Пристрій для одержання тонкодисперсної фракції сипучого матеріалу

Snbsp, Snbsp, Винахід відноситься до одержання високодисперсного тонкого порошку мінеральної сировини за допомогою проточного потоку повітря і може бути використаний для одержання пігментів, наповнювачів, сировини силікатної породи, в енергетиці та інших галузях народного господарства Тонку здрібнену фракцію мінеральної сировини ВІДСІЮЮТЬ, використовуючи сито, що виготовлено із фосфористої бронзи, натягнутої на раму із латуні або пластику Речовини з розміром часток < бОмкм, як правило, не просіюються Високодисперсні тонкі порошки здатні взаємодіяти з навколишнім середовищем На фракції їх розділяють методами від мульчування (у висхідному потоці рідини), за допомогою повітряного сепаратора (у висхідному потоці повітря) або шляхом седиментації (відстоюванням) (Луке Г Экспериментальные методы в неорганической химии М Мир, 1965, 641с) Загальним недоліком цих методів є те, що лише частка речовини має бажану ступень подрібнення Сам процес здійснюється квартуванням матеріалу з використанням щоразу невеликої КІЛЬКОСТІ проби (приблизно в об'ємі кількох горошин) або застосуванням дробильних та роздільних апаратів різних конструкцій 3 крупністю здрібнення 1000 - 500мкм фракція одержується на щокових дробарках, де матеріал роздавлюється між нерухомою та рухомою плитами (щоками), віддаль між якими зменшується в напрямку направлення матеріалу Середнє та мілке здрібнення 500 -10Омкм одержується розтиранням між нерухомими ЗОВНІШНІМ конусом і ексцентрично розташованим до нього внутрішнім обертом Дрібне, тонке і надтонке здрібнення (100 < 40мкм) одержується на двох горизонтально обертаючих назустріч один до одного валків, що захоплюють шматочки матеріалу і роздавлюють їх, за різної частоти обертання вал ків відбувається також розтирання Диспергування різноманітних матеріалів у діапазоні гранулометричного складу кінцевого продукту здійснюють способом направленого повітря для просіювання крупок, що включає подачу повітря через декілька встановлених з можливістю вібрації і утворення ВІДДІЛІВ провіювання ситових ярусів, які мають відводи для продукту сходу з сита, і регульовані ВІДВІДНІ патрубки для переведення просіяного продукту у два або більшу КІЛЬКІСТЬ збірних лотків, очистку і відсіювання через трубопровід, що пройшов через ситові яруси повітря, його повернення через підводний канал зворотно під ситові яруси (патент Германії №29181, кл 50 d, 10, 1884) Відсмоктування повітря здійснюють із, принаймні, двох ВІДДІЛІВ просіювання, при цьому відсмоктування ведуть через окремо розташовану сепарацію, а подачу повітря здійснюють через ситові яруси, що утворюють вібраційну систему з ПІДВІДНИМ каналом та збірним днищем (Патент України №26092, кл В07В4/08, 1999) Недоліком цих способів є низька продуктивність, незадовільне виділення легких та дрібних часток з сипучого продукту, громіздкість та складна технологічна схема обладнання (46)15 08 2002, Бюл № 8, 2002 р Чорний ВолоІванович Чорний ВолоІванович Для підвищення ефективності сепарації сипучого матеріалу порошок подають в зону розділення зверху донизу назустріч основному вертикальному потоку повітря В нижній частині зони розділення на порошок діють додатковим повітряним потоком, що перевищує основний в 1,5-2 рази (Авт свид СССР №1738386, кл В07В4/00, 1992) Для високого ступеня диспергування матеріалу запропоновані спосіб та пристрій для диспергування матеріалів в акустично вихровому потоці з компоновкою ЛІНІЙ із змішувачем багатофазних потоків, подрібнюванням, сушінням та іншим обладнанням (Патент України №24530, кл В02ВЗ/00, 00 00 ^00 48488 B07B4/00, 1998) Вихідний матеріал подається у вихрову камеру, виготовлену із нержавіючої сталі у вигляді диску і, потрапляючи в закручений потік енергоносія, утворює розріджений шар, що обертається, на який накладаються самозбуджені акустичні коливання, що виникають в камері та резонаторах Диспергований матеріал видаляється через сепаруючий пристрій Недоліком вказаного способу є необхідність побудови конструктивно складних камер, в яких під тиском до 0,8МПа використовують інертні гази або сухе повітря Здрібнення і сепарація використовується лише, головним чином, для сухих термолабільних матеріалів, а питомі енерговитрати процесу досить великі Всі вищеописані дробильні та роздільні апарати різних конструкцій використовуються лише для одержання фракцій матеріалу з обмеженою твердістю, абразивними властивостями і відсутньої агрегації у високодисперсного продукту з одержаною гідрофобною або гідрофільною поверхнею За допомогою таких пристроїв неможливо виділити із сипучого матеріалу необхідну тонкодисперсну фракцію без добавки