SU1146079A1 - Colloidal mill - Google Patents

Abstract

КОЛЛОИДНАЯ МЕЛЬНИЦА, имеюща  корпус, два соосно расположенных с возможностью вращени  в противоположные стороны дисковых ротора с чередующимис  кольцевыми выступами и впадинами, вал одного из которых выполнен полым, а также патрубок дл  отвода жидкой фазы с измельченными до заданной фракции частиц твердого материала и патрубок дл  удалени  сгущенной суспензии с недоизмельченными частицами, при этом диск ротор;: с полым валом выполнен с перфорированным элементом и установленным на его цилиндрической поверхности кольцом, отличающа с  тем, что, с целью повышени  эффективности процесса классификации, перфорированный элемент диска ротора с полым валом выполнен в виде конической обечайки, прикрепленной одним краем/к внешней рабочей кромке этого диска, а другим - к кольцу по его наружному диаметру, причех кольцо выполнено с окнами, а соосный диск снабжен расположенными на периферии его рабочей поверхности радиальными лопатками .A COLLOID MILL, having a body, two coaxially arranged rotatably in opposite directions disk rotors with alternating annular projections and depressions, the shaft of one of which is hollow, and also a branch pipe for drainage of the liquid phase with crushed to a predetermined fraction of particles of solid material and a branch pipe for removal condensed suspension with incomplete particles, while the rotor disk;: with a hollow shaft is made with a perforated element and a ring mounted on its cylindrical surface, featuring and in order to increase the efficiency of the classification process, the perforated element of the rotor disk with a hollow shaft is made in the form of a conical shell attached by one edge / to the outer working edge of this disk and the other to the ring according to its outer diameter with windows, and the coaxial disk is provided with radial blades located on the periphery of its working surface.

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  мокрого сверхтонкого помола различных материалов с одновременной классификацией и может- быть использовано в химической, радиотехнической, фармацевтической и других отрасл х промышленности, выпускающей сверхтонкие порошкообразные материалы .The invention relates to a device for wet superfine grinding of various materials with simultaneous classification and can be used in the chemical, radio engineering, pharmaceutical and other industries of the industry producing ultrafine powdered materials.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности  вл етс  коллоидна  мельница, имеюща  корпус, два соосно расположенных с возможностью вращени  в противоположные стороны дисковых ротора с чередующимис  кольцевыми выступами и впадинами, вал одного из которых выполнен полым, а также патрубок дл  отвода жидкой фазы с измельченными до заданной фракции частиц твердого материала и патрубок дл  удалени  сгущенной суспензии с недоизмельченными частицами, при этом диск ротора с полым валом выполнен с перфорированным элементом в виде днища стакана на его нерабочей стороне и с установленным на этом диске ротора на цилиндрической части его кольцом 1.Closest to the invention to the technical essence is a colloid mill having a body, two coaxially arranged rotatably in opposite directions of disk rotors with alternating annular projections and depressions, the shaft of one of which is hollow, as well as a branch pipe for drainage of the liquid phase with ground to a given fraction of particles of solid material and a pipe to remove a thickened suspension with undersized particles, and the rotor disk with a hollow shaft is made with a perforated element in the form of the bottom of the glass is on its non-working side and with its ring 1 mounted on this rotor disk on the cylindrical part.

