KR20140066722A

KR20140066722A - 분쇄기

Info

Publication number: KR20140066722A
Application number: KR1020147006650A
Authority: KR
Inventors: 알렉산드르 레온트예비치 알렉세예프
Original assignee: 자크리토에 액시오네르노에 오브쉐스트보 ˝트윈 트레이딩 컴퍼니˝
Priority date: 2011-08-17
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2014-06-02
Also published as: US20140151477A1; EP2745939A1; CN104023849A; CN104023849B; EP2745939A4; WO2013025120A1; US9327290B2; JP5940666B2; EP2745939B1; RU2473390C1; JP2014521512A; KR101908351B1

Abstract

본 발명은 고정 하우징을 구비한 분쇄기 내에서, 유기 및 셀룰로오스 함유 재료를 포함한, 광범위한 재료의 건식 및 습식의 미세 및 초미세 입자 분쇄를 위한 장치에 관한 것이고, 건축, 분말 야금, 방사화학, 의료, 농업, 및 다른 산업 분야에서 사용될 수 있다. 분쇄기는 입구 파이프 및 대향하는 출구 파이프를 갖는 하우징을 포함하고, 분쇄 요소를 구비한 디스크 형태의 로터가 하우징의 측표면에 대해 갭을 가지고 하우징 내부에서 구동 샤프트 상에 설치된다. 하우징은 로터의 회전 축의 횡방향 평면 내에 자유롭게 배향되고, 오프셋된 위치에 로킹될 수 있다. 출구 파이프를 향하는 로터의 측면은 분류기의 목적을 수행하는 블레이드를 구비한다. 장입 파이프는 로터의 중심 부분으로의 공기 또는 물의 공급을 조절하기 위한 장치를 구비한다. 본 발명은 유기 재료를 포함한 재료가 분쇄되는 정도를 증가시키며, 동시에 설계를 단순화하는 것을 가능케 한다.

Description

분쇄기 {GRINDING MILL}

본 발명은 고정 본체의 분쇄기 내에서 광범위한 천연 재료, 다습 재료, 무기 재료, 유기 재료, 및 이들의 조합의 건식 및 습식의 미세 및 초미세 분산식 분쇄를 위한 장치에 관한 것이다. 이는 건축 재료 산업, 분말 야금, 방사화학 산업, 화학 산업, 의료 산업, 셀룰로오스 산업, 농업, 및 다른 산업에서 사용될 수 있다.

무기 및 유기 재료의 건식 및 습식 방법에 의한 미세 및 초미세 분쇄를 위한 몇몇 장치가 공지되어 있다.

또한, 2개의 동심으로 배열된 수직 실린더와, 작동체들과, 내측 실린더의 구동부를 포함하는, 금속 및 비금속 재료의 습식 및 건식 방법에 의한 분쇄를 위한 분쇄기가 공지되어 있고, 내측 실린더는 수평 평면 내의 회전 요소로서 실현되고, 외측 실린더의 내측 공동은 수평 한계점에 의해 챔버들로 분할되고, 방사상으로 이동 가능한 피스톤으로서 형성된 작동체들은 그들 사이에 불연속적인 원통형 표면을 형성하여 위치된다 (러시아 특허 2029620, MIIK B02C17/02, 1995r.).

이러한 분쇄기는 높은 탄성 또는 섬유성의 구조를 갖는 재료의 미세 분산식 분쇄의 문제점을 해결하지 않는다. 설계는 제조 및 작동에 대해 복합하고, 상당한 전력 소비를 요구힌다.

중심 부분 내에서 분쇄 챔버 및 회전 로터를 갖는 본체를 포함하는, 대형 고체의 건식 및 습식 분쇄를 위한 원심 분쇄기가 공지되어 있다 (러시아 특허 2411082, MIIK B02C17/00, 08.06.2009r.). 로터의 중심 부분 내로, 제1 공급기를 통해 분쇄되어야 하는 재료가 공급되고, 제2 공급기를 통해 분쇄체(볼, 실펩(cylpeb), 페블(pebble) 등)가 공급되고, 분쇄체의 경도는 분쇄되어야 하는 재료의 경도보다 더 높다. 시작 재료의 분쇄 공정은 로터가 회전할 때 이동하는 볼에 의한 분쇄에 의해 수행된다.

이러한 분쇄기의 단점은 또한 높은 섬유성을 갖는 유기 재료의 미세 분산식 분쇄의 불가능이다. 또한, 이러한 분쇄기 내에서, 입자 크기가 균일한 다량의 분쇄된 재료를 획득하는 것이 불가능하고; 연마된 제품을 오염시키는 분쇄체의 전단이 가능하다.

