Живильник струменевого млина та спосіб його роботи

Реферат: Винаходи належать до техніки і технології струменевого розмелу твердих дисперсних матеріалів. Згідно з першим винаходом, живильний пристрій струменевого млина оснащений на виході бункера початкової сировини проміжним пересипним бункером, трубопроводи початкової дисперсної сировини виконані у вигляді вертикальних напірних колон, розміщених між пересипним бункером і витратними бункерами ежекторних дозаторів. Під вихідними отворами напірних колон над активним і пасивним соплами ежекторів, розміщених на одній осі, у кожному з витратних бункерів розміщені обтічні елементи у вигляді стабілізуючих щитків. Містить псевдозріджувач дисперсного матеріалу, розміщений біля дна кожного витратного бункера під стабілізуючим щитком і виконаний у вигляді витка труби, перфорованої отворамисоплами. Згідно з другим винаходом, дозування сировини здійснюють у дві стадії. На першій стадії стабілізують гравістатичний тиск сировини у витратних бункерах, для чого шляхом створюють між бункером початкової сировини і витратними бункерами дозаторів напірні стовпи сировини постійної висоти, які постійно поповнюють сировиною у напірних вертикальних трубних колонах. з використанням явища стабільності кута природного ухилу насипного конуса дисперсної речовини для даного виду дисперсного матеріалу у пересипному бункері дисперсної сировини. На другій стадії дозування у кожному з витратних бункерів дозаторів виділяють частину об'єму витратного бункера, вільну від дисперсної речовини, дозують сировину у псевдозрідженому стані і вводять у відповідну розгінну трубу ежектуванням високонапірними струменями газу-енергоносія. Використання винаходів на практиці забезпечить підвищення ефективності роботи млина і більш раціональне використання наявних енергоресурсів. UA 102756 C2 (12) UA 102756 C2 UA 102756 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до техніки й технології переробки дисперсних матеріалів, а конкретніше до техніки і технології струменевого розмелу твердих дисперсних матеріалів. Найдоцільніше використання винаходу в струменевих протипоточних млинах (СПМ). Тут і далі позначені: а) терміном "газодисперсний потік" - потік суміші газу - енергоносія з частинками твердого матеріалу; б) терміном "дисперсна сировина" - твердий подрібнений матеріал, що підлягає обробці за допомогою заявленого технічного рішення; в) терміном "висипний конус дисперсної сировини" - форма маси дисперсної сировини у вигляді усіченого конуса, яку вона набуває при її висипанні зверху з круглого отвору на горизонтальну поверхню, віддалену від отвору, при відсутності сторонніх сил, діючих на потік дисперсної сировини, крім сил гравітації; г) терміном "поверхня природного ухилу висипного конуса дисперсної сировини" - бокова поверхня висипного конуса дисперсної сировини; д) терміном "нижня основа висипного конуса дисперсної сировини" - плоский круг, обмежений колом, огинаючим місця розташування дисперсних частинок сировини на площині, на якій утворений висипний конус дисперсної сировини; е) терміном "площа опори висипного конуса дисперсної сировини на днище пересипного бункера" - нижня основа висипного конуса дисперсної сировини, утвореного на плоскому горизонтальному днищі пересипного бункера; ж) терміном "гравістатичний тиск" - сила, з якою діє маса дисперсної сировини, розташованої всередині посудини, на одиницю поверхні стінки або дна посудини у статичних умовах; з) терміном "гравістатичний напір" - сила, з якою діє маса дисперсної сировини, розташованої в посудині, на поперечний переріз потоку в отворі в стінці чи днищі посудини, крізь який виходить з посудини потік дисперсної сировини в стаціонарних умовах. Спеціалістам відомо, що при роботі струменевих протипоточних млинів принципово важливо, щоб інтегральні імпульси зустрічних газодисперсних потоків сировини, що розмелюється, були однакові. У такому разі ударна взаємодія потоків найбільш ефективна, процеси ударного руйнування частинок дисперсних зустрічних потоків проходять у розмельній зоні млина, енергія руйнування дисперсних компонентів рівномірно розподіляється між обома зустрічними потоками при їх зіткненні. Проте на практиці рідко досягається така рівномірність, що має своїм наслідком підвищені витрати енергетичних ресурсів на розмел. Для забезпечення означених оптимальних режимів роботи млина необхідно дотримуватись рівномірності густини й однаковості за швидкістю потоків з обох розгінних труб млина, тобто ідентичності роботи дозаторів живильника обох розгінних труб млина. Вирішення технічної задачі забезпечення оптимальних умов роботи млина можливе шляхом конструктивного і режимного вдосконалення роботи живильників, чому приділялась певна увага розробників млинів. Відомі способи й системи живлення СПМ твердою дисперсною сировиною, що містять бункер початкової дисперсної сировини, вихід якого сполучений трубопроводом дисперсної сировини з Y-подібним роздільником потоків і розділені потоки трубопроводами надходили у витратні бункери ежекторних дозаторів, чи труби дисперсної сировини сполучали безпосередньо бункер початкової сировини з витратними бункерами дозаторів. Ежекторні дозатори мають активні сопла, розміщені у витратних бункерах, і пасивні сопла, суміщені з входами розгінних труб. [1. Акунов В.И. Струйные мельницы. М. Машиностроение, 1967. 263 с. 2. Горобец В.И., Горобец Л.Ж. Новое направление работ по измельчению. М., Недра, 1977. 183 с. 3. Патент RU 2 275 245, В02С 19/06, 2002. 4. Разумов И.М. Псевдоожижение и пневмотранспорт сыпучих материалов. М. - Химия, 1972. - 240 с]. Спільними суттєвими ознаками описаних у наведених джерелах [1-4] технічних рішень і винаходу, що заявляється, є наявність бункера дисперсної початкової сировини і витратних бункерів ежекторних дозаторів, з'єднаних трубопроводами транспортування дисперсного матеріалу згідно з технологічними схемами. Спільними також є суттєві ознаки щодо наявності та технічної реалізації ежекторів з їх активними і пасивними соплами. Недоліками описаних у наведених джерелах аналогів є те, що вони не забезпечують ефективність розмелювання внаслідок занадто високих витрат енергії на одиницю продукції. Однією з головних причин цього є різниця в роботі дозаторів, зокрема, розбаланс у часі процесів дозування дисперсних потоків протилежних розгінних труб та, як наслідок, різниця у густині газодисперсних потоків з них, які зустрічаються в ударі. Наслідком цього є 1 UA 102756 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 незбалансованість роботи розгінних труб млина і самого процесу руйнування дисперсних частинок. Різниця в роботі дозаторів настає внаслідок нерівномірності подавання й розгону дисперсної фази з причини флуктуацій густини газодисперсної суміші у пилопроводах, виникнення заторів і різниці в їх роботі, коливання гравістатичного напору у витратних бункерах внаслідок неоднакових продуктивностей пилопроводів, залипання, зависання дисперсної сировини в пилопроводах і витратних бункерах, нерівномірності подавання дисперсної сировини з бункера початкової дисперсної сировини внаслідок його періодичного завантаження й коливання рівня сировини в ньому (а це значить - і коливання гравістатичного тиску), злягання дисперсної сировини у витратних бункерах і, як наслідок, різниця в густині зустрічних газодисперсних потоків з розгінних труб і незбалансованість процесу молоття. Відомі аналоги заявленого винаходу, у яких живлення сировиною струменевих млинів і робота живильників базується на принципах переміщення сировини шнеком [5. Патент RU 2013133, В02С 19/06, 1994. 6. Патент US 4422579, В02С 19/06, 1981. 7. Патент US 4602743, В02С 19/06, 1986]. Спільними суттєвими відмінними ознаками заявленого винаходу і означених аналогів [5, 6, 7] є наявність бункера початкової дисперсної сировини, витратних бункерів ежекторів, трубопроводів, які сполучають витратні бункери ежекторів з бункером початкової сировини згідно з функціональною схемою СПМ. Загальним недоліком технічних рішень [5, 6, 7] є нерівномірність подавання дисперсної сировини у зв'язку з налипанням сировини на шнеку. Крім того, для цих технічних рішень характерні ті ж недоліки, що і для попередніх, зокрема, різниця режимів подавання дисперсної сировини по трубопроводах і, як наслідок, розбалансованість зустрічних потоків з розгінних труб і відносно низька ефективність роботи млина. Відомий пристрій живлення СПМ дисперсною сировиною [8. Патент US 2004211849, В02С 19/06, В02С 23/02, В02С 23/00, 2004J. Пристрій містить дозатор дисперсної сировини для живлення повітряного ежектора, який подає дисперсну фазу разом з повітрям у розмельну камеру млина. Живильник являє собою замкнену конструкцію, ізольовану від довкілля. Перевагою цього живильника-аналога є те, що при роботі млина виключається витік у довкілля запиленого повітря, що має місце у відомих відкритих живильниках, описаних у джерелах [1-2]. Спільними суттєвими відмінними ознаками заявленого винаходу і цього відомого його аналога є герметично закриті живильники. Недоліком конструктивного рішення цього аналога є складність конструкції й знижена надійність обладнання. Відома установка для струменевого подрібнення сипучих матеріалів [9.