устройство для механической обработки порошковых материалов

Формула изобретения

1. Устройство для механической обработки порошковых материалов, включающее помольную камеру с козырьком в виде усеченного конуса в верхней части и с днищем в нижней, расположенные в камере два соосных ротора, внутренний из которых выполнен из установленных по вертикали с зазором рабочих элементов, а внешний из радиальных лопастей, закрепленных на ведущем диске, отбойные элементы, расположенные вокруг ротора с зазором относительно стенок камеры, приспособление для вращения роторов, патрубки для загрузки и разгрузки материала, отличающееся тем, что оно снабжено герметичным корпусом, в котором на выступах установлена помольная камера, и прямоугольными пластинами, закрепленными на стенке камеры по спирали с зазором относительно друг друга, при этом отбойные элементы выполнены в виде прямоугольных стержней, установленных вертикально с возможностью вращения, радиальные лопасти выполнены с проемами, рабочие элементы внутреннего ротора выполнены в виде дисков с центральными отверстиями и с диаметром отверстий дисков не меньше диаметра отверстия в центре днища помольной камеры, причем нижний диск снабжен снизу скребками, а приспособление для вращения роторов выполнено в виде индивидуальных приводов для каждого ротора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отбойные элементы выполнены в виде наборов прямоугольных стержней с отверстиями по высоте и установлены с возможностью замены.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отбойные элементы установлены над уступами, образованными пазухами в корпусе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике типа электромассклассификаторов (ЭМК), предназначено для измельчения, активации, дезагрегации и гомогенизации сырья и материалов в виде порошка или крошки, таких как глины, цементы и др. и может быть использовано в порошковой металлургии, промышленности строительных материалов, при переработке сухих сыпучих минеральных ресурсов и отходов.

Наиболее близкой к предлагаемому является мельница (авт. св. N 658939, кл. B 02 C 13/09, 1977), включающая помольную камеру с козырьком в виде усеченного конуса в верхней части и с днищем в нижней, расположенные в камере два соосных ротора, внутренний из которых выполнен из установленных по вертикали с зазором рабочих элементов, а внешний из радиальных лопастей, закрепленных на ведущем диске, отбойные элементы вокруг ротора.

Технический результат изобретения увеличение производительности обработки материалов.

Это достигается тем, что помольная цилиндрическая камера с конусообразным козырьком сверху и отверстием в центре днища устанавливается внутри бункера на образующих пазухи выступах, внутри камеры размещены соосно ротора с отдельными приводами с вращением в одну сторону, внешний верхний ротор содержит ведущий диск с радиальными лопастями с проемами, образующими конусообразную полость, в которой размещен внутренний ротор, состоящий из набора дисков, установленных по вертикали с зазором, причем нижний снабжен скребками, а все диски с центральным отверстием с диаметром не меньше диаметра в центре днища, на внутренней стенке камеры закреплены прямоугольные пластины, образующие прерывистую, поднимающуюся вверх по спирали ленту, с зазором к стенке камеры вертикально установлены с возможностью вращения и замены наборы из мишеней в форме прямоугольных стержней с отверстиями по высоте в количестве не менее двух стержней каждый, приводы которых смонтированы под днищем камеры в пазухах, сверху бункера расположены приводы и дозировочный узел.

Предлагаемое устройство изображено на фиг. 1 и 2.

Устройство содержит дозировочный узел 1 сверху установки, бункер для обработанного продукта 2 с пазухами 3, внутри его цилиндрическая камера сепарации 4 с отверстием по центру днища 5 и конусообразным козырьком 6, прямоугольные пластины 7, образующие ленту, поднимающуюся по спирали, в камере сепарации большой ротор из ведущего диска 8 с радиальными лопастями с проемами 9, образующими конусообразную полость, в которой размещен соосно с набором кольцевых дисков 10, установленных с зазором по высоте, причем нижний снабжен скребками 11, роторы имеют свои привода 12 и 13 соответственно, в зазоре между цилиндрической стенкой камеры сепарации и ротором установлены вертикально наборы мишеней из прямоугольных стержней по высоте 14, закрепленные на общем основании 15 со своим приводом 16.

Бункер имеет внизу устройство для непрерывного удаления обработанного материала 17.

Устройство работает следующим образом.

Через дозировочный узел 1 на вращающийся большой ротор поступает материал в виде порошка. Под действием центробежной силы он отбрасывается к цилиндрической стенке камеры сепарации 4, где под действием турбулентного потока в результате ударов частиц друг о друга, мишени 14 и стенки они электризуются и образуется так называемая "газопылевая плазма" из нейтральных и заряженных частиц. Под действием силы Стокса, сильнее влияющие на мелкие частицы, дальше от стенки сосредотачиваются мелкие частицы, заряженные в основном отрицательно. Стационарное отрицательно заряженное облако расширяется под действием кулоновских сил к центру и через козырек 6 сверху и отверстие по центру днища 5 обработанный материал улетает в бункер 2, в котором происходит разрядка частиц под действием молекул воздуха и при контакте с электропроводящей поверхностью, обработанный материал постепенно накапливается в бункере 2 и со временем удаляется устройством 17. Для увеличения производительности устройства увеличены диаметр камеры сепарации и ее высота. Чтобы материал обрабатывался равномерно по высоте камеры на внутренней цилиндрической поверхности установлены прямоугольные пластины 7, которые своими концами играют роль мишеней и содействуют измельчению и активации частиц при их ударе о неподвижную поверхность, а кроме того поднимают крутящийся по кругу материал вверх по спирали, обеспечивая равномерное использование пространства.

