УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВ ТОНКОГО ПОМОЛА

Полезная модель относится к устройствам для получения порошков тонкого помола, в особенности предельно малых геометрических размеров частиц порошков порядка единиц и десятков нанометров и применима для получения тонкодисперсных порошков хрупких веществ и их смесей, используемых, в частности, в устройствах, реализующих способы повышения плодородия почв в сельском хозяйстве и обеспечения полной экологической чистоты продуктов земледелия, в устройствах для интенсификации процессов подготовки к крашению и покраске волокон в текстильной промышленности, в устройствах для очистки от загрязнений поверхности токопроводящих деталей и изделий в металлообрабатывающей промышленности, внутренних поверхностей водонагревающих установок, в устройствах для очистки нефтепродуктов от сераорганических примесей, в устройствах для увеличения нефтедобычи и снижения обводненности добываемой продукции в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности и в других отраслях народного хозяйства.
Аналогами настоящего технического решения являются устройства для получения порошков тонкого помола: валковые, шаровые, шаровые вибрационные, вихревые, планетарные центробежные, гироскопические мельницы, дезинтеграторы, устройства ультразвукового диспергирования, устройства с применением обработки взрывом [см. «Порошковая металлургия и напыленные покрытия»: Учебник для вузов. В.Н.Анциферов, Г.В.Бобров и др. М. - : Металлургия, 187, стр.10-45].
Недостатком аналогичных устройств является получение на них порошков с относительно большим диапазоном распределения частиц по размерам, с относительно малой долей в этом распределении частиц порошков тонкого помола размерами порядка единиц и десятков нанометров, большая длительность времени получения порошков тонкого помола.
Наиболее близким к настоящему техническому решению по числу совпадающих существенных признаков и максимально достижимому положительному эффекту и потому принятому за прототип является устройство для получения порошков тонкого помола молоткового типа, включающего наковальню, молот, приспособление-дозатор для подачи исходного сырья под молот-наковальню, приспособление для транспортировки получаемого порошка из под молота-наковальни. Устройство-прототип действует следующим образом: молот периодически ударяет по наковальне, на которую поступает исходное сырье, подаваемое приспособлением-дозатором, получаемый дроблением молота о наковальню порошок транспортируют из установки на упаковку [см. «Порошковая металлургия и напыленные покрытия»: Учебник для вузов. В.Н.Анциферов, Г.В.Бобров, Л.К.Дружинин, С.С.Кипарисов, В.И.Костиков, А.В.Крупин, В.В.Кудинов и др. М. - : Металлургия, 187, стр.10-12]. Из всех известных аналогов устройств для получения порошков тонкого помола на данном устройстве - прототипе получают порошки за сравнительно короткое время, со сравнительно высокой долей порошка предельно малых размеров порядка единиц и десятков нанометров.
Недостатком устройства-прототипа является получение на нем порошков с относительно большим диапазоном распределения частиц по размерам, с относительно малой долей в этом распределении частиц порошков тонкого помола размерами порядка единиц и десятков нанометров, при относительно большой длительности времени получения порошков тонкого помола.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является удешевление получения порошков тонкого помола, сокращение времени их получения, получение на ней порошков тонкого помола с узким диапазоном распределения частиц по размерам, полностью находящимся в зоне предельно малых размеров частиц порядка единиц и десятков нанометров.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство включает в себя наковальню, отбойный молоток, трубопровод для подачи в него сжатого воздуха или электропривод, насадку на пике отбойного молотка, на свободной торцевой поверхности насадки, обращенной к наковальне, имеется косоугольный вырез и плоская часть, параллельная поверхности наковальни, приспособление-дозатор для подачи исходного сырья под молот-наковальню, приспособление для транспортировки получаемых порошков из под молота-наковальни, смеситель порошков с жидкостью, сепаратор для отделения из порошков частиц размером единиц и десятков нанометров, перегрузочное устройство для раздельного вывода из сепаратора порошков тонкого помола размерами частиц порядка единиц и десятков нанометров (конечный продукт производства) и оставшейся части порошков более крупных размеров частиц, которую направляют по транспортной артерии в приспособление для подачи исходного сырья под молот-наковальню.
Устройство работает следующим образом: на отбойный молоток подают сжатый воздух или электропитание, приводят в действие его вибрационный механизм, молот отбойного молотка совершает по наковальне удары с последующим обратным движением из-за действия силы отдачи, вследствие чего между свободной поверхностью насадки на пику и наковальней на короткое время образуется зазор, в который поступает через приспособление-дозатор исходное сырье, косоугольный вырез на свободной торцевой поверхности насадки способствует непрерывности потока поступления исходного сырья под молот - наковальню; порошки, получаемые при ударном сжатии молота с наковальней, транспортируют в смеситель порошков с жидкостью, далее смесь порошков с жидкостью поступает в сепаратор, в котором отделяют из порошков частицы размером единицы и десятки нанометров, перегрузочным устройством раздельно выводят из сепаратора порошки тонкого помола размерами частиц порядка единиц и десятков нанометров (конечный продукт производства) и
оставшуюся часть порошков более крупных размеров частиц, которую направляют по транспортной артерии в приспособление для подачи исходного сырья под молот-наковальню.
