Способ и устройство для измельчения материалов

Изобретение предназначено для тонкого и сверхтонкого измельчения материалов. Способ измельчения материалов включает формирование струй из частиц измельчаемого материала в несущем двухфазном воздушном потоке в соотношении от 0,01% до 0,5% по объемному расходу, подачу материала эксцентрично оси вращения роторов и соударение струй с измельчающими элементами на роторах. Устройство для измельчения материалов содержит разгонную центробежную ступень активного типа в виде колеса с покрывным диском и конфузорными каналами, корпус выполнен в виде спиральной улитки, ось выходного отверстия которого расположена тангенциально в плоскости вращения роторов, входное отверстие расположено эксцентрично оси вращения роторов, измельчающие элементы роторов выполнены в виде лопаток, в корпусе размещен охватывающий роторы кольцевой ряд неподвижных измельчающих элементов в виде лопаток. Изобретение позволяет повысить качество продукции и снизить затраты на ее производство. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к технологии тонкого и сверхтонкого измельчения материалов и может быть использовано в энергетике, химической, строительной, пищевой, горнорудной и других отраслях промышленности.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен способ измельчения материалов (патент WO 99/51352), включающий формирование струй из измельчаемого материала в каналах, проходящих от оси измельчающего устройства, и попеременное соударение струй материала с измельчающими элементами, установленными на встречно вращающихся роторах. Струи материала между соударениями разгоняют в осевом направлении в каналах между измельчающими элементами, имеющих замкнутый контур.

Разгон струй материала осуществляется за счет центробежной силы вращения ротора и сужения поперечного сечения каналов от центра в сторону периферии камеры измельчения.

Известно устройство (патент WO 99/51352) для измельчения материалов, содержащее корпус с осевым входным отверстием, радиальным выходным отверстием и цилиндрической камерой измельчения, в которой соосно установлены с возможностью встречного вращения два горизонтально расположенных ротора, снабженных кольцевыми рядами измельчающих элементов, имеющих плоскую фронтальную поверхность, ориентированную под углом к радиальному направлению камеры измельчения. Между измельчающими каналами проходят каналы с поперечным сечением, имеющим замкнутый контур, сужающийся от центра в сторону периферии.

Способ и устройство для измельчения материалов по патенту WO 99/51352 приняты в качестве прототипа.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данным изобретением решается задача расширения арсенала технических средств, обеспечивающих тонкое и сверхтонкое измельчение материалов; технический результат заключается в реализации этого назначения.

Существенные ограничительные признаки:

формирование струй в каналах, проходящих от оси измельчающего устройства; попеременное соударение струй с измельчающими элементами; измельчающие элементы, установленные на встречно вращающихся роторах; корпус с осевым входным отверстием, выходным отверстием и камерой измельчения; два соосных ротора с возможностью встречного вращения; кольцевые ряды измельчающих элементов.

Существенные отличительные признаки:

струи измельчаемого материала формируют из частиц измельчаемого материала в несущем двухфазном воздушном потоке в соотношении от 0,01% до 0,5% по объемному расходу; подача измельчаемого материала эксцентрично оси вращения роторов с величиной относительного эксцентриситета до 0,25 от диаметра входного отверстия; соударение струй с измельчающими элементами на роторах с углом атаки 85-105° в относительном движении; соударение струй с неподвижными измельчающими элементами на выходе из роторов с углом атаки 90°±10° в абсолютном движении; на одном из роторов первой от оси вращения расположена разгонная центробежная ступень активного типа в виде колеса с покрывным диском и конфузорными каналами; корпус выполнен в виде спиральной улитки, ось выходного отверстия которого расположена тангенциально в плоскости вращения роторов, а входное отверстие расположено эксцентрично оси вращения роторов с относительной величиной эксцентриситета до 0,25 от его диаметра; измельчающие элементы роторов выполнены в виде лопаток, установленных с углом атаки 85-105° к струям в относительном движении; в корпусе размещен кольцевой ряд, охватывающий роторы, неподвижных измельчающих элементов в виде лопаток, установленных с углом атаки 90°±10° к струям в абсолютном движении.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сущность изобретения поясняется представленными чертежами.

На Фиг.1. представлен разрез по оси устройства для измельчения материалов.

На Фиг.2. представлено поперечное сечение устройства для измельчения материалов.

