Коллоидная мельница Советский патент 1985 года по МПК B02C7/06 B02C13/06 B02C23/08 

Изобретение относится к устройствам для мокрого сверхтонкого помола различных материалов с одновременной классификацией и может- быть использовано в химической, радиотехнической, фармацевтической и других отраслях промышленности, выпускающей сверхтонкие порошкообразные материалы.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является коллоидная мельница, имеющая корпус, два соосно расположенных с возможностью вращения в противоположные стороны дисковых ротора с чередующимися кольцевыми выступами и впадинами, вал одного из которых выполнен полым, а также патрубок для отвода жидкой фазы с измельченными до заданной фракции частиц твердого материала и патрубок для удаления сгущенной суспензии с недоизмельченными частицами, при этом диск ротора с полым валом выполнен с перфорированным элементом в виде днища стакана на его нерабочей стороне и с установленным на этом диске ротора на цилиндрической части его кольцом 1.

В известном устройстве стакан с перфорированным днищем выполняет функцию классификатора измельченного продукта. Однако этот классификатор расположен на значительном расстоянии от зоны действия высоких энергий, развиваемых роторами при вращении в противоположных направлениях, в результате чего не реализуется возможность использования турбулентного потока для интенсификации проталкивания мелких частиц продукта через отверстия перфорированного элемента и ускорения сползания оседающей на его поверхности массы крупных частиц. Кроме того, конструкция классификатора не позволяет получить тонину однородного продукта гранулометрического состава, так как при вращении перфорированного днища под действием динамического эффекта центробежного поля «живое сечение его отверстий, через которое проталкивается готовый продукт, будет зависеть от места расположения этих отверстий,, в связи с чем на периферии днища оно может быть в несколько раз меньше, чем вблизи оси его вращения. Поэтому в таком же соотношении может изменяться и гранулометрический состав твердых частиц готового продукта.

Наличие в конструкции мельницы двух камер, заполненных продуктом, в которых вращаются роторы, создает значительное гидродинамическое сопротивление движению продукта в системе, что ведет к увеличению затрат электроэнергии.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса классификации.

Поставленная цель достигается тем, что в коллоидной мельнице, имеющей корпус, два соосно расположенных с возможностью

вращения в противоположные стороны дисковых ротора с чередующимися кольцевы.ми выступа.ми и впадинами, вал одного из которых выполнен полым, а также патрубок для отвода жидкой фазы с измельченными до заданной фракции частиц твердого материала и патрубок для удаления сгущенной суспензии с недоизмельченными частицами, при этом диск ротора с полым валом выполнен с перфорированным элементом и установленным на его цилиндрической поверхности кольцом, перфорированный элемент диска ротора с полым валом выполнен в виде конической обечайки, прикрепленной одним краем к внешней рабочей кромке этого диска, а другим - к кольцу по его наружному диаметру, причем кольцо выполнено с окнами, а соосный диск снабжен расположенными на периферии его рабочей поверхности радиальными лопатками.

На фиг. 1 изображена предлагаемая коллоидная мельница, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (вид на дисковый ротор с радиальными лопатками); на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1 (вид на дисковый ротор с полым валом).

Коллоидная мельница содержит цилиндрический корпус 1, в котором на горизонтальных валах 2 и 3 соосно установлены два дисковых ротора 4 и 5. Вал 3, на котором установлен дисковый ротор 5, выполнен полым. Дисковые роторы 4 и 5 имеют кольцевые канавки трапецеидального профиля Дисковые роторы 4 и 5 установлены на валах 2 и 3 соответственно таким образом, что между кольцевыми канавками и выступами их образован зазор 6. На дисковом роторе 5 смонтирована перфорированная коническая обечайка 7, соединенная с кольцом 8, жестко закрепленным на цилиндрической части дискового ротора 5. Кольцо 8 имеет окна 9 и кольцевой бурт 10. Корпус мельницы 1 закрывается крышкой 11, которая выполнена с двумя уплотняющими кольцами 12 и 13. Для удаления сгущенной суспензии с недоизмельченными частицами твердого материала предусмотрен патрубок 14, а для отвода жидкой фазы с измельченными до заданной фракции частицами- патрубок 15. Диск ротора 4 выполнен с радиальными лопатками 16, прикрепленными к борту 17. На поверхности дискового ротора 5, обращенной к крышке II, имеется кольцевая канавка 18 для размещения в ней -уплотняющего кольца 13 крышки 11.