поверхнево-активних речовин (ПА) Найбільш близьким до заявлюваного технічного рішення за призначенням технічної суті і за результатом, який буде досягнуто при виконанні, є пристрій для уловлювання пилу із сипучого матеріалу (Патент Роси №2128556, кл В07В4/00, 1997) Пристрій складається із корпусу з патрубками для відсмоктування пилоповітряної суміші і сітчастих вікон для притоку транспортного повітря На верхній кришці пристрою встановлений завантажувальний бункер, що служить для накопичення сипучого матеріалу, а нижня частина корпусу закінчується бункером для вивантаження продукту Всередині корпусу під завантажувальним бункером встановлений конусоподібний або пірамідоподібний розподілювач матеріального потоку На поверхні розподілювача за допомогою пластин виконані направляючі канали 3 метою виключення зависання та склепінняутворення сипучого матеріалу до нижньої кромки конусного розподілювача підключений вібропривод Вказаний пристрій має призначення лише для уловлювання пилу і мочалоподібних часток із гранульованого поліетилену та інших високомолекулярних сполук Тобто, він також не вирішує задачу одержання та виділення з сипучого матеріалу необхідної тонкодисперсної фракцій з частками зазначеного діаметру Крім того, цей пристрій складний за своєю конструкцією В основу винаходу, що заявляється, поставлене завдання створення спрощеної конструкції пристрою для одержання зазначеної тонкодисперсної фракції сипучого матеріалу (0,5 - 5мкм) шляхом обладнання пристрою механічними конструкційними елементами тонкого помолу матеріалу і регульованою конструкцією розподілювача матеріального потоку Поставлене завдання здійснюється за рахунок того, що в пристрої для одержання тонкодисперсноі фракції сипучого матеріалу, що включає корпус, в якому розміщений розподілювач матеріального потоку, системи подачі та відсмоктування повітря, вузли завантаження та вивантаження матеріалу, згідно з винаходом, розподілювач матеріального потоку виконаний у вигляді циліндра з основою, що перетинає порожнину корпусу впоперек, причому розподілювач встановлений в корпусі з можливістю руху у вертикальному напрямку та з'єднаний з системою відсмоктування повітря, при цьому пристрій додатково обладнаний молольним тілом та з'єднаним з ним електромлином, між якими встановлений сильфон для барботування пилкової суміші, а також шкалою, що встановлена на ЗОВНІШНІЙ поверхні корпусу Крім того, основа циліндра розподілювача матеріального потоку виконана у вигляді "дзвона" Корпус пристрою обладнаний засобом для фіксації циліндру розподілювача матеріального потоку Система відсмоктування повітря має бункер для накопичення кінцевого продукту Пристрій додатково обладнаний вібратором, що встановлений під електромлином Пристрій, що заявляється, дозволяє одержувати тонкодисперсну фракцію з частками заданого розміру конкретного матеріалу, що характеризується ВІДПОВІДНИМИ фізико-хімічними властивостями Це здійснюється завдяки тому, що в цьому пристрої за допомогою дезінтегратора, з'єднаного з електромлином, можна здійснити здрібнення сипучого матеріалу, а за допомогою сильфону для барботування пилкової суміші та розподілювача матеріального потоку, який виконаний у вигляді циліндру з основою, що перетинає порожнину корпусу впоперек, виділити ВІДПОВІДНОГО розміру тонкодисперсну фракцію Наявність шкали та встановлення циліндра з основою з можливістю руху в корпусі у вертикальному напрямку дає можливість фіксувати останні для відбору фракції матеріалу з частками ВІДПОВІДНИХ розмірів на необхідній висоті Основа циліндру, що виконана у вигляді дзвона, забезпечує більш рівномірну подачу одержаної тонкодисперсної фракції в бункер За допомогою вібратора можна перемішувати здрібнені різних розмірів фракції в середині корпусу пристрою Пристрій відрізняється від відомих досить простою конструкцією На кресленні (фіг) зображений пристрій для одержання тонкодисперсної фракції сипучого матеріалу у розрізі Пристрій для одержання тонкодисперсної фракції сипучих матеріалів складається з корпусу 1, завантажувального патрубка 2, сітчастого вікна З для притоку транспортного повітря, розподілювача матеріального потоку, виконаного у вигляді циліндра 4 з основою 5, що може мати вигляд "дзвону" Циліндр 4 з колоколом 5 встановлений в корпусі 1 з можливістю руху у вертикальному напрямку Корпус 1 обладнаний засобом 6 для фіксації циліндру 4 в корпусі 1 У нижній частині корпусу 1 встановлений сильфон 7 для барботацм пилової суміші На ЗОВНІШНІЙ поверхні корпусу 7 встановлена шкала 8, що дає можливість відкалібрувати конкретний вид матеріалу ВІДПОВІДНО ЙОГО природі фізико-хімічних властивостей В середині корпусу 1 над сильфоном 7 