RU2651818C1

RU2651818C1 - Technological module and method of closed grinding cycle

Info

Publication number: RU2651818C1
Application number: RU2017118016A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Уральский; Владимир Семенович Севостьянов; Елена Владимировна Синица; Алексей Владимирович Уральский; Екатерина Александровна Сажнева; Александр Александрович Фарафонов
Priority date: 2017-05-23
Filing date: 2017-05-23
Publication date: 2018-04-24

Abstract

FIELD: separation; mixing.

SUBSTANCE: invention relates to the technique of fine dry grinding of solid materials, namely grinding in mills, and is intended for use in the chemical, metallurgical, construction, pharmaceutical and other industries. Method involves grinding the material in mill 1, and sorted - in centrifugal separator 3. Grinding of the material is carried out in three stages in one mill 1 with three grinding chambers 11, 12, 13. Wherein grinding of the coarse fraction of the material is carried out in upper chamber 11, grinding of the middle fraction of the material in middle chamber 12, and grinding of the fine fraction of the material in lower chamber 13. After each grinding stage, the material is sorted in centrifugal air-to-air separator 3 with two separation zones.

EFFECT: invention provides an increase in efficiency by improving the quality of the finished product.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике тонкого сухого помола твердых материалов, а именно к помолу в мельницах, и предназначено для использования в химической, металлургической, строительной, фармацевтической и других отраслях промышленности.The invention relates to techniques for fine dry grinding of solid materials, namely to grinding in mills, and is intended for use in chemical, metallurgical, construction, pharmaceutical and other industries.

Известно техническое решение одностадийного помола в замкнутом цикле измельчения (Дешко Ю.И. Измельчение материалов в цементной промышленности / Ю.И. Дешко, М.Б. Креймер, Г.С. Крыхтин. - 7-е изд. - М.: Изд-во литературы по строительству, 1966. - с. 161, рис. 68, а). В данном решении помол осуществляется в мельнице с двумя камерами помола, продукт, выходящий из последней камеры мельницы, поступает в один или два сепаратора, крупка из которых попадает в первую камеру, а тонкая фракция из сепараторов представляет собой готовый продукт.A technical solution is known for single-stage grinding in a closed grinding cycle (Deshko Yu.I. Grinding materials in the cement industry / Yu.I. Deshko, MB Kreimer, G.S. Krykhtin. - 7th ed. - M .: Publishing House - in the literature on construction, 1966. - p. 161, Fig. 68, a). In this solution, the grinding is carried out in a mill with two grinding chambers, the product leaving the last chamber of the mill enters one or two separators, the grains of which enter the first chamber, and the fine fraction from the separators is a finished product.

Недостатком известного решения является переизмельчение и недомол отдельно взятых частиц, что ведет к ухудшению качества готового продукта.A disadvantage of the known solution is the regrinding and milling of individual particles, which leads to a deterioration in the quality of the finished product.

Наиболее близким техническим решением (Дешко Ю.И. Измельчение материалов в цементной промышленности / Ю.И. Дешко, М.Б. Креймер, Г.С. Крыхтин. - 7-е изд. - М.: Изд-во литературы по строительству, 1966. - с. 160, рис. 67), выбранным в качестве прототипа, является способ двухстадийного помола с замкнутым циклом на обеих стадиях. В мельнице предварительного помола осуществляется предварительный помол. Материал после выхода из мельницы предварительного помола поступает в два центробежных сепаратора, крупка из этих сепараторов окончательно измельчается в мельницах тонкого помола, а тонкая фракция из сепараторов направляется в общий поток готового порошка, выходящего из мельниц второй стадии помола.The closest technical solution (Deshko Yu.I. Grinding materials in the cement industry / Yu.I. Deshko, MB Kreimer, G.S. , 1966. - S. 160, Fig. 67), selected as a prototype, is a method of two-stage grinding with a closed cycle at both stages. The pre-grinding mill is pre-grinding. After exiting the pre-grinding mill, the material enters two centrifugal separators, the grains from these separators are finally crushed in fine grinding mills, and the fine fraction from the separators is sent to the total flow of finished powder coming out of the mills of the second grinding stage.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: помол материала в мельнице и его классификация в центробежном сепараторе.With the essential features of the invention the following set of features of the prototype coincides: grinding of the material in the mill and its classification in a centrifugal separator.

