RU2057590C1

RU2057590C1 - Dispersion plant

Info

Publication number: RU2057590C1
Authority: RU
Inventors: Виктор Анатольевич Шуляк; Леонид Александрович Сиваченко; Николай Георгиевич Селезнев; Валентина Николаевна Башаримова
Original assignee: Научно-технический кооператив "Млын"
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1996-04-10

Abstract

FIELD: chemical engineering. SUBSTANCE: device has housing, charging and discharging fixtures, working body in the form of helical spirals, bearing member, drive. Some ends of spirals are placed on bearing member along concentric circumferences. It is equipped with drive faceplate mounted for oscillating movement. Other ends of spirals are disposed along concentric circumferences on faceplate 8. EFFECT: enhanced quality of fine grinding. 8 cl, 5 dwg

Description

Изобретение предназначено для тонкого и сверхтонкого измельчения сыпучих и жидкотекучих композиций с участием твердой фазы и может найти применение в строительной, химической, лакокрасочной, пищевой промышленности, промышленности абразивных материалов и в лабораторных исследованиях. The invention is intended for fine and ultrafine grinding of bulk and fluid compositions with the participation of the solid phase and can find application in the construction, chemical, paint and varnish, food industries, the industry of abrasive materials and in laboratory studies.

Известно устройство для измельчения материалов, содержащее помольную камеру в виде винтовой спирали, концы которой посредством крывошипно-шатунных механизмов соединены с приводом, устройства для загрузки и выгрузки [1]
Однако данное устройство обладает низкой надежностью, производительностью и интенсивностью процесса измельчения вследствие того, что создать высокие ускорения шаровой загрузке основным элементом измельчения посредством кривошипно-шатунного механизма невозможно. Процесс измельчения носит однократный характер на проход, что предопределяет низкое качество готового продукта.A device for grinding materials containing a grinding chamber in the form of a helical spiral, the ends of which are connected to the drive via crank-crank mechanisms, devices for loading and unloading [1]
However, this device has low reliability, performance and intensity of the grinding process due to the fact that it is impossible to create high accelerations for ball loading by the main grinding element by means of a crank mechanism. The grinding process is of a single character per pass, which determines the low quality of the finished product.

Известен смеситель-активатор, содержащий корпус из эластичного материала, внутри которого установлен рабочий орган в виде цилиндрической спирали, один конец которой жестко закреплен на качающейся планшайбе, связанной с приводом, а другой на опорной поверхности [2]
Однако данное устройство обладает невысокой интенсивностью измельчения. Основным элементом диспергирования является винтовая пружина, погруженная в слой перемешиваемого материала. Усилие измельчения передается от качающейся планшайбы и при какой организации процесса, когда материал попадает между витков с наружи рабочего органа, невозможно создать необходимые усилия и ускорения элементам рабочего органа, так как при повышении частоты колебаний растут центробежные силы, которые отбрасывают материал к стенкам корпуса полностью оголяя зону измельчения материал не попадает между витками. При измельчении всего материала в замкнутом объеме невозможно в силу законов статистики достичь одинакового гранулометрического состава всей фракции измельчаемого материала, что обуславливает плохое качество готового продукта.Known mixer-activator, comprising a housing of elastic material, inside of which a working element is installed in the form of a cylindrical spiral, one end of which is rigidly fixed to a swinging plate connected to the drive, and the other on a supporting surface [2]
However, this device has a low grinding intensity. The main element of dispersion is a coil spring immersed in a layer of mixed material. The grinding force is transmitted from the swinging faceplate and in what organization of the process, when the material falls between the turns from the outside of the working body, it is impossible to create the necessary efforts and accelerations to the elements of the working body, since with an increase in the oscillation frequency, centrifugal forces grow, which reject the material to the walls of the body completely exposing the grinding zone the material does not fall between the turns. When grinding all the material in a closed volume, it is impossible, due to the laws of statistics, to achieve the same particle size distribution of the whole fraction of the crushed material, which leads to poor quality of the finished product.

Задачей изобретения является повышение интенсивности процесса, что позволяет повысить производительность и улучшить качество конечного продукта. The objective of the invention is to increase the intensity of the process, which allows to increase productivity and improve the quality of the final product.

