[go: up one dir, main page]

RU2250138C1 - Vortex-acoustic dispersant - Google Patents

Vortex-acoustic dispersant Download PDF

Info

Publication number
RU2250138C1
RU2250138C1 RU2003123664/03A RU2003123664A RU2250138C1 RU 2250138 C1 RU2250138 C1 RU 2250138C1 RU 2003123664/03 A RU2003123664/03 A RU 2003123664/03A RU 2003123664 A RU2003123664 A RU 2003123664A RU 2250138 C1 RU2250138 C1 RU 2250138C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
grinding
grinding chamber
regrinding
main grinding
Prior art date
Application number
RU2003123664/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003123664A (en
Inventor
А.М. Гридчин (RU)
А.М. Гридчин
нов В.С. Севость (RU)
В.С. Севостьянов
В.С. Лесовик (RU)
В.С. Лесовик
А.С. Горлов (RU)
А.С. Горлов
Д.Н. Перелыгин (RU)
Д.Н. Перелыгин
Б.З. Федоренко (RU)
Б.З. Федоренко
Original Assignee
Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В.Г. Шухова)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В.Г. Шухова) filed Critical Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В.Г. Шухова)
Priority to RU2003123664/03A priority Critical patent/RU2250138C1/en
Publication of RU2003123664A publication Critical patent/RU2003123664A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2250138C1 publication Critical patent/RU2250138C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Abstract

FIELD: production of vortex-acoustical dispersants.
SUBSTANCE: the invention is intended for high-performance fine grinding of polydispersed materials. The vortex-acoustical dispersant contains: a loading device, a connecting pipe for the finished products withdrawal, elements of distortion of the fields of the gas-suspension flow, channels of return of the material for regrinding, a system of an aspiration of the treated material, a chamber of the basic grinding and a chamber of regrinding are rigidly linked to each other through a separation unit consisting of two cone-cylindrical cowlings coaxially mounted in its body, in which there are windows. And channels of return of the material for regrinding are made in the form of the cylindrical connecting pipes located in the lower part of the cone-cylindrical cowlings is connected to the unit of the acoustical emission radiation having in its upper part a parabolic element. The upper part of the chamber of regrinding is connected to a dust-depressing device. Inside the dust-depressing device on the top cover of the chamber of regrinding there are truncated cones with rectangular apertures. In the upper part of the dust-depressing device there is a built-in damping member, and in the upper cover of the chamber of the basic grinding there are elements of distortion of the fields of the gas-suspension flow made in the form of resonators. The invention provides increased efficiency of grinding.
EFFECT: the invention ensures increased efficiency of grinding.
4 cl, 5 dwg

Description

Устройство предназначено для высокопроизводительного тонкого измельчения полидисперсных материалов до средних размеров частиц диаметром d<10 мкм и может быть использовано в горнорудной, строительной, энергетической, химической и других отраслях промышленности.The device is designed for high-performance fine grinding of polydisperse materials to medium particle sizes with a diameter d <10 microns and can be used in mining, construction, energy, chemical and other industries.

Известно устройство вихревого помола [1], включающее цилиндрическую помольную камеру с соплами, ориентированными вдоль хорд, связанными с распределительным коллектором энергоносителя и входным патрубком, загрузочное приспособление и выходное отверстие для измельченного материала и энергоносителя.A device for vortex grinding [1], comprising a cylindrical grinding chamber with nozzles oriented along the chords associated with the distribution manifold of the energy carrier and the inlet pipe, a loading device and an outlet for the crushed material and energy carrier.

Использование известного устройства не обеспечивает достаточно хорошего контакта энергоносителя с исходным материалом, что снижает чистоту помола.Using the known device does not provide a sufficiently good contact of the energy carrier with the source material, which reduces the purity of the grinding.

Известна вихревая мельница [2], включающая цилиндрическую помольную камеру с соплом, ориентированным вдоль хорды сечения ее внутренней поверхности и связанным с входным патрубком, и входное отверстие для порошка и энергоносителя, на внутренней поверхности помольной камеры выполнены полости, ориентированные вдоль хорды сечения ее внутренней поверхности, направление наклона которых по отношению к радиусу цилиндрической поверхности помольной камеры совпадает с направлением наклона сопла, причем каждая из первых полостей сопряжена с меньшей второй полостью, наклоненной к первой.Known vortex mill [2], including a cylindrical grinding chamber with a nozzle oriented along the chord of the cross section of its inner surface and connected to the inlet pipe, and an inlet for powder and energy carrier, cavities are made on the inner surface of the grinding chamber oriented along the chord of the cross section of its inner surface whose direction of inclination with respect to the radius of the cylindrical surface of the grinding chamber coincides with the direction of inclination of the nozzle, each of the first cavities being associated with the second cavity, inclined to the first.

