Boquilla de chorro mejorada para uso en un micronizador de molino de chorro.

Una boquilla de chorro (1) para su uso en un molino de chorro de micronización (5) y construida y dispuesta para proporcionar un chorro de gaseoso que crea una zona supersónica para moler materiales friables,

que comprende: un cuerpo de la boquilla (14) tiene un primer extremo abierto (22) y un segundo extremo abierto (26) con un paso (18) que une dichos primer y segundo extremos;

caracterizada por que

un elemento que induce un efecto Coanda (30) se coloca dentro de dicho paso (18) y se extiende hacia fuera desde dicho segundo extremo (26) de dicha boquilla, extendiéndose dicho elemento que induce un efecto Coanda (30) hacia fuera desde dicho segundo extremo (26) de dicha boquilla un distancia suficiente para asegurar el desarrollo de un efecto Coanda y que extiende por tanto dicha zona de molienda supersónica hacia fuera de dicho cuerpo de la boquilla.

Boquilla de chorro mejorada para uso en un micronizador de molino de chorro.

Los micronizadores de molino de chorro se utilizan comúnmente para reducir el tamaño de las partículas de material friable a la gama de las micras. Los micronizadores típicos de molinos de chorro alimentan el material friable en un vórtice creado por la inyección de un fluido, tal como, aire comprimido, gas o vapor a través de una boquilla en el micronizador. El vórtice arrastra el material friable y lo acelera a una velocidad alta. La partícula posterior en la partícula impacta dentro del micronizador creando partículas cada vez más pequeñas, moviéndose finalmente las partículas del tamaño deseado hacia el centro del micronizador por donde salen a través de un vórtice. Un ejemplo de un molino de chorro se conoce a partir del documento US2004016835.

La eficacia del micronizador está dictada por la capacidad para arrastrar adecuadamente el material friable dentro de la corriente en chorro creada por el gas inyectado. A lo largo de los años, la industria ha intentado mejorar el arrastre de las partículas a través de cambios en el diseño de la boquilla, así como a través de dispositivos de recirculación incorporados en el micronizador. Si bien estos esfuerzos han tenido un éxito limitado, con frecuencia están basados en diseños complicados sujetos a desgaste y a un mayor mantenimiento.

Un intento de mejorar la eficiencia de un micronizador ha resultado en el desarrollo y uso de las ahora convencionales boquillas convergente-divergentes. Las boquillas convergente-divergentes generan corrientes gaseosas con velocidades extremadamente altas que alcanzan normalmente velocidades supersónicas. Sin embargo, debido a que las corrientes gaseosas se expanden dentro de la boquilla, el arrastre de partículas dentro del chorro resultante es difícil. Por lo tanto, los beneficios de la velocidad supersónica no se imparten por lo general al material friable.

Normalmente, se utiliza vapor a alta presión para generar el chorro de micronización cuando se muelen partículas de dióxido de titanio hasta el tamaño pigmentario. En vista de los costos energéticos asociados a la generación de vapor, mejoras en la eficiencia de arrastre pueden conllevar a importantes ahorros de costes durante el proceso de fabricación de pigmentos de TiO2. La cantidad de vapor utilizada durante el proceso de micronización de TiO2, por ejemplo, es típicamente bastante considerable, variando por lo general entre aproximadamente 0, 5 a más de dos toneladas por tonelada de pigmento.

En vista de los costes de energía significativos asociados a molinos de chorro de vapor, sería deseable proporcionar una boquilla de chorro mejorada que aumente el arrastre de partículas que tienen que molerse. Preferiblemente, estas mejoras se deben proporcionar sin cambios significativos en el diseño del micronizador. Además, sería aún más beneficioso si los cambios que permiten operaciones mejoradas en el micronizador se puedan adaptar fácilmente a las unidades existentes. La presente invención, como se describe aquí, se proporciona para cada una de las necesidades anteriores a través de una boquilla de chorro de micronizador mejorada.

La invención se define en las reivindicaciones.

La presente invención proporciona una boquilla de chorro mejorada para su uso en un molino de chorro de micronización. La boquilla de la presente invención incluye un cuerpo de la boquilla que tiene un paso que se extiende desde un primer extremo abierto hasta un segundo extremo abierto adecuado para formar un chorro gaseoso. Situado dentro del paso existe un elemento que induce un efecto Coanda. Preferiblemente, el elemento que induce un efecto Coanda se extiende hacia fuera desde la salida (segundo extremo) del paso.

