МЕЛЬНИЦА-МЕШАЛКА Российский патент 1999 года по МПК B02C17/16 

Изобретение относится к мельницам-мешалкам.

Из ЕР 0 058 886 А2 известна мельница-мешалка, имеющая возвратную трубу интенсификатора помола, которая выходит из резервуара помола перед отделителем интенсификатора помола и которая снова входит в зону измельчения на другом конце резервуара помола. Непосредственно перед этим входом в трубопровод возврата интенсификатора помола входит трубопровод подачи измельчаемого материала. Интенсификатор помола, а также еще недостаточно измельченный материал в результате создаваемого мешалкой центробежного усилия выбрасываются через выходное отверстие интенсификатора помола и вводятся назад через возвратную трубу интенсификатора помола. В результате введения возвратной трубы интенсификатора помола в трубопровод подачи измельчаемого материала должно создаваться всасывающее действие, которое еще больше поддерживается центрифугирующим действием. Кроме того, в трубопроводе подачи измельчаемого материала получается хорошее смешение измельчаемого материала и интенсификатора помола.

Оказывается, что в известной мельнице-мешалке не достигается надежная циркуляция интенсификатора помола. Интенсификаторы помола скапливаются в возвратной трубе и остаются там. Хотя такая мельница-мешалка имеет существенные преимущества по сравнению с основной концепцией, когда нужно работать с высокой производительностью подачи измельчаемого материала, при которой происходит явный перенос интенсификатора помола в зоне измельчения к отделителю, этот вид мельницы-мешалки на практике неосуществим, так как циркуляция интенсификатора помола происходит неудовлетворительно.

Из ЕР 0 370 022 В1 известна мельница-мешалка, которая имеет цилиндрическую зону измельчения с также цилиндрическим внутренним статором. В кольцевом пространстве между стенкой и внутренним статором помещен ротор в виде стакана, который ограничивает кольцевую внешнюю зону измельчения и кольцевую внутреннюю зону измельчения, которые в области свободного конца ротора связаны друг с другом зоной поворота. В области основания ротора имеются каналы перетекания. С этой областью соединяется также зона подачи. Кроме того, в области этих каналов перетекания в направлении потока расположено устройство удерживания интенсификатора помола. Через зону впуска подается измельчаемый материал, который вместе с интенсификатором помола перемещается через внешнюю зону измельчения, зону поворота и внутреннюю зону измельчения, причем в результате вращения ротора во взаимодействии с интенсификатором помола он измельчается и диспергируется. Интенсификатор помола перед устройством удерживания интенсификатора помола через каналы перетекания центрифугируется обратно в область ввода измельчаемого материала. Измельчаемый материал выходит благодаря устройству удерживания. Таким образом достигается чрезвычайно однородный по размерам состав частиц c тонкостью измельчаемого материала при одновременной значительной износостойкости устройства удерживания, благодаря чему исключаются также перебои в работе.

Из US 737 004 известна мельница-мешалка с вертикальной мешалкой. Измельчаемый материал подается в область основания резервуара измельчения и снимается под крышкой резервуара измельчения цилиндрическим ситом. Вал мешалки выполнен полым и открыт в своем свободном, обращенном к основанию конце. На вершине вала мешалки расположены отверстия. Этим достигается то, что интенсификатор помола, который осаждается на основании, поднимается мешалкой и отбрасывается через вершину зоны измельчения равномерно распределено в зоне измельчения.

Наиболее близким изобретением по технической сущности является известная из ЕР 0 146 852 А1 мельница-мешалка, которая имеет зону измельчения с цилиндрической внутренней стенкой и цилиндрической мешалкой, причем между мешалкой и внутренней стенкой резервуара измельчения образуется зона измельчения в виде кольцевого цилиндра. Мешалка на своем свободном конце имеет полость, в которой помещено устройство отделения. В этой области мешалка вокруг устройства отделения снабжена углублениями, которые опять выводят в соседнюю зону измельчения интенсификатор помола, попадающий в полость из торца свободного конца вала. Имеется опасность, что в области свободного конца вала, то есть вокруг полости, будет происходить спрессовывание интенсификатора.

