Устройство для измельчения материалов Советский патент 1993 года по МПК B02C13/14 

Однако в данном аппарата частицы измельчаемого материала, просыпаясь сверху вниз, могут попадать в зоны различной окружной скорости рабочего органа, что приводит либо к переизмельчению, либо недоизмельчению частиц материала. Струи сжатого воздуха обрабатывают материал не непрерывно, а только в тот момент, когда мимо данного участка боковой поверхности проходит вращающаяся труба. В результате 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- ха из атмосферы через пористую боковую стенку дробильной камеры.

Указанные недостатки не позволяют получать равномерный по гранулометрическому составу дробленый продукт.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для измельчения материалов, содержащее установленные в корпусе на вертикальном валу друг под дру- гом горизонтальные стержни.

Недостатком известного устройства яв- ляется неоднородность получаемого дробленого материала из-за его переизмельчения, а также низка эффективность при работе с влажным материалом.

Целью изобретения является повышение однородности дробимого материала, а также совмеа,ения процессов сушки и обес- пыливания.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измельчения материалов снабжено газораспределительным коллек- тором, 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 смон- тированы распределительные конуса, а на внутренней боковой стенке корпуса - кольцевые пересыпные полки. Сопловые элементы расположены над горизонтальными стержнями и направлены в сторону их вра- щения.

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

Под действием высокоинтенсивных струй газа, поступающего через хордально

расположенные сопла газораспределительного коллектора, частицы материала разуп- рочняются, дробятся и сушатся.

Обработка дробимого влажного материала горячим газом позволяет совмещать процессы дробления, сушки и обеспылива- ния, что способствует снижению степени переизмельчения,

Наклонные прутья, попарно соединяющие горизонтальные стержни, способствуют дроблению крупных частиц материала при соударения и, кроме того, придают жесткость конструкции рабочего органа.

Установленные на вертикальном валу распределительные конуса обеспечивают отбрасывание частиц дробимого материала от вертикального вала, препятствуя, тем самым, их прохождению 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 в подобных устройствах, работа, затрачиваемая на удар стержнем по куску дробимого материала, определяется формулой 1

п -тг-г

/

А

30

W-M-m4

2/М + m 4/

где г - двойное расстояние от оси дробилки до точки удара частицы о стержень, м;

п - число оборотов рабочего органа дробилки, об/мин;

М - горизонтальная составляющая окружной скорости частицы до удара о стержень, м/с;

М - масса стержня, приведенная к точке удара, кг;

гл4 - 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

п - а-о -а/1

1,5

тг-r L

1/2/3 |ГЗМ. ,37 Г F

1 та

+ 1

+ V4

Е (М МД

е D - диаметр куска до дробления, м; i - степень дробления;

Е - модуль упругости дробимого материала;

а- предел прочности материала куска.

Из формулы (2) видно, что при постоянном п и г 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 центробежной 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 5 цилиндрический корпус 1, снабженный сопловыми элементами 2, тангенциальным патрубком подвода горячего газа (В + t°) 3 и тангенциальным патрубком отвода пылевоздушной смеси (М + В) 4. Снаружи

10 цилиндрический корпус 1 охватывается газораспределительным коллектором 5. Корпус снабжен крышкой 6, на которой расположен патрубок загрузки исходного материала (ИМ) 7, а коническое днище 8

5 заканчивается патрубком разгрузки дробленого продукта (ДП) 9.

Внутри корпуса устройства 1 расположен вертикальный вал 10 с закрепленными на нем горизонтально расположенными

0 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

5 наклонные, кольцевые, пересыпные полки 14. Устройство снабжено электродвигателем 15.

Рабочий орган устройства представляет собой вертикальный вал 10 с насаженными

0 на нем в несколько рядов горизонтальными стержнями 11, между которыми установлены распределительные конуса 12, а также наклонные прутья 1б попарно соединяющие концы горизонтальных стержней 11,

5Сопловые элементы 2 ориентированы хордэльно и направлены в сторону вращения рабочего органа.

Устройство для измельчения работает следующим образом.

0Дымососом создается движение воздуха через устройство, устанавливается необходимая для выноса частиц требуемой крупности скорость потока газа в свободном сечении устройства. В распределитель5 ный коллектор 5 через сопловые элементы 2 и в нижнюю часть устройства через тангенциальный патрубок 3 подается горячий газ, образуемый, например, при сжигании топ- лива в топке. При этом, в распределитель0 ный .коллектор 5 горячий газ подается с избыточным давлением, создаваемым с помощью вентилятора. Направленные в сторону вращения рабочего органа сопловые элементы усиливают закрутку газомате5 риального 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. Распределительные 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 облегчает 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 соответст- вовала предлагаемой. Аппарат имел диаметр 400 мм 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 сильви- нитовой руды от 0,1 до 1 мм, наиболее эффективно обогащаемой в дальнейшем

флотационном способом, составляет 77,9- 78,4%, 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% 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 загрузочный и разгрузочный патрубки, патрубки подвода сушильного агента и отвода пылевоздушной смеси, отличающееся тем,

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 е- с я тем, что сопловые элементы расположены над горизонтальными стержнями и направлены в сторону их вращения.

Редактор

Фиг. 2

Составитель Г. Егорова Техред М.Моргентал

Корректор 3. Салко