Сущность полезной модели поясняется чертежом на фиг.1.
Полезная модель включает в себя включает в себя наковальню 1, отбойный молоток 2 с трубопроводом подачи в него сжатого воздуха или электроприводом 3, на пике 4 отбойного молотка имеется насадка 5, на поверхности насадки 5, обращенной к наковальне, имеется косоугольный вырез 6 и плоская часть 7, параллельная поверхности наковальни, приспособление-дозатор 8 для подачи исходного сырья под молот и наковальню, приспособление 9 для транспортировки получаемых порошков из под молота-наковальни, смеситель порошков с жидкостью 10, сепаратор 11 для отделения из порошков частиц размером единиц и десятков нанометров, перегрузочное устройство 12 для отдельного вывода из сепаратора порошков тонкого помола размерами частиц порядка единиц и десятков нанометров (конечный продукт производства) и перегрузочное устройство 13 для направления оставшейся части порошков более крупных размеров частиц по транспортной артерии 14 в приспособление 8 для подачи исходного сырья под молот-наковальню.
2
2
2
Пример. Расположенная своей рабочей площадью вертикально стальная наковальня 1 соприкасается с отбойным молотком 2 массой 10,5 кг, живой силой удара 45 Н, который делает 1000 ударов в минуту, к отбойному молотку идет трубопровод 3 подачи в него сжатого воздуха, в отбойном молотке имеется пика 4, на которой имеется стальная насадка 5, имеющая внешние геометрические размеры: длина - 0,15 м, поперечное квадратное сечение 0,0025 м, косоугольный вырез на свободной торцевой поверхности 6 насадки в поперечной плоскости насадки размерами: по ее внешней боковой продольной поверхности 0.005 м, сечение в поперечном направлении 0.05×0025 м; и плоскопараллельную часть 7 сечением в поперечном направлении 0.05×0025 м, приспособление-дозатор 8 для подачи
исходного сырья под молот-наковальню в виде воронки с опрокидывающимся над ней контейнером, заполненным гранулами исходного материала, приспособление 9 для транспортировки получаемых порошков из под молота-наковальни в виде ленты эскалатора, смеситель порошков с жидкостью 10 в виде стиральной машины «Вятка», сепаратор 11 для отделения из порошков частиц размером единиц и десятков нанометров в виде центробежного сепаратора, перегрузочное устройство 12 для отдельного вывода из сепаратора порошков тонкого помола размерами частиц порядка единиц и десятков нанометров (конечный продукт производства) в виде эскалаторной ленты, начало которой находится под выводом порошков тонкого помола из сепаратора 11, и перегрузочное устройство 13 в виде эскалаторной ленты, начало которой находится под выводом порошков более крупных размеров из сепаратора 11, для направления оставшейся части порошков более крупных размеров частиц по транспортной артерии 14 - еще одной эскалаторной линии в приспособление 8 для подачи исходного сырья под молот-наковальню, перегрузочное устройство для отдельного вывода из сепаратора порошков тонкого помола размерами частиц порядка единиц и десятков нанометров (конечный продукт производства) и перегрузочное устройство для направления оставшейся части порошков более крупных размеров частиц по транспортной артерии 14 в приспособление-дозатор 8 для подачи исходного сырья под молот-наковальню.
На данном устройстве получают тонкодисперсные порошки любых хрупких веществ и их смесей, в частности, минералов всех типов. Так, на данном устройстве получают смесь тонкодисперсных порошков природного цеолита и речного песка предельно малых геометрических размеров частиц порошка размерами порядка единиц и десятков нанометров, производительность данного устройства - 50 кг/час. На устройстве-прототипе - мельнице молоткового типа получают после дробления тонкодисперсные порошки природного цеолита и речного песка в диапазоне
-4
-8
от 10 м и менее, доля тонкодисперсных порошков (менее 10 м, т.е. десятков нанометров) составляет ~1%, производительность получения готовой продукции - тонкодисперсных порошков природного цеолита и речного песка предельно малых геометрических размеров частиц размерами порядка единиц и десятков нанометров - на устройстве-прототипе составляет 0,5 кг/час, т.е. в сто раз меньше, чем на предлагаемой полезной модели. Примерно в 100 раз и уменьшается стоимость изготовления указанной смеси порошков с применением предлагаемого устройства.
Таким образом, изложенные данные свидетельствуют о выполнении при использовании заявленной полезной модели следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, применимо для получения тонкодисперсных порошков хрупких веществ и их смесей, используемых, в частности, в устройствах, реализующих способы повышения плодородия почв в сельском хозяйстве и обеспечения полной экологической чистоты продуктов земледелия, в устройствах для интенсификации процессов подготовки к крашению и покраске волокон в текстильной промышленности, в устройствах для очистки от загрязнений поверхности токопроводящих деталей и изделий в металлообрабатывающей промышленности, внутренних поверхностей водонагревающих установок, в устройствах для очистки нефтепродуктов от сераорганических примесей, в устройствах для увеличения нефтедобычи и снижения обводненности добываемой продукции в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности и в других отраслях народного хозяйства
- для заявленного устройства в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию «промышленная применимость».