Млин-сушарка

Изобретение относится к технике измельчения влажных и пластичных материалов с одновременной их сушкой и может быть использовано в промышленности строительных материалов, например, при измельчении мела, глины и т.д. Наиболее близкой в конструктивном отношении является, взятая за прототип, барабанная мельница, содержащая цилиндрический корпус, вн утренняя поверхность которого снабжена размольными дорожками, в которых на реях, параллельных оси корпуса, установлены катки, с устройством для прижима их к дорожкам, причем первые катки цилиндрические, а вторые - криволинейного профиля с радиусом кривизны, проведенным из центра катка и равным радиусу катка, корпус мельницы вращается со сверхкритической скоростью, в верхней части внутреннего объема корпуса расположено сбрасывающее устройство в виде ножей, имеется также система подачи горячих газов, отвода и сепарации пылегазовой смеси [1]. Недостатком такой конструкции мельницы является невысокая тонкость помола и малая производительность сушки при измельчении влажных материалов из-за отсутствия в достаточном объеме стадии тонкого помола материала, за счет его истирания и высокочастотных со ударений. В основу изобретения поставлена задача создать мельницу-сушилку, в которой за счет введения участка для тонкого помола материала истиранием и высокочастотного соударения частиц обеспечивается повышение тонкости готового продукта и улучшение его качества, повышение эффективности сушки и снижение удельного расхода энергии и металлоемкости. Поставленная задача решается тем, что в мельнице-сушилке, вращающейся со сверхкритической скоростью, имеющей внутри размольные кольцевые дорожки, где размещены катки с осью, параллельной оси корпуса и соединенной с устройством для прижима катков к размольным дорожкам, а над катками расположены сбрасывающие материал устройства, при этом первые катки цилиндрические, а вторые - криволинейные с радиусом кривизны, проведенным из центра катка и равным радиусу катка, имеется также система подачи горячих газов, отвода и сепарации пылегазовой смеси, согласно изобретению, к криволинейному катку через упругое соединение прикреплен ротор, в виде беличьего колеса из режущи х полосок, и за ним установлен сбрасывающий материал в сторону разгрузочного торца лоток с регулируемым углом наклона, над которым, как и над ротором, расположено сбрасывающее измельчаемый материал устройство, причем, часть сбрасывающего устройства расположена над второй половиной криволинейного катка, т.е. со стороны ротора расположена так, что горизонтальная проекция его режущей кромки на каток не пересекает левой (со стороны загрузки) части профиля катка, а за лотком, на корпусе мельницы, жестко закреплено кольцо с несколькими (2 - 4) концентрическими рядами пальцев, концы которых скреплены в каждом ряду между собой кольцами, в зазор между которыми входят ряды таких же пальцев, но закрепленных на другом кольце, имеющем противоположное вращение от своего привода и на ребрах, соединяющих это кольцо со своей ступицей установлены полоски с возможностью регулировки их угла наклона, расстояния относительно ребер, их количества и размеров. Технический результат достигается за счет дополнительного эффективного тонкого измельчения материала истиранием и высокочастотным соударением частиц между пальцами по сравнению с раздавливанием и незначительным истиранием под катками, причем половина пальцев не требует отдельного привода для вращения, так как использует вращение корпуса мельницы и не препятствует поступлению горячих газов для сушки материала, а наличие на ребрах полосок позволяет регулировать кинетику помола и сушки. На фиг.1 изображена барабанная мельница, продольный разрез; на фиг.2 - вид А на фиг.1 . Мельница-сушилка включает цилиндрический корпус 1 с приводным зубчатым венцом 2, опирающийся через бандажи 3 на роликоопоры 4. Внутри корпуса 1 имеются размольные дорожки с ровной 5 и криволинейной 6 (в поперечном сечении) рабочими поверхностями. Над дорожками, с расчетным зазором, установлен размольный каток 7 с наружной цилиндрической рабочей поверхностью и размолыный каток 8 с криволинейным профилем, описанным из центра катка радиусом, равным радиусу катка. Катки 7 и 8 закреплены на оси 9. Для прижима катков через рычаги 10 имеется гидроцилиндр 11. К торцу криволинейного катка 8 прикреплен ротор 12 в виде беличьего колеса. К корпусу 1 жестко крепится кольцо 13 с 2 - 4 концентрическими рядами пальцев 14, концы которых соединены в каждом ряду между собой кольцами 15, в зазор между которыми входят ряды таких же пальцев 14, но закрепленных на другом кольце 16. Это кольцо установлено на валу, вращающемся от привода 17 в сторону, противоположную вращению корпуса 1. Через уплотнение к передней части барабана примыкает неподвижное загрузочное устройство 18, включающее течку для шихты 19 с двухшлюзовым затвором и газоподводящий боров 20. К разгрузочному торцу корпуса 1 через уплотнение примыкает газоход 21, над которым установлен сепаратор 22 с газаходом готового продукта 23. Сепаратор сообщен также с полостью мельницы течкой для крупки. Собственно корпус 1, его приводная и опорная части, система прижима валков находятся на общей раме 24, которая расположена под регулируемым углом a к горизонтали. На стойку этой же рамы опирается штанга 25, на которой внутри барабана крепятся сбрасывающие ножи 26 и наклонный в сторону вращения катка лоток 27, размещенный над набегающей частью катков, и лоток 28, наклоненный в сторону разгрузочного торца с возможностью регулировки угла наклона. При этом те сбрасывающие ножи 26, которые расположены над второй половиной криволинейного катка, т.