Поставленная цель достигается тем, что установка для диспергирования, содержащая помольную камеру, внутри которой установлен рабочий орган в виде винтовой спирали, связанной с приводом, колеблющейся планшайбой, опорной поверхностью, установка дополнительно снабжена разгрузочным приспособлением, по меньшей мере одним рабочим органом, которые установлены по концентрическим окружностям и подключены своими внутренними полостями к загрузочному приспособлению. This goal is achieved in that the dispersion installation containing a grinding chamber, inside which there is a working body in the form of a helical spiral connected to the drive, an oscillating faceplate, a supporting surface, the installation is additionally equipped with an unloading device, at least one working body, which are installed on concentric circles and connected with their internal cavities to the loading device.

Целесообразно, чтобы в установке рабочие органы были связаны с приводом через планшайбу и каждый из рабочих органов состоял из по меньшей мере двух винтовых спиралей, помещенных одна в другую. Целесообразно, чтобы в установке планшайба имела возможность перемещения вдоль оси рабочих органов, а опорная плита и планшайба были бы установлены эквидистантно. Допустимо, чтобы планшайба была выполнена конической, установка снабжена неподвижным столом, а планшайба расположена между столом и опорной поверхностью. Допустимо также, чтобы в установке опорная поверхность была бы установлена подвижно и закреплена на неподвижном столе упругими элементами. Разумно также, чтобы в установке рабочие органы были связаны с приводом через опорную поверхность и дополнительно снабжены кольцами, плотно установленными по всей длине рабочего органа. Целесообразно также, чтобы в предлагаемой установке разгрузочное устройство было бы подключено к всасывающей линии насоса (вентилятора), а нагнетательная линия подключена на вход циклона, нижний конец которого связан с загрузочным устройством, а верхний со сборником готового продукта. It is advisable that in the installation the working bodies were connected to the drive through the faceplate and each of the working bodies consisted of at least two helical spirals placed one on top of the other. It is advisable that in the installation of the faceplate had the ability to move along the axis of the working bodies, and the base plate and faceplate would be installed equidistantly. It is permissible that the faceplate be conical, the installation is equipped with a fixed table, and the faceplate is located between the table and the supporting surface. It is also acceptable that in the installation the supporting surface would be mounted movably and fixed on the fixed table by elastic elements. It is also reasonable that in the installation the working bodies were connected with the drive through the supporting surface and additionally provided with rings tightly installed along the entire length of the working body. It is also advisable that in the proposed installation the unloading device would be connected to the suction line of the pump (fan), and the discharge line should be connected to the inlet of the cyclone, the lower end of which is connected to the loading device, and the upper end to the collector of the finished product.

Предлагаемая совокупность признаков обеспечивает многократную циркуляцию измельчаемого материала через рабочие органы и помольную камеру, что гарантирует полное измельчение всех частиц исходного материала до требуемой крупности. The proposed set of features provides multiple circulation of the crushed material through the working bodies and the grinding chamber, which guarantees complete grinding of all particles of the source material to the required size.

Генерирование колебательных движений рабочих органов за счет установки планшайбы или опорной поверхности на эксцентриковой оси обеспечивает придание высоких ускорений элементам рабочих органов, пропорциональных квадрату угловой частоты колебаний и радиусу установки, практически ограниченных в своем верхнем пределе лишь прочностными характеристиками рабочих органов. Подача измельчаемого материала во внутреннюю полость рабочих органов обеспечивает равномерную радиально-центробежную раздачу по всей высоте и заклинивание его в межвитковых пространствах винтовых спиралей. The generation of oscillatory movements of the working bodies due to the installation of the faceplate or supporting surface on the eccentric axis provides high accelerations to the elements of the working bodies proportional to the square of the angular frequency of the oscillations and the installation radius, which are practically limited in their upper limit only by the strength characteristics of the working bodies. The feed of the crushed material into the internal cavity of the working bodies provides uniform radial-centrifugal distribution over the entire height and its jamming in the inter-turn spaces of helical spirals.

При выполнении рабочего органа из двух и более винтовых спиралей практически исключается проскок крупной фракции через рабочий орган, так как витки внутренней спирали входят в зазор между витков наружных слоев спирали, компенсируя раскрытие межвиткового пространства при деформировании оси рабочего органа. When the working body is made of two or more helical spirals, the breakthrough of a large fraction through the working body is practically eliminated, since the turns of the internal spiral enter the gap between the turns of the outer layers of the spiral, compensating for the opening of the inter-turn space during deformation of the axis of the working body.

Параллельная установка опорной плиты и планшайбы обеспечивает преимущество сдвиговые деформации между витками рабочего органа. При выполнении планшайбы сферической либо конической интенсифицируется процесс измельчения за счет дополнения к сдвиговым деформациям, деформаций растяжения-сжатия. The parallel installation of the base plate and the faceplate provides the advantage of shear deformation between the turns of the working body. When performing a faceplate spherical or conical, the grinding process is intensified due to the addition to shear deformations, tensile-compression deformations.

