Дисковый измельчитель для активации суспензии

Полезная модель относится к устройствам для получения суспензии с ее одновременной активацией (измельчением твердой фракции), а именно к дисковому измельчителю, и может быть использована в строительстве, производстве строительных материалов, угольной энергетике, а также других отраслях, где используются суспензии. Дисковый измельчитель содержит камеру (1) с входным (2) и выходным (3) патрубками, размещенный в камере (1) вал (5), установленный с возможностью вращения, установленные на валу центробежные диски (4), и размещенные между дисками неподвижные перегородки (7), проходящие от стенок камеры (7) с обеспечением перекрытия периферийных частей дисков (4). Технический результат - повышение эффективности измельчения твердых частиц суспензии. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Полезная модель относится к устройствам для получения суспензии с ее одновременной активацией (измельчением твердой фракции), а именно к дисковому измельчителю, и может быть использована в строительстве, производстве строительных материалов, угольной энергетике, а также других отраслях, где используются суспензии.

Из уровня техники известен дисковый измельчитель (см. авторское свидетельство СССР SU 1734826, 23.05.1992), содержащий установленный в помольной камере вращающийся вал с дисками, при этом диски разделены вертикальными перегородками, соединенными со стенками камеры посредством пружин и снабженными отверстиями и волнистообразными углублениями. При этом вал выполнен полым с винтовыми радиальными отверстиями и углублениями для размольных шаров. При работе устройства суспензия поступает в пространства между дисками и перегородками. Вертикальные перегородки, взаимодействуя посредством шаров с вращающимся валом, начинают совершать качательные движения, что обеспечивает интенсификацию размола. Недостатком данного устройства является его сложность и низкая эффективность.

Из уровня техники известны дисковые измельчители для получения активированной суспензии без использования размольных шаров. Известно устройство (см. патент США US3536266, 27.10.1970 - наиболее близкий аналог), содержащее помольную камеру с размещенным в ней вращающимся валом, на котором установлены диски. Суспензию загружают в камеру и разгоняют при вращении дисков, в результате чего происходит измельчение твердого компонента за счет столкновения суспензии с поверхностями дисков и стенками камеры. Однако данное устройство также не обеспечивает достаточной эффективности измельчения.

Задачей полезной модели является устранение недостатков аналогов.

Технический результат полезной модели заключается в повышении эффективности измельчения твердых частиц суспензии.

Указанный технический результат достигается за счет того, что дисковый измельчитель для активации суспензии содержит камеру с входным и выходным патрубками, размещенный в камере вал, установленный с возможностью вращения, установленные на валу центробежные диски, и размещенные между дисками неподвижные перегородки, проходящие от стенок камеры с обеспечением перекрытия периферийных частей дисков.

Кроме того, указанный технический результат достигается в частных вариантах реализации полезной модели, за счет того, что:

- измельчитель содержит установленный в камере дополнительный вал с размещенными на нем центробежными дисками;

- вал и дополнительный вал установлены в камере параллельно с обеспечением частичного перекрытия поверхности дисков;

- вал и дополнительный вал установлены в камере с возможностью разнонаправленного вращения.

В отличие от известных аналогов в заявленном устройстве выполнены неподвижные перегородки, проходящие от стенок камеры к центру дисков и частично перекрывающие поверхности дисков в их периферийной части. За счет такой конструкции измельчение твердого компонента суспензии осуществляется не только за счет соударения твердых частиц со стенками помольной камеры, но и также за счет формирования турбулентных зон самоизмельчения. При этом происходит более интенсивное измельчение твердого компонента суспензии с ее активацией и нагревом. В результате повышается производительность (эффективность) устройства и степень гомогенизации суспензии.

Полезная модель поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 показан первый вариант реализации устройства;

на фиг. 2 показан второй вариант реализации устройства;

на фиг. 3 показан вариант использования устройства в сочетании с импеллерным или дисковым насосом;

на фиг. 4 показана схема измельчения в зоне обработки суспензии.

Заявленное устройство согласно первому варианту осуществления полезной модели (фиг. 1) представляет собой однороторный измельчитель, содержащий помольную камеру (1) с входным (2) и выходным (3) патрубками и центробежные диски (4), установленные в камере (1) соосно на валу (5) с приводом (6) вращения. Диски (4) разделены сплошными неподвижными перегородками (7), проходящими от стенок камеры (1) к центру дисков (4) и перекрывающими периферийные части дисков (4), но не перекрывающими их остальные части.

Заявленное устройство согласно второму варианту осуществления полезной модели (фиг .2) представляет собой двухроторный измельчитель и, в дополнение к конструкции по первому варианту, содержит дополнительный второй вал (8) с приводом (9). На дополнительном валу (8) также размещены центробежные диски (4), при этом валы (5) и (8) установлены в камере (1) параллельно с обеспечением частичного перекрытия поверхности дисков (4). Указанные валы (5) и (8) вращаются разнонаправлено.

В первом и втором вариантах валы (5) и (8) могут быть ориентированы как горизонтально, так и вертикально.

