Устройство для управления свойствами потока измельчаемого материала в подающем блоке измельчителя

Изобретение предназначено для использования в промышленности, в частности в измельчителях пластмасс, резины и минералов. Технический результат заключается в повышении равномерности распределения измельчаемого материала на мелющих инструментах за счет предварительного разрушения самопроизвольно возникающих конгломератов частиц. Измельчитель содержит установленное в газотранспортном потоке перед блоком мелющих инструментов устройство предварительного разрушения измельчаемого материала. Устройство выполнено в виде модуля с оппозитно расположенными излучателями ультразвука и способствует равномерному распределению частиц материала в газовом потоке. 1 ил.

 

Изобретение предназначено для использования в промышленности, в частности для управления свойствами потока измельчаемого материала непосредственно перед блоками измельчающих инструментов с целью предварительно разрушить самопроизвольно возникающие конгломераты частиц, повысить равномерность распределения измельчаемого материала на измельчающих инструментах, повысить эффективность процесса измельчения. Цель достигается использованием устройства, содержащего ультразвуковой излучатель, обеспечивающий акустическое воздействие на частицы измельчаемого материала в газовой среде, сопровождаемое разрушением конгломератов частиц за счет их соударений и трибоэлектрическими явлениями, приводящими к появлению одноименных электрических зарядов на поверхности частиц, способствующих их взаимному отталкиванию и снижающих затраты энергии, необходимой для разрушения частиц в мелющем устройстве.

Мелющие устройства широко используются в различных областях промышленности [1, 2, 3, 4] и, в частности, при переработке резины [5, 6] для ее повторного использования, что имеет чрезвычайно важное значение для снижения индустриального давления на окружающую среду.

В настоящее время одним из лучших мелющих устройств для резины можно считать установку ИК «OZOD 2006» [7], представляющую собой систему рабочих агрегатов, объединенных и стационарно установленных на общей станине (чертеж). Однако в процессе предподготовки резиновой крошки и ее транспортировки к мелющему блоку образуются смесь частиц с их конгломератами (флокулами), что препятствует равномерному распределению измельчаемого материала на мелющих инструментах.

Известно, однако, что ультразвуковое воздействие на газовую среду вызывает в ней интенсивные вихревые потоки с высокими градиентами скоростей и градиентами давления [8], способными разрушить самопроизвольно возникающие флокулы [8]. Использование ультразвука позволяет не только разрушить флокулы, но обеспечить интенсивное трение частиц друг об друга и о газовую среду, что приводит к появлению на их поверхностях одноименных зарядов [9]. Эти заряды не только препятствуют сближению частиц и образованию флокул, но и облегчают разрушение самих частиц резины, так как благодаря взаимоотталкиванию создают дополнительные силы, направленные на растяжение и разрушение частиц.

Известно также явление акустической коагуляции частиц аэрозоля, физический механизм которой до конца не ясен. Коагуляция аэрозолей широко используется для улавливания пыли и дымов в системах очистки воздуха [10, 11, 12], однако в случае применения ультразвука для разрушения флокул это явление нежелательно и может быть подавлено за счет применения источников ультразвука качающейся частоты.

Воздействие ультразвука на вещество, приводящее к необратимым изменениям в этом веществе, широко используется в промышленности. Механизмы воздействия различны для разных сред. В газах, в частности, основным действующим началом являются разномасштабные акустические течения, существенно ускоряющие процессы тепломассообмена. Причем эффективность ультразвукового массообмена значительно выше обычного гидродинамического, т.к. масштабы вихревых микропотоков в акустическом поле значительно меньше масштабов течений при перемешивании распространенными перемешивающими устройствами, а градиенты скоростей и давлений значительно выше.

С разработкой новых мощных и экономичных пьезокерамических ультразвуковых преобразователей появилась возможность использовать и «газовые» ультразвуковые технологии, без создания высокоскоростных потоков в газовых свистках или сиренах [13, 14].

Настоящее изобретение направлено на достижение равномерности в распределении измельчаемого продукта перед мелющими инструментами воздействием ультразвука качающейся частоты, снижения энергозатрат и повышения производительности мелющего оборудования за счет более рационального использования мелющих инструментов и дополнительных усилий, приложенных к частицам измельчаемого вещества при сообщении им электрического заряда, снижающего, дополнительно, вероятность коагуляции частиц и затраты энергии на их повторное измельчение.

