Устройство для получения тонкодисперсного порошка

Авторы патента:

B22F9/02 - с использованием физических процессов

1. Полезная модель относится к устройствам для получения тонкодисперсного порошка, в особенности предельно малых геометрических размеров частиц порошка порядка единиц и десятков нанометров и применима для получения тонкодисперсных порошков хрупких веществ и их смесей, используемых, в частности, устройствах, реализующих способы повышения плодородия почв в сельском хозяйстве и обеспечения полной экологической чистоты продуктов земледелия, интенсификации процессов подготовки к крашению и покраске волокон в текстильной промышленности, в устройствах для очистки от загрязнений поверхности токопроводящих деталей и изделий в металлообрабатывающей промышленности, внутренних поверхностей водонагревающих установок, в устройствах по очистке нефтепродуктов от сераорганических примесей, в устройствах для увеличения нефтедобычи и снижения обводненности добываемой продукции в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности и в других отраслях народного хозяйства.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является удешевление получения тонкодисперсного порошка, сокращение времени помола порошка, получение тонкодисперсного порошка с узким диапазоном распределения частиц по размерам, полностью находящимся в зоне предельно малых размеров частиц порядка единиц и десятков нанометров.

Устройство включает в себя приспособление-дозатор для загрузки исходного сырья на помол, мясорубку с ножами из сверхтвердого сплава для помола гранул материала порошка, первую водяную емкость для перегрузки

в нее получаемого продукта из мясорубки, приспособление, перемешивающее в первой емкости воду со смесью порошка и не допомолотых гранул материала, т.е. не тонкодисперсного порошка, приспособление для слива воды с взвешенными частицами порошка в другую емкость, вторую водяную емкость для слива в нее воды с взвешенными частицами порошка из первой емкости и отстаивания в ней осадка - тонкодисперсного порошка, приспособление для выгрузки из второй емкости и транспортировки получаемого тонкодисперсного порошка, печь для просушки и прокаливания тонкодисперсного порошка, приспособление для выгрузки из печи и транспортировки получаемого тонкодисперсного порошка на упаковку, приспособление для перегрузки не тонкодисперсного осадка порошка из первой емкости в приспособление для загрузки материала порошка в мясорубку.

Полезная модель относится к устройствам для получения тонкодисперсного порошка, в особенности предельно малых геометрических размеров частиц порошка порядка единиц и десятков нанометров и применима для получения тонкодисперсного порошка хрупких веществ и их смесей, используемых, в частности, устройствах, реализующих способы повышения плодородия почв в сельском хозяйстве и обеспечения полной экологической чистоты продуктов земледелия, интенсификации процессов подготовки к крашению и покраске волокон в текстильной промышленности, в устройствах для очистки от загрязнений поверхности токопроводящих деталей и изделий в металлообрабатывающей промышленности, внутренних поверхностей водонагревающих установок, в устройствах по очистке нефтепродуктов от сераорганических примесей, в устройствах для увеличения нефтедобычи и снижения обводненности добываемой продукции в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности и в других отраслях народного хозяйства.

Аналогами настоящего технического решения являются устройства для получения тонкодисперсного порошка: валковые, шаровые, шаровые вибрационные, вихревые, планетарные центробежные, гироскопические мельницы, дезинтеграторы, устройства ультразвукового диспергирования, устройства с применением обработки взрывом [см. «Порошковая металлургия и напыленные покрытия»: Учебник для вузов. В.Н.Анциферов, Г.В.Бобров и др. М. - : Металлургия, 187, стр.10-45].

Недостатком аналогичных устройств является большая длительность времени получения на них тонкодисперсного порошка, получение них порошка с относительно большим диапазоном распределения частиц по

размерам, с относительно малой долей тонкодисперсного порошка, в которой частицы имеют размеры порядка единиц и десятков нанометров.

Наиболее близким к настоящему техническому решению по числу совпадающих существенных признаков и максимально достижимому положительному эффекту и потому принятому за прототип является устройство для получения порошков молоткового типа, включающего приспособление-дозатор для подачи исходного сырья на помол, наковальню, молот, приспособление для транспортировки получаемого порошка на упаковку, [см. «Порошковая металлургия и напыленные покрытия»: Учебник для вузов. В.Н.Анциферов, Г.В.Бобров и др. М. - : Металлургия, 187, стр.10-12].

