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 химической, металлургической, строительной, фармацевтической и других отраслях промышленности.
Известна центробежная многоступенчатая мельница АС СССР №743718, кл. B02C 7/02, 1978 ([AC SU 1636039 A1 (51) 5 B02C 7/02]), состоящая из верхней и нижней опорных плит, трех ступеней измельчения, каждая из которых состоит из установленных концентрично вертикальному валу тороидального электромагнитного индуктора, двускатной воронки, отбойной деки, скатной доски, просеивающего решета и разгонного диска. Недостатком указанной конструкции является низкая эффективность измельчения и разделения частиц по фракциям. Использование сит в качестве сепарирующего устройства значительно снижает производительность мельницы из-за высокого сопротивления прохождению массопотока через сита. Электромагнитный индуктор позволяет отделять из массопотока лишь металлосодержащие частицы.
Задача полезной модели - повышение эффективности процесса измельчения и повышение выравненности гранулометрического состава конечного продукта.
Задача решается тем, что в многоступенчатой центробежно-ударной мельнице, состоящей 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 в качестве сепарирующего устройства используется электростатический сепаратор свободного падения, электроды которого имеют форму колец и расположены соосно ротору мельницы и разгонным дискам. Отбойная дека и скатная доска каждой ступени измельчения выполняют функцию заряжающего электрода.
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 поле электростатического сепаратора, обуславливает различную траекторию движения, что создает условия для их четкой классификации.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 схематично изображена предлагаемая центробежная многоступенчатая мельница; на фиг. 2 схема сил, действующих на частицу при движении в электростатическом сепараторе.
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 поле электростатического сепаратора, обуславливает различную траекторию движения, что создает условия для их четкой классификации.
Мельница работает следующим образом. Измельчаемый материал через загрузочное отверстие 4 верхней опорной плиты 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 дека 7 совместно со скатной доской 8 выполняют функцию заряжающего электрода.
Каждая частица при контакте с отбойной декой будет получать заряд одинаковый по знаку с декой и отталкиваться от нее. 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. Использование в качестве электродов цилиндрических колец позволяет получить выровненное электростатическое поле и повышает качество разделения частиц по фракциям.
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 электростатического сепаратора на нее действуют механические и электрические силы (фиг. 2).
Сила воздействия со стороны электростатического поля
n
где g - поверхностная плотность электрического заряда; E - напряженность электрического поля; S - площадь поверхности частицы; d - средневзвешенный диаметр частицы.
Сила сопротивления среды
s
n
0
где N - сопротивление вязкости среды; N - аэродинамическое сопротивление частицы; ρ - плотность среды, µ - динамическая вязкость среды, d - диаметр частицы.
Сила Архимеда - Po
Для частиц любого, подлежащего сепарации, материала общее уравнение движения с учетом всех известных сил, действующих на них, будет иметь вид
где Р - сила тяжести частицы, Ро - архимедова сила, F - силовая составляющая электростатического поля, N - сила сопротивления движению частиц в среде.
Различие в электрических и механических силах, обуславливает различную траекторию движения частиц, что создает условия для их четкой классификации. Это позволяет получать мелкодисперсный продукт свободный от примесей, что существенно расширяет возможности машин для измельчения различных твердо-сыпучих материалов.