А. с. СРСР № 365163, В02С 19/06], що містить СПМ, класифікатор, пилоосаджувачі, пиловловлювач, витяжний вентилятор, бункер і дозатор. З метою автоматизації робочого процесу і полегшення подачі до розгінних труб схильного до злипання вихідного дисперсного матеріалу і фракцій крупного недомелу, що повертається з класифікатора, установка забезпечена герметичним розподільчим шнековим пристроєм, приймальний бункер якого зв'язаний з електродвигуном дозатора й сигналізаторами верхнього та нижнього рівнів сировини в бункері. Спільними суттєвими відмінними ознаками винаходу і цього його аналога є конструктивні рішення і взаємне розміщення розмельної камери, ежекторів СПМ і їх витратних бункерів, а також зв'язок бункера сировини трубопроводами з витратними бункерами. Ця відома конструкція СПМ також не забезпечує рівномірне подавання сирового матеріалу, особливо вологого, до розгінних труб млина, тому що схильний до злипання матеріал буде замазувати витки шнека, знижуючи його продуктивність. Відомий струменевий млин (10. А. с. СРСР № 562602, В02С 19/06, 1975) для диспергування целюлозних матеріалів, що включає розмельну камеру, два ежектори з трубопроводами для подачі енергоносія, розташованими співвісно і опозитно по обидва боки розмельної камери. СПМ також має класифікатори, з'єднані з розмельною камерою вертикальним трубопроводом, а також завантажувальні пристрої. З метою підвищення ступеня заповнення потоку енергоносія дисперсним матеріалом і зниження питомої витрати потоку енергоносія на одиницю маси одержаного продукту, кожен завантажувальний пристрій млина має шнек, в порожнистий вал якого поміщений трубопровід для подачі енергоносія. Між внутрішньою поверхнею корпусу завантажувального пристрою і зовнішньою поверхнею вала шнека утворений кільцевий канал, що охоплює сопло ежектора. Спільними суттєвими відмінними ознаками заявленого винаходу й аналога [10] є наявність розмельної камери з протилежно співвісно встановленими ежекторами, витратними бункерами, з якими сполучений за допомогою трубопроводів бункер сирого початкового дисперсного матеріалу. 2 UA 102756 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 У цьому відомому СПМ конструкція описаного завантажувального пристрою також не сповна вирішує задачу рівномірного дозування дисперсного матеріалу в розмельну камеру, особливо вологого матеріалу, що здатен зависати на стінках бункерів завантажувальних шнеків. Крім того, синхронізація роботи приводів шнеків для подачі матеріалу також являє певні труднощі. Крім того, додаткове обладнання - дозуючі шнекові пристрої з приводом - ускладнює загальну конструкцію СПМ, збільшує її вартість і знижує надійність. Відомий також аналог - струменева установка для подрібнення сипкого матеріалу [11. Патент RU 2079366, В02С 19/06, 1997]. Установка включає в себе розмельну камеру, ежектори з соплами і трубопроводами для подачі енергоносію, роздільник, з'єднаний з камерою трубою. Установка обладнана живильним патрубком для подавання матеріалу, бункером з дозатором і пристроєм для очищення газів. При цьому, з метою збільшення продуктивності установки, нижче патрубка для подачі матеріалу в трубу тангенціально врізане, принаймні, одне сопло, сполучене з трубопроводом для подачі енергоносія. Установка працює в такий спосіб. Початковий дисперсний матеріал, часом вологий, з бункера дозатором через живильний патрубок подається у вертикальну трубу, де здійснюється його первинна класифікація та сушка в обертових струменях енергоносія, що підводиться через тангенціальні сопла. Частково висушений матеріал виноситься в роздільник, де ділиться на дві фракції. Крупна фракція повертається в розмельну камеру на домелення, а дрібна фракція виводиться з установки як готовий продукт. При обробці вологого матеріалу, наприклад, гідроксиду алюмінію з вологістю 15-18 %, часом відбувається зависання сировини в бункері і "замазування" елементів дозатора. Внаслідок цього подавання початкового матеріалу в установку стає нестабільним і, як наслідок, знижується продуктивність установки. Така система живлення також значно ускладнює конструкцію установки і процеси її роботи. Відомий також аналог - струменева установка [12. Патент RU 2179068, В02С19/06]. Установка складається з приймального бункера початкової сировини зі шнековим дозатором. Розмельна камера з'єднана з роздільником трубою, обладнаною живильним патрубком. Ротор роздільника приводиться в обертання за допомогою приводу. Роздільник з'єднаний двома трубами з розмельною камерою, а також з пристроєм для очищення газів. У розмельну камеру подається перегріта водяна пара через спеціальні сопла, спрямовані назустріч одне одному. Приймальний бункер початкової сировини сполучений з корпусом шнекового дозатора, по центральній осі корпуса розташований шнек, до спіралі якого зовні приварені металеві стрижні. Корпус шнекового дозатора забезпечений патрубком для виведення матеріалу. Спільними суттєвими відмінними ознаками цього заявленого винаходу і аналога [12] є наявність розмельної камери з двома розгінними трубами, зустрічно розміщеними в її стінках, бункера початкової сировини, з'єднаного вертикальними трубопроводами з витратними бункерами дозаторів. Останні обладнані ежекторами з активними соплами, сполученими з трубопроводами подавання газоподібного енергоносію, і пасивними, приймальними соплами, суміщеними з входами в розгінні труби розмельної камери. У цьому відомому технічному рішенні СПМ за патентом-аналогом [12] наявність відмінних ознак - шнеків живильників не забезпечує рівномірності дозування дисперсної сировини: позаяк сировина нерівномірно надходить з бункера початкової сировини у витратні бункери дозаторів на входи шнеків, то і на виходах шнеків також буде нерівномірне подавання сировини в розмельну камеру, як це було показано вище. У відомій конструкції аналога [13. А. с. SU 1636052, В02С 19/06] млин містить розмельну камеру з щонайменше однією парою ежекторів, кожен з яких виконаний у вигляді корпусу з витратним бункером та укріпленою в задній стінці газопідвідною трубою з соплом на виході. У задній стінці корпуса бункера нижче газопідвідної труби і в нижній стінці виконані вікна, з'єднані з напірним коробом сепаратора. Спільними суттєвими відмінними ознаками цього заявленого винаходу і аналога [13] є наявність розмельної камери з принаймні парою ежекторів, активні сопла яких встановлені навпроти один одного у витратних (завантажувальних) бункерах співвісно з пасивними соплами, суміщеними з входом у розгінні труби. Конструкція пристрою живлення сировиною млина за аналогом [13] не забезпечує рівномірності подавання сирого дисперсного матеріалу в ежектори і розгінні труби млина і, як наслідок, ефективного розмелу сировини з причин, характерних для аналогів, означених вище. Відомий пристрій для подрібнення матеріалів, який містить бункер початкового матеріалу, пневмоімпульсний подрібнювач з сепараційною зоною, циклонний пилоосаджувач, ежектори дозаторів [14. А. с. SU1183177, В02С 19/06, 1985]. 3 UA 102756 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Спільними суттєвими відмінними ознаками цього заявленого винаходу і аналогу за патентом [14] є наявність розмельної камери, ежектора дозаторів, бункера початкової сировини, пристроїв сепарації. Для аналога [14] також характерні недоліки, означені вище для інших аналогів, що не дає можливості досягнення прийнятних показників ефективності роботи. Зокрема, недоліком цього аналогу є те, що при тонкому подрібненні деяких матеріалів, схильних до спучування, рівень матеріалу в корпусі апарату стає вище вихідного отвору живлячого патрубка від бункера початкової сировини і ежектора. В результаті зменшення геометричних розмірів сепараційної зони подрібнювана процес подрібнення та сепарації продукту розмелу погіршується. Крім того, необхідність встановлення бункера сировини (для забезпечення надійного засипання початкового матеріалу у витратний бункер апарату) вище рівня подрібнюваного матеріалу в корпусі подрібнювача призводить до збільшення габариту пристрою у висоту і, відповідно, до збільшення металоємності всієї установки. Відомий пристрій для подрібнення сипучих матеріалів, що містить бункер початкової сировини з живильним патрубком, пневмоімпульсний подрібнювач з розгінними трубами, живильними каналами, перепускною трубою, селективний живильник, ежектор живильника, корпус подрібнювача і циклонні пилоосаджувачі, бункер продуктів розмелу і циклон другого ступеня очищення [15. Патент RU 2060054, B02C 19/06]. Вихід селективного живильника сполучений з живильним каналом розгінної труби Всі елементи пристрою з'єднані технологічними трубопроводами. При роботі пристрою вихідний матеріал з бункера сировини через живильний патрубок, селективний живильник і живильний канал надходить у нижню частину розгінної труби. При імпульсному поданні стисненого газу в нижню частину розгінної труби порція матеріалу розганяється і при зіткненні з відбійною плитою подрібнюється. У сепараційній зоні відбувається поділ подрібненого матеріалу. Тонкі фракції продукту потоком відпрацьованого газу виноситься в пиловідокремлювачі, а фракції крупного продукту зсипаються в корпус подрібнювача, з якого потрапляють в інші розгінні труби. У початковий період працює тільки одна розгінна труба, живильний канал якої з'єднаний з селективним живильником. Після заповнення корпусу подрібнювача до рівня вхідного отвору перепускної труби, коли матеріал починає пересипатися в селективний живильник, включаються інші розгінні труби. Надлишки матеріалу циркулюють за схемою: перепускна труба - селективний живильник - живильний канал - розгінна труба. При відсутності надлишків селективний живильник забезпечує подачу початкового матеріалу. Спільними суттєвими відмінними ознаками заявленого винаходу і аналога [15] є наявність бункера початкової сировини, живильного патрубка, що з'єднує бункер сировини з витратною ємністю на вході ежектора, струменевий принцип подрібнювання, циклонні пиловідокремлювачі. Для цього відомого аналога [15] характерні такі ж недоліки, як для аналогів, описаних вище, які не дозволяють суттєво підвищити ефективність струменевого розмелювання дисперсної сировини в ньому. Відома установка для подрібнення сипучих матеріалів [1], у якій початкова дисперсна сировина з бункера спрямовується живильником у дозатор крізь вертикальну трубу і з дозатора - крізь розгінні труби в розмельну камеру, а подрібнюваний матеріал спрямовується у ту ж вертикальну трубу, що з'єднує розмельну камеру з роздільником. Груба фракція з роздільника надходить на домел крізь ежектори в розмельну камеру. Тонка фракція з роздільника спрямовується у пилоосаджувач. Очищення повітря проводиться у пиловловлювачі. Подавання початкового матеріалу у вертикальну трубу дозволяє вивести тонкі частинки матеріалу з установки, минаючи розмельну камеру, і підвищити тим самим продуктивність млина. Спільними суттєвими відмінними ознаками пропонованого винаходу й аналогу, описаного в [1], є наявність розмельної камери з ежекторами, витратними бункерами, живильникамидозаторами, пилоосаджувач, а також вертикальна труба, сполучена з бункером початкової сировини. Недоліком цього аналогу є те, що на стінки труб циркуляційного контуру і ротора роздільника налипає оброблюваний вологий матеріал, що без попереднього підсушування надходить у вертикальну трубу. Очевидно, що така схема вимагає здійснення попереднього підсушування сировини. Ця конструкція не забезпечує рішення поставленої технічної задачі підвищення ефективності струменевого процесу подрібнення. Відома установка струменевого подрібнення, що складається з бункера початкової вологої сировини, сполученого з живильником, який підключений трубопроводом до вертикальної труби через патрубок [16. Патент RU 2079366, В02С 19/02]. Нижній кінець труби введений в розмельну камеру, яка з'єднується з роздільником з двома циркуляційними трубами. Ротор 4 UA 102756 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 роздільника обертається за допомогою електродвигуна. Трубопровід виходів продукту з роздільника направлений у пристрій для очищення газів, нижній вихід з якого з'єднаний з бункером, а верхній - з пилоосаджувальним пристроєм. Вертикальна труба має одне або декілька тангенціально встановлених сопел нижче розвантажувального патрубка. Сопла з'єднані трубопроводом з лінією подачі енергоносію, яка введена в розмельну камеру. З трубопроводом з'єднаний Інший трубопровід, введений в камеру з протилежного кінця. При роботі установки початковий вологий матеріал з бункера живильником подається по трубопроводу через патрубок в вертикальну трубу, в якій здійснюється його первинна класифікація та сушка в обертових висхідних струменях енергоносія, що піднімається по трубопроводу. Частково висушений матеріал виноситься в роздільник, де ділиться на дві фракції. Великі частинки повертаються по циркуляційних трубах в розмельну камеру на домелювання, а фракції дрібних частинок піддаються обробці в пристрої для очищення газів, нижній продукт з якого збирається в бункері. У розмельній камері здійснюється процес розмелу висушеного матеріалу в спрямованих назустріч один одному струменях енергоносія, що подається по трубопроводах. Тепло енергоносія частково використовується для сушіння завантаженого матеріалу в вертикальній трубі. Подавання енергоносію через сопла створює в трубі обертовий потік газу, в який втягується вологий матеріал, що надходить по патрубку. При проходженні по трубі сировинний матеріал підсушується завдяки високим відносним швидкостям руху теплоносіїв. Під дією відцентрових сил в трубі здійснюється первинна класифікація підсушеного матеріалу і великі частинки рухаються по внутрішній поверхні труби. Досягаючи верхнього зрізу труби, вони відкидаються до входу в циркуляційні труби, не беручи участі в процесі класифікації в роздільнику. При цьому знижується загальна маса оброблюваного матеріалу в роздільнику, що підвищує ефективність його роботи. Спільними суттєвими відмінними ознаками винаходу, що заявляється, і аналога [16] є наявність бункера початкової дисперсної сировини, сполученого з витратними бункерами ежекторних дозаторів з розгінними трубами, встановлених у стінці розмельної камери, сепаратора з двома трубопроводами повернення крупних фракцій недомелу на вхід дозаторів для повторного домелювання. Спільною суттєвою ознакою цього винаходу і його аналога [16] є також спосіб розмелу дисперсного матеріалу в зустрічних струменях в розмельній камері, відділення продукту розмелу від газу-енергоносІя і очищення останнього від залишкового пилу, попереднє часткове підсушування сировини перед розмелом, а також все необхідне для цього обладнання і трубопроводи технологічних з'єднань. Недоліками конструктивних рішень аналога [16] є недостатня збалансованість зустрічних газодисперсних потоків з розгінних труб у розмельну камеру, що є наслідком неконтрольованого і неорганізованого подавання сировини з бункера початкової сировини до ежекторів живильників-дозаторів розгінних труб і причиною зниженої ефективності розмелу і зависоких витрат енергоносію на одиницю маси продукту. Відома конструкція протипоточного струменевого млина, що включає бункер початкового матеріалу, живильники з витратними бункерами, ежекторами з осьовими соплами основного енергоносія, розгінні труби, забезпечені з боку входу матеріалу додатковими соплами, вісі яких становлять гострий кут з поздовжньою і поперечною осями розгінних труб, і протипоточну розмельну камеру [17. Патент SU 1632494, В02С19/06]. Спільними суттєвими відмінними ознаками цього пропонованого рішення і аналога [17] є наявність бункера початкового дисперсного сировинного матеріалу, з якого дисперсний матеріал надходить у витратні бункери ежекторів живильників. Живильники дозують матеріал у розгінні труби. Зустрічні потоки з протилежних розгінних труб входять у розмельну зону розмельної камери. Механічна взаємодія частинок у зустрічних потоках призводить до їх руйнування. Недоліком відомої конструкції аналога [17] є невисока ефективність процесу подрібнення внаслідок розсіювання потоку матеріалу на вході в розмельну камеру, а також підвищений знос робочих поверхонь розмельної камери. У відомому протипотоковому струменевому млині, який містить бункер початкової дисперсної сировини, сполучений з витратними бункерами дозаторів з вмонтованими активними соплами ежекторів для подавання основного енергоносію [18. Патент RU 2188077, В02С19/06]. Активні сопла з'єднані з основним трубопроводом стисненого повітря і розміщені у витратних бункерах ежекторів. Пасивні сопла ежекторів суміщені з входами в розгінні труби, які введені діаметрально протилежно у стінку розмельної камери. Коаксіально-розгінним трубкам розташовані підпірні патрубки з соплами для подавання додаткового енергоносію. Підпірні 5 UA 102756 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 патрубки розміщені з зазором і в них створено кільцеві канали між зовнішньою поверхнею розгінних трубок і внутрішньою поверхнею підпірних патрубків. Додаткові сопла з'єднані з додатковим трубопроводом стисненого повітря. Спільними суттєвими відмінними ознаками цього заявленого винаходу і його аналога за патентом [18] є наявність у складі живильників бункера початкової дисперсної сировини, сполученого трубопроводами з витратними бункерами ежекторів дозаторів, розмельної камери з розгінними трубами, вхідні отвори яких суміщені з пасивними приймальними соплами ежекторів. Конструктивне рішення аналога [18] не забезпечує повною мірою рівномірності зустрічних потоків з розгінних труб у розмельній камері. Відомий аналог - живильник СПМ [19. Авторське свідоцтво СРСР № 1636052, В02С19/06] є найближчим до запропонованого винаходу за сумою суттєвих відмінних ознак, у своїй сукупності спрямованих на розв'язання аналогічної технічної задачі - підвищення продуктивності й ефективності роботи СПМ, тому цей аналог вибраний як його прототип. Це технічне рішення системи живлення СПМ [19] містить розмельну камеру з щонайменше однією парою розгінних труб з ежекторами. Кожен з ежекторів виконаний у вигляді корпусу з завантажувальним - витратним бункером та укріпленою в його задній стінці трубою підводу газового енергоносію з соплом на виході. У задній стінці кожного витратного бункера ежектора нижче труби підводу газу в нижній стінці витратних бункерів виконані вікна, з'єднані з напірним повітряним коробом сепаратора. Розмельна камера з'єднана з сепаратором повітряною трубою. У витратні бункери ежекторів введені трубопроводи повернення недомелу з сепаратора на повторний розмел і трубопроводи подавання на розмел дисперсної сировини з бункера сировини. Спільними суттєвими відмінними ознаками заявленого винаходу і цього його аналога [19] є наявність витратних бункерів ежекторів з трубами підведення газу-енергоносію, активні сопла всередині бункерів, розмельної камери з принаймні однією парою ежекторів з розгінними трубами, а також пристроїв для створення умов для розворушення можливих застійних зон у витратних бункерах ежекторів і псевдозрідження дисперсної сировини в них. У цій конструкції СПМ за патентом [19] частково ліквідовані недоліки попередніх, означених вище конструктивних рішень, обумовлені застійними явищами у витратних бункерах ежекторів і трубопроводах подавання сировини. Але їм притаманні ті ж самі недоліки, що і попередньо означеним конструкціям СПМ, пов'язані з нерівномірностями подавання дисперсної сировини по трубопроводах з бункера сировини у витратні завантажувальні бункери ежекторів. Негативними наслідками цього є перевитрати енергоносію та неефективне його використання, що призводить до зниження ефективності роботи СПМ. З проведеного аналізу рівня техніки виходить наступне. 