Центробежно-ударная мельница

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК 09) (И) цц В 02 С 13/14 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯдК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ%1:авг и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПЪЙ(71) Ивановский ордена ТрудовогоКрасного Знамени химико-технологический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 737002, кл. В 02 С 13/09,. 195.2, Авторское свидетельство СССРВ 671838, кл. В 02 С 13/14, 1975.3. Авторское свидетельство СССР8 ф 671839, кл, В 02 С 13/14, 1977,4. Авторское свидетельство СССРУ 350510, кл,В 02 С 13/14, 1968,5. Авторское свидетельство СССРВ 801880, кл. В 02 С 13/14, 1978(про готип),(54)(57) 1, ЦЕНТРОБЕЖНО-УДАРНАЯМЕЛЬНИЦА, содержащая вертикальныйступенчатый корпус с отбойнымипланками, каждая ступень которого; считая по ходу перемещения материала, имеет больший диаметр, расположенный в корпусе ступенчатый дисковый ротор с билами, загрузочный и расположенный в донной части корпуса разгрузочный патрубки, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса сушки при измельчении полимерных материалов, она снабжена смонтированной внутри корпуса на . первой его ступени диафрагмой, имею" щей форму синусоиды с вершиной волны, расположенной между двумя соседними отбойными планками, а разгрузочный патрубок расположен на внеш- Е ней торцовой поверхности корпуса и выполнен но архимедовой спирали с равномерно увеличивающимся по ходу движения материала поперечным сечением. И2. Мельница по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что отношение диаметра диска ротора второй ступени к диаметру диска ротора первой ступени составляет 1,5-2,5.Кроме того, известна центробежная мельница, предназначенная для измельчения и осушки продукта,содержащая ступенчатый корпус с загрузочным и разгрузочным устройствами и ступенчатый ротор, имеющий диски со ступицей, на которых жестко закреплены билы и лопатки 43.Недостатком мельницы является невозможность управления процессом 50 Изобретение относится к устройствам для сушки и одновременного тонкого измельчения полимерных материалов и может быть использовано в химической, фармацевтической и 5 целлюлозно-бумажной промышленности.Известна центробежная мельница, содержащая загрузочное и разгрузоч-. ное устройства, ступенчатый корпус с отбойниками, в котором на гориэон тальком валу установлен ротор,состоящий из набора дисков с билами. На дисках второй и третьей ступени ротора смонтированы лопатки, вогнутые в направлении вращения ротора и 15 оканчивающиесяу отверстий, выполненных в дисках у ступицы 1 3.Недостатком данной конструкции является большое внутреннее сопротивление системы и то, что при таком 20 расположении разгрузочного натрубка мельница может работать только под вакуумом, а это связано с увеличением энергозатрат на получение единицы готовой продукции.25Известна мельница, содержащая загрузочный и разгрузочный патрубки, ступенчатый корпус с отбойниками, в котором на валу расположены диски с билами. Рабочее прост- З 0 ранство последней ступени и смежных с ней ступеней соединено обвсцными и переточными трубами 2.Недостатками мельницы являются сложность конструкции и невысокая З 5 производительность, так как время пребывания материала в мельнице за счет рециркуляций продукта великоИзвестна также центробежная удар ная мельница, содержащая ступенчатый ротор с билами и корпус с отбойниками и боковыми бронеплитами, а также загрузочный и разгрузочный патрубки ГЗ 3 45Недостатком данной конструкции является невозможность регулирования тонины помола продукта. удаления влаги из продукта и степенью измельчения материала, так как нельзя регулировать время пребывания материала на ступенях,Наиболее близкой к предложенной является центробежно-ударная мельница, содержащая вертикальный ступенчатый корпус с отбойными планками, каждая ступень которого, считая по ходу перемещения материала, имеет больший диаметр, расположенный в корпусе ступенчатый дисковый ротор с билами, загрузочный и расположенный в донной части корпуса разгрузочный патрубки 5 3.Однако известная мельница, хорошо работая прч измельчении и сушке .хрупких материалов повьппенной влажности, не пригодна для сушки и тонкого измельчения полимерных матерна" лов. Как показали исследования аэродинамики движения газодисперсного потока в мельнице, время пребывания частиц на первых двух ступенях очень мало. Вводимые в мельницу частицы после одного или двух соударений с .билами ротора первой и второй ступени оказываются в зоне третьей ступени корпуса, где в основном происходит и заканчивается процесс измельчения и сушки материала, В результате этого температура гаэодисперсного потока повышается, что приводит к термодеструкции материала и его оплавлению.Кроме того, перпендикулярное к направлению движения частиц расположение разгрузочного патрубка приводит к изменению движения газодисперсного потока на 90 и соответстовенно к увеличению суммарного сопротивления в системе, что влечет эа собой возрастание температуры транспортирующего агрегата и повышение удельных энергозатрат, связанных с транспортировкой готового продукта.Целью изобретения является повышение эффективности процесса сушки при измельчении полимерных материалов.Поставленная цель достигается тем, что центробежно-ударная мельница, содержащая вертикальньп ступенчатый корпус с отбойными планками, каждая ступень которого, считая по ходу перемещения материала, имеет больший диаметр, расположенньп вМельница содержит загрузочный 25 патрубок 1 корпуса 2, в котором на вертикальном валу 3 установлен ротор 4, выполненный в виде двух дисков различного диаметра с бнлами 5.