Струйная мельница
ОП ИСАЙИ<Е
ИЗОБР ЕТЕ Н И Я
Со1оа Советских
Социалистических Республик Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.12.77 (21) 2551083/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.05.80. Бюллетень№ 20 (45) Дата опубликования описания 30.05.80 (5I ) М.Кл. В 02 С 19/06 осударстаеииый комитет СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.926.9 (088.8) (72) Автор изобретения М. П. Чалов (71) Заявитель (54) СТРУЙНАЯ МЕЛЬНИЦА И<зобретение относится .к устройствам для сверхтонкото измельчения в жидких средах различных материалов до размеров частиц 0,1 мкм. Измельчаемыми материалами могут быть калиевые соли, аммиачная селитра, .различные:горные породы, металлы и др. Известно устройство для измельчения материалов, содержащее камеру помола с разгонным соплом,,напротив которого установлена отбойная сетка, загрузочный,и вытрузочный <патру бки (1). Недостатком та<кого устройства являетIGH не<в<озможность;полу<чить сверхтон<кий продукт. 15 Наиболее близким .к изобретению техническим решени<ем является струйная мельница для сверхтонкого измельчения материалов в жидких средах, содержащая насос, камеру измельчения, соплю и излуча- 2о тель ультразвуковой энергии f2). Недостатком данного устройства является низкая эффективность <процесса,измельчения. Цель изобретения — повышение эффективности лроце<сса измельчения. Указанная цель достигается тем, что струйная мельница для сверхтонкого измельчения материалов в жидких средах, содержащая насос, камеру .измельчения, соп- зО ло и излучатель ультразвуковой энергии, снабжена отражательной,плитюй, а сопло жестко соединено с,излучателем ультразвуковой энергии, причем отражательная плита, с целью снижения износа, может быть выполнена <плавающей и расположена соосно с соплом и помещена в суспензию, а отражательная,плита может быть выполнена с кумулятивной выемкой, ра<сположенной со стороны сопла. На,фиг. 1 показана ст<руйная,мельница, разрез; на фиг. 2 — то же, вариант выполнения с акустичесиим волнаводом. Струйная мельница содержит насос 1, соплю 2, вибрирующее с ультразвуковой частотой, камеру 8,измельчения, отражательную плиту 4, вьгполненную,плавающей, ра<сположенную соосно с <соплом 2 в суспензии и,имеющую кумулятивную выемку 5, взлучатель о ультразвуковой энергии, жестко соединенной,с соплом 2. Изл<учатель 6 ультразвуко<вой энергии посредством акустического волновода 7 .соединен с соплом 2 (фиг. 2). Измельчение материала происходит следующим обра зом. Вначале с помощью насоса 1 и ультразвукового,вибрировавия сопла 2 излучателем б разгоняют основную струю 8 исход.ной суспензии и сталкивают ее с плаваю737008 60 СССР СССР щей отражательной 4 плитой с такой скоростью UlI,,при (которой как в твердых часпицах, так и в жидкой среде возникают ударные BQJIIHbI, давления на которых превышают на пряжения разрушения твердых частиц до 100 раз и б олее. Благодаря;воздей спвию ударных волн частицы измельчаемого материала сильно сжимаются и пластически деформируются. Для хрупких кристаллических материалов типа каменной, соли, селитры, калиевых солей и мнопих других продуктов с пределом прочности на разрыв ор — — 310 кгlялР давление P на ударной:вол не практически может превышать =р более, чем,в сотни раз. Для материалов с р =10 — 100 кг/л м технологически возможно превышение P в 10 раз. Для материало в lc „> 100 кгlл м может быть обеспечено P= (1,5 — 10),. Для возникновения указанных значений давлений на ударных волнах в измельчаеяом материале основную стр ую 8,разгоняют в первом случае до скоростей U0=170— 500 мlс, во втором случае — 900 — 1300 м/с и выше. Для эффективного измельчения .высоколрочных металлов .