CZ2017506A3 - Kulový mlýn s fluidizačním zařízením - Google Patents

Abstract

Kulový mlýn s fluidizačním zařízením umístěným ve stěně bubnu (8) mlýna má na plášti (9) kulového mlýna umístěn kompresor (10) pro přívod fluidizačního média. D8le je zde umístěn servomotor (11) pro ovládání pohyblivé skruže (6). Ta zajišťuje variabilní pohyb nejméně jedné lopatky (1), s fluidizačními kanálky (4), jež prochází stěnou bubnu (8). Pod pláštěm (9) se nachází fluidizační prostor (7). Lopatka (1) prochází těsnícím rukávem (5) a stěnou bubnu (8), ve které je upevněna jisticím čepem (2). Přičemž je částečně zapuštěna do skruže (6), kde je upevněn čepem (3) pro nastavení úhlu sklonu.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká míchacího mechanismu užitého při procesu mletí. Zařízení je možné variabilně nastavit tak, aby byl proces mletí co nejefektivnější. Zároveň je zařízení uzpůsobeno tak, že je možné při procesu mletí využít i fluidizační médium.

Dosavadní stav techniky

Doposud jsou pro běžné mechanické zpracování materiálů (mletí) využívány mlecí zařízení kulové mlýny a planetové kulové mlýny. Jejich podstata je založena na velmi jemném rozmělňování materiálu. Podobně jako v ostatních mlecích zařízeních zde dochází k mlecímu účinku kombinací tří faktorů: tlaku, nárazu a roztírání.

Principielně jsou do mlecí komory kulového mlýna vloženy materiály s větším počtem mlecích těles. V průběhu mletí dochází k otáčení mlecí komory, kdy se mlecí tělesa v komoře “převalují” a rotují, čímž dochází k mletí nebo rozmělňování materiálu. V případě planetových kulových mlýnů dochází navíc k vytváření extrémně velké odstředivé síly, která přispívá k odlišnému pohybu mlecích těles vůči mlecí komoře, což výrazně snižuje dobu mletí.

Velkou nevýhodou doposud používaných mlecích zařízení je skutečnost, že v průběhu mlecího procesu dochází, v důsledku působení tlaku a nárazu mlecích těles na stěnu mlecí komory, k tvorbě agregátů a aglomerátů nebo nálepů, které výrazně snižují efektivnost mlecího procesu. Vznik agregátů a aglomerátů je nepříznivým vlivem při zpracování jemných částkových materiálů, resp. nanoprášků. Tyto nálepy není možno již v průběhu procesu odstranit, pouze úplným zastavením mlecího procesu, rozebráním mlecího zařízení a mechanickým stěrem vzniklého nálepu. Výsledkem je tak nehomogenně pomletý nebo rozmělněný materiál o rozdílné distribuci velikosti částic zpracovávaného materiálu.

Aby bylo zabráněno výše uvedeným problémům byla konstrukce kulového mlýna doplněna o míchací zařízení či stěrku, která je uchycena v centrální části mlýna a napomáhá tak k odstraňování nálepů ze stěn mlecí nádoby. Tyto směry reprezentují např. následující dokumenty US4673134 (A) — 1987-06-16, EP0627262 (Al) — 1994-12-07 nebo US3027105 (A) — 1962-03-27, které směřují na klasickou úpravu materiálu mixováním materiálu v uzavřeném prostoru pomocí sady rotačních hřídelí sunášeči nebo mixováním materiálu v prostoru s hřídelem opatřeným mixovacími unášeči. Toto míchací zařízení/stěrka však neumožňuje variabilní nastavení svých ramen a rovněž neřeší problém nálepů vzniklých na samotném míchadle/stěrce.

Další úpravy mlecího zařízení uvedené v dokumentech W02008088100 (Al) — 2008-07-24 a US4645133 (A) — 1987-02-24 byly směřovány do oblasti úpravy profilu povrchu vnitřního mlecího bubnu a tím účinnosti dopadu materiálu při procesu mletí. Rovněž dokumenty US1726917(A) — 1929-09-03, US2761628 (A) — 1956-09-04 jsou směřovány do oblasti cíleného vývoje hřebenovitého nebo jiného profilu bubnu včetně samotného mechanismu otáčení.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje variabilní fluidizační lopatka kulového mlýna. Vynález řeší procesní úpravu materiálu přímo v mlecím zařízení-kulovém mlýnu a účinně nastavuje samotný proces mletí materiálu pomocí nastavitelných lopatek umístěných na vnitřním obvodu bubnu kulového mlýna.