Существует множество загрузочных питателей различной конструкции, в том числе и аэродинамические транспортеры для сыпучих материалов [15, 16, 17, 18], однако их применение не направлено на равномерное распределение измельчаемого материала на режущих инструментах и предварительную дезагрегацию возникших при транспортировке газовым потоком флокул. Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является техническое решение по патенту на полезную модель RU №84360 [18], однако и в нем предполагается лишь механическое грубое предизмельчение измельчаемого объекта. Такое устройство по определению не может обеспечить равномерность в распределении измельчаемого продукта перед мелющими инструментами, снижение энергозатрат и повышение производительности мелющего оборудования и дополнительных усилий, приложенных к частицам измельчаемого вещества, а также снижение вероятности коагуляции частиц.

Указанный результат достигается тем, что измельчитель содержит установленное в газотранспортном потоке перед блоком мелющих инструментов устройство предварительного разрушения измельчаемого материала. Устройство (см. чертеж) выполнено в виде ультразвукового модуля (1), представляющего собой совокупность оппозитно расположенных в потоке измельчаемого материала (2) перед мелющими инструментами (3) излучателей ультразвука [19], между которыми создается ультразвуковое поле с высокой плотностью энергии. Модуль может устанавливаться в любые аэродинамические транспортеры - питатели сыпучих материалов с помощью стандартных инженерных решений для равномерного распределения частиц материала в газовом потоке.

При действии устройства поток измельчаемого материала (2) попадает в ультразвуковое поле ультразвукового модуля (1), где между оппозитно расположенными излучателями ультразвука формируется акустическое поле с высокой плотностью энергии и конфигурацией, обеспечивающей повышение производительности мелющего оборудования за счет равномерности распределения потока измельчаемых частиц перед мелющими инструментами, появления дополнительных усилий, приложенных к частицам измельчаемого вещества, обуславливающих снижение вероятности их коагуляции.

Использование ультразвуковых модулей в процессе эксплуатации мелющих устройств способствует равномерному распределению измельчаемого сырья на мелющих инструментах, разрушению конгломератов частиц за счет их соударений и проявлению трибоэлектрических эффектов, приводящих к появлению одноименных электрических зарядов на поверхности частиц, обеспечивающих их взаимное отталкивание и снижающих затраты энергии, необходимой для разрушения частиц в мелющем устройстве.

Таким образом, совокупность отличительных признаков описываемого устройства обеспечивает достижение указанной цели.

В результате проведенного анализа уровня техники по эксплуатации измельчителей различного назначения источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения, не обнаружен, следовательно заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Дополнительный поиск известных решений показал, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку подобрана совокупность акустических, гидродинамических, трибоэлектрических эффектов, обладающая синергетическим эффектом, обеспечивающая высококачественную ультразвуковую предобработку измельчаемого сырья, приводящего к равномерному распределения измельчаемого материала на мелющих инструментах, разрушению конгломератов частиц, их взаимному отталкиванию и снижению затраты энергии, необходимой для разрушения частиц в мелющем устройстве. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Таким образом, изложенные выше сведения свидетельствуют о том, что заявленное изобретение, предназначенное для управления свойствами потока измельчаемого материала непосредственно перед блоками измельчающих инструментов, обладает заявленными выше свойствами. Для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в изложенной формуле изобретения, нет препятствий его осуществления на практике с использованием современных инженерных средств. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Литература

1. Палагин В.В. Мельница для тонкодисперсного размола. Патент РФ №2120336, 1998 г.

2. Шардаков А.А., Великих В.Ф. Измельчитель пластмассовых отходов. Патент на полезную модель № 60881, 2006 г.

3. Новиков П.К., Сафонов А.А. Устройство для измельчения зерна. Патент на полезную модель № 85102, 2009.

4. Клищенко В.П., Романцов В.Н., Халяпин А.Е., Полянцев A.M. Способ механического измельчения резины и устройство для его осуществления. Патент на изобретение № 2239555, 2002 г.

5. Приходько В.А., Брехов Г.В., Галактионов В.Е., Гаранин Л.П., Зубков В.М., Останкович Л.А. Установка для выделения резины из автомобильных шин. Патент на изобретение № 2147988, 1995 г.