Задачей изобретения является исключение спрессовывания интенсификатора помола.

Указанная задача достигается тем, что мельница-мешалка с резервуаром помола, ограничивающим зону измельчения цилиндрической стенкой, первой торцевой стенкой и второй торцевой стенкой с расположенной в резервуаре помола мешалкой, которая имеет односторонне закрепленный вне зоны измельчения и оканчивающийся в зоне измельчения свободным концом вал мешалки с расположенными на нем рабочими органами с приводным двигателем для высокооборотного вращения мешалки, при этом она снабжена расположенным на свободном конце вала мешалки, рядом со второй торцевой стенкой, ограничивающим внутреннее пространство участком в виде клетки с зоной входа измельчаемого материала в виде кольцевого цилиндра между ограничивающим внутреннее пространство участком в виде клетки и стенкой резервуара помола с расположенным по крайней мере рядом со второй торцевой стенкой резервуара помола, входящим в зону входа измельчаемого материала в виде кольцевого цилиндра, отверстием входа измельчаемого материала с расположенным во внутреннем пространстве участка в виде клетки устройством удерживания интенсификатора помола, с прилегающим к устройству интенсификатора помола, проходящим через вторую торцевую стенку выпускным отверстием измельчаемого материала, с выполненным в вале мешалки, прилегающим к первой торцевой стенке резервуара помола, со связанным с зоной измельчения через по крайней мере один впускной канал в вале мешалки и с имеющим вход во внутреннее пространство участка в виде клетки полостью возврата, с выполненными в участке в виде клетки, соединяющими внутреннее пространство с зоной входа измельчаемого материала проходными каналами.

Устройство удерживания интенсификатора помола может быть выполнено в виде цилиндрического сита, вдающегося во внутреннее пространство. Между впадением полости возврата во внутреннее пространство и устройством удерживания интенсификатора помола может иметься отклоняющее устройство, расположенное на участке в виде клетки.

Отклоняющее устройство может быть выполнено в виде отклоняющего диска. Отклоняющее устройство может перекрывать устройство удерживания интенсификатора помола.

Участок в виде клетки может подходить вплотную к торцевой стенке резервуара помола.

Вал мешалки может быть снабжен устройством для очистки полости возврата. Устройство может иметь трубную муфту, расположенную вне резервуара помола.

Устройство может иметь запорный поршень, расположенный в полости возврата, который может перемещаться между конечным положением, освобождающим по крайней мере один впускной канал и конечным положением, перекрывающим его.

Запорный поршень может быть расположен на одном конце подвижной втулки, на другом конце которой может быть закреплена трубная муфта.

Фиг. 1 - схематический вид мельницы-мешалки в продольном вертикальном сечении.

Фиг.2 - сечение мельницы-мешалки по линии II-II на фиг.1.

Фиг.3 - устройство очистки полого вала мельницы-мешалки.

В изображенном примере исполнения речь идет о горизонтальной мельнице-мешалке. Обычно она имеет станину 1, которая опирается на пол 2. На передней стороне 3 станины 1 размещен кронштейн 4.

