BRPI0710652B1

BRPI0710652B1 - moinho de jato

Info

Publication number: BRPI0710652B1
Application number: BRPI0710652A
Authority: BR
Inventors: Nied Roland
Original assignee: Nied Roland
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2007-04-13
Publication date: 2020-05-19
Also published as: CN101421044A; JP2009533207A; JP5463138B2; WO2007118460A1; US8177149B2; US20100065668A1; BRPI0710652A2; EP2004329A1; ES2773730T3; CN101421044B; EP2004329B1; DE102006017472A1

Abstract

processo para produção de partículas ultrafinas por meio de moinho de jato a presente invenção refere-se a um processo para produção de partículas ultrafinas por meio de um moinho de jato (1), sendo que a distância relativa aid~ bocai~, com a para o comprimento do jato e dbocal para o diâmetro do bocal, de entradas de jato de moagem (5), dispostas, pelo menos aproximadamente, de modo concêntrico, cujas linhas centrais se encontram, pelo menos aproximadamente, em um ponto, é ajustada na dependência da pressão média de serviço.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MOINHO DE JATO.

DESCRIÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a um moinho de jato para produção de partículas ultrafinas.

[0002] O material a ser separado ou moído consiste em partículas mais grossas e mais finas, que são arrastadas em uma corrente de ar e formam a corrente de produto, que é inserida em uma carcaça de um separador a ar do moinho de jato. A corrente de produto chega em direção radical a uma roda de separação do separador a ar. Na roda de separação as partículas mais grossas são separadas da corrente de ar e a corrente de ar deixa axialmente a roda de separação com as partículas finas por um tubo de descarga. A corrente de ar com as partículas finas, a ser filtradas ou produzidas, pode depois ser alimentada a um filtro, no qual um fluido, tal como, por exemplo, ar, e partículas finas são separados uns dos outros.

[0003] Do documento DE 198 24 062 A1 é conhecido um moinho de jato desse tipo, em cuja câmara de moagem é inserido, ainda, um jato de moagem rico em energia de vapor quente, com alta energia de corrente, sendo que a câmara de moagem, além do dispositivo de entrada para o pelo menos um jato de moagem, apresenta uma entrada para o material de moagem e uma saída para o produto, e sendo que na região do encontro do material de moagem e pelo menos um jato de moagem de vapor quente e material de moagem têm pelo menos aproximadamente a mesma temperatura.

[0004] Além disso, é conhecido um separador a ar correspondente, particularmente para um moinho de jato, por exemplo, do documento EP 0 472 930 B1. Esse separador a ar e o processo de operação do mesmo são, em princípio, extremamente satisfatórios.

[0005] Do documento DE 31 40 294 C2 são conhecidos um

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2/26 processo e um dispositivo para separação de uma mistura de material em componentes com possibilidade de moagem diferente, em um componente de moagem mais fácil e um de moagem mais difícil, a mistura de material é posta em um estado fluidificado por jatos de vapor ou gás introduzidos e, nesse caso, submetida a uma trituração por impacto. A intensidade da trituração por impacto é ajustada pela escolha de pressão de serviço, velocidade e direção dos jatos, de tal modo que o componente de fácil moagem da mistura de material é triturada. Subseqüentemente à trituração por impacto, a mistura de material é submetida a uma separação por força centrífuga, pela qual o componente de moagem mais fácil é separado como material fino e o componente de moagem mais difícil, como material grosso, da mistura de material não moída. Nesse caso, é usado um moinho de jato de camada fluida, com um separador a ar de força centrífuga, disposto acima da camada fluida, sendo que a carcaça de moinho tem na região periférica do separador a ar de força centrífuga uma fenda anular, que entra em uma câmara de descarga. A fenda anular está realizada de modo ajustável em sua largura através de um anel concêntrico disposto na carcaça de moinho. Os eixos dos bocais de jato do moinho de jato de camada fluida estão situados em um plano e se encontram em um ponto e as saídas dos bocais, voltadas uma contra a outra, estão situadas sobre um círculo concêntrico à carcaça de moinho.

[0006] O documento DE 38 25 469 A1 descreve um processo para dispersão, trituração ou desaglomeração e separação de sólidos com um moinho de jato de separação, no qual um moinho de jato e um separador de corrente de espiral estão combinados. A alimentação de produto dá-se através do carregador de produto por meio de gás de injetor em uma câmara de dispersão, que é limitada por uma tampa, um anel de moagem e uma placa de fundo. Um gás de moagem, que

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3/26 simultaneamente também é gás de separação, é guiada através de uma câmara de distribuição e bocais dispostos no anel de moagem para uma câmara de dispersão e, ali, dependendo da pressão prévia, quantidade de gás e geometria dos bocais, garante uma solicitação do sólido dirigida, tempo de permanência e limite de separação. Tempo de permanência e limite de separação podem, além disso, ser variados em amplos limites por alimentação de gás secundário, que é dividido por um cone e corre através de uma fenda concêntrica. Pela alimentação da corrente de gás secundário através da fenda é possível influenciar de modo controlado o tempo de permanência e a solicitação do sólido. A corrente secundária modifica a probabilidade de passagem para um recipiente coletor e desloca o limite de separação dentro da câmara de dispersão para valores mais grossos. Pela fenda concêntrica de largura variável é possível uma retirada das partes grossas ou de difícil dispersão para o recipiente coletor. Por variação da pressão do gás de moagem, da corrente de volume do gás de moagem pelo anel de moagem e diferentes geométricas de bocal, bem como a alimentação de maior ou menor quantidade de gás secundário pode ser influenciado o resultado de trituração e separação.