В известном устройстве стакан с перфорированным днищем выполн ет функцию классификатора измельченного продукта. Однако этот классификатор расположен на значительном рассто нии от зоны действи  высоких энергий, развиваемых роторами при вращении в противоположных направлени х , в результате чего не реализуетс  возможность использовани  турбулентного потока дл  интенсификации проталкивани  мелких частиц продукта через отверсти  перфорированного элемента и ускорени  сползани  оседающей на его поверхности массы крупных частиц. Кроме того, конструкци  классификатора не позвол ет получить тонину однородного продукта гранулометрического состава, так как при вращении перфорированного днища под действием динамического эффекта центробежного пол  «живое сечение его отверстий, через которое проталкиваетс  готовый продукт, будет зависеть от места расположени  этих отверстий ,, в св зи с чем на периферии днища оно может быть в несколько раз меньше, чем вблизи оси его вращени . Поэтому в таком же соотношении может измен тьс  и гранулометрический состав твердых частиц готового продукта.In the known device, a glass with a perforated bottom performs the function of classifying a ground product. However, this classifier is located at a considerable distance from the high energy zone developed by the rotors when rotating in opposite directions, as a result of which the turbulent flow cannot be used to intensify the pushing of small particles of the product through the holes of the perforated element and accelerating the creeping mass deposited on its surface. large particles. In addition, the design of the classifier does not allow obtaining a fineness of a homogeneous product of particle size distribution, since when the perforated bottom rotates under the dynamic effect of a centrifugal floor, the living section of its holes through which the finished product is pushed will depend on the location of these holes in With it, at the periphery of the bottom it can be several times smaller than near its axis of rotation. Therefore, the particle size distribution of solid particles of the finished product can also be changed in the same ratio.

Наличие в конструкции мельницы двух камер, заполненных продуктом, в которых вращаютс  роторы, создает значительное гидродинамическое сопротивление движению продукта в системе, что ведет к увеличению затрат электроэнергии.The presence in the construction of the mill of two chambers filled with a product in which the rotors rotate creates significant hydrodynamic resistance to the movement of the product in the system, which leads to an increase in electricity consumption.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности процесса классификации.The aim of the invention is to increase the efficiency of the classification process.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в коллоидной мельнице, имеющей корпус, два соосно расположенных с возможностьюThe goal is achieved by the fact that in a colloid mill having a body there are two coaxially arranged

вращени  в противоположные стороны дисковых ротора с чередующимис  кольцевы.ми выступа.ми и впадинами, вал одного из которых выполнен полым, а также патрубок дл  отвода жидкой фазы с измельченными до заданной фракции частиц твердого материала и патрубок дл  удалени  сгущенной суспензии с недоизмельченными частицами, при этом диск ротора с полым валом выполнен с перфорированным элементом и установленным на его цилиндрической поверхности кольцом, перфорированный элемент диска ротора с полым валом выполнен в виде конической обечайки, прикрепленной одним краем к внешней рабочей кромке этого диска, а другим - к кольцу по его наружному диаметру, причем кольцо выполнено с окнами , а соосный диск снабжен расположенными на периферии его рабочей поверхности радиальными лопатками.rotation in opposite directions of the disk rotor with alternating annular protrusions and valleys, the shaft of one of which is hollow, as well as a pipe for discharging the liquid phase with particles of a solid material crushed to a predetermined fraction and a pipe for removing thickened suspension with under-crushed particles, the rotor disk with a hollow shaft is made with a perforated element and a ring mounted on its cylindrical surface; the perforated element of a rotor disk with a hollow shaft is made in the form of a conical shell; attached by one edge to the outer working edge of this disk, and the other to the ring along its outer diameter, the ring is made with windows, and the coaxial disk is provided with radial blades located on the periphery of its working surface.

На фиг. 1 изображена предлагаема  коллоидна  мельница, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (вид на дисковый ротор с радиальными лопатками); на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1 (вид на дисковый ротор с полым валом).FIG. 1 depicts the proposed colloid mill, a slit; in fig. 2 is a section A-A in FIG. 1 (view of a disk rotor with radial vanes); in fig. 3 is a section BB in FIG. 1 (view of a disk rotor with a hollow shaft).