скорость основной струи благодаря высокой скорости распространения ударны < волн, выбирается,примерно такой же, как и для материалов, указанных:в пер вам случае. От плавающей плиты сильно измельченные ча стицы твердой и жидкой фаз отражаются распределенной струей 9 ioo скоростью UI,è сталкиваются с внутренней стенкой камеры, т. е. с отражателем 4,,где они измельчаются повторно. От отражателя струи измельченных частиц,направляют на ось основной струи 8 со скоростью U., где они, сталкиваясь между собой и основной струей, снова измельчаются. Значения U, и U2 зависят от выбора Uo U;. —, /ь Из этого следует, что наиболее эффективное,измельчение материала в «ппарате происходит при условии, когда Р) ор при наименьших скоростях столкновения струй, т. е. при столкновении частиц между "собой. После прохождения указанного пути 10товая суспензия по(ступает дальше через патрубок 10 на выход. В результате технологический процесс;измельчения материала получается непрерывным. С целью осуществления сверхтонкого измельчения материалов,при скоростях 170 — 1300 мlс и .при воздействии на частицы .возникающих при этом да влен ий ударных волн, во много раз превышающих:напряжейия p"азрушения материалов, отражательную плиту 4 помещают в суспензию,на глубину 50 †5 мм,и более. Глубина погружения зависит от .выбора скорости струи. Чем больше скорость основной струи 30 суспензии,,тем глубже, погружают плиту. Кроме того,:плиту выполняют .плавающей. Этим достигается всестороннее ее охлаждение потоком жидкой среды. Плита 4 отделена от акустического IBQJIновода 7 (фиг. 2) .или основания 11 (фиг. 1) слоем суспензия .и опи1рается на пружины (амортизаторы), Она немеет небольшие размеры и, в случае необходимости, легко заменяется,на новую. С,целью исключения, непосредственного удара струи с плиту, последнюю выполняют с кумулятивной .выемкой 5. Этим достигается образование подушки — тонкого слоя между плитой .и передним фронтом струи. В результате пр|едохраняется плита от разрушения,и одно временно в 2 раза возрастает давление струи на препятствие, улучшающее процесс измельчания материала. Для предохранения от разрушения и уменьшения:износа канал сопла выполнен из кор|унда. Применение вибрирующего с ультразвуковой частотой сопла значительно снижает гидравлическое сопротивление потоку среды и уменьшает вязкость суспензии в 4— 10 раз. Одновременно в жидкой среде,в сопле образуются кавитационные пузырьки, которые дополнительно повышают давление в струе .и этим способствуют увеличению ее скорости, значительно повышается эффективность процесса измельчения. Ф ормула,изо бр етения 1. Струйная мельница для oBPpxTQHKolI0 измельчения, материалов в жидких средах, содержащая насос, камеру .измельчения, сопло и излучатель ультразвуковой энергии, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности процесса измельчения, она снабжена отражательной плитой, а сопло жестко соединено с излучателем ультразвуковой энергии. 2. Мельница по и. 1, о тл,ич а ю щ а яс я тем, что, с целью снижения, износа отражательной .плиты, последняя, выполнена плавающей, расположена соосно с соплом и помещена в ауспензию. 3, Мельница по lII. 1 и 2, отл,и ч а ющ а я с я тем, что, с целью создания направленно сти отраженных струй, отражательная плита выполнена с кумулятивной выемкой, расположен ной со стороны сопла. Источники информации,,принятые .во п при экспертизе: 1. Авторское свидетельство № 154472, кл. В 02 С 19/06, 1962. 2. Авторское свидетель ство № 138252, кл. В 01 F 3/12, 1960. 73?О08 Составитель Н. Бибина Редактор Т. Кузьмина Техред В. Серякова Корректор С. Файн Тип. Харьк. фнл. пред. «Патент» Заказ 560/704 Изд. № 312 Тираж 698 Подписное НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий " 113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5
