WO2012091687A1 - Cascade eddy mill - Google Patents

Cascade eddy mill Download PDF

Info

Publication number
WO2012091687A1
WO2012091687A1 PCT/UA2011/000101 UA2011000101W WO2012091687A1 WO 2012091687 A1 WO2012091687 A1 WO 2012091687A1 UA 2011000101 W UA2011000101 W UA 2011000101W WO 2012091687 A1 WO2012091687 A1 WO 2012091687A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
inlet pipe
grinding
grinding chamber
chamber
energy carrier
Prior art date
Application number
PCT/UA2011/000101
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Олег Юрьевич ХАЛИП
Виктор Владимирович ШОСТАК
Original Assignee
Khalip Oleg Yurievich
Shostak Victor Vladimirovich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Khalip Oleg Yurievich, Shostak Victor Vladimirovich filed Critical Khalip Oleg Yurievich
Publication of WO2012091687A1 publication Critical patent/WO2012091687A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/06Jet mills
    • B02C19/061Jet mills of the cylindrical type

Definitions

  • the invention relates to the field of engineering, namely the production of vortex mills for grinding solid materials, powders of which can be used in the chemical, food or construction industries.
  • a cascade vortex mill is known (see Japanese application J 2009106839, IPC ⁇ 02 ⁇ 19/06, published May 21, 2009, priority JP JN ° 20070280894 of October 29, 2007) containing at least two cylindrical grinding chambers whose cavities are connected between themselves with a hole in the jumper separating adjacent grinding chambers.
  • Each of the holes in the jumpers is made as a valve seat associated with a common control rod and an electromagnetic actuator.
  • the inlet pipe for the material being ground is located in the side wall of the lower grinding chamber.
  • the side wall of each grinding chamber is connected to the inlet nozzles for the gas energy carrier, which are inclined to one side relative to the radius of the grinding chamber.
  • the outlet pipe for the crushed material is connected to the upper grinding chamber.
  • a disadvantage of the known cascade vortex mill is the low grinding efficiency of the material, which is due to insufficient contact of the gas energy carrier with the crushed material, concentrated in an annular zone of rotation of the gas energy carrier.
  • cascade vortex mill (US patent Jfs 6789756, IPC V02C 19/06, published August 21, 2003, priority US s 2003155454 dated February 20, 2002) containing at least two cylindrical grinding chambers, the cavities of which are interconnected through an opening in the jumper separating each adjacent grinding chambers, the inlet pipe for the material being ground is located in the central part of the cover of the upper grinding chamber, the side wall of each grinding chamber is connected to the inlet pipe for gas energy and the outlet pipe for ground material, inclined to one side relative to the radius of the grinding In the first chamber, on the inner surface of the side wall of each grinding chamber, swirls of the gas energy carrier flow are made in the form of open cavities.
  • At least one outlet pipe has a filter element.
  • swirls of the gas energy carrier flow are made in the form of open cavities and elastic, capable of exciting oscillations of the gas energy carrier flow.
  • a disadvantage of the known cascade vortex mill is the low grinding efficiency of the material, which is due to insufficient contact of the gas energy carrier with the crushed material, concentrated in an annular zone of rotation of the gas energy carrier.
  • the technical solution is based on the task of improving the well-known cascade vortex mill, in which by introducing new structural elements and new parameters for their implementation, the area of intense contact of the gas energy carrier with the material being ground is increased and thereby the material grinding efficiency is increased.
  • the problem is solved in that in the well-known cascade vortex mill containing at least two cylindrical grinding chambers, the cavities of which are interconnected through a hole in the jumper separating each adjacent grinding chambers, the inlet pipe for the crushed material is located in the central part of the cover of the upper grinding chamber, the side wall of each grinding chamber is connected to the inlet pipe for the gas energy carrier and the outlet pipe for the crushed material, which are inclined in one direction relative to the radius of the grinding chamber, on the inner surface of the side wall of each grinding chamber are made
  • the gaseous energy carrier flow in the form of open cavities, new according to the invention, is that the jumper separating each adjacent grinding chambers contains at least three round holes, the total area of which is equal to or greater than the opening area of the inlet pipe and which are evenly spaced around the circumference between the projection of the inlet nozzle opening onto the jumper surface and a circle remote from the side wall of the grinding chamber by the radius of the inlet opening hole.
  • the jumper separating each adjacent grinding chambers contains at least three circular holes, the total area of which is equal to or greater than the area of the inlet nozzle opening and which are located uniformly around the circumference between the projection of the inlet nozzle opening onto the jumper surface and a circle remote from the side wall grinding chamber on the value of the radius of the hole of the inlet pipe, in combination with the known features of the proposed technical solution provides an increase in the intensity of the contact and a gas energy carrier with ground material, since it is additionally carried out around the holes in the lintels between adjacent grinding chambers where annular turbulence occurs. This increases the grinding efficiency of the material. Additionally, these circular vortices create at the edges of the openings a zone of reduced pressure, which contributes to the absorption of partially crushed material into an adjacent grinding chamber, which is the next grinding stage. Moreover, the grinding efficiency of the material also increases.
  • the claimed vortex mill contains swirls of the gas energy carrier flow, made both as open cavities on the side walls of each grinding chamber and as additional swirls in the form of at least three circular holes in the bridge separating each adjacent grinding chambers, the total area of which is equal to or exceeds the opening area of the inlet pipe, placed evenly around the circumference between the projection of the opening of the inlet pipe on the surface of the jumper and a circle remote from the side