Коллоидна  мельница содержит цилиндрический корпус 1, в котором на горизонтальных валах 2 и 3 соосно установлены два дисковых ротора 4 и 5. Вал 3, на котором установлен дисковый ротор 5, выполнен полым. Дисковые роторы 4 и 5 имеют кольцевые канавки трапецеидального профил  Дисковые роторы 4 и 5 установлены на валах 2 и 3 соответственно таким образом, что между кольцевыми канавками и выступами их образован зазор 6. На дисковом роторе 5 смонтирована перфорированна  коническа  обечайка 7, соединенна  с кольцом 8, жестко закрепленным на цилиндрической части дискового ротора 5. Кольцо 8 имеет окна 9 и кольцевой бурт 10. Корпус мельницы 1 закрываетс  крышкой 11, котора  выполнена с двум  уплотн ющими кольцами 12 и 13. Дл  удалени  сгущенной суспензии с недоизмельченными частицами твердого материала предусмотрен патрубок 14, а дл  отвода жидкой фазы с измельченными до заданной фракции частицами- патрубок 15. Диск ротора 4 выполнен с радиальными лопатками 16, прикрепленными к борту 17. На поверхности дискового ротора 5, обращенной к крышке II, имеетс  кольцева  канавка 18 дл  размещени  в ней -уплотн ющего кольца 13 крышки 11.The colloid mill comprises a cylindrical body 1, in which two disk rotors 4 and 5 are coaxially mounted on horizontal shafts 2 and 3. Shaft 3, on which disk rotor 5 is mounted, is hollow. The disc rotors 4 and 5 have annular grooves of the trapezoidal profile. The disc rotors 4 and 5 are mounted on shafts 2 and 3, respectively, so that a gap 6 is formed between the annular grooves and their protrusions 5. On the disc rotor 5 a perforated conical rim 7 is connected to the ring 8 rigidly mounted on the cylindrical part of the disk rotor 5. The ring 8 has windows 9 and an annular shoulder 10. The mill housing 1 is closed by a cover 11, which is made with two sealing rings 12 and 13. To remove the thickened slurry The chopped solid particles are provided with a nozzle 14, and a nozzle 15 for removing the liquid phase with particles crushed to a predetermined fraction. The rotor disk 4 is made with radial blades 16 attached to the board 17. On the surface of the disk rotor 5 facing the cover II, there is an annular a groove 18 for accommodating a sealing ring 13 of the cover 11 therein.

Мельница работает следующим образом.The mill works as follows.