Известная конструкция не достаточно долговечна из-за возможности абразивного износа, не обеспечивает требуемой точности фракционного состава материала на выходе.The known design is not sufficiently durable due to the possibility of abrasive wear, does not provide the required accuracy of the fractional composition of the material at the outlet.

Наиболее близким из известных является газодинамическое устройство тонкого измельчения [3], содержащее струйные эжекционные насосы, камеру основного измельчения, камеру домола, классификатор центробежного типа для возврата в камеру основного измельчения частиц материала. Камера основного измельчения состоит из завихрителя, к которому под углом присоединены тангенциальные каналы. Центральный канал завихрителя, служащий для ввода в последний сжатого воздуха от компрессора, переходит в рассекатель потока газовзвеси, в нижней части которого равномерно под углом к его местным радиальным осям и с угловым шагом расположены щелевые отверстия для вдува в поток газовзвеси закручивающих газовых струй. Вдоль боковой стенки камеры равномерно распределены элементы возмущения полей течения, представляющие собой газодинамические элементы различной конфигурации, ориентации и размеров. Причем из числа элементов, расположенных между двумя соседними соплами ввода энергоносителя, щелевой тангенциальный канал вывода газовзвеси наиболее удален по ходу основного движения в кольцевом помольном объеме от предыдущего сопла ввода. Система выгрузки - она же система аспирации, содержит циклоны, фильтры и вентиляторы.The closest known gas-dynamic fine grinding device [3], containing jet ejection pumps, a main grinding chamber, a domol chamber, a centrifugal type classifier to return particles of material to the main grinding chamber. The main grinding chamber consists of a swirler, to which tangential channels are connected at an angle. The central channel of the swirler, which serves to introduce compressed air from the compressor into the last, passes into a gas suspension flow divider, in the lower part of which there are slotted openings for injecting swirling gas jets into the gas suspension flow uniformly at an angle to its local radial axes. Along the side wall of the chamber, the elements of the disturbance of the flow fields are uniformly distributed, which are gas-dynamic elements of various configurations, orientations, and sizes. Moreover, from the number of elements located between two adjacent energy input nozzles, the slotted tangential gas suspension output channel is the most distant along the main movement in the annular grinding volume from the previous input nozzle. Unloading system - it is also an aspiration system, it contains cyclones, filters and fans.

Недостатком устройства, реализованного в [3], является то, что весь набор используемых возмущающих воздействий при производительности в несколько сот килограммов в час (и выше) готового продукта относительно высокой твердости не позволяет достичь величины сверхтонкого измельчения

Figure 00000002
.The disadvantage of the device implemented in [3] is that the entire set of perturbations used at a productivity of several hundred kilograms per hour (and above) of the finished product with a relatively high hardness does not allow achieving ultrafine grinding
Figure 00000002
.

Изобретение направлено на повышение эффективности тонкого измельчения дисперсных материалов путем улучшения контакта измельчаемого материала с газовой средой, достижения необходимых уровней внутренних и поверхностных напряжений в частицах материала, многократности сжимающих, растягивающих и сдвиговых нагружений.The invention is aimed at increasing the efficiency of fine grinding of dispersed materials by improving the contact of the material being ground with the gas medium, achieving the necessary levels of internal and surface stresses in the material particles, and the multiplicity of compressive, tensile and shear loads.

