RU2016657C1

RU2016657C1 - Method for processing materials and mill for carrying out the method

Info

Publication number: RU2016657C1
Authority: RU
Inventors: Михаил Николаевич Злобин; Андрей Михайлович Злобин; Евгений Михайлович Злобин
Original assignee: Михаил Николаевич Злобин; Андрей Михайлович Злобин; Евгений Михайлович Злобин
Priority date: 1993-03-12
Filing date: 1993-03-12
Publication date: 1994-07-30

Abstract

FIELD: mining. SUBSTANCE: mill for processing diamond-containing material has working chamber, rotor supported by vertical shaft, charging and discharge arrangements. The rotor has the form of hollow cone with water-feeding and vapor-feeding pipes, and lining ribs positioned at its circumference along generating surfaces. Recesses in spaces between the ribs have through passages inclined to base of the cone. Discharge arrangement is fashioned as drive plate defining with lower end of working chamber an annular clearance closed by shell with toothed lower end. Working chamber is provided with annular perforated manifold having hydraulic or magnetostriction arrangement. Working chamber has means for generating ultrasonic vibrations. Charging arrangement has the form of a worm located axially over the rotor and rigidly connected thereto. EFFECT: enhanced efficiency of method and mill. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горнорудной промышленности, в частности к измельчению различных материалов, и может быть использовано при измельчении рудного и нерудного сырья. The invention relates to the mining industry, in particular to the grinding of various materials, and can be used for grinding ore and non-metallic materials.

Известен способ переработки материалов, осуществляемый в истирающих мельницах [1], включающий подачу исходного материала с водой в кольцеобразную зону измельчения, истирание частиц материала друг о друга принудительным полиградиентным перемещением вертикально расположенных концентричных слоев материала под действием собственного веса материала и удаление продуктов измельчения снизу. A known method of processing materials, carried out in abrasive mills [1], including the supply of raw material with water into an annular grinding zone, abrasion of material particles against each other by forced polygradient movement of vertically located concentric layers of material under the influence of its own weight of the material and removal of grinding products from below.

Недостатком известного способа является то, что он не имеет необходимых операций для интенсификации процесса измельчения. Измельчение же материала под действием собственного веса материала имеет низкие удельную производительность и КПД. The disadvantage of this method is that it does not have the necessary operations to intensify the grinding process. Grinding the material under the influence of its own weight of the material has low specific productivity and efficiency.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является истирающая мельница [1], содержащая приводной вертикально расположенный в корпусе ротор, соединенный через вал с приводом и опорами, загрузочное и разгрузочное устройства, при этом привод и опоры расположены внутри корпуса в нижней его части и выполнены в виде установленной внутри корпуса консоли с изолированной сальниковой полостью, в которой на упорных подшипниках смонтирован вал. The closest in technical essence and the achieved result is an abrasive mill [1], containing a rotor drive vertically located in the housing, connected via a shaft to the drive and bearings, loading and unloading devices, while the drive and bearings are located inside the housing in its lower part and are made in the form of a console installed inside the housing with an insulated stuffing box in which a shaft is mounted on the thrust bearings.

Эта мельница имеет ряд недостатков, проявляющихся при интенсификации процесса. В частности, подшипниковый узел, защищенный манжетными сальниками от зоны измельчения, при интенсивном режиме не обеспечивает надежной работы мельницы из-за попадания в него компонентов рудной пульпы. Не исключено также попадание компонентов рудной пульпы при интенсивных режимах и в картер, где размещена коническая пара шестерен вертикального и горизонтального валов. Не имеет эта мельница конструктивных элементов для объемного сжатия и высокоградиентного температурного, вибрационного и ультразвукового воздействия на измельчаемый материал в зоне его деформации и разрушения, необходимых для интенсификации процесса измельчения. Измельчение материала в этой мельнице производится без подпора рудной массы, а именно, при свободном равномерном распределении загрузки по кольцевому пространству рабочей камеры посредством центробежного питателя. This mill has a number of disadvantages that appear during the intensification of the process. In particular, the bearing assembly, protected by cuff seals from the grinding zone, in intensive mode does not ensure reliable operation of the mill due to the ingress of ore pulp components. It is also possible that the components of ore pulp under intensive conditions and into the crankcase, where a conical pair of gears of vertical and horizontal shafts are placed, can be caught. This mill does not have structural elements for volumetric compression and high-gradient temperature, vibration and ultrasound effects on the material being crushed in the zone of its deformation and fracture, which are necessary to intensify the grinding process. The grinding of material in this mill is carried out without back-up ore mass, namely, with a free uniform distribution of the load in the annular space of the working chamber by means of a centrifugal feeder.