En otra realización, la presente invención proporciona una boquilla de chorro mejorada para su uso en un molino de chorro de micronización. La boquilla de chorro tiene un cuerpo de la boquilla con un conducto que pasa a través de la longitud del cuerpo de la boquilla proporcionando un paso para generar un chorro gaseoso. El punto de salida de la boquilla que forma el chorro gaseoso tiene preferiblemente un diseño a modo de ranura. Posicionado dentro del paso y, preferiblemente, extendiéndose hacia fuera desde el punto de salida del paso existe un elemento que induce un efecto Coanda. Preferiblemente, el elemento que induce un efecto Coanda tiene una configuración correspondiente a la salida similar a una ranura del paso. Por lo tanto, la salida similar a una ranura del paso y el elemento que induce un efecto Coanda definen un hueco generalmente consistente adecuado para generar el chorro de vapor.

Aún más, la invención proporciona una boquilla de chorro mejorada para su uso en un molino de chorro de micronización. La boquilla mejorada comprende un cuerpo de la boquilla con un paso que pasa la longitud del cuerpo de la boquilla para generar un chorro gaseoso. El punto de salida de la boquilla tiene un diseño similar a una ranura que se define por dos lados más largos, esencialmente hacia dentro hiperbólicos y dos extremos opuestos generalmente redondeados. Amoviblemente posicionado dentro del paso y extendiéndose, preferiblemente, hacia fuera desde el punto de salida del paso existe un elemento que induce un efecto Coanda. Preferiblemente, el elemento que induce un efecto Coanda extraíble tiene una configuración correspondiente a la salida similar a una de ranura del paso. Por lo tanto, la salida similar a una ranura del paso y el elemento que induce un efecto Coanda definen un hueco generalmente consistente a través del que fluye la corriente gaseosa para formar el chorro.

Aunque se pueden utilizar otros medios para asegurar el elemento que induce un efecto Coanda en posición dentro de la boquilla, la realización preferida utiliza un tornillo de ajuste hueco que tiene un paso que recorre la longitud del tornillo. El tornillo se inserta en el primer extremo de la boquilla de chorro siguiendo a la colocación del elemento que induce un efecto Coanda dentro de la boquilla, asegurando de esta manera el elemento que induce un efecto Coanda en posición dentro de la boquilla.

A continuación, se describirá la invención, sólo a modo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 muestra un molino de chorro de micronización típico.

La Figura 2 es una vista en perspectiva de una realización preferida de una boquilla de chorro mejorada, que incluye el elemento que induce un efecto Coanda posicionado dentro de la boquilla de chorro.

La figura 3 es una vista en despiece de la boquilla de chorro mejorada de la Figura 2.

La figura 4 muestra la extensión del efecto Coanda más allá del punto de salida de la boquilla de chorro y representa la velocidad del chorro gaseoso.

La Figura 5 representa la desviación de las partículas alrededor del chorro gaseoso cuando se utiliza una boquilla de la técnica anterior.

La Figura 6 representa el arrastre de partículas mejorado cuando se utiliza la boquilla de chorro de la presente invención.

En 1910, Henri Coanda primero observó un fenómeno en el que un chorro libre que emerge de una boquilla se atrae a sí mismo a una superficie cercana. Conocido como el efecto Coanda, este fenómeno es el resultado de desarrollar baja presión entre la corriente de flujo libre de gas y la pared. El efecto Coanda se puede observar tanto en fluidos líquidos como gaseosos.

La presente invención se aprovecha del efecto Coanda para extender una zona de capa fina supersónica 31 hacia el exterior desde la boquilla de chorro 10. Como se muestra en la Figura 4, la presente invención extiende la zona supersónica 31 al menos una pulgada hacia fuera desde el punto de salida 26 de la boquilla 10. Cuando se utiliza en un proceso de micronización de dióxido de titanio, la presente invención proporciona una zona de molienda eficaz igual a las boquillas de chorro totalmente cónicas actualmente disponibles. La boquilla de la presente invención proporciona esta zona de molienda equivalente al tiempo que reduce los requisitos de vapor a la mistad. Por lo tanto, la presente invención satisface las necesidades de la industria mencionadas anteriormente.

