ES2714687T3 - Procedure and device for cold grinding - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la molienda en frío, en el que un material cargado se muele en una instalación de molienda (2) y se enfría antes o durante el proceso de molienda con un refrigerante criógeno líquido, caracterizado por que el refrigerante criógeno líquido se sobreenfría, antes de su aportación a la instalación de molienda (2), a una temperatura de al menos 2 K por debajo de su punto de ebullición, llegando al menos en gran medida en estado licuado a la instalación de molienda (2) y por que el caudal y/o la temperatura del refrigerante criógeno a aportar a la instalación de molienda (2) se regula en dependencia de uno o varios parámetros medidos en la instalación de molienda (2), especialmente de la temperatura del material a moler.Cold milling process, in which a charged material is ground in a milling facility (2) and cooled before or during the milling process with a liquid cryogenic refrigerant, characterized in that the liquid cryogenic refrigerant cools, before of its contribution to the milling plant (2), at a temperature of at least 2 K below its boiling point, at least to a large extent in a liquid state to the milling plant (2) and because the flow and / or the temperature of the cryogenic refrigerant to be contributed to the milling plant (2) is regulated depending on one or several parameters measured in the milling plant (2), especially the temperature of the material to be ground.
Description
DESCRIPCIONDESCRIPTION
Procedimiento y dispositivo para la molienda en fnoProcedure and device for grinding at fno
La invencion se refiere a un procedimiento para la molienda en fno, en el que un material cargado se muele en una instalacion de molienda y se enfna antes o durante el proceso de molienda con un refrigerante criogeno Kquido. The invention relates to a process for milling in fno, in which a charged material is milled in a milling facility and cooled before or during the milling process with a liquid cryogenic K refrigerant.
Como productos, cuya trituracion resulta especialmente complicada, se consideran materiales con caractensticas elasticas como las del caucho, viscoelasticas o plasticas y/o materiales que, por diversas razones presentan una alta tendencia a la aglomeracion de las partfculas molidas, como plasticos tecnicos, ceras, productos farmaceuticos o determinadas materias naturales. Dado que las caractensticas mencionadas impiden una trituracion fiable, estos materiales se resquebrajan en la asf llamada molienda en fno antes del proceso de molienda, por ejemplo en un enfriador de tornillo de vortice y se aportan a continuacion, de forma dosificada, al molino. El problema es que durante el proceso de molienda se introduce una cantidad considerable de calor en el material de molienda fno. Esto se nota tanto mas, cuanto menor sea el tamano de las partfculas. Y es que, cuanto mas pequenas sean las partfculas, tanto mayor es el consumo energetico espedfico de masa necesario para la molienda. Por debajo de un tamano de partfcula dependiente del material de pocos micrometros, las partfculas molidas tienden a juntarse en nuevos aglomerados. Las altas temperaturas que se producen al moler pueden dar lugar a una aglutinacion de las partfculas con la consecuencia de que los aglomerados presentan una estabilidad comparable a la del material cargado original. Por lo tanto, en el documento DE 2 516 764 A1 se describe un enfriamiento del material de molienda en el que el material a moler se somete incluso en el propio molino a una corriente de gas fno, especialmente a una corriente de gas de nitrogeno fno. Sin embargo, el problema de estos procedimientos de refrigeracion, que trabajan con gas como refrigerante, consiste en que entre el material cargado y el refrigerante gaseoso solo se produce una transmision de calor muy mala, por lo que se tiene que proporcionar una gran cantidad de refrigerante gaseoso.As products, whose crushing is especially complicated, materials with elastic characteristics such as rubber, viscoelastic or plastic and / or materials that, for various reasons have a high tendency to agglomerate ground particles, such as technical plastics, waxes, are considered Pharmaceutical products or certain natural materials. Since the aforementioned features prevent a reliable crushing, these materials are broken up in the so-called ground grinding before the milling process, for example in a vortex screw cooler and are then supplied, in a dosed manner, to the mill. The problem is that during the milling process a considerable amount of heat is introduced into the milling material fno. This is all the more noticeable, the smaller the size of the particles. And, the smaller the particles, the greater the specific energy