Недостаткомпрототипа является низкое качество готового продукта.The disadvantage of the prototype is the low quality of the finished product.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности за счет повышения качества готового продукта.The problem to which the invention is directed, is to increase efficiency by improving the quality of the finished product.

Это достигается тем, что способ замкнутого цикла измельчения заключается в помоле материала в мельнице и его классификации в центробежном сепараторе. Помол материала происходит в три стадии в одной мельнице с тремя камерами помола. При этом в верхней камере осуществляется помол грубой фракции материала, в средней камере - помол средней фракции материала, в нижней камере - помол тонкой фракции материала. После каждой стадии помола материал проходит классификацию в центробежном воздушно-проходном сепараторе с двумя зонами разделения.This is achieved by the fact that the method of a closed grinding cycle consists in grinding the material in the mill and its classification in a centrifugal separator. The grinding of the material takes place in three stages in one mill with three grinding chambers. At the same time, grinding of the coarse fraction of the material is carried out in the upper chamber, grinding of the middle fraction of the material in the middle chamber, and grinding of the fine fraction of the material in the lower chamber. After each grinding stage, the material is classified in a centrifugal air-passage separator with two separation zones.

Сущность изобретения поясняется графическими изображениями: на фиг. 1 показана схема технологического модуля замкнутого цикла измельчения.The invention is illustrated by graphic images: in FIG. 1 shows a diagram of a technological module of a closed grinding cycle.

Технологический модуль замкнутого цикла измельчения содержит с тремя камерами помола мельницу 1, соединенную с бункером 2 исходного материала, и центробежный воздушно-проходной сепаратор 3 с двумя зонами разделения. Мельница 1 включает в себя станину 4, на которой жестко закреплены, например сваркой, вертикальные цилиндрические направляющие 5 с перемещающимися по ним ползунами 6. На станине 4 жестко закреплены, например сваркой, опорные стойки 7. Причем в нижней части опорных стоек 7 установлены подшипники, в которых расположен эксцентриковый вал 8, вращающийся вокруг своей оси и содержащий на обоих концах противовесы 9. Эксцентриковый вал 8 соединен с рамой 10 прямоугольной формы, состоящей, например, из швеллеров, с помощью кронштейнов для шарнирного соединения. Такая конструкция рамы позволяет ей выполнять роль шатуна в кривошипно-ползунном механизме, образованном из станины 4, эксцентрикового вала 8, рамы 10 и ползунов 6, для обеспечения необходимой траектории движения помольных камер, закрепленных на раме. В верхней части рамы закреплена верхняя помольная камера 11, так, что продольная ось камеры расположена горизонтально и совпадает с осью шарниров, с помощью которых рама 10 присоединена к ползунам 6. Верхняя помольная камера 11 соединена, например с помощью гофры, с бункером 2 исходного материала. Средняя помольная камера 12 закреплена в пазах рамы и крепится с помощью болтов таким образом, что имеет возможность вертикального перемещения и неподвижного закрепления на раме 10, при этом ее продольная ось расположена горизонтально и под верхней камерой 11. Нижняя помольная камера 13 с выходным патрубком закреплена в нижней части рамы так, что продольная ось камеры расположена горизонтально и совпадает с осью шарниров, с помощью которых рама присоединена к эксцентриковому валу 8. Каждая помольная камера содержит мелющие тела (на фиг. 1 не показаны), соответствующие типу помола в камере.The technological module of the closed grinding cycle contains, with three grinding chambers, a mill 1 connected to a feed hopper 2 and a centrifugal air-passage separator 3 with two separation zones. The mill 1 includes a bed 4, on which are rigidly fixed, for example by welding, vertical cylindrical guides 5 with sliders 6 moving along them. On the bed 4, bearings 7 are rigidly fixed, for example, by welding. Moreover, bearings are installed in the lower part of the bearings 7, in which the eccentric shaft 8 is located, rotating around its axis and containing counterweights at both ends 9. The eccentric shaft 8 is connected to a rectangular frame 10, consisting, for example, of channels, using brackets for articulated joints neniya. This design of the frame allows it to play the role of a connecting rod in the crank-slide mechanism formed from the frame 4, the eccentric shaft 8, the frame 10 and the sliders 6, to provide the necessary trajectory of the grinding chambers mounted on the frame. The upper grinding chamber 11 is fixed in the upper part of the frame, so that the longitudinal axis of the chamber is horizontal and coincides with the axis of the hinges with which the frame 10 is attached to the sliders 6. The upper grinding chamber 11 is connected, for example, by means of a corrugation, to the hopper 2 of the source material . The middle grinding chamber 12 is fixed in the grooves of the frame and fastened with bolts in such a way that it can be moved vertically and fixedly mounted on the frame 10, while its longitudinal axis is horizontal and under the upper chamber 11. The lower grinding chamber 13 with the outlet pipe is fixed in the lower part of the frame so that the longitudinal axis of the chamber is horizontal and coincides with the axis of the hinges with which the frame is attached to the eccentric shaft 8. Each grinding chamber contains grinding bodies (in Fig. 1 not thought) corresponding to the type of grinding chamber.