[0007] Além disso, o documento EP 1 080 786 A1, de autoria do presente inventor, descreve um processo para moagem por jato de camada fluida, um dispositivo para a mesma e uma instalação com este último. Nesse caso, uma camada fluida está circundada por uma carcaça, que, para geração de uma força centrífuga sobre a camada fluida, gira em torno de um eixo na região de pelo menos um jato de fluido, que entra, rico em energia na camada fluida, que se situa pelo menos aproximadamente de modo vertical ao pelo menos um jato de fluido, que está substancialmente voltado em direção oposta à força centrífuga. Desse modo, é obtido, de modo vantajoso, que a troca de

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4/26 energia entre as partículas de sólido, que se tornam partes dos jatos de fluido rico em energia, já começa imediatamente depois da penetração dos jatos ricos em energia na camada fluida e que, em geral, a concentração das partículas de sólido dentro dos jatos de fluido é aperfeiçoada.

[0008] A presente invenção tem o objetivo de otimizar adicionalmente um processo para produção de partículas ultrafinas por meio de um moinho de jato.

[0009] Por conseguinte, um processo para produção de partículas ultrafinas por meio de um moinho de jato está caracterizado pelo fato de que a distância relativa a/dbocal, com a para o comprimento do jato e dbocal para o diâmetro do bocal, de entradas de jato de moagem 5 dispostas, pelo menos aproximadamente, de modo concêntrico, cujas linha centrais se encontram, pelo menos aproximadamente, em um ponto, é ajustada na dependência da pressão média de serviço.

[00010] Desse modo, é criado, de modo vantajoso, um processo para a operação energeticamente otimizada de um moinho de jato, por meio de gases comprimidos.

[00011] É preferível quando cada entrada de jato de moagem está formada por um bocal de entrada ou bocal de moagem.

[00012] Uma outra configuração, a ser prevista de preferência, consiste no fato de que estão presentes 3 ou 4 entradas de jato de moagem.

[00013] De preferência, é usado um moinho de jato de camada fluida.

[00014] Ainda, de preferência, é usado um separador a ar dinâmico, integrado no moinho de jato. Nesse caso, está ainda previsto, de preferência, que o separador a ar contém um rotor de separação ou uma roda de separação, com uma alta interna crescente com raio decrescente, de modo que, em operação, a superfície atravessada por

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5/26 corrente do rotor ou roda de separação é pelo menos aproximadamente constante. Alternativamente ou adicionalmente, pode estar previsto que o separador a ar contenha um rotor de separação ou uma roda de separação, com um tubo de imersão, particularmente trocável, que está configurado de tal modo que ele gira em conjunto quando o rotor de separação ou a roda de separação gira.

[00015] Ainda uma outra modalidade preferida do processo consiste no fato de que está prevista uma câmara de saída de material fino, que na direção da corrente apresenta uma ampliação de secção transversal.

[00016] A invenção é explicada mais detalhadamente a seguir, apenas a título de exemplo, por meio de exemplos de modalidade, sob referência aos desenhos, nos quais

[00017] Figura 1 mostra em forma de diagrama um exemplo de modalidade de um moinho de jato, em um desenho esquemático parcialmente cortado.

[00018] Figura 2 um exemplo de modalidade de um separador a ar de um moinho de jato, mostrado em disposição vertical e como corte longitudinal central esquemático, sendo que à roda de separação está associado o tubo de descarga para a mistura de ar de separação e partículas de sólido.

[00019] Figura 3 em representação esquemática e como corte vertical, uma roda de separação de um separador a ar.

[00020] Figura 4 uma representação gráfica da relação entre a pressão de gás p0 antes do bocal e o comprimento de jato relativo arel.

[00021] Por meio dos exemplos de modalidade e aplicação, descritos a seguir e representados nos desenhos, a invenção é explicada mais detalhadamente, apenas a título de exemplo, isto é, ela não está restrita a esses exemplos de modalidade e aplicação ou às

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6/26 respectivas combinações de características dentro de exemplos de modalidade e aplicação individuais. Características de processo e dispositivo evidenciam-se, em cada caso, analogamente, também das descrições de dispositivo ou processo.

[00022] Características individuais, que estão indicadas e/ou representadas em conexão com exemplos de modalidade concretos, não estão limitadas a esses exemplos de modalidade ou à combinação com as características restantes desses exemplos de modalidade, mas podem ser combinadas, no âmbito das possibilidades técnicas, com quaisquer outras variantes, também quando não tratadas separadamente nos presentes documentos.

[00023] Sinais de referência iguais nas figuras e representações individuais dos desenhos designam componentes iguais ou similares ou de ação igual ou similar. Por meio das representações no desenho, também ficam nítidas aquelas características que não estão dotadas de sinais de referência, independentemente do fato de que essas características são descritas ou não a seguir. Por outro lado, também características, que estão contidas na presente descrição, mas não são estão visíveis ou representadas no desenho, podem ser entendidas facilmente por um técnico.

[00024] No processo para produção de partículas ultrafinas por meio de um moinho de jato, as novas etapas, previstas pela presente invenção, podem ser vistas e entendidas de tal modo que é dispensável uma representação gráfica das etapas individuais.