  • the grinding chamber can be drained by the value of the radius of the opening of the inlet pipe, which allows efficiently grinding solid materials to obtain fractions of at least 2 microns.
  • the holes in the bridges between the chambers are the source of the formation of the secondary vortex process in the vortex chamber.
  • the secondary vortex process acts as a dynamic separator for particles, which leads to the intensification of collisions between particles and coordinates the movement of the crushed material between the chambers. It was experimentally stated that for a stable operation of two vortex processes in one chamber, the number of holes in the jumpers should be odd - 3, 5, 7, etc. The ratio of the area of the holes in the subsequent jumpers between the chambers should increase and depends on the characteristics of the crushed material, the degree of grinding and the number of grinding stages.
  • FIG. 1 cascade vortex mill (front view in section); figure 2 - cascade vortex mill (top view in section).
  • the cascade vortex mill contains a grinding chamber 1 with an inlet pipe 2 for crushed material, a grinding chamber 3, which can be supplemented with a similar grinding chamber 4 and others that form the required number of mill stages.
  • the inlet nozzles 5 for the gas energy carrier and the outlet nozzles 6 for the crushed material and the gas energy carrier are inclined to one side and are located in each of the grinding chambers 1, 3 and 4.
  • the swirlers 7 are located on the inner surface of the side wall of these grinding chambers, and their cavities have an inclination , similar to the slope of the inlet pipe 5. Between the projection 8 of the hole of the inlet pipe 2 and a circle 9, which are conventionally indicated by dashed lines on the surface of the jumpers 10, holes 11 are located.
  • Arrow 12 denotes The main direction of movement of the gas energy carrier is indicated; arrow 13 denotes additional directions of the gas energy around holes 1 1.
  • the number of holes in the jumpers should be odd - 3, 5, 7, etc.
  • the ratio of the area of the holes 11 in the third and subsequent jumpers 10 between the chambers should increase depending on the characteristics of the crushed material, the degree of grinding and the number of grinding stages.
  • the characteristics of the material being ground, the degree of grinding, and the number of grinding stages depend on the density of the material and vary from 0 to 20%. The lower the density of the material, the more important these indicators are.
  • Cascade vortex mill operates as follows.
  • a gas energy carrier is supplied through inlet pipes 5 to each grinding chamber 1, 3, and 4, in which a gas energy carrier stream is generated, which rotates in direction 12.
  • a gas energy carrier stream is generated, which rotates in direction 12.
  • turbulent excitations are formed in this stream in the form of powerful vortices.
  • the flow of gas energy crosses the zone near the holes 11 with different linear speeds, which causes the formation of an annular region around each hole 11 of additional vortices in the direction 13.
  • the crushed material is loaded, which falls into the center of the bridge 10 of the grinding chamber 1 and spreads in radial directions . Particles of the crushed material do not reach the surface of the side wall of the grinding chamber 1, with the exception of individual large particles that are reflected from this surface and are picked up by an annular flow of gas energy.
  • the loaded material is intensively crushed. Larger fractions of the crushed material, which have high kinetic energy, are mainly taken together with the gas energy carrier through the pipe 6 of the grinding chamber! Smaller fractions of crushed material make more revolutions in the direction 12 and are more likely to be captured by an annular vortex flow around the holes 11, which further crushes them. Due to the remoteness of the holes 11 from the side wall of the grinding chamber behind line 9, the crushed material is kept from contact with these walls. The remoteness of the holes 1 1 from the central axis of the grinding chamber 1 behind line 8 prevents the feed material from directly entering these holes. The vortex flow around the holes 11 has an increased speed compared with the flow rate in the surrounding area.
  • the vacuum thus created causes the fraction of the crushed material to be sucked through the holes 11 from the grinding chamber 1 into an adjacent grinding chamber 3, where it is likewise further crushed.
  • the probability of contacting larger fractions of the crushed material with the side wall of the grinding chamber 3 due to their small mass in comparison with the mass of particles of the loaded material is very small. They are mainly taken together with the gas carrier through the nozzle 6 of the grinding chamber 3. Smaller fractions of the crushed material are similarly sucked through the holes 1 1 from the grinding chamber 3 into the adjacent grinding chamber 4.
  • the process of grinding and selection of the fraction of crushed material is repeated similarly in all grinding chambers of the cascade vortex mill.
  • the operating pressure for pumping the gas energy carrier is selected in the range of 0.2 - 0.8 MPa.
  • the swirls of the gas energy carrier flow are made both as open cavities on the side walls of each grinding chamber and additionally on the bridges between adjacent grinding chambers as openings located in certain areas.
  • the inventive cascade vortex mill has a comparative by analogs, there are more areas of vortex formation in the commensurate volumes of the grinding chamber, which allows one to efficiently grind solid materials and select the desired fractions of at least 2 microns in size based on the results of grinding.
  • the inventive cascade vortex mill is manufactured on standard equipment. Structural elements and units are made of accessible materials produced by the domestic industry in accordance with established regulatory and technical documents.
  • the device is simple to manufacture, technologically advanced to install and maintain, and reliable in operation.
  • the claimed cascade vortex mill is characterized by industrial applicability while ensuring reproducibility of the physicomechanical properties of the obtained ground materials.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Abstract

