RU2736130C1

RU2736130C1 - Method for disintegration of lump raw material

Info

Publication number: RU2736130C1
Application number: RU2020107956A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Васильевич Смирнов
Priority date: 2020-02-25
Filing date: 2020-02-25
Publication date: 2020-11-11

Abstract

FIELD: disintegrators and crushing devices.

SUBSTANCE: invention relates to methods of fine grinding. Disclosed is a method of disintegration, which includes supply of lump raw material in confined space grinding chamber, inside which there are vertically two parallel discs, on facing each other planes of which are radially fixed with gaps relative to each other destructive elements, destruction of pieces of raw material, by imparting its particles with centrifugal acceleration due to rotation of one of disks, and creating a pressure gradient in the gaps between the rows of the disintegrating elements of the movable and fixed discs, by increasing the air velocity flow through which initiation of negative pressure at the outlet of the loading opening and excess pressure in the discharge branch pipe of the working members, for which discs surfaces facing each other are corrugated. Corrugations are made in form of Laval nozzles dissected in longitudinal direction, which are uniformly located in radial direction along discs surface, wherein nozzles convergent part is located in direction from loading opening to middle radial rows of beats, and divergent parts of nozzles are located from middle radial rows of beats to discharge hole located in peripheral part of disks. In order to reinforce the ventilation effect occurring in the gaps, additionally introducing ventilation plates and ventilation blades, which are uniformly fixed on the generatrix of the rotor surface, the ground material of raw material at the outlet of the discharge pipe is additionally accelerated to high speeds, the flow of said accelerated particles is directed to the surface of the element of the unloading device. To accelerate ground material of raw material, unloading branch pipe is made in the form of a volute, inside which there made is a channel in the form of Laval nozzle directed tangentially to direction of rotation of movable disc, and supplied to said Laval nozzle compressed gas stream, direction of which coincides with direction of moving flow of preliminarily ground particles of material, wherein the surface of the element of the unloading device is a surface of a collecting funnel, which is made in the form of a truncated hollow cone, through which the disintegrated material is poured into the storage container.

EFFECT: method has increased efficiency.

1 cl, 1 ex, 5 dwg

Description

Изобретение относится к способам и устройствам для тонкого измельчения, смешивания, горизонтального и вертикального транспортирования, и механической активации материалов, в том числе с наноструктурой, и может быть использовано в химической, строительной и других отраслях промышленности, для переработке твердого кускового сырья, в частности отходов химических производств, например фторангидрита, к дезинтеграции кусковой горной массы, которая содержит частицы полезного компонента в обособленном виде, или в породных сростках. The invention relates to methods and devices for fine grinding, mixing, horizontal and vertical transportation, and mechanical activation of materials, including those with a nanostructure, and can be used in chemical, construction and other industries, for processing solid lump raw materials, in particular waste chemical production, such as fluoroanhydrite, to the disintegration of lumpy rock mass, which contains particles of the useful component in isolation, or in rock aggregates.

Известен способ обогащения сырья с металлическими включениями. Способ включает подачу исходного сырья в пространство рабочей камеры, которая имеет донную часть и крышку, воздействие разрушающими элементами, распределение на компоненты, которые содержат и не содержат металл (И.М. Келина "Обогащение руд", М.: Недра, 1979 г., с.93).A known method of enrichment of raw materials with metallic inclusions. The method includes the supply of raw materials into the space of the working chamber, which has a bottom part and a cover, exposure to destructive elements, distribution into components that contain and do not contain metal (IM Kelina "Enrichment of ores", Moscow: Nedra, 1979 , p.93).

Недостатком известного способа является его низкая производительность из-за цикличности технологического цикла дезинтеграции. Способ имеет ограниченное применение, так как он позволяет разделять исходное сырье, которое характеризуется низкой прочностью, или сырье, которое представлено сростками из крепких и не крепких компонентов.The disadvantage of this method is its low productivity due to the cyclical nature of the technological cycle of disintegration. The method has limited application, since it allows you to separate the feedstock, which is characterized by low strength, or raw material, which is represented by aggregates of strong and not strong components.

Способ требует предварительной подготовки исходного сырья, что отрицательно сказывается на себестоимости конечного товарного продукта.The method requires preliminary preparation of the feedstock, which negatively affects the cost of the final marketable product.

Известен способ дезинтеграции кускового сырья, который реализуется в способе обогащения сырья с металлическими включениями.The known method of disintegration of lumpy raw materials, which is implemented in the method of enrichment of raw materials with metal inclusions.

Известный способ включает подачу кускового сырья в ограниченное пространство рабочей камеры, воздействие на сырье в донной части разрушающими элементами, дезинтеграцию сырья и придание его частицам центробежного ускорения до столкновения их с боковой стенкой рабочей камеры и ее крышкой, извлечение дезинтегрованного сырья из бокового проема в рабочей камере и из ее донной части (Патент Украины на изобретение № 64672).The known method includes feeding lumpy raw materials into a limited space of the working chamber, affecting the raw materials in the bottom with destructive elements, disintegrating the raw materials and imparting centrifugal acceleration to the particles before colliding with the side wall of the working chamber and its lid, removing disintegrated raw materials from the side opening in the working chamber and from its bottom (Patent of Ukraine for invention No. 64672).

