Многоступенчатая центробежно-ударная мельница

Полезная модель относится к устройствам для тонкого и сверхтонкого измельчения различных твердо-сыпучих материалов, в том числе материалов, содержащих в своем составе цветные и черные металлы, например отвальные алюминиевые, сталеплавильные шлаки. Может быть использована в горнодобывающей, химической, металлургической, строительной, фармацевтической и других отраслях промышленности и сельского хозяйства.
Известна многоступенчатая центробежно-ударная мельница (патент на полезную модель RU 153992 U1, кл. В02С 7/02, 2015 дата подачи заявки 20.03.2015, опубликовано 10.08.2015), состоящая из цилиндрического корпуса, верхней и нижней опорных плит, загрузочной воронки, нескольких ступеней измельчения, каждая из которых состоит из отбойной деки, скатной доски и разгонного диска, где в качестве сепарирующего устройства используется электростатический сепаратор свободного падения, электроды которого имеют форму колец и расположены соосно ротору мельницы и разгонным дискам при этом отбойная дека и скатная доска каждой ступени измельчения выполняют функцию заряжающего электрода.
Недостатком указанной конструкции является невозможность определения гранулометрического распределения частиц в потоке и поддержания его на заданном уровне в случае изменений требований к конечному продукту или физико-технических характеристик исходного сырья.
В предложенном решении повышение эффективности процесса измельчения и повышение выравненности гранулометрического состава конечного продукта не зависимо от изменений физико-технических характеристик исходного сырья и требований к конечному продукту обеспечивается тем, что многоступенчатая центробежно-ударная мельница, состоящая из цилиндрического корпуса, верхней и нижней опорных плит, загрузочной воронки, нескольких ступеней измельчения, каждая из которых состоит из отбойной деки, скатной доски и разгонного диска, где в качестве сепарирующего устройства используется электростатический сепаратор свободного падения, электроды которого имеют форму колец и расположены соосно ротору мельницы и разгонным дискам, при этом отбойная дека и скатная доска каждой ступени измельчения выполняют функцию заряжающего электрода.
Мельница оснащена устройством ввода-вывода информации, обеспечивающим видимую индикацию осуществляемых измерений, возможность изменений требуемых параметров конечного продукта и управления элементами мельницы в автоматическом и ручном режимах, контроллером, управляющим исполнительными механизмами мельницы и являющимся задатчиком требований к гранулометрическому составу конечного продукта, устройством для регулирования скорости вращения ротора мельницы, заслонкой, регулирующей сечение входного отверстия мельницы, и на выходе установлены накопительные камеры, датчики заполнения камер, счетчики времени, разгрузочные задвижки камер в количестве, соответствующем числу фракций, на которое разделяется измельчаемое сырье.
Таким образом, обеспечивается непрерывный контроль гранулометрического состава конечного продукта в потоке, поддержание его на заданном уровне не зависимо от колебаний физико-технических характеристик исходного сырья и изменений требований к конечному продукту за счет управления скоростью вращения ротора мельницы, электростатическими сепараторами и положением загрузочной задвижки.
Сущность изобретения поясняется на фиг. 1.
Центробежная многоступенчатая мельница содержит цилиндрический корпус 1 с закрепленными к нему верхней 2 и нижней 3 опорными плитами. В корпусе 1 установлены три аналогичные по конструкции ступени измельчения, детали и узлы которых по размерам увеличиваются в направлении от загрузочного 4 к выходным 5 отверстиям.
Каждая ступень измельчения состоит из разгонного диска 6, отбойной деки 7, скатной доски 8, установленного после каждого разгонного диска электростатического сепаратора свободного падения 9, электроды которого имеют форму колец и расположены соосно ротору мельницы и разгонным дискам 6. Отбойная дека 7 и скатная доска 8 каждой ступени измельчения выполняют функцию заряжающего электрода. Ротор мельницы состоит из вертикального вала 10 с закрепленными к нему разгонными дисками 6.
После каждой ступени измельчения происходит разделение массопотока на частицы, удовлетворяющие требованиям к конечному продукту, и частицы, которые следует измельчать повторно. Таким образом, недоизмельченные частицы попадают на следующую ступень измельчения, а частицы, удовлетворяющие требованиям - в конечный продукт.
