close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY11989

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.06.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
B 02C 19/06
СПОСОБ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА
В ВИХРЕВОМ ПОТОКЕ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЯ
(21) Номер заявки: a 20060539
(22) 2006.06.01
(43) 2008.02.28
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Объединенный
институт энергетических и ядерных
исследований - Сосны" Национальной академии наук Беларуси (BY)
(72) Авторы: Сорокин Владимир Владимирович; Сорокин Владимир Николаевич; Немцева Инна Георгиевна;
Якушев Анатолий Павлович (BY)
BY 11989 C1 2009.06.30
BY (11) 11989
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Объединенный
институт энергетических и ядерных
исследований - Сосны" Национальной
академии наук Беларуси (BY)
(56) RU 2100082 C1, 1997.
BY 6395 C1, 2004.
BY 6630 C1, 2004.
BY 2404 C1, 1998.
RU 2029621 C1, 1995.
RU 2056171 C1, 1996.
US 4502641, 1985.
US 4546926, 1985.
(57)
Способ измельчения материала в вихревом потоке энергоносителя, при котором
струйно вводят энергоноситель в цилиндрическую помольную камеру, формируют вихревой вращающийся поток энергоносителя и создают зоны звуковых и ультразвуковых колебаний, поперечных к нему, загружают материал и отбирают полученный порошок,
отличающийся тем, что поток энергоносителя до ввода в цилиндрическую помольную
камеру делят на части по числу зон звуковых и ультразвуковых колебаний, формируют
струи из частей энергоносителя и вводят их в цилиндрическую помольную камеру по касательной к окружности боковой стенки между границами зон звуковых и ультразвуковых
колебаний.
Фиг. 2
BY 11989 C1 2009.06.30
Изобретение относится к способам измельчения материалов и может быть использовано в пищевой, энергетической, горнорудной, химической, строительной и других отраслях промышленности.
Известен способ измельчения материалов в вихревом потоке энергоносителя [1],
включающий струйную подачу энергоносителя в цилиндрическую помольную камеру,
формирование вихревого вращающегося потока, создание зоны звуковых колебаний, загрузку и измельчение исходного материала, отбор полученного порошка.
Недостатком данного способа измельчения материалов являются относительно высокие значения минимальных размеров частиц измельчаемого материала, проскок крупных
частиц в выходные сопла, значительные удельные затраты энергии на измельчение материалов.
Известен способ измельчения материалов в вихревом потоке энергоносителя [2],
включающий струйную подачу энергоносителя в цилиндрическую помольную камеру,
формирование вихревого вращающегося потока, создание зоны звуковых колебаний, загрузку и измельчение исходного материала, отбор полученного порошка.
В данном способе измельчения потоки энергоносителя на входе и выходе из цилиндрической помольной камеры разнесены по высоте, что исключает проскок крупных частиц в выходные сопла.
Недостатками данного способа измельчения материалов являются относительно высокие значения минимальных размеров частиц измельчаемого материала, значительные
удельные затраты энергии на измельчение материалов.
Ближайшим аналогом к предлагаемому способу является способ измельчения материалов в вихревом потоке энергоносителя [3], включающий струйную подачу энергоносителя в цилиндрическую помольную камеру, формирование вихревого вращающегося
потока, создание зоны звуковых и/или ультразвуковых колебаний поперечных к вращающемуся потоку, загрузку и измельчение исходного материала, отбор полученного порошка.
Создание нескольких зон звуковых и/или ультразвуковых колебаний обеспечивает
снижение удельных затрат энергии на измельчение материалов.
Недостатками данного способа измельчения материалов в потоке энергоносителя являются относительно высокие значения минимальных размеров частиц измельчаемого материала, значительные удельные затраты энергии на измельчение материалов.
Задачей настоящего изобретения является создание способа измельчения материалов в
вихревом потоке энергоносителя, обеспечивающего снижение значений минимальных
размеров частиц измельчаемого материала при одновременном снижении затрат энергии
на процесс измельчения.
Поставленная задача решается тем, что в способе измельчения материала в вихревом
потоке энергоносителя, при котором струйно вводят энергоноситель в цилиндрическую
помольную камеру, формируют вихревой вращающийся поток энергоносителя и создают
зоны звуковых и ультразвуковых колебаний, поперечных к нему, загружают материал и
отбирают полученный порошок, согласно изобретению, поток энергоносителя до ввода в
цилиндрическую помольную камеру делят на части по числу зон звуковых и ультразвуковых колебаний, формируют струи из частей энергоносителя и вводят их в цилиндрическую помольную камеру по касательной к окружности боковой стенки между границами
зон звуковых и ультразвуковых колебаний.