Это достигается тем, что вихре-акустический диспергатор содержит загрузочное устройство предварительно измельченного материала, камеру основного измельчения, выполненную с футеровкой боковой поверхности, и камеру домола, сопла ввода энергоносителя, патрубок вывода готового продукта, элементы возмущений полей течения газовзвеси, каналы возврата материала на домол и систему аспирации обработанного материала, включающую циклоны, фильтр и вентиляторы. В вихре-акустическом диспергаторе согласно предлагаемому решению камера основного измельчения и камера домола жестко соединены друг с другом посредством блока сепарации дисперсных материалов, состоящего из двух коаксиально установленных относительно друг друга в корпусе конусоцилиндрических обтекателей, обращенных меньшими основаниями вниз, причем в боковой верхней части внешнего обтекателя прорезаны окна, а каналы возврата материала на домол выполнены в виде цилиндрических патрубков в нижней части обтекателей. Камера основного измельчения нижней частью соединена с блоком акустического излучения, имеющего в верхней части параболический элемент, выгнутой частью расположенный вниз, а камера домола верхней частью соединена с устройством пылеподавления, представляющим собой цилиндрический корпус со встроенным в нем тангенциальным патрубком вывода готового продукта, соединенным с аспирационной системой. При этом внутри устройства пылеподавления на верхней крышке камеры домола коаксиально закреплены с возможностью осевого поворота обращенные большими основаниями вниз усеченные конусы с прямоугольными отверстиями по боковой поверхности, в верхней части устройства пылеподавления встроен демпферный элемент. В верхней крышке камеры основного измельчения расположены элементы возмущения полей течения газовзвеси в виде резонаторов, выполненные с возможностью изменения внутреннего объема. В верхней части устройства пылеподавления может быть расположен сферический элемент с резонатором для преобразования спектров звуковых полей. В сопло энергоносителя камеры домола может быть встроен ленточный завихритель для усиления турбулентности газовзвеси.This is achieved by the fact that the vortex-acoustic dispersant contains a pre-shredded material loading device, a main grinding chamber made with a lining of the side surface, and a domol chamber, an energy carrier inlet nozzle, a finished product outlet pipe, elements of disturbances of the gas suspension flow fields, material return channels to the domin and a suction system for the treated material, including cyclones, a filter and fans. In the vortex-acoustic disperser according to the proposed solution, the main grinding chamber and the mantle chamber are rigidly connected to each other by means of a dispersed material separation unit, consisting of two conical cylindrical cowls facing one another, facing smaller bases downward, and in the upper upper side of the outer fairing The windows are cut, and the channels for returning the material to the dome are made in the form of cylindrical pipes in the lower part of the fairings. The main grinding chamber with the lower part is connected to an acoustic radiation unit having a parabolic element in the upper part, curved downward, and the domination chamber with the upper part connected to a dust suppression device, which is a cylindrical body with a tangential outlet for the finished product connected to the aspiration system. At the same time, truncated cones with rectangular openings with rectangular openings along the lateral surface, coaxially rotated with large bases downwards, are coaxially axially rotated inside the dust suppression device on the top cover of the dome chamber; a damper element is integrated in the upper part of the dust suppression device. In the upper cover of the main grinding chamber there are elements of the disturbance of the gas suspension flow fields in the form of resonators, made with the possibility of changing the internal volume. In the upper part of the dust suppression device, a spherical element with a resonator can be located to convert the spectra of sound fields. A tape swirler can be built into the energy carrier nozzle of the domol chamber to enhance the turbulence of the gas suspension.

Сопла камеры основного измельчения могут содержать акустические излучатели-резонаторы, работающие в диапазоне частот 250-400 Гц.The nozzles of the main grinding chamber may contain acoustic emitters-resonators operating in the frequency range 250-400 Hz.

На фиг.1 изображен вихре-акустический диспергатор. На фиг.2 изображен вид сверху камеры основного измельчения. На фиг.3 изображено устройство пылеподавления. На фиг.4 изображен ленточный завихритель. На фиг.5 изображено входное сопло ввода энергоносителя с акустическим излучателем-резонатором.Figure 1 shows a vortex-acoustic dispersant. Figure 2 shows a top view of the main grinding chamber. Figure 3 shows a dust suppression device. Figure 4 shows a tape swirler. Figure 5 shows the input nozzle of the input of the energy carrier with an acoustic emitter-resonator.

Вихре-акустический диспергатор содержит загрузочное устройство 1, два тангенциально расположенных сопла ввода энергоносителя 2, камеру основного измельчения 3. Камера основного измельчения имеет футеровку 4 боковой поверхности, выполненную из наборных керамических элементов. К центральной части нижней крышки 5 камеры основного измельчения 3 подсоединен известный блок акустического излучения 6, например, газоструйный генератор с широким спектром излучения [3]. В верхней части блока акустического излучения в камере основного измельчения 3 установлен, например, металлический параболический элемент 7, который закреплен на нижней крышке камеры основного измельчения 3 и обращен выгнутой частью вниз.The vortex-acoustic dispersant contains a loading device 1, two tangentially located energy input nozzles 2, a main grinding chamber 3. The main grinding chamber has a lateral surface lining 4 made of stacked ceramic elements. A well-known block of acoustic radiation 6, for example, a gas-jet generator with a wide spectrum of radiation, is connected to the central part of the lower cover 5 of the main grinding chamber 3 [3]. In the upper part of the acoustic radiation unit in the main grinding chamber 3, for example, a metal parabolic element 7 is mounted, which is mounted on the bottom cover of the main grinding chamber 3 and faces the curved part down.

