Спосіб подрібнення матеріалів в потоці енергоносія і пристрій вихревого помолу для його здійснення

Изобретение относится к области машиностроения для химической, пищевой, строительной, а также других областей промышленности и может быть использовано в вихревых мельницах. Известен способ измельчения материалов в потоке энергоносителя /а.с. №1574270, B02C19/06/, выбранный в качестве прототипа, включающий подачу в цилиндрическую помольную камеру струи энергоносителя, которая формирует вихревой вращающий поток, загрузку и измельчение исходного материала, сепарированный по уровню отбор полученного порошка. Использование известного способа не обеспечивает достаточно хорошего контакта энергоносителя с исходным материалом, что снижает чистоту помола. Известно устройство вихревого помола /а.с. №1574270, B02C19/06/, выбранное в качестве прототипа, включающее цилиндрическую помольную камеру с соплом, ориентированным вдоль хорды сечения ее внутренней поверхности, которое связано с входным патрубком, загрузочное приспособление и выходное отверстие для порошка и энергоносителя, которое смещено вверх относительно отверстия загрузочного приспособления на где - средний диаметр их отверстий. Использование известного устройства не обеспечивает достаточно хорошего контакта энергоносителя с исходным материалом, что снижает чистоту помола. Поставлена задача усовершенствования способа измельчения материалов в потоке энергоносителя, в которой путем изменения условий измельчения обеспечивается лучший контакт энергоносителя с исходным материалом и за счет этого повышается чистота помола. Поставлена задача усовершенствования устройства вихревого помола, в котором путем конструктивных изменений обеспечивается лучший контакт энергоносителя с исходным материалом и за счет этого повышается чистота помола. В способе измельчения материалов в потоке энергоносителя, включающем подачу в цилиндрическую помольную камеру струи энергоносителя, которая формирует вихревой вращающийся поток, загрузку и измельчение исходного материала, отбор полученного порошка, согласно изобретению измельчение исходного материала стимулируют путем создания зон звуковых и/или ультразвуковых колебаний, поперечных к вращающемуся потоку, в которых колебания второй гармоники основной частоты усилены дополнительными резонансными колебаниями. В устройстве вихревого помола, включающем цилиндрическую помольную камеру с соплом, ориентированным вдоль хорды сечения ее внутренней поверхности и связанным с входным патрубком, загрузочное приспособление и выходное отверстие для порошка и энергоносителя, согласно изобретению на внутренней поверхности помольной камеры выполнены полости, ориентированные вдоль хорды сечения ее внутренней поверхности, направление наклона которых по отношению к радиусу цилиндрической поверхности помольной камеры совпадает с направлением наклона сопла, причем каждая из полостей сопряжена с меньшей второй полостью, наклоненной по отношению к первой. Совокупность приведенных признаков заявляемого способа обеспечивает разрушение исходного материала возле входа энергоносителя в помольную камеру и дополнительно в созданных зонах звуковых и/или ультразвуковых колебаний и тем самым достижение заданного технического результата, улучшение контакта энергоносителя с исходным материалом вследствие увеличения площади контактирования, увеличение турбулентности потока, а также стабилизации процесса измельчения колебаниями во второй попости. При этом повышается частота помола. Совокупность приведенных признаков заявляемого устройства обеспечивает разрушение исходного материала в зоне входа энергоносителя в помольную камеру и дополнительно вблизи полостей на внутренней поверхности помольной камеры и тем самым достижение технического результата, улучшение контакта энергоносителя с исходным материалом вследствие увеличения площади контактирования, увеличения турбулентности потока, а также стабилизации процесса измельчения колебаниями во второй полости. При этом повышается частота помола. Использование заявляемого способа и устройства для его осуществления обеспечивает также меньший контакт исходного материала с поверхностью цилиндрической помольной камеры и преимущественное его измельчение в потоке энергоносителя, что также повышает чистоту помола. На фиг.1 изображен схематически чертеж устройства - вид спереди, на фиг.2 - вид сверху в разрезе. Устройство содержит цилиндрическую помольную камеру 1 с соплом 2, ориентированным вдоль хорды сечения внутренней поверхности камеры, которое связано с входным патрубком 3. Загрузочное приспособление 4 размещено на верхней крышке цилиндрической помольной камеры 1. Выходное отверстие 5 - для порошка и энергоносителя расположено удаленным от сопла 2 по ходу вращения вихревого потока, обозначенного стрелкой 6. Первые полости 7 на внутренней поверхности цилиндрической помольной камеры 1 ориентированы вдоль хорды сечения внутренней поверхности камеры и направление их наклона по отношению к радиусу цилиндрической поверхности помольной камеры 1 совпадает с направлением наклона сопла 2. Каждая из первых полостей 7 сопряжена с меньшей второй полостью 8, наклоненной по отношению к первой, причем размеры полостей обеспечивают условие при котором собственная частота акустических колебаний каждой второй полости 8 лежит в области частот второй гармоники собственных частот акустических колебаний сопряженной с ней первой полости 7. Выходное отверстие 5 и выходной патрубок 9 могут быть выполнены также в верхней или нижней крышке цилиндрической помольной камеры 1. Предлагаемый способ и устройство для его осуществления реализуются следующим образом. Через входной патрубок 3 и сопло 2, ориентированное вдоль хорды сечения внутренней поверхности камеры, в цилиндрическую помольную камеру 1 подают струю газового энергоносителя, который формирует вихревой вращающийся поток, выходящий через выходное отверстие 5. Вблизи отверстия входного патрубка 3, а также вблизи полостей 7, ориентированных вдоль хорды сечения внутренней поверхности камеры, в потоке образуются вихри. Исходный материал через загрузочное приспособление 4 подают внутрь цилиндрической помольной камеры 1 и после его вращения по направлению 6 и измельчения в зонах завихрения потока производят отбор полученного порошка через выходное отверстие 5 и выходной патрубок 9. Измельчение исходного материала стимулируют путем создания зон звуковых и/или ультразвуковых колебаний, поперечных к вращающемуся потоку, которые возникают вследствие снижения давления в меньших вторых полостях 8 и первых полостях 7, достижения им фазы нестабильного равновесия и последующего возврата к исходному состоянию. Колебания второй гармоники основной частоты в полостях 7 усилены дополнительными резонансными колебаниями в полостях 8, что способствует улучшению помола. Использование заявляемых способа и устройства при подаче энергоносителя в виде сжатого воздуха давлением до 600кПа и резонансных частотах колебаний от 7 до 42кГц позволило осуществить помол исходного материала, например зерна, до размеров частиц £118мкм.