Установка планшайбы с возможностью перемещения вдоль оси рабочих органов позволяет регулировать как величину прижатия витков друг к другу, так и величину деформационного раскрытия межвиткового пространства, что обеспечивает регулирование тонины помола и качество готового продукта. Этот же результат достигается при подвижной установке опорной поверхности на упругих элементах. Регулировка в этом случае осуществляется натяжением упругих элементов. Installing the faceplate with the ability to move along the axis of the working bodies allows you to adjust both the magnitude of the compression of the turns to each other, and the magnitude of the deformation opening of the inter-turn space, which ensures the regulation of the grinding fineness and the quality of the finished product. The same result is achieved with the movable installation of the supporting surface on the elastic elements. Adjustment in this case is carried out by tensioning the elastic elements.

Установка рабочих органов по концентрическим окружностям обеспечивает равножесткое сопротивление деформации в любой плоскости и устойчивости работы. Подвижная установка опорной поверхности и планшайбы друг относительно друга предотвращает заклинивание рабочих органов и повышает надежность. The installation of working bodies on concentric circles provides equal rigidity to deformation in any plane and stability of work. The movable installation of the supporting surface and the faceplate relative to each other prevents jamming of the working bodies and increases reliability.

При установке планшайбы между опорной поверхностью и неподвижным столом и подключения ее к приводу появляется возможность увеличения общей длины рабочего органа при сохранении жесткости и устойчивости в работе, т.е. повышается число зон обработки. When installing the faceplate between the supporting surface and the fixed table and connecting it to the drive, it becomes possible to increase the total length of the working body while maintaining rigidity and stability in operation, i.e. the number of treatment zones is increasing.

При установке на рабочем органе колец по всей длине повышаются количество зон обработки и тонина помола за счет доизмельчения между боковыми поверхностями колец. When rings are installed on the working body along the entire length, the number of processing zones and grinding fineness increase due to regrinding between the side surfaces of the rings.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой установки для диспергирования; на фиг. 2 эквивалентная установка опорной плиты и планшайбы; на фиг. 3 коническая планшайба; на фиг. 4 сверху установки при помещении планшайбы между неподвижным столом и опорной поверхностью; на фиг. 5 элемент рабочего органа с кольцами на его наружной поверхности. In FIG. 1 shows a diagram of the proposed installation for dispersion; in FIG. 2 equivalent installation of the base plate and faceplate; in FIG. 3 conical faceplate; in FIG. 4 on top of the installation when placing the faceplate between the fixed table and the supporting surface; in FIG. 5 element of the working body with rings on its outer surface.

Установка для диспергирования состоит из помольной камеры 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 приспособлениями, рабочих органов 4, приводимых в движение приводом 5. Рабочие органы 4 установлены одними концами на опорной плите 6, а другими на планшайбе 7. Разгрузочное устройство 3 подключено к всасывающей линии насоса (вентилятора) 8, а нагнетательная линия подключена на вход циклона 9, нижний конец которого связан с разгрузочным устройством 2, а верхний со сборником готового продукта. Опорная поверхность 6 может быть связана с неподвижным столом 10 через упругие элементы 11. Планшайба 7 может быть установлена между неподвижным столом 10 и опорной поверхностью 6 и совершать колебательные движения от привода 5, вынесенного за рабочую зону. При этом рабочие органы 4 проходят через планшайбу 7 и установлены на неподвижном столе 10, например на выступающих бабышках. The dispersion installation consists of a grinding chamber 1 with loading 2 and unloading 3 devices, working bodies 4, driven by the drive 5. Working bodies 4 are installed at one end on the base plate 6, and the other on the faceplate 7. The discharge device 3 is connected to the suction line pump (fan) 8, and the discharge line is connected to the input of the cyclone 9, the lower end of which is connected with the unloading device 2, and the upper end with the collector of the finished product. The supporting surface 6 can be connected with the fixed table 10 through the elastic elements 11. The plate 7 can be installed between the fixed table 10 and the supporting surface 6 and to oscillate from the drive 5, taken out of the working area. In this case, the working bodies 4 pass through the faceplate 7 and are mounted on a fixed table 10, for example, on protruding grandmothers.

Более тонкое измельчение может быть достигнуто, если рабочий орган 4 дополнительно снабжен кольцами 12, плотно установленными по всей длине рабочего органа 4 либо снаружи, либо внутри. Finer grinding can be achieved if the working body 4 is additionally equipped with rings 12 that are tightly installed along the entire length of the working body 4 either externally or internally.