6. Великоднев В.Я., Андронюк С.В. Способ измельчения полимерных материалов. Патент на изобретение № 2134166, 1999 г.

7. Balabekov M., Balabekov S., Jovanovic D. Comminution of granulated material. Patent Application WO/2002/005963, 2002.

8. «Ультразвук» Маленькая энциклопедия. Главн. редак. И.П.Голямина. Изд. «Советская энциклопедия» Москва, 1989 г., 399 стр.

9. Горлов М.И., Емельянов А.В., Плебанович В.И. Электростатические заряды в электронике. Минск, 2006.

10. Селиванов Ю.Т., Першин В.Ф. Расчет и проектирование циркуляционных смесителей сыпучих материалов без внутренних перемешивающих устройств. Монография. - M.: Изд-во "Машиностроение-1", 2004. - 120 с.

11. Фукс Н.А. Физическая химия. Высокодисперсные аэрозоли. M.: ВИНИТИ 1969, 81 с.

12. Грин X., Лейн В. Аэрозоли - пыли, дымы и туманы. M., «Химия», 1969, 214 с.

13. Хмелев В.Н., А.В.Шалунов, К.В.Шалунова, "Экспериментальное определение оптимальных режимов акустического воздействия для коагуляции мелкодисперсного аэрозоля". Измерение, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях, Бийск, Издательство БТИ АлтГТУ, 2011, с.183-187.

14. «Ультразвук» Маленькая энциклопедия. Главн. редак. И.П.Голямина. Изд. «Советская энциклопедия» Москва, 1989 г., 399 с.

15. Сычугов Н.П., Подоплелов С.А., Сайтов В.Е. Аэродинамический транспортер для сыпучих материалов. Патент РФ №2205146, 2003 г.

16. Сайтов В.Е. Аэродинамический транспортер для сыпучих материалов. Патент РФ №2205784, 2003 г.

17. Хмыров В.Д., Труфанов Б.С., Куденков В.Б. Питатель-разрушитель навоза глубокой подстилки. Патент РФ на полезную модель №84360, 2009 г.

18. Хмыров В.Д., Труфанов Б.С., Горелов А.А., Куденко В.Б. Питатель-разрушитель навоза глубокой подстилки. Патент РФ на полезную модель №91795, 2010 г.

19. Хмелев В.П., Шалунов А.В, Галахов А.Н., Ромашкин А.А. Разработка ультразвукового оборудования для разрушения пен и исследование его функциональных возможностей. Измерение, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях, Бийск: Издательство БТИ АлтГТУ, 2011, с.178-183.

Измельчитель, содержащий установленное в газотранспортном потоке перед блоком мелющих инструментов устройство предварительного разрушения измельчаемого материала, при этом устройство выполнено в виде модуля с оппозитно расположенными излучателями ультразвука и способствует равномерному распределению частиц материала в газовом потоке.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для уничтожения листового материала, содержащему измельчающие средства для измельчения листового материала и систему подающих конвейеров, подающую уничтожаемый листовой материал в измельчающие средства из местоположения исходного материала.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно к аппаратам для дезинтеграции материала, и может быть использовано при раскрытии и извлечении алмазов из кимберлитовых руд, а также при переработке других видов горно-рудного и горно-химического сырья и угля.

Изобретение относится к конструктивным элементам устройств для измельчения, служащих для подачи кускового и сыпучего материала природного шельфа. .

Изобретение относится к области дробления, а именно к загрузочным устройствам мельниц для измельчения материалов природного шельфа. .

Изобретение относится к устройствам для загрузки материала в измельчитель. .

Изобретение относится к переработке стружки. .

Изобретение относится к оборудовани-о для производства строительных матерка лоа, а именно к гидропушитеяям, предназначенным для распушкм увлажненного асбестэ, предварительно обмятого на бегунах.