The invention relates to the field of mechanical engineering. The cascade eddy mill comprises cylindrical milling chambers, the cavities of which are interconnected via openings in a connector dividing adjacent milling chambers. An inlet pipe for material which is to be ground is arranged in the central part of an upper chamber cover. The lateral wall of each chamber is connected to an inlet pipe for a gaseous energy carrier and to an outlet pipe for the ground material, said pipes being inclined in the same direction relative to the radius of the chamber. Swirlers for the energy carrier stream are provided on the internal surface of the lateral wall of each chamber. Each connector dividing adjacent chambers comprises at least three circular openings, the total area of which is equal to or exceeds the area of the opening in the inlet pipe. The openings are arranged equidistantly on a circle situated between a projection of the opening in the inlet pipe onto the surface of the connector and a circle that is at a distance from the lateral wall of the chamber equal to the size of the radius of the opening in the inlet pipe.

Description

Каскадная вихревая мельница  Cascade swirl mill
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ. Изобретение относится к отрасли машиностроения, а именно к производству вихревых мельниц для измельчения твердых материалов, порошки которых могут быть использованы в химической, пищевой или строительной промышленности. FIELD OF TECHNOLOGY. The invention relates to the field of engineering, namely the production of vortex mills for grinding solid materials, powders of which can be used in the chemical, food or construction industries.
Известна каскадная вихревая мельница (см. заявка Японии J 2009106839, МПК В02С 19/06, опубликована 21.05.2009 г., приоритет JP JN° 20070280894 от 29.10.2007 г.), содержащая по меньшей мере две цилиндрические помольные камеры, полости которых соединены между собой отверстием в перемычке, разделяющей смежные помольные камеры.  A cascade vortex mill is known (see Japanese application J 2009106839, IPC В02С 19/06, published May 21, 2009, priority JP JN ° 20070280894 of October 29, 2007) containing at least two cylindrical grinding chambers whose cavities are connected between themselves with a hole in the jumper separating adjacent grinding chambers.
Каждое из отверстий в перемычках выполнено как седло клапана, связанного с общим управляющим стержнем и электромагнитным приводом. Входной патрубок для измельчаемого материала расположен в боковой стенке нижней помольной камеры. Боковая стенка каждой помольной камеры связана с входными патрубками для газового энергоносителя, которые наклонены в одну сторону относительно радиуса помольной камеры. Выходной патрубок для измельченного материала связан с верхней помольной камерой.  Each of the holes in the jumpers is made as a valve seat associated with a common control rod and an electromagnetic actuator. The inlet pipe for the material being ground is located in the side wall of the lower grinding chamber. The side wall of each grinding chamber is connected to the inlet nozzles for the gas energy carrier, which are inclined to one side relative to the radius of the grinding chamber. The outlet pipe for the crushed material is connected to the upper grinding chamber.
Недостатком известной каскадной вихревой мельницы является низкая эффективность измельчения материала, что обусловлено недостаточным контактом газового энергоносителя с измельчаемым материалом, сосредоточенным в кольцеобразной зоне вращения газового энергоносителя.  A disadvantage of the known cascade vortex mill is the low grinding efficiency of the material, which is due to insufficient contact of the gas energy carrier with the crushed material, concentrated in an annular zone of rotation of the gas energy carrier.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническому решению является каскадная вихревая мельница (патент США Jfs 6789756, МПК В02С 19/06, опубликован 21.08.2003 г., приоритет US s 2003155454 от 20.02.2002 г.), содержащая по меньшей мере две цилиндрические помольные камеры, полости которых соединены между собой через отверстие в перемычке, разделяющей каждые смежные помольные камеры, входной патрубок для измельчаемого материала расположен в центральной части крышки верхней помольной камеры, боковая стенка каждой помольной камеры связана с входным патрубком для газового энергоносителя и выходным патрубком для измельченного материала, наклоненными в одну сторону относительно радиуса помольной камеры, на внутренней поверхности боковой стенки каждой помольной камеры выполнены завихрители потока газового энергоносителя в виде открытых полостей. The closest in technical essence and the achieved result to the claimed technical solution is a cascade vortex mill (US patent Jfs 6789756, IPC V02C 19/06, published August 21, 2003, priority US s 2003155454 dated February 20, 2002) containing at least two cylindrical grinding chambers, the cavities of which are interconnected through an opening in the jumper separating each adjacent grinding chambers, the inlet pipe for the material being ground is located in the central part of the cover of the upper grinding chamber, the side wall of each grinding chamber is connected to the inlet pipe for gas energy and the outlet pipe for ground material, inclined to one side relative to the radius of the grinding In the first chamber, on the inner surface of the side wall of each grinding chamber, swirls of the gas energy carrier flow are made in the form of open cavities.