Устройство-прототип действует следующим образом: молот периодически ударяет по наковальне, на которую поступает исходное сырье, подаваемое приспособлением-дозатором, получаемый дроблением молота о наковальню порошок транспортируют из установки на упаковку Из всех известных аналогичных устройств для получения порошка на данном устройстве-прототипе получают порошок за самое короткое время, с самой высокой долей тонкодисперсного порошка, в которой частицы имеют размеры порядка единиц и десятков нанометров.

Недостатком устройства-прототипа является относительно большое время помола на нем в порошок материала, получение порошка с относительно большим диапазоном распределения частиц по размерам, с относительно малой в этом порошке долей тонкодисперсного порошка, в которой частицы имеют размеры порядка единиц и десятков нанометров.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство включает в себя приспособление-дозатор для загрузки исходного сырья на помол, мясорубку с ножами из сверхтвердого сплава для помола гранул материала порошка, первую водяную емкость для перегрузки в нее получаемого продукта из мясорубки, приспособление, перемешивающее в первой емкости воду со смесью порошка и не допомолотых гранул материала, т.е. не тонкодисперсного порошка, приспособление для слива воды с взвешенными частицами порошка в другую емкость, вторую водяную емкость для слива в нее воды с взвешенными частицами порошка из первой емкости и отстаивания в ней осадка - тонкодисперсного порошка, приспособление для выгрузки из второй емкости и транспортировки получаемого тонкодисперсного порошка, печь для просушки и прокаливания тонкодисперсного порошка, приспособление для выгрузки из печи и транспортировки получаемого тонкодисперсного порошка на упаковку, приспособление для перегрузки не тонкодисперсного осадка порошка из первой емкости в приспособление для загрузки материала порошка в мясорубку.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом на фиг.1.

Полезная модель включает в себя приспособление-дозатор 1 для загрузки исходного материала порошка на помол, мясорубку 2 с ножами из сверхтвердого сплава для помола гранул материала порошка, первую водяную емкость 3, приспособление 4, перемешивающее в первой водяной емкости 3 воду со смесью порошка и не домолотых гранул материала, т.е. не тонкодисперсного порошка, приспособление 5 для слива воды с взвешенными тонкодисперсными частицами порошка в другую емкость, вторую водяную емкость 6 для слива в нее воды с взвешенными тонкодисперсными частицами порошка из первой водяной емкости 3 и отстаивания в ней осадка - тонкодисперсного порошка, приспособление 7 для перегрузки тонкодисперсного порошка в нагревательное приспособление 8 для его просушки и прокаливания, приспособление 9 для выгрузки из печи

и транспортировки получаемого тонкодисперсного порошка на упаковку, приспособление 10 для перегрузки не тонкодисперсного осадка порошка из первой водяной емкости 3 в приспособление-дозатор 1 для загрузки гранул материала порошка на помол.

Полезная модель работает следующим образом.

Приспособлением-дозатором 1 загружают исходный материал - гранулы материала в мясорубку 2 с ножами из сверхтвердого сплава, осуществляют помол гранул материала в мясорубке 2, перегружают получаемый помол - смесь тонкодисперсного порошка и не допомолотых гранул материала, т.е. не тонкодисперсного порошка, в первую водяную емкость 3, наполненную водой, перемешивают приспособлением 4 воду с помолом в первой водяной емкости 3, выдерживают в первой водяной емкости 3 воду с взвешенными частицами порошка в течение нескольких секунд, сливают воду с взвешенными частицами порошка из первой водяной емкости 3 во вторую водяную емкость 6 приспособлением 5 для слива воды с взвешенными частицами порошка, выдерживают воду с мелкодисперсным порошком во второй водяной емкости 6 в течение нескольких часов, при этом на дне емкости выпадает в осадок тонкодисперсный порошок, перегружают приспособлением 7 для выгрузки из второй водяной емкости 6 и транспортировки получаемый тонкодисперсный порошок в печь 8, нагревают в печи 8 тонкодисперсный порошок при 100-300°С до полной его просушки, приспособлением 9 выгружают из печи 8 и транспортируют получаемый тонкодисперсный порошок на упаковку, приспособлением 10 для перегрузки не тонкодисперсного осадка порошка из первой водяной емкости 3 транспортируют в приспособление 1 для загрузки материала порошка в мясорубку 2 с ножами из сверхтвердого сплава для повторного его помола.