Недостатком известного способа является то, при дезинтеграции сырья, которое состоит из высокопрочных частиц, процесс их разрушения занимает продолжительный период времени.The disadvantage of this method is that during the disintegration of raw materials, which consists of high-strength particles, the process of their destruction takes a long period of time.

Известен способ дезинтегрирования сырья (SU 1704821 A1, МПК B02C 13/22, опубл. 15.01.1991). Дисмембратор, реализующий указанный способ содержит корпус, внутри которого вертикально расположены ротор и неподвижный диск с концентрично установленными рядами штифтов, загрузочный и выгрузной патрубки. При этом штифты, распределены на подвижном диске по окружности, расположенной ближе к центру диска, и выполнены в поперечном сечении в виде прямоугольной формы. Остальные штифты, установленные на подвижном диске распределены равномерно по концентрическим окружностям, удаленным от центральной части диска выполнены в виде трапециевидной формы с углом наклона рабочих плоскостей к радиальной плоскости 4-6°. Штифты, расположенные на концентрических окружностях неподвижного диска выполнены в форме равнобочной трапеции с вогнутыми боковыми сторонами 9, центр кривизны которых расположен над меньшим основанием на расстоянии, равном 0,6-0,8 высоты трапеции, а радиус составляет 2,5-3,0 ее высоты.The known method of disintegration of raw materials (SU 1704821 A1, IPC B02C 13/22, publ. 15.01.1991). A dismembrator that implements the specified method comprises a housing, inside which a rotor and a stationary disk with concentrically mounted rows of pins, loading and unloading nozzles are located vertically. In this case, the pins are distributed on the movable disk along a circle located closer to the center of the disk, and are made in cross-section in the form of a rectangular shape. The rest of the pins installed on the movable disk are distributed evenly over concentric circles, remote from the central part of the disk, made in the form of a trapezoidal shape with an angle of inclination of the working planes to the radial plane of 4-6 °. The pins located on concentric circles of the stationary disk are made in the form of an isosceles trapezoid with concave lateral sides 9, the center of curvature of which is located above the smaller base at a distance equal to 0.6-0.8 of the height of the trapezoid, and the radius is 2.5-3.0 its height.

Дезинтегрирование сырья в указанном способе осуществляется следующим образом. Исходный материал через загрузочный патрубок поступает в рабочую камеру, где последовательно измельчается на концентрично установленных рядах штифтов ротора и штифтов неподвижного диска и через выгрузной патрубок выводится наружу. При износе рабочих поверхностей штифтов вращения ротора дисмембратора меняют на противоположное. Выполнение штифтов указанной формы и параметров обеспечивает прямое центральное соударение с частицами измельчаемого материала без скольжения и истирания, что способствует повышению однородности продукта помола и срока службы штифтов. Возможность работы дисмембратора в реверсивном режиме также существенно увеличивает срок службы. Прямое соударение приводит к равномерному износу рабочих поверхностей штифтов, что оставляет неизменными качество помола в течение всего срока службы штифтов. Disintegration of raw materials in this method is carried out as follows. The raw material through the loading branch pipe enters the working chamber, where it is successively crushed on concentrically installed rows of rotor pins and pins of the stationary disk and is discharged outside through the discharge branch pipe. When the working surfaces of the pins of the rotor of the dismembrator are worn out, they are reversed. The implementation of the pins of the specified shape and parameters provides direct central impact with the particles of the crushed material without sliding and abrasion, which contributes to an increase in the homogeneity of the grinding product and the service life of the pins. The ability to operate the dismembrator in reverse mode also significantly increases the service life. Direct impact leads to uniform wear of the working surfaces of the pins, which leaves the grinding quality unchanged throughout the life of the pins.

