RU2658693C2 - Method of grinding and separation of materials - Google Patents
Method of grinding and separation of materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2658693C2 RU2658693C2 RU2016114905A RU2016114905A RU2658693C2 RU 2658693 C2 RU2658693 C2 RU 2658693C2 RU 2016114905 A RU2016114905 A RU 2016114905A RU 2016114905 A RU2016114905 A RU 2016114905A RU 2658693 C2 RU2658693 C2 RU 2658693C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grinding
- air
- working chamber
- region
- aerodynamic
- Prior art date
Links
- 238000000227 grinding Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000011343 solid material Substances 0.000 abstract description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000007858 starting material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 20
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000026058 directional locomotion Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C7/00—Crushing or disintegrating by disc mills
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Crushing And Grinding (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к средствам самоизмельчения и сепарации различных твердых материалов и может найти применение во многих отраслях промышленности.The invention relates to means for self-grinding and separation of various solid materials and may find application in many industries.
Уровень техникиState of the art
Известно устройство для измельчения сыпучих материалов содержащее два помольных конусообразных диска, установленных с возможностью встречного вращения, установленных на одном неподвижном валу с образованием между их рабочими поверхностями зоны помола, имеющей со стороны одного помольного конусообразного диска канал по оси опорного вала, для подачи материала и воздуха в зону измельчения и кольцевой корпус, ограничивающий приемную полость для измельченного продукта кольцевой щели для выпуска готового продукта (см. [1] патент РФ №2397021, МПК В02С 13/22, опубл. 20.08.2010).A device for grinding bulk materials containing two grinding cone-shaped disks mounted with the possibility of counter-rotation mounted on one fixed shaft with the formation between their working surfaces of the grinding zone, which has a channel along the axis of the support shaft from the side of one grinding cone-shaped disk for supplying material and air into the grinding zone and the annular housing, limiting the receiving cavity for the crushed product of the annular gap for the release of the finished product (see [1] RF patent No. 2397021, M PC
Недостатком данного устройства является абразивное воздействие измельчаемого материала на элементы конструкции устройства, а также недостаточная эффективность, в связи невозможностью контролировать ширину калибровочной щели ввиду температурного расширения деталей, отсутствием получения контролируемой тонины по крупности частиц при выходе из зоны измельчения.The disadvantage of this device is the abrasive effect of the crushed material on the structural elements of the device, as well as insufficient efficiency, due to the inability to control the width of the calibration gap due to thermal expansion of the parts, the lack of obtaining controlled fineness by particle size when leaving the grinding zone.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является способ измельчения сыпучих материалов, реализуемый в устройстве для измельчения сыпучих материалов (см. [2] патент РФ №2457033, МПК В02С 7/12, опубл. 27.07.2012), который включает подачу материала между двумя помольными дисками встречного вращения, с образованием между их рабочими поверхностями зоны помола, где происходит измельчение исходного материала с последующей выгрузкой через кольцевые щели.The closest analogue of the present invention is a method of grinding bulk materials, implemented in a device for grinding bulk materials (see [2] RF patent No. 2457033, IPC V02C 7/12, publ. 27.07.2012), which includes the flow of material between two grinding disks counter rotation, with the formation between their working surfaces of the grinding zone, where the grinding of the starting material occurs, followed by unloading through the annular slots.
К недостаткам прототипа относятся: невозможность контролирования ширины калибровочной щели, (в виду температурного расширения, торцевого биения, дисбалансов, абразивного износа, который всегда присутствует независимо от размеров частиц) и соответственно нет гарантированной фракции помола, необходимость подвода сжатого воздуха.The disadvantages of the prototype include: the inability to control the width of the calibration gap (due to thermal expansion, end runout, imbalances, abrasive wear, which is always present regardless of particle size) and accordingly there is no guaranteed grinding fraction, the need for compressed air.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей, решаемой заявленным изобретением, является совмещение (объединение) непрерывных процессов измельчения и сепарации при отсутствии мелющих тел, за счет столкновения и соударения частиц между собой и при ударно-отражающем воздействии элементов рабочей камеры, измельчение с одновременной сепарацией в одном устройстве с целью получения помолотого готового продукта с верхним контролируемым пределом размеров частиц необходимой тонины.The problem solved by the claimed invention is the combination (combination) of continuous processes of grinding and separation in the absence of grinding media, due to collision and collision of particles with each other and with shock-reflecting effects of the elements of the working chamber, grinding with simultaneous separation in one device in order to obtain ground finished product with an upper controlled particle size limit of the required fineness.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в снижении удельного расхода энергии, исключение отдельного устройства для сепарирования, исключение дополнительных приводных механизмов для подачи сырья в камеру измельчения, снижение металлоемкости, получении готового продукта с заданной крупностью частиц, исключение мелющих тел.The technical result of the invention is to reduce the specific energy consumption, the exclusion of a separate device for separation, the exclusion of additional drive mechanisms for supplying raw materials to the grinding chamber, the reduction of metal consumption, obtaining the finished product with a given particle size, the exclusion of grinding media.