1. Найважливішою умовою ефективності роботи СПМ є забезпечення її системою живлення потоком газодисперсної суміші щонайбільш можливої густини і однорідності суспензії у зустрічних потоках у розмельному пристрої млина. У відомих СПМ порівняно низька ефективність розмелювання обумовлювалася разом з причинами, означеними вище, ще й низькою ймовірністю зіткнення й зустрічного удару твердих частинок у зустрічних потоках з наступних основних причин: - ймовірність зустрічі твердих частинок двох потоків пропорційна добутку об'ємних густин суспензій цих частинок у газових потоках і на практиці є досить малою величиною зважаючи на великі (на кілька порядків) відмінності густин твердої фази і газоподібного енергоносія; - крім того, використання ежектора як основного розгінного пристрою установки обмежувало допустимі густини суспензії величинами 15-40 кг твердої фази на один кілограм газоподібного енергоносія і таким чином завдання зводилося до задачі пневмотранспорту аерозолю; при таких малих густинах суспензії ймовірність зустрічі твердих частинок у зустрічних потоках становила малу величину; - низька густина суспензії у відомих установках обумовлювалася способом її отримання меншою мірою методом псевдозрідження І головним чином - роздуванням струменями енергоносія в ежекторі і в камері перед ежектором. 2. Головним фактором, що обмежував величину густини суспензії, була необхідність розгону (прискорення) частинок твердої фази у потоці отриманої суспензії до заданих швидкостей і потреба у великих кількостях енергоносія для цього, обумовлених потрібною густиною потоку кінетичної енергії в потоці енергоносія при дуже малій питомій густині енергоносія у порівнянні з питомою густиною твердої фази. 6 UA 102756 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Наслідком процесу розгону твердої фази до заданої швидкості було додаткове і істотне розрідження суспензії і відповідне зниження ймовірності зустрічі і руйнування частинок у зустрічному ударі їх потоків. 3. Іншим негативним результатом розрідження суспензії є турбулізація потоку суспензії при зустрічному ударі струменів, що збиває частинки з їх траєкторії зустрічі. Це призводить до того, що переважна кількість частинок, що зустрічаються, стикаються не на траєкторії, що відповідає їхнім головним векторам швидкості, а на траєкторії компонентів векторів швидкості, нормальних або близьких до нормальних до напряму головних зустрічних векторів швидкості. Позаяк бокові компоненти векторів швидкості частинок значно менше самих векторів, то ефективність зіткнень частинок, яка є пропорційна косинусу кута між дотичними до траєкторій частинок в точці зіткнення, буде знижуватися в міру збільшення кута між дотичними. А це означає, що енергія розгону не використовується для досягнення технічногорезультату руйнування частинок, тому що величина сил взаємодії частинок при їх зіткненні може стати менше величини, що відповідає межі міцності частинок, і буде відбуватися не їх руйнування, а лише нагрів. Тобто значна частина витраченої енергії буде втрачена у незворотному процесі дисипована у довкілля у вигляді тепла, підвищуючи загальну ентропію довкілля. В основу винаходу поставлена задача створення живильника СПМ і способу його роботи, які забезпечать підвищення ефективності роботи СПМ за рахунок збалансованої подачі дисперсної сировини у протилежні розгінні труби СПМ незалежно від періодичних процесів завантаження сировини та поточної продуктивності млина, а також ефективніше використання енергоносію. Технічне рішення задачі досягнення рівномірної, збалансованої у зустрічних дисперсних потоках і максимально можливої густини суспензії реалізується у пропонованому винаході шляхом досягнення максимально можливих рівномірності потоків і їх збалансування при ступінчастій стабілізації рівномірності потоків дисперсної сировини і використанні псевдозрідження сировини у витратних бункерах живильників, розгону потоку псевдозрідженої сировини - суспензії частинок у газовому середовищі в каналах розгінних труб високонапірними струменями енергоносія. Пропоноване технічне рішення реалізується наступним чином. Для вирішення поставленої задачі у конструкцію живильника струменевого млина, який містить бункер початкової дисперсної сировини, сполучений за допомогою трубопроводів дисперсної сировини з витратними бункерами ежекторних дозаторів, розміщених на входах розгінних труб млина, пристрої псевдозрідження дисперсної сировини, розміщені у витратних бункерах ежекторних дозаторів, активні сопла ежекторів дозаторів, розміщені у їх витратних бункерах, їх пасивні сопла, суміщені з входами розгінних труб млина, встановлених у вихідних отворах витратних бункерів, внесені наступні суттєві ознаки, відмінні від відомих аналогів і винаходу, вибраного у якості прототипу: а) заявлений живильник оснащений на виході бункера початкової сировини проміжним пересипним бункером; б) трубопроводи початкової дисперсної сировини виконані у вигляді вертикальних напірних колон, розміщених між пересипним бункером і витратними бункерами дозаторів; в) вихід бункера початкової сировини сполучений вихідним патрубком з вхідним отвором пересипного бункера у його верхній кришці; г) напірні колони виконані як вертикальні трубопроводи заданих діаметрів і довжин; д) вхідні отвори напірних колон розміщені в горизонтальній ділянці днища пересипного бункера в площині днища; е) вхідні отвори напірних колон розміщені в межах нижньої основи висипного конуса дисперсної сировини, але поза межами проекції вхідного отвору пересипного бункера на площину його днища; ж) виходи напірних колон сполучені з витратними бункерами ежекторних дозаторів; з) під вихідними отворами напірних колон, над віссю активного і пасивного сопел ежекторів у витратних бункерах розміщені обтічні елементи у вигляді стабілізуючих щитків обтічної форми; и) кожен стабілізуючий щиток розміщений таким чином, що його краї не виходять за межі сектора, обмеженого променями, що виходять із точки, розташованої на відстані радіуса активного сопла ежектора дозатора нижче його осі, і що проходять під кутом а, рівним куту природного ухилу насипного конуса дисперсної сировини; і) псевдозріджувач дисперсного матеріалу розміщений біля дна кожного витратного бункера під стабілізуючим щитком; ї) псевдозріджувач дисперсного матеріалу виконаний у вигляді витка труби, перфорованої отворами-соплами з нижнього боку труби, причому кінці труби виведені назовні бункера і 7 UA 102756 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 приєднані через запірно-регулюючі вентилі до трубопроводів: один кінець труби - до трубопроводу подачі газу-енергоносія, а другий її кінець - до дренажного трубопроводу; й) пересипний бункер містить корпус, верхню кришку з вхідним отвором, у якому встановлений вихідним кінцем вихідний патрубок бункера початкової дисперсної сировини, і днище з плоскою горизонтальною ділянкою, в якій розміщені вхідні отвори напірних колон; к) зріз вихідного патрубка бункера початкової дисперсної сировини розміщений у вхідному отворі пересипного бункера на відстані від горизонтальної ділянки його днища, що дорівнює висоті усіченого висипного конуса дисперсної сировини, утвореного при її висипанні крізь вхідний отвір пересипного бункера, бокова поверхня висипного конуса утворена поверхнею природного ухилу дисперсної сировини, верхню основу висипного конуса являє зріз вхідного отвору, а нижньою основою є площа опори висипного конуса на днище пересипного бункера; л) напірні колони виконані у вигляді вертикальних труб, верхні вхідні кінці колон закріплені у горизонтальному плоскому днищі пересипного бункера; м) площина перерізу вхідних отворів напірних колон суміщена з площиною днища; н) нижні, вихідні кінці колон з'єднані з входами витратних бункерів ежекторних дозаторів; о) висота напірних колон вибрана з умови утворення робочого гравістатичного тиску дисперсної сировини у витратних бункерах, достатнього для забезпечення заданих витрат сировини ежекторними дозаторами, а діаметр колон і розміри пересипного бункера вибрані з умови забезпечення неперервної роботи млина при заданій періодичності завантаження бункера початкової дисперсної сировини з урахуванням сталої часу системи регулювання роботи ежекторних дозаторів; п) витратні бункери кожного ежекторного дозатора виконані герметичними і сполучені з нижніми вихідними кінцями відповідних напірних колон фланцевими з'єднаннями; р) у витратних бункерах під вихідними отворами напірних колон закріплені щитки обтічної форми; с) під кожним щитком вздовж нього на одній осі розміщені активне сопло ежектора дозатора, сполучене з трубопроводом підведення газу-енергоносія, і його пасивне сопло, суміщене з входом відповідної розгінної труби млина. У своїй сукупності ці наведені вище відмінні суттєві ознаки заявленого винаходу забезпечують досягнення технічного результату, поставленого за мету винаходу. Живильник струменевого млина працює способом, який включає подавання початкової сировини з бункера початкової дисперсної сировини за допомогою трубопроводів дисперсної сировини у витратні бункери ежекторних дозаторів, псевдозрідження сировини газоподібним енергоносієм у витратних бункерах і подавання її у розгінні труби млина ежекцією високонапірними струменями газу-енергоносія. Від відомих способів-аналогів і способа-прототипа заявлений спосіб роботи живильника СПМ відрізняється наступними технологічними операціями: 1) дозування сировини здійснюють у дві стадії. 