На Фиг.3. представлен вид сверху на устройство для измельчения материалов.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство для измельчения материалов содержит корпус 1 с осевым входным отверстием 2 и выходным отверстием 3, камеру измельчения 4, соосные, встречно вращающиеся относительно общей вертикальной оси роторы 5 и 6 с кольцевыми рядами измельчающих элементов 7, смонтированными на них. На роторе 6 первой от оси вращения расположена разгонная центробежная ступень 8 активного типа в виде колеса с покрывным диском 9 и конфузорными каналами 10, спрофилированными вдоль их оси для обеспечения подвода энергии с максимальной эффективностью.

Измельчающие элементы 7 выполнены в виде лопаток, которые установлены с углом атаки 85-105° к струям в относительном движении.

Корпус 1 выполнен в виде спиральной улитки с выходным отверстием 3, с осью 11, расположенной тангенциально в плоскости вращения роторов 5 и 6.

Осевое входное отверстие 2 в корпусе 1 расположено эксцентрично оси вращения роторов 5 и 6 с относительной величиной эксцентриситета 12 до 0,25 диаметра входного отверстия 2. В корпусе 1 размещен кольцевой ряд 13, охватывающий роторы 5 и 6, неподвижных, измельчающих элементов 14 в виде лопаток, установленных с углом атаки 90°±10° в абсолютном движении.

После включения привода (не показан) и выхода на рабочую частоту вращения устройство для измельчения материалов работает в режиме центробежного вентилятора с определенной объемной производительностью (объемным расходом) несущего воздушного потока.

Измельчаемый материал подается на вход измельчающего устройства дозатором (не показан) с объемным расходом в соотношении от 0,01% до 0,5% от объемного расхода несущего воздушного потока через осевое входное отверстие 2 корпуса 1. Подача измельчаемого материала эксцентрично оси вращения роторов обеспечивает хорошее смешение его с несущим воздушным потоком и формирование струй в виде двухфазной среды в каналах разгонной ступени. Попеременное соударение струй с измельчающими элементами в виде лопаток, установленных кольцевыми рядами на встречно вращающихся роторах, с углами атаки 85-105° в

относительном движении, обеспечивает высокую степень использования кинетической энергии для измельчения материала. На выходе из роторов струи соударяются с неподвижными измельчающими элементами в виде лопаток в кольцевом ряду, охватывающем роторы, с углом атаки 90°±10° в абсолютном движении. Двухфазная среда, содержащая несущий воздушный поток с частицами измельченного материала, выходит из корпуса 1, в виде спиральной улитки, через выходное отверстие 3, с осью 11, расположенной тангенциально в плоскости вращения роторов, под действием перепада давления поступает на вход в воздухоотделитель (не показан).

Предлагаемые способ измельчения материала и устройство для его осуществления обеспечивают высокое качество продукции и минимизацию затрат на ее производство.

ПРИМЕР ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА

Предварительно измельченный мел с размером частиц ˜0,2 мм подавали на вход устройства для измельчения материалов согласно настоящему изобретению. Устройство было укомплектовано двумя электродвигателями мощностью 60 КВт каждый. При производительности ˜1,3 т/ч размер частиц измельченного мела на выходе из устройства не превышал 5 мкм.

1. Способ измельчения материалов, включающий формирование струй из измельчаемого материала в каналах, проходящих от оси измельчающего устройства, и последующее попеременное соударение струй с измельчающими элементами, установленными на встречно вращающихся роторах, отличающийся тем, что струи измельчаемого материала формируют из частиц измельчаемого материала в несущем двухфазном воздушном потоке в соотношении от 0,01 до 0,5% по объемному расходу и подают эксцентрично оси вращения роторов, при величине эксцентриситета до 0,25 диаметра входного отверстия, соударение струй с измельчающими элементами на роторах осуществляют с углом атаки 85-105° в относительном движении, а с неподвижными измельчающими элементами на выходе из роторов - с углом атаки 90±10° в абсолютном движении.

2. Устройство для измельчения материалов, содержащее корпус с входным и выходным отверстиями, камеру измельчения, соосно установленные с возможностью встречного вращения два ротора с кольцевыми рядами измельчающих элементов, отличающееся тем, что на одном из роторов первой к оси его вращения расположена разгонная центробежная ступень активного типа в виде колеса с покрывным диском и конфузорными каналами, корпус выполнен в виде спиральной улитки, ось выходного отверстия которого расположена тангенциально в плоскости вращения роторов, а входное отверстие расположено эксцентрично оси вращения роторов с относительной величиной эксцентриситета до 0,25 диаметра входного отверстия, при этом измельчающие элементы роторов выполнены в виде лопаток, установленных с углом атаки 85-105° к струям в относительном движении, а в корпусе размещен охватывающий роторы кольцевой ряд неподвижных измельчающих элементов в виде лопаток, установленных с углом атаки 90°±10° в абсолютном движении.