[00025] Na figura 1 está representado esquematicamente um exemplo de modalidade de um moinho de jato 1, para realização do processo explicado acima. Tal como já descrito acima, o processo de acordo com a invenção pode ser realizado manualmente ou automaticamente, o que não tem nenhuma influência decisiva sobre a utilidade do processo. A variante automática possibilita, naturalmente,

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7/26 uma redução adicional da complexidade de manobra e pode ser realizada facilmente com dispositivos e meios que, em si, são conhecidos do técnico, com o que, no entanto, não deve ser inferido que o técnico também conhece as etapas individuais do processo, que foram criadas como novas pela presente invenção. Em todo o caso, um detalhamento de dispositivos de sensor, medição, processador, memória e controle, bem como controle, parece, em geral e em particular, dispensável, uma vez que a conversão da invenção, em termos de dispositivos, no conhecimento do mesmo, não requer etapas inventivas próprias.

[00026] O moinho de jato 1 contém uma carcaça 2 cilíndrica, que circunda uma câmara de moagem 3, um carregamento de material de moagem 4, aproximadamente à metade da altura da câmara de moagem 3, pelo menos uma entrada de jato de moagem 5 na região inferior da câmara de moagem 3 e uma saída de produto 6 na região superior da câmara de moagem 3. Ali está disposto um separador a ar 7, com uma roda de separação 8, com a qual o material de moagem (não mostrado) é classificado, para descarregar apenas material de moagem abaixo de um determinado tamanho de grão pela saída de produto 6 da câmara de moagem 3 e alimentar material de moagem, com um tamanho de grão acima do valor escolhido, a um outro processo de moagem.

[00027] A roda de separação 8 pode ser uma roda de separação usual em separadores a ar, cujas pás (vide posteriormente, por exemplo, em conexão com a figura 3) limitam canais de pá estendidos radialmente, em cujas extremidades externas entra o ar de separação e arrasta partículas de tamanho de grão ou massa menor para a saída central e para a saída de produto 6, enquanto partículas maiores ou partículas de massa maior são separadas sob a influência da força centrífuga. Particularmente, o separador a ar 7 e/ou pelo menos a roda

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8/26 de separação 8 do mesmo estão equipados com pelo menos uma característica de configuração de acordo com o documento EP 0 472 930 B1.

[00028] Apenas para explicação e para fácil entendimento, estão previstas, por exemplo, entradas de jato de moagem 5, que consistem, em cada caso, por exemplo, em uma abertura de entrada ou bocal de entrada 9 dirigida radialmente, que também pode ser designada como bocal de moagem 9, para, em cada caso, deixar um jato de moagem 10 incidir, com alta energia, sobre o material de moagem, que chega do carregamento de material de moagem 4, para a região do jato de moagem 10 e tritura o mesmo em partículas parciais menores, que são aspiradas pela roda de separação 8 e, desde que tenham um tamanho ou massa correspondentemente pequeno, são transportados para fora pela saída de produto 6. Pela disposição das entradas de jato de moagem 5 ou, mais precisamente, bocais de entrada ou bocais de moagem 9, dispostos correspondentemente, de tal modo que as entradas de jato de moagem 5 estão dispostos, pelo menos aproximadamente, de modo concêntrico, e suas linhas centrais se encontram, pelo menos aproximadamente, em um ponto, é obtido que sejam formados jatos de moagem 10, que se chocam uns sobre os outros e provocam uma trituração das partículas mais intensiva. É obtido, particularmente, um efeito melhor do que é possível com apenas um jato de moagem 10, particularmente, quando são produzidos diversos jatos de moagem, tais como, de preferência, 3 ou 4 jatos de moagem.

[00029] Para criar, no sentido de acordo com a invenção, um processo para a operação energeticamente otimizada de um moinho de jato, tal como, por exemplo, de um moinho de jato de camada fluida, por meio de gases comprimidos, a distância relativa a/dbocal, com a para o comprimento do jato e dbocal, para o diâmetro do bocal,

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9/26 de entradas de jato de moagem 5 dispostas, de modo aproximadamente concêntrico, cujas linhas centrais se encontram, pelo menos aproximadamente, em um ponto, é ajustada na dependência da pressão média de serviço. Não é forçosamente necessário, quando também a condição acima não estiver atendida, pelo fato de que as entradas de jato de moagem 5 estão voltadas, particularmente, em pares, dirigidas uma contra a outra. De preferência, existem, mais precisamente, 3 ou 4 entradas de jato de moagem 5. É preferido, ainda, quando cada entrada de jato de moagem 5 está formada por um bocal de entrada ou bocal de moagem 9. Além disso, podem ser usados manobras e controles tanto manuais como também automáticos, sendo que também devem ser previstos dispositivos de detecção apropriados, para detecção da pressão média de serviço e da distância relativa de camada entrada de jato de moagem 5. Esses dispositivos para detecção, para determinação e para comparação de valores, bem como para o controle correspondente e deslocamento das entradas de jato de moagem 5, para ajuste de suas distâncias relativas, são conhecidos do técnico e, sob conhecimento da presente invenção, ele pode escolher e usar os mesmos, sem que ele próprio precise ser ativamente inventivo. Um detalhamento maior sobre esses dispositivos para detecção, para determinação e para comparação de valores, bem como para o controle correspondente e deslocamento das entradas de jato de moagem 5, para ajuste, particularmente, das distâncias relativas dos mesmos é, portanto, dispensável.