2) на першій стадії дозування стабілізують гравістатичний тиск сировини у витратних бункерах дозаторів незалежно від рівня заповнення сировиною бункера початкової дисперсної сировини; 3) для стабілізації гравістатичного тиску сировини у витратних бункерах ежекторів дозаторів створюють між бункером початкової сировини І витратними бункерами ежекторів дозаторів напірні стовпи сировини постійної висоти, незалежної від рівня заповнення сировиною як бункера початкової дисперсної сировини, так і витратних бункерів дозаторів, а також від величини витрат сировини дозаторами; 4) напірні стовпи сировини постійно поповнюють сировиною у напірних вертикальних трубних колонах з використанням явища стабільності кута природного ухилу насипного конуса дисперсної речовини для даного виду дисперсного матеріалу; 5) на другій стадії дозування у кожному з витратних бункерів дозаторів конструктивними методами з використанням явища стабільності кута природного ухилу насипного конуса дисперсної речовини для даного виду дисперсного матеріалу резервують частину об'єму витратного бункера, вільну від дисперсної речовини, виділяють з потоків сировини їх частини, що в сумі відповідають заданій продуктивності млина і проводять псевдозрідження виділених частин потоків речовини у кожному витратному бункері, при цьому переміщують одержану при псевдозрідженні газодисперсну суміш у вільні від речовини резервні об'єми витратних бункерів; 6) незалежність гравістатичного тиску дисперсної сировини у витратних бункерах ежекторів дозаторів від величини витрат сировини дозаторами забезпечують стабільністю процесів псевдозрідження дисперсної сировини при сталій величині вільних резервних об'ємів у витратних бункерах ежекторів, забезпеченій використанням явища стабільності кута природного 8 UA 102756 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ухилу насипного конуса дисперсної сировини при засипанні дисперсною сировиною вільних від речовини резервних об'ємів витратних бункерів під щитками; 7) під час роботи млина одержану при псевдозрідженні дисперсної сировини газодисперсну суміш переміщують у напрямку вільних від речовини резервних об'ємів витратних бункерів, дозують сировину у псевдозрідженому стані і дозовано вводять у відповідну розгінну трубу шляхом ежекції високонапірними струменями газу-енергоносія з використанням резервних об'ємів як камер ежекторів для попереднього змішування дисперсної сировини з газоменергоносієм; 8) дозування кількості введеної сировини у кожну з розгінних труб здійснюють шляхом регулювання витрат газу-енергоносія на ежекцію; 9) другу стадію процесу дозування виконують наступними технологічними операціями у такій послідовності: а) в нижній частині кожного напірного стовпа у кожному витратному бункері резервують об'єм, обмежений з боків стінками витратного бункера, зверху - обтічним щитком, а знизу - днищем витратного бункера з встановленим над ним пристроєм псевдозрідження; б) використовуючи властивість стабільності кута природного ухилу при насипанні дисперсного матеріалу, утворюють у резервному об'ємі порожнину, вільну від дисперсного матеріалу, обмежену зверху обтічним щитком, а з боків і знизу - поверхнями природного ухилу дисперсного матеріалу, утвореними при обсипанні обтічного щитка потоком дисперсного матеріалу; в) подають енергоносій у перфоровану трубу псевдозріджувача кожного з витратних бункерів і проводять псевдозрідження дисперсного матеріалу дренуванням газу-енергоносія знизу крізь шар дисперсної сировини у напрямі резервного об'єму з переміщенням псевдозрідженої дисперсної сировини у означену порожнину під щитком; г) проводять ежекцію псевдозрідженої дисперсної сировини з виділених об'ємів у розгінні труби млина за допомогою високонапірних струменів газу-енергоносія при регулюванні його витрати; 10) вибирають висоту напірних стовпів сировини з огляду на необхідний робочий гравістатичний тиск у витратних бункерах дозаторів, а діаметри напірних стовпів обумовлюють допустимими коливаннями витрат сировини при її дозуванні. У своїй сукупності суттєві відмінні ознаки заявленого винаходу - способу роботи живильника СПМ, пропонованого у цій заявці, забезпечують рішення поставленої технічної задачі досягнення максимальної ефективності роботи таких струменевих млинів. На фіг. 1 наведена технологічна схема системи живильника СПМ, на фіг. 2 наведений витратний бункер ежектора живильника, на фіг. 3 наведений пересипний бункер. Живильник СПМ (фіг. 1) складається з бункерів первинної, початкової дисперсної сировини 1, 2, в які здійснюється загрузка 3, 4 первинної крупнодисперсної сировини, що підлягає розмелу, вихідних патрубків 5, 6 бункерів первинної сировини, проміжних пересипних бункерів 7, 8, у верхніх кришках яких встановлені вихідні патрубки 5, 6 (фіг. 2). У вихідні патрубки бункерів первинної сировини врізані патрубки 9, 10 введення поверненого недомелу СПМ. У нижніх стінках пересипних бункерів розміщені вхідні отвори напірних колон 11, 12 циліндричних патрубків, розташованих вертикально. Конструктивні варіанти допускають встановлення напірних колон як в одному й тому ж пересипному бункері (фіг. 2), так і в різних бункерах (фіг. 1). У обох конструктивних варіантах вхідні отвори 13, 14 напірних колон розміщені в нижній стінці (днищі) пересипного бункера в межах основи висипного конуса 15, але поза межами проекції отвору вхідного патрубка на днище бункера. При такому розташуванні пересипних бункерів і напірних колон сировина висипається з бункерів 1, 2 в проміжні пересипні бункери 7, 8 і в напірні колони 11, 12, а після заповнення колон сировина розташовується в пересипних бункерах у вигляді висипних конусів, бокові поверхні яких утворені висипаною сировиною з кутом природного ухилу а для даного дисперсного сировинного матеріалу, після чого висипання з бункера сировини припиняється. Оскільки об'єм напірних колон істотно менше об'єму бункерів сировини 1, 2, то в нормальних умовах експлуатації напірні колони будуть завжди заповнені до верху незалежно від рівня сировини в бункерах 1, 2. Тому коливання в завантаженні сировини в бункери 1, 2 не будуть впливати на гравістатичний напір дисперсного матеріалу внизу колон і на тиск повітряенергоносія в дозуючому ежекторі пилу, а значить - на витрату сировини і, отже, на густину пилоповітряного потоку за живильним ежектором пилу, тому що стовп сировини в напірній колоні створить незмінний і постійний підпір. Це забезпечує стабільність і надійність подачі сировини з бункерів 1, 2 в систему розмелювання СПМ. Пересипні бункери 7, 8 конструктивно являють собою закриту ємність, сполучену з довкіллям лише патрубками вирівнювання тиску 32, в яких можуть бути додатково встановлені фільтри. Це забезпечує виконання екологічних вимог до роботи живильника. 9 UA 102756 C2 5 10 15 2025 30 35 40 45 50 55 Система дозування сировини та формування потоку суміші (фіг. 3) містить в нижніх частинах напірних колон 11, 12 бункери ежекторних дозаторів 17 сировини. До активного сопла 18 ежектора підключена через електрифіковані регулюючий клапан 19 і запірну засувку 20 лінія 21 стисненого повітря. Пасивне сопло 22 ежектора суміщене з входом відповідної розгінної труби 23, приєднаної до розмельної камери 24. Живильник оснащений пристроєм псевдозрідження 25 сировини, розміщеним у нижній частині напірної колони біля дна витратних бункерів ежекторних дозаторів, виконаним у вигляді витка чи відрізка трубопроводу, перфорованого знизу і підключеного через вентиль одним кінцем до трубопроводу газоподібного енергоносія, а другім кінцем через вентиль - до дренажної системи й пилозбірника. Дозуючий ежектор сировини містить активне сопло 18 звукового надкритичного типу, приєднане до трубопроводу стисненого повітря через зазначені органи управління, і циліндричну камеру змішування 23, яка служить розгінною трубою СПМ. Пасивне сопло утворене вхідною частиною камери змішування (розгінної труби) і поверхнею корпусу активного сопла. Довжина камери змішування виконана рівною 5÷6 її калібрів. Камери змішування (розгінні труби) розміщені в корпусі розмельної камери горизонтально одна навпроти другої і на одній осі. Вхідне (пасивне) сопло камери змішування розміщене в нижній частині напірної колони в зоні псевдозрідження сировини. Резервні порожнини під обтічними щитками, у які проводиться псевдозрідження дисперсної сировини, практично є продовженням камер змішування ежекторів і технологічно виконують їх функції. Пристрій псевдозрідження сировини виконаний наступним чином (фіг. 3). Крізь нижню знімну кришку 26 кожної з напірних колон 11, 12 в нижній частині її корпусу