ПЛАНЕТАРНАЯ МЕЛЬНИЦА Российский патент 1997 года по МПК B02C17/08 

Изобретение относится к высокоэнергонапряженным планетарным мельницам, используемым для тонкого измельчения, механической активизации, проведения механо-химических реакций, а также для закатывания и капсулирования обрабатываемых порошкообразных материалов.

Известна барабанная мельница "Angmill" роторного типа (1), где корпус имеет высокую скорость вращения, а по центральной оси установлено мелющее тело с некоторым зазором относительно внутренних стенок корпуса (камеры). Мелющее тело имеет отдельный привод вращения. Головка мелющего тела имеет несколько меньший радиус кривизны, чем стенка камеры. Под влиянием центробежных сил обрабатываемый материал уплотняется на внутренней стенке корпуса и в зазоре между стенкой и головкой вращающегося мелющего тела и подвергается воздействию сил различного характера сжатие, истирание, сдвиг и закатка (капсулирование).

Недостатком данной мельницы является сложность загрузки и выгрузки обрабатываемого материала, невысокая производительность, а также сложность ее эксплуатации.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является высокоэнергонапряженная мельница планетарного типа (2), содержащая помольные барабаны с крышкой и мелющим телом в каждом, водило и привод. Монолитное мелющее тело и внутренняя поверхность помольного барабана выполнены в виде сопряженных своими основаниями усеченных конусов, число которых кратно двум.

Под действием сил, возникающих при вращении помольного барабана вокруг собственной оси одновременно с вращением вокруг центральной оси мельницы, мелющее тело прижимается к внутренней поверхности помольного барабана и катится по ней. При этом обрабатываемый материал подвергается комплексному воздействию раздавливанию, истиранию, сдвигу. При более продолжительной обработке, чем это требуется для помола, происходит аморфизация и активация обрабатываемого материала, а в случае совместной обработки двух и более компонентов их взаимодействие, т.е. механо-химическая реакция.

Недостатком этой мельницы является низкая производительность и невозможность ведения процесса в режиме закатки и капсулирования обрабатываемых материалов.

Задача, решаемая заявляемым техническим решением, заключается в повышении производительности и расширении технологических возможностей мельницы.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в планетарной мельнице, содержащей корпус, внутри которого установлены помольные барабаны с мелющими телами в каждом, водило и привод, мелющее тело выполнено в виде монолитного вертикального цилиндра со смещенным центром тяжести и эксцентрично установленного с зазором относительно внутренней стенки барабана с возможностью вращения под действием центробежных сил вокруг вертикальной оси, закрепленной в центре помольного барабана и проходящей через отверстие в мелющем теле.

При этом наружный диаметр мелющего тела d (0,75 0,85) D, где D - внутренний диаметр помольного барабана.

Мелющее тело содержит две симметричные полости, обеспечивающие увеличение смещения его центра тяжести относительно оси барабана.

Существенными отличительными признаками данного технического решения являются следующие:
мелющее тело выполнено в виде монолитного вертикального цилиндра со смещенным центром тяжести;
мелющее тело эксцентрично закреплено в центре помольного барабана с зазором относительно его внутренних стенок;
мелющее тело закреплено посредством оси, проходящей через вертикальное отверстие в мелющем теле;
мелющее тело установлено на оси с возможностью вращения вокруг нее под действием центробежных сил и сил инерции.

Кроме того, частными отличительными признаками данного технического решения являются:
наружный диаметр мелющего тела составляет 0,75 0,85 от внутреннего диаметра помольного барабана;
мелющее тело содержит две симметричные полости, обеспечивающие увеличение смещения его центра тяжести относительно центральной оси барабана.

Конструктивные особенности мелющего тела заявляемой планетарной мельницы, а также его взаимосвязь с барабаном позволяют решить поставленную задачу, а также расширить функциональные возможности планетарной мельницы, т. е. позволяют работать и в режиме закатки и капсулирования и повысить ее производительность.