В торцах верхней 11, средней 12 и нижней 13 помольных камер встроены ограничительные 14 и классификационные 15 решетки по ходу движения соответственно. В торцах на выходе материала верхней 11 и средней 12 помольных камер закреплены, например с помощью болтов, конфузоры 16. В торцах на входе материла средней 12 и нижней 13 помольных камер закреплены, например с помощью болтов, диффузоры 17. Ограничительные решетки 14 предназначены для удержания мелющих тел внутри помольной камеры, а классификационные решетки 15 предназначены для классификации материала. Наличие ограничительных и классификационных решеток обеспечивает стабильный технологический режим в каждой помольной камере. Конфузоры 16 и диффузоры 17 имеют конусный вид. К конфузорам 16 с помощью хомутов крепятся газоходы 18, а к диффузорам 17 с помощью хомутов крепятся газоходы 19, которые соединены с центробежным воздушно-проходным сепаратором.At the ends of the upper 11, middle 12 and lower 13 grinding chambers, restrictive 14 and classification 15 lattices are built in the direction of travel, respectively. At the ends at the material outlet of the upper 11 and middle 12 grinding chambers are fixed, for example with bolts, confusers 16. At the ends at the material inlet of the middle 12 and lower 13 grinding chambers are fixed, for example with bolts, diffusers 17. The restriction grilles 14 are designed to hold grinding bodies inside the grinding chamber, and classification grids 15 are designed to classify the material. The presence of restrictive and classification gratings provides a stable technological mode in each grinding chamber. The confusers 16 and diffusers 17 have a conical shape. The ducts 18 are attached to the confusers 16 using clamps, and the ducts 19 are connected to the diffusers 17 using clamps, which are connected to a centrifugal air-passage separator.

Центробежный воздушно-проходной сепаратор 3 с двумя зонами разделения состоит из загрузочного патрубка 20, расположенного в нижней части центробежного воздушно-проходного сепаратора 3 и направленного вертикально вниз против хода движения материала, разгрузочного патрубка 21 грубого материала, направленного вниз под определенным углом для удобной разгрузки материала грубой фракции, и разгрузочного патрубка 22 материала средней фракции, расположенного вниз под определенным углом для удобной разгрузки материала средней фракции. Зона разделения материала находится над загрузочным патрубком 20 и разгрузочными патрубками 21 и 22. В верхней части зоны разделения находятся радиальные лопасти 23. Вверху центробежного воздушно-проходного сепаратора 3 с двумя зонами разделения находится патрубок 24 выхода газоматериальной смеси, направленный вертикально вверх. Загрузочный патрубок 20 центробежного воздушно-проходного сепаратора 3 с двумя зонами разделения соединен с помощью хомутов с газоходом 18. Разгрузочные патрубки 21 и 22 соединены с газоходами 19 с помощью хомутов.The centrifugal air-passage separator 3 with two separation zones consists of a loading nozzle 20 located at the bottom of the centrifugal air-passage separator 3 and directed vertically downward against the material flow, an unloading nozzle 21 of coarse material directed downward at a certain angle for convenient unloading of the material coarse fraction, and discharge pipe 22 of the medium fraction material, located downward at a certain angle for convenient unloading of the medium fraction material. The material separation zone is located above the loading nozzle 20 and discharge nozzles 21 and 22. In the upper part of the separation zone there are radial blades 23. At the top of the centrifugal air-passage separator 3 with two separation zones is a gas mixture outlet pipe 24 directed vertically upward. The loading nozzle 20 of the centrifugal air-passage separator 3 with two separation zones is connected by means of clamps to the duct 18. The discharge nozzles 21 and 22 are connected to the ducts 19 by means of clamps.