consumption of mass required for grinding. Below a particle-dependent particle size of a few micrometers, the ground particles tend to come together in new agglomerates. The high temperatures that occur when grinding can lead to agglutination of the particles with the consequence that the agglomerates have a stability comparable to that of the original loaded material. Therefore, in DE 2 516 764 A1 a cooling of the grinding material is described in which the material to be ground is subjected even in the mill itself to a stream of fno gas, especially a stream of fno nitrogen gas . However, the problem with these refrigeration procedures, which work with gas as a refrigerant, is that only a very bad heat transmission occurs between the charged material and the gaseous refrigerant, so a large amount of gaseous refrigerant
Un enfriamiento del material cargado mucho mas ventajo con vistas a la conduccion termica se consigue por medio de un refrigerante criogeno disponible en estado lfquido. Un procedimiento como este, en el que se emplea especialmente nitrogeno lfquido como refrigerante, se conoce, por ejemplo, por el documento DE 102007051 548 A1. La transmision termica es tan buena que dentro de las partfculas del material cargado se produce una diferencia de temperatura grande entre la superficie exterior rapidamente enfriada y el nucleo aun caliente, que a su vez favorece la trituracion de las partfculas. Por esta razon, este procedimiento resulta especialmente apropiado para conseguir en la molienda de materiales plasticos, viscoelasticos y elasticos como el caucho, sin problemas, tamanos de grano por debajo de los 10 pm, en especial por debajo de 1 a 3 pm, siendo posible prescindir de la adicion de aditivos (sustancias previstas para impedir una reaglomeracion de las partfculas molidas a continuacion del proceso de molienda). No obstante, el problema es que por los conductos de alimentacion correspondientes se conduce refrigerante licuado ultracongelados a temperatura de ebullicion. Como consecuencia, parte del refrigerante ya se evapora a causa de la inevitable aportacion de calor a traves de las paredes de los conductos de alimentacion durante la conduccion del material a la instalacion de molienda, influyendo negativamente en el efecto de refrigeracion. Especialmente cuando la aportacion del refrigerante se regula por medio de una valvula, que en el marco de la regulacion durante cierto tiempo impide por completo la aportacion de refrigerante, se forma aguas arriba de la valvula una burbuja de gas en el conducto de alimentacion, que incluso despues de abrir totalmente la valvula provoca durante cierto tiempo una refrigeracion insuficiente del material cargado. Debido al desconocimiento del tamano real de la burbuja de gas, es posible que se produzca un rebasamiento del circuito de regulacion hasta llegar a una realimentacion positiva, lo que imposibilita del todo una regulacion del sistema.A cooling of the loaded material much more advantageous with a view to thermal conduction is achieved by means of a cryogenic refrigerant available in a liquid state. A process like this, in which liquid nitrogen is especially used as a refrigerant, is known, for example, from DE 102007051 548 A1. The thermal transmission is so good that within the particles of the charged material there is a large temperature difference between the rapidly cooled outer surface and the still hot core, which in turn favors the crushing of the particles. For this reason, this procedure is especially appropriate for grinding plastic, viscoelastic and elastic materials such as rubber, without problems, grain sizes below 10 pm, especially below 1 to 3 pm, being possible dispense with the addition of additives (substances intended to prevent a reaglomeration of the ground particles after the milling process). However, the problem is that the freezing liquid refrigerant is conducted through the corresponding supply lines at boiling temperature. As a consequence, part of the refrigerant already evaporates due to the inevitable supply of heat through the walls of the feeding ducts during the conduction of the material to the milling facility, negatively influencing the cooling effect. Especially when the supply of the refrigerant is regulated by means of a valve, which within the framework of the regulation for a certain time completely prevents the contribution of refrigerant, a gas bubble is formed upstream of the valve in the supply line, which even after fully opening the valve, it causes insufficient cooling of the loaded material for some time. Due to ignorance of the actual size of the gas bubble, it is possible that an overflow of the regulation circuit will occur until a positive feedback is reached, which makes it impossible to completely regulate the system.