Выгрузка измельченного продукта через решетку также снижает надежность работы мельницы, что проявляется не только при интенсификации процесса, но и при недостатке воды в питании при любой нагрузке. Наличие же разгрузочных люков на корпусе мельницы мало помогает в этих случаях, ибо требуется остановка мельницы для ее распрессовки. Для алмазосодержащего сырья разгрузка измельченного продукта через решетку нежелательна также из-за возможной задержки в мельнице крупных кристаллов и последующего их разрушения, вероятность которого при интенсивных режимах возрастает. Unloading the crushed product through the grill also reduces the reliability of the mill, which is manifested not only with the intensification of the process, but also with a lack of water in the feed at any load. The presence of unloading hatches on the mill body helps little in these cases, because it requires a stop of the mill for its decompression. For diamond-containing raw materials, unloading of the crushed product through the grate is also undesirable because of the possible delay in the mill of large crystals and their subsequent destruction, the probability of which increases under intensive conditions.

Целью изобретения является интенсификация процесса измельчения за счет объемного сжатия и высокоградиентного температурного, вибрационного и ультразвукового воздействия на измельчаемый материал в зоне его деформации и разрушения, улучшения условий отделения разрушенной части материала от недоизмельченного остатка непосредственно при разрушении частиц материала, а также улучшения выгрузки и рациональной компоновки основных узлов мельницы. The aim of the invention is to intensify the grinding process due to volumetric compression and a high-gradient temperature, vibration and ultrasound effect on the material to be crushed in the zone of its deformation and fracture, to improve the conditions for separating the destroyed part of the material from the unmilled residue directly during the destruction of material particles, as well as to improve unloading and rational layout the main components of the mill.

Для этого в способе переработки материалов, включающем подачу материала с водой в кольцеобразную зону измельчения сверху, истирание частиц материала друг о друга принудительным полиградиентным перемещением концентрических слоев материала и удаление пульпы снизу, после подачи материала осуществляют его объемное сжатие, а истирание частиц материала осуществляют при одновременном воздействии на него высокотемпературным потоком жидкости, перегретым паром или горячим воздухом, вибрации и ультразвука в зоне его деформации и разрушения, после чего смешивают измельченный материал с холодной водой. Для чего мельнице для переработки материалов, преимущественно алмазосодержащего сырья, содержащей рабочую камеру, ротор на вертикальном валу с нижним приводом, загрузочное и разгрузочное устройства, рабочая камера снабжена расположенным по периферии ее верхней части кольцевым перфорированным коллектором для воды с гидравлическим или магнитострикционным устройством, эластично закрепленным за стенки рабочей камеры, которая снабжена равномерно размещенными по ее боковым стенкам устройствами для генерирования ультразвуковых колебаний, оси которых ориентированы по касательной к ротору, выполненному в виде пустотелого прямого конуса с водоподводящим и парогазоподводящим патрубками и равномерно расположенными по его окружности вдоль образующих поверхности футеровочными ребрами, при этом в межреберных впадинах выполнены наклонные к основанию конуса сквозные каналы, разгрузочное устройство выполнено в виде расположенной под основанием конуса приводной тарели, образующей с нижним торцом рабочей камеры кольцевой зазор, перекрываемый посредством обечайки с зубчатым нижним торцом, причем последняя выполнена с возможностью перемещения вдоль рабочей камеры, а по окружности тарели концентрично с ней смонтировано уплотнительное кольцо с эластичной прокладкой, имеющее зазор с закрепленным против него скребком для съема продуктов измельчения с поверхности тарели, загрузочное устройство выполнено в виде шнека, расположенного над ротором по его оси, при этом вал шнека жестко связан с ротором в верхней его части, а устройство для генерирования ультразвуковых колебаний выполнено в виде электроакустического излучателя. To do this, in a method of processing materials, including feeding material with water into an annular grinding zone from above, abrasing the particles of material against each other by forced polygradient movement of the concentric layers of the material and removing the pulp from below, after feeding the material, it is compressed in volume and the particles of the material are abraded while exposure to it with a high-temperature fluid stream, superheated steam or hot air, vibration and ultrasound in the zone of its deformation and destruction, After which the shredded material is mixed with cold water. Why is the mill for processing materials, mainly diamond-containing raw materials, containing a working chamber, a rotor on a vertical shaft with a lower drive, loading and unloading devices, the working chamber is equipped with an annular perforated water collector located on the periphery of its upper part with a hydraulic or magnetostrictive device, elastically fixed behind the walls of the working chamber, which is equipped with devices for generating ultrasonic vibrations evenly distributed along its side walls d, the axes of which are oriented tangentially to the rotor, made in the form of a hollow straight cone with water supply and steam and gas supply pipes and lining ribs evenly spaced along its circumference along the surface forming surfaces, while through channels are inclined to the base of the cone in the intercostal cavities, the unloading device is made in a drive plate located under the base of the cone, forming an annular gap with the lower end of the working chamber, overlapped by a shell with a gear bottom end, the latter being made with the possibility of moving along the working chamber, and around the circumference of the plate concentrically mounted with it an o-ring with an elastic gasket having a gap with a scraper fixed against it to remove grinding products from the surface of the plate, the loading device is made in the form of a screw located above the rotor along its axis, while the screw shaft is rigidly connected with the rotor in its upper part, and the device for generating ultrasonic vibrations is made in the form of electro-acoustic on the radiator.

