Спосіб подрібнення матеріалу та пристрій для його здійснення “повітряні жорна”

1 Спосіб подрібнення матеріалу, який включає створення в обмеженому об'ємі циркулюючих один над одним потоків енергоносія шляхом вводу енергоносія в кожний з потоків під кутом до радіуса його обертання, формування вихрів в області контакту потоків шляхом зміни умов циркуляції одного потоку відносно другого, завантажування подрібнюваного матеріалу, відбір енергоносія з подрібненим матеріалом, який відрізняється тим, що напрямок циркуляції одного потоку енергоносія встановлюють протилежним напрямку циркуляції другого потоку, пропускання енергоносія в область формування вихрів здійснюють через отвори перегородок, формою і величиною яких задають місця формування і інтенсивність вихрів 2 Пристрій для подрібнення матеріалу, який містить циліндроподібний корпус з вхідними отворами для енергоносія, які виконані в його бічній СТІНЦІ і розташовані під кутом до и радіуса для утворення циркулюючих потоків з областю формування вихрів між ними, та вихідним отвором для енергоносія і подрібненого матеріалу, який сполучений із областю формування вихрів, кришку, в якій виконано завантажувальний отвір, та днище, який відрізняється тим, що ВХІДНІ отвори для енергоносія виконані відокремлено в верхній та нижній частинах бічної стінки і нахилені протилежно один одному щодо напрямку обертання навколо осі циліндроподібного корпусу, область формування вихрів обмежена встановленими в корпусі перегородками з отворами для входу подрібнюваного матералу і енергоносія 3 Пристрій за п 2, який відрізняється тим, що перегородки виконані за формою кілець або бокових поверхонь зрізаного конуса, вершини яких направлені одна до одної 4 Пристрій за п 2, який відрізняється тим, що в перегородках додатково виконано п отворів О 00 Винахід стосується машинобудування для хімічної, харчової, будівельної промисловостей і може бути використаним у вихрових млинах Відомий спосіб подрібнення матеріалу, (авт св SU №1724367 5В 02С 19/06), що включає створення в обмеженому об'ємі прямоточних направлених один проти одного потоків енергоносія, пропуск енергоносія в область контакту потоків через отвори, формою і величиною яких задають інтенсивність формування вихрів, підвищення швидкості потоків до надзвукових, завантажування подрібнюваного матеріалу в центральну частину потоків, відбір енергоносія з подрібненим матеріалом Співпадають з суттєвими ознаками способу, що заявляється, створення в обмеженому об'ємі потоків шляхом зустрічного уводу енергоносія в кожний з потоків і формування вихрів в області взаємодії потоків, загрузка подрібненого матеріалу, відбір енергоносія з подрібненим матеріалом При використанні відомого способу об'єм області формування вихрів є недостатнім для ефективного подрібнення матеріалу, що завантажується Відомий спосіб подрібнення матеріалу (патент RU №2056172 6В 02С 19/06), вибраний як прототип, що включає створення в обмеженому об'ємі циркулюючих один над одним односпрямованих потоків шляхом уводу енергоносія в кожний з потоків під кутом до радіуса його обертання, формування вихрів в області контакту потоків шляхом зміни швидкості циркуляції одного потоку відносно другого при ВІДНОСНІЙ різниці цих швидкостей у межах 0,01-0,1, загрузку подрібнюваного матеріалу, відбір енергоносія з подрібненим матеріалом Співпадають з суттєвими ознаками способу, що заявляється, створення в обмеженому об'ємі циркулюючих один над одним потоків із уводом енергоносія в кожний з потоків під кутом до радіу ю 51728 са його обертання, формування вихрів в області контакту потоків шляхом зміни умов циркуляції одного потоку відносно другого, завантажування подрібнюваного матеріалу, відбір енергоносія з подрібненим матеріалом Недоліки використання відомого способу такі ж, як і у попереднього аналога Відомий пристрій для подрібнення матеріалу (авт св SU №1724367 5В 02С 19/06), що містить корпус із вхідними трубами для