Указанный технический результат обеспечивается за счет заявляемого способа измельчения и сепарации материалов, включающего загрузку измельчаемого материала в центр рабочей камеры между двумя вогнутыми аэродинамическими колесами, его измельчение, сепарацию и выгрузку готового материала, при этом в одном устройстве создают три области для непрерывного измельчения и сепарации исходного материала; первую область образуют динамическим импеллером нагнетания, который нагнетает воздушные потоки и исходный материал, раскручивает и одновременно соударяет потоки воздуха и исходного материала друг с другом, и с усилием бросает на противоположную сторону; вторую область высоких окружных скоростей образуют в центре рабочей камеры, где происходит интенсивное столкновение, соударение, истирание и активация измельчаемого материала, брошенного с усилием динамическим импеллером нагнетания; третью область воздушной кольцевой оболочки с повышенным давлением создают между двумя аэродинамическими колесами на их периферии в регулируемом кольцевом зазоре для выхода готового продукта, при помощи элементов для создания сжатого воздуха.The specified technical result is ensured by the proposed method of grinding and separation of materials, including loading the crushed material in the center of the working chamber between the two concave aerodynamic wheels, grinding, separation and unloading of the finished material, while in one device three areas are created for continuous grinding and separation of the original material; the first region is formed by a dynamic injection impeller, which pumps the air flows and the source material, untwists and simultaneously strikes the air and source material flows with each other, and throws it to the opposite side with force; the second region of high peripheral speeds is formed in the center of the working chamber, where an intense collision, collision, abrasion and activation of the crushed material thrown with effort by a dynamic injection impeller takes place; the third region of the air annular shell with increased pressure is created between the two aerodynamic wheels at their periphery in an adjustable annular gap to exit the finished product, using elements to create compressed air.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг. 1 - общий вид устройства.FIG. 1 is a general view of the device.
Фиг. 2 - общий вид устройства с направлением движения воздушных потоков.FIG. 2 is a general view of the device with the direction of air flow.
Фиг. 3 - динамический импеллер нагнетания (ДИН)FIG. 3 - dynamic discharge impeller (DIN)
На фигурах цифрами обозначены следующие позиции:In the figures, the numbers indicate the following positions:
1 - аэродинамические колеса; 2 - ось; 3 - радиальные ребра; 4 - край колес; 5 - зона низкого давления; 6 - отверстие в оси; 7 - центральная область рабочей камеры; 8 - периферия рабочей камеры; 9 - динамический импеллер нагнетания; 10 - гильза подшипника; 11 - сквозные каналы для прохода воздуха; 12 - сквозные каналы в неподвижной конструкции оси; 13 - нагнетательные лопатки ДИН; 14 - ускорительные лопатки ДИН; 15 - ступица колес; 16 - внутренняя поверхность кожуха; 17 - вентиляторные лопатки; 18 - кольцевые канавки на периферии внутренней стороне колес; 19 - элемент для создания сжатого воздуха на периферии внутренней стороне колес (лопатки); 20 - зона воздушной кольцевой оболочкой с повышенным давлением.1 - aerodynamic wheels; 2 - axis; 3 - radial ribs; 4 - the edge of the wheels; 5 - zone of low pressure; 6 - hole in the axis; 7 - the Central region of the working chamber; 8 - the periphery of the working chamber; 9 - dynamic injection impeller; 10 - a sleeve of the bearing; 11 - through channels for the passage of air; 12 - through channels in a fixed axle structure; 13 - pressure blades DIN; 14 - accelerating blades DIN; 15 - a nave of wheels; 16 - the inner surface of the casing; 17 - fan blades; 18 - annular grooves on the periphery of the inner side of the wheels; 19 - an element for creating compressed air on the periphery of the inner side of the wheels (blades); 20 - zone air ring shell with high pressure.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