По меньшей мере в одном выходном патрубке расположен фильтрующий элемент. На внутренней поверхности боковой стенки каждой помольной камеры выполнены завихрители потока газового энергоносителя в виде открытых полостей и эластика, способного возбуждать колебания потока газового энергоносителя.  At least one outlet pipe has a filter element. On the inner surface of the side wall of each grinding chamber, swirls of the gas energy carrier flow are made in the form of open cavities and elastic, capable of exciting oscillations of the gas energy carrier flow.
Недостатком известной каскадной вихревой мельницы является низкая эффективность измельчения материала, что обусловлено недостаточным контактом газового энергоносителя с измельчаемым материалом, сосредоточенным в кольцеобразной зоне вращения газового энергоносителя.  A disadvantage of the known cascade vortex mill is the low grinding efficiency of the material, which is due to insufficient contact of the gas energy carrier with the crushed material, concentrated in an annular zone of rotation of the gas energy carrier.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.  SUMMARY OF THE INVENTION
В основу технического решения поставлена задача усовершенствования известной каскадной вихревой мельницы, в которой путем введения новых конструктивных элементов и новых параметров их выполнения увеличивается область интенсивного контакта газового энергоносителя с измельчаемым материалом и тем самым увеличивается эффективность измельчения материала.  The technical solution is based on the task of improving the well-known cascade vortex mill, in which by introducing new structural elements and new parameters for their implementation, the area of intense contact of the gas energy carrier with the material being ground is increased and thereby the material grinding efficiency is increased.
Поставленная задача решается тем, что в известной каскадной вихревой мельнице, содержащей по меньшей мере две цилиндрические помольные камеры, полости которых соединены между собой через отверстие в перемычке, разделяющей каждые смежные помольные камеры, входной патрубок для измельчаемого материала расположен в центральной части крышки верхней помольной камеры, боковая стенка каждой помольной камеры связана с входным патрубком для газового энергоносителя и выходным патрубком для измельченного материала, которые наклонены в одну сторону относительно радиуса помольной камеры, на внутренней поверхности боковой стенки каждой помольной камеры выполнены завихрители потока газового энергоносителя в виде открытых полостей, новым, согласно изобретению, является то, что перемычка, разделяющая каждые смежные помольные камеры содержит по меньшей мере три круглых отверстия, суммарная площадь которых равна или превышает площадь отверстия входного патрубка и которые расположены равномерно по окружности между проекцией отверстия входного патрубка на поверхность перемычки и окружностью, удаленной от боковой стенки помольной камеры на величину радиуса отверстия входного патрубка. The problem is solved in that in the well-known cascade vortex mill containing at least two cylindrical grinding chambers, the cavities of which are interconnected through a hole in the jumper separating each adjacent grinding chambers, the inlet pipe for the crushed material is located in the central part of the cover of the upper grinding chamber, the side wall of each grinding chamber is connected to the inlet pipe for the gas energy carrier and the outlet pipe for the crushed material, which are inclined in one direction relative to the radius of the grinding chamber, on the inner surface of the side wall of each grinding chamber are made The gaseous energy carrier flow in the form of open cavities, new according to the invention, is that the jumper separating each adjacent grinding chambers contains at least three round holes, the total area of which is equal to or greater than the opening area of the inlet pipe and which are evenly spaced around the circumference between the projection of the inlet nozzle opening onto the jumper surface and a circle remote from the side wall of the grinding chamber by the radius of the inlet opening hole.
Причинно-следственная связь между совокупностью заявляемых признаков и достигаемым техническим результатом состоит в следующем.  A causal relationship between the totality of the claimed features and the achieved technical result is as follows.
То, что перемычка, разделяющая каждые смежные помольные камеры, содержит по меньшей мере три круглых отверстия, суммарная площадь которых равна или превышает площадь отверстия входного патрубка и которые расположены равномерно по окружности между проекцией отверстия входного патрубка на поверхность перемычки и окружностью, удаленной от боковой стенки помольной камеры на величину радиуса отверстия входного патрубка, в совокупности с известными признаками заявляемого технического решения обеспечивает повышение интенсивности контакта газового энергоносителя с измельчаемым материалом, так как он дополнительно осуществляется вокруг отверстий в перемычках между смежными помольными камерами, где возникают кольцевые завихрения. Тем самым увеличивается эффективность измельчения материала. Дополнительно эти кольцевые завихрения создают на краях отверстий зоны пониженного давления, что способствует всасыванию частично измельченного материала в смежную помольную камеру, которая является следующим каскадом измельчения. При этом эффективность