Процесс измельчения материала в центробежных мельницах можно интенсифицировать, если произвести объемное сжатие частиц материала в зоне измельчения и одновременно резко воздействовать на них в момент их деформации и разрушения высокотемпературным потоком жидкости, перегретым паром или горячим воздухом. При одновременном усиленном механическом и контрастном температурном воздействии разрушение материала будет происходить более интенсивно и преимущественно по местам вкраплений минеральных зерен в рудном материале, что способствует лучшему их раскрытию. В известной истирающей мельнице это нетрудно сделать, если дополнить ее необходимыми конструктивными элементами для объемного сжатия материала в зоне измельчения и подачи непосредственно в зону измельчения высокотемпературного теплоносителя (горячей воды, перегретого пара, высокотемпературного газового потока). Одновременно с этим за счет улучшения выгрузки измельченного продукта и рациональной компоновки основных узлов мельницы можно повысить надежность ее работы. The process of grinding material in centrifugal mills can be intensified by volumetric compression of the particles of material in the grinding zone and at the same time dramatically affect them at the time of their deformation and destruction by a high-temperature liquid stream, superheated steam or hot air. With simultaneous enhanced mechanical and contrasting temperature effects, the destruction of the material will occur more intensively and mainly at the interspersed mineral grains in the ore material, which contributes to their better disclosure. In the well-known abrasive mill, this is not difficult to do if you supplement it with the necessary structural elements for volumetric compression of the material in the grinding zone and supply directly to the grinding zone of a high-temperature coolant (hot water, superheated steam, high-temperature gas flow). At the same time, by improving the discharge of the crushed product and the rational layout of the main components of the mill, it is possible to increase the reliability of its operation.

Дальнейшей интенсификации процесса измельчения можно добиться, если в момент деформации и разрушения частиц материала воздействовать на них направленным, сфокусированным в зоне измельчения, потоком ультразвуковых колебаний при одновременном вибрационном воздействии на измельчаемый материал. В водной среде эффект такого воздействия интенсифицирует как непосредственное разрушение частиц материала за счет кавитационных явлений, так и отделение разрушенной части материала от недоизмельченного остатка в момент разрушения частиц материала за счет вибрационной оттирки частиц материала друг о друга, а также за счет пульсаций водной среды. Фокусировка ультразвуковых пучков в зоне измельчения также способствует интенсификации процесса измельчения за счет концентрации энергии в этой зоне. Ориентирование потока ультразвукового излучения в зоне измельчения, расположенной вокруг ротора, касательно к ротору во встречном вращению направлении, также способствует концентрации энергии в зоне измельчения, что также интенсифицирует процесс измельчения. Создать же вибрационный эффект в водной среде несложно, поместив в кольцевой коллектор, сообщенный с внутренней полостью рабочей камеры, источник вибраций, например, гидравлического или магнитострикционного типа. Черед водную фазу вибрации передадутся при этом в зону измельчения. Further intensification of the grinding process can be achieved if, at the time of deformation and destruction of the material particles, they are exposed to a directed, focused in the grinding zone, stream of ultrasonic vibrations with simultaneous vibration exposure to the crushed material. In an aqueous medium, the effect of this effect intensifies both the direct destruction of material particles due to cavitation phenomena, and the separation of the destroyed part of the material from the unmilled residue at the time of destruction of the material particles due to the vibrational rubbing of the material particles against each other, as well as due to pulsations of the aqueous medium. Focusing ultrasonic beams in the grinding zone also contributes to the intensification of the grinding process due to the concentration of energy in this zone. The orientation of the flow of ultrasonic radiation in the grinding zone, located around the rotor, relative to the rotor in the opposite direction of rotation, also contributes to the concentration of energy in the grinding zone, which also intensifies the grinding process. It is not difficult to create a vibration effect in an aqueous medium by placing a vibration source, for example, of a hydraulic or magnetostrictive type, in an annular collector connected to the internal cavity of the working chamber. In turn, the aqueous phase of the vibration will be transmitted to the grinding zone.

На фиг. 1 изображена мельница для переработки материалов, фронтальный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a mill for processing materials, a frontal section; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Мельница для переработки материалов состоит из вертикально расположенной цилиндрической рабочей камеры 1, соосно размещенного внутри нее подвижного ротора 2, закрепленного на вертикальном валу 3 с нижним приводом, загрузочного 4 и разгрузочного 5 устройств, смонтированных на общей раме 6 и основании (станине) 7. The mill for processing materials consists of a vertically arranged cylindrical working chamber 1, a movable rotor 2 coaxially placed inside it, mounted on a vertical shaft 3 with a lower drive, loading 4 and unloading 5 devices mounted on a common frame 6 and base (bed) 7.

