УСТАНОВКА ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ Российский патент 1996 года по МПК B02C19/22 

Изобретение предназначено для тонкого и сверхтонкого измельчения сыпучих и жидкотекучих композиций с участием твердой фазы и может найти применение в строительной, химической, лакокрасочной, пищевой промышленности, промышленности абразивных материалов и в лабораторных исследованиях.

Известно устройство для измельчения материалов, содержащее помольную камеру в виде винтовой спирали, концы которой посредством крывошипно-шатунных механизмов соединены с приводом, устройства для загрузки и выгрузки [1]
Однако данное устройство обладает низкой надежностью, производительностью и интенсивностью процесса измельчения вследствие того, что создать высокие ускорения шаровой загрузке основным элементом измельчения посредством кривошипно-шатунного механизма невозможно. Процесс измельчения носит однократный характер на проход, что предопределяет низкое качество готового продукта.

Известен смеситель-активатор, содержащий корпус из эластичного материала, внутри которого установлен рабочий орган в виде цилиндрической спирали, один конец которой жестко закреплен на качающейся планшайбе, связанной с приводом, а другой на опорной поверхности [2]
Однако данное устройство обладает невысокой интенсивностью измельчения. Основным элементом диспергирования является винтовая пружина, погруженная в слой перемешиваемого материала. Усилие измельчения передается от качающейся планшайбы и при какой организации процесса, когда материал попадает между витков с наружи рабочего органа, невозможно создать необходимые усилия и ускорения элементам рабочего органа, так как при повышении частоты колебаний растут центробежные силы, которые отбрасывают материал к стенкам корпуса полностью оголяя зону измельчения материал не попадает между витками. При измельчении всего материала в замкнутом объеме невозможно в силу законов статистики достичь одинакового гранулометрического состава всей фракции измельчаемого материала, что обуславливает плохое качество готового продукта.

Задачей изобретения является повышение интенсивности процесса, что позволяет повысить производительность и улучшить качество конечного продукта.

Поставленная цель достигается тем, что установка для диспергирования, содержащая помольную камеру, внутри которой установлен рабочий орган в виде винтовой спирали, связанной с приводом, колеблющейся планшайбой, опорной поверхностью, установка дополнительно снабжена разгрузочным приспособлением, по меньшей мере одним рабочим органом, которые установлены по концентрическим окружностям и подключены своими внутренними полостями к загрузочному приспособлению.

Целесообразно, чтобы в установке рабочие органы были связаны с приводом через планшайбу и каждый из рабочих органов состоял из по меньшей мере двух винтовых спиралей, помещенных одна в другую. Целесообразно, чтобы в установке планшайба имела возможность перемещения вдоль оси рабочих органов, а опорная плита и планшайба были бы установлены эквидистантно. Допустимо, чтобы планшайба была выполнена конической, установка снабжена неподвижным столом, а планшайба расположена между столом и опорной поверхностью. Допустимо также, чтобы в установке опорная поверхность была бы установлена подвижно и закреплена на неподвижном столе упругими элементами. Разумно также, чтобы в установке рабочие органы были связаны с приводом через опорную поверхность и дополнительно снабжены кольцами, плотно установленными по всей длине рабочего органа. Целесообразно также, чтобы в предлагаемой установке разгрузочное устройство было бы подключено к всасывающей линии насоса (вентилятора), а нагнетательная линия подключена на вход циклона, нижний конец которого связан с загрузочным устройством, а верхний со сборником готового продукта.

Предлагаемая совокупность признаков обеспечивает многократную циркуляцию измельчаемого материала через рабочие органы и помольную камеру, что гарантирует полное измельчение всех частиц исходного материала до требуемой крупности.

Генерирование колебательных движений рабочих органов за счет установки планшайбы или опорной поверхности на эксцентриковой оси обеспечивает придание высоких ускорений элементам рабочих органов, пропорциональных квадрату угловой частоты колебаний и радиусу установки, практически ограниченных в своем верхнем пределе лишь прочностными характеристиками рабочих органов. Подача измельчаемого материала во внутреннюю полость рабочих органов обеспечивает равномерную радиально-центробежную раздачу по всей высоте и заклинивание его в межвитковых пространствах винтовых спиралей.

При выполнении рабочего органа из двух и более винтовых спиралей практически исключается проскок крупной фракции через рабочий орган, так как витки внутренней спирали входят в зазор между витков наружных слоев спирали, компенсируя раскрытие межвиткового пространства при деформировании оси рабочего органа.

Параллельная установка опорной плиты и планшайбы обеспечивает преимущество сдвиговые деформации между витками рабочего органа. При выполнении планшайбы сферической либо конической интенсифицируется процесс измельчения за счет дополнения к сдвиговым деформациям, деформаций растяжения-сжатия.

Установка планшайбы с возможностью перемещения вдоль оси рабочих органов позволяет регулировать как величину прижатия витков друг к другу, так и величину деформационного раскрытия межвиткового пространства, что обеспечивает регулирование тонины помола и качество готового продукта. Этот же результат достигается при подвижной установке опорной поверхности на упругих элементах. Регулировка в этом случае осуществляется натяжением упругих элементов.