Недостатком данного измельчителя является то, что согласно рабочей гипотезе, разработанной И.А. Хинтом [Хинт И. А. Об основных проблемах механической активации. Таллин, 1977. Препринт 1.], активация определяется тремя параметрами: скоростью соударения, числом ударов и интервалом времени между последующими ударами. Мелющие элементы с круглым поперечным сечением дают материалу наиболее широкую гамму видов соударения от прямого удара до скользящего со всевозможными углами наклона, активизация материала происходит в широких пределах силовых воздействий от сил чистого сжатия до сдвиговых усилий, в зоне прямого удара материал активируется силами сжатия, и продукт получается преимущественно крупной фракции, в зоне скользящего удара материал активируется усилиями сдвига, и продукт получается преимущественно мелкой фракции. В дисмембраторе, реализующим упомянутый способ отсутствует скольжение и истирание частиц измельчаемого сырья, поэтому невозможно добиться максимальной тонины помола.The disadvantage of this grinder is that, according to the working hypothesis developed by I.A. Hint [Hint IA About the main problems of mechanical activation. Tallinn, 1977. Preprint 1.], activation is determined by three parameters: the impact speed, the number of impacts and the time interval between subsequent impacts. Grinding elements with a circular cross-section give the material the widest range of impact types from direct impact to sliding with all possible angles of inclination, material activation occurs in a wide range of force effects from pure compression forces to shear forces, in the direct impact zone the material is activated by compression forces, and the product predominantly the coarse fraction is obtained, in the sliding impact zone the material is activated by shear forces, and the product is obtained predominantly of the fine fraction. In the dismembrator, which implements the above-mentioned method, there is no sliding and abrasion of the particles of the crushed raw material, therefore it is impossible to achieve the maximum fineness of grinding.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ, описанный в патенте (RU 2 668 675 C1, МПК B02C 13/22, опубл. 02.10.2018 Бол.№28). Способ–прототип включает в себя подачу кускового сырья в ограниченное пространство камеры помола, внутри которой расположено вертикально два параллельных диска, на обращенных друг к другу плоскостях которых радиально закреплены с зазорами относительно друг друга, разрушающие элементы (билы), разрушение кусков сырья, путем придания его частицам центробежного ускорения за счет вращения одного из дисков, и столкновения их с боковой стенкой рабочей камеры и разрушающими элементами (билами), и извлечение дезинтегрированного сырья из отверстия разгрузочного патрубка в рабочей камере, при этом дополнительно создают градиент давления в зазорах между рядами разрушающих элементов (билов) подвижного и неподвижного дисков, для чего в упомянутых зазорах повышают скоростной поток воздуха, с помощью которого инициируют разрежение на выходе загрузочного отверстия и избыточное давление в выгрузочном патрубке рабочих органов, для этого обращенные друг к другу поверхности подвижного и неподвижного дисков гофрируют, причем гофры выполняют в виде рассеченных в продольном направлении сопел Лаваля, которые равномерно располагают в радиальном направлении по поверхности дисков, при этом сужающаяся часть сопел располагают в направлении от загрузочного отверстия к средним радиальным рядам билов, а расширяющиеся части сопел располагают от средних радиальных рядов билов к выгрузному отверстию, расположенному в периферийной части дисков, при этом для усиления вентиляционного эффекта, возникающего в зазорах, на торце подвижного диска закрепляют вентиляционные лопасти, которые выполняют в виде плоских лопаток, повернутых под углом 45 градусов по отношению к направлению вращения подвижного диска, дезинтегрированный материал из разгрузочного отверстия по трубопроводу направляют на циклонную батарею.The closest technical solution selected as a prototype is the method described in the patent (RU 2 668 675 C1, IPC B02C 13/22, publ. 02.10.2018 Bol. No. 28). The prototype method includes feeding lumpy raw materials into the limited space of the grinding chamber, inside which two parallel disks are located vertically, on the planes facing each other which are radially fixed with gaps relative to each other, destroying elements (beaters), destruction of pieces of raw materials, by giving its particles of centrifugal acceleration due to the rotation of one of the disks, and their collision with the side wall of the working chamber and destructive elements (beaters), and the extraction of disintegrated raw materials from the opening of the discharge pipe in the working chamber, while additionally creating a pressure gradient in the gaps between the rows of destructive elements (beaters) of the movable and stationary disks, for which the high-speed air flow is increased in the said gaps, with the help of which a vacuum at the outlet of the loading hole and excess pressure in the discharge branch pipe of the working bodies are initiated, for this purpose the surfaces of the movable and stationary disks facing each other corrugated, and the corrugations are made in the form of Laval nozzles cut in the longitudinal direction, which are evenly arranged in the radial direction along the surface of the discs, while the tapering part of the nozzles is located in the direction from the loading hole to the middle radial rows of beats, and the expanding parts of the nozzles are located from the middle radial rows beams to the unloading hole located in the peripheral part of the disks, while in order to enhance the ventilation effect that occurs in the gaps, ventilation blades are fixed at the end of the movable disk, which are made in the form of flat blades rotated at an angle of 45 degrees with respect to the direction of rotation of the movable disk, the disintegrated material from the discharge opening is directed through the pipeline to the cyclone battery.

Недостатком способа–прототипа является то, что на частицы дезинтегрированного сырья на выходе из разгрузочного отверстия имеют относительно крупные размеры. Относительно крупная тонина зерна переработанного сырья происходит из-за того, что на процесс дезинтеграции существенно влияет скорость соударения частиц сырья с разрушающими элементами. В упомянутом способе эта скорость мала, так как частицы перемещаются по зазорам между билами только под воздействием гравитационных и центробежных сил, которые создают незначительные динамические усилия и придают отдельным частицам относительно низкое ускорение в направлении от загрузочного отверстия к выгрузному отверстию, расположенному в периферийной части камеры помола. Потеря скорости частиц при перемещении требует многоциклового динамического воздействия для их измельчения до заданных размеров. The disadvantage of the prototype method is that the particles of disintegrated raw materials at the exit from the discharge opening are relatively large. The relatively coarse fineness of the grain of the processed raw material occurs due to the fact that the disintegration process is significantly affected by the speed of collision of the particles of the raw material with the destructive elements. In the mentioned method, this speed is low, since the particles move along the gaps between the beaters only under the influence of gravitational and centrifugal forces, which create insignificant dynamic forces and give individual particles a relatively low acceleration in the direction from the feed hole to the discharge hole located in the peripheral part of the grinding chamber ... The loss of particle velocity during movement requires a high-cycle dynamic action to grind them to a given size.

