PL196219B1 - Urządzenie do rozdrabniania materiału stałego - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie do rozdrabniania materialu stalego, zwlaszcza nieprzerobionego cementu, klinkieru czy innych materialów, zawierajace mlyn walcowy i szyb do podawania materialu stalego do strefy rozdrabniania mlyna walco- wego, przy czym szyb ma pionowe uksztalto- wanie o zmniejszajacym sie ku dolowi przekroju poprzecznym, znamienne tym, ze redukcja obwodu przekroju poprzecznego szybu (11) na jednostke wysokosci maleje ku dolowi. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest urządzenie do rozdrabniania materiału stałego, zwłaszcza nieprzerobionego cementu, klinkieru czy innych materiałów.

Znane są urządzenia do rozdrabniania materiału stałego w młynie walcowym, takim jak prasa walcowa, walcarka pierścieniowa, walcarka pionowa, albo w innej podobnej jednostce.

W ostatnich latach rozwój w technologii rozdrabniania materiałów stałych był głównie zorientowany na polepszanie sprawności ekonomicznej procesu rozdrabniania. Dlatego, nacisk był położony głównie na polepszenie ekonomii działania procesu rozdrabniania, oraz na zmniejszenie głównego kosztu urządzeń do rozdrabniania w stosunku do ich osiągów znamionowych. Szeroko stosowanym sposobem obniżania kosztów inwestycyjnych jest zwiększanie prędkości roboczej urządzenia do rozdrabniania materiału stałego, a stąd i jego wydajności. Nie trzeba dodawać, że prędkość robocza urządzenia do rozdrabniania materiału stałego może być zwiększana tylko do pewnego punktu. Ponadto, znany jest fakt, iż prawdopodobne jest pojawienie się problemów związanych z działaniem, na przykład, prasy walcowej, jeśli prędkość obwodowa walców jest zwiększana w sposób arbitralny.

Takie problemy robocze mogą być związane z wieloma różnymi przyczynami. Jednym wyjaśnieniem może być trudność osiągnięcia przyspieszenia materiału, który ma być osadzony w prasie walcowej, do stopnia odpowiadającego prędkości obwodowej walców. Takie przyspieszenie materiału jest zwykle osiągane za pomocą walców poprzez fizyczny kontakt z materiałem i/lub poprzez działanie siły ciążenia. Jednak, wydajność walców jest ograniczona do bardzo małego zakresu roboczego, w ten sposób poważnie ograniczając wielkość przyspieszenia, a w szybie sile ciążenia przeciwdziałać będzie zarówno tarcie materiału o szyb jak i/lub tarcie występujące w obrębie samego materiału. Ponadto, przyspieszenie osiągane w tradycyjnym szybie będzie także powodować znaczne domieszanie powietrza, co jest niepożądane, co także będzie miało niekorzystny wpływ na proces rozdrabniania. Zastosowanie pionowego szybu o kołowym lub prostokątnym przekroju oraz o identycznej powierzchni przekroju poprzecznego na całej długości będzie umożliwiało sile ciążenia przyspieszanie materiału do dużej prędkości, ale w scenariuszu tym występować będzie równoczesne zwiększenie odległości pomiędzy cząstkami ze zmniejszeniem gęstości materiału i domieszaniem powietrza. Poprzez zastosowanie szybu o ukształtowaniu piramidalnym albo stożkowym możliwe będzie utrzymanie odległości pomiędzy cząstkami. Jednak, w szybie tego typu, na materiał będą działały siły tarcia, które są tak znaczne, że osiągalne prędkości końcowe są dość małe. W takich normalnych szybach obwód przekroju poprzecznego zmniejsza się liniowo w funkcji wysokości. Dla szybów tych redukcja obwodu przekroju poprzecznego na jednostkę wysokości pozostaje stała.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie urządzenia do rozdrabniania materiału stałego o konstrukcji pozbawionej powyższych niedogodności.