нижче дозуючого ежектора сировини пропущений трубопровід 25, з'єднаний одним кінцем з трубопроводом стисненого повітря через електрифіковані запірний вентиль 27 і регулюючий клапан 28, а другим кінцем - з пилозбірником через електрифікований запірний вентиль 29. Стінки трубопроводу 25 в частині, розташованій усередині витратних бункерів ежекторів, знизу 2 перфоровані отворами діаметром 1,0-2,5 мм щільністю один отвір на 0,5÷1 см поверхні. Над вхідним зрізом пасивного сопла (фіг. 3) і трубопроводом активного сопла розташований щиток-стабілізатор складу суміші - обтічна зверху напівкругла чи кутова пластина, виконана у вигляді обтічного елемента вигнутої циліндричної форми чи кутника, розташованої над резервною порожниною і входом у пасивне сопло (фіг. 3). Стабілізуючий щиток розміщений таким чином, що його краї не виходять за межі сектора, обмеженого променями, що виходять із точки, розташованої на відстані радіуса активного сопла нижче його осі, і що проходять під кутом  , рівним куту природного ухилу насипного конуса дисперсної сировини. Таке розташування щитка-стабілізатора забезпечує рівномірний склад псевдозрідженої сировини, що ежектується, і запобігає потраплянню в пасивне сопло скомкованого пилу і виникнення нерівномірного пилоповітряного потоку. Система дозування живильника реалізована у вигляді окремого пристрою 17, сполученого з нижньою частиною напірної колони з допомогою фланцевого роз'єму з встановленою в ньому запірно-регулюючою засувкою 30 призначеною для використання при пусках і зупинках у роботі млина. Пристрій дозування живильника має два співвісних приварних патрубки з фланцевими кришками. У одній кришці зварюванням закріплена камера змішування і щиток, а в другій кришці - трубопровід активного сопла і упор-фіксатор щитка. Живильник струменевого млина працює способом, який включає подавання початкової сировини з бункера початкової дисперсної сировини за допомогою трубопроводів дисперсної сировини у витратні бункери ежекторних дозаторів, псевдозрідження сировини газоподібним енергоносієм у витратних бункерах і подавання її у розгінні труби млина ежекцією високонапірними струменями газу-енергоносія. Від відомих аналогів і прототипу заявлений спосіб роботи млина відрізняється наступними технологічними операціями: 1) дозування сировини здійснюють у дві стадії. 2) на першій стадії стабілізують гравістатичний тиск сировини у витратних бункерах дозаторів незалежно від рівня заповнення сировиною бункера початкової дисперсної сировини; 3) для стабілізації гравістатичного тиску сировини у витратних бункерах дозаторів створюють між бункером початкової сировини і витратними бункерами дозаторів напірні стовпи сировини постійної висоти, незалежної від рівня заповнення сировиною як бункера початкової дисперсної сировини, так і витратних бункерів дозаторів, а також від величини витрат сировини дозаторами; 10 UA 102756 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4) напірні стовпи сировини постійно поповнюють сировиною у напірних вертикальних трубних колонах з використанням явища стабільності кута природного ухилу насипного конуса дисперсної речовини для даного виду дисперсного матеріалу; 5) на другій стадії дозування у кожному з витратних бункерів дозаторів конструктивними методами з використанням явища стабільності кута природного ухилу насипного конуса дисперсної речовини для даного виду дисперсного матеріалу резервують частину об'єму витратного бункера, вільну від дисперсної речовини, виділяють з потоків сировини їх частини, що в сумі відповідають заданій продуктивності млина і проводять псевдозрідження виділених частин потоків речовини у кожному витратному бункері, при цьому переміщують одержану при псевдозрідженні газодисперсну суміш у вільні від речовини резервні об'єми витратних бункерів; 6) незалежність гравістатичного тиску дисперсної сировини у витратних бункерах ежекторів дозаторів від величини витрат сировини дозаторами забезпечують стабільністю процесів псевдозрідження дисперсної сировини при сталій величині вільних резервних об'ємів у витратних бункерах ежекторів, забезпеченій використанням явища стабільності кута природного ухилу насипного конуса дисперсної сировини при засипанні дисперсною сировиною вільних від речовини резервних об'ємів витратних бункерів під щитками; 7) під час роботи млина одержану при псевдозрідженні дисперсної сировини газодисперсну суміш переміщують у напрямку вільних від речовини резервних об'ємів витратних бункерів, дозують сировину у псевдозрідженому стані і дозовано вводять у відповідну розгінну трубу шляхом ежекції високонапірними струменями газу-енергоносія з використанням резервних об'ємів як камер ежекторів для попереднього змішування дисперсної сировини з газоменергоносієм; 8) дозування кількості введеної сировини у кожну з розгінних труб здійснюють шляхом регулюванні витрат газу-енергоносія на ежекцію; 9) другу стадію процесу дозування виконують наступними технологічними операціями у такій послідовності: а) в нижній частині кожного напірного стовпа у кожному витратному бункері резервують об'єм, обмежений з боків стінками витратного бункера, зверху - обтічним щитком, а знизу - днищем витратного бункера з встановленим над ним пристроєм псевдозрідження; б) використовуючи властивість стабільності кута природного ухилу при насипанні дисперсного матеріалу, утворюють у резервному об'ємі порожнину, вільну від дисперсного матеріалу, обмежену зверху обтічним щитком, а з боків і знизу - поверхнями природного ухилу дисперсного матеріалу, утвореними при обсипанні обтічного щитка потоком дисперсного матеріалу; в) подають енергоносій у перфоровану трубу псевдозріджувача кожного з витратних бункерів і проводять псевдозрідження дисперсного матеріалу дренуванням газу-енергоносія знизу крізь шар дисперсної сировини у напрямі резервного об'єму з переміщенням псевдозрідженої дисперсної сировини у означену порожнину під щитком; г) проводять ежекцію псевдозрідженої дисперсної сировини з виділених об'ємів у розгінні труби млина за допомогою високонапірних струменів газу-енергоносія при регулюванні його витрати; 10) вибирають висоту напірних стовпів сировини з огляду на необхідний робочий гравістатичний тиск у витратних бункерах дозаторів, а діаметри напірних стовпів обумовлюють допустимими коливаннями витрат сировини при її дозуванні. У своїй сукупності суттєві відмінні ознаки заявленого винаходу - способу роботи живильника СПМ, пропонованого у цій заявці, забезпечують досягнення рішення поставленої технічної задачі - досягнення максимальної ефективності роботи таких струменевих млинів. Робота живильника проходить наступним чином. Періодично завантажують бункери сировини 1, 2 шляхом завантаження порцій 2, 3 сировини в обидва бункери. Крізь патрубки 5, 6 сировина з бункерів 1, 2 надходить в пересипні бункери 7, 8. Під час роботи СПМ крізь патрубки 9, 10 в пересипні бункери надходить разом з сировиною також і недомел, виділений у сепараторі 31. При завантаженні дисперсної сировини у бункер початкової дисперсної сировини і подаванні її у пересипний бункер з бункера початкової дисперсної сировини через вихідний патрубок відкривають засувку на виході з бункера початкової дисперсної сировини. Сировина висипається з отвору вихідного патрубка бункера початкової сировини у пересипний бункер, утворюючи висипний конус. По мірі збільшення висипного конуса збільшується його нижня основа. На кінцевій стадії збільшення висипного конуса його нижня основа починає перекривати вхідні отвори 13, 14 напірних колон. При цьому дисперсна сировина починає засипатися у напірні колони 11, 12, заповнюючи їх знизу від рівня закритих засувок на колонах. Після закінчення засипання колон висипний конус у пересипному бункері продовжує зростати і, коли його вершина досягне отвору вихідного патрубка бункера початкової сировини, вершина конуса закриє вихід і висипання сировини з бункерів 1, 2 11 UA 102756 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 припиниться. У цьому стані живильник готовий до роботи млина. При цьому повітря з герметичних пересипних бункерів виходить у довкілля крізь патрубки 32. Відкривають засувки 30. При відкритті засувок 30 в напірних колонах сировина полідисперсний матеріал - почне засипатися у витратні бункери 17 ежекторних дозаторів (фіг. 1, 3). При цьому дисперсна сировина починає висипатися з напірних колон у витратні бункери ежекторів, обтікаючи щитки з двох боків. По мірі висипання дисперсної сировини з нижніх, вихідних отворів колон верхні шари сировини в колонах опускаються нижче, вхідні отвори колон на їх верхніх кінцях у пересипному бункері звільняються від сировини і на її звільнене місце засипаються нові маси сировини з висипного конусу, конус зменшиться за розміром і звільнить раніше закритий отвір вихідного патрубка бункера початкової сировини. При цьому з бункера почне висипатися сировина і почне відновлюватися висипний конус дисперсної сировини. При цьому дисперсне середовище заповнить весь простір витратних бункерів 17, крім резервних об'ємів під щитками 16, де залишиться незаповненою порожнина, обмежена зверху щитком, а знизу - поверхнями шарів дисперсного середовища, розташованих під кутом природного ухилу (чи кутом внутрішнього тертя дисперсного середовища). Процес засипання резервних об'ємів під щитками буде зупинений утворенням поверхонь природного ухилу дисперсної сировини з двох сторін