При реализации известного способа в устройстве для дезинтеграции минерального сырья тяжело создать избыточное давление внутри рабочей камеры, чем усложняются условия выноса измельченных частиц и создаются условия для осаждения этих частиц внутри рабочей камеры.When implementing the known method in a device for the disintegration of mineral raw materials, it is difficult to create excess pressure inside the working chamber, which complicates the conditions for the removal of crushed particles and creates conditions for the deposition of these particles inside the working chamber.

Техническая задача, на которую направлено изобретение, заключается в повышении скорости перемещения частиц дезинтегрированного сырья внутри дезинтегратора и интенсификации процесса помола, и снижение размера зерен дезинтегрированного сырья. The technical problem to which the invention is directed is to increase the speed of movement of particles of the disintegrated raw material inside the disintegrator and to intensify the grinding process, and to reduce the grain size of the disintegrated raw material.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе дезинтегрирования кускового сырья включающего в себя подачу кускового сырья в ограниченное пространство камеры помола, внутри которой расположено вертикально два параллельных диска, на обращенных друг к другу плоскостях которых радиально закреплены с зазорами относительно друг друга разрушающие элементы (билы), разрушение кусков сырья, путем придания его частицам центробежного ускорения за счет вращения одного из дисков, и создания градиента давления в зазорах между рядами разрушающих элементов (билов) подвижного и неподвижного дисков, путем повышения скоростного потока воздуха, с помощью которого инициируют разрежение на выходе загрузочного отверстия и избыточное давление в выгрузочном патрубке рабочих органов, для чего обращенные друг к другу поверхности дисков гофрируют, причем гофры выполняют в виде рассеченных в продольном направлении сопел Лаваля, которые равномерно располагают в радиальном направлении по поверхности дисков, при этом сужающаяся часть сопел располагают в направлении от загрузочного отверстия к средним радиальным рядам билов, а расширяющиеся части сопел располагают от средних радиальных рядов билов к выгрузному отверстию, расположенному в периферийной части дисков, при этом для усиления вентиляционного эффекта, возникающего в зазорах, дополнительно вводят вентиляционные пластины и вентиляционные лопасти, которые равномерно закрепляют на образующей поверхности ротора предварительно измельченный материал сырья на выходе разгрузочного патрубка дополнительно ускоряют до высоких скоростей, направляют поток указанных ускоренных частиц на поверхность элемента разгрузочного устройства, при этом для ускорения измельченного материала сырья разгрузочный патрубок выполняют в виде улитки, внутри которой выполняют канал в виде сопла Лаваля, направленного по касательной к направлению вращения подвижного диска, и подают в упомянутое сопло Лаваля струю сжатого газа, направление которой совпадает с направлением перемещающегося потока предварительно измельченных частиц материала, при этом в качестве поверхности элемента разгрузочного устройства используют поверхность собирающей воронки которую выполняют в виде усечённого полого конуса, по которой дезинтегрированный материал ссыпают в накопительную ёмкость.The solution to this problem is achieved by the fact that in the method of disintegration of lumpy raw materials, which includes feeding lumpy raw materials into the limited space of the grinding chamber, inside which two parallel disks are located vertically, on the planes facing each other, destroying elements are radially fixed with gaps relative to each other (beaters ), destruction of pieces of raw material, by imparting centrifugal acceleration to its particles due to rotation of one of the disks, and creating a pressure gradient in the gaps between the rows of destructive elements (beams) of the movable and stationary disks, by increasing the high-speed air flow, with the help of which a vacuum at the outlet is initiated loading opening and overpressure in the unloading branch pipe of the working bodies, for which the surfaces of the discs facing each other are corrugated, and the corrugations are made in the form of Laval nozzles cut in the longitudinal direction, which are evenly arranged in the radial direction along the surface of the disc ov, while the tapering part of the nozzles is located in the direction from the loading hole to the middle radial rows of beats, and the expanding parts of the nozzles are located from the middle radial rows of beats to the discharge hole located in the peripheral part of the discs, while to enhance the ventilation effect that occurs in the gaps, additionally, ventilation plates and ventilation blades are introduced, which are uniformly fixed on the generatrix of the rotor surface, the pre-crushed raw material at the outlet of the unloading nozzle is additionally accelerated to high speeds, the flow of said accelerated particles is directed to the surface of the element of the unloading device, while the unloading nozzle is performed to accelerate the crushed raw material in the form of a volute, inside which a channel is made in the form of a Laval nozzle directed tangentially to the direction of rotation of the movable disk, and a stream of compressed gas is fed into the said Laval nozzle, the direction of which coincides with the direction by moving a moving stream of pre-crushed material particles, while the surface of the unloading device element is the surface of the collecting funnel, which is made in the form of a truncated hollow cone, along which the disintegrated material is poured into a storage tank.

На фиг. 1 схематически показано поперечное сечение дезинтегратора, реализующего заявляемый способ. FIG. 1 schematically shows a cross-section of a disintegrator that implements the inventive method.