В заявленном способе совмещены в одном устройстве (в одном узле) непрерывные процессы измельчения и сепарации, при этом в одном узле работают три области измельчения и сепарации исходного материала: область (А) динамического импеллера нагнетания (ДИН) в центре рабочей камеры, который нагнетает воздушные потоки и исходный материал, раскручивает и одновременно соударяет потоки воздуха и исходного материала друг с другом, и с усилием бросает на противоположную сторону; область (В) высоких окружных скоростей, где происходит интенсивное столкновение и соударение исходного материала, а также истирание и активация измельчаемого материала; и область (С) кольцевой оболочки с повышенным давлением (далее зона ХАЛИСА), при этом зона Халиса образованна на периферии рабочей камеры в кольцевом зазоре для выхода готового продукта, где расположены элементы для создания сжатого воздуха, которые образуют воздушную кольцевую оболочку повышенного давления, тем самым обеспечивая эффективную сепарацию.In the claimed method, continuous grinding and separation processes are combined in one device (in one node), while in one node there are three areas of grinding and separation of the source material: region (A) of the dynamic injection impeller (DIN) in the center of the working chamber, which pumps air flows and source material, untwists and simultaneously strikes the flows of air and source material with each other, and with an effort throws it to the opposite side; region (B) of high peripheral speeds, where there is an intense collision and collision of the source material, as well as abrasion and activation of the crushed material; and region (C) of the annular shell with increased pressure (hereinafter referred to as the Halis zone), wherein the Halis zone is formed on the periphery of the working chamber in the annular gap for the exit of the finished product, where the elements for creating compressed air are located, which form the air annular shell of the increased pressure, thereby ensuring efficient separation.
Процесс измельчения и сепарации исходного материала происходит в устройстве, состоящим из двух помольных вогнутых аэродинамических колес (1), установленных соосно на, по меньшей мере, одной неподвижной полой оси (2) с отверстиями для подачи исходного материала (6), сообщающимися с рабочей камерой. Аэродинамические колеса могут быть выполнены в виде дисков или барабанов. Между колесами (1) образованна зона самоизмельчения (или рабочая камера). В неподвижной оси (2) выполнены отверстия (6) для подачи исходного материала в центральную область рабочей камеры (7). Для прохода воздуха в рабочую камеру предусмотрены сквозные каналы (11) и (12). Аэродинамические колеса (1) установлены на гильзах подшипников (10) при помощи ступицы (15). Один из аэродинамических колес выполнен с возможностью вращения относительного другого неподвижного аэродинамического колеса, или аэродинамические колеса выполнены с возможностью встречного вращения (выбор варианта вращения колес может зависеть от поставленных целей и задач). В центральной части вращающегося аэродинамического колеса (1) (по первому и второму варианту) расположен динамический импеллер нагнетания (ДИН) (9), выполненный в виде сопла Лаваля ускоряющий исходное сырье в направлении центральной области рабочей камеры (7), с внутренними элементами в виде нагнетательных (13) и ускорительных (14) лопаток. Нагнетательные лопатки (13) расположены под углом со стороны крепления аэродинамического колеса (1) к ступице (15), для сжатия и осевой подачи воздуха, а ускорительные лопатки (14) расположены под углом со стороны, обращенной в центр рабочей камеры (7), для захвата частиц материала, поступающего из отверстия (6) в оси (2), с их последующим броском в центр рабочей камеры. Воздух, поступающий через динамический импеллер нагнетания, проходит через вентилируемые сквозные каналы (11) и (12) неподвижной конструкции оси и ступиц аэродинамических колес. Аэродинамические колеса (1) содержат элементы в виде радиальных ребер (3) с изгибом. На периферии (8) и/или за периметром рабочей камеры образована зона (20) воздушной кольцевой оболочки с повышенным давлением. Между встречно вращающими аэродинамическими колесами (1) на их