щитків. При подаванні повітря в патрубок 25 пристрою псевдозрідження, повітря через отворисопла в патрубку почне видуватися з труби і проникати у шар дисперсної речовини і крізь пори в ньому почне фільтруватися в бік найменшого гідравлічного опору дисперсного шару, тобто в бік порожнини під щитком - стабілізатором 16. Збільшення тиску в трубопроводі 25 для псевдозрідження призведе до збільшення швидкості фільтрації, і, нарешті, після досягнення значення швидкості фільтрації, яка дорівнює швидкості витання частинок, дисперсний шар прийде в рух, збільшиться в об'ємі, а його речовина перетвориться у псевдозріджену масу. При подаванні газоподібного енергоносія у пристрої псевдозрідження сировини знизу витратних бункерів енергоносій почне фільтруватися крізь капіляри і дрібні отвори між частинками дисперсної сировини у напрямі найменшого опору - у напрямі резервних порожнин. Як тільки наростаюча швидкість фільтрування газу досягне рівня швидкості Стокса для більшості частинок дисперсної маси (швидкості, визначеної формулою Стокса, яка відповідає початку витання частинок), вся маса частинок у об'ємі між перфорованими патрубками знизу витратного бункера і резервними порожнинами під щитками розбухне, заповнюючи резервні порожнини під щитками - пройде псевдозрідження цих мас дисперсної сировини у витратних бункерах. Подають газ - енергоносій у активні сопла ежекторів і подають псевдозріджену дисперсну сировину послідовно у пасивні сопла ежекторів і у розгінні труби млина ежекцією високонапірними струменями газу-енергоносія з активних сопел. При виведенні псевдозрідженої дисперсної сировини з резервних об'ємів під щитками на звільнене місце надходить нова псевдозріджена дисперсна сировина, а на звільнене місце у витратних бункерах надходить нові маси дисперсної сировини з напірних колон. При неперервній роботі млина означені потоки сировини і пов'язані з ними процеси здійснюються у стаціонарному режимі. При цьому дозування сировини у розгінні труби здійснюють шляхом регулювання витрат газу - енергоносія крізь активні сопла ежекторів. При цьому псевдозріджена маса потече в прискорювальний канал розгінної труби, де буде підхоплена струменями, що витікають з активного сопла ежекторів, прискорена у розгінній трубі млина за рахунок кінетичної енергії струменів з активного сопла і спрямована у розмельну камеру 24 назустріч такому ж потоку з другого, протилежного прискорювача. Продукти розмелу з камери 24 надходить у сепаратор 31, де з них виділяється недомел, який по тічках 32 надходить в патрубки 9, 10. Решта продуктів розмелу з сепаратора 31 надходить в циклон 33, де з потоку виділяється кондиційний продукт 34, а слабо запилене повітря 35 спрямовують на додаткове очищення (не показано), після чого виводиться у довкілля. При завантаженні дисперсної сировини у бункер початкової дисперсної сировини і подаванні її у пересипний бункер з бункера початкової дисперсної сировини через вихідний патрубок відкривають засувку на виході з бункера початкової дисперсної сировини. Сировина висипається з отвору вихідного патрубка бункера початкової сировини у пересипний бункер, утворюючи висипний конус. По мірі збільшення висипного конуса збільшується його нижня основа. На кінцевій стадії збільшення висипного конуса його нижня основа починає перекривати вхідні отвори напірних колон. При цьому дисперсна сировина починає засипатися у напірні колони, заповнюючи їх знизу від рівня закритих засувок на колонах. Після закінчення засипання колон висипний конус у пересипному бункері продовжує зростати і коли його вершина досягне отвору вихідного патрубка бункера початкової сировини, вершина конуса закриє вихід і висипання сировини з бункера припиниться. У цьому стані живильник готовий до роботи млина. 12 UA 102756 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Для початку роботи млина відкривають засувки на напірних колонах. При цьому дисперсна сировина починає висипатися з напірних колон у витратні бункери ежекторів, обтікаючи щитки з двох боків. По мірі висипання дисперсної сировини з нижніх, вихідних отворів колон верхні шари сировини в колонах опускаються нижче, вхідні отвори колон на їх верхніх кінцях у пересипному бункері звільняються від сировини і на її звільнене місце засипаються нові маси сировини з висипного конуса, конус зменшиться за розміром і звільнить раніше закритий отвір вихідного патрубка бункера початкової сировини. При цьому з бункера почне висипатися сировина і почне відновлюватися висипний конус дисперсної сировини. Дисперсна сировина, яка висипалась у витратні бункери, заповнить весь об'єм бункерів, крім резервних об'ємів під обтічними щитками. Процес засипання резервних об'ємів під щитками буде зупинений утворенням поверхонь природного ухилу дисперсної сировини з двох сторін щитків. Подають газоподібний енергоносій у пристрої псевдозрідження сировини знизу витратних бункерів. Енергоносій почне фільтруватися крізь капіляри і дрібні отвори між частинками дисперсної сировини у напрямі найменшого опору - у напрямі резервних порожнин. Як тільки наростаюча швидкість фільтрування газу досягне рівня швидкості Стокса для більшості частинок дисперсної маси (швидкості, визначеної формулою Стокса, яка відповідає початку витання частинок), вся маса частинок у об'ємі між перфорованими патрубками знизу витратного бункера і резервними порожнинами під щитками розбухне, заповнюючи резервні порожнини під щитками - пройде псевдозрідження цих мас дисперсної сировини у витратних бункерах. Подають газ - енергоносій у активні сопла ежекторів і подають псевдозріджену дисперсну сировину послідовно у пасивні сопла ежекторів і у розгінні труби млина ежекцією високонапірними струменями газуенергоносія з активних сопел. При виведенні псевдозрідженої дисперсної сировини з резервних об'ємів під щитками на звільнене місце надходить нова псевдозріджена дисперсна сировина, а на звільнене місце у витратних бункерах надходить нові маси дисперсної сировини з напірних колон. При неперервній роботі млина означені потоки сировини і пов'язані з ними процеси здійснюються у стаціонарному режимі. При цьому дозування сировини у розгінні труби здійснюють шляхом регулювання витрат газу - енергоносія крізь активні сопла ежекторів. Приклад реалізації способу роботи живильника В бункер початкової сировини завантажували вугільний пил - недомел кульового млина ШБМ-50 після відбору з загальної маси помелу в сепараторі млина кондиційного пилу. Дисперсність пилу недомелу знаходилась у межах 93 % решти на ситі R90 і не більше 200 мкм (приблизно, від 90 мкм до 200 мкм). Завантажували сировину після кожного спорожнення бункера початкової сировини на 2/3 його ємності. З бункера початкової сировини вугільний пил надходив потоком у пересипний бункер утворював конус природного висипання. При збільшенні висипного конуса в процесі висипання пилу збільшувалась площа і діаметр dk його основи. Коли основа конуса почала перекривати вхідні отвори напірних колон, вугільний пил почав засипатися у колони. Повне формування висипного конуса закінчилось після заповнення колон. При цьому принцип формування конуса природного висипання вугільного пилу базувався на двох фізичних параметрах дисперсної сировини як сипучого матеріалу - кута природного ухилу  і кута внутрішнього тертя  сипучого матеріалу - вугільного пилу. Експериментально було визначено, що кут природного ухилу дорівнював   32  . На підставі цього було визначено необхідну висоту hb пересипного бункера з виразу hb  dk sin  cos 1 , де   2 - кут внутрішнього тертя дисперсного середовища. Поступово відкрили засувки на колонах і в процесі заповнення колон в першу чергу заповнювали витратні бункери ежекторів живильника. Дисперсна речовина засипалась у витратні бункери, обтікаючи щитки і заповнюючи весь об'єм витратних бункерів, крім об'ємів під щитками, обмежених зверху щитками, спереду і ззаду торцевими стінками бункерів і знизу - насипними поверхнями природного ухилу під кутом  . При обтіканні щитків потоки дисперсної сировини роздрібнювались і перемішувались, набуваючи однорідності. Як енергоносій було вибране стиснене повітря після компресора з параметрами гальмування: тиск p01  0,6 МПа і температура T01  423 K . Температура гальмування пилоповітряної суміші була вибрана T02  293 K . Висота напірних колон була вибрана 4 м. 55 Вугільний пил був приготований з антрациту марки АШ і мав густину  тв  780 кг . При такій м3 густині надлишковий гравістатичний тиск стовпа пилу-недомолу внизу колон у витратних камерах дорівнював p тв  0,0312 МПа . Тиск повітря для псевдозрідження пилу був вибраний таким, що перевищував тиск стовпа пилу в колонах і дорівнював p02  0,1503 МПа . 