RU2036729C1

RU2036729C1 - Jet mill

Info

Publication number: RU2036729C1
Authority: RU
Inventors: И.И. Мирошниченко; Д.М. Казикаев; В.С. Богданов; Ф.И. Клюка; А.Н. Потапенко; В.А. Уваров
Original assignee: Белгородский технологический институт строительных материалов
Priority date: 1991-04-23
Filing date: 1991-04-23
Publication date: 1995-06-09

Abstract

FIELD: manufacture of building materials. SUBSTANCE: in the jet mill the speeding up tubes are made as sections connected in series and consisting of diffuser 6, a throat and converging tube 5. In this case the converging tube of the previous section is connected with the diffuser of the consequent one through cylindrical member 4 whose diameter is equal to the outer diameter of the converging tube and the diffuser. The end of the speeding up tube is made as a throat placed in the diffuser. EFFECT: enhanced efficiency of grinding loose materials. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для сверхтонкого помола, а именно к струйным мельницам, и может быть использовано для измельчения сыпучих материалов. The invention relates to devices for ultrafine grinding, namely, jet mills, and can be used for grinding bulk materials.

Известна струйная мельница, включающая помольную камеру и цилиндрические разгонные трубки, соосно направленные навстречу друг к другу (1). A known jet mill comprising a grinding chamber and cylindrical booster tubes coaxially directed towards each other (1).

В мельнице такого типа процесс измельчения протекает недостаточно эффективно вследствие ограниченности величин сил, с которыми взаимодействуют в основном прямолинейно движущиеся частицы измельчаемого материала. In a mill of this type, the grinding process is not efficient enough due to the limited magnitude of the forces with which the mostly linearly moving particles of the crushed material interact.

Известна также струйная противоточная мельница, содержащая помольную камеру, источник энергоносителя, соосно расположенные инжекторы и разгонные трубы, имеющие квадратное поперечное сечение, которые встречно винтообразно закручены (2). Also known is a jet countercurrent mill containing a grinding chamber, an energy source, coaxially located injectors and booster tubes having a square cross section that are counter-helically twisted (2).

Недостаток такой мельницы заключается в том, что недостаточно эффективно используется полезная площадь разгонной трубки и материал попадает в помольную камеру практически без изменения прочностных его свойств на стадии разгона. The disadvantage of such a mill is that the useful area of the booster tube is not used efficiently and the material enters the grinding chamber practically without changing its strength properties at the stage of acceleration.

Цель изобретения повышение эффективности процесса измельчения. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the grinding process.

Для достижения указанной цели в струйной мельнице, содержащей загрузочные узлы, противоточные сопла для подачи энергоносителя, разгонные трубки, соосно расположенные друг к другу, и помольную камеру; разгонные трубки выполнены в виде последовательно соединенных между собой участков, состоящих из диффузора, горловины и конфузора, причем конфузор предыдущего участка соединен с диффузором последующего через цилиндрический элемент, диаметр которого равен наружному диаметру конфузора и диффузора, а конец разгонной трубки выполнен в виде горловины, помещенной в диффузоре. To achieve this goal in a jet mill containing loading nodes, countercurrent nozzles for supplying energy, booster tubes coaxially located to each other, and a grinding chamber; the accelerating tubes are made in the form of sections connected in series, consisting of a diffuser, a neck and a confuser, the confuser of the previous section being connected to the subsequent diffuser through a cylindrical element whose diameter is equal to the outer diameter of the confuser and diffuser, and the end of the accelerating tube is made in the form of a neck placed in the diffuser.

За счет такой конструкции разгоняемый газоматериальный поток, последовательно проходя через участки разгонной трубки, испытывает на каждом из них различные по знаку и величине разрушающие силы: на цилиндрическом элементе поток ускоряется, на элементе конфузора происходит сжатие и возрастание количества столкновений частиц, на элементе диффузора происходит скачкообразное приращение скорости потока, а следовательно, и сил внутреннего растяжения в частицах. При таких резкопеременных изменениях в разгоняемом потоке за сравнительно малый отрезок времени, происходит ослабление внутримолекулярных связей в частицах материала и уже на участке разгона осуществляется частичное их разрушение. В итоге эффективность измельчения в мельнице повышается. Due to this design, the accelerated gas flow, successively passing through the sections of the acceleration tube, experiences destructive forces of different sign and magnitude on each of them: the flow accelerates on the cylindrical element, the number of particle collisions compresses and increases, and the element diffuser jumps the increment of the flow velocity, and hence the internal tensile forces in the particles. With such abrupt changes in the accelerated flow for a relatively short period of time, the intramolecular bonds in the material particles are weakened and their partial destruction occurs already at the acceleration site. As a result, the grinding efficiency in the mill increases.

Проведенный сравнительный анализ отличительных признаков с прототипом показывает, что новым является сообщение газоматериальному потоку переменного градиента скоростей при помощи разгонной трубки. Это позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию "новизна". A comparative analysis of the distinguishing features with the prototype shows that new is the message to the gas stream of a variable velocity gradient using an accelerating tube. This allows us to conclude that the proposed technical solution meets the criterion of "novelty."

