Устройство для тонкого измельчения материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОцИАлистичеснихРЕСПУЬЛИН 9) (11) 4 ( 5 1 ) В 0 2 С 1 3/ 2 4 1 В 0 2 С 1 9 8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и 03 ЯРытий ПИСАН ОБРЕТЕН К АВТОРСН ЬСТВУ(56) 1.Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М., Химия, 1971, с.741- 742.2.Авторское свидетельство СССР 9 950430, кл.В 02 С 2/04, 1973,З.Авторское свидетельство СССР В 925383, кл.В 02 С 7/14, 1980 (прототип)корпуса неподвижные горизонтальн стержни, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения ра номерности выхода измельченного сырья и непрерывности работы за устранения зависания материала, снабжено закрепленными на шарово жернове стержневыми гребенками, а неподвижные стержни на корпусе расположены между стержнями гребенки.2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что стержн вые гребенки на жернове смещены вертикали на одинаковый угол. ы Бюл.В 4О.А.Фаизо в счетоном е о жд ью(54) (57 ИЗМЕЛЬ венно л содерж на верт под дру и шаров ленные) 1.ЧЕНИЯ ипкоащее икал гом ой ж на в СТРОИСТВС) ДЛЯ ТОНКОГО МАТЕРИАЛОВ,преимущест о комкующегося сырья, становленные в корпус ном приводном валу др оризонтальные стержни рнов, а также закрепутренней поверхности 3. Устройство ч а ю щ е е с я стержневыми греб составляет 5-20 ф4. Устройство ч а ю щ е е с я ние между стержн бенки уменьщаетс по п.2, о т лтем, что уголнками и вертикпо п.1, о т лтем, что расстями каждой грея сверху вниз.Изобретение относится к техникетонкого измельчения материалов иможет быть использовано в .химической промышленности для переработкисоединений цветных металлов, редкихи рассеянных элементов, преимущественно для измельчения комкующихся,склонных к налипанию твердых материалов в установках малой производительности,Технология получения и переработки цветных металлов, редких,рассеянньи,радиоактивных и некоторых дру"гих элементов и их соединений достаточно сложна и многооперационна,связана с вскрытием руд и вьщелениемконцентратов, переработкой концент"ратов до чистых полупродуктов и сполучением целевых соединений. Навсех этапах переработки процессы ведутся в различных фазах, что вызывает необходимость использованияопераций сушки, измельчения, классификации и смешения. Часто проведение этих операций осложняется характером получаемого продукта, восновном склонностью порошков кналипанию и комкованиюВ совре-менных крупномасштабных производствах вопросы преодоления этого недостатка решены в достаточной мере. Вомногих случаях, особенно в технологии редких и рассеянных элементов,масштабы производства невелики ииспользуемые установки имеют небольшую производительность (10"15 .кг/ч),при этом возрастает отрицательноевоздействие адгеэионной способности порошков.Известны кольцевые мельницы длятонкого измельчения с роликовыми илишаровыми рабочими органами, измельчающие материал раздавливанием илиистиранием на поверхности неподвиж-ного или вращающегося кольца (вкладыша), Кольцевые мельницы снабженывоздушным классификатором для разделения Фракций материала Ц .Однако известные мельницы характеризуются сложностью конструкции,использованием воздуха (инертногогаза) в качестве транспортирующегоагента, что требует его дополнительной очистки, загрязнением измельчаемого материала конструкционнымипримесями вследствие истираиия, воз-.можностью налипания материала нарабочие органы и корпус.Известен вибрационный кзмельчитель, содержащий корпус с наружнымконусом, внутри которого размещенобкатывающий конус, закрепленныйна нижнем конце вала, Отклоненногопод небольшим углом от оси вертикального приводного вала, при этомвалы соединены универсальным шарниром, а на валу внутреннего конусаустановлена крыльчатка. Частицы из 51015 мельчаются под действием инерционных усилий между конусами раздавливанием или расплющиванием, куда они интенсивна подаются за счет вращения крыльчатки и высокочастотной вибрации корпуса, вызываемой дебалансом внутреннего конуса 2.Недостатками данной конструкции при измельчении комкующихся материалов являются получение частиц чешуйчатой (пластинчатой) формы, загрязнение иэмельчаемого материала примесями иэ-эа истирания протяженных рабочих поверхностей конусов, сложность использования вибрационных устройств в установках малой производительности. Наиболее близкой к предлагаемойпо технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для тонкого измельчения материалов, содержащее установленные в корпусе на вертикальном приводном валу друг под другом горизонтальные стержнк к шаровой жернов, а также закрепленные 25 на внутренней поверхности корпуса.неподвижные горизонтальные стержни 13,Недостатком известного устройст.ва при работе с твердыми комкующи" ,мися, склонньаки к налипанию материалами является наличие застойной зоны - пространства между сферической поверхностью шарового жернова и вертикальными .стенками корпуса, где образуется в результате зависания плотная, пробка материала, которая не подает материал в зону контакта жернова с корпусом - зону размалывания, в результате чего нарушается равномерность выхода материала. Об разование пробки может привести кполной забивке этой эоны матерна" лом к выходу устройства из строя.Взаимодействие вращающегося слоя уплотненного материала, обладаю щего абразивными свойствами, ведетк повышенному исткранкю рабочих органов на значительной части их нерабочей поверхности, а значит и загрязнению измельчаемого материала нежелательными примесями частиц материалов рабочих органов. Кроме того, Высокая адгеэионная способность материала ведет к налипанию материала, особенно на расположенный перед жеркОВОм шнековый питателью который перестает выполнять свою функцию подачи материала в зону окончательного кзмельчения. Чтобы Очистить устройство От залкпшего на шнеке материала и От зависшей пробки, его 60 необходимо остановить и прочистить,т.