Различие в электрических и механических силах, действующих на измельчаемые частицы в электростатическом поле, определяет направление их движения и обеспечивает возможность четкого разделения частиц массопотока по фракциям, дает возможность получения продукта измельчения с выравненным гранулометрическим составом частиц.
В конструкции предусмотрена шторка 11, позволяющая разделять массопоток на фракции - в готовый продукт и на следующую ступень для дальнейшего измельчения.
Мельница оснащена устройством ввода-вывода информации 12, обеспечивающим видимую индикацию осуществляемых измерений, возможность изменений требуемых параметров конечного продукта и управления элементами мельницы в автоматическом и ручном режимах, контроллером 13, управляющим исполнительными механизмами мельницы и являющимся задатчиком требований к гранулометрическому составу конечного продукта, устройством для регулирования скорости вращения ротора мельницы 14, заслонкой 15, регулирующей сечение входного отверстия мельницы, и на выходе установлены накопительные камеры 16, датчики заполнения камер 17, счетчики времени 18, разгрузочные задвижки камер 19 в количестве, соответствующем числу фракций, на которое разделяется измельчаемое сырье.
Мельница работает следующим образом. Измельчаемый материал через загрузочное отверстие 4 верхней опорной плиты и заслонку 15, регулируемую сечение входного отверстия, поступает на разгонный диск 6 первой ступени измельчения. Измельчение материала в мельнице происходит при движении массопотока по рабочим каналам разгонного диска 6, ударе об отбойную деку 7.
При этом назначением скатной доски 8 совместно с декой 7 является передача измельчаемым частицам заряда, одинакового по знаку с декой 7. Конструкция мельницы предусматривает установку скатной доски 8, выполняющей стабилизацию массопотока. Скатная доска имеет потенциал такой же, как у отбойной деки, как по знаку, так и по величине.
После получения заряда частицы попадают в электростатическое поле, создаваемое цилиндрическими кольцами - электродами сепаратора 9. В конструкции предусмотрена шторка 11, позволяющая разделять массопоток на фракции - в готовый продукт и на следующую ступень для дальнейшего измельчения.
При движении частицы в поле электростатическом поле на нее действуют механические и электрические силы. Различие в электрических и механических силах, действующих на измельчаемые частицы в электростатическом поле, определяет направление их движения и обеспечивает возможность четкого разделения частиц массопотока по фракциям, дает возможность получения продукта измельчения с выравненным гранулометрическим составом частиц.
Каждая фракция измельченного материала после измельчения попадает в соответствующую ей накопительную камеру 16, оснащенную разгрузочной задвижкой 19. В верхней части накопительных камер 16 установлены датчики заполнения камер 17, задачей которых является определение момента заполнения камер. Датчики заполнения камер 17 объединены и управляют разгрузочными задвижками камер 19, так, что, при наполнении соответствующих камер, разгрузочные задвижки 19 открываются и содержимое этих камер попадает в контейнеры 20. В качестве датчиков заполнения камер может быть использован фотоэлектрический детектор, инфракрасный индикатор либо механическое контрольные устройство.
Для определения гранулометрического состава конечного продукта используется соотношение отрезков времени, определенных счетчиками времени 18, требуемых для наполнения накопительных камер разных фракций (крупных и мелких).
Счетчики времени 18 и датчики заполнения камер 17 соединены через главный контроллер 13 с устройством ввода-вывода информации 12, обеспечивающим видимую индикацию осуществляемых измерений, возможность изменений требуемых параметров конечного продукта и управления элементами мельницы в автоматическом и ручном режимах.
Контроллер 13 содержит данные требуемого гранулометрического состава конечного продукта и в случае не соответствия данного соотношения полученному с датчиков времени 18 происходит изменение управляющего сигнала на устройстве регулировки скорости вращения ротора мельницы 14 для корректировки частоты вращения ротора.
Контроллером 13 осуществляется мониторинг параметров двигателя мельницы 21. В случае превышения предельных значений контроллер 13 изменяет управляющий сигнал на регуляторе положения загрузочной заслонки 15, тем самым, регулируя подачу материала в мельницу.
В случае необходимости изменения условий разделения частиц измельчаемого сырья в электростатическом сепараторе контроллер 13 изменяет напряжение на его электродах 9, тем самым изменяя напряженность поля между кольцами сепаратора и, соответственно, силу воздействия на разделяемые частицы и траекторию движения.