На верхней крышке 8 камеры основного измельчения 3 расположены элементы возмущения полей течения газовзвеси, например, четыре резонатора 9, выполненные с возможностью изменения внутреннего объема за счет того, что они выполнены в виде цилиндров, внутри которых перемещаются поршни. В центральной части верхней крышки 8 имеется отверстие 10, над которым к верхней крышке 8 прикреплен, например, болтами блок сепарации 11 дисперсных материалов. Он выполнен в виде корпуса, внутри которого размещены коаксиально относительно друг друга два конусоцилиндрических обтекателя 12 и 13, обращенных меньшими основаниями вниз, с каналами возврата материала на домол 14, 15, выполненными в виде цилиндрических патрубков. В боковой верхней части внешнего конусоцилиндрического обтекателя 13 имеются окна 16. Верх блока сепарации 11 жестко закреплен, например, болтами с камерой домола 17 с тангенциально встроенным соплом 18 ввода энергоносителя. Верхняя 19 и нижняя 20 крышки камеры домола имеют центральные отверстия 21 и 22. Над камерой домола расположено устройство пылеподавления 23, которое жестко закреплено на верхней крышке камеры домола, например болтами, и выполнено в виде корпуса. Внутри устройства пылеподавления на верхней крышке камеры домола коаксиально и с зазором закреплены с возможностью осевого поворота, обращенные большими основаниями вниз два усеченных конуса 24 и 25 с прямоугольными отверстиями 26 по боковой поверхности. В верхней части устройства пылеподавления в корпус встроен демпферный элемент 27 [4]. На боковой поверхности устройства пылеподавления 23 находится тангенциально расположенный патрубок 28 выгрузки измельченного материала, который соединен с аспирационной системой 29. Демпферный элемент может быть дополнен сферическим элементом 30 с резонатором 31 для преобразования спектров звуковых полей. В сопло подачи энергоносителя 18 камеры домола 17 может быть встроен известный ленточный завихритель 32 [4] для усиления турбулентности газовзвеси. На сопло камеры основного измельчения 3 перед входом струй энергоносителя в камеру может быть установлен акустический излучатель-резонатор 33, например резонатор Гельмгольца [4], работающий в диапазоне частот 250-400 Гц.On the top cover 8 of the main grinding chamber 3, there are elements of the disturbance of the gas suspension flow fields, for example, four resonators 9 made with the possibility of changing the internal volume due to the fact that they are made in the form of cylinders inside which the pistons move. In the central part of the upper cover 8 there is an opening 10 over which, for example, a dispersion material separation unit 11 is bolted to the upper cover 8. It is made in the form of a housing, inside of which two conical cylindrical radomes 12 and 13 are placed coaxially relative to each other, facing down with smaller bases, with material return channels to the dome 14, 15, made in the form of cylindrical pipes. In the lateral upper part of the external conical cylindrical fairing 13 there are windows 16. The top of the separation unit 11 is rigidly fixed, for example, by bolts with a domination chamber 17 with a tangentially integrated nozzle 18 for entering the energy carrier. The upper 19 and lower 20 of the dome chamber cover have central holes 21 and 22. Above the dome chamber there is a dust suppression device 23, which is rigidly fixed to the upper dome chamber cover, for example with bolts, and is made in the form of a housing. Inside the dust suppression device on the top cover of the dome chamber, axially rotated axially rotated coaxially and axially rotated, two truncated cones 24 and 25 with rectangular openings 26 on the side surface facing down. In the upper part of the dust suppression device, a damper element 27 is built into the housing [4]. On the lateral surface of the dust suppression device 23 there is a tangentially located nozzle 28 for discharging the crushed material, which is connected to the aspiration system 29. The damper element can be supplemented with a spherical element 30 with a resonator 31 to convert the spectra of sound fields. A well-known tape swirler 32 [4] can be built into the nozzle for supplying energy carrier 18 of the domol chamber 17 to enhance the turbulence of the gas suspension. An acoustic emitter-resonator 33, for example, a Helmholtz resonator [4] operating in the frequency range 250-400 Hz, can be installed on the nozzle of the main grinding chamber 3 in front of the input of the energy carrier jets into the chamber.

Вихре-акустический диспергатор работает следующим образом. Предварительно измельченный материал, например железорудный концентрат, подается в загрузочное устройство 1, откуда попадает в камеру основного измельчения 3. Энергоноситель, например воздух, через тангенциально установленные два сопла ввода энергоносителя 2 попадает в основную камеру 3, создавая в ней устойчивый закрученный вихревой поток. В результате образуется вращательное движение газовзвеси. При турбулентном течении газовзвеси в камере 3 происходит интенсивное взаимодействие частиц со стенкой и друг с другом. По характеру движения дисперсной фазы и интенсивности взаимодействия частиц со стенкой камеры можно выделить два основных режима турбулентного течения газовзвеси. Первый режим характеризуется малой инерционностью частиц, незначительным скоростным скольжением фаз. Второй режим скачкообразного движения характеризуется большой инерционностью частиц, интенсивным взаимодействием частиц со стенкой камеры, большим скоростным скольжением фаз. При этом режиме частицы, соударяясь со стенкой, приобретают значительные угловые скорости вращения и в результате действия силы Магнуса совершают скачкообразные движения в камере основного измельчения 3. При этом импульсы, передаваемые частицам при ударе, разрушают крупные частицы.Vortex-acoustic dispersant operates as follows. Pre-crushed material, for example, iron ore concentrate, is fed into the charging device 1, from where it enters the main grinding chamber 3. An energy carrier, for example air, enters through the main chamber 3 through the tangentially installed two nozzles of the energy carrier 2, creating a stable swirling vortex flow in it. As a result, a rotational motion of the gas suspension is formed. In a turbulent flow of a gas suspension in chamber 3, intense interaction of particles with the wall and with each other occurs. By the nature of the motion of the dispersed phase and the intensity of the interaction of particles with the chamber wall, two main regimes of the turbulent flow of a gas suspension can be distinguished. The first mode is characterized by a low inertia of the particles and insignificant high-speed phase slip. The second mode of jump-like motion is characterized by a large inertia of the particles, intense interaction of the particles with the wall of the chamber, and high-speed phase slip. In this mode, the particles colliding with the wall acquire significant angular velocities of rotation and, as a result of the action of the Magnus force, make spasmodic movements in the main grinding chamber 3. In this case, the pulses transmitted to the particles upon impact destroy large particles.