El objetivo de la presente invencion consiste, por lo tanto, en crear un procedimiento para la molienda en fno de material a moler con ayuda de un refrigerante criogeno licuado, que permita una regulacion fiable de la refrigeracion y que ademas resulte economico y eficiente.The objective of the present invention is, therefore, to create a process for the milling in fno of material to be ground with the aid of a liquid cryogenic refrigerant, which allows a reliable regulation of the refrigeration and which is also economical and efficient.
Esta tarea se resuelve con un procedimiento del tipo inicialmente indicado, en el que el refrigerante criogeno se sobreenfna, antes de su aportacion a la instalacion de molienda, a una temperatura por debajo de su punto de ebullicion.This task is solved with a procedure of the type initially indicated, in which the cryogenic refrigerant is supercooled, before its contribution to the milling installation, at a temperature below its boiling point.
Por lo tan steog,ún la invencion el refrigerante criogeno lfquido (los terminos de refrigerante criogeno “lfquido” y “licuado” se emplearan en adelante como sinonimos) se sobreenfna durante su aportacion a la instalacion de molienda, es decir, a una temperatura por debajo de su temperatura de ebullicion. A causa del sobreenfriamiento, el refrigerante, que ya ha pasado a la fase gaseosa, se vuelve a licuar y llega, al menos en gran medida, en estado licuado a la instalacion de molienda. La menor generacion de gas dentro del conducto de alimentacion conduce a una afluencia uniforme de refrigerante a la instalacion de molienda, que se puede regular perfectamente. Ademas, el refrigerante criogeno licuado se encuentra tambien dentro de la instalacion de molienda en un estado todavfa sobreenfriado, por lo que el material cargado esta por mas tiempo en contacto con el refrigerante criogeno licuado. Como “sobreenfriado” se define aqrn un estado en el que el refrigerante criogeno lfquido presenta una temperatura claramente por debajo de la temperatura de ebullicion en las respectivas condiciones de presion en el conducto de alimentacion. El sobreenfriamiento se produce, por ejemplo, mediante el contacto termico con un refrigerante de temperatura mas baja. Therefore, unite the invention the liquid cryogenic refrigerant (the terms "liquid" and "liquefied" cryogenic refrigerant will be used hereinafter as synonyms) overcool during its contribution to the milling installation, that is, at a temperature per below its boiling temperature. Because of the supercooling, the refrigerant, which has already passed into the gas phase, is re-liquefied and arrives, at least to a large extent, in a liquefied state to the milling facility. The lower generation of gas inside the feed line leads to a uniform influx of refrigerant to the milling facility, which can be perfectly regulated. In addition, the liquefied cryogenic refrigerant is also inside the milling facility in a still supercooled state, so that the charged material is in contact with the liquid cryogenic refrigerant for a longer time. As "supercooled" is defined a state in which the liquid cryogenic refrigerant has a temperature clearly below the boiling temperature under the respective pressure conditions in the supply line. Overcooling occurs, for example, by thermal contact with a lower temperature refrigerant.
Como molino se emplea, por ejemplo, un molino con cuerpos moledores , en el que el material a moler se introduce con los cuerpos moledores en un recipiente de molienda y se tritura como consecuencia del movimiento de los cuerpos moledores unos contra otros, asf como contra la pared del recipiente. Ejemplos de este tipo de molinos son los molinos de bolas, de barras, vibratorios, de agitador, de agitador y bolas o planetarios. Ademas se emplean molinos por impacto como, por ejemplo, quebrantadoras de martillos, molinos de clavijas, universales y de chorro de aire, asf como molinos de friccion, como molinos de rotor y de brecha larga y molinos de corte. El contacto directo del material cargado con el refrigerante criogeno licuado permite una excelente transmision de calor del material cargado al refrigerante. Por lo tanto, la introduccion de calor altamente problematica como consecuencia de la molienda, especialmente en caso de un material con caractensticas elasticas o plasticas, se compensa constantemente durante el proceso de molienda y se puede controlar asf perfectamente. El contacto directo del material cargado con el refrigerante criogeno licuado en el recipiente de molienda y/o en el refrigerador de productos conduce a un enfriamiento muy rapido del material cargado. Las tensiones internas provocadas reducen la estabilidad de las partfculas y favorecen a su vez el proceso de trituracion. En el procedimiento la i snevgeúnncion se pueden alcanzar sin problemas tamanos