Рабочая камера 1 прочно скреплена с рамой 6. Внутри по периферийной части рабочей камеры 1 по всей ее высоте закреплены с равными интервалами по окружности футеровочные ребра 8, сужающиеся к нижней своей части для лучшей выгрузки измельченного продукта. По периферии верхней части рабочей камеры 1 размещен кольцевой коллектор 9 для промывных вод с водоподводящим патрубком 10 и с расположенными равномерно между футеровочными ребрами 8 выходными отверстиями 11. The working chamber 1 is firmly bonded to the frame 6. Inside the peripheral part of the working chamber 1 along its entire height, lining ribs 8 are fixed at equal intervals around the circumference, tapering to its lower part for better discharge of the crushed product. On the periphery of the upper part of the working chamber 1 there is an annular collector 9 for washing water with a water supply pipe 10 and with outlet holes 11 arranged evenly between the lining ribs 8.

Ротор 2 выполнен в виде пустотелого прямого конуса 12 с футеровочными ребрами 13, расположенными по его образующей с равными интервалами по окружности. Нижний конец вертикального вала 3 и ротор 2 опираются на консоль 14. Пустотелый прямой конус 12 имеет в межреберных впадинах футеровки ротора 2 сквозные каналы 15, соединяющие его внутреннюю полость с зоной измельчения, расположенной непосредственно над и вокруг ротора 2 в рабочей камере 1. Оси сквозных каналов 15 наклонены к основанию пустотелого прямого конуса 12 для предотвращения их забивания частицами измельчаемого материала. Внутри пустотелого прямого конуса 12 по его оси расположены водоподводящий 16 и парогазоподводящий 17 патрубки. The rotor 2 is made in the form of a hollow straight cone 12 with lining ribs 13 located along its generatrix with equal intervals around the circumference. The lower end of the vertical shaft 3 and the rotor 2 rest on the console 14. The hollow straight cone 12 has through channels 15 in the intercostal cavities of the lining of the rotor 2, connecting its internal cavity with a grinding zone located directly above and around the rotor 2 in the working chamber 1. Through axes channels 15 are inclined to the base of the hollow straight cone 12 to prevent them from clogging particles of the crushed material. Inside the hollow straight cone 12 along its axis are water supply 16 and steam and gas supply 17 pipes.

Загрузочное устройство 4 выполнено в виде вертикально расположенного шнека 18 с загрузочной воронкой 19 в верхней своей части, являющихся одовременно непрерывно действующим прижимным приспособлением, обеспечивающим постоянное объемное сжатие частиц материала в зоне измельчения. Корпус шнека 18 и загрузочная воронка 19 прочно закреплены на цилиндрической рабочей камере 1 мельницы и на ее раме 6. Вал шнека 18 нижним своим концом посредством резьбового соединения 20 жестко связан с ротором 2 в вершине конуса 12, а верхним своим концом подвижно закреплен в подшипниковом узле 21, установленном посредством радиально расположенных ребер 22 по оси мельницы внутри загрузочной воронки 19. The loading device 4 is made in the form of a vertically arranged screw 18 with a loading funnel 19 in its upper part, which are simultaneously continuously acting clamping device, providing constant volumetric compression of the material particles in the grinding zone. The housing of the screw 18 and the loading funnel 19 are firmly fixed on the cylindrical working chamber 1 of the mill and on its frame 6. The shaft of the screw 18 with its lower end by means of a threaded connection 20 is rigidly connected to the rotor 2 at the top of the cone 12, and its upper end is movably fixed in the bearing assembly 21, installed by means of radially arranged ribs 22 along the axis of the mill inside the feed hopper 19.

Разгрузочное устройство 5 выполнено в виде горизонтально расположенной и закрепленной в основании пустотелого прямого конуса 12 приводной тарели 23, диаметр которой превышает диаметр цилиндрической рабочей камеры 1 мельницы. Нижний торец рабочей камеры 1 образует с верхней поверхностью тарели 23 кольцевой зазор 24, телескопически перекрываемый обечайкой 25 с зубчатым нижним торцом 26, расположенной с внешней стороны рабочей камеры 1 и кинематически связанной с силовыми гидроцилиндрами 27 для возвратно-поступательного перемещения в осевом направлении. Силовые гидроцилиндры 27 шарнирно связаны с опорными элементами 28 и 29. The unloading device 5 is made in the form of a drive plate 23 horizontally located and fixed at the base of the hollow straight cone 12, the diameter of which exceeds the diameter of the cylindrical working chamber 1 of the mill. The lower end of the working chamber 1 forms an annular gap 24 with the upper surface of the plate 23, telescopically blocked by a shell 25 with a toothed lower end 26 located on the outside of the working chamber 1 and kinematically connected with the power cylinders 27 for reciprocating movement in the axial direction. Power hydraulic cylinders 27 are pivotally connected with supporting elements 28 and 29.