Отличительный анализ с известными в данной отрасли техническими решениями показал, что известны разгонные трубки с цилиндрическими, винтообразно закрученными, коническими элементами. Новая совокупность соединенных между собой элементов конфузора, цилиндра и диффузора в описываемом техническом решении позволяет получить новое свойство разгонных трубок (способность придавать газоматериальному потоку переменный градиент скоростей), которое позволяет достичь увеличение эффективности процесса измельчения за счет частичного разрушения частиц материала уже на стадии разгона. Это позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию "существенные отличия". A distinctive analysis with technical solutions well-known in the industry showed that acceleration tubes with cylindrical, helically twisted, conical elements are known. The new set of interconnected elements of the confuser, cylinder and diffuser in the described technical solution allows to obtain a new property of the acceleration tubes (the ability to give the gas flow a variable velocity gradient), which allows to increase the efficiency of the grinding process due to the partial destruction of the material particles already at the stage of acceleration. This allows us to conclude that the proposed technical solution meets the criterion of "significant differences".

На чертеже изображена предлагаемая струйная мельница. The drawing shows the proposed jet mill.

Струйная мельница содержит загрузочные узлы 1, сопла 2 для подачи энергоносителя, разгонные трубки, состоящие из входного конфузора 3 и нескольких участков следующих один за другим, которые, в свою очередь, состоят из цилиндрического элемента 4, конфузора 5, диффузора 6, вновь цилиндрического участка 7, конфузора 8. На конце разгонной трубки расположена горловина 9, помещенная в диффузоре. Разгонные трубки соосно введены в помольную камеру 10, которая имеет патрубок пылеуноса 11 для вывода измельченного материала на осаждение. The jet mill contains loading units 1, nozzles 2 for supplying energy, booster tubes consisting of an inlet confuser 3 and several sections following one after another, which, in turn, consist of a cylindrical element 4, confuser 5, diffuser 6, again a cylindrical section 7, confuser 8. At the end of the booster tube there is a neck 9 placed in the diffuser. The booster tubes are coaxially inserted into the grinding chamber 10, which has a dust collector nozzle 11 for withdrawing the crushed material for precipitation.

Струйная мельница работает следующим образом. The jet mill operates as follows.

Измельчаемый материал через загрузочные узлы подается к соплам 2, в которые нагнетается энергоноситель. Частицы материала смешиваются с энергоносителем и попадают в разгонные трубки. Здесь на участке входного конфузора 3 происходит активное смешивание с энергоносителем и разгон частиц на участке цилиндрического элемента 4. После разгона поток частиц попадает на участок элемента конфузора 5, где за счет сужения происходит резкое торможение и увеличение количества столкновений и, как следствие, увеличение сжимающих сил, воздействующих на частицы. Но в следующий момент времени при прохождении участка элемента диффузора 6 поток частиц получает резкое приращение скорости и при этом, как следствие, в частицах возрастают растягивающие усилия. Силы межмолекулярного взаимодействия ослабляются и происходит частичное разрушение частиц материала. Далее поток частиц вновь ускоряется на участке цилиндрического элемента 7 и попадает на участок элемента конфузора 8, цикл повторяется. После прохождения разгонной трубки поток частиц через горловину 9, помещенную в конфузоре, где он окончательно разгоняется, подается в помольную камеру 10. Здесь два встречных потока сталкиваются и происходит окончательное измельчение. Далее измельченные частицы через патрубок пылеуноса 11 следуют на осаждение. The crushed material is fed through the loading units to the nozzles 2 into which the energy carrier is pumped. Particles of the material are mixed with the energy carrier and fall into the booster tubes. Here, in the section of the input confuser 3, active mixing with the energy carrier and acceleration of particles in the section of the cylindrical element 4 occurs. After acceleration, the particle flow enters the section of the element of the confuser 5, where due to narrowing there is a sharp braking and an increase in the number of collisions and, as a result, an increase in compressive forces acting on particles. But at the next point in time, when passing through a portion of the element of the diffuser 6, the particle flow receives a sharp increase in velocity and, as a result, tensile forces increase in the particles. The forces of intermolecular interaction are weakened and partial destruction of material particles occurs. Next, the particle flow is again accelerated in the area of the cylindrical element 7 and falls on the site of the element of the confuser 8, the cycle repeats. After passing the booster tube, a stream of particles through the neck 9, placed in the confuser, where it finally accelerates, is fed into the grinding chamber 10. Here, two oncoming streams collide and final grinding occurs. Next, the crushed particles through the pipe dust collector 11 are followed by deposition.

Применение мельницы такой конструкции позволяет уже на стадии разгона за счет сообщения газоматериальному потоку переменного градиента скоростей осуществлять предварительное разрушение структур частиц материала и, как следствие, ускорять процесс измельчения. Таким образом удается повысить эффективность измельчительных процессов, согласно предваритель- ным расчетам до 10% The use of a mill of this design allows already at the stage of acceleration, due to the communication of the gas material stream with a variable velocity gradient, to carry out preliminary destruction of the particle structure of the material and, as a result, to accelerate the grinding process. Thus, it is possible to increase the efficiency of grinding processes, according to preliminary calculations, up to 10%

Claims

A JET MILL, including loading units, countercurrent nozzles for supplying compressed energy, accelerating tubes coaxially arranged one to the other, and a grinding chamber, characterized in that, in order to increase the efficiency of the grinding process by communicating a variable velocity gradient to the gas stream, the accelerating tubes are made in in the form of series-connected sections consisting of a diffuser, a neck, a confuser, while the confuser of the previous section is connected to the diffuser of the subsequent one through of cylindrical element with a diameter equal to the outer diameter of the converging tube and the diffuser, and the end accelerating tube is designed as a neck placed in the diffuser.