Наборы мишеней не меньше двух из прямоугольных стержней с отверстиями по высоте 14 также повышают эффективность ударов частиц при фиксированной линейной скорости ротора. Их вращение на общем основании с помощью привода 16 превышает дополнительно скорость удара частиц, так как складываются линейные скорости ротора и мишени, сто позволяет снижать скорость вращения большого ротора и увеличивать его размеры либо повышать степень измельчения.

Заряженные частицы после обработки в пространстве вблизи цилиндрической стенки удаляются либо вверх, где отбору частиц способствует время, вязкость воздуха, сила тяжести и, в меньшей мере, центробежная сила, либо вниз через отверстие в центре днища, но при этом частицы проходят через пространство внутри ротора, содержащего набор кольцевых дисков, которые при вращении с большей скоростью, чем ротор с радиальными лопастями создают поле центробежных сил, которое в основном и отбирает наиболее мелкие или наиболее сильно заряженные (т. е. наиболее активированные) частицы, перед тем, как они попадут в бункер для обработанного материала, скребки на нижнем диске препятствуют накоплению материала на днище. Многодисковый ротор создает условия для отбора частиц с минимальными затратами энергии, а роль большого ротора с радиальными лопастями сводится только к созданию турбулентного потока на периферии и тем самым к образованию газопылевой плазмы.

По мере износа вращающихся мишеней их заменяют, используя для этого пазухи 3.

Для прекращения работы устройства перекрывают поступление материала 6 в камеру сепарации, некоторое время ожидают для переработки имеющегося материала в камере, затем включают привода 12, 13, 16 и удаляют обработанный материал посредством устройства 17.

Отличительные признаки предлагаемого устройства от прототипа [2]

1. В прототипе камера сепарации находится под бункером для обработанного продукта и сообщается с ним через нижнее отверстие в центре, а в предлагаемом устройстве камера сепарации с конусообразным козырьком размещена внутри бункера, а материал в виде газопылевой плазмы удаляется и вверх, и вниз. Это позволяет максимально использовать возможности ротора для производства обработанного материала.

2. В прототипе установлены кольцевые перегородки в камере сепарации, что позволяет замедлять падение материала вниз, а в предлагаемом устройстве пластины образуют ленту, поднимающуюся упавший материал вверх по спирали, а, кроме того, кромки прямоугольных пластин являются долгодействующими мишенями, повышающими эффективность обработки при фиксированной частоте вращения ротора.

3. Предлагаемое устройство дополнительно оборудовано вращающимися мишенями, которые вместе на одном основании монтируются с приводом снизу камеры сепарации. Это повышает эффективность обработки материала, в частности измельчения, активации. Для возможностей монтажа мишеней, их смены и замены привода в бункере выполнены пазухи.

4. В предлагаемом устройстве введен дополнительный соосный ротор со своим приводом, расположенный в конусообразной полости большого ротора, состоящий из кольцевых дисков, установленных по вертикали с зазором, причем нижний диск снабжен скребками, а диаметр отверстия в диске не меньше отверстия в днище. Дополнительный ротор со своим приводом вращается в том же направлении с большей скоростью, чем основной, и выполняет функцию создания поля центробежных сил для отбора частиц с меньшими затратами энергии, т. е. не производит практически турбулентности, и уменьшает паразитный эффект компримирования (создания избыточного давления на периферии). Это позволяет увеличивать размеры ротора и, соответственно, производительность установки.

Диаметр отверстий в дисках выполнен не меньше, чем в днище камеры сепарации, чтобы не создавать эффект "узкого горла" несоответствие отбора в пространстве между дисками и отверстием в бункер.

Технико-экономические преимущества заявленного технического решения перед прототипом [2]

1. Для повышения активности цемента за счет измельчения в прототипе требуется линейная скорость ротора 45 м/с, а в предложенном устройстве меньше, что повышает эффективность устройства.

2. За счет удаления обработанного материала и вверх производительность устройства повышается в 1,5 2 раза.

3. За счет снижения скорости вращения ротора можно увеличивать размеры установки и соответственно производительность без снижения эффективности активации.

4. Появляется дополнительная возможность управлять качеством обработки без существенных затрат путем изменения скорости вращения дополнительного ротора.

5. Облегчается создание основного ротора с радиальными лопастями за счет снижения его веса и скорости вращения.