Пример. Полезная модель включает в себя приспособление-дозатор 1 - воронку с опрокидывающимся контейнером для дозированного введения в мясорубку гранул материала порошка, промышленную мясорубку 2 с

ножами из сверхтвердого сплава для помола гранул материала порошка, первую водяную емкость 3 объемом 40 литров - стиральную машину «Вятка», в которой имеется приспособление 4, перемешивающее в этой емкости воду со смесью порошка и не допомолотых гранул материала, т.е. не тонкодисперсного порошка, приспособление 5 для слива воды с взвешенными частицами порошка в другую емкость, а именно, приспособление, опрокидывающее первую водяную емкость 3, вторую водяную емкость 6 объемом 40 литров для слива в нее воды с взвешенными тонкодисперсными частицами порошка из первой водяной емкости 3 и отстаивания в ней осадка - тонкодисперсного порошка, приспособление 7 - клапан с трубопроводом для перегрузки в нагревательное приспособление 8 печь шахтного типа для просушки и прокаливания тонкодисперсного порошка, приспособление 9 для выгрузки из печи тонкодисперсного порошка путем ее наклона в вертикальное направление и транспортировки по эскалаторной ленте получаемого тонкодисперсного порошка на упаковку, приспособление 10 для перегрузки не тонкодисперсного осадка порошка из первой емкости 3 в приспособление-дозатор 1 для загрузки гранул материала порошка на помол, а именно, клапан в днище второй водяной емкости 6, после открытия которого осадок не тонкодисперсного порошка ссыпается в контейнер, в котором перемещают не домолотый материал в приспособление-дозатор 1.

На данном устройстве получают тонкодисперсный порошок любых хрупких веществ и их смесей, в частности, минералов всех типов. Так, на данном устройстве получают тонкодисперсный порошок природного цеолита и тонкодисперсный порошок речного песка предельно малых геометрических размеров частиц порошка размерами порядка единиц и десятков нанометров, производительность данного устройства - 50 кг/час. На устройстве-прототипе - мельнице молоткового типа - после дробления гранул цеолита, речного песка и других минералов, хрупких материалов доля тонкодисперсного порошка (размерами частиц менее 10^-8 м, т.е. десятков

нанометров) составляет ˜1% от общего количества порошка с более крупными частицами, производительность получения готовой продукции - тонкодисперсного порошка - на устройстве-прототипе составляет 0,5 кг/час, т.е. в сто раз меньше, чем на предлагаемой полезной модели. Примерно в 100 раз и уменьшается стоимость изготовления указанной смеси порошков с применением предлагаемого устройства.

Применяют такую смесь тонкодисперсных порошков природного цеолита и речного песка для внесения в почву, увеличивают тем самым урожайность сельскохозяйственных культур в 2-4 раза и обеспечивают их полную экологическую чистоту.

Устройство для получения тонкодисперсного порошка, включающее в себя приспособление-дозатор для загрузки исходного сырья - гранул материала порошка на помол, приспособление для транспортировки получаемого порошка на упаковку, отличающееся тем, что содержит мясорубку с ножами из сверхтвердого сплава для помола гранул материала порошка, первую водяную емкость для перегрузки в нее получаемого продукта из мясорубки, приспособление, перемешивающее в первой емкости воду со смесью порошка и недомолотых гранул материала, то есть нетонкодисперсного порошка, приспособление для слива воды с взвешенными частицами порошка в другую емкость, вторую водяную емкость для слива в нее воды с взвешенными частицами порошка из первой емкости и отстаивания в ней осадка - тонкодисперсного порошка, приспособление для выгрузки и транспортировки получаемого тонкодисперсного порошка из второй емкости, нагревательное приспособление для просушки и прокаливания тонкодисперсного порошка, приспособление для выгрузки из печи и транспортировки получаемого порошка на упаковку, приспособление для перегрузки нетонкодисперсного осадка порошка из первой емкости в приспособление-дозатор для загрузки исходного материала порошка в мясорубку.