УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ, КЛАССИФИКАЦИИ И ОКАТЫВАНИЯ ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к аппаратурному оформлению в химической технологии, в частности, к устройствам для проведения процессов измельчения, классификации и окатывания сыпучих порошкообразных материалов, например, сополимеров до заданных размеров и форм.
Известны устройства для измельчения материалов (например, а.с. №1215739 СССР, МПК В02С 13/14), состоящие из цилиндрического корпуса, внутри которого помещена перфорированная рабочая камера, в которой размещен вертикальный вал с рабочими элементами в виде пластин с отогнутыми под прямым углом концами.
Недостатком этих устройств является частое забивание перфорированной камеры при получении мелкодисперсионного материала, а, кроме того, на этих устройствах невозможно производить окатывание вследствие хаотичного неорганизованного движения измельчаемых частиц материала в рабочей камере.
Наиболее близкой по достигаемому результату является мельница для сухого тонкого помола (а.с. №1607947 СССР, МПК В02С 19/00, 13/18), содержащая цилиндрическую помольную камеру, сепаратор и рабочий орган в виде диска с лопастями, расположенными под углом 60° к днищу камеры, концы которых отогнуты на угол 45-60° в направлении противоположном вращению рабочего органа. Материал через загрузочную течку поступает в помольную камеру, где измельчается за счет многочисленных высокочастотных соударений частиц, происходящих в замкнутой горообразной системе турбулентных закрученных потоков, движущихся в направлении вращения рабочего органа. Измельченные
частицы материала из помольной камеры попадают в сепаратор и эвакуируются из мельницы.
Недостатком этого устройства (мельницы) является то, что эвакуация измельченной фракции из помольной камеры происходит путем ее сепарации под действием центробежных сил, которые зависят от массы частиц и фактора разделения. Это приводит к уносу большого числа не скатанных частиц, в результате чего получается некондиционный материал по показателю «форма частиц».
Задачей предлагаемого технического решения является получение измельченного кондиционного материала по показателям «размер частиц» и «форма частиц».
Поставленная цель достигается тем, что измельчаемый материал в результате многократного прохода через рабочий орган в виде вращающихся лопастей, получается измельченный, скатанный и классифицированный.
На фиг.1 изображен общий вид устройства для измельчения и окатывания порошкообразных материалов.
На фиг.2 изображена схема размещения рабочих элементов (лопастей и перемычек) на вертикальном валу.
На фиг.3 изображена фаска на нижней лопасти.
На фиг.4 изображена фаска на верхней лопасти.
Устройство для измельчения, классификации и окатывания порошкообразных материалов содержит герметичную цилиндрическую камеру 1, в которой размещен вертикальный вал 2, (уплотненный при помощи шевронного соединения), с диаметрально установленными на нем с углом 90 между (см. фиг.2) верхней 3 и нижней 4 V-образными рабочими элементами (лопастями прямоугольного сечения), имеющими углы при вершине 90-120°. Концы лопастей направлены в противоположные стороны, при этом у нижней лопасти концы отогнуты параллельно дну 5 с зазором 0,05 - 2 мм. У верхней лопасти концы
соединены перемычкой 6, а перемычка 7 соединяет концы нижней лопасти в местах их гиба.
Для загрузки измельчаемого материала на камере 1 имеется загрузочный люк 8, а для выгрузки - откидное дно 5, установленное шарнирно на камере 1. Герметизация соединения дна с камерой осуществляется при помощи прокладки 9 и запорного устройства 10.
Устройство для измельчения, классификации и окатывания порошкообразных материалов работает в периодическом режиме следующим образом.
Исходный материал загружается в камеру 1 через люк 8 в количестве 1/3 его объема. Затем включается привод вала 2, измельчаемый материал подвергается интенсивной вертикальной циркуляции в направлении, указанном стрелками на фиг.1, многократно проходя через рабочую зону вращающихся лопастей, где он измельчается и окатывается. Время обработки для получения кондиционного материала составляет 3-15 минут при линейной скорости вращающихся рабочих элементов 70-90 м/с. После завершения процесса измельчения и окатывания кондиционный материал выгружают из камеры 1 через откидное дно 5 в технологическую тару.
Создание вертикальной циркуляции происходит следующим образом. Отогнутые концы лопасти 4, вращаясь в придонной части, за счет фаски 15-45° (см. фиг.3) поднимают нижние слои материала, которые центробежными силами откидываются к периферии на отражающее устройство 11 (см. фиг.1) в виде усеченного конуса с углом при вершине 60-90°, направленным вниз. Отражаясь от него, частицы перемещаются вверх по камере, где они захватываются лопастью 3, а так как на ней фаска направлена вниз (см. фиг.4), то она направляет движение потока к нижней лопасти, тем самым, замыкая циркуляцию.
При прохождении материала через рабочую зону происходит его измельчение, классификация и окатывание. Измельчение материала,
например, агломератов сополимера, происходит при соударении с заостренными концами вращающихся лопастей, а многократное прохождение агломератов через рабочую зону обеспечивает их полное измельчение до определенных размеров. Размеры агломератов зависят и определяются радиусом - R кромки лопастей (см. фиг.3 и фиг.4). Получаемый размер агломератов будет равный или менее радиуса кромки лопастей вследствие того, что агломераты с размером более радиуса кромки лопасти - разламываются, а агломераты с размером менее радиуса кромки - рекашетят от нее, а не ломаются, в результате этого происходит классификация их по размеру. Одновременно с измельчением агломератов происходит и их окатывание. Механизм окатывания заключается в закруглении острых кромок, получаемых в результате разламывания агломератов. Окатывание происходит на фасках лопастей (см. фиг.3 и фиг.4) при попадании на которые, происходит закручивание и сглаживание за счет трения измельченных агломератов о поверхность лопасти.
Для исключения застойных зон и интенсификации процесса измельчения, классификации и окатывания лопасти соединены перемычками прямоугольного сечения с фасками с закруглениями, аналогичными фаскам лопастей, которые они соединяют.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволит обеспечить получение измельченных сыпучих порошкообразных материалов заданных размеров и форм.