[00030] Além disso, a temperatura de processamento pode ser influenciada, por exemplo, pelo uso de uma fonte de aquecimento 11 interno, entre carregamento de material de moagem e a região dos jatos de moagem 10 ou de uma fonte de aquecimento 12 correspondente na região fora do descarregamento de material de

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10/26 moagem 4 ou por processamento de partículas de um material de moagem, de qualquer modo já quente, que, sob impedimento de perdas de calor chega ao carregamento de material de moagem 4, para o que um tubo de alimentação 13 está envolto por um revestimento 14 isolante de temperatura. A fonte de aquecimento 11 ou 12, quando é usada, pode, em princípio, ser de qualquer maneira desejada e, portanto, ser escolhida apta para uso, voltada para a finalidade, de acordo com a disponibilidade no mercado, de modo que outras explicações sobre a mesma não são necessárias.

[00031] Para a temperatura, é importante, particularmente, a temperatura do jato de moagem ou dos jatos de moagem 10 e a temperatura do material de moagem deve corresponder, pelo menos aproximadamente, a essa temperatura do jato de moagem.

[00032] Para formação dos jatos de moagem 10 introduzidos pelas entradas de jato de moagem 5 na câmara de moagem 3, pode ser usado, por exemplo, vapor de aquecimento, mas também qualquer outro fluido apropriado. No uso de vapor de aquecimento, deve-se partir do fato de que o teor de calor do vapor de água depois do bocal de entrada 9 da respectiva entrada de jato de moagem 5 não é substancialmente menor do que antes desse bocal de entrada 9. Como a energia necessária para a trituração por impacto deve estar à disposição, principalmente como energia de corrente, por outro lado, a queda de pressão entre a entrada 15 do bocal de entrada 9 e a saída 16 do mesmo é considerável (a energia de pressão está extensivamente convertida em energia de corrente) e também a queda de temperatura não é desprezível. Particularmente, essa queda de temperatura deve ser compensada pelo aquecimento do material de moagem até um ponto em que o material de moagem e o jato de moagem 10 têm a mesma tempertura na região do centro 17 da câmara de moagem 3, a pelo menos dois jatos de moagem 10 ou a

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11/26 uma multiplicidade de dois jatos de moagem 10.

[00033] Para formação e execução da preparação do jato de moagem 10 de vapor de aquecimento, particularmente, na forma de um sistema fechado, faz-se referência ao documento DE 198 24 062 A1, como teor de descrição completo está incorporado ao presente pela presente referência, para evitar uma transcrição apenas idêntica. Por um sistema fechado é possível, por exemplo, uma moagem de escória quente como material de moagem com efeito ótimo.

[00034] Na preparação do presente exemplo de modalidade do moinho de jato 1, em substituição a qualquer alimentação de um agente de serviço ou meio de serviço B, está previsto um dispositivo de serviço ou de produção 18, tal como, por exemplo, um tanque 18a, do qual o agente de serviço ou meio de serviço B é guiado para a entrada do jato de moagem 5 ou as entradas de jato de moagem 10. Em vez do tanque 18a, também pode ser usado, por exemplo, um compressor, para pôr à disposição um meio de serviço B correspondente.

[00035] Particularmente, partindo de um moinho de jato 1, equipado com um separador a ar 7 desse tipo, sendo que os exemplos de modalidade a esse respeito no presente, pretendem ser e devem ser entendidos apenas como exemplos e não restritivamente, com esse moinho de jato 1, com um separador a ar 7 dinâmico, integrado, é realizado um processo para produção de partículas ultrafinas. Como agente de serviço B é usado, em geral, um fluido, de preferência, o vapor de água já citado, mas também gás de hidrogênio ou gás de hélio ou simplesmente ar.

[00036] Além disso, é vantajoso e, portanto, preferido, quando o rotor de separação 8 apresenta, com raio decrescente, uma altura interna, portanto, crescente em direção ao seu eixo, sendo que, particularmente, a área passada por corrente do rotor de separação 8

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12/26 é constante. Adicionalmente ou alternativamente, pode estar prevista uma câmara de saída de material fino (não mostrada), que na direção da corrente apresenta uma ampliação de secção transversal.

[00037] Uma configuração particularmente preferida do moinho de jato 1 consiste no fato de que o rotor de separação 8 apresenta um tubo de imersão 20 de rotação conjunta, trocável.

[00038] Apenas para explicação e para aprofundamento do entendimento total, doravante ainda são detalhadas as partículas a serem produzidas, de preferência, do material a ser tratado. Por exemplo, nesse caso, trata-se de SiO2 amorfo ou outros produtos químicos amorfos, que são triturados com o moinho de jato. Outros materiais são ácidos silícicos, géis de sílica ou silicatos ou materiais na base de negro de carvão ou que contêm o mesmo.

[00039] A seguir, são explicados outros detalhes e variantes de configurações do moinho de jato 1 e de seus componentes, com referência às figs. 2 e 3.

[00040] Tal como pode ser visto na representação esquemática da figura 2, o moinho de jato 1 contém um separador a ar 7, no qual, em tipos de construção do moinho de jato 1 como moinho de jato de camada fluida, trata-se de um separador a ar 7 dinâmico, que está disposto, vantajosamente, no centro da câmara de moagem 3 do moinho de jato 1. Na dependência da corrente de volume de gás de moagem e número de rotações do separador, pode ser influenciada a fineza visada do material de moagem.