периферии выполнен регулируемый кольцевой зазор, заполненный воздушной кольцевой оболочкой с повышенным давлением, создаваемым элементами (19) для сжатого воздуха. Элементы (19) для создания сжатого воздуха выполнены в виде лопаток, расположенных по окружности на периферии каждого аэродинамического колеса (1) в один ряд или более и находящиеся напротив одной или более кольцевой канавки (18) противоположного аэродинамического колеса (1), с возможностью погружения в кольцевую канавку (18). Элементы (19) для создания сжатого воздуха и кольцевые канавки (18), каждого аэродинамического колеса (1), могут располагаться на разных окружностях. Элементы (19) для создания сжатого воздуха выполнены с возможностью изменения угла наклона, угла входа и выхода, а также радиального удаления относительно центра рабочей камеры и регулирования по глубине посадки в кольцевую канавку (18), для регулирования выпускного кольцевого зазора.The process of grinding and separation of the starting material takes place in a device consisting of two grinding concave aerodynamic wheels (1) mounted coaxially on at least one fixed hollow axis (2) with holes for supplying the starting material (6) in communication with the working chamber . Aerodynamic wheels can be made in the form of discs or drums. Between the wheels (1) a self-grinding zone (or working chamber) is formed. In the fixed axis (2), holes (6) are made for supplying the source material to the central region of the working chamber (7). For the passage of air into the working chamber, through channels (11) and (12) are provided. Aerodynamic wheels (1) are mounted on the bearing shells (10) using a hub (15). One of the aerodynamic wheels is made to rotate relative to another stationary aerodynamic wheel, or the aerodynamic wheels are made with the possibility of counter rotation (the choice of the rotation of the wheels may depend on the goals and objectives). In the central part of the rotating aerodynamic wheel (1) (according to the first and second options), there is a dynamic pumping impeller (DIN) (9), made in the form of a Laval nozzle accelerating the feedstock in the direction of the central region of the working chamber (7), with internal elements in the form injection (13) and accelerator (14) blades. The discharge vanes (13) are located at an angle from the side of the attachment of the aerodynamic wheel (1) to the hub (15), for compression and axial air supply, and the accelerator vanes (14) are located at an angle from the side facing the center of the working chamber (7), to capture particles of material coming from the hole (6) in the axis (2), with their subsequent throw to the center of the working chamber. Air entering through a dynamic injection impeller passes through ventilated through channels (11) and (12) of a fixed axle structure and hubs of aerodynamic wheels. Aerodynamic wheels (1) contain elements in the form of radial ribs (3) with a bend. At the periphery (8) and / or behind the perimeter of the working chamber, a zone (20) of the air annular shell with increased pressure is formed. Between the counter-rotating aerodynamic wheels (1) on their periphery, an adjustable annular gap is made, filled with an air annular shell with increased pressure created by the elements (19) for compressed air. Elements (19) for creating compressed air are made in the form of blades located circumferentially on the periphery of each aerodynamic wheel (1) in one row or more and opposite one or more annular grooves (18) of the opposite aerodynamic wheel (1), with the possibility of immersion into the annular groove (18). Elements (19) for creating compressed air and annular grooves (18) of each aerodynamic wheel (1) can be located on different circles. Elements (19) for creating compressed air are made with the possibility of changing the angle of inclination, the angle of entry and exit, as well as radial removal relative to the center of the working chamber and adjusting the depth of fit into the annular groove (18), to regulate the exhaust annular gap.
Поэтапный процесс измельчения и сепарации происходит в одном устройстве.The phased grinding and separation process takes place in one device.
