Спосіб моніторингу струминного подрібнення і газоструминний млин

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб моніторингу газоструминного подрібнення, що включає подачу сипкого матеріалу з бункера і недоподрібненого матеріалу після класифікатора в помольну камеру, зміну величини завантаження, який відрізняється тим, що попередньо в зоні подрібнення на виході встановлюють систему виміру акустичних сигналів, задають амплітуду акустичних сигналів, вимірюють поточні значення амплітуди в процесі подрібнення, потім порівнюють одержані значення з заданими і при відхиленні змінюють величину завантаження струменів матеріалом до досягнення заданої величини амплітуди.

2. Газоструминний млин, що має помольну камеру з розгінними трубками, класифікатор з патрубками повернення сипкого матеріалу на доздрібнення, бункер завантаження, який відрізняється тим, що в помольну камеру введено хвилевід, поза камерою з'єднаний з п'єзокерамічним датчиком, з яким послідовно з'єднано аналого-цифровий перетворювач (АЦП) і блок-аналізатор, при цьому АЦП з'єднано з виконавчим блоком.

Текст

Реферат: Винахід належить до технології тонкого подрібнення матеріалів і може знайти застосування в гірничо-металургійній, хімічній, фармацевтичній та інших галузях промисловості. Спосіб включає подачу прямим потоком сипучого матеріалу з бункера і недоподрібненого сипучого матеріалу після класифікатора в помольну камеру та регулювання завантаження матеріалу, що підлягає подрібненню. Газоструминний млин включає помольну камеру з розгінними трубками, класифікатор з патрубками повернення сипучого матеріалу на доздрібнення, бункер завантаження. Спосіб забезпечує максимальну продуктивность шляхом підтримки граничного завантаження струменів матеріалом на основі акустичного моніторингу зони подрібнення, що реалізується додатковим вдосконаленням газоструминного млина, встановленням реєструючого, аналізуючого і виконавчого блоків. Введенням нових технологічних операцій досягається можливість регулювання в кожний момент часу характеру заданої наповненості струменів матеріалом при зменшені енерговитрат і виключення завалу млина матеріалом. UA 104427 C2 (12) UA 104427 C2 UA 104427 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до технології тонкого подрібнення матеріалів і може знайти застосування в гірничо-металургійній, хімічній, фармацевтичній та інших галузях промисловості. Відомий спосіб автоматичного регулювання процесу подрібнення, в якому з метою автоматичного контролю і регулювання процесу подрібнення проводять заміри активної потужності двигуна млина і продуктивності завантаження млина, що включає змішуючу та подрібнюючу камери, класифікатор, трубопроводи подачі енергоносія (газу), первинного матеріалу і матеріалу на доподрібнення [А. с. № 431905 Способ автоматического непрерывного контроля эффективности процесса измельчения / Марюта А. Н. МПК В02С 25/00 // опубл. 15.06.1974, бюл. № 22, заявка № 1623780/29-33, опубл. 15.02.1971]. Недоліком зазначеного способу є значна похибка в визначенні показників процесу подрібнення, що виключає можливість керування тонким та надтонким подрібненням. Відомий спосіб автоматичного регулювання подрібнення у зустрічних газодинамічних потоках з заміром перепаду температури в камері згорання і помольній камері. Цю різницю використовують для зміни подачі первинного матеріалу, причому, температуру в камері згорання підтримують постійною зміною подачі газу [А. с. № 324069 Способ автоматического регулирования процесса измельчения в противоточной газоструйной мельнице/ Иванов А. А., Горобец В. И., Горобец Л. Ж. МПК В02С19/06 // опубл. 15.10.1974, бюл. № 38, заявка № 1876232/29-33, опубл. 24.01.1973]. Цей спосіб має суттєвий недолік - запізнення реагування температури при завантаженні матеріалу, що призводить до можливості переповнення або недовантаження помольної камери і виключає роботу млина з продуктивністю, що потрібна. Найбільш близьким за своєю технічною суттю до винаходу, що заявляється (прототипом), є спосіб автоматичного контролю процесу подрібнення в протиточному млині за допомогою виміру розрядження на виході з помольної камери [А. с. № 249920 Способ автоматического регулирования процесса измельчения в противоточной струйной мельнице / Горобец В. И., Горобец Л. Ж., Гудима В. И., Иванов А. А. МПК В02С // опубл. 05.08.1969, бюл. № 25, заявка № 126165429-33, опубл. 