13 UA 102756 C2 Робота псевдозріджувача. Основним параметром роботи псевдозріджувача є густина псевдозрідженої газопилової суміші. Для її визначення спочатку визначали коефіцієнт зрідження Cf  Gтв , G тв , Gпов - масові витрати твердої фази і повітря при псевдозрідженні Gпов пилу у кожному з витратних бункерів ежекторів живильника. Густину псевдозрідженої сировини 5    C 1  f визначали за залежністю  f  пов   , після чого реалізували чотири режими  пов   1  Cf  тв   дозування для чотирьох значень коефіцієнта псевдозрідження і визначили на підставі цих даних коефіцієнти ежекції дозаторів. Результати цих визначень наведені в таблиці, наведеній нижче. Параметри роботи дозаторів при чотирьох режимах роботи млина визначились таким чином: 10 Таблиця Коефіцієнт псевдозрідження, C f Густина зрідженої сировини,  f , кг м3 Коефіцієнт ежекції, n 15 20 25 30 35 40 45 15 20 25 30 25,14 32,66 40,04 47,27 2,43 2,77 3,07 3,34 Як можна бачити з таблиці, у наведеному прикладі заявлені технічні рішення забезпечують роботу живильника СПМ при високих концентраціях твердих дисперсних частинок у газіенергоносії при високих значеннях коефіцієнта ежекції дозаторів. Заявлені технічні рішення переводять поставлену технічну задачу з класу задач пневмотранспорту в клас задач внутрішньої балістики і таким чином дозволяє досягти її рішення при найбільш ефективному використанні ресурсу газу - енергоносію. Завдяки сукупності суттєвих відмінних ознак, пропонований винахід забезпечує високу ефективність і екологічну чистоту процесів струменевого розмелу твердих дисперсних матеріалів. Як можна бачити з таблиці у наведеному прикладі, заявлені технічні рішення забезпечують роботу живильника СПМ при високих концентраціях твердих дисперсних частинок у газі-енергоносії при високих значеннях коефіцієнта ежекції дозаторів. Список літературних і патентних джерел, використаних при роботі над винаходом: у тексті. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Живильник струменевого млина, який містить бункер початкової дисперсної сировини, сполучений за допомогою трубопроводів дисперсної сировини з витратними бункерами ежекторних дозаторів, розміщених на входах розгінних труб млина, пристрої псевдозрідження дисперсної сировини, розміщені у витратних бункерах ежекторних дозаторів, активні сопла ежекторів дозаторів розміщені у їх витратних бункерах, їх пасивні сопла, суміщені з входами розгінних труб млина, встановлених у вихідних отворах витратних бункерів на вході в розмельну камеру, який відрізняється тим, що він оснащений на виході бункера початкової сировини проміжним пересипним бункером, трубопроводи початкової дисперсної сировини виконані у вигляді вертикальних напірних колон, розміщених між пересипним бункером і витратними бункерами дозаторів, при цьому вихід бункера початкової сировини сполучений вихідним патрубком з вхідним отвором пересипного бункера у його верхній кришці, напірні колони виконані як вертикальні трубопроводи заданих діаметрів і довжин, вхідні отвори напірних колон розміщені в горизонтальній ділянці днища пересипного бункера в площині днища в межах нижньої основи висипного конуса дисперсної сировини, але поза межами проекції вхідного отвору пересипного бункера на площину його днища, причому виходи напірних колон сполучені з витратними бункерами ежекторних дозаторів, під вихідними отворами напірних колон над активним і пасивним соплами ежекторів, розміщених на одній осі, у кожному з витратних бункерів розміщені обтічні елементи у вигляді стабілізуючих щитків обтічної форми, причому кожен стабілізуючий щиток розміщений таким чином, що його краї не виходять за межі сектора, обмеженого променями, що виходять із точки, розташованої на відстані радіуса активного сопла ежектора дозатора нижче його осі, і що проходять під кутом  , рівним куту природного ухилу насипного конуса дисперсної сировини, притому псевдозріджувач 14 UA 102756 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 дисперсного матеріалу розміщений біля дна кожного витратного бункера під стабілізуючим щитком і виконаний у вигляді витка труби, перфорованої отворами-соплами з нижнього боку труби, причому кінці труби виведені назовні бункера і приєднані через запірно-регулюючі вентилі до трубопроводів: один кінець труби - до трубопроводу подачі газу-енергоносія, а другий її кінець - до дренажного трубопроводу. 2. Живильник струменевого млина за п. 1, який відрізняється тим, що пересипний бункер містить корпус, верхню кришку з вхідним отвором, у якому встановлений вихідним кінцем вихідний патрубок бункера початкової дисперсної сировини, і днище з плоскою горизонтальною ділянкою, в якій розміщені вхідні отвори напірних колон, причому зріз вихідного патрубка бункера початкової дисперсної сировини розміщений у вхідному отворі пересипного бункера на відстані від горизонтальної ділянки його днища, що дорівнює висоті зрізаного висипного конуса дисперсної сировини, утвореного при її висипанні крізь вхідний отвір пересипного бункера, бокова поверхня висипного конуса утворена поверхнею природного ухилу дисперсної сировини, верхню основу висипного конуса являє зріз вхідного патрубка, а нижньою основою є площина опори висипного конуса на днище пересипного бункера. 3. Живильник за п. 1, який відрізняється тим, що напірні колони виконані у вигляді вертикальних труб, верхні вхідні кінці колон закріплені у горизонтальному плоскому днищі пересипного бункера і площина перерізу їх вхідних отворів суміщена з площиною днища, а нижні, вихідні кінці колон з'єднані з входами витратних бункерів ежекторних дозаторів, при цьому висота напірних колон вибрана з умови утворення робочого гравістатичного тиску дисперсної сировини у витратних бункерах, достатнього для забезпечення заданих витрат сировини ежекторними дозаторами, а діаметр колон і розміри пересипного бункера вибрані з умови забезпечення неперервної роботи млина при заданій періодичності завантаження бункера початкової дисперсної сировини з урахуванням сталої часу системи регулювання роботи ежекторних дозаторів. 4. Живильник за п. 1, який відрізняється тим, що витратні бункери кожного ежекторного дозатора виконані герметичними і сполучені з нижніми вихідними кінцями відповідних напірних колон фланцевими з'єднаннями, у витратних бункерах під вихідними отворами напірних колон і під кожним стабілізуючим щитком вздовж нього на одній осі розміщені активне сопло ежектора дозатора, сполучене з трубопроводом підведення газу-енергоносія, і його пасивне сопло, суміщене з входом відповідної розгінної труби млина. 5. Спосіб роботи ежекторного дозатора струменевого млина, який включає подавання початкової сировини з бункера початкової дисперсної сировини за допомогою трубопроводів дисперсної сировини у витратні бункери ежекторних дозаторів, псевдозрідження дисперсної сировини газоподібним енергоносієм у витратних бункерах і подавання її у розгінні труби млина ежекцією високонапірними струменями газу-енергоносія, який відрізняється тим, що дозування сировини здійснюють у дві стадії, на першій стадії стабілізують гравістатичний тиск сировини у витратних бункерах дозаторів незалежно від рівня заповнення сировиною бункера початкової дисперсної сировини, для чого шляхом використання явища стабільності кута природного ухилу насипного конуса дисперсної речовини для даного виду дисперсної сировини створюють між бункером початкової сировини і витратними бункерами дозаторів напірні стовпи сировини постійної висоти, незалежної від рівня заповнення сировиною як бункера початкової дисперсної сировини, так і витратних бункерів дозаторів, а також від величини витрат сировини дозаторами, причому напірні стовпи сировини постійно поповнюють сировиною у напірних вертикальних трубних колонах з використанням явища стабільності кута природного ухилу насипного конуса дисперсної речовини для даного виду дисперсного матеріалу у пересипному бункері дисперсної сировини, на другій стадії дозування у кожному з витратних бункерів дозаторів конструктивними методами виділяють частину об'єму витратного бункера, вільну від дисперсної речовини, виділяють з потоків сировини їх частини, що в сумі відповідають заданій продуктивності млина, і одночасно проводять псевдозрідження виділених частин потоків речовини у кожному витратному бункері з переміщенням одержаної газодисперсної суміші у напрямку вільних від речовини виділених об'ємів витратних бункерів, дозують сировину у псевдозрідженому стані і дозовано вводять у відповідну розгінну трубу ежектуванням високонапірними струменями газу-енергоносія з використанням виділених об'ємів як камер для змішування ежекторів, причому дозування кількості введеної сировини у кожну з розгінних труб здійснюють при регулюванні за заданою програмою витрат газу-енергоносія на ежектування. 6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що другу стадію процесу дозування виконують наступними технологічними операціями: а) в нижній частині кожного напірного стовпа у кожному витратному бункері виділяють об'єм, обмежений з боків стінками витратного бункера, зверху обтічним щитком, а знизу - днищем витратного бункера з встановленим над ним пристроєм 15 UA 102756 C2 5 10 псевдозрідження; б) використовуючи властивість стабільності кута природного ухилу при насипанні дисперсного матеріалу, утворюють у виділеному об'ємі порожнину, вільну від дисперсного матеріалу, обмежену зверху обтічним щитком, а з боків і знизу - поверхнями природного ухилу дисперсного матеріалу, утвореними при обсипанні обтічного щитка потоком дисперсного матеріалу; в) подають енергоносій у перфоровану трубу псевдозріджувача кожного з витратних бункерів і проводять псевдозрідження дисперсного матеріалу фільтрацією газуенергоносія знизу крізь шар дисперсної сировини у напрямі виділеного об'єму з переміщенням псевдозрідженої дисперсної сировини у означену порожнину під щитком; г) проводять ежекцію псевдозрідженої дисперсної сировини з виділених об'ємів у розгінні труби млина за допомогою високонапірних струменів газу-енергоносія при регулюванні його витрати. 16 UA 102756 C2 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 17