Интенсивное разрушение частиц диспергируемого материала в камере основного измельчения 3 осуществляется за счет создания в ней комплекса возмущающих воздействий на поле течения газовзвеси. Частицы подвергают периодическому нагружению и разгружению в условиях вихревых, пульсационных и акустических колебаний параметров течения с изменяющимися в широких пределах амплитудами и частотами колебаний.Intensive destruction of particles of dispersible material in the main grinding chamber 3 is carried out due to the creation of a complex of disturbing effects on the gas suspension flow field in it. Particles are subjected to periodic loading and unloading under conditions of vortex, pulsation, and acoustic oscillations of the flow parameters with widely varying amplitudes and frequencies.

Эти возмущения создаются с помощью блока акустического излучения 6 и резонаторов 9. Возможность изменения объема резонаторов позволяет настроить их на определенную собственную частоту. Над открытым концом резонатора поток движется с разными скоростями, это расширяет спектр излучений. В области измельчения расположены, например, 4 резонатора - по два на каждое сопло. Рабочий объем резонаторов зависит от твердости и дисперсности исходного материала. Силовые нагружения и разгружения частиц вызывают в их материале комбинации квазистатических и разночастотных составляющих нормальных и касательных напряжений, которые обеспечивают усталостное - объемное разрушение частиц.These disturbances are created using the acoustic radiation unit 6 and resonators 9. The possibility of changing the volume of the resonators allows you to tune them to a specific natural frequency. Above the open end of the resonator, the flow moves at different speeds, this expands the spectrum of radiation. In the grinding area, for example, 4 resonators are located - two for each nozzle. The working volume of the resonators depends on the hardness and dispersion of the starting material. Force loading and unloading of particles cause combinations of quasistatic and different-frequency components of normal and tangential stresses in their material, which provide fatigue - volumetric destruction of particles.

Акустические излучения больших частот лучше поглощаются мелкими частицами диспергируемого материала, а малых частот - крупными.Acoustic radiation of high frequencies is better absorbed by small particles of dispersible material, and low frequencies - by large ones.

Поглощение способствует увеличению уровня внутренних и поверхностных напряжений в частицах материала, особенно при больших частотах, когда зарождающиеся в частицах микродефекты структуры не успевают аннигилировать, и при этом эти частоты находятся в резонансной близости с частотами излучений, которые возникают в вершинах трещин при ударе. Пульсационное и акустическое воздействие на частицы вносит в процесс их разрушения дополнительные условия, усиливающие эффективность ударно-отражательного измельчения. Поэтому для диспергирования материала целесообразно реализовать широкий спектр частот пульсационных и акустических излучений в помольном объеме вихре-акустического диспергатора.Absorption contributes to an increase in the level of internal and surface stresses in the particles of the material, especially at high frequencies, when the microdefects of the structures emerging in the particles do not have time to annihilate, and at the same time, these frequencies are in resonance proximity with the radiation frequencies that arise at the tips of cracks upon impact. Pulsation and acoustic effects on particles introduce additional conditions into the process of their destruction, enhancing the efficiency of impact-reflective grinding. Therefore, to disperse the material, it is advisable to implement a wide range of frequencies of pulsation and acoustic radiation in the grinding volume of the vortex-acoustic dispersant.