На фиг.1 представлено упрощенное изображение планетарной мельницы (общий вид), на фиг.2 разрез по А-А, на фиг.3 продольный разрез помольного барабана с мелющим телом, на фиг.4 -разрез по Б-Б.

Планетарная мельница состоит из корпуса (1), в центре которого установлено на подшипниках водило (2), получающее вращение от привода (3) (на фиг.1 условно показан только ведомый шкив привода). Внутри корпуса (1) размещены помольные барабаны (4), содержащие крышку (5), мелющее тело (6), ось вращения мелющего тела (7) и прокладки (8).

Вращение водила (2) увлекает в круговое движение помольные барабаны (4), которые, находясь во фрикционном сцеплении с корпусом (1), обкатываются по его внутренней поверхности, совершая планетарное движение вращаясь одновременного вокруг центральной оси мельницы и собственной оси помольного барабана. Мелющее тело (6) представляет собой вертикальный цилиндр с отверстием для оси (7), смещенной относительно оси цилиндра, что приводит к смещению центра тяжести мелющего тела относительно центра барабана (4). Кроме того, для большего смещения центра тяжести в мелющем теле выполнены две симметричные полости (9). Ось (7) закреплена в центре барабана с помощью глухих отверстий в дне помольного барабана и в крышке (5). Между мелющим телом, дном помольного барабана и крышкой (5) установлены антифрикционные прокладки (8). Наружный диаметр мелющего тела составляет 0,75 0,85 от внутреннего диаметра помольного барабана. Мелющие тела выполнены сменными их эксцентриситет подобран так, чтобы в зависимости от технологических требований устанавливать необходимый зазор E (фиг.2).

Порядок работы мельницы
В барабаны (4) загружается обрабатываемый материал, устанавливается верхняя прокладка (8) и затягивается резьбовая крышка (5). Включается привод мельницы. Обрабатываемый материал уплотняется на внутренней стенке помольного барабана. Мелющее тело под воздействием сил инерции получает самостоятельное вращение относительно оси помольного барабана и, воздействуя в зазоре на обрабатываемый материал, подвергает его комплексному воздействию сил различного характера.

Данная конструкция имеет широкие возможности для подбора режима нагрузки на обрабатываемый материал. Можно менять скорость вращения водила, а следовательно, и барабанов; можно подбирать мелющее тело с различной массой и с различным смещением центра тяжести относительно центра барабана при постоянном зазоре E; можно менять величину зазора все это приводит к уменьшению сил одного характера и увеличению сил другого, а это в свою очередь резко меняет характер суммарного воздействия на частицы обрабатываемого материала и расширяет функциональные возможности заявляемой мельницы и ее производительность.

Использование: изобретение относится к высоконапряженным планетарным мельницам для тонкого измельчения, механической активации, проведения механо-химических реакций, а также закатывания и капсулирования обрабатываемых порошкообразных материалов. Сущность изобретения: мелющее тело 6 планетарной мельницы выполнено в виде монолитного вертикального цилиндра со смещенным центром тяжести и эксцентрично закреплено в центре помольного барабана 4 с зазором относительно внутренней стенки барабана с возможностью вращения под действием центробежных сил и сил энергии вокруг вертикальной оси 7, закрепленной в центре помольного барабана и проходящей через вертикальное отверстие в мелющем теле. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Планетарная мельница, содержащая корпус, внутри которого установлены помольные барабаны с мелющими телами в каждом, водило и привод, отличающаяся тем, что мелющее тело выполнено в виде монолитного вертикального цилиндра со смещенным центром тяжести и эксцентрично установленного с зазором относительно внутренней стенки барабана с возможностью вращения под действием центробежных сил вокруг вертикальной оси, закрепленной в центре помольного барабана. 2. Планетарная мельница по п.1, отличающаяся тем, что наружный диаметр мелющего тела d (0,75-0,85)D где D внутренний диаметр помольного барабана. 3. Планетарная мельница по п.1, отличающаяся тем, что мелющее тело содержит две симметричные полости, обеспечивающие смещение его центра тяжести, относительно оси барабана.