е. примыкающей к ротору 12, расположены так, что горизонтальная проекция их крайней режущей кромки на каток не пересекает левой (со стороны загрузки) части профиля катка, благодаря чему материал не падает на поверхность катка и не сбрасывается в сторону разгрузки, не попав под каток. Положение барабана на роликоопорах фиксируется упорным роликом 29. На ребрах кольца 16 имеются полоски 30 с регулируемым углом наклона и местом установки. Рабочие поверхности размольных дорожек и катков эквидистантны и имеют износостойкую футеровку. Ножи 26 размещают над катком так, чтобы материал падал на затягивающие материал половины катков и на лотки 27, а траектории падения его были максимальной длины и занимали возможно большую часть площади поперечного сечения барабана. Лотки наклоняют под углом, большим угла трения материала. Мельница-сушилка работает следующим образом. Барабан 1 вращается от электромеханического привода через зубчатый венец 2 на роликоопорах 4. Влажная шихта подается в мельницу по загрузочной течке 19 через двухшлюзовой затвор, предотвращающий подсосы холодного воздуха к высокотемпературному газу (около 500°C), который подается в мельницу по борову 20 от специальной топки. Влажная шихта при входе в корпус 1 попадает под цилиндрический каток 7, который установлен над размольной дорожкой 5 с зазором, соответствующим начальной стадии измельчения в этой мельнице. Из-за сверхкритической скорости вращения барабана материал после катка 7 поднимается в верхнюю часть дорожки, откуда ножами 25 шлейфом сбрасывается вниз. Ножи установлены не только над затягивающей материал поверхностью катков, но и над набегающей поверхностью катков, что стало возможным благодаря наклонным лоткам 27. Расстановка ножей в заданном количестве и с определенным шагом обеспечивает сброс материала тонким равномерным слоем, а наличие лотков позволяет более рационально использовать площадь поперечного сечения корпуса, что существенно улучшает условия сушки материала. Пересекая полость корпуса 1, материал подсушивается потоком высокотемпературного газа, скорость которого не должна превышать необходимую (до 1,5м/с) для вывешивания из падающего материала готового продукта. При этом возможно вовлечение в этот поток незначительной части крупки. Многократность подъема и опускания размалываемых частиц обусловлена наличием сверхкритической окружной скорости, принудительным отделением материала ножами от верха размольной дорожки и уклоном корпуса 1. Все это придает размалываемому материалу пилообразную траекторию движения (при виде сбоку), а шаг продвижения материала (в этой траектории) пропорционален наклону корпуса к горизонтали. Таким образом, размалываемая частичка может несколько раз попасть под первый каток, но через несколько циклов подъема и опускания обязательно попадает на вторую размольную дорожку 6 и под каток 8, между которыми для последующего измельчения имеется уменьшенный зазор. Из-за криволинейного профиля этого валка (а следовательно, разных окружных скоростей течек этой поверхности) одновременно с раздавливанием имеет место сдвиг и скольжение слоев материала относительно друг друга, что приводит к интенсивному образованию частиц требуемой тонкости. Так как сбрасывающие ножи 26, расположенные над нисходящей частью рабочей поверхности криволинейного катка 8, установлены за пределами их горизонтальной проекции на каток, то материал попадает под каток и измельчается, в противном случае материал, падая на поверхность катка, мог сбрасываться к разгрузочному торцу без измельчения его под катком, т.е. проскакивать половину катка 8, что снижало бы тонкость помола. После истирания и раздавливания под катком 8 материал продвигается, дальше к ротору 12, которым узкие полоски уплотненного материала, образованные ножами 26, разрезаются на гранулы, что интенсифицирует сушку материала и подготавливает его к измельчению между пальцами 13. Затем материал срезается ножами 27 и попадает на наклонный лоток 28, направляющий его на измельчение между пальцами колец, вращающи хся навстречу друг другу с разными скоростями, одну из которых можно регулировать приводом 17. Здесь происходит окончательное тонкое измельчение материала и его интенсивная сушка. Время сушки регулируе тся также изменением углов наклона лотка 28 и полосок 30. После прохождения барабана материал выносится на газоход 21, подхватывается низкотемпературными газами (около 300°C), например, отходящими из печного агрегата, и вносится в сепаратор 22. При прохождении материала по газоходу, который имеет расчетную длину между газом и материалом, находящимся во взвешенном состоянии, происходит активный теплообмен, в результате чего процесс сушки заканчивается. В сепараторе 22 происходит разделение материала на готовый продукт, уходящий через газоход 23 в систему осаждения, и на крупку, которая по течке возвращается на истирающий каток. Рациональность предлагаемой конструкции и процесса помола заключается в выполнении каждым участком мельницы строго заданных ему операций: дробления первым катком, дробления и истирания материала идет на всех участках мельницы и особенно на последнем. Крепление половины количества пальцев на кольце, жестко связанном с корпусом мельницы, ликвидирует необходимость установки отдельного привода и не препятствует движению горячих газов, а полоски на ребрах их дополнительно вентилируют.