de grano por debajo de los 500 pm con un esfuerzo, en cuanto a equipos, relativamente reducido, incluso al moler materiales plasticos, viscoelasticos y elasticos como el caucho. El refrigerante aportado fundamentalmente en estado solido o lfquido se evapora al entrar en contacto termico con el material o con los cuerpos moledores y se evacua despues o se emplea para un enfriamiento de una unidad de clasificacion montada detras del recipiente de molienda, por ejemplo un filtro o un separador, a fin de impedir una reaglomeracion durante la clasificacion.As a mill, for example, a mill with grinding bodies is used, in which the material to be ground is introduced with the grinding bodies into a grinding vessel and is crushed as a result of the movement of the grinding bodies against each other, as well as against The wall of the vessel. Examples of such mills are ball, bar, vibratory, agitator, agitator and ball or planetary mills. In addition, impact mills are used, such as hammer breakers, pin mills, universal and air jet mills, as well as friction mills, such as rotor and long gap mills and cutting mills. Direct contact of the material loaded with the liquid cryogenic refrigerant allows excellent heat transmission of the material charged to the refrigerant. Therefore, the introduction of highly problematic heat as a result of grinding, especially in the case of a material with elastic or plastic characteristics, is constantly compensated during the grinding process and can thus be perfectly controlled. Direct contact of the material loaded with the liquid cryogenic refrigerant in the grinding vessel and / or in the product refrigerator leads to very rapid cooling of the charged material. The internal tensions caused reduce the stability of the particles and in turn favor the crushing process. In the procedure the snevgeunncion can be achieved without problems of grain sizes below 500 pm with an effort, in terms of equipment, relatively small, even when grinding plastic, viscoelastic and elastic materials such as rubber. The coolant supplied mainly in a solid or liquid state evaporates upon thermal contact with the material or with the grinding bodies and is then evacuated or used for cooling a sorting unit mounted behind the grinding vessel, for example a filter or a separator, in order to prevent a reaglomeration during the classification.
Una variante ventajosamente perfeccionada de la invencion preve que el flujo de masas y/o la temperatura del refrigerante criogeno a aportar a la instalacion de molienda se regulen en dependencia de uno o varios parametros medidos en la instalacion de molienda, especialmente de la temperatura del material a moler. Incluso en caso de un flujo de masas reducido se puede compensar y/o garantizar asf sin problemas, mediante un sobreenfriamiento mas fuerte de la introduccion de calor a traves de las paredes del conducto de alimentacion, que el refrigerante en estado todavfa sobreenfriado se introduzca en la instalacion de molienda y/o en una instalacion de refrigeracion conectada delante de la instalacion de molienda.An advantageously perfected variant of the invention provides that the mass flow and / or the temperature of the cryogenic refrigerant to be contributed to the milling facility are regulated depending on one or several parameters measured in the milling installation, especially the material temperature. to grind Even in the case of a reduced mass flow, it can be compensated and / or guaranteed without problems, by means of a stronger supercooling of the introduction of heat through the walls of the supply duct, that the refrigerant in the still cooled state is introduced into the milling facility and / or in a refrigeration facility connected in front of the milling facility.
La diferencia de temperatura en la que se enfna el refrigerante, que inicialmente presenta su temperatura de ebullicion, se mide teniendo en cuenta la exigencia de que el refrigerante criogeno se aporte a la instalacion de molienda o a la instalacion de enfriamiento previo conectada delante de la instalacion de molienda, en estado lfquido, al menos en gran medida. Por lo tanto, la diferencia de temperatura respecto al punto de ebullicion es, despues del sobreenfriamiento, de al menos 2K, preferiblemente de al menos 5 K, con especial preferencia de al menos 10 K.The temperature difference in which the refrigerant cools, which initially presents its boiling temperature, is measured taking into account the requirement that the cryogenic refrigerant be contributed to the milling installation or to the precooling installation connected in front of the installation grinding, in a liquid state, at least to a large extent. Therefore, the temperature difference with respect to the boiling point is, after supercooling, at least 2K, preferably at least 5K, especially preferably at least 10K.
