Способ измельчения твердых частиц

Изобретение предназначено для измельчения твердых частиц, в том числе окислителя в производстве смесевого твердого ракетного топлива с получением его ультрадисперсной фракции. Измельчение суспензии осуществляют непрерывно в двухроторном измельчителе, при этом подачу в него суспензии обеспечивают насосом снизу вверх, а слив из измельчителя осуществляют через легкосъемный фильтр посредством одного канала путем попеременного переключения потока суспензии на подачу в опорожненный мешатель, донный клапан которого закрывают, и на расход суспензии из заполненного мешателя, донный клапан которого открывают, при этом дистанционное и одновременное переключение потока суспензии и донных клапанов осуществляют при падении уровня давления после насоса. Изобретение позволяет повысить безопасность измельчения твердых частиц. 1 ил.

 

Изобретение относится к области измельчения органических и неорганических веществ, представляющих собой твердые частицы. Оно может быть использовано во многих областях промышленности. Например, при изготовлении зарядов смесевого твердого ракетного топлива применяется ультрадисперсная фракция окислителя или взрывчатых веществ с размером частиц 2 и менее микрон наряду с частицами от 300 до 700 микрон.

Ультрадисперсную фракцию окислителя получают измельчением в бисерных мельницах в присутствии, в качестве мелющих тел, стеклянных шариков (см. патент RU № 2247101 С2, МПК7 С06В 21/00, В02С 17/16). Способы измельчения с применением бисерных мельниц широко применяются в технологическом процессе изготовления красок, пигментов и описаны в книге П.И.Ермилова «Диспергирование пигментов», Москва, Химия, 1971 г.

Наиболее перспективная схема измельчения твердых частиц в аппарате, аналогичному бисерным мельницам, предложена в патенте Великобритании № 1374214, МКИ В02С 17/16, принятом за прототип. По этому патенту измельчение твердых частиц производят при подаче суспензии вертикально вверх в цилиндрическую камеру с установленным по центру ее вращающимся валом с дисками и заполненную шариками. Циркуляцию суспензии производят насосом с подачей из одной емкости и приемом после аппарата-измельчителя в другую емкость. После опорожнения первой емкости циркуляцию продолжают с подачей суспензии из второй емкости и приемом после аппарата-измельчителя в первую емкость. По этой схеме работу продолжают до получения требуемой дисперсности измельченного материала. Для удержания шариков в аппарате-измельчителе на входе и выходе суспензии из него установлены сетки.

Однако описанная в вышеуказанном патенте схема не в полной мере приемлема для использования при измельчении окислителя и взрывчатых веществ по следующим причинам. Суспензии окислителя и взрывчатых веществ обладают способностью к структурообразованию. В этом состоянии они теряют подвижность без приложения механических воздействий. По этой причине в линии циркуляции в застойных зонах при работе по схеме, описанной в патенте, возможно прекращение движения суспензии. В прототипе такими зонами в линии циркуляции суспензии являются:

- трубопровод от аппарата-измельчителя до клапана в линии к емкости, из которой идет расходование суспензии, так как в этот период этот клапан закрыт;

- донная часть емкости, заполняемой суспензией, и трубопровод от нее к насосу.

Для возобновления движения суспензии в застойных зонах после переключения на слив ее из аппарата-измельчителя в опорожненную емкость и расходование из заполненной емкости потребуется продувка линии или приложение вибрирующих действий, что не безопасно при работе с чувствительными к механическим воздействиям окислителем и взрывчатыми веществами. Сетка в верхней зоне измельчителя находится в суспензии. В случае забивки, что не исключается, для ее чистки и замены требуется слив части суспензии, частичная разборка аппарата, что также представляет определенную опасность при работе с окислителем и взрывчатыми веществами.

Технической задачей данного изобретения является обеспечение безопасного ведения процесса, непрерывной циркуляции суспензии и интенсификация измельчения окислителя и взрывчатых веществ. Технический результат при измельчении твердых частиц циркуляцией суспензии через измельчитель, заполненный шариками, удерживаемыми сетками на входе и выходе из него, и попеременное заполнение мешателей измельченными частицами достигается за счет непрерывного измельчения суспензии в двухроторном измельчителе, при этом подачу в него суспензии обеспечивают насосом снизу вверх, а слив из измельчителя осуществляют через легкосъемный фильтр посредством одного канала путем попеременного переключения потока суспензии на подачу в опорожненный мешатель, донный клапан которого закрывают, и на расход суспензии из заполненного мешателя, донный клапан которого открывают, при этом дистанционное и одновременное переключение потока суспензии и донных клапанов осуществляют при падении уровня давления после насоса.

Описание схемы технологического процесса измельчения окислителя и взрывчатых веществ, приведенной на чертеже с реализацией заявляемого способа, дано ниже.