Мельница работает следующим образом.

Исходный материал в виде пульпы через отверстие полого вала 3 под давлением поступает в центр зазора 6 между дисковыми роторами 4 и 5. Роторы вращаются в противоположные стороны, под действием центробежных сил, развиваемых при вращении роторов, исходный материал перемещается по зазору 6 от центра к периферии, испытывая при своем движении ударные воздействия радиальных пазов, в результате которых развиваются высокие напряжения сдвига, среза, ультразвуковые и кавитационные эффекты, за счет которых происходит измельчение твердых частиц продукта. Жидкость с очень мелкими частицами продукта проходит через отверстия перфорированной конической обечайки 7 и попадает в полость между перфорированной обечайкой 7 и цилиндрической поверхностью ротора 5 и движется через окна 9 в кольцевой канал между уплотняющими кольцами 12 и 13, откуда удаляется через патрубок 15. Крупные частицы продукта, оседающие на перфорированную обечайку 7 под действием центробежного поля и турбулизации, развиваемой лопатками 16, отбрасывается от нее и вместе с жидкостью отводятся через разгрузочный патрубок 14 и снова с помощью насоса (не показан) подаются на измельчение. Осевой зазор 6 между роторами регулируется в пределах 0,5-2,0 мм, что позволяет изменять как производительность, так и конечную тонину измельченной пульпы. Эффективность классификации у предлагаемой коллоидной мельницы значительно выше, так как коническая перфорированная обечайка 7 прикреплена к диску ротора 5 непосредственно у выхода измельченного продукта из зазора 6 между роторами 4 и 5, т. е. находится в зоне, где поток продукта обладает наибольщей кинетической энергией и, при вращении ротора 4 и 5 в противоположных направлениях, посредством лопаток 16 подвергается сильной турбулизации, вызывающей интенсивное проталкивание основной массы продукта высокой тонины через отверстия перфорированной обечайки 7 и непосредственное транспортирование всего измельченного продукта к выгрузочным патрубкам 14 и 15, что уменьшает время его пребывания в мельнице и, при сравнительно малом угле наклона поверхности перфорированной обечайки по отношению к направлению вектора центробежных сил, позволяет повысить выход тонины продукта однородного гранулометрического состава. Применение предлагаемой коллоидной мельницы с прямоточным классификатором позволяет снизить энергозатраты на измельчение продуктов и расширить в промышленных условиях область получения сверхтонких порошкообразных материалов с содержанием частиц менее 1 мкм до 95-98%.

КОЛЛОИДНАЯ МЕЛЬНИЦА, имеющая корпус, два соосно расположенных с возможностью вращения в противоположные стороны дисковых ротора с чередующимися кольцевыми выступами и впадинами, вал одного из которых выполнен полым, а также патрубок для отвода жидкой фазы с измельченными до заданной фракции частиц твердого материала и патрубок для удаления сгущенной суспензии с недоизмельченными частицами, при этом диск ротор;: с полым валом выполнен с перфорированным элементом и установленным на его цилиндрической поверхности кольцом, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности процесса классификации, перфорированный элемент диска ротора с полым валом выполнен в виде конической обечайки, прикрепленной одним краем/к внешней рабочей кромке этого диска, а другим - к кольцу по его наружному диаметру, причех кольцо выполнено с окнами, а соосный диск снабжен расположенными на периферии его рабочей поверхности радиальными лопатками.

16

Фиг. 2