Como refrigerante criogeno preferido se emplea nitrogeno lfquido. El sobreenfriamiento se produce, por ejemplo, mediante contacto termico con un refrigerante criogeno que presenta un punto de ebullicion mas bajo, por ejemplo con un bano de nitrogeno lfquido, en el que se alcanza una temperatura baja mediante la reduccion de la presion. Se prepara, por ejemplo, un bano de nitrogeno en el que se mantiene la presion de 1000 mbar, con lo que en el bano de nitrogeno se ajusta una temperatura de 77 K; una reduccion de la presion del bano de nitrogeno a 100 a 200 mbar conduce incluso a un enfriamiento a 60 K a 66 K. El nitrogeno lfquido del conducto de alimentacion, que se pone en contacto termico con este bano de nitrogeno, se puede enfriar de este modo sin problemas a una temperatura de, por ejemplo, 78 K a 80 K.Liquid nitrogen is used as the preferred cryogenic refrigerant. Supercooling occurs, for example, by thermal contact with a cryogenic refrigerant that has a lower boiling point, for example with a liquid nitrogen bath, at which a low temperature is reached by reducing the pressure. For example, a nitrogen bath is prepared in which the pressure of 1000 mbar is maintained, whereby a temperature of 77 K is set in the nitrogen bath; a reduction in the pressure of the nitrogen bath to 100 to 200 mbar even leads to a cooling of 60 K to 66 K. The liquid nitrogen in the feed line, which is brought into thermal contact with this nitrogen bath, can be cooled by this mode without problems at a temperature of, for example, 78 K to 80 K.
A la vista del dibujo se explicara a continuacion con mayor detalle un ejemplo de realización de la invencion.In view of the drawing, an example of embodiment of the invention will be explained in greater detail below.
El unico dibujo (Figura 1) muestra en una vista esquematica un dispositivo para la molienda en fno para la realización del procedimiento según la invencion.The only drawing (Figure 1) shows in a schematic view a device for fine grinding for carrying out the process according to the invention.
El dispositivo 1 representado en el dibujo comprende una instalacion de molienda 2 y una unidad de refrigeracion 3 conectada delante de la instalacion de molienda 2. En el caso de la instalacion de molienda 2 se trata, por ejemplo, de un molino por impacto, en el que el material cargado se tritura en el interior de un recipiente de molienda 2 por medio de discos de clavijas rotatorias. La unidad de refrigeracion 3 comprende, por ejemplo, un enfriador de tornillo de vortice, en el que el material cargado a traves de una tolva de carga 4 se pone en contacto directo con un refrigerante criogeno licuado.The device 1 shown in the drawing comprises a grinding installation 2 and a refrigeration unit 3 connected in front of the grinding installation 2. In the case of grinding installation 2 it is, for example, an impact mill, in that the loaded material is crushed inside a grinding vessel 2 by means of rotary pin discs. The refrigeration unit 3 comprises, for example, a vortex screw cooler, in which the material loaded through a loading hopper 4 is brought into direct contact with a liquid cryogenic refrigerant.