измельчения материала также увеличивается. The fact that the jumper separating each adjacent grinding chambers contains at least three circular holes, the total area of which is equal to or greater than the area of the inlet nozzle opening and which are located uniformly around the circumference between the projection of the inlet nozzle opening onto the jumper surface and a circle remote from the side wall grinding chamber on the value of the radius of the hole of the inlet pipe, in combination with the known features of the proposed technical solution provides an increase in the intensity of the contact and a gas energy carrier with ground material, since it is additionally carried out around the holes in the lintels between adjacent grinding chambers where annular turbulence occurs. This increases the grinding efficiency of the material. Additionally, these circular vortices create at the edges of the openings a zone of reduced pressure, which contributes to the absorption of partially crushed material into an adjacent grinding chamber, which is the next grinding stage. Moreover, the grinding efficiency of the material also increases.
Таким образом то, что заявляемая вихревая мельница содержит завихрители потока газового энергоносителя, выполненые и как открытые полости на боковых стенках каждой помольной камеры и как дополнительные завихрители в виде хотя бы трех круглых отверстий в перемычке, разделяющей каждые смежные помольные камеры, суммарная площадь которых равна или превышает площадь отверстия входного патрубка, размещенные равномерно по окружности между проекцией отверстия входного патрубка на поверхность перемычки и окружностью, удаленной от боковой стенки помольной камеры на величину радиуса отверстия входного патрубка, позволяет эффективно измельчать твердые материалы с получением фракции величиной не менее 2 мкм.  Thus, the claimed vortex mill contains swirls of the gas energy carrier flow, made both as open cavities on the side walls of each grinding chamber and as additional swirls in the form of at least three circular holes in the bridge separating each adjacent grinding chambers, the total area of which is equal to or exceeds the opening area of the inlet pipe, placed evenly around the circumference between the projection of the opening of the inlet pipe on the surface of the jumper and a circle remote from the side The grinding chamber can be drained by the value of the radius of the opening of the inlet pipe, which allows efficiently grinding solid materials to obtain fractions of at least 2 microns.
То, что оптимальным является выполнение отверстий таким образом, чтобы их суммарная площадь равнялась или превышала площадь отверстия входного патрубка установлено эмпирически.  What is optimal is to make the holes in such a way that their total area is equal to or greater than the area of the hole of the inlet pipe established empirically.
То, что отверстия должны быть размещены равномерно по окружности между проекцией отверстия входного патрубка на поверхность перемычки и окружностью, удаленной от боковой стенки помольной камеры на величину радиуса отверстия входного патрубка, и при этом достигается повышение эффективности измельчения материала также установлено эмпирически.  The fact that the holes should be placed evenly around the circumference between the projection of the inlet pipe opening on the jumper surface and the circle remote from the side wall of the grinding chamber by the radius of the inlet pipe opening, and this improves the grinding efficiency of the material, is also established empirically.
Отверстия в перемычках между камерами являются источником образования вторичного вихревого процесса в вихревой камере. Вторичный вихревой процесс выполняет функцию динамического сепаратора для частиц, что приводит к интенсификации столкновений частиц между собой и согласует перемещение измельчаемого материала между камерами. Уставлено экспериментально, что для устойчивого режима работы двух вихревых процессов в одной камере количество отверстий в перемычках должно быть нечетным - 3, 5, 7 и т.д. Соотношение площадей отверстий в последующих перемычках между камерами должно возрастать и зависит от характеристик измельчаемого материала, степени измельчения и количества каскадов измельчения. The holes in the bridges between the chambers are the source of the formation of the secondary vortex process in the vortex chamber. The secondary vortex process acts as a dynamic separator for particles, which leads to the intensification of collisions between particles and coordinates the movement of the crushed material between the chambers. It was experimentally stated that for a stable operation of two vortex processes in one chamber, the number of holes in the jumpers should be odd - 3, 5, 7, etc. The ratio of the area of the holes in the subsequent jumpers between the chambers should increase and depends on the characteristics of the crushed material, the degree of grinding and the number of grinding stages.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ.  BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS.
Сущность технического решения поясняется иллюстрациями, где изображены схематически:  The essence of the technical solution is illustrated by illustrations, which depict schematically:
на фиг. 1 - каскадная вихревая мельница (вид спереди в разрезе); на фиг.2 - каскадная вихревая мельница (вид сверху в разрезе).  in FIG. 1 - cascade vortex mill (front view in section); figure 2 - cascade vortex mill (top view in section).
ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ИСПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ.  BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION.
Каскадная вихревая мельница содержит помольную камеру 1 с входным патрубком 2 для измельчаемого материала, помольную камеру 3, которая может быть дополнена аналогичной помольной камерой 4 и другими, которые формируют необходимое количество каскадов мельницы. Входные патрубки 5 для газового энергоносителя и выходные патрубки 6 для измельченного материала и газового энергоносителя наклонены в одну сторону и расположены в каждой из помольных камер 1, 3 и 4. Завихрители 7 расположены на внутренней поверхности боковой стенки указанных помольных камер, причем их полости имеют наклон, подобный наклону входного патрубка 5. Между проекцией 8 отверстия входного патрубка 2 и окружностью 9, которые условно обозначены пунктирными линиями на поверхности перемычек 10, расположены отверстия 11. Стрелкой 12 обозначено основное направление движения газового энергоносителя, стрелкой 13 обозначены дополнительные направления движения газового энергоносителя вокруг отверстий 1 1. The cascade vortex mill contains a grinding chamber 1 with an inlet pipe 2 for crushed material, a grinding chamber 3, which can be supplemented with a similar grinding chamber 4 and others that form the required number of mill stages. The inlet nozzles 5 for the gas energy carrier and the outlet nozzles 6 for the crushed material and the gas energy carrier are inclined to one side and are located in each of the grinding chambers 1, 3 and 4. The swirlers 7 are located on the inner surface of the side wall of these grinding chambers, and their cavities have an inclination , similar to the slope of the inlet pipe 5. Between the projection 8 of the hole of the inlet pipe 2 and a circle 9, which are conventionally indicated by dashed lines on the surface of the jumpers 10, holes 11 are located. Arrow 12 denotes The main direction of movement of the gas energy carrier is indicated; arrow 13 denotes additional directions of the gas energy around holes 1 1.
Установлено экспериментально, что для устойчивого режима работы двух вихревых потоков в одной камере количество отверстий в перемычках должно быть нечетным - 3, 5, 7 и т.д. При этом соотношение площадей отверстий 11 в третьей и последующих перемычках 10 между камерами должно возрастать в зависимости от характеристики измельчаемого материала, степени измельчения и количества каскадов измельчения. Характеристика измельчаемого материала, степень измельчения и количество каскадов измельчения зависят от плотности материала и изменяются - от 0 до 20%. Чем меньше плотность материала, тем большее значение имеют эти показатели.  It was established experimentally that for the stable operation of two vortex flows in one chamber, the number of holes in the jumpers should be odd - 3, 5, 7, etc. The ratio of the area of the holes 11 in the third and subsequent jumpers 10 between the chambers should increase depending on the characteristics of the crushed material, the degree of grinding and the number of grinding stages. The characteristics of the material being ground, the degree of grinding, and the number of grinding stages depend on the density of the material and vary from 0 to 20%. The lower the density of the material, the more important these indicators are.
Каскадная вихревая мельница работает следующим образом.  Cascade vortex mill operates as follows.
Газовый энергоноситель подают через входные патрубки 5 в каждую помольную камеру 1, 3 и 4, в которых образуется поток газового энергоносителя, вращающийся в направлении 12. Около завихрителей 7 в этом потоке образуются турбулентные возбуждения в виде мощных вихрей. Поток газового энергоносителя пересекает зоны около отверстий 11 с различной линейной скоростью, что вызывает образование вокруг каждого отверстия 11 кольцевой области дополнительных вихрей в направлении 13. Через входной патрубок 2 загружают измельчаемый материал, который попадается в центр перемычки 10 помольной камеры 1 и разносится в радиальных направлениях. Частицы измельчаемого материала не достигают поверхности боковой стенки помольной камеры 1 за исключением отдельных крупных частиц, которые отражаются от этой поверхности, и подхватываются кольцевым потоком газового энергоносителя. При прохождении вихрей загруженный материал интенсивно измельчается. Более крупные фракции измельченного материала, которые имеют большую кинетическую энергию, преимущественно отбираются вместе с газовым энергоносителем через патрубок 6 помольной камеры !. Более мелкие фракции измельченного материала совершают больше оборотов в направлении 12 и имеют большую вероятность быть захваченными кольцевым вихревым потоком вокруг отверстий 11 , который их дополнительно измельчает. Благодаря удаленности отверстий 11 от боковой стенки помольной камеры за линией 9, измельчаемый материал удерживается от контактирования с этими стенками. Удаленность отверстий 1 1 от центральной оси помольной камеры 1 за линией 8 препятствует прямому попаданию загружаемого материала в эти отверстия. Вихревой поток вокруг отверстий 11 имеет повышенную скорость по сравнению со скоростью потока в окружающей области. Созданное таким образом разряжение вызывает всасывание фракции измельченного материала через отверстия 11 из помольной камеры 1 в смежную помольную камеру 3, где он аналогично дополнительно измельчается. Вероятность контактирования более крупных фракций измельченного материала с боковой