енергоносія, які сполучені із областю розташування прямолінійних потоків та формування вихрів енергоносія і всередині яких розташовані труби для завантажування подрібнюваного матеріалу із утворенням між трубами коаксиального кільцевого каналу з профілем Лаваля для прискорення енергоносія Внутрішня труба виконана з можливістю осьового переміщення відносно критичного перерізу сопла Лаваля, а торцевий зріз внутрішньої труби розташований між критичним перерізом і вихідним перерізом коаксиального кільцевого каналу на відстані 0,430,49 діаметра цього вихідного перерізу Корпус зв'язаний з днищем та кришкою Вихідний отвір для енергоносія і подрібненого матеріалу сполучений із областю формування вихрів Співпадають з суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, корпус, кришка і днище, ВХІДНІ отвори для енергоносія, сполучені з областю розташування потоків та формування вихрів енергоносія, вхідний отвір для подрібнюваного матеріалу, вихідний отвір для енергоносія і подрібненого матеріалу, сполучений із областю формування вихрів При використанні відомого пристрою об'єм області формування вихрів є недостатнім для ефективного подрібнення матеріалу, що завантажується Відомий пристрій для подрібнення матеріалу (патент RU №2056172 6В 02С 19/06), вибраний як прототип, що містить циліндроподібний корпус з вхідними отворами для енергоносія, розташованими під кутом до його радіуса для утворення циркулюючих односпрямованих потоків з областю формування вихрів між ними Ці отвори виконано з перемінним поздовжнім перерізом і/або радіальний переріз внутрішньої поверхні циліндроподібного корпусу виконано перемінним по висоті ВХІДНІ отвори сполучені із областю розташування верхнього циркулюючого потоку енергоносія, нижнього циркулюючого потоку енергоносія, а також областю формування вихрів Пристрій містить кришку із завантажувальним отвором і днище Вихідний отвір для енергоносія і подрібненого матеріалу сполучений із областю формування вихрів Співпадають з суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, циліндроподібний корпус з вхідними отворами для енергоносія, розташованими під кутом до його радіуса для утворення циркулюючих потоків з областю формування вихрів між ними, кришка, в якій виконано завантажувальний отвір, та днище, вихідний отвір для енергоносія і подрібненого матеріалу, сполучений із областю формування вихрів Недоліки використання відомого пристрою такі ж, як і у попереднього аналога Поставлена задача вдосконалення способу, в якому шляхом зміни технологічних параметрів забезпечується збільшення області формування вихрів і тим самим ефективність подрібнення матеріалу Поставлена задача вдосконалення пристрою, в якому шляхом конструктивних змін забезпечується збільшення області формування вихрів і тим самим ефективність подрібнення матеріалу В способі подрібнення матеріалу, що включає створення в обмеженому об'ємі циркулюючих один над одним потоків шляхом уводу енергоносія в кожний з потоків під кутом до радіуса його обертання, формування вихрів в області контакту потоків шляхом зміни умов циркуляції одного потоку відносно другого, завантажування подрібнюваного матеріалу, відбір енергоносія з подрібненим матеріалом, згідно з винаходом , напрямок циркуляції одного потоку встановлюють протилежним напрямку циркуляції другого потоку, пропуск енергоносія в область формування вихрів здійснюють через отвори перегородок, формою і величиною яких задають місця формування і інтенсивність вихрів В пристрої для подрібнення матеріалу, що містить циліндроподібний корпус з вхідними отворами для енергоносія, розташованими під кутом до його радіуса для утворення циркулюючих потоків з областю формування вихрів між ними, кришку, в якій виконано завантажувальний отвір, та днище, вихідний отвір для енергоносія і подрібненого матеріалу, сполучений із областю формування вихрів, згідно з винаходом, ВХІДНІ отвори для енергоносія виконані відокремлено в верхній та