FI77580C - Foerfarande och anordning foer foerbaettrande av malresultatet i en tryckammarkvarn. - Google Patents

Description

77580

Menetelmä ja laite painekammiojauhimen jauhatustuloksen parantamiseksi - Förfarande och anordning för förbättrande av malningsresultatet i en tryckammarkvarn Tämä keksintö koskee menetelmää ja laitetta painekammio-jauhimen jauhatustuloksen parantamiseksi. Menetelmässä jauhettavaa hienojakeista materiaalia syötetään mekaanisen syöttölaitteen avulla paineistettuun tasaussäiliöön, tasaus-säiliössä mahdollisesti paakkuuntunut materiaali kuohkeutetaan roottorin avulla ja täten kuohkeutettu materiaali siirretään esijauhimeen, jossa jauhettavaan materiaaliin kohdistetaan useita jauhatuskaasusuihkuja niin että jauhettava materiaali fluidisoituu, fluidisoitunut materiaali-kaasuvirta johdetaan kahtiointilaitteeseen, jossa se jaetaan kahteen suuruudeltaan ja koostumukseltaan ekvivalenttiseen osavir-taan, kukin osavirta johdetaan oman pitkän, siten suunnatun kiihdytyssuuttimen kautta pääjauhatuskammioon, että tämän keskikohtaan muodostuu molempien osavirtojen törmäysvyöhyke.

Tällaisen painekammiojauhimen etuna on että se on energiataloudeltaan täysin ylivoimanen tavanomaisiin suihkujauhimiin verrattuna, joissa syöttölaitteena tavallisesti käytetään ejektoreita. Koska jauhettavat materiaalihiukkaset joutuvat periaatteessa ainoastaan kerran jauhatusvaikutukselle alttiiksi joudutaan turvautumaan erilliseen luokituslaitteeseen jossa karkeammat hiukkaset erotetaan materiaalikaasuvirtauk-sesta ja palautetaan tavalla tai toisella pääjauhatuskammioon uudelleenjauhamista varten.

Käytännössä on kuitenkin osoittautunut että pyrittäessä erittäin hienorakeiseen lopputuotteeseen, kuten esimerkiksi pigmenttien valmistuksessa, ei käytössä olevilla luokitus-laitteilla pystytä aikaansaamaan täysin tyydyttävää lopputulosta. Tämä johtuu siitä että luokitettava materiaali on hiukkaskooltaan korkeintaan muutama mikroni.

Tavanomaista vapaavirtausjauhinta käytettäessä päästään monissa tapauksissa varsin tyydyttävään jauhatustulokseen 2 77580 riittävän suurta kaasu/kiintoaine-suhdetta käyttäen. Vaati-vimmissa hieno jauhatuksissa, kuten titaanidioksidipigmentte-jä jauhettaessa, tyydyttävän tuloksen saavuttaminen kuitenkin edellyttää korkean kaasu/kiintoainesuhteen lisäksi korkeapaineisen tulistetun vesihöyryn käyttöä, jolloin sekä suuri kaasumäärä että vesihöyryn käyttö tekevät jauhatuksen kustannuksiltaan kalliiksi. Kustannuksiltaan edullisempaa paineilmaa käyttäen ei pelkällä vapaavirtausjauhimella päästä pigmentti jauhatuksessa tyydyttävään hienoustasoon millään kaasu/pigmentti-suhteella.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä ja laite edellä mainittujen ongelmien poistamiseksi. Tämä on aikaansaatu menetelmällä, joka tunnetaan siitä, että pääjauhatuskammiossa jauhettu materiaali-kaasuseos johdetaan sellaisenaan jauhatuksen jäännöspaineen avulla kiihdytettynä kiihdytysputken kautta vapaavirtausjauhimeen raejakaumaltaan jyrkemmän lopputuotteen saavuttamiseksi, johon vapaavirtaus-jauhimeen johdetaan jauhatuskaasua pääasiassa tangentiaali-sesti suunnattujen jauhatuskaasusuuttimien kautta, jolloin vapaavirtausjauhimeen suurella nopeudella syötetty materiaa-likaasuvirta saatetaan nopeaan kiertoliikkeeseen niin että keskipakovoiman vaikutuksesta karkeammat materiaalihiukkaset viipyvät kauemmin tässä jauhimessa ja tulevat perusteellisemmin jauhetuiksi kuin hienoimmat hiukkaset.

