УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИХРЕВОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА

Область техники
Полезная модель относится к устройствам для вихревого измельчения материалов и предназначена для получения дисперсных порошков, суспензий, эмульсий, аэрозолей для тонкого и сверхтонкого измельчения материалов и может быть использована в различных отраслях промышленности: строительной, химической, пищевой, медицинской и т.д., в частности для измельчения высокотвердых, абразивных материалов (алмазов, нитридов бора и т.д.).
Предшествующий уровень техники
Известно, выбранное в качестве ближайшего аналога, устройство для вихревого измельчения материалов, включающее вихревую помольную камеру с загрузочным узлом и соединенным с выгрузочным узлом классификатором, при этом помольная камера снабжена стаканом с отводящим патрубком и установленного в нем аксиально с входным отверстием помольной камеры патрубком подачи диспергируемого материала, классификатор расположен вне помольной камеры и выполнен в виде емкости круглого сечения, снабженной тангенциально установленным входным спиральным патрубком, при этом на одном торце камеры расположен узел выгрузки более крупной фракции, выполненный в виде подвижного запорного элемента, образующего кольцевой зазор со стенкой емкости, а противоположный торец этой камеры снабжен крышкой с аксиальным отверстием (публикация ЕА 000001 В1, кл. МПК В02С 19/06, опубл. 31.03.1997 г.)
Недостатком известного устройства является низкая производительность, что связано с длительным процессом помола и удаления мелких частиц из помольной камеры.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом, который может быть получен в заявленной полезной модели, является повышение скорости работы устройства для вихревого измельчения материалов.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для вихревого измельчения материалов, включающем вихревую помольную камеру с загрузочным узлом и соединенным с выгрузочным узлом классификатором, при этом помольная камера снабжена стаканом с отводящим патрубком и установленного в нем аксиально с входным отверстием помольной камеры патрубком подачи диспергируемого материала, классификатор расположен вне помольной камеры и выполнен в виде емкости круглого сечения, снабженной тангенциально установленным входным спиральным патрубком, при этом на одном торце камеры расположен узел выгрузки более крупной фракции, выполненный в виде подвижного запорного элемента, образующего кольцевой зазор со стенкой емкости, а противоположный торец этой камеры снабжен крышкой с аксиальным отверстием, на внутренней поверхности помольной камеры выполнен, по меньшей мере, один выступ параллельный оси загрузочного патрубка, а на внешней поверхности загрузочного патрубка 4 выполнен спиральный выступ. При этом диаметр выходного отверстия крышки классификатора составляет 0,2-0,5 внутреннего диаметра камеры у ее противоположного торца.
Описание чертежей
Заявленная полезная модель поясняется при помощи чертежей представленных на фиг.1-5.
При этом на фиг.1 схематично изображен общий вид устройства;
на фиг.2 - продольный разрез классификатора;
на фиг.3 - сечение А-А фиг.2;
на фиг.4 - продольный разрез помольного узла;
на фиг.5 - сечение Б-Б фиг.4.
Осуществление полезной модели
Устройство для вихревого измельчения материалов содержит питательный бункер 1, соединенный патрубком 2 с дозатором 3. Дозатор 3 через загрузочный патрубок 4 соединен с помольной камерой 5, снабженной генератором акустических колебаний, выполненным в виде тангенциально расположенных в ее стенках газоструйных излучателей 6 высокого давления. На внутренней поверхности помольной камеры 5 выполнен, по меньшей мере, один выступ 27 параллельный оси загрузочного патрубка 4. В верхней части помольной камеры 5 тангенциально расположен выгрузочный патрубок 7 и узел отвода наиболее тонкой фракции, выполненный в виде стакана 8 с аксиально закрепленным в нем загрузочным патрубком 4, который с зазором "а" аксиально расположен над загрузочным отверстием помольной камеры 5. В верхней части стакана 8 тангенциально закреплен выгрузочный патрубок 9 для вывода наиболее тонкой фракции. На внешней поверхности загрузочного патрубка 4 выполнен спиральный выступ 28, создающий завихрение потока для ускорения движения наиболее тонкой фракции к выгрузочному патрубку 9. Помольная камера 5 через патрубок 10 соединена с линией подачи под давлением энергоносителя, состоящей из соединенных между собой источника 11 высокого давления (компрессора) и блока 12 очистки энергоносителя.