Základním inovačním prvkem zařízení je lopatka vnějšího bubnu kulového mlýna, která svírá se stěnou bubnu variabilní úhel a to pomocí čepu. Změnou úhlu natočení lopatky, dochází k přímé regulaci úhlu dopadu materiálu do vnitřního prostoru bubnu při jeho otáčení a tím přímo k řízení účinnějšího způsobu dopadu materiálu do prostoru bubnu. Úhel dopadu může být přímo regulován na základě znalosti mechanicko-fyzikálních a geometrických vlastností mlecího materiálu. Výhodou tohoto řešení je přímé nastavování dopadové energie materiálu a tím snížení ekonomické náročnosti procesu mletí materiálu.

Zmiňovaná nastavitelná lopatka kulového mlýna je vybavena vnitřními kanálky pro možnost přívodu fluidizačního média, což může být vzduch, kapalina nebo jejich kombinace (mlha), což má za následek další možnost procesní úpravy materiálu při drcení např. fluidizací materiálu, přívodem tekutiny (ev. plynu do kanálků) do kanálků lopatky.

Dalším podstatným efektem fluidizace je také minimalizace nálepů velmi jemného materiálu na stěnách nádoby, případně na samotných lopatkách.

Obíasnění výkresů

Na obrázku 1 je znázorněn kulový mlýn (horizontální provedení) a rozmístění vnějších částí zařízení. Obrázek 2 - znázorňuje řez vnitřní části zařízení.

Příklady uskutečnění

Příklad 1

-3Mezi pláštěm kulového mlýna a bubnem J3 se nachází fluidizační prostor 7, který je propojen přívodem s kompresorem 10 pro přívod fluidizačního média. K fluidizačnímu prostoru 7 přiléhá pohyblivá skruž 6 pro nastavení úhlu lopatky 1. Lopatka 1 je ke skruži 6 připevněna pomocí čepu_3 pro nastavení sklonu a dále prochází bubnem 8 a následně, přes těsnící rukáv 5, dovnitř kulového mlýna. Z fluidizačního prostoru 7 vedou lopatkou 1 fluidizační kanálky 4 ústící do prostoru bubnu_8. Lopatka 1 je v bubnu 8 upevněna jistícím čepem 2. Servomotor Π. umístěný na povrchu pláště 9 mlýna je propojen se skruži 6 ovládající pohyb lopatky 1.

Lopatku 1 je možné natáčet i vysouvat/zasouvat pohybem skruže 6. Při libovolném natáčení se mění úhel dopadu materiálu a tím i mechanismus drcení materiálu.

Průmyslová využitelnost

Zařízení je využitelné při úpravě partikulárních materiálů - zdrobňování jednotlivých částic (mletí - např. nerostné suroviny) a zároveň je lze využít také například v potravinářském průmyslu nebo farmaceutickém průmyslu pro míšení různých materiálů a tvorbu suchých směsí. Zařízení je možné použít v horizontálních i vertikálních typech mlýnů. Případně aeraci např. kalů.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Kulový mlýn sfluidizačním zařízením umístěným ve stěně bubnu (8) mlýna vyznačující se tím, že na plášti (9) kulového mlýna je umístěn kompresor (10) pro přívod fluidizačního média a servomotor (11) pro ovládání pohyblivé skruže (6) pro zajištění variabilního pohybu nejméně jedné lopatky (1), s fluidizaČními kanálky (4), procházející stěnou bubnu (8).
2. 2.

   Kulový mlýn s fluidizačním zařízením umístěným ve stěně bubnu (8) mlýna podle nároku 1^ vyznačující se tím, že pod pláštěm (9) se nachází fluidizační prostor (7), pohyblivá skruž (6) pro variabilní pohyb lopatky (1), která přiléhá k bubnu (8).
3. 3. Kulový mlýn s variabilní fluidizačním zařízením umístěným ve stěně bubnu (8) mlýna podle nároků 1 a 2^vyznačující se tím, že je lopatka (1) prochází těsnícím rukávem (5) a dále stěnou bubnu (8), ve které je upevněna jistícím čepem (2) aje částečně zapuštěna do skruže (6), kde je upevněna čepem (3) pro nastavení úhlu jejího sklonu.
4. 4. Kulový mlýn s variabilní fluidizačním zařízením umístěným ve stěně bubnu (8) mlýna podle nároků 1 a 2^ vyznačující se tím, že lopatkou (1) prochází fluidizační kanálky (4), které prochází přes skruž (6) a ústí do fluidizačního prostoru (7), který je napojen na kompresor (10) pro vhánění fluidizačního média.