Способ измельчения вещества и устройство для его осуществления
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 04.0280 (21) 2878518/29-33 с присоединением заявки уо
B 02 С 4/08
Государственный комитет
СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет
1 ! (53) YQ(б 21. 9 2б . 85 (088.8)
Опубликовано 231181 Бюллетень ¹ 43
Дата опубликования описания 23. 11. 81 (72) Авторы изобретения
В. Д. Мельников, А. В. Микенин, А. 3 3 1 .ън, . (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ВЕЩЕСТВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к технике кзмельченкя в производстве особо чистых веществ и химических реактивов. Известен с>-,îñîá измельчения вещества путем раздавливания продукта при его прохождении между враьцающимися навстречу друг другу цклкндрическкмк валка, «1 $. Известно устройство для дробления, которое ссстокт из загрузочного бункера-дозатора, корпуса и расположенного под ним разгрузочного бункера. :: корпусе установлены зах".àòûâàêäëе к дробящие валки с фигурной поверхностью, которые представляют собой набранные на валу диски с зубьями так, что выступы зубьев одного валка находятся против впадин 20 другого 423 ° Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство, содержащее загрузочный бункер-дозатор, корпус, в котором расположены валки с фигурной поверхностью, представляющие собой совокупность продольных и поперечных ребер„ разгрузочный бункер-лоток, в котором процесс измельчения вещества происходит путем раздавливан..я про укта прк егс прохождении между вращающимися навстречу дрнг другу валкамк, с фигурной поверхностью «3). Недостатком известных устройств <-вляется то, что vçì-..ëü÷àåìîå вещество непосредственно контактирует с поверх;ocòüþ валков и загрязняется и териалом валков, наткраемым l3 процессе измельчения. Цель изобретения — повьлшенке ка.ес-.ва кзмельчаемого продукта за счет исключения контакта с поверхность о валков. Поставле,:.на †: цель достигается тем, что согласно способу вещество на раздавливан .:: подают в течение первых .<0-б0 с со скоростью подачи на 2050% выше производительности измельчения, а затем со скоростью подачи на 5-10-. выше производительности измель -1е ния . В предлагаемом способе на поверхности валков образуется постоянный футерующий слой из измельчаемого ве:.цества, а при подаче матеркала на 5-10% выше прокзводительности измельчения, вещество раздавливается между футерованными валками. 882602 Таким образом, иэмельчение вещества между валками, футеронанными постоянным слоем того же измельченного вещества, исключает контакт вещества при измельчении с материалом поверхности валков, что сохраняет чистоту вещества. В устройстве для реализации данного способа, состоящем из загрузочного бункера-дозатора, корпуса,иэ— мельчающих валков, разгрузочного бункера, рабочая поверхность валков выполнена в виде пазов типа "ласточкин хвост", параллельных осям валков, причем под каждым валком смонтирован уплотняющий ролик. Кроме того внутренняя понерхность 15 корпуса выполнена зубчатой. Уплотняющие ролики обеспечивают получение постоянной толщины футерующего слоя. Внутренняя поверхность корпуса имеет рифления эубчагого про- Щ филя для удержания на ней части из— мельчаемого вещества, также выполняющего роль защитного слоя,исключающего контакт измельчаемого вещества с материалом стенок корпуса и сохраняюще- 5 го чистоту вещества. На фиг. 1 схематически изображен период образования футерующего слоя; на фиг. 2 — иэмельчение вещества раз— давливанием между футерованными валками. Устройство содержит загрузочный бункер-дозатор 1, который крепится на верхней части корпуса 2. В центральной части корпуса установлены иэмельчающие валки 3 с фигурной поверхностью, выполненной н виде параллельных оси валков пазов 4 типа "ласточкин хвост", под валками располо— жены уплотняюшие ролики 5, н нижней :.асти корпуса крепится разгрузочный @ ". Ункер 6, а внутренняя поверхность корпуса имеет рифли 7 зубчатого г.:рофиля. Устройство работает следующим образом. 45 Измельчаемое вещество иэ загрузочного бункера-доэатора 1 подается н течение первых 10-60с со скоростью подачи на 20-50Ъ выше производительности измельчения на валки 3. Так как $Q между валками имеется зазор, рассчитанный на появление футерующего слоя, т.е. величина зазора на двойную толщину футерующего слоя больше величины зазора, рассчитанного по условиям измельчения,то данные скорости подачи обеспечивают образование на валках "завала". Наличие "завала" является необходимым условием формирования футерующего слоя. Таким образом, н этот момент не- 60 щество из массы "завала" начинает образовывать футерующий слой, т.е. раэдавливаться и плотно запрессовываться под действием усилия налков в пазы 4 типа "ласточкин хвост", про- Ы филь которых способствует удержанию футерующего слоя на валках. Толщина футерующего слоя поддерживается постоянной с помощью уплотняющих роликов 5, выполненных из инертного материала, который не лимитируется требованиями по твердости и прочности (например, фторопласт). Одновременно с этим часть вещества распыляется вращаюцимися валками на внутреннюю поверхность корпуса 2, которая имеет рифли 7 зубчатого профиля, и образует на ней также постоянный защитный слой. Таким образом, начальный момент (10-60 с) работы устройства является периодом образования футерующего слоя. В этот период измельчаемое вещество практически не поступает в разгрузочный бункер. Эатем вещество подается из загрузочного бункера-доэатора на валки со скоростью подачи на 5-10Ъ выше производительности измельчения, т.