Обрабатываемая суспензия (фиг. 3) может подаваться в помольную камеру (1) центробежным импеллерным или дисковым насосом (10) через разгонную насадку (11), соединенную с входным патрубком (2) (см. фиг. 3).

Устройство работает следующим образом.

Обрабатываемую суспензию через входной патрубок (2) подают в камеру (1). Суспензия, попадая на вращающиеся диски (4), под действием центробежной силы отбрасывается к периферии. В периферийной части образуется кольцевая зона обработки (12), где создается давление P=m _a/S, где m_a - масса суспензии, a S - суммарная площадь пограничного слоя, в котором давление повышено (см. фиг. 1, 2). Давление P зависит от геометрических размеров помольной камеры, диаметров дисков, плотности суспензии и скорости вращения валов приводов. За счет наличия перегородок (7) в указанной зоне (12) отбрасываемый к периферии поток суспензии сталкивается со встречным потоком уже обработанной суспензии (см. фиг. 4). При этом с учетом сил вязкостного трения прилежащие к диску (4) слои суспензии имеют скорости относительно близкие к скорости точек диска на поверхности прилегания, а скорость слоя, прилегающего к перегородке (7), стремится к нулю. За счет этого в пространствах между дисками (4) и перегородками (7) образуются турбулентные зоны (13), в которых происходит активное самоизмельчение суспензии (см. фиг. 4).

Наиболее крупные и тяжелые на текущий момент обработки частицы суспензии не имеют возможности покинуть зону обработки (12) в силу воздействия центробежных сил, что обеспечивает гарантированное измельчение.

В случае второго варианта устройства (см. фиг. 2) помимо процессов, описанных выше, в зоне перекрытия (14) поверхности дисков (4) валов (5) и (8) суспензия под действием центробежной силы вдавливается в щель между дисками (4), что обеспечивает встречное столкновение потоков со скоростью, равной сумме линейных и центробежных скоростей помольных дисков. Таким образом, в данном варианте осуществления полезной модели измельчение происходит наиболее интенсивно.

В процессе измельчения осуществляют регулирование объема подачи суспензии с обеспечением заданной нагрузки. Расстояние между дисками (4), а также расстояние между стенками (4) выбирают исходя из свойств суспензии.

Подача суспензии в камеру может осуществляться из пескового выхода гидроциклона.

Опционально измельчение может осуществляться циклически: после извлечения суспензии ее возвращают в камеру измельчителя, осуществляя обработку до получения требуемого размера твердого компонента.

Далее для примера раскрыта технология приготовления бетонной смеси с использованием заявленного устройства.

Для приготовления бетонной смеси сначала по описанной технологии приготавливают суспензию из дозированных в требуемой пропорции воды и вяжущего вещества, способного к гидратации (цемент, граншлак, клинкер с гипсом и пр.). В процессе работы устройства происходит необходимое измельчение вяжущего вещества, активация и гомогенизация до образования однородной суспензии (цементного теста). Затем цементное тесто подают в бетоносмеситель и замешивают с заполнителями.

Предлагаемое устройство обеспечивает повышение степени активации бетонной смеси, темпов твердения, более полное прохождение процесса гидратации цемента, снижение расхода вяжущего вещества и затрат на приготовление бетонной смеси за счет исключения из технологического процесса тонкого помола клинкера на цементных производствах и хранения непосредственно цемента во влагозащищенных хранилищах до момента использования.

Аналогично процессу приготовления цементного теста готовятся буровые и иные специальные растворы, при приготовлении которых требуются диспергация и гомогенизация.

Предлагаемое устройство может быть использовано:

- при производстве бетонных смесей и изделий из них;

- при производстве ячеистых бетонов;

- для приготовления и утяжеления буровых растворов;

- для приготовления водоугольного и водоторфного топлива.

Таким образом, в заявленном устройстве происходит интенсивное измельчение твердого компонента с активацией и нагревом. Фактически осуществляется тонкий помол твердого компонента совместно с интенсивной гомогенизацией. Путем регулирования скорости вращения роторов, зазора между центробежными дисками и перегородками можно с высокой точностью получить требуемые параметры обработки суспензии. Предлагаемое устройство отличается простотой, высокой производительностью и эффективностью, обусловленной отсутствием мелющих тел и быстроизнашивающихся деталей, а также возможностью управления степенью измельчения.

1. Дисковый измельчитель для активации суспензии, содержащий: камеру (1) с входным (2) и выходным (3) патрубками, размещенный в камере (1) вал (5), установленный с возможностью вращения, установленные на валу (5) центробежные диски (4) и размещенные между дисками неподвижные перегородки (7), проходящие от стенок камеры (7) с обеспечением перекрытия периферийных частей дисков (4).

2. Измельчитель по п.1, характеризующийся тем, что содержит установленный в камере (1) дополнительный вал (8), на котором также размещены центробежные диски (4).

3. Измельчитель по п.2, характеризующийся тем, что вал (5) и дополнительный вал (8) установлены в камере (1) параллельно с обеспечением частичного перекрытия поверхности установленных на указанных валах центробежных дисков (4).

4. Измельчитель по п.3, характеризующийся тем, что вал (5) и дополнительный вал (8) установлены в камере (1) с возможностью разнонаправленного вращения.