Установка для диспергирования работает следующим образом. Installation for dispersion works as follows.

Исходное сырье загружается в загрузочное приспособление 2 и попадает в полости рабочих органов 4, где за счет колебательного движения происходит истирание твердой фазы между витками винтовых спиралей 4. Измельченный продукт под действием центробежной силы выходит в полость помольной камеры 1 и по разгрузочному приспособлению 3 подается насосом (вентилятора) 8 в циклон 9, где осуществляется классификация измельченного продукта на грубую и тонкую фракцию. Грубая фракция через нижний конец циклона 9 попадает в загрузочное приспособление 2 на повторное измельчение. Тонкая фракция через верхний патрубок циклона 9 направляется в сборник готового продукта. Планшайба 7 может быть выполнена сферической, конической, плоской и т.д. The feedstock is loaded into the loading device 2 and enters the cavity of the working bodies 4, where due to the oscillatory movement the abrasion of the solid phase between the turns of the screw spirals 4 occurs. The crushed product exits into the cavity of the grinding chamber 1 under the action of centrifugal force and is pumped via the discharge device 3 ( fan) 8 into cyclone 9, where the crushed product is classified into a coarse and fine fraction. The coarse fraction through the lower end of the cyclone 9 enters the loading device 2 for re-grinding. The fine fraction through the upper nozzle of the cyclone 9 is sent to the collection of the finished product. The plate 7 can be made spherical, conical, flat, etc.

Установка планшайбы 7 с возможностью перемещения вдоль оси рабочих органов 4 обеспечивает компенсацию износа витков спирали, регулирует тонину помола и гарантирует высокое качество готового продукта. Этот же результат может быть достигнут за счет подвижной установки опорной поверхности 6 на упругих элементах 11, закрепленных на столе 10. The installation of the faceplate 7 with the ability to move along the axis of the working bodies 4 provides compensation for wear of the coils of the spiral, regulates the fineness of the grinding and guarantees high quality of the finished product. The same result can be achieved due to the movable installation of the supporting surface 6 on the elastic elements 11 mounted on the table 10.

При установке внутри либо снаружи рабочего органа 4 колец 12 измельчаемый материал может измельчаться либо двухстадийно, т.е. сначала витками спирали 4, а затем боковыми поверхностями колец 12, либо вся нагрузка по измельчению может лечь на кольца 12. Это особенно важно при измельчении материалов, исключающих намол металла в готовый продукт. В этом случае предпочтительно кольца 12 изготавливать из керамики, металлокерамики или природных минералов (яшма и т.п.). Винтовая спираль 4 служит каркасом для колец 12 и в измельчении может не участвовать. When installing 4 rings 12 inside or outside the working body 4, the crushed material can be crushed either in two stages, i.e. first, by turns of a spiral 4, and then by the lateral surfaces of the rings 12, or the entire grinding load can lie on the rings 12. This is especially important when grinding materials that exclude grinding of metal into the finished product. In this case, it is preferable that the rings 12 be made of ceramics, cermets, or natural minerals (jasper, etc.). Helical spiral 4 serves as a frame for rings 12 and may not be involved in grinding.

Claims

1. INSTALLATION FOR DISPERSION, comprising a housing with loading and unloading devices, a working body located in the housing in the form of helical spirals communicated with cavities with the loading device cavity, one ends of which are fixed to the supporting element and arranged in concentric circles, and a drive, characterized in that it is equipped with a faceplate connected to the drive, mounted with the possibility of rocking motion, and the other ends of the spirals are arranged in concentric circles on the faceplate.

2. Installation according to claim 1, characterized in that it is provided with at least one additional spiral located coaxially with the main spiral.

3. Installation according to claim 1, characterized in that the faceplate is mounted with the possibility of movement relative to the longitudinal axes of the spirals.

4. Installation according to claim 1, characterized in that the support element and the faceplate are equidistant.

5. Installation according to claim 1, characterized in that the faceplate is conical.

6. Installation according to claim 1, characterized in that it is equipped with a fixed table, and the faceplate is located between the table and the supporting element.

7. Installation according to claim 1, characterized in that the supporting element is mounted for movement.

8. Installation according to claim 1, characterized in that the supporting element is fixed to the table by means of elastic elements.

9. Installation according to claim 1, characterized in that it is equipped with a cyclone, blower device, discharge and suction material pipelines and a finished product collector, the cyclone being connected to a loading device and a finished product collector, and by means of a discharge material pipe with a blower device, the device by means of a suction material duct is connected to a blower device.