201693. lajstromszámú szabadalom • Centrifugális őrlőmalom és eljárás szilárd szemcsék őrlésére centrifugális őrlőmalomban
1 HU 201 693 A 2 A találmány tárgya centrifugális őrlőmalom, amely szilárd szemcsék nagyságának ingómozgást végző őrlő eszköz révén való csökkentésére alkalmazható és eljárás szilárd szemcsék őrlésére. Szilárd szemcsés anyagok, például ásványércek aprítására általánosan alkalmazott egyik eljárásnál hengeres vagy hengeres-kúpos alakú őrlőkamrát használnak, amelyet vízszintes tengely körül forgatnak. Az őrlőkamra belső terének egy része szabadon gördülő őrlő eszközzel van töltve, amelyek az őrlőkamrában való gördülésük közben a szemcséket törik. Az ilyen őrlőmalmokat általában „ejtő-görgető” malomnak nevezik. Az őrlő eszközök lehetnek acélból vagy más anyagból készített, előre meghatározott alakú testek, vagy egyszerűen a betáplált anyagnak darabos részei. Az utóbbi esetben az őrlési folyamatot „önaprítás”-nak nevezik. Az ejtő-görgető malmokra jellemző, hogy a betáplálható fajlagos energia mennyiséget a nehézségi gyorsulás korlátozza és ez az energia az őrlőkamra térfogatának egy-egy köbméterére számítva 20 kilowattnál kevesebb. Ennek következtében az őrlőkamra térfogategységére eső őrlési kapacitás kicsi. Az ejtő-görgető malom teljesí tők é pes ségé he z viszonyítva a fajlagos energia bevitel és az őrlési sebesség jelentősen növelhető az őrlőmalom forgatása révén, amely forgatás egy rögzített tengely körül, általában körpályán történik. Ilyen módon az őrlőkamra és ennek tartalma sokkal nagyobb gyorsulásoknak van alávetve, mint a nehézségi erő által kiváltott gyorsulás. A forgatásnál fellépő gyorsulást az a = w2r jelölés határozza meg, ahol w a szögsebesség és r a forgási tehetetlenségi sugár. Az ilyen elven dolgozó őrlőmalmokat általános meghatározással „rczgőmalom”nak és „centrifugál malom”-nak nevezik. A rezgőmalom elnevezést általában akkor használják, amikor az r sugár az őrlőmalom átmérőjéhez vagy hasonló meghatározó méretéhez viszonyítva nagyon kicsi. A gyakorlat szerint a forgási tehetetlenségi sugárnak az őrlőmalom átmérőjéhez való viszonya rezgőmalmoknál kisebb mint 0,05, centrifugál malmoknál pedig 0,15 és 0,5 között van. Az őrlőmalom térfogatának egy köbméterére jutó fajlagos energiabevitel 500 kilowattra növelhető centrifugál malmoknál. Az egységnyi térfogatra eső őrlési teljesítmény is ennek megfelelően növelhető. Ennek ellenére az ilyen típusú őrlőmalmok az iparban nem terjedtek el kellő mértékben főként azért, mert ezeknek mechanikai, geometriai, betáplálási és/vagy kiürítési jellemzői a teljesítőképességük által nyújtott előnyöket lerontják. A találmány feladata olyan centrifugál őrlőmalom létrehozása, amely révén az ismert őrlőmalmok előzőkben fölsorolt hátrányos tulajdonságainak legalább egy része, legalább részben csökkenthető. A találmány a kitűzött feladatot olyan centrifugális őrlőmalom létrehozása révén oldja meg, amelynek egy viszonylag álló tengely körül kúpos forgásfelületet létrehozó keringésre kényszerített tengely körül gyakorlatilag szimmetrikusan kialakított őrlőkamrája van, az őrlőkamrának a szimmetriatengelyére merőleges minden keresztmetszete lényegében kör alakú, továbbá a keresztmetszetek sugara az őrlőkamra tengelyének a keringési tengellyel