вращение роторов навстречу друг другу. В крышке корпуса помольной камеры соосно осям вращения роторов расположены загрузочные отверстия 5 и 6, выполненные в виде сопел для подсоединения к загрузочным патрубкам. Помольные секции камеры соединены тангенциальным каналом 7, боковые стенки которого 8 и 9 выполнены спиральными по отношению к соответствующей помольной секции. В центре тангенциального канала выполнены напротив друг друга выгрузочные отверстия 10 и 11 для соединения с разгрузочными патрубками. Отверстие 10 снабжено конической втулкой 12 погруженной в канал.

Струйно-роторная помольная камера работает следующим образом.

Сырье из системы подачи материала одновременно подают в две секции помольной камеры через загрузочные отверстия 5 и 6 в центр вращающихся дисков 3. Далее частицы измельчаемого материала через межлопаточное пространство между разгонными лопатками 4 помольных секций, в котором получают необходимое ускорение, движутся внутри спирали тангенциального канала 7 навстречу друг другу, где сталкиваются друг с другом стенками канала 8 и 9, а также втулкой 12, погруженной в канал. В центре тангенциального канала измельчаемый материал попадает в аэродинамический вихрь, разделяющий измельченные частицы по весу на два потока. Поток более легких мелких частиц заполняет внутреннее пространство втулки и через выходное отверстие 10 поступает в разгрузочный патрубок. Поток более тяжелых крупных частиц поступает через отверстие 11 в другой разгрузочный патрубок.

Использование заявленной струйно-роторной помольной камеры для измельчения позволяет регулировать диапазон измельчения, поскольку фракционирование происходит уже внутри помольной камеры.

Формула изобретения

1. Помольная камера, включающая корпус с двумя помольными секциями, сообщающимися между собой тангенциальным каналом, в котором расположен отбойный элемент, роторы с разгонными лопатками, укрепленными на дисках, размещенные в каждой секции, загрузочные отверстия в верхней крышке корпуса и выгрузочное отверстие в нижней крышке корпуса в центре тангенциального канала, отличающаяся тем, что загрузочные отверстия выполнены в виде сопел и расположены соосно с соответствующим ротором, по центру тангенциального канала соосно с выгрузочным отверстием в нижней крышке корпуса расположено дополнительное выгрузочное отверстие в верхней крышке корпуса, внутри которого в качестве отбойного элемента расположена втулка, которая выполнена в виде усеченного конуса, погруженного в тангенциальный канал меньшим диаметром, по крайней мере на 0,10 его глубины, при этом на диске одни концы разгонных лопаток расположены по внешнему периметру диска, а другие концы образуют внутреннюю окружность, радиус которой не меньше, чем радиус загрузочного отверстия, и расстояние между концами лопаток по периметру больше, по крайней мере, вдвое расстояния между концами лопаток, образующих внутреннюю окружность.

2. Помольная камера по п.1, отличающаяся тем, что лопатки выполнены в виде длинных и коротких прямоугольников, которые чередуются друг с другом, при этом один конец тех и других лопаток расположен по внешнему периметру диска, а радиус окружности, описываемой другим концом коротких лопаток, составляет, по крайней мере, половину от радиуса окружности, описываемой другим концом длинных лопаток.

РИСУНКИ

Рисунок 1