[00041] No caso do separador a ar 7 do moinho de jato 1 de acordo com a figura 2, todo separador a ar 7 vertical é circundado por uma carcaça de separador 21, que consiste, substancialmente, em uma parte superior de carcaça 22 e uma parte inferior de carcaça 23. A parte superior de carcaça 22 e a parte inferior de carcaça 23 estão dotadas na borda superior ou inferior, em cada caso, de um flange

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13/26 periférico 25 ou 25 voltado para fora. No estado montado ou de funcionamento do separador a ar 8, os dois flanges periféricos 24, 25 estão apoiados um sobre o outro e estão fixados um ao outro por meios apropriados. Meios apropriados para fixação são, por exemplo, uniões por parafuso (não mostradas). Como meios de fixação desprendíveis também podem servir grampos (não mostrados) ou similares.

[00042] Em praticamente qualquer ponto da periferia do flange os dois flanges periféricos 24 e 25 estão unidos um ao outro por uma articulação 26, de tal modo que, depois do desprendimento dos meios de união de flange, a parte superior de carcaça 22 pode ser girada para cima em relação à parte inferior de carcaça 23, na direção da seta 27 e a parte superior de carcaça 22 é acessível por baixo, bem como a parte inferior de carcaça 23, por cima. A parte inferior de carcaça 23, por sua vez, está formada em duas partes e consiste, substancialmente, em uma carcaça de câmara de separação 28 cilíndrica, com o flange periférico 25 em sua extremidade superior aberta e um cone de descarga 29, que se estreita conicamente para baixo. O cone de descarga 29 e a carcaça de câmara de separação 28 estão apoiados com flanges 30, 31 um sobre o outro na extremidade superior ou inferior e os dois flanges 30, 31 do cone de descarga 29 e da carcaça de câmara de separação 28 estão unidos um ao outro, tal como os flanges periféricos 24, 25, por meios de fixação desprendíveis (não mostrados). A carcaça de separação 21 composta desse modo está suspensa dentro de ou em braços de suporte, dos quais diversos estão distribuídos, distanciados o mais uniformemente possível, em torno do perímetro da carcaça de separação ou compressão 21 do separador a ar 7 do moinho de jato e prendem-se na carcaça da câmara de separação 28 cilíndrica.

[00043] Uma parte essencial das peças de montagem interior do

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14/26 separador a ar 7 é, por sua vez, a roda de separação 8, com um disco de cobertura superior 32, com um disco de cobertura inferior 33 no lado da descarga de corrente, axialmente afastado do outro, e pás 34 de contorno apropriado, dispostas entre as bordas externas dos dois discos de cobertura 32 e 33, unidas fixamente com os mesmos e distribuídas uniformemente em torno do perímetro da roda de separação 8. Nesse separador a ar 7, o acionamento da roda de separação 8 é produzido através do disco de cobertura superior 32, enquanto o disco de cobertura inferior 33 é o disco de cobertura do lado de descarga de corrente. O apoio da roda de separação 8 compreende um eixo de roda de separação 35, forçosamente acionado de modo apropriado, que com a extremidade superior está guiada para fora da carcaça de separador 21 e com sua extremidade inferior, sustenta a roda de separação 8 à prova de torção, dentro da carcaça de separador 21, em montagem suspensa. A saída do eixo da roda de separação 35 da carcaça de separador 21 dá-se em um par de placas trabalhadas 36, 37, que fecham a carcaça de separador 21 na extremidade superior de uma parte terminal de carcaça 38, que se estende em forma de cone truncado para cima, guiam o eixo de roda de separação 35 e vedam essa passagem de eixo, sem impedir os movimentos de rotação do eixo da roda de separação 35. Convenientemente, a placa superior 36 pode estar associada como flange à prova de torção ao eixo da roda de separação35 e estar apoiada de modo rotativo, através de mancais rotativos 35a, sobre a placa inferior 37, que, por sua vez, está associada a uma parte terminal de carcaça 38. O lado inferior do disco de cobertura 33 no lado da descarga de corrente, de modo que a roda de separação 8 está disposta em sua totalidade dentro da parte superior de carcaça 22 dobradiça. Na região da parte terminal de carcaça 38 cônica, a parte superior de carcaça 22 apresenta, além disso, um bocal de

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15/26 alimentação de produto 39 tubular do carregamento de material de moagem 4, cujo eixo longitudinal estende-se paralelamente ao eixo de rotação 40 da roda de separação 8 e ao seu eixo de acionamento ou eixo de roda de separação 35, e que está disposto o mais longe possível desse eixo de rotação 40 da roda de separação 8 e de seu eixo de acionamento ou eixo de roda de separação 35, situado radialmente por fora na parte superior de carcaça 22.

[00044] A carcaça do separador 21 aloja o bocal de saída 20 tubular, disposto coaxialmente à roda de separação 8, que com sua extremidade superior situa-se próximo abaixo do disco de cobertura 33 no lado da descarga de corrente da roda de separação 8, sem, no entanto, estar unida com o mesmo. Na extremidade inferior do bocal de saída 20 formado como tubo, está montada coaxialmente uma câmara de saída 41, que também é tubular, mas cujo diâmetro é substancialmente maior do que o diâmetro do bocal de saída 20 e, no presente exemplo de modalidade, tem pelo menos o dobro do tamanho do diâmetro do bocal de saída 20. Portanto, na transição entre o bocal de saída 20 e a câmara de saída 41 existe um nítido salto de diâmetro. O bocal de saída 20 está inserido em uma placa de cobertura superior 42 da câmara de saída 41. Em baixo, a câmara de saída 41 está fechada por uma tampa 43 removível. A unidade estrutural de bocal de saída 20 e câmara de saída 41 está sustentada em diversos braços de suporte 44, que estão distribuídos uniformemente, em forma de estrela, em torno do perímetro da unidade estrutural, unidos fixamente com suas extremidades na região do bocal de saída 20 com a unidade estrutural e fixados com suas extremidades externas na carcaça de separador 21.

