FI63869C - Tryckkammarkvarn - Google Patents

Description

63869

Painekammiojauhin - Tryckammarkvarn Tämä keksintö koskee painekammiojauhinta, jossa jauhettavaa materiaalia kuten talkkia, kaoliinia, titaanioksidia tai nokea jauhetaan ultrahienojakoisiksi hiukkasiksi 5 jauhatuskaasun avulla. Jauhin käsittää poikkileikkaukseltaan pääasiassa ympyränmuotoisen jauhinpesän, jossa on syöt-töaukko kaasutiiviinä tulppana syötettävää jauhettavaa materiaalia varten sekä vaippapintaan tai ainakin osaan siitä tasavälein järjestetyt tangentiaalisesti suunnatut jauha-10 tuskaasun suuttimet. Jauhimen vastakkaisessa päässä on pois-toaukko jauhettua materiaalia varten, johon poistoaukkoon on yhdistetty luokitin, jonka karkea jae on palautettavissa jauhimeen. Jauhatuskaasuna käytetään paineilmaa tai vesihöyryä, edullisesti tulistettua vesihöyryä.

15 Pyrittäessä parantamaan suihkujauhinlaitteiden energia taloutta on ensimmäisenä toimenpiteenä ollut tavanomaisen jauhinlaitteen ejektorisyöttimen korvaaminen niin sanotulla tulppasyöttimellä, jolloin on päästy jopa 10 - 15 %:n energiasäästöön.

20 Käytännössä on kuitenkin osoittautunut, että ejekto- risyötintä varten konstruoitu jauhinlaite ei toimi täysin tyydyttävästi käytettäessä tulppasyötintä. Tämän takia on esimerkiksi kehitetty suihkujauhin, jonka jauhinpesä on pitkänomaisen kotelon muotoinen, jonka läpi jauhettava 25 materiaali kulkee, jolloin jauhatuskaasusuuttimet on järjestetty pitkin jauhinpesän kahta vastakkaista sivuseinä-mää siten suunnattuina, että jokaisesta suuttimesta tuleva jauhatuskaasusuihku vaikuttaa jauhettavaan materiaaliin sekä jauhavasti että virtaussuuntaa muuttavasti. Laitteen 30 hyötysuhde on verraten hyvä, koska materiaali joutuu jau-hatusvaikutukselle alttiiksi jokaisen suuttimen kohdalla. Haittapuolena on kuitenkin, että osa jauhettavasta materiaalista pääsee virtaamaan suuttimen ohi joutumatta ollenkaan jauhatusvaikutukselle alttiiksi.

35 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on eliminoida tämäkin epäkohta kehittämällä laite, jossa koko materiaali- 2 * 3 3 e 9 virta pakotetaan kulkemaan useamman jauhatusvyöhykkeen kautta ilman, että se pääsee virtaamaan niiden ohi. Keksinnön mukaiselle painekammiojauhimelle on tunnusomaista, että jauhinpesä on väliseinämän avulla jaettu esijauhatuskam-5 mioon ja varsinaiseen jauhatuskammioon, jotka kammiot ovat yhteydessä keskenään vähintään kahden, väliseinämän läpäisevän ja sinänsä tunnetulla tavalla kulman keskenään muodostavan lavalsuuttimen kautta niin, että näiden läpi su-personisella nopeudella syöksyvät materiaalikaasusuihkut 10 törmäävät toisiinsa lavalsuuttimien poistopuolella muodostuvassa jauhatusvyöhykkeessä, ja että luokittimesta tuleva karkea jae on järjestetty palautumaan suoraan tähän jauha-tusvyöhykkeeseen.

Keksinnön muut tunnusmerkit ilmenevät oheistetuista 15 patenttivaatimuksista 1-3.

Keksintö selvitetään seuraavassa lähemmin oheistettuun piirustukseen viitaten, jossa kuv. 1 esittää esimerkkiä keksinnön mukaisesta laitteesta, sivusta katsottuna 20 kuv. 2 esittää leikkausta kuvion 1 viivaa A-A pitkin.

Tämän keksinnön mukainen painekammiojauhin käsittää poikkileikkaukseltaan pääasiassa ympyränmuotoisen jauhinpe-sän 1, jossa on syöttöaukko 3 kaasutiiviinä tulppana syötettävää jauhettavaa materiaalia varten, ja jonka vastakkai-25 sessa päässä poistoaukko 5 jauhettua materiaalia varten.

