Устройство для измельчения материалов

Устройство для измельчения материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s В 02 С 13/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4886030/33 (22) 30.11.90 (46) 30.01.93. Бюл, Nã 4 (71) Уральский филиал Всесоюзного научноисследовательского и проектного института галургии (72) О.Л.Черных и С.В.Суханов (56) Заявка Японии N 51-40648, кл. В 02 С 13/14, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 1136836, кл. B 02 С 13/24, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ l3M ЕЛ ЬЧ ЕНИЯ

МАТЕРИАЛОВ (57) Использование: в промышленности по производству минеральных удобрений, химической промышленности, металлургии, промышленности строительных материалов, теплоэнергетике. Сущность изобретения: устройство содержит цилиндрический корпус, снабженный сопловыми элементами, ориентированными хордально направленными в сторону вращения рабочего органа и усиливающими закручивание газоматериального потока. Наличие в устройИзобретение относится к технике избирательногоо дробления поликомпонентных материалов, преимущественно полезных ископаемых, для обеспечения комплексного использования сырья в различных отраслях народного хозяйства, например, в промышленности по производству минеральных удобрений, химической промышленности, металлургии, промышленности строительных материалов, теплоэнергетике.

Известно устройство для измельчения материала путем дробления и превращения его в порошок, содержащее дробильную кастве тангенциально расположенных патрубков для подвода горячего газа и отвода пылевоздушHой смеси способствует эффективному закручиванию газоматериального потока. Снару>ки корпус охватывается газораспределительным коллектором. Исходный материал загру>кается через патрубок в крышке корпуса устройства. Внутри корпуса расположен вертикальный вал с закрепленными нэ нем горизонтальными стержнями для дробления материала и распределительными конусами между ними, способствующими отбрасыванию крупных частиц материала от вертикального вала.

Концы горизонтальных стержней попарно соединены наклонными прутьями, которые способствуют дроблению материала и придают жесткость конструкции. На внутренней стороне корпуса закреплены наклонные, кольцевые, пересыпные полки, ссыпаясь с которых материал подвергается струйной термообработке. Измельченный материал выгружается через патрубок, которым заканчивается коническое днище.

1 з.п, ф-лы, 2 ил, меру, в верхней части которой имеется загрузочное отверстие для иэмельчаемого материала. Боковые стенки камеры выполнены из пористого листового материала с пробитыми в нем отверстиями или из металлической сетки, а дно камеры сплошное.

Внутри камеры находится режущий узел, который вращается с большой скоростью.

Вокруг боковой стенки камеры (вдоль ее поверхности) вращается труба, которая имеет отверстия, обращенные к боковой стенке камеры, и предназначенные для обдувания камеры сжатым воздухом.

1791007

Однако в данном аппарата частицы измельчаемого материала, просыпаясь сверху вниз, могут попадать в зоны различной ок ружной скорости рабочего органа, что приводит либо к переизмельчению, либо 5 недоизмельчению частиц материала, Струи с>катого воздуха обрабатывают материал не непрерывно, а только в тот момент, когда мимо данного участка боковой поверхности проходит вращающаяся труба. Б результате 10 очень сложно организовать в таком аппарате дробление влажных материалов, т.к. при эвакуации мелких частиц материала из зоны размола путем образования восходящего газового потока, неизбежны подсосы возду- 15 ха из атмосферы через пористую боковую стенку дробильной камеры, Указанные недостатки не позволяют получать равномерный по гранулометрическому составу дробленый продукт, 20

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности M достигаемому эффекту является устройство для измельчения материаloB, содержащее установленные B корпусе на вертикальном валу друг под дру- 25 гом горизонтальные стержни, Недостатком известного устройства явля еTся íеоднородность получаемого дробленого материала из-за его переизмельчения, а также низка эффективность 30 при работе с вла>к IblM материалом.

Целью изобретения является повышение однородности дробимого материала, а также совмещения процессг в сушки и обеспыливания, 35

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измельчения материалов снабжено газораспределительным коллектором, охватывающим корпус, имеет сопловые элементы на боковой стенке 40 корпуса, при этом, рабочие элементы выполнены в влде располо>кенных в несколько рядов горизонтальных стержней, концы Ко торых попарно соединены наклонными п рутья ми, и ричем, между стер,HslMM смон- 45 тированы распределительные конуса, а на внутренней боковой стенке корпуса — кольцевые пересыпные полки. Сопловые элементы расположены над горизонтальными стержнями и направлены в сторону их врэ- 50 щения.

Наличие газораспределительного коллектора дает возможность организовать вентилируемый газовый поток в заявляемом устройстве, что позволяет непрерывно 55 удалять наиболее мелкие частицы материала из зоны разлома и устранить их переизмельчение.

Под действием высокоинтенсивных струй газа, поступающего через хордэльно располо кенные сопла газораспределительного коллектора, частицы материала разупрочняются, дробятся и сушатся.