Установка рабочих органов по концентрическим окружностям обеспечивает равножесткое сопротивление деформации в любой плоскости и устойчивости работы. Подвижная установка опорной поверхности и планшайбы друг относительно друга предотвращает заклинивание рабочих органов и повышает надежность.

При установке планшайбы между опорной поверхностью и неподвижным столом и подключения ее к приводу появляется возможность увеличения общей длины рабочего органа при сохранении жесткости и устойчивости в работе, т.е. повышается число зон обработки.

При установке на рабочем органе колец по всей длине повышаются количество зон обработки и тонина помола за счет доизмельчения между боковыми поверхностями колец.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой установки для диспергирования; на фиг. 2 эквивалентная установка опорной плиты и планшайбы; на фиг. 3 коническая планшайба; на фиг. 4 сверху установки при помещении планшайбы между неподвижным столом и опорной поверхностью; на фиг. 5 элемент рабочего органа с кольцами на его наружной поверхности.

Установка для диспергирования состоит из помольной камеры 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 приспособлениями, рабочих органов 4, приводимых в движение приводом 5. Рабочие органы 4 установлены одними концами на опорной плите 6, а другими на планшайбе 7. Разгрузочное устройство 3 подключено к всасывающей линии насоса (вентилятора) 8, а нагнетательная линия подключена на вход циклона 9, нижний конец которого связан с разгрузочным устройством 2, а верхний со сборником готового продукта. Опорная поверхность 6 может быть связана с неподвижным столом 10 через упругие элементы 11. Планшайба 7 может быть установлена между неподвижным столом 10 и опорной поверхностью 6 и совершать колебательные движения от привода 5, вынесенного за рабочую зону. При этом рабочие органы 4 проходят через планшайбу 7 и установлены на неподвижном столе 10, например на выступающих бабышках.

Более тонкое измельчение может быть достигнуто, если рабочий орган 4 дополнительно снабжен кольцами 12, плотно установленными по всей длине рабочего органа 4 либо снаружи, либо внутри.

Установка для диспергирования работает следующим образом.

Исходное сырье загружается в загрузочное приспособление 2 и попадает в полости рабочих органов 4, где за счет колебательного движения происходит истирание твердой фазы между витками винтовых спиралей 4. Измельченный продукт под действием центробежной силы выходит в полость помольной камеры 1 и по разгрузочному приспособлению 3 подается насосом (вентилятора) 8 в циклон 9, где осуществляется классификация измельченного продукта на грубую и тонкую фракцию. Грубая фракция через нижний конец циклона 9 попадает в загрузочное приспособление 2 на повторное измельчение. Тонкая фракция через верхний патрубок циклона 9 направляется в сборник готового продукта. Планшайба 7 может быть выполнена сферической, конической, плоской и т.д.

Установка планшайбы 7 с возможностью перемещения вдоль оси рабочих органов 4 обеспечивает компенсацию износа витков спирали, регулирует тонину помола и гарантирует высокое качество готового продукта. Этот же результат может быть достигнут за счет подвижной установки опорной поверхности 6 на упругих элементах 11, закрепленных на столе 10.

При установке внутри либо снаружи рабочего органа 4 колец 12 измельчаемый материал может измельчаться либо двухстадийно, т.е. сначала витками спирали 4, а затем боковыми поверхностями колец 12, либо вся нагрузка по измельчению может лечь на кольца 12. Это особенно важно при измельчении материалов, исключающих намол металла в готовый продукт. В этом случае предпочтительно кольца 12 изготавливать из керамики, металлокерамики или природных минералов (яшма и т.п.). Винтовая спираль 4 служит каркасом для колец 12 и в измельчении может не участвовать.

Использование: для тонкого измельчения. Сущность: установка содержит корпус, загрузочное и разгрузочное приспособления, рабочий орган в виде винтовых спиралей, опорный элемент, привод. Одни концы спиралей размещены на опорном элементе по концентрическим окружностям. Она снабжена приводной планшайбой, установленной с возможностью качательного движения. Другие концы спиралей размещены по концентрическим окружностям на планшайбе. 8 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ, содержащая корпус с загрузочным и разгрузочным приспособлениями, расположенный в корпусе рабочий орган в виде сообщенных полостями с полостью загрузочного приспособления винтовых спиралей, одни торцы которых закреплены на опорном элементе и расположены по концентрическим окружностям, и привод, отличающаяся тем, что она снабжена соединенной с приводом планшайбой, установленной с возможностью качательного движения, а другие торцы спиралей расположены по концентрическим окружностями на планшайбе. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена по крайней мере одной дополнительной спиралью, расположенной коаксиально основной спирали. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что планшайба установлена с возможностью перемещения относительно продольных осей спиралей. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что опорный элемент и планшайба расположены эквидистанто. 5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что планшайба выполнена конической. 6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена неподвижно размещенным столом, причем планшайба расположена между столом и опорным элементом. 7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что опорный элемент установлен с возможностью перемещения. 8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что опорный элемент закреплен на столе посредством упругих элементов. 9. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена циклоном, воздуходувным устройством, нагнетательным и всасывающим материалопроводами и сборником готовой продукции, причем циклон соединен с загрузочным приспособлением и сборником готовой продукции, а посредством нагнетательного материалопровода с воздуходувным устройством, при этом разгрузочное приспособление посредством всасывающего материалопровода связано с воздуходувным устройством.