Изобретение относится к заграждению транспортера дробилки-питателя, способу его сборки и дробилке-питателю для обработки материала. Дробилка-питатель (10) содержит раму (14), транспортер (18) для транспортировки материала вдоль оси (22), заграждение цепи (34) и дробилку (38). Боковой элемент (42, 46) рамы расположен вдоль оси и выполнен с внутренней и наружной (62) поверхностями. Транспортер с загрузочным (26) и разгрузочным (30) концами содержит настил (66), цепь (74), множество пластин (78) и привод (82). Цепь установлена подвижно на настиле вдоль оси вблизи внутренней поверхности бокового элемента. Множество пластин соединены с цепью для перемещения вместе с ней. Пластины двигаются по настилу и перемещают материал от загрузочного к разгрузочному концу. Заграждение содержит заграждающий элемент и панель (98) для доступа. Для сборки узла заграждающий элемент сцепляют с внутренней поверхностью бокового элемента с возможностью съема для обеспечения доступа к частям транспортера из внутреннего пространства рамы. Заграждающую часть заграждающего элемента устанавливают в положение, в котором она отходит от бокового элемента над цепью для ее накрывания. Панель соединяют с заграждающим элементом. Изобретение обеспечивает обработку материала путем измельчения на удобные для использования и транспортировки куски. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение предназначено для измельчения зерна, семян бобовых культур, гречихи и других в пищевой промышленности и сельском хозяйстве. Внутри корпуса (3) конусной инерционной дробилки установлены неподвижный статор (4) и подвижный ротор (6). Статор и ротор выполнены в виде обратных усеченных конусов с рифлями. Рифли нарезаны в перекрестных направлениях под углом к их основаниям. Ширина шага рифлей и их глубина уменьшаются от вершины к основанию. На вершине ротора на штифтах закреплен нагнетатель (7) в виде скрепленных между собой усеченных конусов (8) с лопастями (9). Лопасти нагнетателя образуют между собой нагнетательную полость (10). Каналы нагнетательной полости выполнены под углом 45° к горизонтали. Изобретение увеличивает производительность дробилки. 2 ил.

Группа изобретений относится к ленточному конвейеру и обрабатывающим установкам, например установкам для измельчения различных материалов, с таким конвейером для подачи измельчающего материала. Конвейер содержит раму конвейера, по меньшей мере два основных ролика конвейера, набор направляющих роликов конвейера, первый 101 и второй 201 бесконечные элементы для транспортировки материала, расположенные с возможностью перемещения на основных 110 и направляющих роликах 120 конвейера. Основные ролики 110 расположены один над другим. Направляющие ролики 120 расположены за пределами каждого основного ролика 110 на границе окружности. Бесконечные элементы для транспортировки материала выполнены с возможностью поочередного перемещения на основном ролике 110 или паре основных шкивов, или на группе направляющих роликов или направляющих шкивов. Бесконечные элементы для транспортировки материала выполнены с возможностью перемещения с такой скоростью, при которой любой транспортируемый материал имеет контакт с поверхностью первого или второго бесконечных элементов для транспортировки материала, перемещаемых на направляющих роликах или направляющих шкивах конвейера. Обрабатывающая установка для минерального материала характеризуется наличием вышеописанного конвейера. Группа изобретений снижает трудоемкость операций при эксплуатации как конвейера, так и всей установки в целом. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к устройствам для измельчения материалов и может найти применение в цементной, энергетической, горнорудной и других отраслях промышленности. Устройство для измельчения материалов состоит из рамы, мельницы в виде цилиндрического корпуса, закрепленной на раме с возможностью вращения, двух торцевых стенок, прикрепленных к раме, распределительного стола с направляющими пластинами, ножа-скребка, измельчающего валка и рычага-толкателя. На первой торцевой стенке закреплен желоб подачи входящего материала в цилиндрический корпус, а на второй - узел выгрузки. Желоб подачи разделен перегородками по меньшей мере на два канала и снабжен лотками, под которыми расположены направляющие пластины, установленные на распределительном столе веером. В устройстве для измельчения обеспечивается повышение производительности за счет предварительного разделения входного материала на отдельные входящие потоки по фракциям. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений предназначена для рубки с измельчением использованных объектов и других отходов, в частности автомобильных шин. Агрегат в виде единого компактного рабочего блока содержит основание (1) и ротор (2) с вертикальной осью. Ротор и статор (3) выполнены в форме дисков с множеством прикрепленных к их верхней и нижней поверхностям режущих лезвий (5, 6; 11, 12). Статор и ротор (2) соединены соосно. Статор установлен в фиксированном положении выше ротора (2) на регулируемом расстоянии. Статор ограничивает измельчительную камеру. Первичные лезвия (5, 11) отходят от центра к периферии. Вторичные лезвия (6, 12) простираются только в периферийной коронке. Питающее окно (10) статора по меньшей мере частично раскрывается в область действия первичных лезвий. Автоматическое питающее устройство содержит пару валков с параллельными осями. Валки расположены рядом друг с другом (15, 16) на раме (13). Рама образует единое целое с агрегатом в соответствии с питающим окном. Ось вращения одного из валков упругоподвижна относительно оси вращения другого в перпендикулярном направлении (F). Обеспечивается непрерывная загрузка шин в агрегат и сокращение занимаемого рабочего пространства. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 9 ил.