Обработка дробимого вла>кного материала горячим газом позволяет совмещать процессы дробления, сушки и обеспыливания, что способствует снижению степени переизмельчения, Наклонные прутья, попарно соединяющие горизонтальные стержни, способствуют дроблению крупных частиц материала при соударения и, кроме того, придают >кесткость конструкции рабочего органа.

Установленные на вертикальном валу распределительные конуса обеспечивают отбрасывание частиц дробимого материала от вертикального вала, препятствуя, тем самым, их прохо>кдению через зону наименьшей окружной скорости стержней, увеличивают время нахождения материала в аппарате.

Благодаря наличию наклонных, кольцевых пересыпных полок и распределительных конусов мелкая фракция материала, движущаяся совместно с газовой фазой снизу вверх, подвергается многократной перечистке и удаляется из аппарата минимально загрязненная крупными частицами.

Известно, что при дроблении частиц материала B подобных устройствах, работа, зэ трачиваемая на удар стержнем по куску дробимого материала, определяется формулой 1

/ — — Vvм m4

2/М+m4/ где r — двойное расстояние от оси дробилки до точки удара частицы о стержень, м;

n — число оборотов рабочего органа дробилки, об/мин;

V4 — горизонтальная составляющая окружнол скорости частицы до удара о стер>кень, м/с;

M — масса стержня, приведенная к точке удара, кг;

m4 — масса пуска дробимого материала, кг, Требуемое число оборотов рабочего органа дробилки зависит в основном от физико-механических свойств дробимого материала, а также от конструктивных параметров дробилки (формула 2)

30 О1,5,1 ,7г г где D — диаметр куска до дробления. м; — степень дробления;

1791007

Š— модуль упругости дробимого материала; т — предел прочности материала куска.

Из формулы (2) видно, что при постоянном и и r степень дробления i в значительной степени зависит от горизонтальной составляющей окружной скорости частицы до удара о степень (V4) При увеличении V4 степень дробления I уменьшается и наоборот. Отсюда можно утверждать; для снижения переизмельчения мелких частиц необходимо наиболее эффективно закрутить их в потоке. Установка в устройстве рабочего органа конструкции обеспечивает такие условия. При закрутке потока частиц дробимого материала под действием центробежной силы происходит их сепарация по крупности, т.е. наиболее крупные частицы материала отбрасываются к стенкам дробильной камеры, а наиболее мелкие — к вертикально вращающемуся валу. Таким образом, согласно формуле (2) при попадании крупных частиц в зону наибольшей окружной скорости стержней (увеличении Д1) они подвергаются наиболее эффективному дроблению.

Конструкция заявляемого устройства обеспечивает высокую эффективность дробления крупных частиц материала за счет оснащения его элементами, увеличивающими время пребывания их в зоне размола и эффективного закручивания газоматериальной смеси при помощи тангенциально установленных патрубков, Закручивание газоматериального потока в рабочем пространстве устройства способствует увеличению горизонтальной составляющей окружной скорости, в первую очередь мелких частиц из-за меньшей силы тяжести, действующей на эти частицы, что уменьшает разницу между окружной скоростью движения стержня и горизонтальной составляющей окружной скорости движения частиц, что, в свою очередь, снижает кинетическую энергию взаимодействия мелких частиц и стержней, а это обеспечивает меньшее переизмельчение материала. Закручивание газоматериального потока в рабочем пространстве устройства обеспечивает также отбрасывание наиболее крупных частиц под действием центробежной силы к стенкам дробилки, т.е, в зону наибольшей окружной скорости стержней, способствуя, тем самым; более эффективному дроблению крупных частиц, а сепарация частиц в рабочем пространстве дробилки под действием центробе>кной силы способствует меньшему переизмельчению материала.

На фиг, 1 показано устройство для измельчения, общий вид; на фиг. 2 — рабочий орган заявляемого устройства, Устройство для измельчения включает цилиндрический корпус 1, снабженный сопловыми элементами 2, тангенциальным патрубком подвода горячего газа (В + to) 3 и тангенциальным патрубком отвода пылевоздушной смеси (M + В) 4. Снаружи цилиндрический корпус 1 охватывается газораспределительным коллектором 5. Êîðпус снабжен крышкой 6, на которой расположен патрубок загрузки исходного материала (ИМ) 7, а коническое днище 8 заканчивается патрубком разгрузки дробленого продукта (ДП) 9.

Внутри корпуса устройства 1 расположен вертикальный вал 10 с закрепленными на нем горизонтально располо>кенными стержнями 11 и распределительными конусами 12 между ними, Вертикальный вал 10 закреплен в корпусе устройства 1 посредством подшипниковых узлов 13. На внутренней стороне корпуса 1 закреплены наклонные, кольцевые, пересыпные полки

14. Устройство снабжено электродвигателем 15.

Рабочий орган устройства представляет собой вертикальный вал 10 с насаженными на нем в несколько рядов горизонтальными стержнями 11, между которыми установлены распределительные конуса 12, а также наклонные прутья 16 попарно соединяющие концы горизонтальных стержней 11, Сопловые элементы 2 ориентированы хордально и направлены в сторону вращения рабочего органа.