Исходный материал подается в устройство измельчения через полости (6), в по меньшей мере, одной неподвижной оси (2). На неподвижных осях установлены подшипниковые узлы образующую ступицы (15) с закрепленными на них рабочими колесами (1) (в виде дисков или барабанов с углублениями), с обращенными друг к другу рабочими поверхностями с радиальными ребрами. Между рабочими поверхностями образованна рабочая камера, по периферии которой имеется кольцевой зазор, с возможностью регулирования. Внутри рабочей камеры имеются динамические импеллеры нагнетания, выполненные в виде сопла Лаваля с внутренними элементами в виде нагнетательных и ускорительных лопаток, ускоряющие воздушные потоки с исходным сырьем в направлении рабочей камеры. Внутри ДИН имеются элементы в виде лопаток: со стороны крепления к аэродинамическому диску имеются элементы в виде лопаток для нагнетания воздуха во внутрь рабочей камеры с забором воздуха из вентиляционных каналов между ступицей и гильзой подшипника и из каналов, расположенных в стенках неподвижной конструкции оси, и ускоряющих элементов в виде лопаток (ребер) с регулируемым углом наклона, углом входа и выхода, направленных на сцепление, раскручивание и выбрасывание с усилием частиц исходного сырья на противоположную сторону встречно вращающемуся ДИН. Таким образом, благодаря вращению ДИН и радиальных ребер аэродинамических колес, поток исходного материала вместе с воздухом засасывается внутрь рабочей камеры, где подвергается столкновению с воздушно-сырьевым потоком противоположной стороны - происходит первичное (начальное) измельчение с равномерным распределением исходного твердого материала в виде кусков и турбулентное рассеивание воздушных потоков и частиц исходного твердого материала по объему рабочей камеры. Потоки воздуха и исходного сырья внутри рабочей камеры находятся во вращательном движении, создаваемом ДИН и радиальными ребрами аэродинамических колес. Воздух под действием центробежной силы направляется к краям аэродинамических колес. Как следствие, в центре рабочей камеры образуется зона низкого давления, что приводит к всасыванию воздуха с исходным сырьем извне через отверстия неподвижной конструкции оси в рабочую камеру. В центральной области рабочей камеры поток воздуха вместе с частицами исходного твердого материала изменяет направление своего движения с осевого на радиальное, устремляясь на периферию рабочей камеры. Происходит разгон кусков и частиц исходного твердого материала навстречу друг другу, реализуются все процессы измельчения исходного сырья: соударения и трения частиц между собой и с элементами рабочей камеры. Это приводит к активации помалываемых твердых материалов, к особому энергетическому состоянию получаемого продукта с повышенной реакционной способностью. В процессе активации происходит дезинтеграция (разрушение) материала: распад на составные структурные зерна, последующий распад кристаллической решетки измельчаемого материала с разрывом межмолекулярных связей, что достигается методом разгона частиц на высоких скоростях, лобовым соударением, а также столкновение кусков и частиц твердого материала между собой после отражения от стенок и радиальных ребер аэродинамических колес. На каждом из аэродинамических колес на разных окружностях на периферии с внутренней стороны выполнены одна или более кольцевые канавки, а также имеются элементы в виде лопаток, расположенные на одной или более окружности, и находящиеся напротив кольцевых канавок противоположного аэродинамического колеса, с возможностью погружения в кольцевые канавки. Указанные элементы в виде лопаток выполнены с возможностью регулирования по углу наклона, угла входа и выхода и радиального удаления относительно центра рабочей камеры и регулирования по глубине посадки. Элементы для создания сжатого воздуха могут быть выполнены в виде съемных кольцевых секций и установлены на аэродинамических колесах по разным окружностям, а также могут быть выполнены зацело с аэродинамическими колесами. Поток воздуха и частиц исходного твердого материала встречается с кольцевой оболочкой из сжатого воздуха создаваемой нагнетающими элементами воздуха в виде лопаток, движущимися по разным окружностям и работающими на сжатие воздуха.The source material is fed into the grinding device through the cavity (6) in at least one fixed axis (2). Bearing assemblies forming a hub (15) with fixed impellers (1) mounted on them (in the form of disks or drums with recesses), with working surfaces facing each other with radial ribs, are mounted on the fixed axes. A working chamber is formed between the working surfaces, on the periphery of which there is an annular gap, with the possibility of regulation. Inside the working chamber there are dynamic injection impellers made in the form of a Laval nozzle with internal elements in the form of discharge and accelerating blades, accelerating air flows with the feedstock in the direction of the working chamber. Inside the DIN there are elements in the form of vanes: on the side of the attachment to the aerodynamic disk there are elements in the form of vanes for forcing air into the working chamber with air intake from the ventilation ducts between the hub and the bearing sleeve and from the channels located in the walls of the fixed axle structure and accelerating elements in the form of blades (ribs) with an adjustable angle of inclination, the angle of entry and exit, aimed at coupling, untwisting and ejecting with an effort the particles of the feedstock on the opposite side raschayuschemusya DIN. Thus, due to the rotation of the DIN and the radial ribs of the aerodynamic wheels, the feed stream along with the air is sucked into the working chamber, where it collides with the air-feed stream of the opposite side - primary (initial) grinding occurs with a uniform distribution of the original solid material in the form of pieces and turbulent dispersion of air flows and particles of the original solid material in the volume of the working chamber. The flows of air and feedstock inside the working chamber are in the rotational motion created by the DIN and the radial edges of the aerodynamic wheels. Under the action of centrifugal force, the air goes to the edges of the aerodynamic wheels. As a