Над краем тарели 23 концентрично к ней установлено уплотнительное кольцо 30 с эластичной прокладкой 31, предотвращающие просыпание материала с тарели 23. Уплотнительное кольцо 30 и прокладка 31 имеют зазор 32, против которого закреплен касательно к цилиндрической рабочей камере 1 скребок 33, предназначенный для съема измельченного материала с поверхности тарели 23 при ее вращении. Под периферийной частью тарели 23 закреплены на раме 6 течка 34 для приема измельченного материала, расположенная напротив скребка 23, и кольцевой желоб 35 с наклонным днищем для сбора шламов, проходящих через контакт неподвижной эластичной прокладки 31 и подвижной тарели 23. Above the edge of the plate 23, a sealing ring 30 with an elastic gasket 31 is concentrically mounted to it, preventing the spillage of material from the plate 23. The sealing ring 30 and the gasket 31 have a gap 32, against which a scraper 33 is fixed tangentially to the cylindrical working chamber, designed to remove the crushed material from the surface of the plate 23 during its rotation. Under the peripheral part of the plate 23, a estrus 34 is mounted on the frame 6 for receiving the crushed material, located opposite the scraper 23, and an annular groove 35 with an inclined bottom for collecting sludges passing through the contact of the stationary elastic strip 31 and the movable plate 23.

В нижней части мельницы расположены коническая пара 36 и горизонтальный вал с подшипниковой опорой 37, предназначенные для вращения вертикального вала 3 с ротором 2 и с закрепленной на пустотелом прямом конусе 12 приводной тарелью 23 и в вершине конуса 21 шнека 18. Корпуса подшипникового узла вертикального вала 3 и подшипниковой опоры 37 закреплены на консоли 14 станины 7. In the lower part of the mill there are a conical pair 36 and a horizontal shaft with a bearing support 37, designed to rotate the vertical shaft 3 with the rotor 2 and with the drive plate 23 mounted on the hollow straight cone 12 and at the top of the cone 21 of the screw 18. Housings of the bearing assembly of the vertical shaft 3 and bearing bearings 37 are mounted on the console 14 of the frame 7.

Кольцевой желоб 35 в верхней своей части имеет патрубки 38 для подвода смывной воды. The annular groove 35 in its upper part has nozzles 38 for supplying flushing water.

Водоподводящий патрубок 16 и парогазоподводящий патрубок 17 концентрично проходят через вертикальный вал 3. Для этого вал 3 имеет осевой канал 39. Водоподводящий патрубок 16 жестко скреплен с валом 3 посредством гаек 40 и бурта 41, выполненного заодно с патрубком 16 в верхней его части, и поэтому является подвижным, вращающимся заодно с валом 3. Парогазоподводящий патрубок 17 установлен внутри водоподводящего патрубка 16 с кольцевым зазором 42 и является неподвижным. Нижний конец водоподводящего патрубка 16 через сальниковое уплотнение 43 закреплен с возможностью осевого вращения патрубка 16 в стакане 44, который неподвижно закреплен в основании консоли 14 посредством фланцевого соединения 45 и имеет внутри на уровне нижнего конца водоподводящего патрубка 16 концентрическую полость 46 с водоподводящим штуцером 47. Парогазоподводящий патрубок 17 посредством резьбового соединения 48 и бурта 49, выполненного заодно с патрубком 17 в нижней его части, жестко и плотно закреплен в стакане 44 в осевом его отверстии 50. К нижнему концу парогазоподводящего патрубка 17 прикреплен штуцер 51 для подвода парогазовой смеси. The water supply pipe 16 and the steam and gas supply pipe 17 concentrically pass through the vertical shaft 3. For this, the shaft 3 has an axial channel 39. The water supply pipe 16 is rigidly fastened to the shaft 3 by means of nuts 40 and a collar 41 made integral with the pipe 16 in its upper part, and therefore is movable, rotating at the same time with the shaft 3. The vapor-gas supply pipe 17 is installed inside the water supply pipe 16 with an annular gap 42 and is stationary. The lower end of the water supply pipe 16 through the stuffing box seal 43 is axially rotatable for the pipe 16 in the cup 44, which is fixedly mounted in the base of the console 14 by means of a flange connection 45 and has a concentric cavity 46 inside the level of the lower end of the water supply pipe 46 with a water supply fitting 47. Steam and gas supply the pipe 17 by means of a threaded connection 48 and a collar 49, made integral with the pipe 17 in its lower part, is rigidly and tightly fixed in the glass 44 in its axial hole 50. K the lower end of the steam-gas supply pipe 17 attached fitting 51 for supplying a gas-vapor mixture.