На фиг. 2. схематически показан радиальный вид гофр на неподвижном диске (статоре), выполненных в виде усеченного сопла Лаваля.FIG. 2. schematically shows a radial view of corrugations on a fixed disk (stator), made in the form of a truncated Laval nozzle.

На фиг. 3. Схематически показан радиальный вид гофр на подвижном диске (роторе), выполненных в виде усеченного сопла Лаваля.FIG. 3. The radial view of the corrugations on the movable disk (rotor), made in the form of a truncated Laval nozzle, is schematically shown.

На фиг. 4 схематически процесс финишной операции разгрузки дезинтегрированного материала. FIG. 4 schematically the process of the final operation of unloading disintegrated material.

На фиг. 5 показан размер гофры на подвижном и неподвижном дисках.FIG. 5 shows the size of the corrugation on the moving and stationary discs.

На фиг. 1. введены следующие обозначения: 1–корпус камеры помола; 2–загрузочное отверстие; 3–выгрузное отверстие; 4–подвижный диск; 5–неподвижный диск; 6–рабочие элементы (билы) на неподвижном диске; 7–рабочие элементы (билы) на подвижном диске; 8–вентиляционные лопасти; 9–ось вала привода; 10,11–шарикоподшипник; 12–загрузочный патрубок; 13–вентиляционные пластины; 14–разгрузочный патрубок, 15–патрубок с фланцем; 16–компрессор.FIG. 1. the following designations have been introduced: 1 – housing of the grinding chamber; 2 – loading hole; 3 – unloading hole; 4 – movable disk; 5 – stationary disk; 6 – working elements (beaters) on a fixed disk; 7 – working elements (beats) on a movable disk; 8 – ventilation blades; 9 – axis of the drive shaft; 10.11 - ball bearing; 12-loading branch pipe; 13 – ventilation plates; 14 – unloading branch pipe, 15 – flange branch pipe; 16 – compressor.

На фиг. 2. введены следующие обозначения: 2–загрузочное отверстие; 5–неподвижный диск (статор); 17–гофры, выполненные в виде усеченного в продольном направлении сопла Лаваля. FIG. 2. the following designations have been introduced: 2 - loading opening; 5 – stationary disk (stator); 17 – corrugations made in the form of a Laval nozzle truncated in the longitudinal direction.

На фиг. 3. введены следующие обозначения: 4–подвижный диск (ротор); 18– вентиляционные пластины; 19–гофры, выполненные в виде усеченного в продольном направлении сопла Лаваля.FIG. 3. the following designations have been introduced: 4 – movable disk (rotor); 18 - ventilation plates; 19 - corrugations made in the form of a Laval nozzle truncated in the longitudinal direction.

На фиг. 4. введены следующие обозначения: 3–разгрузочное отверстие; 4–подвижный диск (ротор); 9–ось ротора; 20–собирающая воронка; 21–накопительная ёмкость.FIG. 4. the following designations have been introduced: 3 – discharge opening; 4 – movable disk (rotor); 9 – rotor axis; 20 – collecting funnel; 21 - storage capacity.

На фиг. 5 введены следующие обозначения: З1,З2,З3–сечения в загрузочной части гофры; в1,в2,в3 – сечения в выгрузочной части гофры; О – диаметр критического сечения сопла Лаваля.FIG. 5 introduced the following designations: З1, З2, З3 –sections in the loading part of the corrugation; в1, в2, в3 - sections in the unloading part of the corrugation; О is the diameter of the throat section of the Laval nozzle.

Фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4 и фиг. 5 служат для пояснения сущности изобретения.FIG. 1, fig. 2, fig. 3, fig. 4 and FIG. 5 serve to explain the essence of the invention.