만곡된 원통형 표면 및 라이닝된 내부의 본체와 본체 내에 위치된 로터 분리기를 포함하는 셀룰로오스 함유 재료 및 식물 재료의 분쇄를 위한 분쇄 장치가 또한 공지되어 있다 (러시아 특허 2184612 PΦ, MIIK B02C15/08, 14.08.2001r.). 본체의 상부 내에, 상부 입구 덕트가 위치되고, 출구 덕트가 아래에 위치된다. 로터의 상부 내에, 확산 블레이드가 위치되고, 하부 내에, 경사 블레이드가 위치된다. 상부 분쇄 구역 내의 로터 분리기는 주연부 둘레에서 회전하는 분쇄체를 구비한 편평 디스크로 구성되고, 하부 편평 디스크들 사이의 제2 분쇄 구역 내에, 복수의 방사상 채널이 있고, 채널의 주연부 상에 방사상으로 수직 푸셔 플레이트가 설치되고, 방사상 채널의 내부에, 방사상 방향으로 이동 가능하게 실린더, 디스크, 또는 볼 형태의 회전하는 분쇄체가 위치된다. 장치 본체 외부에, 물 자켓이 설치된다. 재료의 분쇄는 본체의 만곡된 베어링 표면에 접촉하는 재료 상에서 구르는 복수의 분쇄체에 의해 발생한다.

이러한 장치는 셀룰로오스 함유 식물 재료의 미세 분산식 분쇄만을 위해 설계되고, 이는 제조 및 수리되기가 어렵다.

프로토타입으로서, 재료를 장입 및 토출하기 위한 파이프들을 갖는 본체, 및 본체의 측벽 및 단부 벽에 대해 갭을 가지고 본체 내에 장착된 로터를 포함하는 미세 분쇄기가 선택된다 (러시아 특허 2012404, MIIK B02C7/06, B02C13/ss, 15.05.1994r.). 로터가 주연부 상의 구형부 및 이들 사이의 원통부를 구비한 축과 상호 연결된 2개의 디스크의 형태로 제시된다. 재료의 분쇄는 로터 및 본체의 단부 벽에 의해 형성된, 고속 분쇄 챔버 내에서 발생한다.

이러한 설계는 초미세 생성물을 획득하는 것을 허용하지만, 이는 건축 재료 산업에서 카올린, 탈크, 미카, 그래파이트의 분쇄를 위해 설계된다. 이러한 분쇄기의 사용은 고도의 섬유상 구조 및 다습 재료의 초미세 분쇄를 획득하고, 습식 분쇄를 수행하는 것이 가능하지 않다.

본 발명의 목적은 극도로 좁은 크기 분포의 습식 및 건식 방법에 의해, 천연 및 고습의 유기, 셀룰로오스 함유 섬유상 재료를 포함한 광범위한 재료를 원하는 분쇄도(5 - 10 마이크로미터 이내)로 분쇄할 수 있는 그러한 분쇄기를 제공하는 것이다.

상기 결과는 대향하여 위치된 장입 파이프 및 토출 파이프를 갖는 본체, 및 본체의 측표면에 대해 간극을 가지고 본체 내부에서 구동 샤프트 상에 장착된 분쇄 요소를 구비한 디스크 형태의 로터를 포함하는 분쇄기 내에서, 본 발명에 따르면, 본체가 변위된 위치에서 그가 고정될 수 있도록 로터 회전 축의 직경 평면 내에서 자유롭게 배향되고, 로터는 토출 파이프의 측면으로부터 분류기로서 작동하는 블레이드를 갖고, 장입 파이프는 로터의 중심 부분으로의 공기 또는 물의 공급을 제어하기 위한 장치를 구비하는 방식으로 달성된다.

로터 회전 축에 대한 본체의 자유로운 배향과 관련된 본 발명의 분쇄기의 설계 특징은, 다른 특징들과 함께, 유기 재료의 섬유의 파단을 위한 상태를 생성하는 것을 또한 허용하여, 매우 좁은 크기 분포의 소정의 분쇄도(5 - 10 마이크로미터 이내)로의 광범위한 재료의 분쇄의 문제점을 해결한다.

도 1은 입구 파이프로부터의 분쇄기의 도면이다 (입구 파이프는 도시되지 않음).
도 2는 도 1의 A-A를 따른 분쇄기의 단면도이다.

분쇄기(도 1 및 도 2)는 로터(5)의 회전 축의 직경 평면 내에 본체(1)의 위치를 고정시키기 위해 체결 스크류(3)(3개 이하)에 의해 분쇄기 기부(2)에 부착되는 분쇄 챔버 본체(1)로 구성된다. 분쇄기의 중심 부분 내에서, 로터(5)는 구동 샤프트(4) 상에 위치된다. 분쇄 챔버(1)의 커버(6) 내에, 장입 파이프(7)가 로터(5)의 샤프트(4)의 중심 축을 따라 위치된 조절 밸브(9)를 구비한 공기 흡입 덕트(8) 또는 물 흡입 덕트와 조합되어, 위치된다. 로터(5)는 장입 파이프의 측면으로부터, 방사상으로 위치된 블레이드(10)(분쇄 요소)를 갖는다. 토출 파이프(14)의 측면으로부터, 로터(5)는 분류기로서 역할하는 블레이드(11)를 구비한다. 체결 스크류(3)는 로터(5)가 본체의 내측 표면과 함께 분쇄 구역(12) 및 토출 구역(13)을 형성하도록, 분쇄기 기부(2) 상의 분쇄기 본체(1)를 제어한다. 분쇄기(2)의 기부에서의 토출 구역(13) 내에, 조정 가능한 활주식 셔터(15)를 구비한 토출 파이프(14)가 위치된다. 분쇄 챔버(1)는 수냉 챔버(16)를 갖는다.

