Установка для измельчения и пневмосепарации сыпучих материалов Советский патент 1987 года по МПК B07B9/02 B02C23/08 

Изобретение относится к технологии и технике тонкого сухого измельчения твердых материалов в вентилируемых мельницах и может быть использовано в обогащении полезных ископаемых, в энергетической, химической, металлургической, строительной, радиоэлектронной и других отраслях промышленности, где необходимо получение тонкоизмельченных порошков различного гранулометрического состава.

Целью изобретения является повышение эффективности работы установки за счет обеспечения независимых режимов пневмо- потоков в мельнице и пневмосепараторе.

На чертеже представлена общая схема установки.

Установка состоит из вентилируемой мельницы 1 с приводом 2, входным патрубком 3 и линией 4 вывода из мельницы пневмо- потока с измельченным материалом, бункера 5 с загрузочным приспособлением 6, циклона 7 с патрубком выгрузки материала и аспирационным патрубком, пневмосепарато- ра 8 многопродуктового разделения измельченного материала по крупности в виде беличьего колеса с приводом его осевого вращения (не показан), узла 9 подачи измельченного в пневмосепарат.ор, сборников 10-12 крупных и средних продуктов пневмо- сепарации, фильтра 13, вентилятора 14, линии 15 отсоса мелкого продукта с пневмо- потоком из сепаратора,трубопровода 16 связи аспирационного патрубка циклона с фильтром и отсасывающим патрубком вентилятора, пневмомагистрали 17, связывающей нагнетательный патрубок вентилятора с входом в мельницу, газохода 18, линии 19 возврата крупных и средних продуктов из сборников пневмосепаратора в мельницу, линии 20 вывода этих же продуктов из сборников 10- 12, делителя 21.

Для предотвращения подсосов внешнего воздуха и проскока обратного потока все выгрузочные патрубки аппаратов установки оборудованы затворами 22.

Линия 4 вывода из мельницы пневмо- потока сообщена с циклоном, а узел подачи измельченного материала в пневмосе- паратор сообщен с патрубком выгрузки материала из циклона и установлен над беличьим колесом. Внутренняя полость беличьего колеса сообщена с линией отсоса мелкого продукта с пневмопотоком из пневмосепаратора.

Установка работает следующим образом.

Исходный материал из бункера 5 загрузочным приспособлением 6 подается в мельницу U через входной патрубок 3. Одновременно с исходным материалом в мельницу 1 через входной патрубок 3 поступают крупные и средние классы из сборников 10 и 12 по линии 19 и при необходимости вентилирующий агент из делителя 21 по пневмомагистрали 17 или сушильно-вентилирующий агент по газоходу 18. Газоматериальный поток, содержащий готовый продукт (нужные классы крупности), выносится из мельницы 1 вследствие разрежения, создаваемого вентилятором 14, через линию 4 и поступает

в циклон 7. В последнем измельченный материал обеспыливается и осаждается под воздействием центробежных сил, а вентилирующий агент с наиболее тонкими частицами продукта (пылью) выносится вентилятором 14 через трубопровод 16 в фильтр

13, где очищается от тонких частиц и через делитель 21 может при необходимости, если это сушильно-вентилирующий агент, поступать в мельницу 1 через пневмома- гистраль 17 или выводиться в атмосферу,

5 если этот вентилирующий агент-воздух. Измельченный материал из циклона 7 под действием гравитационных сил через затвор 22 поступает через узел 9 в пневмосепа- ратор 8, где после разрушения агрегатов крупные и средние классы (более верхнего

0 граничного диаметра разделения) подаются в сборники 10 и 12 и направляются линией 19 через входной патрубок 3 в мельницу 1 на доизмельчение. Узкий класс крупности (менее верхнего и более нижнего гра ничных диаметров разделения) выделяется в сборник I1 и транспортной линией 20 выводится из процесса. Если необходимости в выделении промежуточного узкого класса нет, то его направляют на доизмельчение в мельницу 1.