стенкой помольной камеры 3 из-за небольшой их массы по сравнению с масой частиц загружаемого материала очень мала. Они преимущественно отбираются вместе с газовым энергоносителем через патрубок 6 помольной камеры 3. Более мелкие фракции измельченного материала аналогичным образом всасываются через отверстия 1 1 из помольной камеры 3 в смежную помольную камеру 4. Процесс измельчения и отбора фракции измельченного материала повторяется аналогично во всех помольных камерах каскадной вихревой мельницы. Рабочее давление для нагнетания газового энергоносителя выбирают в диапазоне 0,2 - 0,8 МПа. A gas energy carrier is supplied through inlet pipes 5 to each grinding chamber 1, 3, and 4, in which a gas energy carrier stream is generated, which rotates in direction 12. Near the swirlers 7, turbulent excitations are formed in this stream in the form of powerful vortices. The flow of gas energy crosses the zone near the holes 11 with different linear speeds, which causes the formation of an annular region around each hole 11 of additional vortices in the direction 13. Through the inlet pipe 2, the crushed material is loaded, which falls into the center of the bridge 10 of the grinding chamber 1 and spreads in radial directions . Particles of the crushed material do not reach the surface of the side wall of the grinding chamber 1, with the exception of individual large particles that are reflected from this surface and are picked up by an annular flow of gas energy. During the passage of the vortices, the loaded material is intensively crushed. Larger fractions of the crushed material, which have high kinetic energy, are mainly taken together with the gas energy carrier through the pipe 6 of the grinding chamber! Smaller fractions of crushed material make more revolutions in the direction 12 and are more likely to be captured by an annular vortex flow around the holes 11, which further crushes them. Due to the remoteness of the holes 11 from the side wall of the grinding chamber behind line 9, the crushed material is kept from contact with these walls. The remoteness of the holes 1 1 from the central axis of the grinding chamber 1 behind line 8 prevents the feed material from directly entering these holes. The vortex flow around the holes 11 has an increased speed compared with the flow rate in the surrounding area. The vacuum thus created causes the fraction of the crushed material to be sucked through the holes 11 from the grinding chamber 1 into an adjacent grinding chamber 3, where it is likewise further crushed. The probability of contacting larger fractions of the crushed material with the side wall of the grinding chamber 3 due to their small mass in comparison with the mass of particles of the loaded material is very small. They are mainly taken together with the gas carrier through the nozzle 6 of the grinding chamber 3. Smaller fractions of the crushed material are similarly sucked through the holes 1 1 from the grinding chamber 3 into the adjacent grinding chamber 4. The process of grinding and selection of the fraction of crushed material is repeated similarly in all grinding chambers of the cascade vortex mill. The operating pressure for pumping the gas energy carrier is selected in the range of 0.2 - 0.8 MPa.
Таким образом, завихрители потока газового энергоносителя выполнены и как открытые полости на боковых стенках каждой помольной камеры и дополнительно на перемычках между смежными помольными камерами как отверстия, расположенные в определенных областях.  Thus, the swirls of the gas energy carrier flow are made both as open cavities on the side walls of each grinding chamber and additionally on the bridges between adjacent grinding chambers as openings located in certain areas.
Заявляемая каскадная вихревая мельница имеет сравнительно с аналогами больше областей образования вихрей в соразмерных объемах помольной камеры, что позволяет эффективно измельчать твердые материалы и по результатам помола отбирать нужные фракции величиной не менее 2 мкм. The inventive cascade vortex mill has a comparative by analogs, there are more areas of vortex formation in the commensurate volumes of the grinding chamber, which allows one to efficiently grind solid materials and select the desired fractions of at least 2 microns in size based on the results of grinding.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ.  INDUSTRIAL APPLICABILITY.
Заявляемая каскадная вихревая мельница изготавливается на стандартном оборудовании. Конструкционные элементы и узлы изготавливаются из доступных материалов, выпускаемых отечественной промышленностью в соответствии с установленными нормативно- техническими документами.  The inventive cascade vortex mill is manufactured on standard equipment. Structural elements and units are made of accessible materials produced by the domestic industry in accordance with established regulatory and technical documents.
Устройство является простым в изготовлении, технологичным в установке и обслуживании и надежным в эксплуатации.  The device is simple to manufacture, technologically advanced to install and maintain, and reliable in operation.
Таким образом, заявляемая каскадная вихревая мельница характеризуется промышленной применимостью при одновременном обеспечении воспроизводимости физико-механических свойств получаемых измельченных материалов.  Thus, the claimed cascade vortex mill is characterized by industrial applicability while ensuring reproducibility of the physicomechanical properties of the obtained ground materials.