result, a low pressure zone is formed in the center of the working chamber, which leads to the absorption of air with the feedstock from the outside through the openings of the fixed axle structure into the working chamber. In the central region of the working chamber, the air flow together with the particles of the original solid material changes its direction of motion from axial to radial, rushing to the periphery of the working chamber. The pieces and particles of the initial solid material are accelerated towards each other, all the processes of grinding the raw material are realized: collisions and friction of the particles with each other and with the elements of the working chamber. This leads to the activation of milled solid materials, to a special energy state of the resulting product with increased reactivity. During the activation process, disintegration (destruction) of the material occurs: decomposition into composite structural grains, subsequent disintegration of the crystal lattice of the crushed material with breaking of intermolecular bonds, which is achieved by dispersing particles at high speeds, frontal collision, as well as collisions of pieces and particles of solid material between themselves after reflections from walls and radial ribs of aerodynamic wheels. On each of the aerodynamic wheels on different circles on the periphery, one or more annular grooves are made on the inner side, and there are also blade elements located on one or more circles and opposite the annular grooves of the opposite aerodynamic wheel, with the possibility of immersion in the annular grooves . These elements in the form of blades are made with the possibility of regulation of the angle of inclination, the angle of entry and exit and radial removal relative to the center of the working chamber and regulation of the depth of landing. Elements for creating compressed air can be made in the form of removable annular sections and mounted on aerodynamic wheels in different circles, and can also be made integrally with aerodynamic wheels. The flow of air and particles of the original solid material is met with an annular shell of compressed air created by the pumping air elements in the form of blades moving along different circles and working to compress the air.
Таким образом, в области периферии рабочей камеры в кольцевом зазоре для выхода измельченного продукта создается кольцевая оболочка с повышенным давлением (далее зона ХАЛИСА). Зона ХАЛИСА это специально созданная воздушная оболочка кольцевой формы в области края в зазоре между аэродинамическими колесами (рабочей камеры). В этой зоне из-за движения элементов в виде лопаток навстречу друг другу с высокими окружными скоростями образуется повышенное давление. Давление и температура воздуха в зоне ХАЛИСА регулируются скоростью встречного вращения рабочих аэродинамических колес имеющих кольцевой зазор между собой с использованием данного решения или конфигурацией расположенных на них элементов в виде лопаток. Повышенное давление ведет к увеличению сил вязкого трения и как следствие увеличению сил аэродинамического сопротивления, направленных против движущихся элементов в виде лопаток, что приводит к аэродинамическому нагреву окружающего пространства, тем самым достигается требуемая рабочая температура для измельчения и последующей транспортировки измельченного продукта. Легкие частицы измельченного продукта, поступающие в зону ХАЛИСА, принимают направленное движение потока воздуха, тяжелые частицы не могут увлечься в зону ХАЛИСА ввиду своей массы и продолжают движение внутри рабочей камеры до более глубокого измельчения. В результате измельчения с одновременной сепарацией образуются частицы с заданной тониной с верхним пределом размеров частиц, за счет чего происходит более глубокая активация готового продукта и при необходимости интенсивная гомогенизация многокомпонентных смесей. Задаваемая тонина измельчения с верхним контролируемым пределом размеров частиц, может регулироваться скоростью встречного вращения рабочих аэродинамических колес, выполненных в виде аэродинамических дисков или барабанов, или конфигурацией расположенных на них элементов для создания сжатого воздуха, выполненных в виде лопаток.Thus, in the region of the periphery of the working chamber in the annular gap for the exit of the crushed product, an annular shell with increased pressure is created (hereinafter referred to as the Halisa zone). The KHALISA zone is a specially created ring-shaped air shell in the region of the edge in the gap between the aerodynamic wheels (working chamber). In this zone, due to the movement of elements in the form of blades towards each other with high peripheral speeds, increased pressure is formed. The pressure and air temperature in the Halis zone are regulated by the oncoming rotation speed of the working aerodynamic wheels having an annular gap between themselves using this solution or by the configuration of the elements located on them in the form of blades. Increased pressure leads to an increase in viscous friction forces and, as a consequence, an increase in aerodynamic drag forces directed against moving elements in the form of blades, which leads to aerodynamic heating of the surrounding space, thereby achieving the required operating temperature for grinding and subsequent transportation of the crushed product. The light particles of the crushed product entering the Halis zone accept the directional movement of the air flow, the heavy particles cannot get carried away into the Halis zone due to their mass and continue to move inside the working chamber until deeper grinding. As a result of grinding with simultaneous separation, particles with a given fineness with an upper particle size limit are formed, due to which there is a deeper activation of the finished product and, if necessary, intensive homogenization of multicomponent mixtures. The specified grinding fineness with an upper controlled particle size limit can be controlled by the oncoming rotation speed of the working aerodynamic wheels made in the form of aerodynamic disks or drums, or by the configuration of the elements located on them to create compressed air made in the form of blades.