Совокупность приведенных признаков предполагаемого способа обеспечивает разрушение исходного материала возле каждого из входов энергоносителя в помольную камеру, увеличенного одновременным воздействиям звуковых и ультразвуковых колебаний,
поперечных к вращающемуся потоку, что снижает удельные энергетические затраты на
измельчение. Увеличение числа струй при сохранении общего расхода энергоносителя
увеличивает скорость вращения слоя измельчаемого материала, обеспечивая снижение
2
BY 11989 C1 2009.06.30
значений размеров частиц, выносимых потоком из помольной камеры, и тем самым достижение заданного технического результата.
При измельчении материалов в вихревом вращающемся потоке размер частиц, способных покинуть помольную камеру через выходные сопла, определяется из условия равенства центробежной удерживающей силы Fц и выносящей силы Fв потока
энергоносителя, направленного в выходное сопло.
Fц = ρм (π dм3/6) (Vсл2/R), a Fв = ξ ρв (π dм2/4) (Vв2/2),
откуда диаметр частиц материала dм, покидающих помольную камеру,
dм = ¾ (ξ ρв/ρм) (R Vв2/Vсл2),
где ρм - плотность измельчаемого материала;
Vсл - окружная скорость слоя измельчаемого материала;
R - радиус цилиндрической помольной камеры;
ξ - коэффициент сопротивления частиц;
ρв - плотность воздуха;
Vв - скорость воздуха на входе выходного сопла.
При постоянстве расхода и давления энергоносителя, размеров помольной камеры и
начальных размеров измельчаемого материала, размер выносимых из помольной камеры
частиц обратно пропорционален квадрату окружной скорости слоя материала:
dм = const/Vсл2.
Экспериментальные исследования показали, что скорость вращения слоя материала
при постоянном расходе энергоносителя тем выше, чем большее число струй сформировано из этого энергоносителя и подано по касательной к окружности боковой стенки цилиндрической помольной камеры. Струи энергоносителя снижают трение слоя о боковую
стенку. Оптимальным по обоим параметрам, минимальным значениям размеров измельченных частиц и экономичности помола является равенство числа струй и зон колебаний.
На фиг. 1 изображен схематически чертеж устройства вихревого помола - вид спереди, на фиг. 2 - вид сверху в разрезе по А-А.
Предлагаемый способ измельчения материала в вихревом потоке энергоносителя состоит в том, что поток энергоносителя до ввода в цилиндрическую помольную камеру делят на части по числу зон звуковых и ультразвуковых колебаний, формируют струи из
частей энергоносителя и вводят их в цилиндрическую помольную камеру по касательной
к окружности боковой стенки между границами зон звуковых и ультразвуковых колебаний, осуществляют загрузку и измельчение исходного материала, затем производят отбор
полученного порошка.
Для осуществления предложенного способа используют устройство вихревого помола, представленное на фиг. 1 и фиг. 2.
Устройство вихревого помола содержит корпус 1, торцевые стенки 2, цилиндрическую помольную камеру 3, входные сопла 4, выходное сопло 5, патрубок загрузки 6, полости 7.
Корпус 1 и торцевые стенки 2 образуют цилиндрическую помольную камеру 3. К корпусу 1 крепятся входные сопла 4 и выходное сопло 5. На верхней стенке закреплен патрубок загрузки материала 6. В корпусе 1 размещены полости 7, создающие звуковые и
ультразвуковые колебания.
Устройство вихревого помола работает следующим образом. Поток энергоносителя,
например воздух, до входа в цилиндрическую помольную камеру 3 делят на части входными соплами 4. Количество входных сопел 4 равно числу полостей 7, создающих зоны
звуковых и ультразвуковых колебаний, перемещающихся поперек движения потока воздуха. Входные сопла 4 размещены по касательной к окружности боковой стенки цилиндрической помольной камеры 3 между границами зон колебаний примерно на равных
расстояниях от двух соседних полостей 7. Внутренняя боковая стенка корпуса 1 формирует окружное вихревое течение в цилиндрической помольной камере 3. Через патрубок за3
BY 11989 C1 2009.06.30
грузки 6 в цилиндрическую помольную камеру подается измельченный материал, например зерно. Поток воздуха подхватывает зерна и сообщает им круговое движение вдоль
стенки корпуса 1. При круговом движении слоя происходит непрерывное соударение зерен друг с другом и со стенками, приводящее к разрушению зерен на все более мелкие
части. Частицы зерна, измельченные до "критического" размера удаляются из камеры 3
через выходное сопло 5.
На представленном устройстве реализуются все признаки предлагаемого способа измельчения материала в вихревом потоке энергоносителя.
Использование предлагаемого способа при подаче воздуха под давлением 450 кПа и
частотах колебаний 7-28 кГц позволило осуществить помол исходного зерна до размеров
порядка 95 мкм.
Источники информации:
1. А.с. СССР 1282894, МПК В 02С 19/06, 1986.
2. А. с. СССР 1574270, МПК В 02С 19/06, 1990.
3. Патент РФ 2100082, МПК В 02С 19/06, 1997 (прототип).
Фиг. 1
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
152 Кб
Теги
by11989, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа