Патент на изобретение №2385770

(54) ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ МЕХАНОАКТИВАЦИИ И ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к оборудованию для тонкого и сверхтонкого измельчения материалов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в строительной промышленности, пищевой, медицине, в химической, горно-рудной и других отраслях промышленности. Техническая задача – повышение производительности механоактивации и измельчения, снижение энергоемкости и металлоемкости и улучшение продукта измельчения. Технологическая линия для механоактивации и измельчения материалов содержит устройство для механоактивации и измельчения материалов, систему классификаторов с подключенным к ним фильтром тонкой отчистки газовых компонентов или воздуха. Фильтры сообщены при помощи продуктопровода с полостью корпуса устройства для механоактивации и измельчения материалов. Ионизатор подачи ионизированных газовых компонентов или воздуха для рекомбинации с заряженными частицами сообщен с полостью устройства для механоактивации и измельчения материалов и с емкостью подачи газовых компонентов. Устройство для механоактивации и измельчения материалов содержит два соосно установленных на полых горизонтальных валах дисковых ротора с противоположным направлением вращения, которые расположены между собой с технологическим зазором, установлены в полом корпусе. Каждый из роторов имеет на внутренней поверхности открытые кольцевые каналы, образующие совместно с открытыми кольцевыми каналами второго ротора кольцевые камеры измельчения, сообщенные между собой тангенциально расположенными с наклоном в сторону вращения ротора разгонными каналами, закрытыми кольцевыми лабиринтными уплотнениями. Один из роторов выполнен с закрытыми каналами для подачи под давлением в кольцевые камеры измельчения ионизированных газовых компонентов или воздуха от сообщенного с полостью горизонтального вала ионизатора. Внутренняя поверхность каждой кольцевой камеры измельчения выполнена гофрированной по ее длине в виде поперечно расположенных кольцевых выступов и впадин, обеспечивающих направление движения измельчаемых частиц в сторону центра камеры измельчения и воздействие осевых колебаний для исключения залипания стенок камеры измельчения и комкования частиц между собой. 2 з.п ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к оборудованию для тонкого и сверхтонкого измельчения материалов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в строительной промышленности, пищевой, медицине, в химической, горно-рудной и других отраслях промышленности, где необходимо измельчение материала до тонкого и сверхтонкого измельчения.

Известен способ для тонкого и сверхтонкого измельчения материала, включающий предварительное дробление материала, организацию потоков газовзвеси с частицами материала, введение в помольный объем камеры измельчения газовзвеси и высокоскоростных потоков энергетического газа с помощью сопел, создание в помольном объеме комплекса возмущающих воздействие на поля течения, обеспечение условий для контактного взаимодействия частиц материала между собой и с рабочими поверхностями камеры измельчения, классификацию и осаждение готового продукта, возврат на помол неразрушенных частиц, фильтрацию условно чистого газа, ввод высокоскоростных потоков энергетического газа в камеру измельчения осуществляется со сверхзвуковой скоростью на режимах перерасширенного истечения струй из сопел, создания условия для многократного отражения в энергонасыщенных слоях помольного объема камеры измельчения возмущений плотности в виде скачков уплотнения и волн разряжения, при этом путем изменения давления энергетического газа, подбора радиуса кривизны рабочей поверхности камеры измельчения или углов атаки плоских участков этой поверхности регулируют частоту отражений возмущений плотности и степень перерасширения струй /RU 2070094, кл. В02С 19/06, 10.12.96/.

Недостаток такого способа измельчения заключается в том, что он излишне энергоемок и недостаточно производителен.

Известно оборудование для тонкого и сверхтонкого измельчения материалов, содержащее корпус с осевым входным отверстием и выходным отверстием и цилиндрической камерой измельчения, в которой соосно установлены с возможностью встречного вращения два горизонтально расположенных ротора с внутренними кольцевыми рядами измельчающих элементов, обеспечивающих центробежное воздействие, причем между измельчающими элементами роторов проходят каналы, поперечное сечения которых имеет замкнутый контур, при этом высота каналов между роторами уменьшается от центра к периферии камеры измельчения, а роторы имеют, по крайней мере, одну дополнительную наружную зону измельчения, форма измельчающих элементов которой обеспечивает возмущающее аэродинамическое воздействие на материал. Измельчающие элементы дополнительной кольцевой зоны представляют собой резонаторы в виде проточек и/или рифлений, выполненных на плоских поверхностях роторов, обращены друг к другу, кроме того, измельчающие элементы дополнительной кольцевой зоны представляют собой два цилиндра, установленные вертикально на обоих рядах с образованием кольцевого канала между цилиндрами разных роторов, причем на обращенных одна к другой поверхностях цилиндров сделаны проточки, выполняющие функцию резонаторов /RU 2166367, кл. В02С 7/08, 10.05.2001/.

Недостаток данного технического решения заключается в том, что оно излишне материалоемко, является более сложным в конструктивном исполнении и недостаточно производительно.

Наиболее близким техническим решением является установка для тонкого и сверхтонкого измельчения материала, содержащая дробильный агрегат, теплообменный аппарат сушки и подогрева сырьевого материала, дозирующий питатель, генератор горячего газа с каналами, цилиндрическую термогазодинамическую камеру мелкодисперсного измельчения и термической обработки материала с каналами загрузки и выгрузки и соплами подачи газового энергоносителя, группу циклов осаждения, при этом термогазодинамическая камера выполнена с тангенциальными соплами горячих высокоскоростных струй энергетического газа, соединенными каналами с генератором горячего газа, группа циклов осаждения состоит из горячих (адиабатических), теплых и холодных циклов, при этом каналы выгрузки выполнены центральными и/или тангенциальными, соединяющими внутренний объем камеры с горячим циклом осаждения твердофазного продукта, а теплый и холодный циклоны соединения с нагнетающим вентилятором холодного воздуха /RU 2036011, кл. В02С 19/06, 27.05.95/.

Недостаток данной установки заключается в том, что она также излишне энергоемка и металлоемка, и кроме, того недостаточно производительна.

Техническая задача данного изобретения заключается в том, что она по сравнению с предшествующими аналогами обеспечивает хорошую производительность измельчения, малую энергоемкость и металлоемкость и получение желаемого продукта измельчения.

Техническая задача данного изобретения обеспечивается тем, что технологическая линия для механоактивации и измельчения материалов содержит устройство для механоактивации и измельчения материалов, систему классификаторов с подключенным к ним фильтром тонкой отчистки газовых компонентов или воздуха, которые сообщены при помощи продуктопровода с полостью корпуса устройства для помощи продуктопровода с полостью корпуса устройства для механоактивации и измельчения материалов, сообщенные с полостью устройства для механоактивации и измельчения материалов ионизатор подачи ионизированных газовых компонентов или воздуха для рекомбинации с заряженными частицами находящегося в устройстве для механоактивации и измельчение материала, и непосредственно сообщенную с ионизатором емкость подачи газовых компонентов, при этом устройство для механоактивации и измельчения материалов содержит два соосно установленных на полых горизонтальных валах дисковых ротора с противоположным направлением вращения, которые расположены между собой с технологическим зазором, установлены в полом корпусе и имеют каждый из них на внутренней поверхности открытые кольцевые каналы, образующие совместно с открытыми кольцевыми каналами второго ротора кольцевые камеры измельчения, сообщенные между собой тангенциально расположенными с наклоном в сторону вращения ротора разгонными каналами, закрытыми кольцевыми лабиринтными уплотнениями, при этом один из роторов выполнен с закрытыми каналами для подачи под давлением в кольцевые камеры измельчения ионизированных газовых компонентов или воздуха от сообщенного с полостью горизонтального вала ионизатора, а внутренняя поверхность каждой кольцевой камеры измельчения выполнена гофрированной по ее длине в виде поперечно расположенных кольцевых выступов и впадин, обеспечивающих направление движения измельчаемых частиц в сторону центра камеры измельчения и воздействие осевых колебаний для исключения залипания стенок камеры измельчения и комкования частиц между собой. На периферийной части каждого ротора смонтировано кольцо с радиально расположенными выступами и впадинами для обеспечения высокочастотных колебаний частиц и дополнительного тонкого и сверхтонкого их измельчения. Ионизатор сообщен с атмосферой через воздушный фильтр.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 – изображен общий вид технологической линии для механоактивации и измельчения материалов; на фиг.2 – изображена внутренняя рабочая поверхность дискового ротора; на фиг.3 – изображены дисковые роторы в собранном виде между собой и с установкой их на полых валах, в разрезе; на фиг.4 – изображен в увеличенном виде фрагмент собранных между собой дисковых роторов.

Технологическая линия для механоактивации и измельчения материалов содержит устройство для механоактивации и измельчения 1, которое выполнено в виде замкнутого объемного корпуса 2 с установленным в нем рабочим органом 3, систему классификаторов 4 и 5, которые сообщены при помощи продуктопровода 6 с полостью 7 корпуса 2 устройства для механоактивации и измельчения материалов. С полостью 7 корпуса 2 сообщен ионизатор 8 подачи газовых ионизированных компонентов для рекомбинации с заряженными частицами находящегося в устройстве для механоактивации и измельчения материала. Технологическая линия снабжена непосредственно сообщенной с ионизатором 8 емкостью 9 подачи газовых компонентов. Ионизатор 8 сообщен с атмосферой через воздушный фильтр 10, причем в систему классификаторов 4 и 5 подключен фильтр тонкой отчистки газовых компонентов 11. Линия имеет накопитель готового продукта 12. Подача исходного материала осуществляется через загрузочный бункер 13 по патрубку 14 с шиберной заслонкой 15 в шнековый питатель 16. Регулировка потока газовых ионизированных компонентов осуществляется регулятором потока 17. Вентилятор 18 предусмотрен для отсасывания загрязненного воздуха из классификаторов 4 и 5 и подачи его в фильтр тонкой отчистки 11, через который выходит очищенный воздух. В замкнутом объемном корпусе 2 устройства для механоактивации и измельчения установлен рабочий орган 3, который содержит два соосно установленные на полых горизонтальных валах 19 и 20 дисковые роторы 21 и 22 расположенные между собой с технологическим зазором 23, установлены в полом корпусе 2 и имеют каждый из них на внутренней рабочей поверхности открытые кольцевые каналы 24 и 25, образующие совместно с открытыми кольцевыми каналами второго ротора кольцевые камеры измельчения 26, которые сообщены между собой тангенциально расположенными с наклоном в сторону вращения ротора разгонными каналами 27, закрытыми кольцевыми лабиринтными уплотнениями 28. Один из роторов 21 выполнен с закрытыми каналами 29 для подачи под давлением в кольцевые камеры измельчения 26 ионизированных газовых компонентов или воздуха от сообщенного с полостью горизонтального вала 19 ионизатора 8. Внутренняя поверхность каждой кольцевой камеры измельчения 26 выполнена гофрированной по ее длине в виде поперечно расположенных кольцевых выступов 30 и кольцевых впадин 31, обеспечивающих направление движения измельчаемых частиц в сторону центра камеры измельчения 26 и воздействие осевых колебаний для исключения залипания стенок камеры и комкования частиц между собой. На периферийной части каждого ротора смонтировано кольцо 32 с радиально расположенными выступами 33 и впадинами 34 для обеспечения высокочастотных колебаний частиц и дополнительного тонкого и сверхтонкого их измельчения. Подача под давлением ионизированных газовых компонентов или воздуха осуществляется, например, компрессором или вентилятором 35, который сообщен с ионизатором 8. Принудительная подача материала для механоактивации и измельчения осуществляется шнековым питателем 16 через полость вала 20. Вращение валов 19 и 20 осуществлено от приводов соответственно 36 и 37 с лабиринтными уплотнителями 38 и 39.

Работа технологической линии для механоактивации и измельчения материала осуществляется следующим образом.

Исходный материал подают через загрузочный бункер 13 по патрубку 14 с шиберной заслонкой 15 в шнековый питатель 16. Для исключения комкования и прилипания измельчаемого материала к стенкам камеры и между собой в полость роторов подают ионизированный газ, который рекомбинирует с заряженными частицами измельчаемого материала, нейтрализует заряд частиц, в результате чего частицы измельчаемого материала не прилипают между собой и к стенкам корпуса, в результате чего исключается комкование измельчаемого материала, повышается производительность измельчения, а следовательно, всей линии в целом, и, кроме того, значительно снижается энергоемкость линии. В случае работы линии на минеральном сырье в устройство для механоактивации и измельчения поступает обычный атмосферный воздух через открытый кран 40, а также через воздушный фильтр 10 и ионизатор 8. При измельчении органических и полимерных материалов, которые подвержены возгоранию и другим нежелательным факторам, кран 40 перекрывается и открывается кран 41, через который из емкости 9 поступают газовые компоненты в ионизатор 8. В устройстве для механоактивации и измельчения материала через полость горизонтального вала 20 шнековым питателем 16 подается во входное отверстие ротора 22 материал для механоактивации и измельчения. Одновременно через полость вала 19 от ионизатора 8 подается газовый компонент или воздух в зависимости от обрабатываемого материала, который компрессором или вентилятором нагнетается через полость вала 19 в пространство между роторами и смешивается с обрабатываемым материалом производя его рекомбинацию. Далее ионизированные компоненты и обрабатываемый материал через разгонные каналы 27 поочередно и последовательно поступают в кольцевые камеры измельчения 26, где происходит дополнительное принудительное смешивание и рекомбинация измельчаемого материала, но уже без их комкования между собой, слипания и прилипания к стенкам камеры. Готовый измельченный материал поступает по продуктопроводу 6 в накопитель готового продукта 12, собирается, накапливается, после чего направляется в емкости для хранения или транспортировки.

Формула изобретения

1. Технологическая линия для механоактивации и измельчения материалов, характеризующаяся тем, что она содержит устройство для механоактивации и измельчения материалов, систему классификаторов с подключенным к ним фильтром тонкой отчистки газовых компонентов или воздуха, которые сообщены при помощи продуктопровода с полостью корпуса устройства для механоактивации и измельчения материалов, сообщенный с полостью устройства для механоактивации и измельчения материалов ионизатор подачи ионизированных газовых компонентов или воздуха для рекомбинации с заряженными частицами, находящегося в устройстве для механоактивации и измельчения материала, и непосредственно сообщенную с ионизатором емкость подачи газовых компонентов, при этом устройство для механоактивации и измельчения материалов содержит два соосно установленных на полых горизонтальных валах дисковых ротора с противоположным направлением вращения, которые расположены между собой с технологическим зазором, установлены в полом корпусе и имеют каждый из них на внутренней поверхности открытые кольцевые каналы, образующие совместно с открытыми кольцевыми каналами второго ротора кольцевые камеры измельчения, сообщенные между собой тангенциально расположенными с наклоном в сторону вращения ротора разгонными каналами, закрытыми кольцевыми лабиринтными уплотнениями, при этом один из роторов выполнен с закрытыми каналами для подачи под давлением в кольцевые камеры измельчения ионизированных газовых компонентов или воздуха от сообщенного с полостью горизонтального вала ионизатора, а внутренняя поверхность каждой кольцевой камеры измельчения выполнена гофрированной по ее длине в виде поперечно расположенных кольцевых выступов и впадин, обеспечивающих направление движения измельчаемых частиц в сторону центра камеры измельчения и воздействие осевых колебаний для исключения залипания стенок камеры измельчения и комкования частиц между собой.

2. Технологическая линия по п.1, отличающаяся тем, что на периферийной части каждого ротора смонтировано кольцо с радиально расположенными выступами и впадинами для обеспечения высокочастотных колебаний частиц и дополнительного тонкого и сверхтонкого их измельчения.

3. Технологическая линия по п.1, отличающаяся тем, что ионизатор сообщен с атмосферой через воздушный фильтр.

РИСУНКИ