встановлено молольне тіло 9, що через перехідні шайби з'єднано насад 48488 кою з приводним стержнем 10 електромлина 11 Для запобігання злежування вихідного матеріалу пристрій може включати вибраційну систему 12 з підводним каналом і збірним дном Верхня частина циліндра 4 з'єднана з системою 13 для відсмоктування повітря, яке надходить від компресора (на кресленні не вказаний) Система 13 закінчується бункером 14 для збирання одержаного кінцевого продукту Пристрій працює таким чином Процес одержання заданої тонкодисперсної фракції сипучого матеріалу передбачає три етапи попередню калібровку шкали пристрою на ВІДПОВІДНИЙ вид матеріалу, здріблення вихідного матеріалу та виділення ВІДПОВІДНОГО розміру тонкодисперсної фракції сипучого матеріалу Калібровка шкали здійснюється за допомогою фракції ВІДПОВІДНОГО матеріалу, що стандартизована і має відповідну сертифікацію Стандартна фракція для сепарації вводиться в нижню частину корпусу 1 через патрубок 2 Через сільфон 7 та сітчасте вікно 3 подається транспортний потік повітря Одночасно включається система основного потоку повітря 13 для відсмоктування стандартної фракції Під ВПЛИВОМ ОСНОВОГО та транспортних потоків частки матеріалу створюють зону застою, яка фіксується на шкалі 8 В межу одержаної зони переміщується основа 5 циліндру 4, який фіксується в корпусі 1 засобом 6 При такому положенні розподілювача матеріального потоку стандартна фракція повністю переходить у бункер 14 Підготовлений до роботи пристрій дає можливість здрібнювати та вести сепарацію вихідного матеріалу, призначеного для одержання тонкодисперсної фракції Вихідний сипучий матеріал через патрубок 2 подається в центральну частину корпусу 1 на змелююче тіло 9 і здрібнюється за допомогою електромлина 11 При необхідності, може бути включеній вібратор 12 Після здрібнення одержана тонкодисперсна фракція сипучого матеріалу, що відповідає стандартній фракції, переноситься в бункер 14 таким же чином, що і стандартна фракція під час калірування шкали Повітря під дією розрядження, що створюється регульованим струменем повітряно-відсмоктувальним компресором, через циліндр 4 рухається до гори і уносить частки відрегульованої фракції, де вона потрапляє в дозатор 14 Некондиційні частки матеріалу осідають на змелююче тіло 9 і домелюються удруге до потрібної фракції при наступному завантаженні вихідного порошку Процес повторюється до оде ржання необхідної КІЛЬКОСТІ заданої тонкодисперсної фракції сипучого матеріалу Приклади одержання тонкодисперсної фракції Приклад 1 Для одержання тонкого помолу мінералу мусковиту з розміром часток фракції 100 - 125мкм в корпус 1 на молольне тіло 9 був засипаний сухий матеріал розміром 1000 - 500мкм і встановлений "дзвін" 5 на висоту 200мм від верхньої частини здрібнюючого тіла 9 Здрібнення перебігало протягом 3 - 5хв Включений електромеханічний вібратор 12, що переміщував корпус 1 у вертикальній площині з частотою 50Гц запобігав злежуванню порошку Повітряне барботування через сильфон 7 та подача повітря через сітчасте віконце 3 примушувало дрібні частки захоплюватися та через циліндр 4 подаватися у накоплюючий бункер 14 Великі частки залишались на молольному ТІЛІ 9 В результаті протягом 15хв було одержано 80% тонкодисперсної фракції, що свідчить про досить високу сепарацію мінералу Приклад 2 Для одержання тонкого помолу мінералу біотиту з розміром часток фракції 45 - 50мкм в корпус 1 був засипаний сухий матеріал 1000 - 500мкм Процес одержання здійснювався таким же чином, що і в прикладі 1, але "дзвін" 5 встановлювався на висоті 400мм В результаті протягом 45хв було одержано 75% тонкодисперсної фракції Приклад З Для одержання тонкого помолу мінералу монтморилоніту з розміром часток фракції 5 - 1мкм в корпус 1 був засипаний сухий матеріал 1000 500мкм Процес одержання здійснювався таким же чином, що і в прикладі 1, але дзвін 5 встановлювався на висоті 600мм В результаті протягом бОхв було одержано 60% надтонкої фракції Одержані дані свідчать, що за допомогою пристрою, що заявляється, можна одержувати різні розміри тонкодисперсного сипучого матеріалу мінеральної сировини досить високого ступеню сепарації, що досягається за рахунок переміщення розподілювача матеріального потоку в зоні розрідження повітряного барботування матеріального потоку і рівномірного розподілу зависання його по всій робочій зоні системи "помол-сепарація" Крім того, значно скорочуються енерговитрати внаслідок виключення необхідності однопасної безперервної дії здрібнення, вібрації та зменшення напору відсмоктуваної фракції транспортного повітря, всі вони працюють почергово в разі необхідності 48488 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