Способ измельчения вещества и устройство для его осуществления

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 04,0280 (21) 2878518/29-33 с присоединением заявки Ьо В 02 С 4/08 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(088.8) Опубликовано 23.1131. Бюллетень М 43 Дата опубликования описания 23. 11. 81(11) Заявитель 154 ) СПОСОБ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ВЕЩЕСТВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ 1.11 ЕСТВЛЕН 11 ЯИзобретение относится к техникекзмельченкя в производстве особочистых веществ и химических реактивов.5Известен способ измельчения вещества путем раздавливания продуктапри его прохождении между врацающимися навстречу друг другу цклкндри"ческкмк валками 11,10Известно устройство для дробления, которое ссстокт из загрузочного бункера-дозатора, корпуса и расположенного под ним разгрузочногобункера, В корпусе установлены захватывающие к дробяцие валки с фигурной поверхностью, которые представляют собой набранные на валу дискис зубьями так, что выступы зубьеводного валка находятся против впадин213другого ).21Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство, содержащее загрузочный бункер-дозатор, корпус, в котором расположены валки с фигурной поверхностью, представляющие собой совокупность продольных и поперечныхребер разгрузочный бункер-лоток,в котором процесс измельчения вещества происходит путем раздавливаня продукта прк егс прохождении между вращающимися навстречу друг другу валкамк, с фигурной поверхностью 33 .Недостатком известных устройств является то, что кзмельчаемое ство непосредственно контактирует с поверхностью валков и загрязняется материалом валков, наткраемым в процессе измельчения.Цель изобретения - повышение качества пзмельчаемого продукта за счет исключения контакта с поверхностью валков. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу вещество на раздавливан:,. подают в течение первых 10-б 0 с со скоростью подачи на 20- 50 выше производительности измельчения, а затем со скоростью подачи на 5-10. выше производительности измель енияВ предлагаемом способе на поверхности валков образуется постоянный футерующий слой из измельчаемого вещества, а при подаче материала на 5-10 выше прокзводительности измельчения, вещество раздавливается между футерозанными валками.Таким образом, иэмельчение вещества между валками, Футерованными постоянным слоем того же измельченноговещества, исключает контакт веществапри измельчении с материалом поверхности валков, что сохраняет чистотувещества,5В устройстве для реализации данного способа, состоящем из загрузочного бункера-дозатора, корпуса,иэ -мельчающих валков, разгрузочного бункера, рабочая поверхность валков выполнена в виде пазов типа "ласточкин хвост", параллельных осям валков,причем под каждым валком смонтировануплотняющий ролик,Кроме того внутренняя поверхность 15корпуса выполнена зубчатой.Уплотняющие ролики обеспечиваютполучение постоянной толщины Футерующего слоя. Внутренняя поверхностькорпуса имеет рифления эубчагого про- ЩФиля для удержания на ней части из -мельчаемого вещества, также выполняющего роль защитного слоя, исключающегоконтакт измельчаемого вещества с материалом стенок корпуса и сохраняюще-го чистоту вещества,На Фиг. 1 схематически изображенпериод образования Футерующего слоя;на фиг. 2 - иэмельчение вещества раз -давливанием между футерованными валками,Устройство содержит загрузочныйбуьчер-доэатор 1, которь.й крепитсяна верхней части корпуса 2. В центральной части корпуса установлены иэмельчающие валки 3 с фигурной поверхностью, выполненной в виде параллельных оси валков паз в 4 типа "ласточкин хвост", под валками расположены уплотняюшие ролики 5, в нижнейчасти корпуса крепится разгрузочный 40бункер 6, а внутренняя поверхно"тькорпуса имеет рифли 7 зубчатогог.:рофиля.Устройство работает следующимобразом. 45Измельчаемое вещество иэ загрузочного бункера-доэатора 1 подается втечение первых 10-60 с со скоростьюподачи на 20-50 выше производительности измельчения на валки 3, Так как щмежду валками имеется зазор, рассчитанный на появление футерующего слоя,т,е. величина зазора на двойную толщину футерующего слоя больше величинызазора, рассчитанного по условиям измельчения,то данные скорости подачиобеспечивают образование на валках"завала". Наличие "завала" являетсянеобходимым условием формирования футерующего слоя.Таким образом, в этот момент ве щество из массы "завала" начинает образовывать футерующий слой, т.е. раэдавливатьсяи плотно запрессовыватьсяпод действием усилия валков в пазы 4 типа "ласточкин хвост", про Филь которых способствует удержаниюфутерующего слоя на валках. Толщинафутерующего слоя поддерживаетсяпостоянной с помощью уплотняющихроликов 5, выполненных из инертногоматериала, который не лимитируетсятребованиями по твердости и прочности (например, фторопласт). Одновременно с этим часть вещества распыляется вращаюцимися валками навнутреннюю поверхность корпуса 2,которая имеет рифли 7 зубчатогопрофиля, и образует на ней такжепостоянный защитный слой, Таким образом, начальный момент (10-60 с)работы устройства является периодом образования футерующего слоя. Вэтот период измельчаемое веществопрактически не поступает в разгрузочный бункер.Эатем вещество подается из загрузочного бункера-доэатора на валкисо скоростью подачи на 5-10 выше производительности измельчения, т,е.