В мешатель 1а при закрытом донном клапане 3а из мерника 2 заливают заданную навеску дисперсионной среды, не растворяющей окислитель или взрывчатое вещество, затем при работающей мешалке через люк из контейнера 4 загружают навеску окислителя или взрывчатого вещества. Соотношение окислителя и дисперсионной среды 1:4, а для взрывчатого вещества соотношение составляет 1:6. Включают перистальтический насос 5 на циркуляцию суспензии. Перед включением насоса открывают донный клапан 3а, а переключатель потока 6 пневмоцилиндром 7 устанавливают в положение подачи суспензии в мешатель 1б с закрытием донного клапана 3б. При этом суспензию из мешателя 1а перистальтическим насосом 5 непрерывно нагнетают через фильтр 9 (решетка с круглыми отверстиями) в двухроторный измельчитель 8, заполненный стеклянными шариками. При включенных роторах с дисками стеклянные шарики находятся в постоянном движении. Твердые частицы окислителя или взрывчатого вещества, проходя пространство между шариками, подвергаются трению и ударному воздействию их и измельчаются. Суспензию с измельченными частицами через легкосъемный патронный щелевой фильтр 10 непрерывно сливают в мешатель 1б. При падении уровня давления после насоса, что свидетельствует о полной перекачке суспензии из мешателя 1а в мешатель 1б, проводят дистанционное и одновременное переключение потока суспензии и донных клапанов. Для этого клапан 3а под мешателем 1а закрывают, а под мешателем 1б открывают, а переключателем потока 6 суспензию после измельчителя 8 направляют в освободившийся мешатель 1а. Таким образом, циркуляцию суспензии продолжают до получения требуемого размера твердых частиц. Изготовленную суспензию перистальтическим насосом передают на операцию удаления дисперсионной среды, то есть сушку.

В заявляемом изобретении в качестве измельчающего аппарата применен двухроторный измельчитель. Экспериментальными работами установлено, что при применении двухроторного измельчителя желаемый размер частиц достигается от 1,5 до 2,0 раз быстрее при одинаковом рабочем объеме, чем при использовании однороторного аппарата. В двухроторном измельчителе диски одного ротора расположены в промежутке между дисками другого ротора.

Структирированные суспензии, характерные для окислителя и взрывчатых веществ, теряют подвижность в виду развитого сцепления между частицами, что приводит к повышению вязкости системы. Только при приложении сдвиговых усилий к структурированным системам они приобретают подвижность. В связи с этим в емкостях для приема и расходования суспензии в линии циркуляции устанавливают мешалки, то есть применяют мешатели.

В прототипе суспензию из аппарата-измельчителя сливают в каждую из двух емкостей по самостоятельному трубопроводу с клапаном. При работе по этой схеме клапан на трубопроводе к емкости, из которой идет расходование суспензии, закрывают, то есть оставшаяся суспензия в трубопроводе на участке до клапана находится без движения, то есть пребывает в застойной зоне. В связи с этим не гарантируется восстановление слива суспензии в эту емкость при последующем открывании клапана.

Этот недостаток устраняется в случае, если слив суспензии проводят через один канал. В этом случае суспензия находится в постоянном движении без образования застойной зоны. Переключение потока суспензии на подачу ее от одного мешателя в другой и наоборот можно осуществлять при помощи простого устройства по трубопроводам - образной формы. При этом конец сливного трубопровода соединяют гибкой насадкой, которую, в свою очередь, сообщают со штоком пневмоцилиндра. По датчику давления, установленному после насоса, и оповещающему при снижении давления о конце перекачки всей массы суспензии из мешателя прием суспензии переключают в этот мешатель с закрытием донного клапана под этим мешателем. Для этого при помощи пневмоцилиндра гибкую насадку переводят на прием суспензии в опорожненный мешатель. Расходование суспензии продолжают из другого мешателя, для чего одновременно с закрытием донного клапана под опорожненным мешателем проводят открывание донного клапана под другим заполненным суспензией мешателем. Вышеуказанные операции по переключению потока суспензии и донных клапанов проводят дистанционно и одновременно для обеспечения непрерывной циркуляции суспензии до получения заданного размера твердых частиц.

Наличие донного клапана в закрытом его положении предотвращает поступление суспензии в трубопровод под клапаном со структурообразованием, исключая забивку при возобновлении циркуляции. К патрубку измельчителя в линии слива суспензии во внутренней полости измельчителя устанавливают легкосъемный щелевой патронный фильтр. Этот вариант позволяет без разборки измельчителя производить замену и чистку фильтра в случае его забивки.

Способ измельчения с отличающимися от прототипа признаками проверен с положительными результатами на опытном химическом заводе ФГУП «НИИПМ».

Способ измельчения твердых частиц, включающий циркуляцию насосом суспензии через измельчитель, заполненный шариками, удерживаемыми сетками на входе и выходе из него, и попеременное заполнение мешателей измельченными частицами суспензии, отличающийся тем, что измельчение суспензии осуществляют непрерывно в двухроторном измельчителе, при этом подачу в него суспензии обеспечивают насосом снизу вверх, а слив из измельчителя осуществляют через легкосъемный фильтр посредством одного канала путем попеременного переключения потока суспензии на подачу в опорожненный мешатель, донный клапан которого закрывают, и на расход суспензии из заполненного мешателя, донный кланан которого открывают, при этом дистанционное и одновременное переключение потока суспензии и донных клапанов осуществляют при падении уровня давления после насоса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к передвижным дробильным установкам, а именно к блокирующему устройству для вибрационного питателя. .

