СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОНИЗИРОВАННОГО ПОРОШКА ИЗ ОТХОДОВ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)

Предлагаемая полезная модель относится к области переработки высокотемпературных типов полимерных материалов и их отходов (например, фторсодержащих и фторосиликоновых резин), в частности - к устройству для получения порошка резины тонкой или сверхтонкой фракции, которое может быть использовано для измельчения синтетических полимерных материалов при минимальной предварительной подготовке и получения заданного результата для 99% порошка за один производственный цикл в нормальных атмосферных условиях.
Из RU 2173634 от 20.09.2001, известна измельчительная установка, включающая зону прессования и зону измельчения (дросселирования), ограничивающую минимально возможный размер получаемых частиц.
Известно устройство «измельчитель», которое применяется для получения крошки при регенерации пластиков (Патент RU 2104867 от 20.02.1998). Устройство представляет собой корпус с загрузочным бункером и разгрузочным люком и установленным на роторе вращающимся рабочим элементом - ножами.
Это устройство имеет довольно простую конструкцию, но применяется только для грубого дробления материала до размера частиц 5-8 мм. Классификация осуществляется ситовым методом, что не позволяет получать сверхтонкие порошки в промышленных масштабах, так как сита с размером ячейки менее 0,15 мм сложны в обслуживании. Также материал мелкой фракции, не достигший заданного размера, но который уже вышел из зоны измельчения, уже невозможно вернуть на домол.
По технической сущности наиболее близким устройством является роторная мельница с совмещенным классификатором частиц в зоне измельчения (а.с. SU 1480875 от 23.05.1989). Мельница содержит смонтированный в корпусе на вертикальном валу ротор с радиальными ножами - рабочим элементом - выполненными в виде зигзагообразных ребер. Материал подается в зону измельчения с потоком воздуха, проходит через перфорированный цилиндр и попадает под силы резания, которые создаются подвижными (ножами) и неподвижными (контрножами) элементами устройства. Классификация предполагает использование аэродинамических сил воздушных потоков, образуемых зигзагообразными рабочими элементами, которые не гарантируют максимально возможного разделения частиц по размеру (т.е. отделения частиц с нужным размером от частиц, которые необходимо отправлять на домол). Также устройство не предполагает наличие активных и пассивных систем охлаждения, а использование ножей в виде зигзагообразных ребер усложняет процесс их изготовления и обслуживания.
Задачей создания полезной модели является разработка относительно несложного с низким энергопотреблением устройства, обеспечивающего получение тонкого или сверхтонкого порошка заданной дисперсности для 99% выходящего продукта из высокотемпературных полимерных материалов и их отходов за один непрерывный производственный цикл, при нормальных атмосферных условиях с обеспечением высокой экологичности самого процесса.
Техническим результатом полезной модели, обеспечивающим решение указанной задачи, является повышение качества получаемого порошка из отходов полимерных материалов при одновременном снижении энергозатрат при его получении.
Заявленный технический результат достигается тем, что устройство для получения тонкого или сверхтонкого порошка из отходов высокотемпературных полимерных материалов содержит устройство подачи, измельчитель, классификатор и транспортно-фильтрующую систему, согласно полезной модели, устройство содержит рабочий элемент, расположенный перпендикулярно оси устройства подачи в горизонтальной плоскости, выполненный с возможностью обеспечения создания сил резания и высокочастотного соударения частиц материала за счет высокоскоростных вихревых направленных потоков в замкнутом пространстве корпуса измельчителя смеси воздуха и частиц измельчаемого материала, который по достижении заданного размера проходит систему классификации и выводится в бункер выгрузки пневмотранспортной системой.
Технический результат достигается также тем, что устройство для получения тонкого или сверхтонкого порошка содержит зону измельчения, в которой отверстия для подачи воздуха, выполнены с возможностью подключения системы принудительного впрыска хладагентов или рабочих газов.
Технический результат достигается также тем, что в устройстве для получения тонкого или сверхтонкого порошка, корпус измельчителя снабжен каналами принудительного отвода тепла.
Описание чертежа.
На фиг.1 представлена основная часть представляемого устройства - сопряжение устройства подачи, измельчителя и классификатора без системы пневмотранспорта и выгрузки.
Устройство для получения тонкого или сверхтонкого порошка из высокотемпературных полимерных материалов и их отходов содержит: устройство подачи 1 исходных материалов с приводом 14, загрузочное отверстие 13 и входное отверстие 15 зоны измельчения; зону измельчения 2, образованную разборным корпусом 8 с расположенными на его наружной стороне - теплоотводными зубьями 11 и на внутренней стороне - отбойными выступами 5, и закрывающей крышкой 9; отверстия 12 для выгрузки классифицированного материала из зоны измельчения; отверстия 6 для подачи воздуха или иных материалов в зоне измельчения рабочего элемента 3; классификатор - 7.
Устройство для получения порошка из высокотемпературных полимерных материалов или из отходов работает следующим образом.
Высокотемпературные полимерные материалы, например отходы фторсодержащих резин, подвергнутые предварительному дроблению при необходимости до размера 10-20 мм, загружаются в устройство подачи (конусовидный шнек) 1 через загрузочное отверстие 13, откуда они частично дезинтегрированными и спрессованными в виде полосы под давлением до 20 МПа с постоянной регулируемой скоростью 1-10 мм/с через зону уплотнения 4 подаются через входное отверстие 15 в зону измельчения 2, в которой с возможностью вращения перпендикулярно оси устройства подачи в горизонтальной плоскости расположен рабочий элемент 3, подвергающий указанную выше полосу первичному высокоскоростному (скорость вращения периферийной части ножей составляет 8000-11000 об/мин) резанию.
В дальнейшем срезанные частицы попадают под действие сил вихревых потоков, образованных вращением рабочих элементов. Вследствие чего происходят хаотичные высокочастотные соударения частиц материала между собой с рабочими элементами и элементами корпуса, которые приводят к окончательному их разрушению.
Частицы измельченного материала, попадая в зону классификатора 7, разделяются на: частицы большей крупности и возвращаются обратно в зону измельчения 2 на доизмельчение, и частицы, которые имеют заданный размер, проходят через отверстия 12 классификатора 7 и транспортируются в зону выгрузки.
Сравнение заявляемых технических решений с ближайшими аналогами позволяет говорить о соответствии заявляемых решений критерию «новизна», а совокупность заявляемых признаков обеспечивает достижение заявленного технического результата. Проведенные предварительные испытания заявляемых решений подтверждают возможность их промышленного применения. С помощью устройства были получены тонкие порошки с фракцией 100-150 мкм или сверхтонкие порошки с фракцией до 100 мкм.