El dispositivo 1 comprende ademas un deposito 5 para un refrigerante criogeno licuado ultracongelados. Por “licuado ultracongelado” se entiende aqrn un gas, cuyo estado lfquido se mantiene por el hecho de que su temperatura de almacenamiento se mantiene con ayuda de medidas tecnicas como refrigeracion y/o aislamiento. El deposito 5 presenta, a traves de un conducto de alimentacion 6 termicamente aislado, una conexion de flujo a la unidad de refrigeracion 3; otro conducto de alimentacion 8, tambien termicamente asilado, que se separa en una ramificacion 7 del conducto de alimentacion 6, establece una conexion de flujo entre el deposito 5 y la instalacion de molienda 2. La existencia de los dos conductos de alimentacion 6, 8 no es en absoluto necesaria en el marco de la invencion; tambien se puede prever una aportacion del refrigerante licuado ultracongelado a la unidad de refrigeracion 3 o a la instalacion de molienda 2. La aportacion de refrigerante criogeno licuado desde el deposito 5 a la unidad de refrigeracion 3 o a la instalacion de molienda 2 se puede controlar mediante el accionamiento de valvulas de regulacion de caudal 9, 10. En la entrada de la unidad de refrigeracion 3 se dispone una unidad de dosificacion impermeable al gas 12. Otra esclusa de material impermeable al gas 13 se encuentra en la salida de la instalacion de molienda 2. El refrigerante criogeno evaporado en la unidad de refrigeracion 3 y en la instalacion de molienda 3 se evacua a traves de una tubena de salida de gas 14. En el conducto de alimentacion 6 se dispone un dispositivo 15 para el sobreenfriamiento del refrigerante criogeno licuado. En el caso del dispositivo 15 se trata, por ejemplo, de una maquina frigonfica o de un intercambiador de calor. El dispositivo 15 comprende, por ejemplo, un bano del mismo refrigerante que el que se almacena en el deposito 5, cuya temperatura se ha rebajado reduciendo la presion, por lo que esta en condiciones de enfriar el refrigerante conducido por el conducto de alimentacion 6 a una temperatura por debajo de su punto de ebullicion. Un ordenador 16 presenta una comunicacion de datos con sensores en el interior de la instalacion de molienda 2, aqrn no representados, que detectan, por ejemplo, la temperatura en la instalacion de molienda 2, asf como con las valvulas de regulacion de caudal 9, 10 de la unidad de dosificacion 12 de la esclusa de material 13 y con el dispositivo 15.The device 1 further comprises a reservoir 5 for a frozen freeze-dried cryogenic refrigerant. By "deep-frozen liquefied" is meant a gas, whose liquid state is maintained by the fact that its storage temperature is maintained with the help of technical measures such as refrigeration and / or insulation. The tank 5 presents, through a thermally insulated feed duct 6, a flow connection to the refrigeration unit 3; another feed duct 8, also thermally insulated, which separates at a branch 7 from the feed duct 6, establishes a flow connection between the reservoir 5 and the milling facility 2. The existence of the two feed ducts 6, 8 It is not at all necessary in the context of the invention; It is also possible to provide a contribution of the freeze-dried liquid refrigerant to the refrigeration unit 3 or to the milling installation 2. The contribution of liquefied cryogenic refrigerant from the tank 5 to the refrigeration unit 3 or to the milling installation 2 can be controlled by actuation of flow regulation valves 9, 10. At the entrance of the refrigeration unit 3 there is a gas-impermeable dosing unit 12. Another gas-impermeable material lock 13 is located at the outlet of the milling installation 2 The cryogenic refrigerant evaporated in the refrigeration unit 3 and in the milling installation 3 it is evacuated through a gas outlet pipe 14. In the supply line 6 a device 15 for the supercooling of the liquid cryogenic refrigerant is arranged. In the case of the device 15 it is, for example, a frigonfica machine or a heat exchanger. The device 15 comprises, for example, a bath of the same refrigerant as the one stored in the tank 5, the temperature of which has been reduced by reducing the pressure, so that it is in a position to cool the refrigerant conducted by the supply line 6 to a temperature below its boiling point. A computer 16 presents a data communication with sensors inside the milling installation 2, not shown here, which detect, for example, the temperature in the milling installation 2, as well as with the flow control valves 9, 10 of the dosing unit 12 of the material lock 13 and with the device 15.
Al utilizar el dispositivo 1, el material se aporta a traves de una tolva de carga 4 de la unidad de refrigeracion 3 y se pone en contacto directo con el refrigerante criogeno licuado aportado a traves del conducto de alimentacion 6. Dado que el refrigerante se encuentra en la unidad de refrigeracion 3, al menos en parte, todavfa en estado licuado, se produce una transmision de calor especialmente buena del material cargado al refrigerante. El refrigerante, que se evapora durante el proceso de refrigeracion, se evacua a traves de la tubena de salida de gas 14. El material previamente enfriado llega a continuacion a la instalacion de molienda 2 y se muele. A traves del conducto de alimentacion 7 tambien se puede aportar refrigerante, a fin de evacuar el calor de proceso generado durante la molienda y para mantener el material durante la molienda a una temperatura baja. El material molido se conduce despues, a traves de la esclusa de material 13, fuera del dispositivo 1 y se introduce, por ejemplo, en un recipiente de transporte aqrn no representado.When the device 1 is used, the material is supplied through a loading hopper 4 of the refrigeration unit 3 and is brought into direct contact with the liquid cryogenic refrigerant supplied through the supply line 6. Since the refrigerant is found in refrigeration unit 3, at least in part, still in a liquefied state, there is an especially good heat transmission of the material charged to the refrigerant. The refrigerant, which evaporates during the refrigeration process, is evacuated through the gas outlet pipe 14. The previously cooled material then arrives at the milling plant 2 and is ground. Refrigerant can also be supplied through the supply line 7, in order to evacuate the process heat generated during grinding and to keep the material during grinding at a low temperature. The ground material is then conducted, through the material lock 13, out of the device 1 and introduced, for example, into a transport vessel not shown here.
