ВИХРЕВАЯ МЕЛЬНИЦА Российский патент 1997 года по МПК B02C19/06 

Изобретение относится к области измельчения материала и может использоваться в химической, лакокрасочной, строительной, энергетической и других отраслях промышленности, где требуются получение тонкого и чистого порошка.

Известна вихревая мельница [1] содержащая цилиндрическую или многогранную помольную камеру, тангенциальные патрубки для подвода энергоносителя, патрубок загрузки исходного материала и расположенную коаксильно к нему цилиндрическую обечайку для отвода измельченного материала и энергоносителя. В этой мельнице энергоносителем создается сильное вихревое течение с высокой степенью турбулентности, которое несет куски исходного материала, и за счет ударов их о стенку помольной камеры и друг о друга разбивает их до мелкодисперсного состояния. Эта камера обладает существенным недостатком. При ударе измельченного материала о стенку происходит разрушение не только самого материала, но и стенки, поэтому срок службы помольной камеры ограничен. Чем тверже и абразивный материал, тем быстрее изнашивается стенка. Кроме того, привнос материала стенки в некоторые измельчаемые материалом недопустим, так как ухудшает их свойства. Например, малейший привнос железа (помольные камеры вихревых мельниц обычно делаются из стали или чугуна) в пигменты или наполнители для красок делает краску блеклой, грязной, лишает яркости и сочности.

Известна вихревая мельница [2] взятая за прототип, которая содержит помольную камеру и тангенциальные патрубки для подачи газовзвеси. К помольной камере в местах пересечения ее с стенками осей тангенциальных патрубков установлены защитные средства стенки в виде тангенциально расположенных сопел подачи чистого газа. Предполагается, что в этой конструкции струя чистого газа будет сносить частицы исходного материала, поступающие вместе с энергоносителем из тангенциальных патрубков, от стенки помольной камеры, препятствуя их столкновению со стенкой. Но главное принцип работы вихревой мельницы это удар исходного материала о стенку, что является основной причиной измельчения материала. Удар частиц друг о друга играет здесь второстепенную роль, так как частицы, в общем имеют спутное движение, в отличие от струйной мельницы, где главной причиной разрушения исходного материала именно соударение частиц друг с другом, так как там струи с частицами движутся навстречу друг другу. Следовательно, предлагаемая аэродинамическая защита стенок лишает вихревую мельницу ее основного назначения эффективно измельчать материал. Также известно, что даже в случае загрузки исходного материала через крышку в центр помольной камеры и раздельной подачи энергоносителя через тангенциальные патрубки, как в случае аналога [1] наиболее интенсивное истирание будет происходить на боковой цилиндрической стенке в месте соударения с ней энергоносителя, поступающего из тангенциальных патрубков. Следовательно, защита стенки помольной камеры от истирания будет неэффективна, так как струя чистого газа, выходящая из дополнительных сопел, будет просто сносить газовзвесь дальше по ходу движения и будет наблюдаться интенсивное истирание в месте пересечения цилиндрической стенки помольной камеры со струей чистого газа.

Целью изобретения защита стенок вихревой мельницы от интенсивного износа без снижения ее мелющих качеств и получение чистого порошка.

Эта цель достигается тем, что в помольной камере вихревой мельницы защитные средства стенки выполнены в виде карманов, заполненных набивкой, инертной по отношению к измельчаемому материалу, а сами карманы расположены напротив выходных отверстий тангенциальных патрубков, т.е. в месте удара струи энергоносителя или газовзвеси о стенку помольной камеры.

На чертеже приведена схема вихревой мельницы, вид сверху.

Вихревая мельница состоит из помольной камеры 1, тангенциальных патрубков подачи энергоносителя 2, течки для подачи исходного материала 3, коаксиального с ней патрубка вывода измельченного материала и отработанного энергоносителя 4, карманов 5, заполненных набивкой 6.

Вихревая мельница работает следующим образом.

Исходный материал поступает в помольную камеру 1 через течку 3. Одновременно через тангенциальные патрубки 2 подается энергоноситель, который смешивается с исходным материалом и вовлекает его интенсивное вихревое движение, при этом куски материала, ударяясь друг о друге и о стенки помольной камеры, разрушаются. Наиболее сильная и плотная бомбардировка частицами материала происходит в той части, в которой струя энергоносителя сталкивается с набивкой 6 в карманах 5. Набивка выбирается из более износостойкого материала, чем измельчаемый, поэтому разрушение будет значительно меньше. Кроме того, эта набивка выбирается инертной по отношению к измельчаемому материалу, т.е. такой, что даже при некотором истирании ее она дает в измельчаемый материал привнос, который не ухудшает его требуемых свойств. Например, при размоле пигментной окиси или другого красителя набивка может быть из барита (сернокислого бария), который сам может являться наполнителем любой краски. Плохообтекаемые пустоты 7 служат дополнительными трубулизаторами поток. После измельчения материал вместе с потоком энергоносителя сносится радиальным течением вдоль верхней крышки помольной камеры 1 к патрубку вывода 4 и через него в систему осаждения. Если течка 3 отсутствует, а материал подается вместе с энергоносителем в виде газовзвеси через тангенциальные патрубки 2, работа вихревой мельницы аналогична описанной.

Применение вихревой мельницы описанной конструкции, например, в лакокрасочной промышленности, снимает проблему очистки пигментов от примеси железа, которое попадает туда при помоле на любом виде мельниц. Применение такой мельницы в энергетике для помола угля или в цементной промышленности снимает проблему быстрого износа помольной камеры, что является основной причиной, препятствующей внедрению вихревых мельниц в этих отраслях.

Использование: изобретение относится к области измельчения материала и может использоваться в химической, лакокрасочной, цемента и других отраслях промышленности, где требуется получение тонкого и чистого порошка. Сущность изобретения: в местах удара струи энергоносителя о стенку вихревой камеры размещены карманы с набивкой, инертной по отношению к измельчаемому материалу. 1 ил.

Вихревая мельница, содержащая помольную камеру с тангенциальными патрубками для подачи газовзвеси или энергоносителя и защитные средства стенки помольной камеры, отличающаяся тем, что защитные средства стенки помольной камеры выполнены в виде карманов, заполненных набивкой, инертной по отношению к измельченному материалу, при этом карманы расположены напротив выходных отверстий тангенциальных патрубков.