ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ И СПОСОБ ЗАМКНУТОГО ЦИКЛА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ
TECHNOLOGICAL MODULE AND METHOD OF CLOSED GRINDING CYCLE

Изобретение относится к технике тонкого сухого помола твердых материалов, а именно к помолу в мельницах, и предназначено для использования в химической, металлургической, строительной, фармацевтической и других отраслях промышленности.
Известно техническое решение одностадийного помола в замкнутом цикле измельчения (Дешко Ю.И. Измельчение материалов в цементной промышленности / Ю.И. Дешко, М.Б. Креймер, Г.С. Крыхтин. - 7-е изд. - М.: Изд-во литературы по строительству, 1966. - с. 161, рис. 68, а). В данном решении помол осуществляется в мельнице с двумя камерами помола, продукт, выходящий из последней камеры мельницы, поступает в один или два сепаратора, крупка из которых попадает в первую камеру, а тонкая фракция из сепараторов представляет собой готовый продукт.
Недостатком известного решения является переизмельчение и недомол отдельно взятых частиц, что ведет к ухудшению качества готового продукта.
Наиболее близким техническим решением (Дешко Ю.И. Измельчение материалов в цементной промышленности / Ю.И. Дешко, М.Б. Креймер, Г.С. Крыхтин. - 7-е изд. - М.: Изд-во литературы по строительству, 1966. - с. 160, рис. 67), выбранным в качестве прототипа, является способ двухстадийного помола с замкнутым циклом на обеих стадиях. В мельнице предварительного помола осуществляется предварительный помол. Материал после выхода из мельницы предварительного помола поступает в два центробежных сепаратора, крупка из этих сепараторов окончательно измельчается в мельницах тонкого помола, а тонкая фракция из сепараторов направляется в общий поток готового порошка, выходящего из мельниц второй стадии помола.
С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: помол материала в мельнице и его классификация в центробежном сепараторе.
Недостаткомпрототипа является низкое качество готового продукта.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности за счет повышения качества готового продукта.
Это достигается тем, что способ замкнутого цикла измельчения заключается в помоле материала в мельнице и его классификации в центробежном сепараторе. Помол материала происходит в три стадии в одной мельнице с тремя камерами помола. При этом в верхней камере осуществляется помол грубой фракции материала, в средней камере - помол средней фракции материала, в нижней камере - помол тонкой фракции материала. После каждой стадии помола материал проходит классификацию в центробежном воздушно-проходном сепараторе с двумя зонами разделения.
Сущность изобретения поясняется графическими изображениями: на фиг. 1 показана схема технологического модуля замкнутого цикла измельчения.
Технологический модуль замкнутого цикла измельчения содержит с тремя камерами помола мельницу 1, соединенную с бункером 2 исходного материала, и центробежный воздушно-проходной сепаратор 3 с двумя зонами разделения. Мельница 1 включает в себя станину 4, на которой жестко закреплены, например сваркой, вертикальные цилиндрические направляющие 5 с перемещающимися по ним ползунами 6. На станине 4 жестко закреплены, например сваркой, опорные стойки 7. Причем в нижней части опорных стоек 7 установлены подшипники, в которых расположен эксцентриковый вал 8, вращающийся вокруг своей оси и содержащий на обоих концах противовесы 9. Эксцентриковый вал 8 соединен с рамой 10 прямоугольной формы, состоящей, например, из швеллеров, с помощью кронштейнов для шарнирного соединения. Такая конструкция рамы позволяет ей выполнять роль шатуна в кривошипно-ползунном механизме, образованном из станины 4, эксцентрикового вала 8, рамы 10 и ползунов 6, для обеспечения необходимой траектории движения помольных камер, закрепленных на раме. В верхней части рамы закреплена верхняя помольная камера 11, так, что продольная ось камеры расположена горизонтально и совпадает с осью шарниров, с помощью которых рама 10 присоединена к ползунам 6. Верхняя помольная камера 11 соединена, например с помощью гофры, с бункером 2 исходного материала. Средняя помольная камера 12 закреплена в пазах рамы и крепится с помощью болтов таким образом, что имеет возможность вертикального перемещения и неподвижного закрепления на раме 10, при этом ее продольная ось расположена горизонтально и под верхней камерой 11. Нижняя помольная камера 13 с выходным патрубком закреплена в нижней части рамы так, что продольная ось камеры расположена горизонтально и совпадает с осью шарниров, с помощью которых рама присоединена к эксцентриковому валу 8. Каждая помольная камера содержит мелющие тела (на фиг. 1 не показаны), соответствующие типу помола в камере.
В торцах верхней 11, средней 12 и нижней 13 помольных камер встроены ограничительные 14 и классификационные 15 решетки по ходу движения соответственно. В торцах на выходе материала верхней 11 и средней 12 помольных камер закреплены, например с помощью болтов, конфузоры 16. В торцах на входе материла средней 12 и нижней 13 помольных камер закреплены, например с помощью болтов, диффузоры 17. Ограничительные решетки 14 предназначены для удержания мелющих тел внутри помольной камеры, а классификационные решетки 15 предназначены для классификации материала. Наличие ограничительных и классификационных решеток обеспечивает стабильный технологический режим в каждой помольной камере. Конфузоры 16 и диффузоры 17 имеют конусный вид. К конфузорам 16 с помощью хомутов крепятся газоходы 18, а к диффузорам 17 с помощью хомутов крепятся газоходы 19, которые соединены с центробежным воздушно-проходным сепаратором.