[00045] O bocal de saída 20 está circundado por uma carcaça anular 45 cônica, cujo diâmetro externo inferior, maior, corresponde, pelo menos aproximadamente, ao diâmetro da câmara de saída 41, e

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16/26 cujo diâmetro externo superior, menor, corresponde, pelo menos aproximadamente, ao diâmetro da roda de separação 8. Na parede cônica da carcaça anular 45 terminam os braços de suporte 44 e estão unidos fixamente com essa parede, que, por sua vez, é novamente parte da unidade estrutural de bocal de saída 20 e câmara de saída 41.

[00046] Os braços de suporte 44 e a carcaça anular 45 são partes de um dispositivo de ar de lavagem (não mostrado), sendo que o ar de lavagem impede a entrada de matéria do espaço interno da carcaça de separador 21 na fenda entre a roda de separação 8 ou, mais precisamente, o disco de cobertura inferior 3 da mesma e bocal de saída 20. Para deixar esse ar de lavagem chegar à carcaça anular 45 e, daí, para a fenda a ser mantida livre, os braços de suporte 44 estão formados como tubos, que com suas partes terminais externas são guiados através da parede da carcaça de separador 21 e ligados através de um filtro de aspiração 46 em uma fonte de ar de lavagem (não mostrada). A carcaça anular 45 está fechada para cima por uma placa perfurada 47 e a própria fenda pode ser ajustável por um disco anular axialmente ajustável na região entre placa perfurada 47 e disco de cobertura inferior 33 da roda de separação 8.

[00047] A saída da câmara de saída 41 é formada por um tubo de descarga de material fino 48, que está guiado do exterior para dentro da carcaça de separador 21 e está ligado em disposição tangencial na câmara de saída 41. O tubo de descarga de material fino 48 é componente da saída de produto 6. Como revestimento da entrada do tubo de descarga de material fino 48 na câmara de saída 41 serve um cone defletor 49.

[00048] Na extremidade inferior da parte terminal de carcaça 38 côncia estão associados em disposição horizontal à parte terminal de carcaça 38 uma espiral de entrada de ar de separação 50 e uma

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17/26 descarga de material grosso 51. A direção de rotação da espiral de entrada de ar de separação 50 está oposta à direção de rotação da roda de separação 8. A descarga de material grosso 51 está associada de modo removível à parte terminal de carcaça 38, sendo que à extremidade inferior da parte terminal de carcaça 38 está associado um flange 52 e à parte superior da descarga de material grosso 51, um flange 53 e os dois flanges 52 e 53, por sua vez, estão unidos um ao outro de modo desprendível por meios conhecidos, quando o separador a ar 7 está pronto para funcionar.

[00049] A zona de dispersão a ser prevista está designada com 54. Flanges trabalhados na borda interna (chanfrados), para uma guia de corrente uniforme e um revestimento simples, estão designados com 55.

[00050] Finalmente, ainda está montado na parede interna do bocal de saída 20 um tubo de proteção 56 trocável, como parte de desgaste, e um tubo de proteção 57 trocável, correspondente, pode estar montado na parede interna da câmara de saída 41.

[00051] Para começar a operação do separador a ar 7 no estado de serviço representado, ar de separação é introduzido através da espiral de entrada de ar de separação 50 no separador a ar 7, sob uma queda de pressão e com uma velocidade de entrada escolhida de acordo com a finalidade. Em conseqüência da introdução do ar de separação por meio de uma espiral, particularmente em conexão com a conicidade da parte terminal de carcaça 38, o ar de separação sobe para cima, em forma de espiral, para a região da roda de separação. Simultaneamente, o produto de partículas de sólido de massa diferente é introduzido, através do bocal de alimentação de produto 39, na carcaça de separador 21.

[00052] Desse produto, o material bruto, isto é, a parte de partículas com massa maior, chega em sentido contrário ao ar de separação à

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18/26 região da descarga de material bruto 51 e é posto à disposição para processamento adicional. O material fino, isto é, a parte de partículas com massa menor, é misturado com o ar de separação e chega de fora para dentro pela roda de separação 8 ao bocal de saída 20, à camada de saída 41 e, finalmente, através de um tubo de saída de material fino 48, a uma saída ou descarga de material fino 58, bem como, dali, a um filtro, no qual o meio de serviço, na forma de um fluido, tal como, por exemplo, ar, e material fino são separados um do outro. Componentes de material fino mais grossos são expelidos radialmente da roda de separação 8 e misturados com o material grosso, para deixar a carcaça de separador 21 com o material grosso ou circular por tanto tempo na carcaça de separador 21, até tiver se tornado material fino, com uma granulação tal que seja descarregado com o ar de separação.