Большая шестерня конической пары 36 привода мельницы закреплена за вертикальный вал 3 посредством гаек 52. Вертикальный вал 3 установлен в подшипниках 53, размещенных в полости 54 консоли 14. Верхняя часть вертикального вала 3 выполнена заодно с ним в виде диска 55, на котором посредством штифтов 56 закреплен пустотелый прямой конус 12 ротора 2. The large gear of the conical pair 36 of the mill drive is fixed to the vertical shaft 3 by means of nuts 52. The vertical shaft 3 is mounted in bearings 53 located in the cavity 54 of the console 14. The upper part of the vertical shaft 3 is made integral with it in the form of a disk 55 on which by pins 56 fixed hollow straight cone 12 of the rotor 2.

Внутри кольцевого коллектора 9 размещено магнитострикционное вибрационное устройство 57, выполненное секционно в форме обечайки и эластично закрепленное через резиновые втулки 58 за боковые стенки цилиндрической рабочей камеры 1. Магнитострикционное вибрационное устройство 57 призвано возбудить вибрационные колебания в водной среде во внутренней полости кольцевого коллектора 9 с последующей передачей этих колебаний через выходные отверстия 11 в зону измельчения. A magnetostrictive vibration device 57 is placed inside the annular collector 9, made sectionally in the form of a shell and elastically fixed through the rubber sleeves 58 to the side walls of the cylindrical working chamber 1. The magnetostrictive vibration device 57 is designed to excite vibrational vibrations in the aqueous medium in the internal cavity of the annular collector 9 with subsequent transmission these vibrations through the outlet openings 11 to the grinding zone.

На внешней стороне боковых стенок цилиндрической рабочей камеры 1 равномерно по ее периметру размещены устройства 59 для генерирования ультразвуковых колебаний, выполненные в виде электроакустических излучателей. Оси их ориентированы по касательной к ротору 2 во встречном его вращению направлении, а ультразвуковые пучки сфокусированы непосредственно в зону измельчения, что обеспечивает максимальную концентрацию энергии ультразвуковых колебаний в зоне измельчения. Для большей интенсификации процесса измельчения электроакустические излучатели могут быть установлены на боковых стенках цилиндрической рабочей камеры 1 многорядно в шахматном порядке. On the outside of the side walls of the cylindrical working chamber 1, devices 59 for generating ultrasonic vibrations, made in the form of electro-acoustic emitters, are evenly placed along its perimeter. Their axes are oriented tangentially to the rotor 2 in the direction opposite to its rotation, and the ultrasonic beams are focused directly into the grinding zone, which ensures the maximum concentration of energy of ultrasonic vibrations in the grinding zone. For greater intensification of the grinding process, electro-acoustic emitters can be installed on the side walls of the cylindrical working chamber 1 in a multi-row staggered manner.

Мельница для переработки материалов работает следующим образом. Mill for processing materials works as follows.

Рабочую камеру 1 через шнек 18 и загрузочную воронку 19 загрузочного устройства 4 заполняют исходным мелкокусковым материалом, подлежащим измельчению. The working chamber 1 through the screw 18 and the loading funnel 19 of the loading device 4 is filled with the original small-sized material to be crushed.

Ротор 2 с закрепленной в основании пустотелого прямого конуса 12 тарелью 23 приводят во вращение через вертикальный вал 3, закрепленный в подшипниках 53 консоли 14, коническую пару 36 и горизонтальный вал с подшипниковой опорой 37. Одновременно в пустотелый прямой конус 12 ротора 2 подают через кольцевой зазор 42 в водоподводящем патрубке 16, концентрическую полость 46 в стакане 44 и штуцер 47 воду, либо раствор ПАВ, а через парогазоподводящий патрубок 17 и штуцер 51 острый (перегретый) пар, либо горячий (раскаленный) воздух, которые через сквозные каналы 15 в пустотелом прямом конусе 12 поступают между футеровочных ребер 13 непосредственно в зону измельчения, расположенную над и вокруг ротора 2, причем в верхнюю ее часть поступает острый (перегретый) пар либо горячий (раскаленный) воздух, а в нижнюю ее часть - вода либо раствор ПАВ. Утечку воды (раствор ПАВ) из стакана 44 предотвращают сальниковым уплотнением 43, установленным на контакте вращающегося водоподводящего патрубка 16 и неподвижного стакана 44. The rotor 2 with the plate 23 fixed at the base of the hollow straight cone 12 is rotated through a vertical shaft 3 fixed in the bearings 53 of the console 14, a conical pair 36 and a horizontal shaft with a bearing support 37. At the same time, the rotor 2 is fed into the hollow straight cone 12 through an annular gap 42 in the water supply pipe 16, a concentric cavity 46 in the glass 44 and the fitting 47 water, or a surfactant solution, and through the steam and gas supply pipe 17 and the fitting 51 sharp (superheated) steam or hot (hot) air, which through the through channels 15 in the hollow straight cone 12, they enter between the lining ribs 13 directly into the grinding zone located above and around the rotor 2, with sharp (superheated) steam or hot (hot) air entering its upper part, and water or a surfactant solution in its lower part . Water leakage (surfactant solution) from the cup 44 is prevented by a packing gland 43 mounted on the contact of the rotating water supply pipe 16 and the stationary cup 44.