Центробежный воздушно-проходной сепаратор 3 с двумя зонами разделения состоит из загрузочного патрубка 20, расположенного в нижней части центробежного воздушно-проходного сепаратора 3 и направленного вертикально вниз против хода движения материала, разгрузочного патрубка 21 грубого материала, направленного вниз под определенным углом для удобной разгрузки материала грубой фракции, и разгрузочного патрубка 22 материала средней фракции, расположенного вниз под определенным углом для удобной разгрузки материала средней фракции. Зона разделения материала находится над загрузочным патрубком 20 и разгрузочными патрубками 21 и 22. В верхней части зоны разделения находятся радиальные лопасти 23. Вверху центробежного воздушно-проходного сепаратора 3 с двумя зонами разделения находится патрубок 24 выхода газоматериальной смеси, направленный вертикально вверх. Загрузочный патрубок 20 центробежного воздушно-проходного сепаратора 3 с двумя зонами разделения соединен с помощью хомутов с газоходом 18. Разгрузочные патрубки 21 и 22 соединены с газоходами 19 с помощью хомутов.
Таким образом загрузочный патрубок 20 центробежного воздушно-проходного сепаратора 3 с двумя зонами разделения соединен с верхней 11 и средней 12 камерой помола мельницы 1 через газоходы 18, которые крепятся к конфузорам 16, например с помощью хомутов, а с нижней камерой 13 через газоход 18, который крепится к выходному патрубку мельницы 1, например, с помощью хомутов. Разгрузочный патрубок 21 грубого помола центробежного воздушно-проходного сепаратора 3 с двумя зонами разделения соединен со средней помольной камерой 12 с помощью газохода 19, который крепится к диффузору 17 средней помольной камеры 12 с помощью хомутов. Разгрузочный патрубок 22 средней фракции центробежного воздушно-проходного сепаратора 3 с двумя зонами разделения соединен с нижней камерой 13 мельницы 1 с помощью газохода 19, который крепится к диффузору 17 нижней помольной камеры 13 с помощью хомутов.
Способ замкнутого цикла измельчения реализуется на предложенном технологическом модуле.
Исходный материал, например кварцито-песчаник, из бункера 2 непрерывно поступает в загрузочный патрубок мельницы 1 и далее через ограничительную решетку 14 поступает в верхнюю помольную камеру 11, снабженную необходимым количеством мелющих тел для обеспечения грубого измельчения исходного материала.
Верхняя помольная камера 11 движется возвратно-поступательно в вертикальной плоскости за счет ее связи с приводом (на чертеже не показан), размещенным на станине 4, через подвижную раму 10, эксцентрикового вала 8, размещенного в опорных стойках 7, противовесов 9, уравновешивающих раму 10, и вертикальных цилиндрических направляющих 5 с ползунами 6 на них. Воздушным потоком, создаваемым вентилятором (на чертеже не показан), измельченный материал перемещается вдоль камеры, проходит через классификационную решетку 15, конфузор 16 и через газоход 18 поступает в загрузочный патрубок 20 центробежного воздушно-проходного сепаратора 3.
В центробежном воздушно-проходном сепараторе 3 в зоне разделения за счет закручивания газоматериального потока радиальными лопастями 23 происходит разделение материала под действием центробежных сил в комбинации с силами тяжести частиц различной массы на материал грубой фракции, материал средней фракции и материал тонкой фракции.
Материал грубой фракции из разгрузочного патрубка 21 по газоходу 19 через диффузор 17 и ограничительную решетку 14 поступает в среднюю помольную камеру 12, которая движется по траектории эллипса и снабжена необходимым количеством мелющих тел для обеспечения помола исходного материала до средней фракции.
Затем за счет воздушного потока измельченный материал через классификационную решетку 15 и конфузор 16 поступает в газоход 18 и далее в загрузочный патрубок 20 центробежного воздушно-проходного сепаратора 3 двойного разделения.
Материал средней фракции из разгрузочного патрубка 22 по газоходу 19 через диффузор 17 и ограничительную решетку 14 поступает в нижнюю помольную камеру 13, двигающуюся по круговой траектории и снабженную необходимым количеством мелющих тел для обеспечения тонкого помола исходного материала.
Затем за счет воздушного потока измельченный материал через классификационную решетку 15 и выходной патрубок поступает в газоход 18 и далее в загрузочный патрубок 20 центробежного воздушно-проходного сепаратора 3 двойного разделения.
Измельченный материал тонкой фракции (готовый продукт) вместе с газовым потоком поднимается вверх и через патрубок 24 газоматериальной смеси поступает на дальнейшую обработку газоматериального потока в циклон на очистку воздуха от частиц. Процесс помола осуществляется в непрерывном режиме.
Материал происходит три стадии помола с различными режимами работы в одной мельнице с тремя камерами помола. В верхней камере происходит помол грубой фракции, в средней камере - средней фракции, в нижней камере - тонкой фракции. При этом после каждой камеры помола проходит классификация в центробежном воздушно-проходном сепараторе с двумя зонами разделения. Это дает большую гарантию в одинаковой дисперсности материала. Достигается за счет обеспечения непрерывного вывода готового продукта на различных стадиях измельчения и возврата недоизмельченного материала до состояния готового продукта материала на дальнейшее измельчение.
Вывод из камер помола частиц с характеристиками, соответствующими готовому продукту, предотвращает его переизмельчение, а если воздушным потоком были захвачены более крупные частицы, то в центробежном воздушно-проходном сепараторе после разделения они поступят обратно на помол в соответствующую камеру.
За счет постоянного выделения из камер помола с помощью потоков газа повышается качество готового продукта. Изобретение позволяет повысить эффективность измельчения.