Ainakin osaan jauhinpesän 1 vaippapinnasta 6 on tasavälein vaippapinnan koko kehän ympäri järjestetty tangentiaalises-ti suunnatut jauhatuskaasun suuttimet 7. Pitkänomainen jauhinpesä 1 on väliseinämän 8 avulla jaettu esijauhatuskam-30 mioon 9 ja varsinaiseen jauhatuskammioon 10, jotka ovat yhteydessä keskenään vähintään kahden, kulman keskenään muodostavan lavalsuuttimen 11 avulla. Näiden kautta supersoni-sella nopeudella (yliäänennopeudella) syöksyvät materiaalikaasusuihkut leikkaavat toisensa välittömästi lavalsuutti-35 mien 10 poistopuolella olevassa jauhatuskammiossa 10, jossa kohdassa muodostuu jauhettavien materiaalihiukkasten tör-

3 fL~ZQ£Q

mäysvyöhyke. Tähän vyöhykkeeseen palautetaan jauhinkammion 10 poistoaukkoon 5 kytketystä luokittimesta 17 tuleva karkea jae.

Laitteen tehokkaan toiminnan kannalta on oleellista, 5 että törmäysvyöhyke muodostuu välittömästi lavalsuuttimien 11 poistopuolen läheisyyteen, jottei kaasuvirtausten nopeus ehtisi laskea. Törmäyskohdan sijoittumiseen ja törmä-ysvyöhykkeen laajuuteen voidaan vaikuttaa lavalsuuttimien 11 välisellä kulmalla, joka voi vaihdella rajoissa n. 60 - 10 180°, jolloin edullisiksi ovat osoittautuneet välillä n.

90 - 120° olevat kulmat.

Syöttöaukko 3 voidaan sijoittaa mihin tahansa jauhin-pesän 1 toisen pään läheisyyteen, mieluimmin vaippapinnan 6 lähelle, niin että tulppasyöttimen avulla jauhinpesään 15 syötetty jauhettava materiaali joutuu heti suuttimista 7 tulevien jauhatuskaasuvirtojen vaikutukselle alttiiksi.

On pyrittävä siihen että lavalsuuttimien 11 läpi purkautuvien materiaalikaasusuihkujen välinen tulokulma on sellainen, että jauhimessa aikaansaadaan edullinen materiaali-20 kierto.

Tarvittaessa voidaan kytkeä kaksi tai useampi jauhin-yksikkö sarjaan. Vaatimuksena on tällöin että käytettävissä on tarpeeksi korkeapaineinen jauhatuskaasu jotta jokaisen lavalsuuttimen 11 läpi kulkevan materiaali-kaasusuih-25 kun nopeus tulisi supersoniseksi.

Ainakin osa poistoaukolla 5 varustetun jauhatuskaramion 10 vaippapinnasta 6 on kartiomainen niin että jauhatuskam-mion 10 poikkileikkaus pienenee poistoaukkoon 5 päin, jolloin jauhimesta ulossyöksyvän materiaali-kaasuvirran nopeus 30 kiihtyy.

Erijauhatuskammiossa 9 tapahtuvan materiaali-kaasuvir-tauksen tehostamiseksi on edullista muotoilla jokainen vä-liseinämä 8 virtauksen tulosuuntaan päin joko kartiomai-seksi tai kuperaksi, jolloin väliseinämässä 8 olevien la-35 valsuuttimien 11 syöttöaukot voivat olla aivan väliseinämän 4 63369 8 pinnassa. Muotoilemalla väliseinämät 8 tällä tavalla vältytään samalla turhista koloista sekä ulostyöntyvistä osista jotka joutuisivat kovan kulutuksen kohteiksi.

Edullisen suoritusmuodon mukaisesti jauhinpesä 1 on 5 syöttöaukon 3 puoleisessa päässä varustettu esijauhatus- osalla 14, joka on poikkileikkaukseltaan suurempi kuin muu osa jauhinpesää 1 ja jonka vaippapintaan on järjestetty tangentiaalisesti suunnatut jauhatuskaasusuuttimet 7. Jau-himen syöttöaukko 3 on sijoitettu esijauhatusosan 14 vaip-10 papinnan tuntumaan. Kuvion 1 mukaisessa ratkaisussa syöttö-aukko 3, johon tulppasyöttimestä tuleva ruuvikuljettimellä 4 varustettu syöttöputki on liitetty, on sijoitettu pääty-seinämään 2. On suositeltavaa että jauhettavalle materiaalille ennen sen syöttämistä esijauhatusosaan 14 annetaan 15 erillisen jauhatuskaasusuihkun avulla sama nopeus kuin esi-jauhatusosassa 14 kiertävällä materiaali-kaasuvirtauksella on.

Esijauhatusosan 14 kumpaankin päätyseinämään 2, 15 on kiinnitetty ainakin yksi kehänsuuntainen väliseinämä 6, 12, 20 jotka väliseinämät ovat samankeskiset ja korkeudeltaan vähintään puolet esijauhatusosan 14 kokonaiskorkeudesta niin että ne hiukan limittävät toisensa. Näiden väliseinämien 6, 12 tarkoituksena on toimia jonkinlaisena esteenä esijau-hatusosassa 14 fluidisoidulle materiaalivirralle, jolloin 25 tässä osassa tapahtuva esijauhatus ja luokittuminen tehos tuu.