Устройство для измельчения работает следующим образом.

Дымососом создается движение воздуха через устройство, устанавливается необходимая для выноса частиц требуемой крупности скорость потока газа в свободном сечении устройства, В распределительный коллектор 5 через сопловые элементы 2 и в нижнюю часть устройства через тангенциальный патрубок 3 подается горячий газ, образуемый, например, при сжигании топлива в топке. При этом, в распределительный .коллектор 5 горячий газ подается с избыточным давлением, создаваемым с помощью вентилятора. Направленные в сторону вращения рабочего органа сопловые элементы усиливают закрутку газоматериального потока. Через загрузочный патрубок 7 поступает исходный материал (ИМ). При ударе частиц материала о вращающиеся на вертикальном валу 10 горизонтальные стержни 11 и наклонные прутья 16 происходит их измельчение. Распредели1791007

50 тельные конуса 12 способствуют отбрасыванию крупных частиц материала от вертикального вала 10 и не позволяют им пройти вдоль вала и попасть в дробленный продукт, Под действием центробежной силы поток частиц материала ударяется о стенки корпуса 1 и ссыпается в наклонных, кольцевых полок 14, подвергаясь, при этом, струйной термообработке. Мелкодисперсная часть материала подхватывается и выносится потоком газа в верхнюю часть корпуса 1 и удаляется из него через патрубок отвода пылевоздушной смеси 4, Тангенциальное расположение патрубка 4 способствует более эффективному закручиванию газоматериальной смеси в устройстве в сторону вращения стержней ссыпающиеся сверху вниз крупные частицы материала подвергаются многократным ударам о стержни 11 и дробятся до требуемой крупности.

Подсушенный, обеспыленный, дробленный продукт (ДП) ссыпается в коническое днище 8, выгружается через разгрузочный патрубок 9, Обработка материала горячим газом значительно увеличивает сыпучесть дробленого продукта и мелкой фракции, что облег- чает их непрерывную разгрузку.

Крупность получаемого дробленого продукта регулируется частотой вращения вертикального вала, а также скоростью потока газовоздушной смеси в свободном сечении. устройства, Скорость газа выходящего из сопел целесообразно поддерживать 50-100 м/с.

Для доказательства работоспособности заявляемого устройства были проведены испытания аналогичного аппарата, конструкция рабочего органа которого соответствовала предлагаемой, Аппарат имел диаметр 400 MM и высоту 800 мм, был снабжен электродвигателем мощностью 1,5 квт.

Рабочий орган устройства был образован шестью горизонтальными стержнями диаметром 10 мм, попарно соединенных наклонными прутьями диаметром 6 мм. Угол наклона кольцевых, пересыпных полок составлял — 40, распределительных конусов

10 к горизонтали.

Выход из аппарата классов сильвинитовой руды от 0,1 до 1 мм, наиболее эффективно обогащаемой в дальнейшем флотационном способом, составляет 77,978,4 Д, что является достаточно высоким показателем. Выход пылевых фракций от 0 до

0,1 мм, при этом, незначителен — 8,2-13,0 /, прирост их в дробленной руде не превышает 5 Д, по отношению к исходной руде.

При совмещении процессов сушки и обеспыливания руды, т.е. при оснащении аппарата газораспределительным коллектором доля прироста пылевых фракций в дробленом продукте еще уменьшится, и, следовательно, получаемый продукт станет еще более однородным, Таким образом, устройство для измельчения материалов позволяет получить продукт с высокой степенью однородности, благодаря увеличению времени пребывания. в аппарате крупных частиц и своевременной эвакуации мелкодисперсных, Одновременная сушка материала, подвергаемого измельчению, значительно увеличивает сыпучесть материала, что дает возможность эффективно измельчать влажные и комкующиеся материалы.

Формула изобретения

1, Устройство для измельчения материалов, включающее цилиндрический корпус, внутри которого расположены вертикальный вал с рабочими элементами загрузочHblé и разгрузочный патрубки, патрубки подвода сушильного агента и отвода пылевоздушной смеси, отл и ча ю щ ее с ятем, что, с целю повышения однородности дробимого материала, а также совмещения процессов сушки и обеспыливания, устройство снабжено газораспределительным коллектором, охватывающим корпус, имеет сопловые элементы на боковой стенке корпуса,. при этом рабочие элементы выполнены в виде расположенных в несколько рядов горизонтальных стержней, концы которых попарно соединены наклонными прутьями, причем, между стержнями смонтированы распределительные конуса, а на внутренней боковой стенке корпуса — кольцевые пересыпные полки, 2, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что сопловые элементы расположены над горизонтальными стержнями и направлены в сторону их вращения.

1791007

B+t

Фиг. 1

Редактор

Заказ 112 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4 5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1 !

Составитель Г. Егорова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор 3. Салко