196323. lajstromszámú szabadalom • Légsugármalom előnyösen kemény, elasztikus és/vagy hőre lágyuló anyagok finom és/vagy kriogén őrlésére, felületkezelésére
1 196 323 2 A találmány tárgya légsugármalom, előnyösen kemény, elasztikus és/vagy hőre lágyuló anyagok finom és/vagy kriogén őrlésére, felületkezelésére, amely előőrlőkamrákkal, az előőrlőkamrákhoz befúvó csövekkel kapcsolódó kör alakú őrlőtérrel, az őrlőtérben kerületi őrlőfűvókákkal és belső osztályozóval, valamint az őrlőtér tengelyében őrleményt elvezető csonkkal van ellátva. A berendezés energiatakarékos és széles körben alkalmazható az iparban előnyösen különböző karbidok, szilikátok, oxidok, ércek, pigmentek vagy elasztikus anyagok igen finom és/vagy kriogén őrlésére, valamint felületkezelésre. A technika mai állása szerint ismeretes sugármalom berendezések öt alaptípusra vezethetők vissza. Az első típus jellemzője, hogy az őrlés a fűvókával felgyorsított anyagnak nagy sebességgel ún. üllőhöz történő ütköztetésével megy végbe. Ez a berendezés jó őrlőhatást biztosít, de üzemeltetése nem gazdaságos a nagy fajlagos energiafelhasználás miatt, és bélése is erősen kopik, anyagával erősen szennyezve az őrleményt. A szennyezőhatás kiküszöbölésére gyakran az őrleménnyel azonos alapanyagú béléseket alkalmaznak. Ennek a típusnak a legismertebb, ma használatos változata a külső osztályozóval összeépített, kerámiabélésű és üllőjíí Vortex rendszerű sugármalom. A sugármalom másik, széles körben alkalmazott típusa az ún. Majac malom, melynél az aprítás két, egymással szemben elhelyezett fúvókával felgyorsított és egymásnak ütköző szemcsék autogén őrlése útján megy végbe nagy energiaveszteséggel, és ezért igen rossz aprítási hatásfokkal. A fúvókák aránylag kevés szemcsét tudnak szállítani, és a szeinbefúvó sugarak hatására örvények keletkeznek, ezért a szemesék ütközésének száma kevés. E típus ismert példái a DE 254369102 és DE 252347102 számú szabadalom szerinti megoldások. A harmadik, ún. Micronizer típusú sugármalom a legelterjedtebb típus. Működésének lényege, hogy a diszkosz alakú őrlőtérben a kerületen elhelyezkedő sugárcsövekből kiáramló gáz hatására megy végbe az őrlés. A gázsugarak előzőleg egy kört érintenek az őrlőtér külső harmadában, vagy felében. Az őrlendő anyag ennek a körnek az érintőjén átmenő függőleges síkban, de az őrlőtér tetején átmenő függőlegessel 60°-os szöget bezárva lép be az őrlőtérbe. A konstruktőrök elmélete szerint ezen érintő kör mentén keringenek az anyagnak egy meghatározott méretnél nagyobb szemcséi, a finomabbak, azaz az őrlemény a középen elhelyezett torlasztó gáton keresztül lép ki a berendezésből, és a durvább szemcsék a kerületi fúvókákból kiáramló gáz hatására össze-összeütköznek és mindaddig keringenek a sugármalomban, míg méretük a kívánt érték alá csökken. Tényleges üzemi viszonyok között a berendezés működése nem felel meg fenti elméleti üzemvitelnek, mégis ez a típus igen elterjedt, mint az egyik legjobb hatásfokú berendezés. A továbbfejlesztésére is több szabadalmazott találmány ismert, mint az US 18586, SF 33960, DE 3201778. Ezek a műszaki megoldások a kétsugaras malom, vagy az üllős típus és a micronizer kombinációi, ahol a durva terméket próbálják visszavezetni az őrlőtérbe, vagy üllős szerkezetű előőrlő alkalmazásával próbálják javítani az őrlés finomságát kevés sikerrel. Ezért az iparban napjainkig leggyakrabban a változatlan alaptípus bélelt formáját használják. A sugármalmok negyedik típusánál a malom-teljesítmény növelését tűzték ki célul oly módon, hogy a részecskék mozgásának szabad úthossza ne csökkenjen. Ennek érdekében megnövelték az őrlőtér térfogatát és a fúvókák számát, ami a malom térfogategységre jutó teljesítményének növekedését eredményezte, de az cuergiiihnsznosílás hatásfokát rontotta és a kopás mértéke is megnőtt. Ennek a típusnak a neve Jet-O-Mizer, vagy Reductionizer. A koptatóhatás csökkentésére született meg a Double -Inpackt -Mill. A malom felső részében a visszatérő ágban ún. iránytöréses osztályozót és további őrlőfúvókákat is alkalmaztak egyes esetekben. Ezekkel a malomtípusokkal nem sikerűiét elérni az 1 pm vagy kisebb szemnagy ságot. Az ötödik típusba a fluid ágyas sugármalmok sorolhatók (pl. DE 3140294), melyeknél a részecskék ütközésének számát, és ezzel az őrlés hatásfokát egy nagy tartály alján elhelyezett, négy egymással szembe fúvó, az előző berendezésekhez képest nagyobb átmérőjű fúvóka alkalmazása javítja. A fúvókák a teljes tartályban levő anyagmennyiséget fluidizálják, melynek hatására a már leőrölt finomabb szemcsék a tartály felső részében elhelyezett forgó osztályozón át elvezethetők, míg a durvább frakció a tartály fala mentén visszacsúszik ismételt őrlésre. A berendezés őrlési és osztályozási hatásfoka jó, de finom (10 jum alatti) aprításra nem alkalmas, egyrészt, mert a kis úthossz (nagy anyagsűrűség) miatt a részecskék ütközési energiája kicsi, másrészt mert az osztályozó forgórészének forddaíszárna - tehát a végtermék finomsága — sem növelhető bizonyos határon túl. Hátránya e típusnak az is, hogy az osztályozó forgó része erős kopásnak van kitéve és hogy az anyagfeladást az őrlőtér erős túlnyomása miatt csal bonyolult zsiliprendszerrel lehet megoldani. Az eddig alkalmazott típusok ismeretében megállapítható, hogy a sugárinalom berendezések hatásfoka akkor kedvező, ha nagy az ütközések valószínűsége és energiája. A szilárd részecskék számának növekedésével az ütközések valószínűsége ugyan megnő, de a szemcsék felgyorsulásához szükséges szabad úthossz és ennek következtében az ütközési energia csökken, ezért a surgárőrlő berendezések működésének alapkérdése egy kompromisszum: vagy növeljük a szabad úthosszt és finomítjuk az őrleményt csökkenő malomteljesítmény mellett, vagy növeljük az ütközések számát, ami durvábbá teszi a töretét, de javítja az őrlési hatásfokot és a malom teljesítményét. A találmány célja olyan légsugármalom szerkezet kialakítása, amely igen kemény, vagy elasztikus és/vagy hőre lágyuló anyagok finom (10/am alatti) őrlésére alkalmas, energiatakarékos, nem tartalmaz mozgó alkatrészt, ezért fokozottan kopásálló és olyan belső osztályozóval rendelkezik, amely a malommal szerves egységet képez, élesen osztályoz, de nem 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