La regulacion de la afluencia de refrigerante se lleva a cabo por medio del ordenador 16. En el ordenador 16 se registran permanentemente, o en intervalos preestablecidos, uno o varios parametros de la instalacion de molienda, por ejemplo la temperatura en la instalacion de molienda 2 o el tamano de grano del material molido. A partir de los mismos se calcula, de acuerdo con un programa determinado, un valor para la afluencia de refrigerante a traves de los conductos de alimentacion 6 y/o 7 y se activan de manera correspondiente las valvulas de caudal 9, 10. Si la temperatura en la instalacion de molienda 2 esta, por ejemplo, por debajo de un valor preestablecido, se estrangulan o cierran totalmente las valvulas de caudal 9, 10. Para garantizar que el refrigerante no se evapore parcialmente en los conductos de alimentacion 6, 7 y que no llegue en estado gaseoso, y por lo tanto perjudicial para la transmision de calor, a la unidad de refrigeracion 3 o a la instalacion de molienda 2, el refrigerante se sobreenfna por medio del dispositivo 15, es decir, se enfna a una temperatura al menos entre 2 y 10 K inferior a su temperatura de ebullicion. Como consecuencia, el refrigerante llega a la unidad de refrigeracion 3 o a la instalacion de molienda 2, al menos en gran medida, en estado lfquido. Dentro de la unidad de refrigeracion 3 o de la instalacion de molienda 2 el refrigerante tambien se puede encontrar inicialmente en estado sobreenfriado, por lo que el refrigerante permanece durante el proceso de refrigeracion durante mas tiempo en estado lfquido, provocando asf un enfriamiento muy eficiente del material a moler a, por ejemplo, 120 a 100 K o menos. Gracias al fuerte enfriamiento, el material a moler se puede moler con seguridad hasta lograr tamanos de grano inferiores a los 500 pm, incluso en caso de materiales qmmicamente activos o de materiales con caractensticas plasticas o elasticas. En el ejemplo de realizacion, el sobreenfriamiento tambien se puede controlar por medio del ordenador 16 y la temperatura del refrigerante en los conductos de alimentacion 6, 7 se puede cambiar dentro de una amplia gama, por ejemplo a valores de entre 80 K y 92 K. De esta manera, la instalacion de molienda 2 o la unidad de refrigeracion 3 no se cargan con gas superfluo, ni siquiera en caso de caudales de refrigerante aportado diferentes. El consumo de corriente del dispositivo 1 se reduce en conjunto y el rendimiento de material a moler se incrementa.The regulation of the coolant flow is carried out by means of the computer 16. In the computer 16, one or more parameters of the grinding installation are recorded permanently, or in pre-established intervals, for example the temperature in the grinding installation 2 or the grain size of the ground material. From them, a value for the coolant flow through the supply lines 6 and / or 7 is calculated according to a specific program and the flow valves 9, 10 are activated accordingly. temperature in the milling system 2 is, for example, below a preset value, the flow valves 9, 10 are completely throttled or closed. To ensure that the refrigerant does not partially evaporate in the supply lines 6, 7 and that does not arrive in a gaseous state, and therefore detrimental to the heat transmission, to the cooling unit 3 or to the milling installation 2, the refrigerant is supercooled by means of the device 15, that is, it cools at a temperature less between 2 and 10 K lower than its boiling temperature. As a consequence, the refrigerant reaches the refrigeration unit 3 or the milling plant 2, at least to a large extent, in a liquid state. Within the refrigeration unit 3 or the milling installation 2, the refrigerant can also be initially in an overcooled state, so that the refrigerant remains during the refrigeration process for a longer time in a liquid state, thus causing a very efficient cooling of the material to be ground to, for example, 120 to 100 K or less. Thanks to the strong cooling, the material to be ground can be safely ground to grain sizes below 500 pm, even in the case of chemically active materials or materials with plastic or elastic characteristics. In the exemplary embodiment, the supercooling can also be controlled by means of the computer 16 and the coolant temperature in the supply lines 6, 7 can be changed within a wide range, for example at values between 80 K and 92 K Thus, the milling installation 2 or the refrigeration unit 3 is not charged with superfluous gas, even in case of different coolant flow rates. The current consumption of the device 1 is reduced as a whole and the yield of material to be ground is increased.