Сущность изобретения заключается в следующем. Исходный материал (фиг. 1) через загрузочный патрубок 12 поступает через загрузочное отверстие 2 в рабочую камеру 1, где последовательно измельчается на концентрично установленных рядах разрушающих элементов (билов) 7 ротора 4 и разрушающих элементов (билах) 6 неподвижного диска (статора), 5 и через отверстие 3 разгрузочного патрубка 14 выводится наружу. Ротор 4 приводится во вращение приводом, ось которого 9 через шарикоподшипник 10, 11 механически соединена с центром ротора 4. Исходный материал через загрузочный патрубок 12 и загрузочное отверстие 2 падает на первый ряд разрушающих элементов (билов) 7, 6 статора 5 и ротора 4. B результате удара об эти элементы частицы материала разрушаются и отбрасываются к следующим разрушающим элементам статора и так далее, до полного выхода измельченного материала через разгрузочное отверстие 3 разгрузочного патрубка 14. В заявляемом способе перемещение дезинтегрированных частиц от загрузочного отверстия 2 к разгрузочному отверстию 3 происходит не только под действием центробежных и гравитационных сил, как это реализуется в способе-прототипе, но и под действием градиента давления, возникающего между указанными отверстиями. Создание градиента давления происходит следующим образом. Высокая скорость вращения ротора, с установленным на нём билами, при помощи вентиляционных пластин 13 и вентиляционных лопастей 8 создает поток воздуха, движущегося от загрузочного отверстия 2 к разгрузочному отверстию 3. Вентиляционные пластины 13 выполняют роль не только дополнительного источника усиления вентиляционного потока, но и служат для создания направленного движения поступающего комкового сырья к рабочим элементам дезинтегратора. Кроме того они являются дополнительным инструментом дробления поступающего сырья. Вентиляционные лопасти 8 выполнены в виде полых цилиндров, рассеченных под углом 45^о к направлению движения ротора 4. Такое выполнение и расположение вентиляционных лопастей 8 способствует созданию большего потока воздуха в дезинтеграторе, что достигается за счет увеличения их поверхности, по сравнению с возможным плоским исполнением этих лопастей. Созданный поток воздуха, проходит через гофры 17 (фиг. 2) статора 5, и гофры 19 (фиг. 3) ротора 4, выполненные в виде усеченного в продольном направлении сопла Лаваля, (сужающееся-расширяющееся сопло) представляющего собой канал, суженный в середине. Сопло Лаваля служит для ускорения газового потока, проходящего через него. Напор и скорость образованного воздушного потока в значительной мере усиливаются при помощи струи сжатого газа, поступающего в канал от компрессора 16, закрепленного на фланце патрубка 15. На фиг.1. струя сжатого газа показана стрелкой. Под действием суммарного воздействия созданного вентиляционными пластинами 18 и вентиляционными лопастями 8 и струи сжатого газа от компрессора 16 предварительно измельченные частицы сырья приобретают сверхзвуковые скорости. Поскольку гофры 17 и 19 выполнены аналогичными по форме и размерам не только в статоре, но и в роторе, то при вращении ротора они, при перекрытии гофр, образуют полное сопло Лаваля. Скоростной поток воздуха в гофрах создает внутри камеры сильнейшее разрежение, засасывая дезинтегрированные частицы и придавая им высокие скорости, что существенно повышает интенсивность дезинтгрирования и степень измельчения (дезинтгрирования) частиц сырья. Измельченный материал, доходя до последнего ряда билов выбрасывается на высокой скорости в канал разгрузочного патрубка 14. Разгрузочный патрубок 14 выполнен в виде улитки (фиг. 4). Канал разгрузочного патрубка (фиг. 4) также выполнен в виде сопла Лаваля и направлен по касательной к ротору 4 в сторону движения ротора (направление вращения показано стрелкой). Измельчённый материал, проходя через канал разгрузочного патрубка 14, выполненный в виде сопла Лаваля, приобретает дополнительное ускорение, выходит на высокой скорости через разгрузочное отверстие 3, и направляется на поверхность собирающей воронки 20 и ссыпается в накопительную ёмкость 21. Сверхзвуковая скорость частично дезинтегрированных частиц сырья при соударении с поверхностью собирающей воронки 20 вызывает дальнейшее существенное измельчение дезинтегрированных частиц сырья, что в значительной мере способствует уменьшению размера зерен тонины помола. Одновременно с этим, свежий материал непрерывно засасывается в патрубок 12 , поддерживая постоянный цикл смешивания, помола и накачки.The essence of the invention is as follows. The starting material (Fig. 1) through the loading nozzle 12 enters through the loading opening 2 into the working chamber 1, where it is successively crushed on concentrically installed rows of destructive elements (beats) 7 of the rotor 4 and destructive elements (beams) 6 of a stationary disk (stator), 5 and through the opening 3 of the discharge pipe 14 is led out. The rotor 4 is driven into rotation by a drive, the axis of which 9 through a ball bearing 10, 11 is mechanically connected to the center of the rotor 4. The initial material through the loading nozzle 12 and the loading opening 2 falls on the first row of destructive elements (beats) 7, 6 of the stator 5 and the rotor 4. As a result of the impact on these elements, the material particles are destroyed and thrown to the next destructive elements of the stator and so on, until the complete exit of the crushed material through the discharge hole 3 of the discharge pipe 14. In the claimed method, the movement of disintegrated particles from the feed hole 2 to the discharge hole 3 occurs not only under the action of centrifugal and gravitational forces, as is realized in the prototype method, but also under the influence of a pressure gradient arising between the indicated holes. The pressure gradient is created as follows. The high speed of rotation of the rotor, with the beaters installed on it, with the help of ventilation plates 13 and ventilation blades 8, creates an air flow moving from the loading hole 2 to the discharge hole 3. The ventilation plates 13 serve as an additional source of strengthening the ventilation flow, but also serve to create a directed movement of the incoming lumpy raw material to the working elements of the disintegrator. In addition, they are an additional tool for crushing incoming raw materials. Ventilation blades 8 are made in the form of hollow cylinders, dissected at an angle of 45 ^about to the direction of movement of the rotor 4. Such design and arrangement of ventilation blades 8 contributes to the creation of a greater air flow in the disintegrator, which is achieved by increasing their surface, compared with the possible flat design of these blades. The created air flow passes through the corrugations 17 (Fig. 2) of the stator 5, and the corrugations 19 (Fig. 3) of the rotor 4, made in the form of a Laval nozzle truncated in the longitudinal direction, (converging-expanding nozzle) representing a channel narrowed in the middle ... The Laval nozzle is used to accelerate the gas flow passing through it. The head and the speed of the generated air flow are greatly enhanced by a jet of compressed gas entering the channel from the compressor 16, fixed on the flange of the branch pipe 15. FIG. the compressed gas jet is shown by an arrow. Under the action of the total impact created by the ventilation plates 18 and the ventilation blades 8 and the jet of compressed gas from the compressor 16, the pre-crushed particles of the raw material acquire supersonic speeds. Since the corrugations 17 and 19 are made similar in shape and size not only in the stator, but also in the rotor, when the rotor rotates, they form a full Laval nozzle when the corrugations overlap. The high-speed air flow in the corrugations creates a strong vacuum inside the chamber, sucking in the disintegrated particles and giving them high speeds, which significantly increases the intensity of disintegration and the degree of grinding (disintegration) of the raw material particles. The crushed material, reaching the last row of beaters, is thrown at high speed into the channel of the unloading branch pipe 14. The unloading branch pipe 14 is made in the form of a snail (Fig. 4). The discharge pipe channel (Fig. 4) is also made in the form of a Laval nozzle and is directed tangentially to the rotor 4 in the direction of the rotor movement (the direction of rotation is shown by the arrow). The crushed material, passing through the channel of the discharge nozzle 14, made in the form of a Laval nozzle, acquires additional acceleration, leaves at high speed through the discharge opening 3, and is directed to the surface of the collecting funnel 20 and is poured into the storage tank 21. The supersonic speed of partially disintegrated particles of raw material at collision with the surface of the collecting funnel 20 causes further significant grinding of disintegrated particles of the raw material, which greatly contributes to a decrease in the grain size of the fineness of grinding. At the same time, fresh material is continuously sucked into the nozzle 12, maintaining a constant mixing, grinding and pumping cycle.

