Струйная мельница

фбооюаицдфЮВЭНйхз-те,имОП ИС)ГЙИЕ ИЗОБР ЕТЕ Н И Я Сова Советских УЗУООЗ Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 30.05.80(51) М.Кл, В 02 С 19/06 Государствениый комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СТРУЙНАЯ МЕЛЬНИЦА Изобретение относится .к устройствам для сверхтонкото измельчения в жидких средах различных материалов до размеров частиц 0,1 мкм. Измельчаемыми материалами могут быть калиевые соли, аммиачная селитра, .различные горные породы, металлы идр,Известно устройство для измельчения материалов, содержащее камеру помола с разгонным сопломнапротив которого уэста новлена отбойная сетка, загрузочный,и вытрузочный патрубки 1 Ц.Недостатком такого устройства является невозможность получить сверхтанкий продукт, 15Наиболее близким к изобретению техническим решением является струйная мельница для сверхтонкого измельчения материалов в жидких средах, содержащая насос, камеру измельчения, сопло н излуча тель ультразвуковой энергии 121.Недостатком данного устройства является низкая эффективность процесса,измельчения.Цель изобретения - повышение эффек тивности процесса измельчения.Указанная цель достигается тем, что струйная мельница для сверхтонкого измельчения материалов в жидких ередах, содержащая насос, камеру, измельчения, соп ло и излучатель ультразвуковой энергии,снабжена отражательной, плитой, а сопложестко соединено с,излучателем ультразвуковой энергии, причем отражательная плита, с целью снижения износа, может бытьвыполнена плавающей и расположена соосно с соплом и помещена в суспензию, а отражательная,плита может быть выполненас кумулятивной выемкой, расположеннойсо стороны оапла.На,фиг. 1 показана струйная,мельница,разрез; на фиг. 2 - то же, вариант выполнения с акустичесиим волноводом.Струйная мельница содержит насос 1,соплю 2, вибрирующее с ультразвуковойчастотой, камеру З,измельчения, отражательную плиту 4, вьгполненную,плавающей,расположенную соосно с соплом 2 в суспензии и,имеющую кумулятивную выемку о,нзлучатель 6 ультразвуковой энергии, жестко соединенной,с соплом 2,Излучатель 6 ультразвуковой энергиипосредством акустического волновода 7,ооединен с соплом 2 (фиг. 2).Измельчение материала происходит следующим о бразом,Вначале с помощью насоса 1 и ультразвукового,вибрировавия сопла 2 излучателем б разгоняют основную струю 8 исход,ной суспензии и сталкивают ее с плаваю35 40 45 50 55 60 СССР СССР щей отражательной 4 плитой с такой скоростью /Опри которой как в твердых часпицах, так и в жидкой среде возникают ударные волчины, давления на которых превышают напряжения разрешения твердых частиц до 100 раз и более.Благодаря;воздейспвию ударных волн частицы измельчаемого материала сильно сжимаются и пластически деформируются.Для хрупких кристаллических материалов типа каменной, соли, селитры, калиевых солей и мнопих других продуктов с пределом прочностаи на разрыв ор -- 3- 10 кг/млР давление Р на ударной волне лрактически может превышать -.р более, чем,в сотни раз. Для материалов с ар =10 - 100 кг/лм технологически возможно превышение Р в 10 раз. Для материалов с р) 100 кг/люм может быть обеспечено Р=(1,5 - 10) р,Для возникновения указанных значений давлений на ударных волнах в измельчаеяом материале основную струю в,разгоняют в первом случае до скоростей У,=170 - 500 м/с, во втором случае - 900 - 1300 м/с и выше. Для эффективного измельчения .выеоколрочных металлов скорость основной струи благодаря высокой скорости распространения ударных волн,выбирается,примерно такой же, как и для материалов, указанных:в пер(вом случае.От плавающей плиты сильно измельченные частицы твердой и жидкой фаз отражаются распределенной струей 9 со скоростью У 1,и сталкиваются с внутренней стенкой камеры, т, е. с отражателем 4 где они измельчаются повторно.От отражателя струи измельченных частиц,направляют на ось основной струи 8 со скоростью ь., где они, сталкиваясь между ;обой и основной струей, снова измельчаются, Значения У, и 02 зависят от выбора1/О / - ,Уь Из этого следует, что наиболее эффективное,измельчение материала в ппарате происходит при условии, когда Р) орпри наименьших скоростях столкновения струй, т, е. при столкновении частиц между "собой.После прохождения указанного пути готовая суспензия по(ступает дальше через патрубок 10 на выход. В результате технологический процесс;измельчения материала получается непрерывным.С целью осуществления сверхтонкогоизмельчения материалов,при скоростях 170 - 1300 м/с и при воздействии на части цы возникающих при этом давлений ударных волн, во много раз превышающих:напряжейия разрушения материалов, отражательную плиту 4 помещают в суспензию,на глубину 50 - 500 мм,и более. Глубина погружения зависит от выбора скорости струи. Чем больще скорость основной струи 5 10 15 20 25 30 суспензиитем глубже,погружают плиту, Кроме того,:плиту выполняют .плавающей, Этим достигается всестороннее ее охлаждение потоком жидкой среды. Плита 4 отделена от акустическоговолновода 7 (фиг. 2) .или основания 11 (фиг, 1) слоем суопензии и опирается иа пружины (амортизаторы), Она немеет небольшие размеры и, в случае необходимости, легко заменяется,на новую,С,целью исключения,непосредственного удара струи О плиту, последнюю выполняют с кумулятивной .выемкой Б. Этим достигается образование подушки - тонкого слоя между плитой и передним фронтом струи. В результате предохраняется плита от разрушения,и одновременно в 2 раза возрастает давление струи на препятствие, улучшающее процесс измельчения материала.Для предохранения от разрушения и уменьшения износа канал сопла выполнен из корунда.Применение вибрирующего с ультразвуковой частотой сопла значительно снижает гидравлическое сопротивление потоку среды и уменьшает вязкость суспензии в 4 - 10 раз, Одновременно в жидкой среде,в сопле образуются кавитационные пузырьки, которые дополнительно повышают давление в струе и этим.способствуют увеличению ее скорости, значительно повышается эффективность процесса измельчения. Ф о р мул а,и зо бр етения 1. Струйная мельница для сверхтонкого измельчения, материалов в жидких средах, содержащая насос, камеру измельчения, сопло и излучатель ультразвуковой энергии, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышенияэффективности процесса измельчения, она снабжена отражательной плитой, а сопло жестко соединено с излучателем ультразвуковой энергии.2, Мельница по и. 1, о тл,ич а ю щ а яс я тем, что, с целью снижения:износа отражательной плиты, последняя,выполнена плавающей, расположена соосно с соплом и помещена в оуспензию.3, Мельница по л, 1 и 2, отл,ич ающ а я с я тем, что, с целью создания направленности отраженных струй, отражательная плита выполнена с кумулятивной выемкой, расположенной со стороны сопла. Источники информациипринятые вовнимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство154472, кл. В 02 С 19/06, 1962. 2, Авторское свидетельство138252, кл. В 01 Р 3/12, 1960.737 О 08 Составитель Н. Бибина Техред В. Серякова актор Т айн Корректо мин Тип. Харьк. фнл. пред. Патент аказ 560/704 Изд.312ПО Поиск Государственного комитета С" 113035, Москва, Ж, Р Тираж 698 по делам изобретенская наб., д. 4/5 одписное открытий