Снаружи на каждой ступице аэродинамического колеса в торцевой области, между внешними поверхностями рабочих аэродинамических колес и внутренними поверхностями кожуха имеются элементы в виде вентиляторных лопаток (17), (или устройство с подачей сжатого воздуха вокруг ступицы аэродинамического колеса с креплением на кожухе), которые работают на сжатие воздуха, направляя воздушные потоки вдоль наружных поверхностей аэродинамических колес, и создают избыточное давление под кожухом устройства с целью транспортировки измельченного продукта из области кожуха в приемную емкость для готового продукта.Outside, on each hub of the aerodynamic wheel in the end region, between the outer surfaces of the working aerodynamic wheels and the inner surfaces of the casing there are elements in the form of fan blades (17), (or a device with compressed air around the hub of the aerodynamic wheel mounted on the casing), which work on air compression, directing air flows along the outer surfaces of the aerodynamic wheels, and create excess pressure under the casing of the device in order to transport the crushed product a region from the casing to the receiving vessel for the finished product.
Помимо вышеуказанных процессов, ДИН, благодаря направленному движению воздушных потоков, снимает избыточное тепло с деталей устройства (и направляет его в зону помола для поддержания необходимого температурного режима среды самоизмельчения) и защищает подшипниковые узлы от проникновения пыли. В зависимости от требований безопасности к технологическому процессу помола того или иного материала, в рабочую камеру, помимо воздуха, могут подаваться разного рода инертные газы и/или смеси газов (например, аргон, азот и прочие) либо аэрозоли для предотвращения и/или снижения уровня взрывопожароопасности. В зависимости от требований технологического процесса помола того или иного материала, в рабочую камеру, помимо воздуха, могут подаваться разного рода активирующие газы (диоксид углерода)/аэрозоли, которые способствуют ускорению процесса измельчения (разрушения кристаллической решетки с разрывом межмолекулярных связей) и/или активации поверхности измельчаемого материала.In addition to the above processes, the DIN, due to the directed movement of air flows, removes excess heat from the device parts (and directs it to the grinding zone to maintain the necessary temperature regime of the self-grinding medium) and protects the bearing units from dust penetration. Depending on the safety requirements for the technological process of grinding a particular material, in addition to air, various types of inert gases and / or gas mixtures (for example, argon, nitrogen and others) or aerosols can be supplied to the working chamber to prevent and / or reduce the level explosion and fire hazard. Depending on the requirements of the technological process of grinding a particular material, in addition to air, various kinds of activating gases (carbon dioxide) / aerosols can be supplied to the working chamber, which contribute to the acceleration of the grinding process (destruction of the crystal lattice with breaking of intermolecular bonds) and / or activation the surface of the crushed material.
