Устройство для измельчения материалов

)5 В 02 С 13/14 ЕНИ АВТОРСКОМУ С ТЕЛБСТВУ есоюзного научнооектного института уханов(71) Уральский филиал Висследовательского и игалургии(54) УСТРОЙ СТВО ДЛЯ ИЗ У ЕЛ ЬЧ Е НИЯ МАТЕРИАЛОВ(57) Использование: в промышленности по производству минеральных удобрений, химической промышленности, металлургии, промышленности строительных материалов, теплоэнергетике. Сущность изобретения: устройство содержит цилиндрический корпус, снабженный сопловыми элементами, ориентированными хордально направленными в сторону вращения рабочего органа и усиливающими закручивание газоматериального потока, Наличие в устройИзобретение относится к технике избирательного дробления поликомпонентных материалов, преимущественно полезных ископаемых, для обеспечения комплексного использования сырья в различных отраслях народного хозяйства, например, в промышленности по производству минеральных удобрений, химической промышленности, металлургии, промышленности строительных материалов, теплоэнергетике.Известно устройство для измельчения материала путем дробления и превращения его в порошок, содержащее дробильную кастве тангенциально расположенных патрубков для подвода горячего газа и отвода пылевоздушной смеси способствует эффективному закручиванию газоматериального потока. Снаружи корпус охватывается газораспределительным коллектором, Исходный материал загружается через патрубок в крышке корпуса устройства, Внутри корпуса расположен вертикальный вал с закрепленными нэ нем горизонтальными стержнями для дробления материала и распределительными конусами между ними, способствующими отбрасыванию крупных частиц материала от вертикального вала. Концы горизонтальных стержней попарно соединены наклонными прутьями, которые способствуют дроблению материала и придают жесткость конструкции. На внутренней стороне корпуса закреплены наклонные, кольцевые, пересыпные полки, ссыпаясь с которых материал подвергается струйной термообработке, Измельченный материал выгружается через патрубок, которым заканчивается коническое днище.1 зп,флы,2 ил,в верхней части которой имеется зэное отверстие для иэмельчаемого ала. Боковые стенки камеры выполз пористого листового материала с ыми в нем отверстиями или из металой сетки, а дно камеры сплошное.камеры находится режущий узел, ковращается с большой скоростью. боковой стенки камеры (вдоль ее пости) вращается труба, которая имеет тия, обращенные к боковой стенке , и предназначенные для обдуваниясжатым воздухом,л 1 еру,грузочматеринены ипробитлическВнутриторыйВокругверхноотверскамерькамерьОднако в данном аппарата частицы измельчаемого материала, просыпаясь сверхувниз, могут попадать в зоны различной окружной скорости рабочего органа, что приводит либо к переизмельчению, либо 5недоизмельчению частиц материала, Струискатого воздуха обрабатывают материал ненепрерывно, а только в тот момент, когдамимо данного участка боковой поверхностипроходит вращающаяся труба, Б результате 10очень сложно организовать в таком аппарате дробление влажных материалов, т,к, призвэкуэции мелких частиц материала из зоныразмола путем образования восходящегогазового потока, неизбежны подсосы воздуха из атмосферы через пористую боковуюстенку дробильной камеры,Указанные недостатки не позволяютполучать равномерный по гранулометрическому составу дробленый продукт, 20Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности и достигаемому эффекту является устройство для измельчениялэтериалов, содержащее установленные вкорпусе на вертикальном валу друг под другом горизонтальные стержни,Недостатком известного устройства являеся неоднородность получаемогодробленого материала из-за его переизмельчения, а также низка эффективность 30при работе с влажным материалом,Целью изобретения является повышение однородности дробимоо материала, атэкже совмещения процессов сушки и обеспыливания, 35Поставленная цель достигается тем, чтоустройство для измельчения материаловснабжено газораспределительным коллектором, охватывающим корпус, имеет сопловые элементы на боковой стенке 40корпуса, при этом, рабочие элементы выполнены в виде располокенных в несколькорядов горизонтальных стержней, концы которых попарно соединены наклоннымипрутьями, причем, между стержнями смонтированы распределительные конуса, а навнутренней боковой стенке корпуса - кольцевые пересыпные полки, Сопловые элементы расположены над горизонтальнымистержнями и направлены в сторону их врэщения.Наличие газораспоеделительного коллектора дает возможность организоватьвентилируемый газовый поток в заявляемом устройстве, что позволяет непрерывно 55удалять наиболее мелкие частицы материала из зоны разлома и устранить их переизмельчение.Под действием высокоинтенсивныхструй газа, поступающего через хордэльно расположенные сопла газораспределительного коллектора, частицы материала разупрочняются, дробятся и сушатся.