Urządzenie do rozdrabniania materiału stałego, według wynalazku, zwłaszcza nieprzerobionego cementu, klinkieru czy innych materiałów, zawiera młyn walcowy i szyb do podawania materiału stałego do strefy rozdrabniania młyna walcowego, przy czym szyb ma pionowe ukształtowanie o zmniejszającym się ku dołowi przekroju poprzecznym, a charakteryzuje się tym, że redukcja obwodu przekroju poprzecznego szybu na jednostkę wysokości maleje ku dołowi.

Korzystnie, obszar przekroju poprzecznego szybu w funkcji wysokości spadania jest zgodny ze wzorem:

A= (1+ Δ)

V yp2gh , gdzie

A to obszar przekroju

V^& o przepływ objętościowy q to przyspieszenie ziemskie h to wysokość spadania

D mieści sięw zakresie od 0 do 0,2,a korzystnie jest mniejszy niż 0,1.

Korzystnie, szyb maco najmniej 3 piramidalne czy stożkowe sekcje.

Korzystnie, redukcja obwodu przekroju poprzecznego szybu maleje ku dołowi w sposób ciągły. Korzystnie, szyb ma kształt trąbki.

PL 196 219B1

Opisane ukształtowanie szybu nieoczekiwanie dowiodło, że materiał stały powyżej pewnej wysokości spadania może osiągnąć dużą prędkość, oraz że jest to osiągalne bez domieszania powietrza do materiału stałego. Ustalono więc, iż możliwe będzie osiągnięcie przez materiał prędkości, które są bliskie prędkości osiąganej przy swobodnym spadaniu indywidualnych cząstek. Materiał stały może być przyspieszany do prędkości większej niż 1,5 m/s. Jednak preferowane jest, aby materiał stały był przyspieszany do prędkości większej niż 5 m/s, a korzystnie większej niż 10 m/s.

Przykład charakterystyki przekroju poprzecznego szybu w urządzeniu do rozdrabniania materiału stałego, według wynalazku, jest znany z kształtu swobodnie opadającego strumienia wody, na przykład, z lekko odkręconego kranu. Na górze, na wylocie kranu, prędkość przepływu wody jest dość mała, a szerokość strumienia wody odpowiada z grubsza wylotowi. Dalej, w strumieniu siła ciążenia zwiększa prędkość przepływu wody, ale ponieważ przepływ wody w strumieniu jest taki sam, oraz ponieważ gęstość w strumieniu także jest taka sama, oznacza to, że przekrój strumienia wody jest mniejszy. Wten sposób strumień wody będzie przyjmował niemalże hiperboliczny kształt, a charakterystyka obszaru przekroju poprzecznego w funkcji wysokości spadania może być wyrażona za pomocą następującego wzoru:

(1)

A= (1+ Δ)

V yp2gh , gdzie

A to obszar przekroju V^& to przepływ objętościowy g to przyspieszenie ziemskie h to wysokość spadania

A to element korygujący, który opisuje tarcie w materiale, dla wody przyjmujące małą wartość, która jest bliska 0

Trzeba założyć, że strumień wody jest z grubsza kołowy i dlatego jego obwód może być obliczony na podstawie wzoru:

(2) O = nD = π — (1 + Δ) ^v , gdzie Vⁿ J2gh

O to obwód

D to średnica strumienia wody

Jak widać z powyższego wzoru, obwód jest proporcjonalny nie do wysokości spadania, ale do wysokości spadania do potęgi + (1/4).

Według wynalazku preferowane jest, aby szyb był tak ukształtowany, aby obszar jego przekroju poprzecznego w funkcji wysokości spadania był zasadniczo taki, jak to zdefiniowano w powyższym wzorze. W celu uwzględnienia poprawki na tarcie, które występuje, kiedy podaje sięmateriał stały przez szyb, element korygujący D musi mieścić się w zakresie od 0 do 0,2, a korzystnie być mniejszy niż 0,1.