е. нарушается непрерывная работа устройства, что ведет к сбою во всей технологической цепочкеЦель изобретения - обеспечение 65 равномерности выхода измельченногосырья и непрерывности работы за счет устранения зависания материала.Поставленная цель достигается тем, что устройство для тонкого измельчения материалов, преимущественно липкого комкующегося сырья, содержащее установленные в корпусе на вертикальном приводном валу друг под другом горизонтальные стержни и шаровой жернов, а также закрепленные на внутренней поверхности кор пуса неподвижные горизонтальные стержни, снабжено закрепленными на шаровом жернове стержневыми гребенками, а неподвижные стержни на корпусе расположены между стержнями гребенки.При этом стержневые гребенки на жернове могут быть смещены от вертикали на одинаковый угол, который составляет 5-20 , а расстояние между стержнями каждой гребенки умень 1 шается сверху вниз.На чертеже изображено предлагаемое устройство для тонкого измель-. чения, разрез. 25Устройство содержит корпус 1 с крышкой 2 и загрузочным патрубком 3. В корпусе 1 по его оси уста-новлен вертикальный вал 4, верхний конец которого размещен в подшипниковой опоре 5, смонтированной на подставке 6, установленной на крышке 2. Нижний конец вала 4 закреплен в шаровом жернове 7, образующем узкий рабочий зазор 8 с втулкой 9, через регулировочное кольцо 10 свя- З 5 занной с корпусом 1, при этом внутренние диаметры корпуса 1, регулировочного кольца 10 и втулки 9 одинаковы. На валу 4 между загрузочным патрубком 3 и шаровым жерновом 7 расположен ворошитель 11, выполненный в виде нескоЛьких рядов горизонтальных стержней (спиц). На шаровом жернове 7 закреплены горизонтальные стержни 12, образующие в вертикаль ном ряду гребенку 13. Ось гребенки 13, проходящая через центры стержней 12, отклонена от вертикальной оси на угол 5-20. Расстояние между стержнями в гребенке 13 неодинаково: самое большое расстояние между верхними, а затем онр постепенно уменьшается. На шаровом жернове 7 установлены четыре равноотстоящих друг от друга гребенки 13, однако устройство может работать как при меньшем числе гребеиок (но менее эффективно), так и при большем их числе (оно ограничено габаритами устройства и соответствует большему внутреннему диаметру корпуса). В зазорах между 60 стержнями 12 гребенок 13 расположены стержни 14, закрепленные неподвижно в корпусе 1 и образукщие в вертикальном ряду гребенку 15, ось которой параллельна вертикали, а расстояние 65 между стержнями 14 уменьшается сверху вниз соответственно подвижной гребенке 13.Устройство работает следующим образом. Через загрузочный патрубок 3 непрерывно подают материал с размерами кусков не более 10 ми. От двигателя (не показан) вращают со скоростью 5-20 об/мин (большая скорость недопустима для продукта) вал 4 с установленными на нем ворошителем 11 и шаровым жерновом 7. Ворошитель 11 интенсифицирует подачу материала вниз и равномерно распределяет его по всему сечению корпуса 1. Подвижная гребенка 13 иэ стержней 12 захватывает материал и перемещает, его вниз по спирали за счет наклона гребенки 13, при этом при взаимодействии верхних стержней гребенок 13 и 15 дробятся самые крупные куски материала. Дробленые куски подхватываются нижележащими подвижными стержнями 12 и дробятся при взаимодействии со стержнями 14 неподвижной гребенки 15 на более мелкие куски за счет уменьшения расстояния между стержнями по вертикали. Максимальный зазор между стержнями каждой гребенки должен быть меньше максимального размера загружаемых кусков. Последующие зазоры между нижележащими стержнями уменьшаются так, чтобы зазор между последними стержнями был немногим более диаметра входя" щего между ними стержня смежной гребенки для исключения зацепления подвижных и неподвижных стержней друг от друга. Угол отклонения оси подвижной гребенки 13 от вертикали определяет силу давления на материал и зависит от его свойств. Минимальный угол наклона 5 выбран иэ условия создания минимального давления на слой материала, необходимого для транспортировки матерна" ла по спирали сверху вниз и используется для более мягких материалов. Экспериментально установлено, что при меньших углах отклонения подвижные гребенки 13 при вращении не преодолевают образующейся пробки.При угле наклона большем 20 , заосчет уменьшения пути материала по спирали, сильно возрастает нагрузка на стержни и возникает деформа" ция (изгиб) подвижных стержней 12, приводящая к зацеплению (удару) их со стержнями 14 и к выходу устройства иэ строя. В результате прохождения материала через узел предва" рительного измельчения куски измельчаются до 1,5-2 мм и при этом принудительно перемещаются вниз в рабочий зазор 8 между шаровым жерновом 7 и втулкой 9, где происходит тщатель1136836 Составитель Л.ЧубуковаРедактор Т.Митейко Техред З.Палий КорректорС,Шекмар ПодписноеСССРйаб., д.4/5 584комитети открыаушская аказ 10360/5 Тир ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 113035, Москва, Жфилиал ППП Патент., г.ужгород, ул,Проектная, 4 ное окончательное измельчение до размера. менее 1 мм. Степень перетира устанавливают изменением величины рабочего зазора 8 путем подбора толшины регулировочного кольца 10. Готовый продукт из зазора 8 поступает в приемную емкость или реактор (не показаны) для дальнейшего использования. Предлагаемое устройство позволяет за счет устранения зависания обес" печить непрерывную его работу, т.е. повысить коэффициент использования .оборудования в 2-3 раза и снизить в 4 раза выход мелкодисперсной фракции, что приводит к исключению сбоев в технологической цепочке и к повышению качества целевого продукта.