Способ дробления угля и тому подобного материала Советский патент 1937 года по МПК B02C19/00 

Предлагаемый способ дробления угля и тому подобного материала заключается в том, что материал перед дроблением просушивают, а при дроблении подвергают поверхностному увлажнению, например, паром.

Измельчение материала в дробильных и помольных машинах с физической стороны может быть определено как хрупкий разрыв.

Многочисленные экспериментальные работы над явлением хрупкого разрыва установили, что на прочность образца оказывает значительное влияние как состояние поверхности образца, так и среда, в которой разрыв происходит.

Так, установлено, что наличие микроскопических трешин на поверхности, например, стекла (С. Н. Журков) понижает прочность образца в 4-5 раз, а в отношении кристаллов каменной соли то же обстоятельство способно вызвать понижение их прочности в десятки и сотни раз (акад. А. Ф. Иоффе).

Если рассмотреть вопрос о состоянии поверхности любого размалываем,ого или раздробляемого вещества (уголь, камень, руда и т. п.), то поверхность любого из материалов в егоестественном состоянии будет изобиловать множеством микроскопических трещин, наличием которых, в частности, обусловливается обычная техническая прочность любого из материалов.

Отметив роль поверхностных трещин в понижении прочности материала, перейдем к вопросу о влиянии на прочность образца влаги, как среды, в которой происходит разрушение.

Современная физика гласит, что вещества, находящиеся на поверхности образцов, могут в значительной степени (в несколько раз) изменять критическое напряжение, при котором трещины начинают расти. Чем меньше поверхностная активность или диэлектрическая постоянная вещества, находящегося на поверхности образца, тем выше прочность этого образца.

Опыты, например, свидетельствуют, что при переводе стекла из абсолютно сухого состояния в состояние с увлажненной поверхностью достигается уменьшение прочности образца в 4-5 раз.

Произведенные опыты над углем

свидетельствуют, что поверхностное увлажнение образца приводит к 2-2,5кратному понижению прочности образца.

Опытами также установлено, что например, адсорбация на поверхности приводит к понижению поверхностной энергии вещества и к понижению его прочности.

Аналогичное понижение твердости вещества наблюдалось при размалывании в ступке, сверлении и шлифовке.

Переходя к вопросу об увлажнении (возможно последовательно-периодическому) поверхности размалываемого вещества, следует отметить ряд возможностей. Первая, например, могла бы состоять в непосредственном вбрызгивании воды в мелющий аппарат, но есть возможность и более целесообразного эффективного использования влаги, основываясь на явлении, так называемой,капиллярной конденсации.

Указанное явление капиллярной конденсации состоит в том, что на всех элементах поверхности вещества, обладающих отрицательным радиусом кривизны (капилляры, трещины), происходит конденсация водяных паров при относительной влажности среды ниже насыщения.

Поскольку, как отмечалось выше, поверхностная влага понижает прочность образца, указанный закон имеет существенное значение.

Наличный адсорбированный мономолекулярный слой влаги также способствует понижению прочности вещества, но лищь до момента разрастания трещины, после чего дей ствие адсорбированного слоя влаги .в желательном направлении прекращается.

При наличии же сконденсированной влаги, хотя бы в несколько десятков мономолекулярных слоев, действие этой влаги в направлении дальнейшего снижения поверхностного натя.жения вещества при разрастании трещин прекращаться не будет.

Периодически присаживая в помоль«ый аппарат пар, мы обеспечиваем необходимую конденсацию его в капиллярах и трещинах и, тем самым.

достигаем понижения сопротивляемости; размалываемого вещества.

Иными словами, самим фактом присадки в помольный аппарат пара в общем случае достигается увеличение производительности помольного аппарата.

Существующие в настоящее время способы механического измельчения материалов сводятся к непосредственному приложению усилий к отдельным кускам материала, влекущему его раздробление и измельчение.

При этом для отвода продукта применяются как механический, так и пневматический пути.

Предлагаемый способ измельчения материала имеет тот отличительный признак, что в процессе измельчения искусственно обеспечивается увлажнение поверхности измельчаемого материала впрыскиванием воды или обдуванием паром, благодаря чему достигается повышение произодительности оборудования.

Впрыскивание воды или обдувание паром осуществляется по трубопроводу, подводимому непосредственно к помольному агрегату.

В отдельных случаях измельчения влажного материала (например, влажный уголь) дополнительно применяется предварительная подсушка или же подсушка во время измельчения, чем устраняется отрицательное влияние содержащейся в материале влаги, вызывающей снижение производительности аппаратуры.

В таких случаях при наличии тонкого размола в пыль (например, пылевидное топливо) обычно транспортирующий продукт агент одновременно является и подсушивающим агентом, но известно, что подсушка материала происходит от поверхности к центру куска, причем наиболее глубокая подсушка является и наиболее трудно достижимой.

Таким образом, в иных случаях возникает необходимость последовательного создания условий, наиболее благоприятных для успешного измельчения материала, а именно:

а)подсушка материала,

б)увлажнение поверхности материала воздействием воды или водяного

пара, чем обеспечивается необходимое понижение прочности материала при одновременно производящемся измельчении,

в) с достигнутым понижением прочности материал легче раскалывается на более мелкие куски, обнаруживая внутренние слои, насыщенные влагой, не поддавшиеся подсушке. В этой стадии материал сперва нуждается в подсушке, после чего

г) для понижения его прочности он снова подвергается воздействию воды или водяного пара и т. д.

Предмет изобретения.

Способ дробления угля и тому подобного материала, отличающийся тем, что материал перед дроблением просушивают, а при дроблении подвергают поверхностному увлажнению, например, паром.