분쇄기는 다음과 같이 작동한다.

25mm까지의 직경의 입자 크기를 갖는 시작 재료가 공기 또는 물과 함께, 장입 파이프(7)를 통해 분쇄 챔버(1)의 중심 내로 공급되고, 여기서 이는 원심력, 및 수압력 또는 공압력에 의해 영향을 받고, 재료는 로터(5)의 블레이드(10)에 의해 분쇄 챔버의 본체(1)의 내측 표면을 따라 분배된다. 로터(5)의 블레이드(10)에 의해 발생되는 와류 유동으로 진입한 재료는 분쇄 구역(12) 내로 밀려들어가고, 여기서 재료의 분쇄는 분쇄기 챔버의 표면 본체(1)와 접촉하는 로터(5)의 분쇄 재료 상에서 구르는 선속도 하에서 발생되는 우세한 압축력에 재료를 노출시킴으로써 마찰력 및 원심력에 의해 수행된다. 압력 하중에 의한, 입자들 자체 내부의 분쇄 재료의 입자들 사이의 마찰은 파괴되는 재료 입자의 전체 체적 내에서의 미세 파쇄의 발생을 증진시키고, 이는 분쇄되는 입자 내의 미세 파쇄의 증가 및 압축 하중으로 인한 그의 효과적인 파괴로 이어져서, 마무리된 분쇄 재료의 분산성, 및 그의 물리적, (기계)-화학적, 및 화학적 활성화를 증가시킨다. 로터(5)는 스크류(3)의 조정 및 단단한 고정에 의해 분쇄 챔버(1)의 벽으로 이동하고, 이러한 이동에 의해, 재료 상으로의 증대된 변화력 작용이 발생하는 분쇄 구역(12) 및 토출 구역(13)이 생성되고, 이는 고도로 효과적인 피로 하중을 추가로 생성한다. 재료의 분쇄는 복수의 동시 압축 하중 및 마멸 하중에서 고속 모드로 수행되고, 이는 재료의 자생 분쇄에 의한 분쇄를 위한 상태를 생성한다. 이러한 하중의 파괴 효과는 분쇄 구역(12) 내의 응력장 개시 및 토출 구역(13) 내의 자유장의 과정들의 교대에 의한 시간적 특성에 있어서 그리고 재료에 대한 기계적 효과의 위치적 특성에 있어서 반복성을 갖는다. 와류 유동이 분쇄된 재료를 분쇄 구역(12)으로부터 토출 구역(12) 내로 이송하고, 여기서 분쇄된 재료의 분류 및 그의 호퍼(도시되지 않음) 내로의 이송이 분류 블레이드(11) 및 토출 파이프(14) 내의 활주식 셔터(15)의 조정에 의해 발생한다.

유기 미세 섬유 재료, 특히 셀룰로오스를 분쇄할 때, 볼 형태의 섬유의 구름, 섬유의 응집, 및 섬유의 이후의 파손과, 분쇄 구역 내에서의 섬유의 파단이 발생한다.

습식 분쇄 하에서, 물이 채널(8)을 통해 공급되고, 재료의 분쇄는 수력학적 체제 내에서 수행된다.

이러한 분쇄기의 장점은 천연 및 다습의 무기 및 유기 재료를 극도로 좁은 크기 분포의 5 - 10 마이크로미터까지의 미세 분말로 분쇄하는 것을 허용하는 것이다. 그리고, 또한 재료의 물리적-(기계적)-화학적 활성화, 화학적 공정의 활성화를 수행하여, 재료의 품질 특징을 개선하는 것이다. 분쇄기 설계는 마찰에 의해 재료를 분쇄하는 원리 및 본체의 위치를 조정하는 가능성에 의해, 분쇄기의 수명을 증가시키는 것을 허용한다. 재료는 최소 전력 소비로 재료의 파괴에 기여하는 마찰에 의해 분쇄된다. 분쇄 결과로서, 분쇄된 고체의 최대 표면은 공정을 최적화하는 최소 전력 소비에서 획득된다.

본 발명의 설계의 분쇄기는 제조되고 작업 시에 시험되어, 긍정적인 결과가 있었다.

Claims

대향하는 장입 파이프 및 토출 파이프를 갖는 본체, 및 측표면에 대해 간극을 가지고 본체 내에서 구동 샤프트 상에 장착된 분쇄 요소를 구비한 디스크 형태의 로터를 포함하는 분쇄기이며,
본체는 변위된 위치에서 그가 고정될 수 있도록, 로터 회전 축의 직경 평면 내에서 자유롭게 배향되고, 로터는 토출 파이프의 측면으로부터, 분류기로서 작동하는 블레이드를 갖고, 장입 파이프는 로터의 중심 부분 내로의 공기 또는 물의 공급을 조절하기 위한 장치를 구비하는,
분쇄기.