В корпусе 2 по окружности смонтиро- З 0 ваны отбойные планки 6, а на первой ступени корпуса установлена классификационная диафрагма 7, выполненная в виде синусоиды, причем вершина волны диафрагмы расположена между двумя соседними отбойными планками, а впадина - под отбойником. На нижнем торцовом фланце корпуса последней ступени под выходным отверстием 8 смонтирован разгрузочный патрубок 9, выполненный в виде желоба по архи медовой спирали и оканчивающийся выходным патрубком 10. 45 50 55 корпусе ступенчатый дисковый роторс билами, загрузочный и расположенный в донной части корпуса разгрузочный патрубки, снабжена смонтированной внутри корпуса на первойего ступени диафрагмой, имеющейформу синусоиды с вершиной волны,расположенной между двумя соседни-.ми отбойными планками, а разгрузочный патрубок расположен на внешнейторцовой поверхности корпуса и выполнен по архимедовой спирали с рав"номерно увеличивающимся по ходудвижения материала поперечным сечением.Причем отношение диаметра дискаротора второй ступени к диаметрудиска ротора первой ступени составляет 1,5-2,5,На фиг.1 изображена предлагаемая центробежно-ударная мельница,на Фиг.2 - вид А на Фиг.1, нафиг.3 - вид Б на фиг,1 (диафрагма). Мельница работает следующим образом.Влажный продукт вместе с воздухом через загрузочный патрубок 1 поступает на первую ступень корпуса мельницы, где он разгоняется билами 5 первой ступени ротора 4,. ударяетсяоб отбойники, деформируется, отражается от них, попадает под удары бил и снова деформируется. Наличие классификационной диафрагмы 7, выполненной в виде синусоиды, вершина волны которой расположена между двумя соседними отбойниками, приводит к тому, что материал при своем кольце 5 10 15 20 вом движении в корпусе 2 мельницы перед отбойной планкой поднимаетсяпопадает под удары бил 5, смонтированных на диске ротора 4 первой ступени, н снова подвергается импульсному ударному деформиоованию со скоростью, не превышающей предел прочности на сжатие для данного материала. Таким образом, происходит импульсное высокоскоростное дефор" мирование частиц беэ их разрушения на первой ступени, В результате деформирования полимерных частиц на первой ступени происходит быстрый прогрев материала, причем температура частицы становится на 30-60 С выше температуры воздуха. При взаимодействии нагретых частиц с газовым потоком, имеющим температуруо20-50 С, происходит тенлоотдача от поверхности частиц газовому потоку, В результате теплообмена материала с теплоносителем температура поверхности частиц оказывается ниже температуры центра. Таким образом, возникает температурный градиент, способствующий увеличению тока влаги из объема частицы к поверхности испарения за счет температурной диффузии, поскольку термодиффузионный поток направлен из центра к поверхности.Волновой характер нацряжений и деформаций ударных нагрузок, создаваемых ротором мельницы, приводит к многократному расширению капилляров в одних зонах твердой частицы и их сужению в других зонах, спо" собствует также быстрой механической транспортировке влаги из капилляров на поверхность частиц. Исключительно высокая скорость движения воздушных потоков и сильная турбулизация в центробежно-ударной мельнице приводит к быстрому удалению влаги с поверхности частиц. Наличие классификационной диафрагмы 7 между первой и второй ступенями корпуса способствует задержке влаж-,. ного материала в зоне первой ступени мельницы и препятстВует поступлению влажных частиц на измельчение на вторую ступень мельницы. Далее высушенные на первой ступени мельницы частицы полимерного .материала поступают на вторую ступень. мельницы, где происходит их ударное разрушение со скоростью,98563 5 10 превышающей предел прочности на сжатие для данного материала, вследствие того, что диск ротора второй ступени выполнен большего диаметра чем диск ротора первой ступени, а соответственно при постоянном числе оборотов вала ротора линейная скорость бил второй ступени будет больше, чем линейная скорость бил первой ступени, Для совмещения процессов сушки и последующего измельчения оптимальное отношение размеров дисков Д /Ддолжно быть в пределах 1,5" 2,5. Уменьшение отношения диаметров дисков менее 1,5 приводит, как показали исследования, к термодеструкции материала при его измельчении, а увеличение отношения более 2,5 ведет к завалу первой ступени мельницы влажными частицами и соответственно к останову мельницы. После измельчения тонкодисперсный продукт через выходное отверстие 8 и разгрузочный патрубок 9, оканчивающийся выходным патрубком 10, выводится иэ мельницы в циклон-фильтр. Наличие в устройстве разгрузочного патрубка 9,выполненного в виде архимедовой спирали, глубина которого возрастает по мере продвижения частиц к разгрузочному патрубку 9, снижает внутреннее сопротивление системы.Этим улучшаются условия выхода тонкодисперсного сухого продукта из мельницы и соответственно уменьшают ся энергазатраты, связанные с транспортировкой готового продукта. Опытный образец центробежноударной мельницы бып испытан при 10 сушке и тонком помоле политетрафторэтилена, метилцеллюлозы, поливиннлхлорида. Конечная влажностьготового продукта, равная 0,0057,при начальной влажности материала 15 15-203 достигается за время 3-4 сбез дополнительного подвода теплаизвне и максимальном размере частицсоответственно не более 20, 100,80 мкм. Производительность мельни- О цы варьировалась в пределах 100500 кг/ч. Удельные энергозатратыпри этом составляли не более250 кВт ч/т. Кроме того, совмещениепроцесса сушки и тонкого измельче ния, например, политетрафторэтилена (ПТФЭ) в центробежно-ударноймельнице показал, что изделия, изготовленные из полученного тбнкодисперсного ПТФЭ, имели физико-ме- ЗО ханические свойства в 1,5-2 разавыше, чем изделия, изготовленныеиз,серийно выпускаемого порошкаПТФЭ.1098563 б ко оставитель Л, ехред М.Кузык Редактор в каз 4300/2В сно митет откр Патент", г,. Ужгород, ул. Проектная,4 Тираж 616 НИИПИ Государственного к по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Раушск