Szyb może składać się, na przykład, z wielu piramidalnych albo stożkowych sekcji, tak że zmniejszanie obwodu przekroju poprzecznego szybu wykazuje stopniowy, zmniejszający się ku dołowi trend. W celu zapewnienia, że kształt takiego szybu nie odchyla się za bardzo od wzoru (1) pokazanego powyżej, preferowane jest, aby ilość zawartych sekcji wynosiła co najmniej 3, ale korzystnie co najmniej 5, a najkorzystniej co najmniej 10.

Jednak preferowane jest, aby redukcja obwodu przekroju poprzecznego szybu malała w sposób ciągły ku dołowi, oraz aby szyb posiadał, na przykład, kształt trąbki.

W zasadzie możliwe będzie zastosowanie szybu w urządzeniu do rozdrabniania materiału stałego, według wynalazku, do transportowania dowolnego materiału stałego z jednego poziomu na poziom niższy dzięki działaniu siły ciążenia i w tym celu szyb powinien mieć zasadniczo pionowe ukształtowanie, o zmniejszającym się ku dołowi przekroju, przy czym redukcja obwodu przekroju szybu maleje ku dołowi.

PL 196 219B1

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do rozdrabniania materiału stałego, według wynalazku, z młynem walcowym stanowiącym prasę walcową i z szybem.

Na fig. 1 widać urządzenie do rozdrabniania materiału stałego z prasą walcową 1z dwoma obracającymi się w przeciwnych kierunkach walcami 3 i 5. Podczas pracy prasy walcowej materiał stały, który ma być osadzony, jest podawany z pojemnika 7, poprzez przenośnik podający 9 i szyb zsypowy 11, do strefy rozdrabniania 13 pomiędzy walcami 3 i 5.

Szyb 11 jest ukształtowany ze zmniejszającym się ku dołowi przekrojem poprzecznym w taki sposób, że redukcja obwodu przekroju poprzecznego szybu 11 na jednostkę wysokości maleje także ku dołowi. Idealnie, szyb 11 ukształtowany jest ze zmniejszającym się ku dołowi przekrojem poprzecznym, który jest odwrotnie proporcjonalny do ciągle zwiększającej się ku dołowi prędkości materiału stałego, z powodu przyspieszenia wywołanego przez siłę ciążenia. Możliwe zatem, będzie osiągnięcie przez materiał stały prędkości bliskiej prędkości swobodnego spadania, bez domieszania powietrza, umożliwiając prasie walcowej pracę z większymi prędkościami walców 3 i 5, w ten sposób zwiększając przerób urządzenia do rozdrabniania materiału stałego.

Zostały przeprowadzone testy z szybem 11 ukształtowanym zgodnie z powyższymi wytycznymi, o końcowym przekroju poprzecznym 0,1 x 0,1 metra i wysokości 5 metrów, i zarejestrowano prędkość materiału bliską 10 m/s, bez domieszania powietrza.

Claims (5)

1. Urządzenie do rozdrabniania materiału stałego, zwłaszcza nieprzerobionego cementu, klinkieru czy innych materiałów, zawierające młyn walcowy i szyb do podawania materiału stałego do strefy rozdrabniania młyna walcowego, przy czym szyb ma pionowe ukształtowanie o zmniejszającym się ku dołowi przekroju poprzecznym, znamienne tym, że redukcja obwodu przekroju poprzecznego szybu (11) na jednostkę wysokości maleje ku dołowi.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że obszar przekroju poprzecznego szybu (11) w funkcji wysokości spadania jest zgodny ze wzorem:

A= (1+ Δ)

V yp2gh , gdzie

A to obszar przekroju V^& o przepływ objętościowy q to przyspieszenie ziemskie h to wysokość spadania

D mieści się w zakresie od 0 do 0,2, a korzystnie jest mniejszy niż 0,1.

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że szyb (11) ma co najmniej 3 piramidalne czy stożkowe sekcje.

4. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że redukcja obwodu przekroju poprzecznego szybu (11) maleje ku dołowi w sposób ciągły.

5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że szyb (11) ma kształt trąbki.