При вращении шнека 18 находящийся во внутренней полости рабочей камеры 1 исходный материал подвергается объемному сжатию. При вращении ротора 2 происходит истирание частиц материала друг о друга принудительным полиградиентным перемещением концентрических слоев материала при одновременном резком высокоградиентном температурном воздействии на частицы материала в момент их деформации и разрушения в условиях объемного сжатия материала. Частицы материала перед своим разрушением претерпевают интенсивные механические и высокотемпературные дефомации, что интенсифицирует процесс их разрушения. При этом процесс ведется непрерывно. Контрастность высокотемпературного воздействия на измельчаемый материал усиливается поочередным воздействием на разрушаемые частицы материала сначала острым (перегретым) паром либо горячим (раскаленным) воздухом, а затем непосредственным низкотемпературным воздействием холодной воды либо раствора ПАВ. В последнем случае молекулы ПАВ оказывают расклинивающее действие (эффект В.А.Ребиндера) по микротрещинам, образующимся в деформируемых частицах материала, а также по контакту минеральных вкраплений, способствуя их лучшему раскрытию. When the screw 18 rotates, the source material located in the internal cavity of the working chamber 1 undergoes volume compression. When the rotor 2 rotates, the particles of material are abraded against each other by forced polygradient movement of the concentric layers of the material with a sharp, high-gradient temperature effect on the particles of the material at the time of their deformation and destruction under the conditions of volumetric compression of the material. Particles of the material undergo intensive mechanical and high-temperature defomations before their destruction, which intensifies the process of their destruction. In this process is conducted continuously. The contrast of the high-temperature effect on the crushed material is enhanced by alternately exposing the material to destructible particles first with sharp (superheated) steam or hot (hot) air, and then with direct low-temperature exposure to cold water or a surfactant solution. In the latter case, surfactant molecules have a proppant effect (V.A. Rebinder effect) along microcracks formed in deformable particles of the material, as well as on the contact of mineral inclusions, contributing to their better opening.

Наклон осей каналов 15 к основанию пустотелого прямого конуса 12 препятствует их забиванию частицами измельчаемого материала при объемном его сжатии. Нахождение слоя воды в нижней части пустотелого прямого конуса 12 предохраняет диск 55 вертикального вала 3 и подшипники 53 от возможного перегрева, экранируя их от высокотемпературной среды (острого пара, горячего воздуха). Роль теплового экрана выполняет при этом также слой воды (растора ПАВ), проходящий по кольцевому зазору 42 в водоподводящем патрубке 16. The inclination of the axes of the channels 15 to the base of the hollow straight cone 12 prevents them from clogging with particles of the crushed material during its volumetric compression. The presence of a layer of water in the lower part of the hollow straight cone 12 protects the disk 55 of the vertical shaft 3 and bearings 53 from possible overheating, shielding them from high-temperature medium (sharp steam, hot air). The role of the heat shield is also performed by a layer of water (surfactant raster) passing through the annular gap 42 in the water supply pipe 16.

В момент деформации и разрушения частиц материала на них воздействуют направленным, сфокусированным в зоне измельчения потоком ультразвуковых колебаний при одновременном вибрационном воздействии на измельчаемый материал. Для этого включают магнитострикционное вибрационное устройство 57, расположенное внутри кольцевого коллектора 9, и электроакустическое устройство 59 для генерирования ультразвуковых колебаний, расположенное вокруг цилиндрической рабочей камеры 1 на ее вертикальных стенках. За счет возникающих при этом кавитационных явлений на границе жидкость - твердое и пульсационного эффекта жидкой фазы происходит истирание частиц материала друг о друга при одновременном вибрационном и ультразвуковом воздействии на материал в зоне его деформации и разрушения. Разрушение частиц материала происходит более интенсивно при более быстром удалении продуктов разрушения. Колебательный эффект жидкой фазы и частиц материала в зоне измельчения увеличивают также за счет пульсирующего ввода промывных вод в кольцевой коллектор 9 через водоподводящий патрубок 10. At the time of deformation and destruction of the particles of the material, they are affected by a directed, focused in the grinding zone stream of ultrasonic vibrations with simultaneous vibration exposure to the crushed material. For this, a magnetostrictive vibration device 57 located inside the annular collector 9 and an electro-acoustic device 59 for generating ultrasonic vibrations located around the cylindrical working chamber 1 on its vertical walls are turned on. Due to the cavitation phenomena that occur at the liquid-solid interface and the pulsating effect of the liquid phase, the particles of the material are abraded against each other with simultaneous vibration and ultrasound exposure to the material in the zone of its deformation and fracture. The destruction of material particles occurs more intensively with a more rapid removal of the products of destruction. The oscillatory effect of the liquid phase and material particles in the grinding zone is also increased due to the pulsating input of wash water into the annular collector 9 through the water supply pipe 10.