Патрубок 7, посредством трубопровода 13, соединен со спиральным патрубком 14, тангенциально расположенным на цилиндрическом корпусе классификатора 15 (см. фиг.2). Торцевые части классификатора 15 выполнены в виде узлов вывода классифицированного порошка, при этом узел вывода более крупной фракции выполнен в виде установленного в корпусе 16, закрепленного на подвижном штоке 17 запорного элемента 18, перекрывающего сечение корпуса классификатора 15. Форма запорного элемента 18 может быть выполнена конической (как показано на фиг.2) или любой другой, образованной телом вращения (например, полусферической). Узел вывода более тонкой фракции размещен на противоположном торце классификатора 15 и выполнен в виде крышки 19 с аксиальным отверстием, к которому герметично примыкает патрубок 20. Аксиальное отверстие в крышке 19 может быть выполнено с регулируемым диаметром, для чего оно может быть снабжено, например, шарнирно закрепленными на крышке раздвижными лепестками с регулируемой величиной перекрытия ими центрального проходного отверстия (на чертежах не показано). Узлы вывода классификатора 15 соединены трубопроводами 21 и 22 с циклонами 23 и 24, соединенными соответственно с фильтрами 25 и 26 очистки энергоносителя.
Устройство для вихревого измельчения материалов работает следующим образом.
Материал, подлежащий измельчению, подается из питательного бункера 1 по патрубку 2 в дозатор 3. Из дозатора 3 через загрузочный патрубок 4 измельчаемый материал подается в помольную камеру 5, где вовлекается в вихревой поток энергоносителя, образуемый пульсирующими струями, истекающими из газоструйных излучателей, и измельчается до мелкодисперсной пыли под действием резонансного акустического поля, многократного удара о стенки помольной камеры, взаимного соударения и истирания. Для большего измельчения частиц в помольной камере 5 и для уменьшения времени помола на внутренней поверхности помольной камеры 5 выполнен, по меньшей мере, один выступ 27 параллельный оси загрузочного патрубка 4. Измельченный материал, вращающийся в камере 5, ударяется о выступ 27 и измельчается еще интенсивнее. При этом чем больше выступов 27 будет выполнено на внутренней поверхности помольной камеры 5 тем интенсивнее будет истирание указанного материала, однако даже один выступ позволяет сократить время помола на примерно на 10%.
За счет возникновения торцевых токов вблизи входного отверстия мелкие частицы через зазор "а" по линиям тока уходят в стакан 8, где ускоряются с помощью спирального выступа 28. Ускоренные мелкие частицы по патрубку 9 поступают на сепарацию (на чертежах не показано). За счет выступа 28 скорость мелких частиц увеличивается приблизительно на 15%, что позволяет с большей скоростью опорожнять помольную камеру 5 и с большей скоростью подавать из бункера 3 в помольную камеру 5 материал, подлежащий измельчению.
Более крупные фракции в виде пылегазовой смеси удаляются из помольной камеры 5 по тангенциальному патрубку 7 и по линии 13 через спиральный патрубок 14 поступают в классификатор 15. Спиральный ввод в классификатор пылегазового потока позволяет осуществить ламинарный режим его ввода в объем классификатора, что в свою очередь облегчает последующую классификацию, поскольку крупные частицы под действием центробежных сил отжимаются к стенкам спирального патрубка 14 уже на стадии ввода в классификатор и в дальнейшем движутся вблизи стенок классификатора по спиральным траекториям. За счет центробежных сил частицы различной крупности и веса распределяются во вращающемся слое таким образом, что более мелкая фракция оказывается в центральной части классификатора, а более крупная - у его стенки. Производя регулировку зазора между запорным элементом 18 и торцом классификатора 15, устанавливают режим вывода из классификатора крупной фракции. Поскольку выходящая через кольцевой зазор фракция частично перекрывает его проходное сечение, часть поступающего в классификатор газа, захватывая более мелкую фракцию, находящуюся в его центральной части, выходит через аксиальное отверстие в крышке 19. Регулируя кольцевой зазор в приведенных выше пределах по отношению к аксиальному отверстию в крышке 19 классификатора, устанавливают динамическое равновесие между поступлением в классификатор пылегазовой смеси и выходом из него классифицированных пылегазовых смесей. Далее эти смеси соответственно по линиям 21 и 22 поступают в циклоны 23 и 24, где выделенные фракции отделяются от газа, который затем поступает на очистку соответственно в фильтры 25 и 26. При необходимости крупная фракция может быть подана на вторичный помол в эту же помольную камеру через питательный бункер 1 или на аналогичный помольно-классифицирующий блок.
Таким образом, за счет того что на внутренней поверхности помольной камеры выполнен, по меньшей мере, один выступ параллельный оси загрузочного патрубка, а на внешней поверхности загрузочного патрубка выполнен спиральный выступ, повышается скорость работы устройства для вихревого измельчения материалов.