Самые мелкие частицы под действием центростремительных сил через отверстие 10 в центральной части камеры основного измельчения 3 попадают в блок сепарации 11. В блоке сепарации газодисперсная смесь вращается в пространстве между внутренней стенкой корпуса 11 и внешней стенкой конусоцилиндрического обтекателя 13. После прохождения через окна 16 внешнего конусоцилиндрического обтекателя материал попадает во внутреннюю часть конусоцилиндрического обтекателя 13. Крупные частицы материала теряют скорость и попадают на внутреннюю стенку конусоцилиндрического обтекателя 13 и через цилиндрический патрубок 14 возвращаются в камеру основного измельчения 3, а мелкие - через цилиндрический патрубок 15 попадают во внутреннюю часть конусоцилиндрического обтекателя 12, а оттуда попадают в камеру домола 17. В камеру домола через тангенциальное сопло 18 подается энергоноситель. Вихревые процессы в камере домола аналогичны вихревым процессам камеры основного измельчения 3. В ней происходит также доизмельчение крупных частиц материала, которые поступили через блок сепарации 11. Для интенсификации процесса измельчения в камере домола 17 в сопле 18 может быть установлен ленточный завихритель 32, при этом у стенки камеры интенсивность пульсаций составляет 25-35%. Ленточный завихритель турбулизирует поток в камере домола 17. При этом увеличивается относительная скорость частиц материала. При взаимном столкновении мелких частиц такие условия способствуют их разрушению. После камеры домола 17 газодисперсная смесь через центральное отверстие 22 попадает в устройство пылеподавления 23, внутри которого размещены два усеченных конуса 24 и 25, расположенные большими основаниями вниз. На боковой поверхности конусов 24 и 25 расположены прямоугольные отверстия 26, которые при повороте конусов относительно друг друга могут перекрываться, изменяя площадь прохождения двухфазной среды. Это позволяет регулировать скорость прохождения газодисперсной смеси через систему конусов. Закрученный поток из камеры домола, проходя систему конусов, создает акустические колебания, которые способствуют уменьшению скорости частиц материала. Демпферный элемент 27 увеличивает эффективность пылеподавления.The smallest particles under the action of centripetal forces through the hole 10 in the Central part of the main grinding chamber 3 fall into the separation unit 11. In the separation unit, the gas-dispersed mixture rotates in the space between the inner wall of the housing 11 and the outer wall of the conical cylindrical fairing 13. After passing through the window 16 of the external conical cylindrical fairing material enters the inner part of the conical cylindrical fairing 13. Large particles of material lose speed and fall on the inner wall of the cone otsilindricheskogo cowl 13 and through the cylindrical pipe 14 back into the main grinding chamber 3, and small - through the cylindrical pipe 15 fall into the interior of konusotsilindricheskogo fairing 12, and from there enter the final grinding chamber 17. In the final grinding chamber through the tangential nozzle 18 is supplied energy source. The vortex processes in the domol chamber are similar to the vortex processes of the main grinding chamber 3. It also regrinds large particles of material that entered through the separation unit 11. To intensify the grinding process, a belt swirler 32 can be installed in the nozzle 18 in nozzle 18, while the walls of the chamber, the intensity of the pulsations is 25-35%. The tape swirler turbulizes the flow in the chamber of the dome 17. In this case, the relative velocity of the particles of the material increases. In the mutual collision of small particles, such conditions contribute to their destruction. After the dome chamber 17, the gas-dispersed mixture through the central hole 22 enters the dust suppression device 23, inside of which are placed two truncated cones 24 and 25, located with large bases down. On the lateral surface of the cones 24 and 25 there are rectangular holes 26, which, when the cones rotate relative to each other, can overlap, changing the area of passage of the two-phase medium. This allows you to adjust the speed of passage of the dispersed mixture through a system of cones. The swirling flow from the dome chamber, passing through a system of cones, creates acoustic vibrations that contribute to a decrease in the velocity of material particles. Damper element 27 increases dust suppression efficiency.

Для полей течения внутри камер 3 и 17 характерны пульсации параметров и генерация звука. Для преобразования спектров звуковых полей над конусами установлен сферический элемент 30, выполненный из железа, в верхней части которого установлен резонатор 31с изменяющимся объемом. Для управления начальной структурой струи газа, выходящей из сопла 2 в основную камеру помола 3, перед входом струи в камеру основного измельчения 3 может быть установлен акустический излучатель-резонатор 33. При этом наибольшая интенсивность турбулентных пульсаций скорости по оси струи наблюдается в диапазоне частот 250-400 Гц. Частицы, находящиеся в зоне струи, приобретают разные относительные скорости движения. При взаимном столкновении частиц это интенсифицирует процесс разрушения. Наличие акустического резонатора позволяет регулировать амплитуду и частоту возмущений плотности газа для измельчения материалов с разными физико-механическими свойствами.The flow fields inside chambers 3 and 17 are characterized by pulsations of parameters and sound generation. To convert the spectra of sound fields above the cones, a spherical element 30 made of iron is installed, in the upper part of which a resonator 31c with a variable volume is installed. To control the initial structure of the gas jet leaving the nozzle 2 into the main grinding chamber 3, an acoustic emitter-resonator 33 can be installed before the jet enters the main grinding chamber 3. In this case, the highest intensity of turbulent velocity pulsations along the jet axis is observed in the frequency range 250– 400 Hz Particles located in the jet zone acquire different relative speeds. In the mutual collision of particles, this intensifies the destruction process. The presence of an acoustic resonator allows you to adjust the amplitude and frequency of the gas density perturbations for grinding materials with different physical and mechanical properties.