Käyttämällä tällaista ratkaisua päästään haluttuun lopputulokseen ilman erillistä luokituslaitetta ja pääsiassa samalla hyvällä energiataloudella kuin tavanomaisessa painekam-miojauhintekniikassa, sillä vapaavirtausjauhimessa jauhatus-olosuhteen valitaan niin että ainoastaan ylisuuret hiukkaset jauhautuvat ja hienommat hiukkaset läpäisevät tämän jälki -jauhimen lähes viipymättä. Tällöin jälkijauhimessa ei tarvita enemmän energiaa kuin tavanomaisessa luokitusprosessissa. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa on energiankulutus ainoastaan noin kolmannes ejektorisyöttölaitetta käyttävien lait- 3 77580 teiden energiakulutuksesta, ja jauhatuskaasuna käytetään pelkästään kuumaa paineilmaa.

Keksinnön muut tunnusmerkit ilmenevät oheistetuista patenttivaatimuksista 1-10.

Seuraavassa tulemme selostamaan keksintömme yksityiskohtaisemmin oheistettuun piirustukseen viitaten, jossa, kuv. 1 esittää kaaviomaisesti lopputuotteen raejakautumaa käytettäessä ainoastaan painekammiojauhinta sekä käytettäessä tämän keksinnön mukaista ratkaisua, kuv. 2 esittää sivukuvana esimerkkiä keksinnön mukaisesta laitteesta ja kuv. 3 esittää laitetta ylhäältäpäin katsottuna, osittain leikkauksena.

Keksinnön mukainen laite käsittää mekaanisen syöttölaitteen 1, joka voi olla joko tulppasyötin, jonka avulla hienojakeista jauhettavaa materiaalia syötetään paineistettuun ta-saussäiliöön 2 kaasutiiviinä tulppana työntömännän avulla, kuten suomalaisessa patenttihakemuksessa no. 84 4264 on esitetty, tai venttilisyöttölaite, kuten kuviossa 2 ja 3 on esitetty. Tällaisen venttiilisyöttölaitteen käyttö on esitetty esimerkiksi suomalaisessa patenttihakemuksessa 84 4028 joten sen toimintaa ei tulla tässä yhteydessä lähemmin selostamaan. Tasaussäiliössä mahdollisesti paakkuuntunut materiaali kuohkeutetaan roottorin avulla (ei esitetty) ja siirretään säädetyllä nopeudella esijauhimeen 3 ruuvikuljettimen 4 avulla. Tasaussäiliössä 2 ylläpidetään suurin piirtein samaa painetta kuin esijauhimessa 3. Esijauhimessa 3 useita voimakkaita jauhatuskaasusuihkuja kohdistetaan jauhettavaan materiaaliin niin että jauhettava materiaali fluidisoituu. Jauhatuskaasua johdetaan esijauhimeen kaasujohdon 5 kautta. Fluidisoitunut materiaali-kaasuseos syöksytetään esijauhi-mesta 3 kahtiointilaitteeseen 6, jossa mainittu materiaali- 4 77580 kaasusuihku jaetaan kahteen suuruudeltaan ja koostumukseltaan ekvivalenttiseen osavirtaan. Kahtiointilaitteen 6 molemmat poistoputket 7 on liitetty painekammiojauhimen kahteen pitkään kiihdytyssuuttimeen 8, jotka edullisesti ovat venturi-putken muotoisia. Kiihdytyssuuttimet 8 ovat siten suunnatut että niiden läpi kiihtyvällä nopeudella syöksyvät osavirrat törmäävät toisiinsa pääjauhatuskammion 9 keskikohtaan muos-dostuvassa törmäysvyöhykkeessä. Tässä törmäysvyöhykkeessä tapahtuu materiaalihiukkasten hyvin tehokas jauhautuminen. Jos materiaali-kaasuseoksen karkeimmat hiukkaset pääjauha-tuskammiossa 9 sattumalta törmäävät ainoastaan kooltaan niitä huomattavasti pienempiin hiukkasiin jauhatus näiden karkeimpien hiukkasten osalta jää epätäydelliseksi.