Q Мелкий продукт (менее нижнего граничного диаметра разделения) через линию 15 выносится из пневмосепаратора 8 и, если нет необходимости в его использовании как самостоятельного, подается в фильтр 13 через делитель 21, Г4е осаждается и че рез затвор 22 поступает в бункер мелкого продукта (не показан).

В предлагаемой установке технологическая независимость измельчения и пневмо- сепарации по режимным параметрам позволяет достигать оптимальный режим из0 мельчения практически по любой крупности, не влияя на режимы пневмосепарации. В известных установках расход вентилирующего агента через мельницу и воздушно- проходной сепаратор одинаков и далеко

с не всегда он одновременно соответствует оптимальному режиму измельчения пневмосепарации.

Зоны классификации воздушно-проходного сепаратора, и особенно отжимающее сопло, способствуют интенсивному агрегатирова0 нию частиц и повышению аэродинамического сопротивления установки. В предлагаемой установке воздущно-проходной сепаратор отсутствует, что снижает аэродинамическое сопротивление установки и расход электроэнергии на вентиляц.ию. Кроме того,

5 одновременно с осаждением измельченного материала в циклоне происходит его обеспыливание, т.е. частичное или полное выделение наиболее мелких (наиболее склонных к

агрегатированию) классов, которые выводятся сразу в фильтр, что значительно улучшает условия последующей классификации. При этом выделения более крупных частиц вместе с наиболее мелкими нри правильном выборе циклона не происходит, о чем свидетельствует длительная практика эксплуатации циклонов.

В пневмосепараторе в виде беличьего колеса разрушение агрегатов частиц с последующим их высококоэффективным разделением достигается за счет удара, сообщающего агрегатам, а в конечном итоге и частицам, составляющим агрегаты, кинетическую энергию, равную энергии разрушения самых прочных агрегатов.

При этом частицы материала крупные и наиболее склонные к агрегатированию, и в основном составляющие агрегаты мелкие, получают разное значение начальных скоростей движения, так как коэффициент упругости агрегатов еагр всегда меньше коэффициента упругости крупной монолитной частицы 8. Тогда разница в значениях кинетической энергии, полученной крупными и мелкими частицами, более значительна, так как значение скорости в определении кинетической энергии во второй степени.

Экспериментальная проверка предлагаемой установки проводилась в лабораторных условиях.

Исходным сырьем для исследований приняты синтетический рубин, сапфир, лейко- сапфир и другие материалы, используемые в качестве наполнителей герметизирующих компаундов радиоэлектронной аппаратуры.

Крупность исходного сырья, поступавшего на измельчение, не превышает 15- 20 мм. Загрузка материала составляет 18- 20 кг/ч. Объем вентилирующего агента через измельчительную установку составляет 1000-1200 м 7ч. Измельченный материал, содержащий 30-50% класса - 80 мкм, выСодержание мелкой фракции -80 мкм,%

в возврате

в готовом материале94-96

Выход класса 40 80 мкм, % от загрузки 65-60

0

носится воздухом за счет разрежения, создаваемого вентилятором, в циклон, где под действием центробежных сил измельченный материал обеспыливается по классу 15-

20 мкм, который выносится на осаждение в фильтр. Вследствие низкой разделительной способности циклона, обусловленной конструктивными особенностями, осажденный материал засоряется мелкими классами, в

Q то время как неосажденный (пыль) содержит - 20 мкм до 90-95%. Осажденный материал вибрационным питателем подается в пневмосепаратор в виде беличьего колеса, где повергается удару. При этом частицы получают ускорение в направлении

5 удара, составляющее, например, для частиц 40-80 мкм, примерно 2-10 м/с-. Под действием удара частицы более 80 мкм выносятся из зоны разделения и возвращаются на доизмельчение в мельницу. Содержание класса -(-80 мкм в этом материале составляет 85-90%. Частицы менее 80 мкм захватываются центробежным турбулентным потоком, в котором разделяются по классу 40 мкм. Частицы менее 40 мкм подаются на осаждение в фильтр. Содержание клас5 са -40 мкм в этом мелком продукте составляет 90-95%. Класс 40-80 мкм под действием центробежных сил выделяется в бункер и выводится из процесса, а если в этом нет необходимости, возвращается в мельницу. Содержание класса 40-80 мкм

0 в этом продукте составляет 85-90%.