22.07.1968], зміни витрати енергоносія та матеріалу. Недоліком зазначеного способу є недостатня точність регулювання, значні відхилення наповнення струменів матеріалом, неможливість підтримки заданного рівня їх наповнення, недостатньо висока продуктивність і підвищення енерговитрат. Відомі пристрої автоматичного регулювання подрібнення у зустрічних газодинамічних потоках по заміру перепаду звукового тиску до інжекторів енергоносія і в помольній камері. Ці різниці використовують для зміни подачі первинного матеріалу [Патент Украины № 13629 Спосіб автоматичного управління процесом струминного подрібнювання/ Горобець В. І. МПК В02С 25/00 // опубл. 25.04.1997, бюл. № 2, заявка № 4670518, опубл. 03.04.1989]. Такий пристрій має суттєвий недолік - запізнення реагування контрольованих характеристик на зміну кількості матеріалу, що призводить до можливості переповнення або недовантаження помольної камери і виключає роботу млина з максимальною продуктивністю. Найбільш близьким за своєю технічною суттю до винаходу, що заявляється (прототипом), є газоструминний млин, що має помольну камеру зі встановленими в ній одна проти одної розгінними трубками з соплами, класифікатор, змішувальні камери з патрубками повернення сипкого матеріалу на додаткове подрібнення, бункер завантаження [Патент України № 60735А Газоструминний млин / Коваленко М. Д., Стрельніков Г. О., Горобець Л. Ж., Головач А. Г., Єжов А. Г., Звонов Л. І. МПК В02С 25/00 // опубл. 15.10.2003, бюл. № 10, заявка № 2003021238, опубл. 11.02.2003]. Недоліком зазначеного пристрою є те, що не регулюється подача матеріалу на подрібнення, що призводить часом до зниження ефективності здрібнення. В основу винаходу, що заявляється, поставлено задачу удосконалення відомого способу моніторингу струминного подрібнення матеріалів, в якому введення нових технологічних операцій дає можливість наповнення струменів матеріалом в кожний момент часу подрібнення до граничних значень (щодо переповнення струменів) для різних сипких матеріалів при зменшені енерговитрат, і за рахунок цього покращується керування процесом, продуктивність подрібнення. В основу винаходу газоструминного млина, що заявляється, поставлено задачу удосконалення пристрою, в якому введенням нових елементів досягається забезпечення продуктивності шляхом виключення завалу млина матеріалом та підтримання граничного рівня завантаження струменів матеріалом і за рахунок цього підвищується ефективність подрібнення і покращується керування процесом. Задача вирішується тим, що у відомому способі автоматичного регулювання процесу подрібнення в протиточному струминному млині [А. с. № 249920 Способ автоматического 1 UA 104427 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 регулирования процесса измельчения в противоточной струйной мельнице / Горобец В. И., Горобец Л. Ж., Гудима В. И., Иванов А. А. МПК В02С // опубл. 05.08.1969, бюл. № 25, заявка № 126165429-33, опубл. 22.07.1968], що включає подачу сипкого матеріалу з бункера і недоподрібненого матеріалу після класифікатора в помольну камеру, зміну величини завантаження, попередньо в зоні подрібнення на виході згідно з винаходом встановлюють систему виміру акустичних сигналів, задають амплітуду акустичних сигналів, вимірюють поточні значення амплітуди в процесі подрібнення, потім порівнюють одержані значення з заданими і при відхилу змінюють величину завантаження струменів матеріалом до досягнення заданої величини амплітуди. Задача вирішується тим, що у відомому газоструминному млині [Патент України № 60735А Газоструминний млин / Коваленко М. Д., Стрельніков Г. О., Горобець Л. Ж, Головач А. Г., Єжов А. Г., Звонов Л. І. МПК В02С 25/00 // опубл. 15.10.2003, бюл. № 10, заявка № 2003021238, опубл. 11.02.2003], що має помольну камеру з розгінними трубками, класифікатор з патрубками повернення сипучого матеріалу на доздрібнення, бункер завантаження, встановлено систему моніторингу процесу подрібнення, і за рахунок цього досягається покращення експлуатаційних характеристик, підвищення ефективності і зниження собівартості подрібнених продуктів. На фіг. 1 показана загальна схема струминного млина, що розглядається, де 1 - бункер завантаження матеріалу, 2 - помольна камера, 3 - потік енергоносія, 4 - вентилятор, 5 класифікатор, 6 - бункер розвантаження готового продукту, 7 - патрубки повернення матеріалу, 8 - дозатор, 9 - система реєстрування, 10 - хвилевід, 11 - п'єзокерамічний датчик, 12 - блоканалізатор. На фіг. 2 надано схему моніторингу процесу подрібнення, де І - перший етап запуску млина, II - робочий режим, III - режим моніторингу, IV - зупинка млина. На фіг. 3 зображено схему регулювання газоструминного подрібнення, де А - блок виміру характеристик, В - управляючий блок, С - виконавчий блок. На фіг 4 показано амплітудні характеристики акустичних сигналів в різних режимах завантаження лабораторної установки (матеріал - шамот, розміри часток d=3-0,5 мм): а) подача матеріалу; б) робочий режим; в) розвантаження струменів. На фіг. 5 представлено характерні акустичні сигнали різних етапів промислового подрібнення шлаку (а - оптимальний режим завантаження; продуктивність Q=1,5 т/г, характерна амплітуда акустичних сигналів А= 500 мВ; б - процес перевантаження, початок завалу; продуктивність Q=1 т/г, характерна амплітуда акустичних сигналів А= 50 мВ). На фіг. 6 показано залежність середньої та максимальної амплітуди від продуктивності процесу подрібнення. Спосіб моніторингу газоструминного подрібнення реалізується наступним чином. Моніторинг передбачає безпосереднє спостереження процесу, аналіз інформації, одержаної в ході спостереження, та регулювання процесу подрібнення. На першому етапі після запуску подрібнювача І, записуються попередні акустичні сигнали, що будуть заданими для даного матеріалу та технологічних параметрів (температури, тиску енергоносія, режиму класифікації). Далі система переходить у робочий режим II. Акустичні сигнали опрацьовуються в режимі акустичного моніторингу III. Отримані поточні значення амплітуди постійно порівнюються в блоці аналізатора з заданими для матеріалу, що подрібнюється, і режиму подрібнення. - Доки поточна амплітуда акустичних сигналів більша заданих контрольної величини, процес подрібнення продовжується без змін; - якщо поточна амплітуда менше заданої контрольної величини, це значить, що починається перехід на режим розвантаження, тобто матеріалу у помольній камері вже недостатньо. Тоді передається сигнал на регулюючий пристрій і завантажувальний бункер відкривається так, що подається додатковий матеріал на подрібнення. В кінці подрібнення подається сигнал на повну зупинку комплексу. Пристрій працює таким чином. На першому етапі після запуску подрібнювача, починаючи з запуску класифікатора 5, вентилятора 4, подачі тиску несучого робочого тіла (газу) на ежекцію скрізь канал 3 в помольну камеру 2 і початкової порції матеріалу з бункера 1, записуються попередні акустичні сигнали та технологічні параметри. Далі система переходить у робочий режим. З помольної камери 2 через класифікатор 5 готовий продукт надходить в бункер 6, а недоподрібнений матеріал повертається через патрубки повернення матеріалу 7 на додаткове подрібнення. Акустичні сигнали з системи реєстрування 9, що складається з хвилеводу 10 та п'єзокерамічного датчика 11, опрацьовуються в режимі акустичного моніторингу в блоці-аналізаторі 12, що включає аналого-цифровий перетворювач (АЦП), прилад обробки сигналів і амплітудно-частотний 2 UA 104427 C2 5 10 15 20 25 30 аналізатор. Отримані поточні значення амплітуди постійно порівнюються в блоці-аналізаторі з заданими для режиму і матеріалу, що подрібнюється. Суть запропонованого способу та газоструминного млина пояснюється фіг. 3. Схема пристрою містить блок А, який вимірює амплітудно-частотні характеристики акустичних сигналів і складається з хвилеводу 11, один кінець якого вставлено в помольну камеру 2, а інший поза камерою послідовно з'єднано з п'єзокерамічним датчиком 12 і аналого-цифровим перетворювачем (АЦП) 4, що зв'язаний з аналізуючим і управляючим блоком В. Блок В має прилад обробки інформації ПЕОМ (комп'ютер), що приймає акустичні сигнали, й амплітудночастотний аналізатор (АЧА), що при виконанні необхідних умов через АЦП дає сигнал на виконавчий блок С. Блок С складається з дозатора 8 і бункера 1 матеріалу, що завантажується. Спосіб моніторингу процесу струминного подрібнення і дія пристрою базується на взаємозв'язку акустичних та технологічних параметрів процесу. Експериментально встановлено, що акустичні сигнали в граничних (щодо ефективності подрібнювання) режимах завантаження струменів матеріалом (розвантаження й "завал") може розрізнятися максимальною характерною амплітудою акустичних сигналів в зоні подрібнення до декількох порядків. Це видно на фіг. 4 для амплітудних характеристик акустичних сигналів подрібнення шамоту на лабораторній установці і на фіг. 5 для промислового подрібнення шлаку. На фіг. 6 показано залежність середньої та максимальної амплітуди від продуктивності процесу подрібнення. Такі результати було одержано і при