При опытной проверке возможностей предлагаемого устройства производительностью mT=80-100 кг/ч на мягких и твердых материалах средний диаметр измельченных частиц

Figure 00000003
оказался в пределах 4..8 мкм.When testing the capabilities of the proposed device with a capacity of m T = 80-100 kg / h on soft and hard materials, the average diameter of the crushed particles
Figure 00000003
turned out to be in the range of 4..8 μm.

Таким образом, предлагаемая конструкция вихре-акустического диспергатора позволяет добиться повышения эффективности тонкого измельчения дисперсных материалов путем улучшения контакта измельчаемого материала с газовой средой, достигая необходимых уровней внутренних и поверхностных напряжений в частицах материала, многократности сжимающих, растягивающих и сдвиговых нагружений за счет увеличения количества возмущающих воздействий на частицы.Thus, the proposed design of the vortex-acoustic dispersant allows to increase the efficiency of fine grinding of dispersed materials by improving the contact of the crushed material with the gas medium, reaching the necessary levels of internal and surface stresses in the material particles, the multiplicity of compressive, tensile and shear stresses due to an increase in the number of disturbing effects on particles.

Источники информацииSources of information

1. Авт. св. СССР № 1423156, B 02 C 19/16.1. Auth. St. USSR No. 1423156, B 02 C 19/16.

2. Патент RU № 2100082, B 02 C 19/06, 1997.2. Patent RU No. 2100082, B 02 C 19/06, 1997.

3. Патент RU № 2013134, B 02 C 19/06, 1994.3. Patent RU No. 2013134, B 02 C 19/06, 1994.

4. Лебедев М.Г., Теленин Г.Ф. Частотные характеристики сверхзвуковых струй. М.: Энергия, 1987, с.276.4. Lebedev M.G., Telenin G.F. Frequency characteristics of supersonic jets. M .: Energy, 1987, p.276.

Claims (4)

1. Вихре-акустический диспергатор, содержащий загрузочное устройство предварительно измельченного материала, камеру основного измельчения, выполненную с футеровкой боковой поверхности, и камеру домола, сопла ввода энергоносителя, патрубок вывода готового продукта, элементы возмущений полей течения газовзвеси, каналы возврата материала на домол и систему аспирации обработанного материала, включающую циклоны, фильтр и вентиляторы, отличающийся тем, что камера основного измельчения и камера домола жестко соединены друг с другом посредством блока сепарации дисперсных материалов, состоящего из двух коаксиально установленных относительно друг друга в корпусе конусоцилиндрических обтекателей, обращенных меньшими основаниями вниз, причем в боковой верхней части внешнего обтекателя прорезаны окна, а каналы возврата материала на домол выполнены в виде цилиндрических патрубков в нижней части обтекателей, камера основного измельчения нижней частью соединена с блоком акустического излучения, имеющего в верхней части параболический элемент, выгнутой частью расположенный вниз, а камера домола верхней частью соединена с устройством пылеподавления, представляющим собой цилиндрический корпус со встроенным в нем тангенциальным патрубком вывода готового продукта, соединенным с аспирационной системой, при этом внутри устройства пылеподавления на верхней крышке камеры домола коаксиально закреплены с возможностью осевого поворота обращенные большими основаниями вниз усеченные конусы с прямоугольными отверстиями по боковой поверхности, в верхней части устройства пылеподавления встроен демпферный элемент, а в верхней крышке камеры основного измельчения расположены элементы возмущений полей течения газовзвеси в виде резонаторов, выполненных с возможностью изменения внутреннего объема.1. A vortex-acoustic dispersant containing a pre-shredded material loading device, a main grinding chamber made with a lining of the side surface, and a domol chamber, an energy carrier nozzle, a finished product outlet pipe, disturbance elements of the gas suspension flow fields, material return channels to the domin and system aspiration of the processed material, including cyclones, a filter and fans, characterized in that the main grinding chamber and the milling chamber are rigidly connected to each other through a unit for the separation of dispersed materials, consisting of two conical cylindrical cowls mounted relative to each other in the housing, with smaller bases facing downwards, with windows cut into the upper upper side of the external cowl, and material return channels to the dome made in the form of cylindrical nozzles in the lower part of the cowlings, the main grinding chamber with the lower part is connected to the acoustic radiation unit having a parabolic element in the upper part, a curved part located the bottom, and the dome chamber is connected with the upper part to the dust suppression device, which is a cylindrical body with a tangential outlet pipe for the finished product connected to the aspiration system, while the inside of the dust suppression device on the top cover of the dome chamber is axially rotated with large bases coaxially rotated truncated cones with rectangular holes down the side surface, a damper element is integrated in the upper part of the dust suppression device, and in the upper cover of the main grinding chamber there are elements of disturbances of the gas suspension flow fields in the form of resonators made with the possibility of changing the internal volume. 2. Диспергатор по п.1, отличающийся тем, что в верхней части устройства пылеподавления расположен сферический элемент с резонатором для преобразования спектров звуковых полей.2. The dispersant according to claim 1, characterized in that in the upper part of the dust suppression device there is a spherical element with a resonator for converting the spectra of sound fields. 3. Диспергатор по п.1, отличающийся тем, что в сопло энергоносителя камеры домола встроен ленточный завихритель для усиления турбулентности газовзвеси.3. The dispersant according to claim 1, characterized in that a belt swirler is integrated in the nozzle of the energy source of the domol chamber to enhance the turbulence of the gas suspension. 4. Диспергатор по п.1, отличающийся тем, что сопла камеры основного измельчения содержат акустические излучатели-резонаторы, работающие в диапазоне частот 250-400 Гц.4. Dispersant according to claim 1, characterized in that the nozzles of the main grinding chamber contain acoustic emitters-resonators operating in the frequency range 250-400 Hz.
RU2003123664/03A 2003-07-25 2003-07-25 Vortex-acoustic dispersant RU2250138C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003123664/03A RU2250138C1 (en) 2003-07-25 2003-07-25 Vortex-acoustic dispersant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003123664/03A RU2250138C1 (en) 2003-07-25 2003-07-25 Vortex-acoustic dispersant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003123664A RU2003123664A (en) 2005-02-27
RU2250138C1 true RU2250138C1 (en) 2005-04-20