Las realizaciones preferidas de la presente invención se describirán con referencia a las Figuras 1-3 y, en particular con referencia a las Figuras 2 y 3. La Figura 1 muestra un molino de chorro micronizador típico 5 que se puede adaptar con boquilla... [Seguir leyendo]

1. Una boquilla de chorro (1) para su uso en un molino de chorro de micronización (5) y construida y dispuesta para proporcionar un chorro de gaseoso que crea una zona supersónica para moler materiales friables, que comprende:

un cuerpo de la boquilla (14) tiene un primer extremo abierto (22) y un segundo extremo abierto (26) con un paso (18) que une dichos primer y segundo extremos; caracterizada por que un elemento que induce un efecto Coanda (30) se coloca dentro de dicho paso (18) y se extiende hacia fuera desde dicho segundo extremo (26) de dicha boquilla, extendiéndose dicho elemento que induce un efecto Coanda (30) hacia fuera desde dicho segundo extremo (26) de dicha boquilla un distancia suficiente para asegurar el desarrollo de un efecto Coanda y que extiende por tanto dicha zona de molienda supersónica hacia fuera de dicho cuerpo de la boquilla.

2. La boquilla de chorro de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dicho elemento que induce un efecto Coanda tiene una configuración geométrica que corresponde a la configuración geométrica de dicho segundo extremo abierto de dicha boquilla.

3. La boquilla de chorro de acuerdo con la reivindicación 2, en la que dicho segundo extremo abierto (26) de dicho cuerpo de la boquilla tiene una configuración similar a una ranura.

4. La boquilla de chorro de acuerdo con la reivindicación 2, en la que dicho segundo extremo abierto (26) de dicho cuerpo de la boquilla tiene una configuración similar a una ranura definida por dos lados más largos esencialmente hiperbólicos hacia dentro (44, 46) y extremos opuestos generalmente redondeados (48, 50) .

5. La boquilla de chorro de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dicho elemento que induce un efecto Coanda

(30) se extiende hacia fuera desde dicho segundo extremo abierto (26) una distancia de aproximadamente 2, 5 mm a aproximadamente 38, 1 mm.

6. La boquilla de chorro de acuerdo con la reivindicación 3, en la que la superficie exterior de dicho elemento que induce un efecto Coanda (30) y la superficie interior de dicha abertura similar a una ranura (26) definen un hueco, y en la que la porción de dicho elemento que induce un efecto Coanda (30) que se conforma a la configuración de dicho segundo extremo abierto (26) se extiende en dicho paso (18) una distancia que varía de aproximadamente 10 veces dicho hueco a aproximadamente 20 veces dicho hueco.

7. La boquilla de chorro de acuerdo con la reivindicación 3, en la que dicho primer extremo abierto (22) de dicho cuerpo de la boquilla lleva roscas interiores y la superficie exterior de dicho elemento que induce un efecto Coanda

(30) y la superficie interior de dicha ranura (26) definen un paso de aire y en la que dicha boquilla de chorro comprende además un retenedor (54) del elemento que induce un efecto Coanda posicionado dentro del primer extremo de dicha boquilla, asegurando de esta manera dicho elemento que induce un efecto Coanda dentro de dicho paso.

8. La boquilla de chorro de acuerdo con la reivindicación 7, en la que dicho retenedor (54) tiene un paso que pasa a través del mismo.

9. La boquilla de chorro de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dicho elemento que induce un efecto Coanda

(30) se posiciona de forma que se pueda ajustar dentro de dicho paso (18) uniendo dicho primer y segundo extremos de dicho cuerpo de la boquilla.

10. La boquilla de chorro de acuerdo con la reivindicación 5, en la que la superficie exterior de dicho elemento que induce un efecto Coanda (30) y la superficie interior de dicha abertura similar una ranura (26) definen un hueco y en la que la porción de dicho elemento que induce un efecto Coanda (30) que se conforma a la configuración de dicho segundo extremo abierto (26) se extiende en dicho paso (18) una distancia que varía de aproximadamente diez veces dicho hueco a aproximadamente 20 veces dicho hueco.

11. La boquilla de chorro de acuerdo con la reivindicación 10, en la que dicho segundo extremo abierto tiene una configuración similar a una ranura definida por dos lados más largos esencialmente hiperbólicos hacia dentro y extremos opuestos generalmente redondeados.

12. Un molino de chorro micronizador (5) que comprende la boquilla de chorro de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.