Koko jauhinlaitteiston yksinkertaistamiseksi voidaan edullisesti sijoittaa luokitin 17 esijauhatuskammioon 9 siten, että sen poistopää karkeaa jaetta varten läpäisee 30 väliseinämän 8 tämän keskipisteessä ja ulottuu lavalsuutti-mien 11 kautta syöksyvien materiaali-kaasusuihkujen törmä-ysvyöhykkeeseen asti, niin että luokittimesta 17 ulostule-va karkea jae joutuu heti uuden jauhatusvaikutuksen kohteeksi. Luokitin 17, joka sopivimmin on syklonityyppinen on 35 yhdysputken 16 kautta kytketty jauhatuskammion 10 poisto- 5 6 3 8 6 9 aukkoon 5, josta jauhettu materiaali-kaasuvirta johdetaan luokittimeen 17 tangentiaalisesti. Luokittimessa 17 karkea jae erotetaan muusta materiaalivirrasta pakovoiman avulla ja palautetaan mainittuun törmäys- eli jauhatusvyöhykkee-5 seen. Hieno jae johdetaan luokittimen 17 toiseen päähän järjestetyn poistoputken 18 kautta mahdollisesti seuraavaan, alemmassa paineessa toimivaan painekammiojauhimeen tai suoraan tuotesäiliöön.

Järjestämällä tangentiaalisesti suunnatut jauhatus-10 kaasusuuttimet 7 ainoastaan esijauhatusosan 14 vaippapin-taan, jotka suuttimet 7 on liitetty esijauhatusosaa 14 ympäröivään jauhatuskaasun jakotukkiin 13, saadaan edullisesti toimiva jauhinlaite, johon syötetään korkeapaineista jau-hatuskaasua yksinomaan mainittujen suuttimien 7 kautta.

15 Jauhinpesä 1 voi olla joko pysty- tai makuuasennossa riippuen siitä minkälaista luokitinta 17 käytetään ja mihin se on sijoitettu.

Kuvion 1 mukaisen, painekammiojauhimen yhteydessä käytetään jauhatuskaasuna edullisesti vähintään 7 barista tu-20 listettua vesihöyryä, joka syötetään esijauhatusosaan 14 suuttimien 7 kautta ja jonka avulla esijauhatusosassa 14 ylläpidetään vähintään 3 barin ylipaine. Seuraavassa jauha-tuskammiossa 10, johon materiaalikaasuvirta syöksyy superso-nisella nopeudella lavalsuuttimien 11 kautta ylläpidetään 25 sopivasta noin 0,05-0,1 barin ylipainetta, josta materi-aali-kaasuseos johdetaan luokittimelle 17.

On ilmeistä että painekammiojauhimen eri yksityiskohdat voidaan keksinnön puitteissa muotoilla monella eri tavalla.

Claims (3)

6 6 3 8 6 9

1. Painekammiojauhin, jossa jauhettavaa materiaalia jauhetaan ultrahienojakoisiksi hiukkasiksi jauhatuskaasun avulla, joka jauhin käsittää poikkileikkaukseltaan pääasiassa ympyränmuotoisen jauhinpesän (1), jossa on syöttöaukko (3) kaa-sutiiviinä tulppana syötettävää jauhettavaa materiaalia varten, sekä vaippapintaan (6) tai ainakin osaan siitä tasavälein järjestetyt tangentiaalisesti suunnatut jauhatuskaasun suuttimet (7) , ja jonka jauhimen vastakkaisessa päässä on poistoaukko (5) jauhettua materiaalia varten, joka poisto-aukko (5) on yhdistetty luokittimeen (17), jonka karkea jae on palautettavissa jauhimeen, tunnettu siitä, että jauhinpesä (1) on väliseinämän (8) avulla jaettu esijauha-tuskammioon (9) ja varsinaiseen jauhatuskammioon (10), jotka kammiot ovat yhteydessä keskenään vähintään kahden, väliseinämän (8) läpäisevän ja sinänsä tunnetulla tavalla kulman keskenään muodostavan lavalsuuttimen (11) kautta niin, että näiden läpi supersonisella nopeudella syöksyvät materiaali-kaasusuihkut törmäävät toisiinsa lavalsuuttimien (11) pois-topuolelle muodostuvassa jauhatusvyöhykkeessä, ja että luo-kittimesta (17) tuleva karkea jae on järjestetty palautumaan suoraan tähän jauhatusvyöhykkeeseen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen painekammiojauhin, tunnettu siitä, että ainakin osa poistoaukolla (5) varustetun jauhatuskammion (10) vaippapinnasta (6) on kartio-mainen niin, että jauhatuskammion (10) poikkileikkaus pienenee poistoaukkoon (5) päin mentäessä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen painekammiojauhin, tunnettu siitä, että väliseinämä (8) on virtauksen tulosuuntaan päin joko kartiomainen tai kupera, jolloin väliseinämässä (8) olevien lavalsuuttimien (11) syöttöaukot ovat aivan väliseinämän (8) pinnassa.