Johtamalla pääjauhatuskammiosta 9 tuleva materiaali-kaasuvirta kiihdytysputken 10 kautta vapaavirtausjauhimeen 11, johon jauhatuskaasua johdetaan pääasiassa tangentiaali-sesti suunnattujen jauhatuskaasusuuttimien 12 kautta, tähän jauhimeen 11 suurella nopeudella syöksyvä materiaali-kaasu-virta joutuu nopeaan kiertoliikkeeseen niin että keskipakovoiman vaikutuksesta karkeimmat hiukkaset viipyvät kauemmin tässä jauhimessa 11 ja tulevat perusteellisemmin jauhetuksi kuin hienoimmat hiukkaset, jotka miltei välittömästi poistuvat vapaavirtausjauhimesta 11, sen keskisesti sijoitetun poistoputken 13 kautta.

Tällainen laite soveltuu erinomaisesti esimerkiksi titaniok-sidin jauhaamiseen.

Jauhatusolosuhteet on edullisesti valittava niin että ainoastaan ylisuuret hiukkaset jauhautuvat vapaavirtausjauhimessa. Säätämällä jauhatuskaasusyötöt niin että pää jauhatuskam-miossa vallitsee noin 0,5 - 1,0 bar:n ylipaine, nousee materiaali-kaasuvirtauksen nopeus kiihdytysputken 10 loppupäässä yli 250 m/s. Tällöin saavutetaan vapaavirtausjauhimessa 11 hyvin edulliset jauhatusolosuhteet.

5 77580

Esillä olevan keksinnön mukaan käytetään jauhatuskaasuna paineilmaa sekä painekammiojauhinosassa että vapaavirtaus-jauhimessa.

Vapaavirtausjauhimena 11 voidaan käyttää esimerkiksi tavanomaista lautasmyllyä, jonka vaippapintaan jauhatuskaasusuut-timet 12 päättyvät, ja jonka toiseen päätyseinämään, keski-akselin kohdalle poistoputki 13 on järjestetty. Poistoputki 13 päätty kaasunerottelulaitteeseen jossa valmis lopputuote erotetaan jauhatuskaasusta.

Kaasunerottelulaitten rasituksen pienentämiseksi voidaan lautasmyllyn 11 vastakkaiseen päätyseinämään asentaa sulku-syötin, jonka kautta osa lopputuotteesta poistetaan. Kaasuputkeen 5 on asennettu säätöventtiili 15 lautasmyllyssä vallitsevan paineen ja sen jauhatustehokkuuden säätämiseksi.

Kiihdytysputkeen 10, joka edullisesti on venturiputken muotoinen voidaan asentaa manometri, jotta voidaan seurata putkessa 10 vallitseva paine.

Lautasmyllyn sijasta voidaan vapaavirtausjauhimena myös käyttää n.s. putkimyllyä jossa jauhettavaa materiaalia kierrätetään suljettua rataa pitkin ja lopputuote poistetaan keskisesti sijoitetun poistoaukon kautta kaasunerottelulaitteeseen .

Kuvion 1 mukaisessa kaaviossa nähdään selvästi kuinka paljon jyrkempi raejakauma saavutetaan keksinnönmukaisella ratkaisulla kuin pelkästään painekammiojauhinta käytettäessä. Pystysuuntainen parametri on lopputuotteen läpäisyprosentti ja vaakasuuntainen parametri on partikkeleiden hiukkaskoko. Koska molemmat käyrät leikkaavat toisiaan läpäisyarvossa 50 % ovat molempien menetelmien keskimääräinen hiukkaskoko sama.