е. начинается процесс измельчения, при котором нещество раэданливается между футерованными поверхностями валков и поступает в разгрузочный бункер. Скорость подачи на 5-10Ъ выше производительности измельчения выбрана потому, что н процессе измельчения нижняя часть футерующего слоя разрушается и ее необходимо восполнять, чтобы иметь футерую !ий слой постоянной величины. A это уже не влияет на сохранение чистоты вещества при измельчении, но необходимо для поддержани.I равномерности самого процесса измельчения. Время начального периода (1060 с), снорос".è подачи (на 20-50Ъ и на 5 — 10о ныше производительности измельчения) выбраны потому, что н основе закладывается условие зависимости производительности измельчения от окружной скорости валков, которая на практике обычно берется н пределах 2-6 м/с. Пример 1. Диоксид циркония ОСЧ "9-2" (особо чистый) подавался из загрузочного бункера-доэатора на валки (валки и корпус устройства выполнены из стали ХВГ) со скоростью подачи на 43Ъ выше производительности измельчения. Окружная скорость валков составляла 5 м/с. Футерующий слой образовался в течение первых 20 с работы устройстна. Эатем данное вещество подавалось со скоростью подачи на 7Ъ выше производительности измельчения, т.е. иэмельчение велось с таким превышением подачи. Анализ измельченного вещества показал наличие примеси железа (одной из самых жестко лимитируемых примесей н особо чистых веществах) 3 10 5 10 мас.Ъ, т.е. соотнетствие нормам. В то время как измельчение данного вецестна при известных сяособе 882.602 45 Источники информации, принятые во э;имание при экспертизе 1. Планов кий А.Н. и Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. М., "Химия", 1972, с. 461. 2. Авторское свидетельство СССР Р 232657, кл. В 02 С 4/02, 1968. 3. Авторское свидетельство СССР Р 476892,кл. В 02 С 4/02, 1975. 60 и устройстве (выполненного из стали ХВГ) обнаруживает в измельченном веществе 5i10 мас.Ъ примеси железа. Пример 2. Карбонат калия ОСЧ "7 — 5" (особо чистый) подавался иэ загрузочного бункера-дозатора на валки (валки и корпус устройства выполнены иэ стали ХВГ) со скоростью подачи на 38% выше производительности измельчения. Окружная скорость валков составляла 4 м/с.ФУтерующий слой образовался в течение первь.х 30 с работы устройства. Затем данное вещество подавалось со скоростью на 6% выше производительности измельчения. Анализ измельченного вещества п<рказал наличие примеси железа 1 10 "5 3 10 мас.Ъ, т.е. соответствует нормам. Измельчение данного вещества при известных способе и устройстве (выполненных из стали ХВГ) обнаруживает в измельченном веществе -u 5 10 мас.% примеси железа. Пример 3. Вещество (например, диоксид циркония и карбонат калия) подавалось из загрузочного бункера-доэатора на валки со скоростью подачи на 20Ъ выше про изводительности измельчения (окружная скорость валков составляла 2 м/с). В течение первых 10 с и далее при увеличении времени футерующий слой не образовывался и измельчение не происходило. Причина в том, что зазор между валками рассчитывается из условий образования футерующего слоя и самого измельчения между футерованными валками, т.е. имеет величину, при которои основная масса измельчаемого вещества просыпается через зазор, не образуя необходимого "завала ". Пример 4. Вещество (например, диоксид циркония, карбонат бария) подавалось иэ загрузочного бункера-дозатора на валки со скоростью подачи на 50Ъ выше производительности измельчения (окружная скорость валков составляла б м/c).Режим работы устройства нарушался,т.е. происходил "завал" вещества на валках выше необходимой нормы (из условия образования футерующего слоя). При этом вещество прекращает поступать на валки иэ загрузочного бункера-дозатора и в отдельных случаях происходило заклинивание валков. Применение предлагаемых способа и устройства в производстве особо чистых веществ дает то преимущество перед известными способом и устройством, что нет необходимости подбирать дефицитные и дорогостоящие конструк5 15 50 ционные материалы, из которых изготовляется иэмельчающее устройство индивидуально для каждого вещества, чтобы сохранить его чистоту в процессе измельчения. При этом часто бывает,что таких материалов подобрать вообк,е невозможно, так как кроме требований по чистоте они должны удовлетворять требованиям по грочности. Таким образом, предлагаемые способ и устройство не только дадут эффект с точки зрения экономии дефици тных конструкционных материалов, т.е. предлагаемое устройство изготовляет— ся из обычных конструкционных сталей (например, сталь ХВГ),но также позволяет решить проблему измельчения особо чистых веществ с сохранением требуемой чистоты, для которых невозможно подобрать подходящий конструкционный материал измельчающих устройств (при известных способе и устройстве). Формула изобретения 1. Способ измельчения вещества путЕм раздавливания его между вращающимися навстречу друг другу валками, и с целью повышения качества измельчаемого вещества за счет исключения его контакта с поверхностью валков, вещество на раздавливание подают в течение первых 10 — 60 с со скоростью подач на 0 — 0-. выше производитель— ности измельчения, а затем со скоростью подачи на 5-10: вьп е производительности измел.,чения. 2. Устройство для осуществления способа по п.1, состоящее из ".àãðóэочного бункера †дозато, корпуса, измельчавших валков и разгрузочного бункера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что рабочая поверхность валков выполнена в виде пазов — èïà "ласточкин хвост", параллельных осям валков, причем под каждым валком смонтирован уплотняющий ролик. 3, Устройство по п.2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что внутренняя поверхность корпуса выполнена зубчатой.