Claims

Формула изобретения Claim
Каскадная вихревая мельница, содержащая по меньшей мере две цилиндрические помольные камеры, полости которых связаны между собой через отверстие в перемычке, разделяющей каждые смежные помольные камеры, входной патрубок для измельчаемого материала расположен в центральной части крышки верхней помольной камеры, боковая стенка каждой помольной камеры связана с входным патрубком для газового энергоносителя и выходным патрубком для измельченного материала, наклоненными в одну сторону относительно радиуса помольной камеры, на внутренней поверхности боковой стенки каждой помольной камеры выполнены завихрители потока газового энергоносителя в виде открытых полостей, отличающаяся тем, что перемычка, разделяющая каждые смежные помольные камеры содержит по меньшей мере три круглых отверстия, суммарная площадь которых равна или превышает площадь отверстия входного патрубка и которые расположены равномерно по окружности между проекцией отверстия входного патрубка на поверхность перемычки и окружностью, удаленной от боковой стенки помольной камеры на величину радиуса отверстия входного патрубка. A cascade vortex mill containing at least two cylindrical grinding chambers, the cavities of which are interconnected through a hole in the jumper separating each adjacent grinding chambers, the inlet pipe for the crushed material is located in the central part of the cover of the upper grinding chamber, the side wall of each grinding chamber is connected with inlet pipe for gas energy carrier and outlet pipe for crushed material, inclined to one side relative to the radius of the grinding chamber, on the inside the swirling surface of each side of the grinding chamber is made of swirls of the gas energy carrier flow in the form of open cavities, characterized in that the jumper separating each adjacent grinding chamber contains at least three circular holes, the total area of which is equal to or greater than the opening area of the inlet pipe and which are evenly spaced around the circumference between the projection of the opening of the inlet pipe on the surface of the jumper and a circle remote from the side wall of the grinding chamber by the value of the radius o the inlet portions.
PCT/UA2011/000101 2010-12-30 2011-10-21 Cascade eddy mill WO2012091687A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201015943 2010-12-30
UAA201015943A UA100422C2 (en) 2010-12-30 2010-12-30 Cascade Vortex Mill

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012091687A1 true WO2012091687A1 (en) 2012-07-05

Family

ID=46383416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2011/000101 WO2012091687A1 (en) 2010-12-30 2011-10-21 Cascade eddy mill

Country Status (2)

Country Link
UA (1) UA100422C2 (en)
WO (1) WO2012091687A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200238296A1 (en) * 2017-09-20 2020-07-30 Viktor SHOSTAK Vortex device for disintegrating material

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0679441A2 (en) * 1991-07-16 1995-11-02 Canon Kabushiki Kaisha Toner production process
RU2103068C1 (en) * 1996-01-24 1998-01-27 Сибирский научно-исследовательский и проектно-технологический институт переработки сельскохозяйственной продукции Device for grinding of plant raw materials
US6789756B2 (en) * 2002-02-20 2004-09-14 Super Fine Ltd. Vortex mill for controlled milling of particulate solids

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0679441A2 (en) * 1991-07-16 1995-11-02 Canon Kabushiki Kaisha Toner production process
RU2103068C1 (en) * 1996-01-24 1998-01-27 Сибирский научно-исследовательский и проектно-технологический институт переработки сельскохозяйственной продукции Device for grinding of plant raw materials
US6789756B2 (en) * 2002-02-20 2004-09-14 Super Fine Ltd. Vortex mill for controlled milling of particulate solids

Also Published As

Publication number Publication date
UA100422C2 (en) 2012-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102269568B1 (en) A flow distrubutor
US9211547B2 (en) Classifier
US3199268A (en) Particle-from-gas separators
JP6016395B2 (en) Coal flow distributor and distributor
JP5443489B2 (en) Baffle device in a coal conduit system.
US6942170B2 (en) Plural odd number bell-like openings nozzle device for a fluidized bed jet mill
US6055914A (en) Pre-riffle box mixing device for coal-fired power plant
WO2017191242A1 (en) Cyclone and dip tube for separating a gas
WO2007145207A1 (en) Air flow classifier, and classifying plant
WO2012091687A1 (en) Cascade eddy mill
KR20170003959A (en) Injection device, in particular for injecting a hydrocarbon feedstock into a refining unit
KR102551079B1 (en) Nozzle
JP6090618B1 (en) Fly ash classification device, fly ash classification method, and production method of spherical fly ash particles
KR20170104961A (en) Dual cyclone type processing apparatus of suspened solids
JP2009213998A (en) Vertical roller mill
RU129408U1 (en) GAS AND LIQUID CONTACT DEVICE
JP2010535687A (en) Apparatus and method for performing chemical and / or physical reaction between solid and gas, and plant for producing cement
RU21876U1 (en) INSTALLATION AND JET-ROTOR GRINDING CAMERA FOR GRINDING
JP2015173996A (en) Vertical crusher
US3443687A (en) Apparatus for classifying particulate material
RU2437031C1 (en) Confuser dust concentrator
CN114425226B (en) Gas-liquid separation device and application thereof
RU2011141325A (en) IMPROVED DEVICE FOR COATING PARTICLES IN A NEW METHOD BY USING A VORTEX AIR FLOW GENERATOR
EP3507019B1 (en) A hydrocyclone
KR20090118742A (en) Auto circle turbulence semi dry reactor system

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11852734

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11852734

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1