начинается процесс измельчения, прикотором вещество раэдавливается между футерованными поверхностями валков и поступает в разгрузочный бункер, Скорость подачи на 5-10 вышепроизводительности измельчения выбрана потому, что в процессе измельчения нижняя часть Футерующего слояразрушается и ее необходимо восполнять, чтобы иметь футерующий слойпостоянной величины. А это уже невлияет на сохранение чистоты вещества при измельчении, но необходимодля поддержания равномерности самогопроцесса измельчения.Время начального периода (1060 с), скорости подачи (на 20-50и на 5 - 10 выше производительностиизмельчения) выбраны потому, что воснове закладывается условие зависимости производительности измельчения от окружной скорости валков,которая на практике обычно беретсяв пределах 2-6 м/с,П р и м е р 1, Диоксид цирконияОСЧ "9-2" (особо чистый) подавалсяиз загрузочного бункера-доэатора навалки (валки и корпус устройства выполнены из стали ХВГ) со скоростьюподачи на 43 выше производительности измельчения, Окружная скоростьвалков составляла 5 м/с. Футеоующийслой образовался в течение первых20 с работы устройства. Эатем данное вещество подавалось со скоростьюподачи на 7 выше производительностиизмельчения, т.е. иэмельчение велосьс таким превышением подачи,Анализ измельченного вещества показал наличие примеси железа (однойиз самых жестко лимитируемых примесей в особо чистых веществах) 3 10510мас., т,е. соответствие нормам. В то время как измельчение данного вецества при известных сяособе882,602 25 45 Источники информации,принятые во э;имание при экспертизе1. Планов"кий А.Н. и Николаев П.И.Процессы и аппараты химической инефтехимической технологии. М "Химия", 1972, с. 461.2. Авторское свидетельство СССРР 232657, кл. В 02 С 4/02, 1968,3, Авторское свидетельство СССРР 476892,кл. В 02 С 4/02, 1975. 55 60 и устройстве (выполненного из стали ХВГ) Обнаруживает в измельченном веществе 510 мас.Ъ примеси железа.П р и м е р 2. Карбонат калия ОСЧ "7 - 5" (особо чистый) подавался иэ загрузочного бункера-дозатора на валки (валки и корпус устройства выполнены иэ стали ХВГ) со скоростью подачи на 38 выше производительности измельчения. Окружная скорость валков составляла 4 м/с.футерующий слой образовался в течение первь.х 30 с работы устройства. Затем данное вещество подавалось со скоростью на 6 выше производительности измельчения.Анализ измельченного вещества прказал наличие примеси железа 110 3 10 мас,%, т.е. соответствует нормам, Измельчение данного вецества при известных способе и устройстве (выполненных из стали ХВГ) обнаруживает в измельченном веществе-и5 10 мас.Ф примеси железа.П р и м е р 3, Вещество (например, диоксид циркония и карбонат калия) подавалось из загрузочного бункера-доэатора на валки со скоростью подачи на 20 выше производительности измельчения (окружная скорость валков составляла 2 м/с), В течение первых 10 с и далее при увеличении времени Футерующий слой не образовывался и измельчение не происходило. Причина в том,что зазор между валками рассчитывается из условий образования Футерующего слоя и самого измельчения между футерованными валками, т.е, имеет величину, при которои основная масса измельчаемого вещества просыпается через зазор, не образуя необходимого "завала ".П р и м е р 4. Вецество (например, диоксид циркония, карбонат бария) подавалось иэ загрузочного бункера-дозатора на валки со скоростью подачи на 50 выше производительности измельчения (окружная скорость валков составляла б м/с).Режим работы устройства нарушался,т,е, происходил "завал" вещества на валках выше необходимой нормы (из условия образования футерующего слоя). При этом вещество прекращает поступать на валки иэ загрузочного бункера-дозатора и в отдельных случаях происходило заклинивание валков.Применение предлагаемых способа и устройства в производстве особо чистых веществ дает то преимущество перед известными способом и устройством, что нет необходимости подбирать дефицитные и дорогостоящие конструк 5 10 15 2030 35 50 ционные материалы, из которых изготовляется иэмельчающее устройство индивидуально для каждого вещества,чтобы сохранить его чистоту в процессе измельчения. При этом часто бывает,что таких материалов подобрать вообще невозможно, так как кроме требований по чистоте они должны удовлетворять требованиям по грочности.Таким образом, предлагаемые способ и устройство не только дадут э 1 фект с точки зрения экономии дефицитных конструкционных материалов, т.е. предлагаемое устройство изготовляется из обычных конструкционных сталей (например, сталь ХВГ),но также позволяет решить проблему измельчения особо чистых веществ с сохранением требуемой чистоты, для которых невозможно подобрать подходяций конструкционный материал измельчающих устройств (при известных способе и устройстве),Формула изобретения 1, Способ измельчения вещества путЕм раздавливания его между вращающимися навстречу друг другу валками,О т л и ч а ю к 1 и и с я темр что,с целью повышения качества измельчаемого вещества за счет исключения егоконтакта с поверхностью валков, вещество на раздавливание подают в течение первых 10 - 60 с со скоростью подачна 0 ввыше производитель -ности измельчения, а затем со скоростью подачи на 5-10: выше производительности измельчения.2. Устройство для осуществленияспособа по п,1, состоящее из загрузочного бункера в дозато, корпуса,измельчавших валков и разгрузочногобункера, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что рабочая поверхность валковвыполнена в виде пазов типа "ласточкин хвост", параллельных осям валков,причем под каждым валком смонтировануплотняюций ролик.3, Устройство по п.2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что внутренняяповерхность корпуса выполнена зубчатой,