[00053] Devido à ampliação abrupta da secção transversal do bocal de saída 20 para câmara de saída 41, ocorre ali uma nítida redução da velocidade de corrente da mistura de material fino-ar. Essa mistura chega, portanto, com uma velocidade de corrente muito baixa pela câmara de saída 41, através do tubo de saída de material fino 48, à descarga de material fino 58 e só produz uma abrasão em pequena medida na parede da câmara de saída 41. Por esse motivo, o tubo de proteção 57 também só é uma medida altamente preventiva. Mas a alta velocidade de corrente na roda de separação 8, por razões de uma boa técnica de separação, ainda prevalece no bocal de descarga ou saída 20, motivo pelo qual o tubo de proteção 56 é mais importante do que o tubo de proteção 57. É particularmente significativo o salto de diâmetro, com uma ampliação de diâmetro na transição do bocal de saída 20 para a câmara de saída 41.

[00054] Aliás, o separador a ar 7, pela divisão da carcaça de separador 21 da maneira descrita e pala associação dos componentes

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19/26 de separação às carcaças parciais individuais pode, por sua vez, pode ser facilmente mantido e componentes que ficaram defeituosos, podem ser trocados com esforço relativamente pequeno e dentro de tempos de manutenção curtos.

[00055] Enquanto na representação esquemática da figura 2 a roda de separação 8, com os dois discos de cobertura 32 e 33 e a coroa de pás 59 disposta entre os mesmos, com as pás 34, ainda está representada de maneira usual, conhecida, com discos de cobertura paralelos e de paralelamente planos, na figura 3 a roda de separação para um outro exemplo de modalidade do separador a ar 7 está representado em um desenvolvimento vantajoso.

[00056] Essa roda de separação 8 de acordo com a figura 3 contém, adicionalmente à coroa de pás 59 com as pás 34, o disco de cobertura superior 32 e o disco de cobertura inferior 33 no lado da descarga de corrente, axialmente distanciado do mesmo, e é girável em torno do eixo de rotação 40 e, com isso, em torno do eixo longitudinal do separador a ar 7. A extensão diametral da roda de separação 8 está vertical ao eixo de rotação 40, isto é, ao eixo longitudinal do separador a ar, independentemente do fato de se o eixo de rotação 40 e, com o mesmo, o eixo longitudinal citado, se estende verticalmente ou horizontalmente. O disco de cobertura inferior 33, no lado da descarga de corrente, circunda concentricamente o bocal de saída 20. As pás 34 estão unidas com os dois discos de cobertura 33 e 32. Os dois discos de cobertura 32 e 33, diferentemente do estado da técnica, estão formados conicamente e, mais precisamente, de tal modo que a distância do disco de cobertura superior 32 do disco de cobertura inferior 33 no lado da descarga de corrente fica maior da coroa 50 das pás 34 para dentro, isto é, em direção ao eixo de rotação, mais de preferência, continuamente, tal como, por exemplo, linearmente ou não linearmente, e, de modo

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20/26 particularmente preferido, de tal modo que a área da camisa de cilindro passada por corrente permanece constante para cada raio entre bordas de saída de pá e bocal de saída 20. A velocidade de descarga de corrente, que fica menor, devido ao raio decrescente, em soluções conhecidas, permanece constante nesta solução.

[00057] Além da variante descrita acima e na figura 3 da configuração do disco de cobertura superior 32 e do disco de cobertura inferior 33, também é possível que apenas um desses dois discos de cobertura 32 ou 33 esteja formado conicamente da maneira descrita e o outro disco de cobertura 33 ou 32 seja plano, tal como é o caso em conexão com o exemplo de modalidade de acordo com a figura 2 para os dois discos de cobertura 32 e 33. Particularmente, nesse caso, a forma do disco de cobertura que não é paralelamente plano pode ser de tal modo que, pelo menos aproximadamente, a área da camisa de cilindro passada por corrente permanece constante para cada raio entre bordas de saída de pá e bocal de saída 20.

[00058] A seguir, para esclarecimento adicional e como base pra outros aspectos inventivos, ainda é abordado o comprimento de jato otimizado em moinhos de jato.

[00059] De observações de resultados de testes no âmbito de baixa pressão (p0 < 0,4 MPa (4 bar) (abs)), pode-se concluir uma dependência do comprimento de jato ótimo da pressão do gás de moagem. A seguir, é apresentada uma fórmula para quantificar essa dependência. Simultaneamente, é feita uma previsão teórica de se essa dependência também existe da temperatura do gás de moagem.

[00060] Para descrever os processos durante a expansão dos jatos, parte-se do fato de que tanto as relações de pressão na superfície externa do jato, pela qual as partículas de sólido a ser trituradas chegam ao jato, para ali ser aceleradas e trituradas, como também na área redutora de pressão , onde, opcionalmente, dois ou mais jatos

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21/26 se encontram, devem ser constantes.

[00061] Além disso, é presumido que essas relações de pressão estão correlacionadas com a densidade de corrente de impulso no jato:

na qual significam: [m²] a área do jé Ci constante [N/m²] densidade i [kg/s] corrente de a área do jato constante densidade de corrente de impulso corrente de massa de gás velocidade adiabática depois do bocal.

[m/s] velocidade

[00062] (Pode-se contar com o fluxo de massa e a velocidade na saída de bocal, uma vez que a corrente de impulso no jato é mantida.) [00063] Sob o pressuposto de que o jato se amplia conicamente e o ângulo de abertura do jato α é independente de pressão e temperatura (pelo menos o primeiro foi constatado nos testes de Hãgele, Joachim: Experimentelle Untersuchungen na Aerosolstrahalen aus Mikrodüsen; Mitteilungen aus dem Max-Planck-Institut für Strõmungsforschung Nr. 72, 1981, para bocais que se etreitam continuamente, bem como para bocais de Laval), as duas áreas podem ser calculadas de acordo com a relação geométrica

Astrahl - C2 ' K ' í 2) onde ainda significam

C2 constante

[m] comprimento do jato.