подрібненні інших матеріалів різних фізичних властивостей і вологості. Таким чином, аналізуючи акустичні сигнали процесу подрібнення, можливо визначати продуктивність і керувати нею. Акустичний моніторинг дозволяє враховувати розмір, форму, щільність, орієнтацію часток, механізм подрібнення і зміну їх за часом. В кожний момент часу результати моніторингу порівнюються з заданими параметрами і при необхідності змінюють величину завантаження згідно з програмою моніторингу. Одержані результати наведено в таблиці з параметрами подрібнення шамоту при використанні запропонованого способу регулювання (3) та при його відсутності (1, 2). Розмір середньої продуктивності, як це видно з таблиці, збільшується з 4,26 кг/г (при одноразовому завантаженні матеріалу) та 7,9 кг/г (при додатковому завантаженні матеріалом, але без акустичного моніторингу) до 10,3 кг/г (при регулюванні завантаження матеріалом на базі акустичного моніторингу), тобто до 23 %. Таким чином, на основі моніторингу акустичних параметрів реалізовано постійний контроль і регулювання оптимального наповнення струменів енергоносія матеріалом, що повинен подрібнюватись, з урахуванням його особливостей. Таблиця Залежність продуктивності млина від моніторингу процесу № експерименту 1 2 3 4 5 6 7 Qсередн., кг/г, Q, кг/г, завантаження, моніторингу 9,15 7,2 3,0 1,35 0,6 4,26 одне Q, кг/г, з додатковим Q, кг/г, з додатковим без завантаженням, без завантаженням, з моніторингу моніторингом 9,0 10,5 7,24 11,25 10,45 10,86 9,6 10,35 11,1 10,65 5,9 10,35 1,9 8,4 7,9 10,3 35 40 Джерела інформації: 1. А. с. № 431905 Способ автоматического непрерывного контроля эффективности процесса измельчения / Марюта А. Н. МПК В02С 25/00 // опубл. 15.06.1974, бюл. № 22, заявка № 1623780/29-33, опубл. 15.02.1971. 2. А. с. № 324069 Способ автоматического регулирования процесса измельчения в противоточной газоструйной мельнице/ Иванов А. А., Горобец В. И., Горобец Л. Ж. МПК В02С 19/06 // опубл. 15.10.1974, бюл. № 38, заявка № 1876232/29-33, опубл. 24.01.1973. 3 UA 104427 C2 5 3. А. с. № 249920 Способ автоматического регулирования процесса измельчения в противоточной струйной мельнице / Горобец В. И., Горобец Л. Ж., Гудима В. И., Иванов А. А. МПК В02С // опубл. 05.08.1969, бюл. № 25, заявка № 126165429-33, опубл. 22.07.1968. 4. Патент Украины № 13629 Спосіб автоматичного управління процесом струминного подрібнювання/ Горобець B. I. МПК В02С 25/00 // опубл. 25.04.1997, бюл. № 2, заявка № 4670518, опубл. 03.04.1989. 5. Патент України № 60735А Газоструминний млин / Коваленко М. Д., Стрельніков Г. О., Горобець Л. Ж, Головач А. Г., Єжов А. Г., Звонов Л. І. МПК В02С 25/00 // опубл. 15.10.2003, бюл. № 10, заявка № 2003021238, опубл. 11.02.2003. 10 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 1. Спосіб моніторингу газоструминного подрібнення, що включає подачу сипкого матеріалу з бункера і недоподрібненого матеріалу після класифікатора в помольну камеру, зміну величини завантаження, який відрізняється тим, що попередньо в зоні подрібнення на виході встановлюють систему виміру акустичних сигналів, задають амплітуду акустичних сигналів, вимірюють поточні значення амплітуди в процесі подрібнення, потім порівнюють одержані значення з заданими і при відхиленні змінюють величину завантаження струменів матеріалом до досягнення заданої величини амплітуди. 2. Газоструминний млин, що має помольну камеру з розгінними трубками, класифікатор з патрубками повернення сипкого матеріалу на доздрібнення, бункер завантаження, який відрізняється тим, що в помольну камеру введено хвилевід, поза камерою з'єднаний з п'єзокерамічним датчиком, з яким послідовно з'єднано аналого-цифровий перетворювач (АЦП) і блок-аналізатор, при цьому АЦП з'єднано з виконавчим блоком. 4 UA 104427 C2 5 UA 104427 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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 6

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Pilov Petro Ivanovych, Horobets Larysa Zhanivna, Priadko Natalia Serhiivna

Автори російською

Пилов Петр Иванович, Горобец Лариса Жановна, Прядко Наталья Сергеевна

МПК / Мітки

МПК: B02C 25/00

Мітки: подрібнення, млин, газоструминний, спосіб, струминного, моніторингу

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/8-104427-sposib-monitoringu-struminnogo-podribnennya-i-gazostruminnijj-mlin.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб моніторингу струминного подрібнення і газоструминний млин</a>

Подібні патенти