való metszéspontja közelében levő betápláló nyílástól a metszésponttól legtávolabb levő kiürítő nyílás előtti rácsozatig nő. Az őrlőkamra oldalai a betápláló nyílás és a kiürítő nyílás előtti rácsozat között csonkakúpot képeznek, amelynek teteje az őrlőkamra tengelye keringési tengellyel való metszéspontja mellett van. A kiürítő rácsozat belső felülete konkáv és kerületi része merőleges az őrlőkamra kúpos felületére. A találmány egyben eljárás szilárd szemcsék őrlésére centrifugális őrlőmalmokban. Egyik végén betápláló csatornával kapcsolódó, a másik végén kibocsátó nyílással kialakított, őrlő anyag töltetet tartalmazó őrlőkamrába a betápláló csatornán keresztül szilárd szem csékct Ömlesztőnk, az őrlőkamrái földtengelyszcrű mozgásba hozzuk és ezáltal az őrlőkamrában őrlő hatást hozunk létre, majd az őrölt szemcséket a nyíláson kibocsátva visszanyerjük. Az eljárást az alábbi példában ismertetjük: Az őrlő anyag töltetet tartalmazó cs folyadékot vagy hasonlót bcbocsátó nyílással kialakított őrlőkamrába szilárd szemcséket ömlesztünk, az őrlőkamrát földtcngelyszcrű mozgásba hozzuk és ezáltal az őrlőkamrában őrlő hatást hozunk létre, a nyíláson keresztül folyadékot bocsátunk az őrlőkamrába és ezáltal az őrlőkamrában levő őrölt szemcséket az őrlőkamrába ömlesztett szemcsékkel ellenirányban kifelé, fölfelé szállítjuk és az így szállított őrölt szemcséket visszanyerjük. Az őrlőkamrának előzőkben ismertetett mozgása az ismert centrifugális őrlőmalmok forgó mozgásától élté rően földtengelyszcrű mozgás, ezzel szemben a centrifugális őrlőmalmok őrlőkamráinak tengelyei lényegé ben párhuzamosak a forgástengellyel. A földlengelyszerű mozgást végző őrlőmalmok forgástengelyei a vízszintes és a függőleges között gyakorlatilag bármilyen helyzetűek lehetnek ugyan, azonban az őrlőmalomba való anyagbetáplálás és az őrlőmalomból való anyageltávolítás szempontjából előnyös, ha a forgástengely függőleges, amely esetben a betáplálás függőlegesei! lefelé végezhető. A következőkben ismertetett valamennyi példaképpeni kiviteli alak forgástengelye függőleges helyzetű. A földtengelyszcrű mozgásnak a centrifugális őrlőmalmok forgómozgásához viszonyítva jelentős előnyei vannak, amint a példaképpeni kiviteli alakok ismertetése során majd kitűnik. Az 1-7. ábrák a találmány szerinti új kialakítású centrifugális őrlőmalom különböző példaképpeni kiviteli alakjait a forgástengelyt tartalmazó metszetben szemléltetik. A 8. ábra nedvesen őrlő őrlőmalom és a hozzá tartozó betápláló-clvczctő szerkezetrész elvi vázlata. A 9. ábra levegő elválasztással, szárazon őrlő őrlőmalom és a hozzá tartozó betápláló-clvczctő szerkezetrész elvi vázlata. Az ábrákon a hasonló feladatokat ellátó alkatrészeket mindegyik példaképpeni kiviteli alaknál azonos számokkal jelöltük. Az 1-7. ábrákon látható alkatrészek, illetve szerkezetrészek feladatvégzés szempontjából való könnyebb megkülönböztetése érdekében a forgó alkatrészeket sűrűbb sraffozással, a földtengelyszcrű mozgást végző alkatrészeket, illetve szerkezetrészeket ritkább sraffozással, az álló alkatrészeket pedig keresztbe sraffozással jelöltük. A rajzokon vázolt valamennyi kiviteli alaknak függőleges 1 forgástengelye, az 1 forgástengelyt 3 pontban 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