Разгрузку измельченного материала из рабочей камеры 1 осуществляют при подаче воды в кольцевой перфорированный коллектор 9 через водоподводящий патрубок 10. Выходя через выходные отверстия 11, расположенные между футеровочными ребрами 8, из кольцевого перфорированного коллектора 9 и двигаясь вниз по рабочей камере 1, она уносит измельченные частицы материала в нижние его слои. При вращении приводной тарели 23 измельченный материал в виде пульпы выходит из рабочей камеры 1 через щели зубчатого торца 26 обечайки 25 и затем снимается с ее поверхности скребком 33 в течку 34 для приема измельченного материала, установленным напротив зазора 32 в кольце 30 с эластичной прокладкой 31, служащие для предотвращения просыпания материала с тарели 23 при ее вращении. Шламы, прошедшие с тарели 23 под эластичную прокладку, попадают в кольцевой желоб 35 с наклонным днищем, откуда они смываются в течку 34 водой, подаваемой через патрубки 33 для подвода смывной воды. Разгрузка измельченного материала из рабочей камеры 1 мельницы регулируется путем поднятия или опускания обечайки 25 над поверхностью тарели 23 посредством силовых гидроцилиндров 27, работа которых может быть автоматизирована. Unloading the crushed material from the working chamber 1 is carried out when water is supplied to the annular perforated collector 9 through the water supply pipe 10. Leaving through the outlet holes 11 located between the lining ribs 8 from the annular perforated collector 9 and moving down the working chamber 1, it carries away the crushed particles material in its lower layers. When the drive plate 23 rotates, the pulped material in the form of pulp leaves the working chamber 1 through the slots of the toothed end 26 of the shell 25 and then is removed from its surface by a scraper 33 into the groove 34 for receiving the chopped material, mounted opposite the gap 32 in the ring 30 with an elastic gasket 31, serving to prevent spillage of material from the plate 23 during its rotation. The sludge passed from the plate 23 under the elastic gasket fall into the annular groove 35 with an inclined bottom, from where they are washed off into the heat 34 by the water supplied through the nozzles 33 for supplying the flush water. The discharge of the crushed material from the working chamber 1 of the mill is regulated by raising or lowering the shell 25 above the surface of the plate 23 by means of power hydraulic cylinders 27, the operation of which can be automated.

Таким образом предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволит за счет объемного сжатия и высокоградиентного температурного, вибрационного и ультразвукового воздействия на измельчаемый материал в зоне его деформации и разрушения, улучшения условий отделения разрушенной части материала от недоизмельченного остатка непосредственно при разрушении частиц материала, а также улучшения выгрузки и рациональной компоновки основных узлов мельницы интенсифицировать процесс измельчения. Thus, the proposed technical solution in comparison with the prototype will allow due to volumetric compression and high-gradient temperature, vibration and ultrasound effects on the material to be crushed in the zone of its deformation and fracture, to improve the conditions for separation of the destroyed part of the material from the unmilled residue directly during the destruction of material particles, as well as to improve unloading and rational layout of the main components of the mill to intensify the grinding process.

Claims

1. A method of processing materials, including feeding material with water into an annular grinding zone from above, abrasing the material particles against each other by forced polygradient movement of the concentric layers of the material and removing the pulp from below, characterized in that after the material is supplied, it is compressed in volume and the particles of material are abraded carried out with simultaneous exposure to it with a high-temperature fluid stream, superheated steam or hot air, vibration and ultrasound in the zone of its deformation and p zrusheniya, after which the crushed material is mixed with cold water.

2. A mill for processing materials, mainly diamond-containing raw materials, containing a working chamber, a rotor on a vertical shaft with a lower drive, a loading and unloading device, characterized in that the working chamber is equipped with an annular perforated collector for water with hydraulic or magnetostrictive located on the periphery of its upper part a device elastically attached to the walls of the working chamber, which is equipped with devices for generating ultrasounds evenly placed on its side walls oscillations, the axes of which are oriented tangentially to the rotor, made in the form of a hollow straight cone with water supply and steam and gas supply pipes and lining ribs evenly spaced along its circumference along the surface forming surfaces, while through channels are inclined to the cone base and the discharge device is made in the form of a drive plate located under the base of the cone, forming an annular gap with the lower end of the working chamber, overlapped by a shell Menus with toothed lower end, the latter being movable along the processing chamber, and circumferentially tareli concentrically with it is mounted with an elastic O-ring gasket having a gap with a fixed scraper against it for removal from the surface of the grinding product tareli.

3. The mill according to claim 2, characterized in that the loading device is made in the form of a screw located above the rotor along its axis, while the screw shaft is rigidly connected to the rotor in its upper part, and the device for generating ultrasonic vibrations is made in the form of an electro-acoustic emitter .