Изобретение относится к охлаждению сыпучих материалов наружным воздухом и может найти применение в промышленности промстройматериалов или в сельском хозяйстве при охлаждении зернового материала.

Изобретение относится к области механической переработки материалов повышенной твердости, например, таких, как металлический хром, путем дробления, измельчения и дальнейшей сортировки измельченного материала по фракциям.

Изобретение относится к переработке бракованных армированных плит путем их измельчения в дробильных агрегатах для утилизации сборного железобетона и может быть применено в промышленности строительных материалов.

Изобретение относится к горно-обогатительной технике и может быть использовано для избирательного дробления, сушки и сепарации поликомпонентных материалов, преимущественно полезных ископаемых, в частности, для обогащения песка, волластонита, кварц-топазовых пород, вермикулита, мраморной муки, талька, а также для приготовления сухих смесей, подготовки порошка из глинистого сырья и т.д.

Изобретение относится к области строительства и криогенной техники, предназначено для производства высокомарочных и быстротвердеющих марок цементов на основе технологии криопомола.

Изобретение относится к дробилкам и может быть использовано для измельчения материалов

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности

Изобретение относится к области производства сухого молотого строительного материала из диатомитового сырья

Изобретение относится к устройству для гранулометрической сортировки и/или сушки материалов, предназначенному для обработки минеральных частиц, находящихся во взвешенном состоянии, где по меньшей мере 90% от общей массы частиц составляют частицы размером меньше 60 мм

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для изготовления кормовой травяной или древесной муки

Изобретение относится к способу изготовления угольной пыли, прежде всего, для использования в металлургической промышленности. Способ содержит этапы: нагрев сушильного газа в генераторе (26) горячего газа до предварительно заданной температуры, подача сушильного газа в угольную мельницу (20), ввод необогащенного угля в мельницу (20), при этом мельница (20) превращает уголь в угольную пыль, сбор смеси сушильного газа и угольной пыли из мельницы (20) и подача смеси на фильтр (34), при этом фильтр (34) отделяет высушенную угольную пыль от сушильного газа, сбор высушенной угольной пыли и подача сушильного газа из фильтра (34) на линию (38) рециркуляции для возврата сушильного газа в генератор (26), установление содержания кислорода в сушильном газе и сравнение установленного содержания с предварительно заданным граничным значением содержания кислорода. Содержание кислорода в сушильном газе устанавливают во время цикла измельчения, при этом нагретый сушильный газ подают через мельницу (20), а необогащенный уголь вводят в мельницу (20) и, если во время цикла измельчения установленное содержание кислорода выше, чем предварительно заданное граничное значение содержания кислорода, в нагретый сушильный газ впрыскивают объем воды до того, как он подается в мельницу (20), при этом объем впрыскиваемой воды вычисляют так, чтобы понизить содержание кислорода ниже предварительно заданного граничного значения содержания кислорода. Способ позволяет уменьшить уровень кислорода до приемлемого уровня и тем самым избежать повреждения установки или необходимости отключения измельчающей и сушильной установки. 15 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу изготовления угольной пыли. Способ содержит этапы обеспечения сушильного газа, нагретого до предварительно заданной температуры в генераторе горячего газа, подачи нагретого сушильного газа в угольную мельницу, ввода необогащенного угля в угольную мельницу, которая измельчает необогащенный уголь в угольную пыль, сбора смеси сушильного газа и угольной пыли из угольной мельницы и подачи смеси на фильтр, который отделяет высушенную угольную пыль от сушильного газа, сбора высушенной угольной пыли для дальнейшего использования и подачи сушильного газа из фильтра в отводной трубопровод. После этого осуществляют сбор выходящего из фильтра сушильного газа и подачу части собранного сушильного газа в трубопровод рециркуляции для подачи рециркуляционного сушильного газа в генератор горячего газа. Этап обеспечения сушильного газа содержит подачу отработанного газа сушильной печи с переменной скоростью в генератор горячего газа через трубопровод отработанного газа сушильной печи, при этом доводят количество отработанного газа сушильной печи, используемого в качестве сушильного газа, до максимума. Давлением сушильного газа на газовпускном патрубке угольной мельницы управляют посредством регулирования скорости потока отработанного газа. Использование изобретения обеспечивает улучшение качества угольной пыли. 14 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение предназначено для переработки фруктов, овощей и других продуктов в порошки в пищевой, консервной и других отраслях промышленности. Для производства порошка из овощей мелкодисперсно измельчают продукт. Освобождают измельченный продукт от влаги в емкости пониженного давления. Сушат и измельчают частицы продукта за счет соударения частиц между собой в колонке-смесителе. Из колонки-смесителя всасывают измельченный продукт и измельчают молотом-дробителем. Воздух, входящий в упаковку вместе с порошком, освобождают от влажности. Порошок упаковывают в тару. Способ обеспечивает измельчение продукта с сохранением его пищевых свойств, удобство, экологичность и простоту использования. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области измельчения органических и неорганических веществ, представляющих собой твердые частицы

Наверх