[00064] A corrente de massa de gás por um bocal resulta em

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22/26 mL po ’ y<max *

(4) , a velocidade de sida do jato adiabática é = ] (5) onde significam, além disso d bocal [m] diâmetro de bocal mL [kg/s] corrente de massa de gás pi [bar (abs)] pressão de gás antes do bocal

R [kJ/kgK] constante de gás

To [K] temperatura do gás antes do bocal k componente isentrópico

Tmax coeficiente de descarga.

[00065] Quando as equações 2, 4 e 5 são usadas na equação 1, então obtém-se r = c, = ^^•^•^-[i-í#)'*¹]<6) com

Cj = 2^ e

ÍKmax ““ V x+1 V _K+i ) onde adicionalmente significa

C3 constante.

Se, finalmente, t9 >

com

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23/26

C constante, então, depois da conversão, obtém-se

- ^arei — c =

J onde finalmente significa a_rei comprimento de jato relativo

[00066] Por conseguinte, o comprimento do jato a_rei só é dependente da pressão de gás de moagem po, da relação de pressão pi/po e de k, mas não da temperatura do gás de moagem.

[00067] De testes (vide também Nied, R.: Strahlmahlung in der Fliexxbettgegenstrahlmühle; tiz 109 (1985)1, p. 23 ss) é conhecido que • para uma pressão de gás de moagem de po = 7 bar (abs) • uma relação de pressão de pi/po = 1,1/7 e • k = 1 m4 o comprimento do jato relativo a_rei fica = 20.

[00068] Com isso, pode ser calculado o valor da constante C em C = 9,922 (11).

[00069] Na figura 4 está representada graficamente a relação entre a pressão de gás po antes do bocal e o comprimento de jato relativo a_rei na base da avaliação gráfica da equação 10, com C de acordo com a equação 11.

[00070] A invenção está representada apenas exemplificadamente por meio dos exemplos de modalidade na descrição e no desenho e não está limitada aos mesmos, mas abrange todas as variações, modificações, substituições e combinações, que o técnico pode extrair dos presentes documentos, particularmente no âmbito das exposições gerais na introdução desta descrição, bem como da descrição dos exemplos de modalidade e de suas representações no desenho e combinar os mesmos com seu conhecimento técnico, bem como do estado da técnica. Particularmente, todas as características e

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24/26 possibilidades de configuração individuais da invenção e suas variantes de execução podem ser combinadas.

LISTAGEM DE REFERÊNCIAS moinho de jato carcaça cilíndrica câmara de moagem carregamento de material de moagem entrada de jato de moagem saída de produto separador a ar roda de separação abertura de entrada ou bocal de entrada ou bocal de entrada jato de moagem fonte de aquecimento fonte de aquecimento tubo de alimentação revestimento isolante de temperatura entrada saída centro da câmara de moagem dispositivo de reservatório ou produção dispositivos de tubulação bocal de saída carcaça de separação parte superior de carcaça parte inferior de carcaça flange periférico flange periférico articulação

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25/26 seta carcaça de câmara de separação braços de suporte cone de descarga flange flange disco de cobertura disco de cobertura Pá eixo de roda de separação mancal giratório placas trabalhadas superiores placas trabalhadas inferiores parte terminal de carcaça bocal de carregamento de produto eixo de rotação câmara de saída placa de cobertura superior tampa removível braços de suporte carcaça anular cônica filtro de aspiração placa perfurada tubo de descarga de material fino cone defletor espiral de entrada de ar de separação descarga de material grosso flange flange zona de dispersão

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26/26 flange trabalhados na borda interna (chanfrados) e revestimento tubo de proteção trocável tubo de proteção trocável saída/descarga de material fino coroa de pás

Claims

1. Moinho de jato (1) para produção de partículas ultrafinas, caracterizado pelo fato de que a distância relativa a/dbocal, com a pra o comprimento do jato e dbocal para o diâmetro do bocal, de entradas de jato de moagem (5), dispostos de modo concêntrico, cujas linhas centrais se encontram em um ponto, é ajustada na dependência da pressão média de serviço.

2. Moinho de jato (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada entrada de jato de moagem (5) está formada por um bocal de entrada ou bocal de moagem (9).

3. Moinho de jato (1) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que estão presentes 3 ou 4 entradas de jato de moagem (5).

4. Moinho de jato (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que é um moinho de jato de camada fluida.

5. Moinho de jato (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que é integrado um separador a ar (7) dinâmico.

6. Moinho de jato (1) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o separador a ar (7) contém um rotor de separação ou uma roda de separação (8), com uma altura interna crescente com raio decrescente, de modo que na operação, a área passada por corrente do rotor ou roda de separação (8) é constante.

7. Moinho de jato (1) de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que o separador a ar (7) contém um rotor de separação ou uma roda de separação (8), com um tubo de imersão (20), particularmente trocável, que está configurado de tal modo que ele gira em conjunto quando o rotor ou a roda de separação 8 gira.

8. Moinho de jato (1) de acordo com qualquer uma das

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2/2 reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que está prevista uma câmara de saída de material fino (41), que apresenta uma ampliação de secção transversal na direção da corrente.