ВИБРАЦИОННАЯ МЕЛЬНИЦА Российский патент 1995 года по МПК B02C19/16 

Изобретение относится к измельчению материалов, а именно к мельницам вибрационного действия, используемым в химической, пищевой, обогатительной, строительной и других областях промышленности.

Известна вибрационная мельница, содержащая привод и подвижно установленную несущую раму с опорами вращения помольной трубы вокруг своей продольной оси, при этом труба снабжена двумя аксиально установленными на ее концах цилиндрическими зубчатыми колесами, а привод выполнен в виде по меньшей мере двух симметрично смонтированных на соответственных концах рамы дебалансных валов с шестернями, попарно сцепленными с колесами [1]
Известна вибрационная мельница снабженная автономным приводом вращения помольной камеры вокруг своей продольной оси [2]
Известна также вибрационная мельница, содержащая помольную камеру, опоры, привод ее вращения и колебаний, который выполнен в виде ведущего эксцентрикового вала, фрикционного катка на эксцентрике вала и муфты их сцепления, причем каток снабжен эластичным ободом, контактирующим с камерой, а опоры могут быть выполнены в виде пневмоколес, на которых уложена камера [3]
Общим недостатком приведенных аналогов является их сложность, связанная с необходимостью установки дополнительного привода вращения помольной камеры и его состыковки с вибрирующими конструкциями мельницы.

Наиболее близким аналогом является вибрационная мельница, содержащая контейнер с корпусом, торцевыми стенками и упруго связанный с контейнером вибровозбудитель с центральным валом, на котором посредством опор вращения смонтирован барабан, установленный с кольцевыми зазорами относительно торцевых стенок, причем эти зазоры уплотнены при помощи эластичных колец и снаружи контейнера на его корпусе установлены дополнительные вибровозбудители [4]
У известной вибрационной мельницы барабан вращается и колеблется независимо и отдельно от контейнера, являющегося камерой помола. Контейнер, заполненный измельчаемой средой и мелющими телами, вращаться не может, так как его корпус установлен на опорные амортизаторы.

Таким образом прототипу свойственны недостатки всех вибрационных мельниц их камера помола вибрирует, но не вращается, что не позволяет достаточно повысить качество помола мельницы, увеличить ее производительность и экономичность, кроме этого вариант мельницы по прототипу очень сложен в изготовлении и не надежен в эксплуатации.

В связи с изложенным ставится задача разработки вибрационной мельницы с вращающейся помольной камерой без дополнительного привода вращения, простой и более надежной конструкции, обеспечивающей более высокое качество помола, увеличение производительности и экономичности.

Задача решается тем, что вибрационная мельница, содержащая камеру помола, дебалансный вал с опорами вращения, амортизаторы и раму, имеет существенные признаки, состоящие в том, что помольную камеру устанавливают на дебалансном валу свободно и снабжают противовесом.

Совокупность существенных признаков позволяет получить технический результат, заключающийся в повышении качества помола при одновременном упрощении конструкции и повышении ее надежности.

Вращение свободно подвешенной камеры помола обеспечивается вращением внутреннего кольца посадочного подшипника камеры. За счет сил трения в парах трения "внутреннее кольцо тела качения наружное кольцо" образуется вращающий момент наружного кольца подшипника, передаваемый на жестко соединенную с ним камеру помола. Этот момент трения равен величине возмущающей силы умноженной на приведенный коэффициент трения в подшипниках и средний радиус подшипника. Этот момент оказывается достаточным для раскручивания пустой камеры помола до чиcла оборотов, равных
ωк μ ω_д.в, (1) где ω_к угловая частота вращения камеры помола, с^-1; μ коэффициент скольжения, равный 0,17-0,25; ω_д.в. угловая частота вращения дебалансного вала, с^-1.

При заполнении камеры помола дробящими телами и измельчаемым материалом вращение камеры помола прекращается, так как создается дополнительный статический момент сопротивления, равный
М_ст.с. М_загр ˙ g ˙ r, (2) где М_загр масса загрузки камеры помола (шары + измельчаемый материал), кг; g ускорение свободного падения, м/с²; r расстояние от центра вращения до центра тяжести загрузки (Ц.Т.З.), м.

Возобновление вращения камеры помола становится возможным, если на вертикальной ее оси, оппозитно центру тяжести загрузки, относительно оси вращения камеры помола установить противовес, масса которого выбирается из выражения:
m_пр= k·M_загр (3) где l_пр расстояние от центра вращения до центра тяжести противовеса, м; k эмпирический коэффициент, учитывающий часть массы загрузки, участвующей во вращении камеры помола (коэффициент зависит от вида измельчаемого материала и степени загрузки камеры помола, так при коэффициенте загрузки камеры помола равном 0,75-0,80, помоле граншлака и отношении массы мелющих тел к массе измельчаемого материала К_ш 3,6, коэффициент равен 0,06-0,07).

При свободном вращении камеры помола измельчаемый материал, сегрегирующий через шаровую загрузку в направлении силы тяжести, постоянно возвращается к свободной поверхности загрузки и, перемещаясь в межшаровом пространстве подвергается более активному ударному и истирающему воздействию, что повышает качество помола.

На фиг.1 показана вибрационная мельница, продольный разрез; на фиг.2 то же, вид с торца.

Камера помола 1 вибрационной мельницы установлена свободно, через посадочные подшипники 2 на дебалансном валу 3, который в свою очередь через подшипниковые опоры вращения 4 и виброизоляторы 5 опирается на раму 6. На камере помола 1 на вертикальной ее оси, оппозитно центру тяжести загрузки, относительно оси вращения камеры помола 1 устанавливают противовес 7, масса которого может изменяться за счет установки или снятия наборных дисков 8. Загрузка и разгрузка камеры помола мелющими телами и измельчаемым материалом осуществляется через загрузочный 9 и разгрузочный 10 люки. Вращение дебалансного вала 3 осуществляется двигателем 11 через муфту 12.

Вибрационная мельница работает в вибрационных режимах: со свободным вращением камеры помола 1 (основной режим размола) и без вращения (режим преимущественно выгрузки).

Перед включением вибромельницы в работу в одном из режимов в ее камеру 1 через загрузочный люк 9 загружают мелющие тела (шары) и измельчаемый материал. По формуле (3) определяют массу противовеса 7, которую набирают при помощи дисков 8 (по типу гантелей), В первом режиме двигатель 11 через муфту 12 вращает дебалансный вал 3, который генерирует вибрационные колебания камеры помола 1 и через посадочные подшипники 2 передает вращающий момент обеспечивая свободное вращение камеры помола 1. В этом режиме осуществляется помол материала. Во втором режиме открывают разгрузочный люк 10 и затормаживают камеру помола 1, осуществляя ее разгрузку.

Изобретение относится к измельчению материалов, а именно к мельницам вибрационного действия, используемым в химической, пищевой, обогатительной, строительной и других областях промышленности. Сущность изобретения: помольная камера вибрационной мельницы установлена на дебалансном валу свободно и снабжена противовесом. 2 ил.

ВИБРАЦИОННАЯ МЕЛЬНИЦА, содержащая камеру помола, дебалансный вал с опорами вращения, амортизаторы и раму, отличающаяся тем, что помольная камера установлена на дебалансном валу свободно и снабжена противовесом.