Заявленный технический результат достигается в одном устройстве, где происходит измельчение и сепарация исходного материала на высоких окружных скоростях, интенсивное соударение, истирание и активация измельчаемого материала, а также за счет зоны ХАЛИСА, где элементы в виде лопаток создают кольцевую оболочку с повышенным давлением. За счет выполнения в одном устройстве заявляемых областей происходит снижение удельного расхода энергии, исключение отдельного устройства для сепарирования, исключение дополнительных приводных механизмов для подачи сырья в камеру измельчения, снижение металлоемкости, получение готового продукта с заданной крупностью частиц, исключение мелющих тел.The claimed technical result is achieved in one device, where the grinding and separation of the source material at high peripheral speeds, intensive collision, abrasion and activation of the crushed material, as well as due to the Halisa zone, where the elements in the form of blades create an annular shell with high pressure. Due to the implementation of the claimed areas in one device, the specific energy consumption is reduced, a separate separation device is excluded, additional drive mechanisms for supplying raw materials to the grinding chamber are eliminated, metal consumption is reduced, the finished product is obtained with a given particle size, grinding media are eliminated.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016114905A RU2658693C2 (en) | 2016-04-18 | 2016-04-18 | Method of grinding and separation of materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016114905A RU2658693C2 (en) | 2016-04-18 | 2016-04-18 | Method of grinding and separation of materials |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016114905A RU2016114905A (en) | 2017-10-19 |
| RU2016114905A3 RU2016114905A3 (en) | 2018-04-27 |
| RU2658693C2 true RU2658693C2 (en) | 2018-06-22 |
Family
ID=60120270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016114905A RU2658693C2 (en) | 2016-04-18 | 2016-04-18 | Method of grinding and separation of materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2658693C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2704865C1 (en) * | 2019-03-15 | 2019-10-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Method for disintegration of lump raw material |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1645000A1 (en) * | 1989-04-25 | 1991-04-30 | Ивановский Химико-Технологический Институт | Mill |
| SU1768281A1 (en) * | 1991-02-04 | 1992-10-15 | Osharov Vladimir | Centrifugal mill |
| WO1995005897A1 (en) * | 1993-08-25 | 1995-03-02 | Dynamist Pty Ltd. | Apparatus for milling combustible material |
| US20060175447A1 (en) * | 2005-02-09 | 2006-08-10 | Duggan Rodney D | Cup and cone feed distributor |
| RU2457033C1 (en) * | 2011-06-10 | 2012-07-27 | Андрей Валерьевич Шеленин | Loose material grinder |
-
2016
- 2016-04-18 RU RU2016114905A patent/RU2658693C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1645000A1 (en) * | 1989-04-25 | 1991-04-30 | Ивановский Химико-Технологический Институт | Mill |
| SU1768281A1 (en) * | 1991-02-04 | 1992-10-15 | Osharov Vladimir | Centrifugal mill |
| WO1995005897A1 (en) * | 1993-08-25 | 1995-03-02 | Dynamist Pty Ltd. | Apparatus for milling combustible material |
| US20060175447A1 (en) * | 2005-02-09 | 2006-08-10 | Duggan Rodney D | Cup and cone feed distributor |
| RU2457033C1 (en) * | 2011-06-10 | 2012-07-27 | Андрей Валерьевич Шеленин | Loose material grinder |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2704865C1 (en) * | 2019-03-15 | 2019-10-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Method for disintegration of lump raw material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016114905A3 (en) | 2018-04-27 |
| RU2016114905A (en) | 2017-10-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2728783C (en) | Conical-shaped impact mill | |
| RU2429913C1 (en) | Disintegrator | |
| CA1091646A (en) | Fluid entrained surface impacting comminuter and mixer | |
| US2750120A (en) | Impact process and apparatus for disintegrating materials | |
| US5269471A (en) | Pulverizer | |
| CN110524435A (en) | Impeller head and shot blasting method | |
| RU2658693C2 (en) | Method of grinding and separation of materials | |
| RU2551161C1 (en) | Disintegrator | |
| RU2616792C1 (en) | Disintegrator-classifier of loose materials | |
| RU2556069C1 (en) | Disintegrator | |
| US4270698A (en) | Aerosol forming device | |
| US7207513B2 (en) | Device and method for comminuting materials | |
| RU2658698C2 (en) | Device for milling solid materials | |
| RU2624923C1 (en) | Grinding disc of mill | |
| RU2691585C1 (en) | Disintegrator | |
| EP3393669B1 (en) | Device and method for micronization of solid materials | |
| RU2737484C2 (en) | Methods and devices for continuous disintegration, drying and separation of loose materials | |
| RU2386480C2 (en) | Vortex grinder for cascade grinding | |
| RU2624940C1 (en) | Device for separation of loose materials | |
| RU2709157C1 (en) | Dismembrator | |
| RU2537497C2 (en) | Rotary swirling pulverising mill | |
| RU2819684C1 (en) | Centrifugal grinder | |
| RU2547714C1 (en) | Disintegrator | |
| SU957956A1 (en) | Disintegrator | |
| RU2565735C1 (en) | Rotor-vortex grinder of fine grinding 2 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200419 |