Пример конкретного выполнения. При помощи заявляемого способа осуществлялся помол фторангидрита, который из накопительного бункера, шнеком-дозатором направляется дозированно на измельчение гранул в молотковую мельницу (дозирование осуществляется тарировкой и поддержанием требуемой частоты вращения электроприводом шнека-дозатора). После молотковой мельницы фторангидрит поступал в дезинтегратор (фиг. 1) через загрузочный патрубок 12 и загрузочное отверстие 2. An example of a specific implementation. With the help of the proposed method, the grinding of fluoroanhydrite was carried out, which is metered out from the storage hopper by a dosing auger for grinding granules into a hammer mill (dosing is carried out by calibrating and maintaining the required rotational speed by an electric dosing screw). After the hammer mill, the hydrite fluoride entered the disintegrator (Fig. 1) through the inlet 12 and the inlet 2.

Дезинтегратор был выполнен в виде подвижного (ротора) 4 и неподвижного 5 (статора) дисков. Диаметр обоих дисков был одинаков (фиг. 2 и фиг. 3) и составлял 513 мм. Каждый из дисков имел 6 гофр 17 и 19 (фиг. 2, фиг. 3) равномерно выполненных в дисках в радиальном направлении. Каждая из гофр представляла собой усеченное в продольном направлении сопло Лаваля. Размеры поперечных сечений гофр и углы скосов сужающейся и расширяющейся частей сопла указаны на фиг. 5.The disintegrator was made in the form of a movable (rotor) 4 and stationary 5 (stator) disks. The diameter of both discs was the same (Fig. 2 and Fig. 3) and amounted to 513 mm. Each of the discs had 6 corrugations 17 and 19 (Fig. 2, Fig. 3) uniformly made in the discs in the radial direction. Each of the corrugations was a Laval nozzle truncated in the longitudinal direction. The dimensions of the cross-sections of the corrugations and the bevel angles of the converging and diverging parts of the nozzle are shown in FIG. five.