Группа изобретений относится к загрузке материала в формирующее устройство в пневматической системе транспортировки материалов. В способе материал, такой как отходы, загружают в формирующее устройство и/или через него в загрузочном канале с помощью по меньшей мере частично силы тяжести и по меньшей мере частично всасывания и/или перепада давления. Материал уплотняют с помощью ротационного формователя. При этом перенос материала в загрузочном канале ограничивают, если необходимо, с помощью подвижного задерживающего средства, предусмотренного в направлении загрузки материала до ротационного формователя, причем задерживающее средство перемещают с помощью приводного устройств между первым положением, в котором задерживающее средство проходит в загрузочный канал, и вторым положением, в котором задерживающее средство не проходит в загрузочный канал. В первом положении задерживающее средство воспринимает по меньшей мере некоторую часть силового воздействия, вызванного материалом в загрузочном канале, и уменьшает силовое воздействие, прикладываемое к ротационному формирователю материалом. Изобретением является также устройство для осуществления способа. Группа изобретений обеспечивает улучшение работы формователя за счет снижения нагрузки и уменьшение зависания материала в канале 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.

Группа изобретений относится к средствам для защиты загрузочного бункера дробилки, бункеру с такими средствами защит и дробилке с таким бункером. Кассета для защиты от износа загрузочного бункера содержит главный корпус, имеющий заднюю поверхность, опорную поверхность для установки по меньшей мере одного износостойкого вкладыша с обращением к внутренней области загрузочного бункера, установочный элемент для контакта и съемной установки кассеты в области загрузочного бункера. Комплект кассет для защиты от износа загрузочного бункера содержит кассеты, имеющие главный корпус, расположенный по меньшей мере у одной из кассет в соответствии с первой позиционной конфигурацией и по меньшей мере у одной из кассет - в соответствии со второй позиционной конфигурацией, при этом по меньшей мере одна кассета с первой позиционной конфигурацией является правосторонней кассетой, а по меньшей мере одна кассета со второй позиционной конфигурацией - левосторонней кассетой. Модульный загрузочный бункер содержит внутреннюю камеру бункера для подачи материала, при этом в загрузочном бункере в области по меньшей мере одной стенки, съемно установлена по меньшей мере одна вышеуказанная кассета. Дробилка содержит вышеуказанный загрузочный бункер и по меньшей мере одну вышеуказанную кассету. Группа изобретений обеспечивает высокую ремонтопригодность загрузочного бункера и дробилки с таким бункером. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

В способе отходы подают через входное отверстие мусоропровода или какой-либо другой входной точки и транспортируют вдоль подающего канала с устройством формирователя, установленным в сообщении с входной точкой, причем материал для обработки транспортируют в устройство формирователя и/или через него с помощью, по меньшей мере частично, гравитации, и/или всасывания, и/или разности давления пневматической системы транспортирования. В способе материал обрабатывают посредством одного средства обработки в устройстве формирователя, вращающегося во время обработки материала вокруг оси вращения и содержащего отверстие, расположенное эксцентрично относительно оси вращения. При этом средство обработки располагает материал вблизи выходного отверстия и, при необходимости, совместно с по меньшей мере краем выходного отверстия вращательного формирователя и/или стенкой выходного канала формирует этот материал, когда средство обработки вращается. Изобретение относится также к устройству для осуществления способа. Группа изобретений обеспечивает повышение надежности и упрощение. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 ил.

Устройство для управления свойствами потока измельчаемого материала в подающем блоке измельчителя

Наверх