Claims (10)

1. Menetelmä painekammiojauhimen jauhatustuloksen parantamiseksi, jossa jauhettavaa hienojakeista materiaalia syötetään mekaanisen syöttölaitteen (1) avulla paineistettuun tasaus-säiliöön (2), tasaussäiliössä mahdollisesti paakkuuntunut materiaali kuohkeutetaan roottorin avulla ja täten kuohkeutettu materiaali siirretään esijauhimeen (3), jossa jauhettavaan materiaaliin kohdistetaan useita jauhatuskaasusuihku-ja niin että jauhettava materiaali fluidisoituu, fluidisoi-tunut materiaali-kaasuvirta johdetaan kahtiointilaitteeseen (6), jossa se jaetaan kahteen suuruudeltaan ja koostumukseltaan ekvivalenttiseen osavirtaan, kukin osavirta johdetaan oman pitkän, siten suunnatun kiihdytyssuuttimen (8) kautta pääjauhatuskammioon (9), että tämän keskikohtaan muodostuu molempien osavirtojen törmäysvyöhyke, tunnettu siitä, että pääjauhatuskammiossa (9) jauhettu materiaali-kaasu-seos johdetaan sellaisenaan jauhatuksen jäännöspaineen avulla kiihdytettynä kiihdytysputken (10) kautta vapaavirtaus-jauhimeen (11) raejakaumaltaan jyrkemmän lopputuotteen saavuttamiseksi, johon vapaavirtausjauhimeen (11) johdetaan jauhatuskaasua pääasiassa tangentiaalisesti suunnattujen jauhatuskaasusuuttimien (12) kautta, jolloin vapaavirtaus-jauhimeen (11) suurella nopeudella syötetty materiaalikaasu-virta saatetaan nopeaan kiertoliikkeeseen niin että keskipakoisvoiman vaikutuksesta karkeammat materiaalihiukkaset viipyvät kauemmin tässä jauhimessa (11) ja tulevat perusteellisemmin jauhetuiksi kuin hienoimmat hiukkaset.

2. Patentivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jauhatusolosuhteet valitaan niin, että ainoastaan ylisuuret hiukkaset jauhautuvat vapavirtausjauhimessa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pääjauhatuskammiossa (9) vallitsee noin 0,5 - 1,0 bar:n ylipaine. 7 77580

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jauhatuskasuna käytetään sekä painekammiojauhin-osassa että vapaavirtausjauhimessa kuumaa paineilmaa.

5. Laite painekammiojauhimen jauhatustuloksen parantamiseksi, joka laite käsittää mekaanisen syöttölaitteen (1), tämän kanssa yhteydessä olevan paineistetun tasaussäiliön (2), johon on järjestetty roottori ja ruuvikuljetin (4) jauhettavan materiaalin kuljettamiseksi esijauhimeen (3), johon jauha-tuskaasua johdetaan kaasujohdon (5) kautta sekä esijauhimen (3) poistopuolelle järjestetyn kahtiointilaitteen (6), jonka molemmat poistoputket (7) on liitetty omaan pitkään kiihdy-tyssuuttimeen (8), jotka päättyvät pääjauhatuskammioon (9) siten suunnattuina, että niistä syöksyvät materiaalikaasu-suihkut törmäävät toisiinsa jauhatuskammion (9) keskikohdassa, tunnettu siitä, että pääjauhatuskammion (9) poistopäähän on kiihdytyputken (10) kautta liitetty vapaa-virtaus jauhin (11) johon jauhatuskaasua johdetaan tangenti-aalisesti suunnattujen jauhatuskaasusuuttimien (12) kautta, ja että nopeassa kiertoliikkeeessä olevasta materiaali-kaasuvirrasta poistetaan jatkuvasti valmiiksi jauhettu lopputuote keskisesti sijoitetun poistoputken (13) kautta.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että vapaavirtausjauhimena (11) käytetään tavanomaista lautasmyllyä, jonka vaippapintaan jauhatuskaasusuuttimet (12) päättyvät, ja jonka toiseen päätyseinämään, keskiakse-lin kohdalle poistoputki (13) on järjestetty, joka poisto-putki päättyy kaasunerottelulaitteeseen.

6 77580

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että vastakkaiseen päätyseinämään on keskisesti järjestetty sulkusyötin (14), jonka kautta osa lopputuottesta poistetaan lautasmyllystä (11).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että kiihdytysputki (10) on venturiputken muotoinen 8 77580 ja siihen on järjestetty manometri putkessa (10) vallitsevan paineen ilmaisemiseksi.

9. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että vapaavirtausjauhin on putkimyllytyyppinen, jossa jauhettavaa materiaalia kierrätetään suljettua rataa pitkin.

10. Patenttivaatimusten 1-9 mukaisen menetelmän ja laitteiston käyttö titaanidioksidipigmenttien valmistamiseksi.