Family

ID=35285866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003123664/03A RU2250138C1 (en) 2003-07-25 2003-07-25 Vortex-acoustic dispersant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2250138C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457896C1 (en) * 2010-11-29 2012-08-10 Владимир Семенович Аникин Method of acoustic processing of multiphase product and device to this end

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110013788A (en) * 2019-05-09 2019-07-16 东莞大蜥蜴智能系统有限公司 A kind of high speed disperser

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2329350A1 (en) * 1975-10-28 1977-05-27 Inst Tsementnoi Promy Jet grinding mill - for e.g. grinding, mixing and partial drying cement clinker, has pre-disintegrating chambers for large pieces
FR2350882A1 (en) * 1976-05-13 1977-12-09 Andrews Norwood CRUSHER USING A GASEOUS FLUID AS THE CRUSHING MEDIUM
US4538764A (en) * 1983-06-30 1985-09-03 Dunbar Richard M Method and apparatus for providing finely divided powder
RU2013134C1 (en) * 1993-03-10 1994-05-30 Владимир Константинович Артемьев Fine grinding gas dynamic device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2329350A1 (en) * 1975-10-28 1977-05-27 Inst Tsementnoi Promy Jet grinding mill - for e.g. grinding, mixing and partial drying cement clinker, has pre-disintegrating chambers for large pieces
FR2350882A1 (en) * 1976-05-13 1977-12-09 Andrews Norwood CRUSHER USING A GASEOUS FLUID AS THE CRUSHING MEDIUM
US4538764A (en) * 1983-06-30 1985-09-03 Dunbar Richard M Method and apparatus for providing finely divided powder
RU2013134C1 (en) * 1993-03-10 1994-05-30 Владимир Константинович Артемьев Fine grinding gas dynamic device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457896C1 (en) * 2010-11-29 2012-08-10 Владимир Семенович Аникин Method of acoustic processing of multiphase product and device to this end

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003123664A (en) 2005-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001525727A (en) Controlled grinding of substances in a vortex chamber
RU2166367C1 (en) Material grinding method and apparatus
RU2250138C1 (en) Vortex-acoustic dispersant
US4768721A (en) Grinder housing for a pressure chamber grinder
RU2013134C1 (en) Fine grinding gas dynamic device
EA000004B1 (en) Method of turbulence-pulverisation of materials (variants) and device for carrying out said method (variants)
RU2100082C1 (en) Grinding of materials in energy carrier flow and device of vortex grinding for effecting the same
CN216856955U (en) Jet flow nozzle
RU2005564C1 (en) Powder grinding and classification apparatus
RU2520U1 (en) JET MILL
RU2226432C1 (en) Vortex acoustic disperser
SU1763011A1 (en) Gas jet mill
RU2166993C2 (en) Method and apparatus for vortex grinding of materials
RU2317147C2 (en) Swirling-acoustic disperser-mixer (versions)
SU1643080A1 (en) Centrifugal multiple-stage mill
RU21876U1 (en) INSTALLATION AND JET-ROTOR GRINDING CAMERA FOR GRINDING
SU1648561A1 (en) Grinding unit of air-stream mill
RU2048920C1 (en) Jet-vortex mill
US20200238296A1 (en) Vortex device for disintegrating material
WO1999051352A1 (en) Method and device for grinding materials
RU2056172C1 (en) Method and device for turbulent grinding of materials
EA004114B1 (en) Method for vortical milling materials and line for the realization of it
RU2209674C2 (en) Apparatus and jet-type grinding rotor milling chamber
RU2201811C2 (en) Centrifugal air-pass classifier
RU2369447C1 (en) Method of pneumatic inertial separation of ground products

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20070316

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110726