Устройство для вихревого измельчения материалов

1 Изобретение относится к устройствам для вихревого измельчения материалов и предназначено для получения дисперсных порошков,суспензий, эмульсий, аэрозолей для тонкого и сверхтонкого измельчения материалов и может быть широко использовано в различных отраслях промышленности: строительной, химической, пищевой, медицинской и т.д., в частности для измельчения высокотвердых, абразивных материалов (алмазов, нитридов бора и т.д.). Из предшествующего уровня техники известно устройство для вихревого измельчения материалов, включающее корпус с рабочей камерой, снабженной входными и выходными патрубками и источниками акустических колебаний вихревого потока смеси газообразного рабочего агента с перерабатываемым материалом, и классификаторы, соединенные с рабочей камерой. (Ст. Устименко В.П. и др. "Измельчение угольной дробленки в вихревой мельнице". Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики, вып. 7, Алма-Ата, Наука, Каз.ССР,1971). Недостатком этих устройств является то,что весь измельченный материал, независимо от величины отдельных частиц, отводится из рабочей камеры в виде пылегазовой смеси на классификаторы - циклоны, т.е. классификация порошка производится после измельчения материала. При переработке поликристаллических материалов, таких, например, как руда, или при переработке зерна, отдельные частицы материала имеют различную твердость, соответственно и различную энергоемкость их разрушения. Таким образом, при измельчении таких материалов отдельные частицы разрушаются быстрее,что приводит к излишним энергозатратам на их вторичное переизмельчение. Известно также устройство для вихревого измельчения материалов, содержащее корпус с вихревой камерой предварительного помола и камерой окончательного помола, соединенной через классификатор с выгрузочным патрубком.(Авт.св. СССР 1351512, 1983). В этом устройстве, выбранном авторами за прототип изобретения, классификатор размещен в помольной камере и выполнен в виде конической камеры с тангенциальным вводом пылегазовой смеси. В процессе работы измельченный в рабочей камере материал подается в классификатор, где готовый порошок отделяется от измельченного материала и выводится в технологическую линию, а оставшийся материал возвращается в рабочую камеру на доработку. Это уменьшает вторичное переизмельчение в рабочей камере и снижает энергоемкость процесса диспергирования материалов. Однако, при переработке, например, поликристаллических материалов или помоле зерна с помощью этого устройства невозможно произвести классификацию порошка по виду материала, например при переработке зерна необхо 000001 2 димо одновременно производить гранулометрическую классификацию муки и обеспечить отвод разрушенной оболочки зерна. Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение эффективности диспергирования с одновременным обеспечением классификации порошка измельченного материала. Поставленная задача решена тем, что устройство для вихревого измельчения материалов,включающее вихревую помольную камеру с загрузочным узлом и соединенным с выгрузочным узлом классификатором, отличающееся тем, что помольная камера снабжена дополнительным средством для вывода из пылегазовой смеси, образующейся в процессе измельчения материала, порошка наиболее тонкой фракции,выполненным в виде стакана с отводящим патрубком и установленным в нем аксиально с входным отверстием помольной камеры патрубком подачи диспергируемого материала,классификатор расположен вне помольной камеры и выполнен в виде емкости преимущественно круглого сечения, снабженной тангенциально установленным входным спиральным патрубком, на одном торце камеры расположен узел выгрузки более крупной фракции, выполненный в виде подвижного запорного элемента,образующего кольцевой зазор со стенкой емкости, противоположный торец этой камеры снабжен крышкой с аксиальным отверстием для вывода более мелкой фракции, при этом диаметр выходного отверстия крышки классификатора составляет 0,2-0,5 внутреннего диаметра камеры у ее противоположного торца, а выходное отверстие крышки снабжено средством для регулировки его проходного сечения. Преимущество предложенного устройства по сравнению с известным заключается в том,что исключаются непроизводительные потери энергии на вторичное переизмельчение материала и осуществлен раздельный вывод с одновременной классификацией отдельных компонентов измельчаемого материала. Изобретение поясняется чертежами и описанием к ним. На фиг. 1 схематично изображен общий вид установки; на фиг. 2 - продольный разрез классификатора; на фиг. 3 - сечение А-А фиг. 2; на фиг. 4 - продольный разрез помольного узла; на фиг. 5 - сечение Б-Б фиг. 4. Устройство для вихревого измельчения материалов содержит питательный бункер 1,соединенный патрубком 2 с дозатором 3. Дозатор 3 через патрубок 4 соединен с помольной камерой 5, снабженной генератором акустических колебаний, выполненным в виде тангенциально расположенных в ее стенках газоструйных излучателей 6 высокого давления. В верхней части помольной камеры 5 тангенциально расположен выгрузочный патрубок 7 и узел отвода наиболее тонкой фракции, выполненный в 3 виде стакана 8 с аксиально закрепленным в нем загрузочным патрубком 4, который с зазором"а" аксиально расположен над загрузочным отверстием помольной камеры 5. В верхней части стакана 8 тангенциально закреплен выгрузочный патрубок 9 для вывода наиболее тонкой фракции. Помольная камера 5 через патрубок 10 соединена с линией подачи под давлением энергоносителя, состоящей из соединенных между собой источника 11 высокого давления (компрессора) и блока 12 очистки энергоносителя. Патрубок 7, посредством трубопровода 13, соединен со спиральным патрубком 14, тангенциально расположенным на цилиндрическом корпусе классификатора 15 (см. фиг. 2). Торцевые части классификатора 15 выполнены в виде узлов вывода классифицированного порошка, при этом узел вывода более крупной фракции выполнен в виде установленного в корпусе 16, закрепленного на подвижном штоке 17 запорного элемента 18, перекрывающего сечение корпуса классификатора 15. Форма запорного элемента 18 может быть выполнена конической (как показано на фиг. 2) или любой другой, образованной телом вращения (например, полусферической). Узел вывода более тонкой фракции размещен на противоположном торце классификатора 15 и выполнен в виде крышки 19 с аксиальным отверстием, к которому герметично примыкает патрубок 20. Аксиальное отверстие в крышке 19 может быть выполнено с регулируемым диаметром, для чего оно может быть снабжено, например, шарнирно закрепленными на крышке раздвижными лепестками с регулируемой величиной перекрытия ими центрального проходного отверстия (на чертежах не показано). Узлы вывода классификатора 15 соединены трубопроводами 21 и 22 с циклонами 23 и 24, соединенными соответственно с фильтрами 25 и 26 очистки энергоносителя. Устройство для вихревого измельчения материалов работает следующим образом. Материал, подлежащий измельчению, подается из питательного бункера 1 по патрубку 2 в дозатор 3. Из дозатора 3 через патрубок 4 измельчаемый материал подается в помольную камеру 5, где вовлекается в вихревой поток энергоносителя, образуемый пульсирующими струями, истекающими из газоструйных излучателей, и измельчается до мелкодисперсной пыли под действием резонансного акустического поля, многократного удара о стенки помольной камеры, взаимного соударения и истирания. За счет возникновения торцевых токов вблизи входного отверстия мелкие частицы через зазор "а" по линиям тока уходят в камеру 8,откуда по патрубку 9 пылегазовая смесь поступает на сепарацию (на чертежах не показано). Более крупные фракции в виде пылегазовой смеси удаляются из помольной камеры 5 по тангенциальному патрубку 7 и по линии 13 че 000001 4 рез спиральный патрубок 14 поступают в классификатор 15. Спиральный ввод в классификатор пылегазового потока позволяет осуществить ламинарный режим его ввода в объем классификатора, что в свою очередь облегчает последующую классификацию, поскольку крупные частицы под действием центробежных сил отжимаются к стенкам спирального патрубка 14 уже на стадии ввода в классификатор и в дальнейшем движутся вблизи стенок классификатора по спиральным траекториям. За счет центробежных сил частицы различной крупности и веса распределяются во вращающемся слое таким образом, что более мелкая фракция оказывается в центральной части классификатора, а более крупная - у его стенки. Производя регулировку зазора между запорным элементом 18 и торцом классификатора 15, устанавливают режим вывода из классификатора крупной фракции. Поскольку выходящая через кольцевой зазор фракция частично перекрывает его проходное сечение, часть поступающего в классификатор газа, захватывая более мелкую фракцию, находящуюся в его центральной части,выходит через аксиальное отверстие в крышке 19. Регулируя кольцевой зазор в приведенных выше пределах по отношению к аксиальному отверстию в крышке 19 классификатора, устанавливают динамическое равновесие между поступлением в классификатор пылегазовой смеси и выходом из него классифицированных пылегазовых смесей. Далее эти смеси соответственно по линиям 21 и 22 поступают в циклоны 23 и 24, где выделенные фракции отделяются от газа, который затем поступает на очистку соответственно в фильтры 25 и 26. При необходимости крупная фракция может быть подана на вторичный помол в эту же помольную камеру через питательный бункер 1 или на аналогичный помольно-классифицирующий блок. Таким образом, в предложенном устройстве полностью исключаются непроизводительные потери энергии на вторичное переизмельчение диспергированного материала и реализуется классификация диспергированного материала, что особенно важно в тех отраслях промышленности, где необходимо отделять от диспергированного материала порошок, содержащий ценные компоненты. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для вихревого измельчения материалов, включающее вихревую помольную камеру с загрузочным узлом и соединенным с выгрузочным узлом классификатором, отличающееся тем, что помольная камера снабжена дополнительным средством для вывода из пылегазовой смеси, образующейся в процессе измельчения материала, порошка наиболее тонкой фракции, выполненным в виде стакана с отводящим патрубком и установленного в нем акси 5 ально с входным отверстием помольной камеры патрубком подачи диспергируемого материала,классификатор расположен вне помольной камеры и выполнен в виде емкости преимущественно круглого сечения, снабженной тангенциально установленным входным спиральным патрубком, при этом на одном торце камеры расположен узел выгрузки более крупной фракции, выполненный в виде подвижного запорного элемента, образующего кольцевой зазор со стенкой емкости, а противоположный торец 6 этой камеры снабжен крышкой с аксиальным отверстием для вывода более мелкой фракции. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем,что диаметр выходного отверстия крышки классификатора составляет 0,2-0,5 внутреннего диаметра камеры у ее противоположного торца. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что выходное отверстие крышки снабжено средством для регулировки его проходного сечения.