На подвижном и неподвижном дисках на обращенных друг к другу поверхностях были концентрически расположены соответственно 6 и 5 ряды ударных элементов (билов) 7 и 6 соответственно. При этом между рядами бил подвижного и неподвижного дисков был образован зазор, равномерно изменяющийся от 26 мм ближе к центру до 14 мм на самых удаленных радиусах. На торце подвижного диска (роторе) были выполнены вентиляционные лопасти 8, в виде усеченных цилиндров рассеченных под углом 45^о к направлению движения ротора 4. При помощи упомянутых лопастей 8 и вентиляционных пластин 13 внутри камеры помола создавался поток воздуха, который, проходя через гофры, выполненные в виде сопел Лаваля ускорялся до высоких скоростей, захватывая дезинтегрированные частицы сырья и интенсивно измельчая и разрушая и измельчая их до малых размеров. Скорость частиц частично измельчённого материала направлялась в канал разгрузочного патрубка 14, выполненного в виде улитки. Канал разгрузочного патрубка 14 был также выполнен в виде сопла Лаваля, что дополнительно увеличивало скорость измельченных частиц сырья. Сжатый воздух под давлением 1,0 МПа (порядка 10 кг/см²), подавался от компрессора 16 через нагнетательный патрубок 15 в область перемещения предварительно дезинтегрированного сырья. Для создания струи сжатого газа была использована компрессорная установка СБ4/С–50 LB30.On the movable and stationary disks, on the surfaces facing each other, rows 6 and 5 of striking elements (beats) 7 and 6, respectively, were concentrically arranged. In this case, a gap was formed between the rows of beats of the movable and stationary disks, uniformly varying from 26 mm closer to the center to 14 mm at the most distant radii. At the end of the movable disk (rotor) blades were performed vent 8 in the form of truncated cylinders dissected at 45 to the direction ^of movement of the rotor 4. By means of said lobes 8 and the vent plate 13 within the grinding chamber created air stream that passes through the corrugations, made in the form of Laval nozzles was accelerated to high speeds, capturing disintegrated particles of raw materials and intensively crushing and breaking and crushing them to small sizes. The particle velocity of the partially crushed material was directed into the channel of the discharge branch pipe 14, made in the form of a snail. The channel of the discharge nozzle 14 was also made in the form of a Laval nozzle, which further increased the speed of the crushed particles of the raw material. Compressed air under a pressure of 1.0 MPa (about 10 kg / cm ² ) was supplied from the compressor 16 through the discharge pipe 15 to the area of movement of the previously disintegrated raw material. To create a jet of compressed gas, a SB4 / S-50 LB30 compressor unit was used.

Выброс на высокой скорости измельченных частиц сырья из разгрузочного отверстия 3 и их соударение с поверхностью собирающей воронки 20 способствовал еще более высокой степени дезинтеграции частиц. Собирающая воронка 20 была выполнена в виде полого усеченного конуса. В результате такого выполнения собирающей воронки 20 измельченный материал не разлетался в разные стороны а направленно ссыпался в накопительную ёмкость 21.Ejection at high speed of crushed particles of raw materials from the discharge opening 3 and their impact with the surface of the collecting funnel 20 contributed to an even higher degree of disintegration of the particles. The collecting funnel 20 was made in the form of a hollow truncated cone. As a result of such an implementation of the collecting funnel 20, the crushed material did not fly in different directions, but was poured in a directional manner into the storage tank 21.

При использовании заявляемого способа была достигнута производительность 2400 кг/час. Средняя дисперсность измельченного фторангидрита составляла 5 мкм. При дезинтегрировании фторангидрита способом-прототипом, производительность не превышала 1200 кг/час, а средняя дисперсность измельченного фторангидрита не снижалась ниже 3 мкм.When using the proposed method, a productivity of 2400 kg / h was achieved. The average dispersion of the ground fluoroanhydrite was 5 μm. When disintegrating fluoroanhydrite by the prototype method, the productivity did not exceed 1200 kg / h, and the average dispersion of the crushed fluoroanhydrite did not decrease below 3 microns.

Таким образом, заявляемый способ по сравнению со способом – прототипом позволил повысить производительность в 2 раза, а дисперсность частиц сырья уменьшить в 1,7 раза.Thus, the proposed method in comparison with the prototype method allowed to increase productivity by 2 times, and the dispersion of raw material particles to decrease by 1.7 times.

Claims

A method of disintegration of lumpy raw materials, including the supply of lumpy raw materials into a limited space of the grinding chamber, inside which two parallel disks are located vertically, on the planes facing each other, destroying elements, beaters, destruction of pieces of raw materials are radially fixed with gaps relative to each other, by giving its particles of centrifugal acceleration due to the rotation of one of the discs, and the creation of a pressure gradient in the gaps between the rows of destructive elements, beaters, movable and stationary discs, by increasing the high-speed air flow, which initiates a vacuum at the outlet of the loading hole and overpressure in the unloading branch pipe working bodies, for which the surfaces of the discs facing each other are corrugated, and the corrugations are made in the form of Laval nozzles cut in the longitudinal direction, which are evenly arranged in the radial direction along the surface of the discs, while the tapering part of the nozzles is located in the nap from the loading opening to the middle radial rows of beats, and the expanding parts of the nozzles are located from the middle radial rows of beats to the unloading opening located in the peripheral part of the disks, while in order to enhance the ventilation effect that occurs in the gaps, ventilation plates and ventilation blades are additionally introduced, which uniformly fixed on the generatrix of the rotor surface, and the discharge pipe is made in the form of a snail, inside of which a channel is made in the form of a Laval nozzle directed tangentially to the direction of rotation of the movable disk, and the disintegrated material from the discharge opening is directed to the inner cavity of the collecting funnel, which is performed in in the form of a truncated hollow cone, along which the disintegrated material is poured into a storage tank, characterized in that the pre-crushed raw material at the outlet of the discharge pipe is accelerated to high speeds, the flow of said accelerated particles is directed on the surface of the element of the unloading device, while to accelerate the crushed material of the raw material, a stream of compressed gas is fed into the Laval nozzle in the channel of the unloading device, the direction of which coincides with the direction of the moving flow of the previously crushed material particles, while the surface of the collecting funnel is used as the surface of the element of the unloading device, which is made in the form of a truncated hollow cone, along which the disintegrated material is poured into a storage tank.