Ejemplo: En un deposito 5 aislado al vacfo se almacena nitrogeno lfquido a una presion de deposito de aprox. 7,8 bar a temperatura de ebullicion. Para el proceso de molienda se tiene que evacuar una potencia calonfica de 5 kW a traves de nitrogeno lfquido, lo que corresponde a una demanda de nitrogeno lfquido de 55 kg/h. Con una longitud total de los conductos de alimentacion 6, 7 aislados al vacfo de 50 m y una transmision de calor supuesta de 1 W/m a los conductos de alimentacion 6, 7, la aportacion de calor total a traves del conducto es de 50 W. Como consecuencia ya se evaporan, sin sobreenfriamiento, 1,12 kg de nitrogeno (correspondientes a un porcentaje de masa del 2%) en el conducto de alimentacion, lo que corresponde a un porcentaje en volumen de aprox. 30,5 % en volumen. Gracias al sobreenfriamiento la invencion p soerg múnedio del dispositivo 15, la temperatura del nitrogeno lfquido en el conducto de alimentacion se reduce a un valor de unos 85 K, por ejemplo. Como consecuencia, el nitrogeno lfquido no solo puede absorber todo el calor introducido en los conductos de alimentacion 6, 7 sin evaporarse, sino que el nitrogeno lfquido llega ademas a una temperatura de aprox. 87 K, es decir, a una temperatura claramente inferior a su temperatura de ebullicion, a la unidad de refrigeracion 3 o a la instalacion de molienda 2.Example: In a tank 5 isolated in vacuo liquid nitrogen is stored at a tank pressure of approx. 7.8 bar at boiling temperature. For the milling process, a 5 kW calorific output must be evacuated through liquid nitrogen, which corresponds to a demand for liquid nitrogen of 55 kg / h. With a total length of the supply ducts 6, 7 isolated in vacuo of 50 m and an assumed heat transmission of 1 W / m to the supply ducts 6, 7, the total heat input through the duct is 50 W. As a result, 1.12 kg of nitrogen (corresponding to a mass percentage of 2%) in the feed line is already evaporated, without overcooling, which corresponds to a volume percentage of approx. 30.5% by volume. Thanks to the supercooling of the invention by means of device 15, the temperature of the liquid nitrogen in the feed line is reduced to a value of about 85 K, for example. As a consequence, the liquid nitrogen can not only absorb all the heat introduced into the feeding ducts 6, 7 without evaporating, but the liquid nitrogen also arrives at a temperature of approx. 87 K, that is, at a temperature clearly below its boiling temperature, the refrigeration unit 3 or the milling installation 2.
Lista de referenciasReference List
1 Dispositivo1 Device
2 Instalacion de molienda2 Grinding installation
3 Unidad de refrigeracion3 Refrigeration unit
4 Tolva de carga 4 Loading hopper
DepositoDeposit
Conducto de alimentacionFeeding duct
RamificacionBranch
Conducto de alimentacionFeeding duct
Valvula de regulacion de caudal (en el conducto de alimentacion 6) Valvula de regulacion de caudal (en el conducto de alimentacion 8)Flow regulation valve (in the supply line 6) Flow adjustment valve (in the supply line 8)
Unidad de dosificacionDosage unit
Esclusa de materialMaterial lock
Tubena de salida de gasGas outlet pipe
Dispositivo para el sobreenfriamientoDevice for supercooling
Ordenador Computer
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