Результаты испытаний известной и предлагаемой установок для измельчения и пневмо- сепарации сыпучих материалов (синтетический рубин крупностью 15-20 мм) представлены в таблице.

Данные, приведенные в таблице, указаны в пределах достижения оптимальной области, в которой и возможны колебания технологических параметров. При этом с повышением качества готового продукта технологические показатели снижаются.

5

10-15

20-30

90-94

45-40

Производительность по классу -80 мкм, кг/ч

Переизмельчение материала, % от загрузки

Достигнутый КДП классификации, %

Из данных таблицы следует, что применение предлагаемой установки при измельчении синтетического рубина, используемого в крупности 80-40 мкм в качестве наполнителя герметизирующих компаундов РЭА, позволяет в сравнении с известной, снизить содержание мелочи в возврате на 10-15%, повысить содержание мелкого в готовом продукте на 2-4% и производительность по готовому продукту на 3,1-2,5 кг/ч, а также снизить переизмельчение материала на 20% и соответственно повысить выход фракции 40-80 мкм на 20%, повысить КПД классификации с 60-65% до 80-85%.

Формула изобретения

1. Установка для измельчения и пневмо- сепарации сыпучих материалов, включающая мельницу с загрузочным приспособлением, пневмосепаратор многопродуктового разделения измельченного материала по круп- ности, циклон с патрубком выгрузки материала и аспирационным патрубком, сообщенным с фильтром и отсасывающим патрубком вентилятора, пневмомагистраль, свяПродолжение таблицы

17-16,5

55-60

65-60

5

0

5

«

зывающую нагнетательные патрубки вентилятора с входом в мельницу, линию вывода из мельницы пневмопотока с измельченным материалом, узел подачи измельченного материала в пневмосепара- тор, линию возврата крупных и средних продуктов из сборников пневмосепаратора в мельницу и линию отсоса мелкого продукта с пневмопотоком из пневмосепаратора, отличающаяся тем, что, с целью повыщения эффективности работы установки за счет обеспечения независимых режимов пневмо- потоков в мельнице и пневмосепараторе, линия вывода из мельницы пневмопотока с измельченным материалом сообщена с циклоном, а узел подачи измельченного материала в пневмосепаратор сообщен патрубком выгрузки материала из циклона.

2. Установка по п. 1 отличающаяся тем, что пневмосепаратор выполнен в виде беличьего колеса с приводом его осевого вращения, сообщенного внутренней полостью с линией отсоса мелкого продукта с пневмопотоком из пневмосепаратора, при этом узел подачи измельченного материала установлен над беличьим колесом.

Изобретение относится к технологии и технике тонкого сухого измельчения твердых материалов (М) в вентилируемых мельницах и м.б. использовано в обогащении полезных ископаемых, в энергетической, химической и других отраслях пром-ти. Цель изобретения - повышение эффективности работы установки за счет обеспечения независимых режимов пневмопотоков в мельнице (М) 1 и пневмосепараторе (ПС) 8 многопродуктового разделения измельченного материала (ИМ) по крупности. Линия 4 вывода из М 1 пневмопотока с ИМ сообщена с циклоном 7 патрубками выгрузки ИМ и аспирационным. С патрубком выгрузки ИМ сообщен узел 9 подачи его в ПС 8. Выполненный в виде беличьего колеса с приводом его осевого вращения ПС 8 внутренней полостью сообщен с линией 15 отсоса мелкого ИМ из ПС 8. Узел 9 установлен над беличьим колесом. Крупные и средние продукты ИМ из сборников 10-12 ПС 8 поступают в М 1 по линии 19 возврата. Пневмома- гистраль 17 связывает нагнетательный патрубок вентилятора 14 с входом в М 1. При измельчении синтетического рубина крупностью 40-80 мкм способ по сравнению с известным позволяет повысить КПД классификации с 60-65 до 80-85%, производительность по готовому продукту на 2,5-3,1 кг/ч. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., I табл. « (Л 3 г, оо to 00 о о ьо