Обработка дробимого влакного материала горячим газом позволяет совмещать процессы дробления, сушки и обеспыливания, что способствует снижению степени переизмельченияНаклонные прутья, попарно соединяющие горизонтальные стержни, способствуют дроблению крупных частиц материала при соударения и, кроме того, придают кесткость конструкции рабочего органа.Установленные на вертикальном валу распределительные конуса обеспечивают отбрасывание частиц дробимого материала от вертикального вала, препятствуя, тем самым, их прохокдению через зону наименьшей окружной скорости стержней, увеличивают время нахождения материала в аппарате,Благодаря наличию наклонных, кольцевых пересыпных полок и распределительных конусов мелкая фракция материала, движущаяся совместно с газовой фазой снизу вверх, подвергается многократной пере- чистке и удаляется из аппарата минимально загрязненная крупными частицами.Известно, что при дроблении частиц материала в подобных устройствах, работа, затрачиваемая на удар стержнем по куску дробимого материала, определяется формулой 1/ -- Ч/М гп 4 2/ М + гп 4/ где г - двойное расстояние от оси дробилки до точки удара частицы о стержень, м;и - число оборотов рабочего органа дробилки, об/мин;Ч 4 - горизонтальная составляющая окружной скорости частицы до удара о стержень, м/с;М - масса стержня, приведенная к точке удара, кг;п 4 - масса пуска дробимого материала, кг,Требуемое число оборотов рабочего органа дробилки зависит в основном от физико-механических свойств дробимого материала, а также от конструктивных параметров дробилки (формула 2)30 (где ь - диаметр куска до дробления, м;1 - степень дробления;Е - модуль упругости дробимого материала;ст - предел прочности материала куска, Из формулы (2) видно, чтопри постоянном и и г степень дробления 3 в значительной степени зависит от горизонтальной составляющей окружной скорости частицы до удара о степень (Ч 4). 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 При увеличении Ч 4 степень дробленияуменьшается и наоборот. Отсюда можно утверждать; для снижения переизмельчения мелких частиц необходимо наиболее эффективно закрутить их в потоке. Установка в устройстве рабочего органа конструкции обеспечивает такие условия, При закрутке потока частиц дробимого материала под действием центробежной силы происходит их сепарация по крупности, т,е, наиболее крупные частицы материала отбрасываются к стенкам дробильной камеры, а наиболее мелкие - к вертикально вращающемуся валу. Таким образом, согласно формуле (2) при попадании крупных частиц в зону наибольшей окружной скорости стержней (увеличении Д 1) они подвергаются наиболее эффективному дроблению,Конструкция заявляемого устройства обеспечивает высокую эффективность дробления крупных частиц материала за счет оснащения его элементами, увеличивающими время пребывания их в зоне размола и эффективного закручивания газоматериальной смеси при помощи тангенциально установленных патрубков,Закручивание газоматериального потока в рабочем пространстве устройства способствует увеличению горизонтальной составляющей окружной скорости, в первую очередь мелких частиц из-за меньшей силы тяжести, действующей на эти частицы, что уменьшает разницу между окружной скоростью движения стержня и горизонтальной составляющей окружной скорости движения частиц, что, в свою очередь, снижает кинетическую энергию взаимодействия мелких частиц и стержней, а это обеспечивает меньшее переизмельчение материала. Закручивание газоматериального потока в рабочем пространстве устройства обеспечивает также отбрасывание наиболее крупных частиц под действием центробежной силы к стенкам дробилки, т.е, в зону наибольшей окружной скорости стержней, способствуя, тем самым; более эффективному дроблению крупных частиц, а сепарация частиц в рабочем пространстве дробилки под действием центробежной силы способствует меньшему переизмельчению материала. На фиг, 1 показано устройство для измельчения, общий вид; на фиг, 2 - рабочий орган заявляемого устройства,Устройство для измельчения включает цилиндрический корпус 1, снабженный сопловыми элементами 2, тангенциальным патрубком подвода горячего газа (В + 1) 3 и тангенциальным патрубком отвода пылевоздушной смеси (1 Л + В) 4. Снаружи цилиндрический корпус 1 охватывается газораспределительным коллектором 5. Корпус снабжен крышкой 6, на которой расположен патрубок загрузки исходного материала (ИМ) 7, а коническое днище 8 заканчивается патрубком разгрузки дробленого продукта (ДП) 9.Внутри корпуса устройства 1 расположен вертикальный вал 10 с закрепленнь 1 ми на нем горизонтально располокенными стержнями 11 и распределительными конусами 12 между ними, Вертикальный вал 10 закреплен в корпусе устройства 1 посредством подшипниковых узлов 13, На внутренней стороне корпуса 1 закреплены наклонные, кольцевые, пересыпные полки 14, Устройство снабжено электродвигателем 15,Рабочий орган устройства представляет собой вертикальный вал 10 с насаженными на нем в несколько рядов горизонтальными стержнями 11, между которыми установлены распределительные конуса 12, а также наклонные прутья 16 попарно соединяющие концы горизонтальных стержней 11,Сопловые элементы 2 ориентированы хордально и направлены в сторону вращения рабочего органа,Устройство для измельчения работает следующим образом.