Таким образом загрузочный патрубок 20 центробежного воздушно-проходного сепаратора 3 с двумя зонами разделения соединен с верхней 11 и средней 12 камерой помола мельницы 1 через газоходы 18, которые крепятся к конфузорам 16, например с помощью хомутов, а с нижней камерой 13 через газоход 18, который крепится к выходному патрубку мельницы 1, например, с помощью хомутов. Разгрузочный патрубок 21 грубого помола центробежного воздушно-проходного сепаратора 3 с двумя зонами разделения соединен со средней помольной камерой 12 с помощью газохода 19, который крепится к диффузору 17 средней помольной камеры 12 с помощью хомутов. Разгрузочный патрубок 22 средней фракции центробежного воздушно-проходного сепаратора 3 с двумя зонами разделения соединен с нижней камерой 13 мельницы 1 с помощью газохода 19, который крепится к диффузору 17 нижней помольной камеры 13 с помощью хомутов.Thus, the loading pipe 20 of the centrifugal air-passage separator 3 with two separation zones is connected to the upper 11 and middle 12 of the grinding chamber of the mill 1 through the ducts 18, which are attached to the confusers 16, for example with clamps, and with the lower chamber 13 through the duct 18, which is attached to the outlet pipe of the mill 1, for example, using clamps. The coarse discharge pipe 21 of the centrifugal air-passage separator 3 with two separation zones is connected to the middle grinding chamber 12 using a duct 19, which is attached to the diffuser 17 of the middle grinding chamber 12 using clamps. The discharge pipe 22 of the middle fraction of the centrifugal air-passage separator 3 with two separation zones is connected to the lower chamber 13 of the mill 1 using a duct 19, which is attached to the diffuser 17 of the lower grinding chamber 13 using clamps.

Способ замкнутого цикла измельчения реализуется на предложенном технологическом модуле.The method of a closed grinding cycle is implemented on the proposed technological module.

Исходный материал, например кварцито-песчаник, из бункера 2 непрерывно поступает в загрузочный патрубок мельницы 1 и далее через ограничительную решетку 14 поступает в верхнюю помольную камеру 11, снабженную необходимым количеством мелющих тел для обеспечения грубого измельчения исходного материала.The source material, for example quartzite-sandstone, from the hopper 2 continuously enters the loading nozzle of the mill 1 and then through the restriction grating 14 enters the upper grinding chamber 11, equipped with the necessary number of grinding media to ensure coarse grinding of the source material.

Верхняя помольная камера 11 движется возвратно-поступательно в вертикальной плоскости за счет ее связи с приводом (на чертеже не показан), размещенным на станине 4, через подвижную раму 10, эксцентрикового вала 8, размещенного в опорных стойках 7, противовесов 9, уравновешивающих раму 10, и вертикальных цилиндрических направляющих 5 с ползунами 6 на них. Воздушным потоком, создаваемым вентилятором (на чертеже не показан), измельченный материал перемещается вдоль камеры, проходит через классификационную решетку 15, конфузор 16 и через газоход 18 поступает в загрузочный патрубок 20 центробежного воздушно-проходного сепаратора 3.The upper grinding chamber 11 moves reciprocally in a vertical plane due to its connection with the drive (not shown), placed on the frame 4, through the movable frame 10, the eccentric shaft 8, placed in the support posts 7, counterweights 9, balancing the frame 10 , and vertical cylindrical guides 5 with sliders 6 on them. The air flow generated by the fan (not shown in the drawing), the crushed material moves along the chamber, passes through the classification grid 15, the confuser 16 and through the gas duct 18 enters the loading pipe 20 of the centrifugal air-passage separator 3.

В центробежном воздушно-проходном сепараторе 3 в зоне разделения за счет закручивания газоматериального потока радиальными лопастями 23 происходит разделение материала под действием центробежных сил в комбинации с силами тяжести частиц различной массы на материал грубой фракции, материал средней фракции и материал тонкой фракции.In a centrifugal air-passage separator 3 in the separation zone due to the twisting of the gas flow by radial blades 23, the material is separated under the action of centrifugal forces in combination with the gravity of particles of different masses into the coarse material, the medium material and the fine material.

Материал грубой фракции из разгрузочного патрубка 21 по газоходу 19 через диффузор 17 и ограничительную решетку 14 поступает в среднюю помольную камеру 12, которая движется по траектории эллипса и снабжена необходимым количеством мелющих тел для обеспечения помола исходного материала до средней фракции.The material of the coarse fraction from the discharge pipe 21 through the gas duct 19 through the diffuser 17 and the restriction grill 14 enters the middle grinding chamber 12, which moves along the path of the ellipse and is equipped with the necessary number of grinding media to ensure grinding of the starting material to the middle fraction.

Затем за счет воздушного потока измельченный материал через классификационную решетку 15 и конфузор 16 поступает в газоход 18 и далее в загрузочный патрубок 20 центробежного воздушно-проходного сепаратора 3 двойного разделения.Then, due to the air flow, the crushed material through the classification grid 15 and the confuser 16 enters the gas duct 18 and then into the loading pipe 20 of the double separation centrifugal air-passage separator 3.

Материал средней фракции из разгрузочного патрубка 22 по газоходу 19 через диффузор 17 и ограничительную решетку 14 поступает в нижнюю помольную камеру 13, двигающуюся по круговой траектории и снабженную необходимым количеством мелющих тел для обеспечения тонкого помола исходного материала.The material of the middle fraction from the discharge pipe 22 through the duct 19 through the diffuser 17 and the restriction grill 14 enters the lower grinding chamber 13, moving along a circular path and equipped with the necessary number of grinding media to ensure fine grinding of the source material.

Затем за счет воздушного потока измельченный материал через классификационную решетку 15 и выходной патрубок поступает в газоход 18 и далее в загрузочный патрубок 20 центробежного воздушно-проходного сепаратора 3 двойного разделения.Then, due to the air flow, the crushed material through the classification grid 15 and the outlet pipe enters the gas duct 18 and then into the loading pipe 20 of the centrifugal air-passage separator 3 of double separation.

Измельченный материал тонкой фракции (готовый продукт) вместе с газовым потоком поднимается вверх и через патрубок 24 газоматериальной смеси поступает на дальнейшую обработку газоматериального потока в циклон на очистку воздуха от частиц. Процесс помола осуществляется в непрерывном режиме.The crushed fine material (finished product) together with the gas stream rises up and through the pipe 24 of the gas mixture enters the further processing of the gas stream into a cyclone to clean the air from particles. The grinding process is carried out continuously.

Материал происходит три стадии помола с различными режимами работы в одной мельнице с тремя камерами помола. В верхней камере происходит помол грубой фракции, в средней камере - средней фракции, в нижней камере - тонкой фракции. При этом после каждой камеры помола проходит классификация в центробежном воздушно-проходном сепараторе с двумя зонами разделения. Это дает большую гарантию в одинаковой дисперсности материала. Достигается за счет обеспечения непрерывного вывода готового продукта на различных стадиях измельчения и возврата недоизмельченного материала до состояния готового продукта материала на дальнейшее измельчение.The material takes place in three stages of grinding with different operating modes in one mill with three grinding chambers. The coarse fraction is milled in the upper chamber, the middle fraction in the middle chamber, and the fine fraction in the lower chamber. Moreover, after each grinding chamber, classification is carried out in a centrifugal air-passage separator with two separation zones. This gives a great guarantee in the same dispersion of the material. This is achieved by ensuring the continuous withdrawal of the finished product at various stages of grinding and the return of the under-ground material to the state of the finished product material for further grinding.

Вывод из камер помола частиц с характеристиками, соответствующими готовому продукту, предотвращает его переизмельчение, а если воздушным потоком были захвачены более крупные частицы, то в центробежном воздушно-проходном сепараторе после разделения они поступят обратно на помол в соответствующую камеру.The removal of particles with characteristics corresponding to the finished product from the grinding chambers prevents its overgrinding, and if larger particles are captured by the air flow, then after separation they will be fed back to the grinding chamber in the centrifugal air-passage separator.

За счет постоянного выделения из камер помола с помощью потоков газа повышается качество готового продукта. Изобретение позволяет повысить эффективность измельчения.Due to the constant separation from the grinding chambers with the help of gas flows, the quality of the finished product increases. The invention improves the grinding efficiency.

Claims

The method of a closed grinding cycle, which consists in grinding the material in the mill and its classification in a centrifugal separator, characterized in that the grinding of the material occurs in three stages in one mill with three grinding chambers, while the coarse fraction of the material is ground in the upper chamber in the middle chamber - grinding the middle fraction of the material, in the lower chamber - grinding the fine fraction of the material, and after each grinding chamber, the material is classified in a centrifugal air-passage separator with two zones divided i.