нижній частинах бічної стінки і нахилені протилежно один одному щодо напрямку обертання навколо осі циліндроподібного корпусу, область формування вихрів обмежена встановленими в корпусі перегородками з отворами для входу подрібненого матеріалу і енергоносія Крім того, перегородки виконані за формою кілець або бокових поверхонь зрізаного конуса Крім того, в перегородках додатково виконано П отворів Таким чином сукупність наведених вище ознак способу і ознак пристрою забезпечують збільшення області формування вихрів і тим самим більшу КІЛЬКІСТЬ одиничних руйнувань часток подрібнюваного матеріалу за визначений час і збільшення ефективності подрібнення матеріалу На фіг 1 зображено схематично пристрій для подрібнення матеріалу -вид спереду на фіг 2 - вид зверху Пристрій містить циліндроподібний корпус 1 із вхідним отвором 2 для енергоносія, з'єднаним з патрубком 3 і вхідним отвором 4 для енергоносія, з'єднаним з патрубком 5 ВХІДНІ отвори 2 і 4 розташовані під кутом до радіуса корпусу 1 і нахилені протилежно один одному щодо напрямку обертання 6 навколо осі корпусу 1 Вхідний отвір 2 сполучений з областю О розташування верхнього циркулюючого потоку 7 енергоносія, вхідний отвір 4 - з областю розташування нижнього циркулюючого потоку 8 енергоносія, причому вони виконані роз'єднаними областю розташування вихрів 9, яка обмежена встановленими в корпусі перегородками 51728 10 і 11 з отворами для входу подрібнюваного матеріалу і енергоносія Область формування вихрів 9 сполучена із виконаним у корпусі 1 вихідним отвором 12 для енергоносія і подрібнюваного материалу Корпус 1 з'єднаний з дном 13 і кришкою 14, яка містить завантажувальний отвір 15 Перегородки, як варіант, виконані за формою кілець або бокових поверхонь зрізаного конуса В перегородках додатково, як варіант, виконано п отворів Запропонований спосіб і пристрій для його здійснення реалізується таким чином Через патрубок 3 і вхідний отвір 2 для енергоносія в циліндроподібний корпус 1 подають струмінь газового енергоносія, який утворює між кришкою 14 і перегородкою 10 область циркулюючого потку 7, спрямованого за напрямком обертання 6 навколо осі корпусу 1 Через патрубок 5 і вхідний отвір 4 для енергоносія також подають струмінь газового енергоносія, який утворює область циркулюючого потоку 8 між дном 13 і перегородкою 11, спрямованого протилежно напрямку обертання 6 Вказані струмені проникають через отвори в перегородках 10 і 11, стикаються один з одним із утворенням вихрів Об'єм області формування вихрів 9 визначено площею отворів у цих перегородках, їх відстанню до циліндроподібного корпусу, а також величиною відстані між перегородками 10 і 11 Струмені, що обертаються ближче до стінок корпусу 1 утворюють вихрі більш інтенсивно Подрібнюваний матеріал поступає через завантажувальний отвір 15 і через отвір перегородки 10 в область формування вихрів 9, подрібнюється під дією кавітаційних процесів та внаслідок зіткнення окремих його часток Корпус 1, дно 13 і кришка 14 утворюють робочий об'єм пристрою для подрібнення матеріалу, причому область формування вихрів збільшена порівняно із прототипом, що забезпечує більшу КІЛЬКІСТЬ одиничних руйнувань часток матеріалу за визначений час Подрібнений матеріал поступає разом з енергоносієм у вихідний отвір 12 Перегородки, виконані за формою кілець, пропускають через отвір енергоносій у вигляді корони, переважно по краю отвору, а перегородки, виконані у вигляді бокових поверхонь зрізаного конусу, вершини яких направлені одна до одної, зменшують кут нахилу бокової поверхні цієї корони до осі корпусу 1 Тим самим пристрій налаштовують на оптимальний режим подрібнення певного матеріалу Перегородки, виконані із додатковими п отворами пропускають потік енергоносія у вигляді декількох струменів, чим збільшують можливість налаштування пристрою на оптимальний режим подрібнення матеріалу А-А 15 14 II 10 ІЗ Sir. 2 ііг. І ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71