Дымососом создается движение воздуха через устройство, устанавливается необходимая для выноса частиц требуемой крупности скорость потока газа в свободном сечении устройства, В распределительный коллектор 5 через сопловые элементы 2 и в нижнюю часть устройства через тангенциальный патрубок 3 подается горячий газ, образуемый, например, при сжиганиитоплива в топке, При этом, в распределительный.коллектор 5 горячий газ подается с избыточным давлением, создаваемым с помощью вентилятора, Направленные в сторону вращения рабочего органа сопловые элементы усиливают закрутку газоматериального потока, Через загрузочный патрубок 7 поступает исходный материал(ИМ). При ударе частиц материала о вращающиеся на вертикальном валу 10 горизонтальные стержни 11 и наклонные прутья 16 происходит их измельчение, Распредели 17910075 10 15 20 25 30 35 40 45 50 тельные конуса 12 способствуют отбрасыванию крупных частиц материала от вертикального вала 10 и не позволяют им пройтивдоль вала и попасть в дробленный продукт,Под действием центробежной силы потокчастиц материала ударяется о стенки корпуса 1 и ссыпается в наклонных, кольцевыхполок 14, подвергаясь, при этом, струйнойтермообработке. Мелкодисперсная частьматериала подхватывается и выносится потоком газа в верхнюю часть корпуса 1 иудаляется из него через патрубок отводапылевоздушной смеси 4, Тангенциальноерасположение патрубка 4 способствует более эффективному закручиванию газоматериальной смеси в устройстве в сторонувращения стержней ссыпающиеся сверхувниз крупные частицы материала подвергаются многократным ударам о стержни 11 идробятся до требуемой крупности.Подсушенный, обеспыленный, дробленный продукт (ДП) ссыпается в коническоеднище 8, выгружается через разгрузочныйпатрубок 9,Обработка материала горячим газомзначительно увеличивает сыпучесть дробленого продукта и мелкой фракции, что облег-чает их непрерывную разгрузку.Крупность получаемого дробленогопродукта регулируется частотой вращениявертикального вала, а также скоростью потока газовоздушной смеси в свободномсечении. устройства, Скорость газа выходящего из сопел целесообразно поддерживать 50-100 мс.Для доказательства работоспособностизаявляемого устройства были проведеныиспытания аналогичного аппарата, конструкция рабочего органа которого соответствовала предлагаемой, Аппарат имелдиаметр 400 мм и высоту 800 мм, был снабжен электродвигателем мощностью 1,5 квт.Рабочий орган устройства был образованшестью горизонтальными стержнями диаметром 10 мм, попарно соединенных наклонными прутьями диаметром 6 мм, Уголнаклона кольцевых, пересыпных полок составлял - 40, распределительных конусов10 к горизонтали.Выход из аппарата классов сильвинитовой руды от 0,1 до 1 мм, наиболееэффективно обогащаемой в дальнейшем флотационном способом, составляет 77,9- 78,4, что является достаточно высоким показателем, Выход пылевых фракций от 0 до 0,1 мм, при этом, незначителен - 8,2-13,0, прирост их в дробленной руде не превышает 5 , по отношению к исходной руде.При совмещении процессов сушки и обеспыливания руды, т.е. при оснащении аппарата газораспределительным коллектором доля прироста пылевых фракций в дробленом продукте еще уменьшится, и, следовательно, получаемый продукт станет еще более однородным,Таким образом, устройство для измельчения материалов позволяет получить продукт с высокой степенью однородности, благодаря увеличению времени пребывания. в аппарате коупных частиц и своевременной эвакуации мелкодисперсных, Одновременная сушка материала, подвергаемого измельчению, значительно увеличивает сыпучесть материала, что дает возможность эффективно измельчать влажные и комкующиеся материалы. Формула изобретения 1, Устройство для измельчения материалов, включающее цилиндрический корпус, внутри которого расположены вертикальный вал с рабочими элементами загрузочный и разгрузочный патрубки, патрубки подвода сушильного агента и отвода пыле- воздушной смеси,отл ича ю щеес ятем, что, с целю повышения однородности дробимого материала, а также совмещения процессов сушки и обеспыливания, устройство снабжено газораспределительным коллектором, охватывающимкорпус, имеет сопловые элементы на боковой стенке корпуса, при этом рабочие элементы выполнены в виде расположенных в несколько рядов горизонтальных стержней, концы которых попарно соединены наклонными прутьями, причем, между стержнями смонтированы распределительные конуса, а на внутренней боковой стенке корпуса - кольцевые пере- сыпные полки,2, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что сопловые элементы расположены над горизонтальными стержнями и направлены в сторону их вращения.1791007 едакт каз 112 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5