Исходный материал в виде пульпы через отверстие полого вала 3 под давлением поступает в центр зазора 6 между дисковыми роторами 4 и 5. Роторы вращаютс  в противоположные стороны, под действием центробежных сил, развиваемых при вращении роторов, исходный материал перемещаетс  по зазору 6 от центра к периферии, испытыва  при своем движении ударные воздействи  радиальных пазов, в результате которых развиваютс  высокие напр жени  сдвига , среза, ультразвуковые и кавитационные эффекты, за счет которых происходит измельчение твердых частиц продукта. Жидкость с очень мелкими частицами продукта проходит через отверсти  перфорированной конической обечайки 7 и попадает в полость между перфорированной обечайкой 7 и цилиндрической поверхностью ротора 5 и движетс  через окна 9 в кольцевой канал между уплотн ющими кольцами 12 и 13, откуда удал етс  через патрубок 15. Крупные частицы продукта, оседающие на перфорированную обечайку 7 под действием центробежного пол  и турбулизации, развиваемой лопатками 16, отбрасываетс  от нее и вместе с жидкостью отвод тс  через разгрузочный патрубок 14 и снова с помощью насоса (не показан) подаютс  на измельчение. Осевой зазор 6 между роторами регулируетс  в пределах 0,5-2,0 мм, что позвол ет измен ть как производительность, так и конечную тонину измельченной пульпы. Эффективность классификации у предлагаемой коллоидной мельницы значительно выше, так как коническа  перфорированна  обечайка 7 прикреплена к диску ротора 5 непосредственно у выхода измельченного продукта из зазора 6 между роторами 4 и 5, т. е. находитс  в зоне, где поток продукта обладает наибольщей кинетической энергией и, при вращении ротора 4 и 5 в противоположных направлени х, посредством лопаток 16 подвергаетс  сильной турбулизации, вызывающей интенсивное проталкивание основной массы продукта высокой тонины через отверсти  перфорированной обечайки 7 и непосредственное транспортирование всего измельченного продукта к выгрузочным патрубкам 14 и 15, что уменьшает врем  его пребывани  в мельнице и, при сравнительно малом угле наклона поверхности перфорированной обечайки по отношению к направлению вектора центробежных сил, позвол ет повысить выход тонины продукта однородного гранулометрического состава. Применение предлагаемой коллоидной мельницы с пр моточным классификатором позвол ет снизить энергозатраты на измельчение продуктов и расширить в промышленных услови х область получени  сверхтонких порошкообразных материалов с содержанием частиц менее 1 мкм до 95-98%.The raw material in the form of pulp through the hole of the hollow shaft 3 under pressure enters the center of the gap 6 between the disk rotors 4 and 5. The rotors rotate in opposite directions, under the action of centrifugal forces developed during the rotation of the rotors, the source material moves along the gap 6 from the center to the periphery , experiencing during its movement shock effects of radial grooves, as a result of which high shear, shear, ultrasonic and cavitation effects develop, due to which grinding of solid particles takes place product itself. Fluid with very small particles of the product passes through the holes of the perforated conical shell 7 and enters the cavity between the perforated shell 7 and the cylindrical surface of the rotor 5 and moves through the windows 9 into the annular channel between the sealing rings 12 and 13, from where it is removed through pipe 15. Large the product particles deposited on the perforated shell 7 under the action of the centrifugal field and the turbulence developed by the blades 16 are thrown away from it and discharged together with the liquid through the discharge port 14 and clearly Wa using a pump (not shown) is fed to the grinding. The axial gap 6 between the rotors is adjustable in the range of 0.5-2.0 mm, which allows varying both the productivity and the final fineness of the crushed pulp. The classification efficiency of the proposed colloid mill is much higher, since the conical perforated shell 7 is attached to the rotor disk 5 directly at the exit of the crushed product from the gap 6 between the rotors 4 and 5, i.e., it is in the zone where the product flow has the greatest kinetic energy and during the rotation of the rotor 4 and 5 in opposite directions, by means of the blades 16 is subjected to strong turbulization, causing intense pushing of the main mass of high-tonnage product through the holes of the perforar 7 and the direct transportation of the whole crushed product to the discharge pipes 14 and 15, which reduces the residence time in the mill and, with a relatively small angle of inclination of the surface of the perforated shell, relative to the direction of the vector of centrifugal forces, increases the yield of fineness of the product of uniform particle size . The use of the proposed colloid mill with a direct flow classifier allows reducing the energy consumption for grinding products and expanding in industrial conditions the area for producing ultrafine powder materials with a particle content of less than 1 µm to 95-98%.

16sixteen

Фиг. 2FIG. 2

Claims (1)

КОЛЛОИДНАЯ МЕЛЬНИЦА, имеющая корпус, два соосно расположенных с возможностью вращения в противоположные стороны дисковых ротора с чередующимися кольцевыми выступами и впадинами, вал одного из которых выполнен полым, а также патрубок для отвода жидкой фазы с измельченными до заданной фракции частиц твердого материала и патрубок для уда- ления сгущенной суспензии с недоизмельченными частицами, при этом диск ротора с полым валом выполнен с перфорированным элементом и установленным на его цилиндрической поверхности кольцом, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности процесса классификации, перфорированный элемент диска ротора с полым валом выполнен в виде конической обечайки, прикрепленной одним краем, к внешней рабочей кромке этого диска, а другим — к кольцу по его наружному диаметру, причем кольцо выполнено с окнами, а соосный диск снабжен расположенными на периферии его рабочей поверхности радиальными лопатками.A COLLOID MILL having a housing, two rotor disks with alternating annular protrusions and depressions coaxially located rotatably in opposite directions, the shaft of one of which is hollow, and also a pipe for draining the liquid phase with particles of solid material crushed to a predetermined fraction and a pipe for removal - pouring a thickened suspension with under-crushed particles, while the rotor disk with a hollow shaft is made with a perforated element and a ring mounted on its cylindrical surface, characterized the fact that, in order to improve the efficiency of the classification process, the perforated element of the rotor disk with a hollow shaft is made in the form of a conical shell attached with one edge to the outer working edge of this disk and the other to the ring along its outer diameter, and the ring is made with windows and the coaxial disk is equipped with radial blades located on the periphery of its working surface.