В станине 1 размещен соответствующий приводной двигатель 5 с регулируемым числом оборотов, снабженный клиноременным шкивом 6, которым через клиновой ремень 7 и следующий клиноременный шкив 8 приводится в движение приводной вал 9. Приводной вал 9 в станине 1 опирается на несколько подшипников 10. На кронштейне 4 на опорах 11 размещен по существу цилиндрический резервуар помола 12. Резервуар помола 12 имеет цилиндрическую стенку 13 и закрыт на стороне, обращенной к станине 1, крышкой 14, а на противоположном конце - основанием 15. Он охватывает зону измельчения 16. Концентрично к общей срединной продольной оси 17 резервуара помола 12 и приводного вала 9 в зоне измельчения 16 расположен вал мешалки 18, который проходит через крышку 14. Зона измельчения 16 герметизирована уплотнением 19 между крышкой 14 и валом 18. Вал 18 закреплен с одной стороны, то есть в зоне основания не имеет опоры. По всей длине зоны измельчения 16 он снабжен мешалками 20, в данном случае перемешивающими дисками 21. В перемешивающих дисках 21 могут иметься отверстия 22, проделанные обычным способом. В основании 15 рядом со стенкой 13 расположен подводящий измельчаемый материал патрубок 23, который входит в зону измельчения 16. Как видно из фиг.2, отверстие входа измельчаемого материала 14 подводящего патрубка 23 в зоне измельчения 16 распространяется по кольцевому участку. Вал мешалки 18 выполнен полым, то есть он имеет простирающийся по всей длине внутренний канал возврата измельчаемого материала - интенсификатора помола 25, который служит зоной возврата измельчаемого материала - интенсификатора помола и возле крышки 14 резервуара помола 12 связан с зоной измельчения впускными каналами 26. Эти впускные каналы 26 из зоны измельчения 16 в канал возврата измельчаемого материала - интенсификатора помола 25 имеют наклон в направлении к основанию 15, что наглядно видно на фиг. 1. На свободном конце вала мешалки 18, то есть рядом с основанием 15, имеется участок в виде клетки 27, который ограничивает внутреннее пространство 28. Участок в виде клетки 27 образуется расположенным на вале мешалки 18 кольцевым диском 29 и идущим от него до основания 15 цилиндром 30, в котором параллельно срединной продольной оси 17 имеются проходные каналы 31. Снабженный этими проходными каналами 31 участок в виде клетки 27 возле стенки 13 ограничивает кольцевую зону входа измельчаемого материала, в которую выведено отверстие входа измельчаемого материала 24 и которая простирается по полной радиальной ширине зоны входа 32. Цилиндр 30 подходит очень близко к основанию 15, так что между цилиндром, замкнутым на открытом конце клетки (сепаратора) 27 кольцо 33, и основанием 15 имеется щель 34 очень незначительной ширины, "a", которая - лежит в диапазоне от менее 1 мм до нескольких миллиметров, например 3 мм. Во внутреннем пространстве 28 клетки 27 расположено устройство удерживания интенсификатора помола 35, в данном случае речь идет о цилиндрическом щелевом сите 36. К нему примыкает проходящий через основание 15 выпуск измельчаемого материала 37. Перед входом 38 полого пространства 25 вала мешалки 18 во внутреннее пространство 28 клетки 27 на кольцевом диске 29 размещен отклоняющий диск 39, который простирается почти до цилиндра 30.

Зона измельчения 16 в значительной степени заполнена интенсификатором помола 40 размером от 0,2 до 3,0 мм, обычно диаметром до 2,0 мм.

Измельчаемый материал подается в зону входа 32 из резервуара для хранения 41 при помощи насоса 42 через подводящий патрубок 23. Он устремляется по направлению стрелок потока 43 вместе с интенсификатором помола 40 через зону измельчения 16 к крышке 14, причем измельчаемый материал и интенсификатор помола 40 подаются через высокооборотные мешалки 20, благодаря чему осуществляется известный процесс измельчения и диспергирования. Перед крышкой 14 поток измельчаемый материал - интенсификатор помола поворачивается и направляется через впускные каналы 26 в канал возврата измельчаемого материала - интенсификатора помола 25 вала мешалки 18, через который эта смесь переносится до входа во внутреннее пространство 28 клетки 27. Отклоняющий диск 39 обеспечивает то, что поток измельчаемый материал - интенсификатор помола отклоняется радиально наружу, причем измельчаемый материал и интенсификатор помола 40 устремляются в щель 44 между кольцевым диском 29 и отклоняющим диском 39 в направлении вращения 45 чала мешалки 18. Когда интенсификатор помола 40 из щели 44 попадает во внутреннее пространство 28 клетки 27, он отбрасывается через проходные каналы 31 в зону входа измельчаемого материала 32. Измельчаемый материал, напротив, выводится из мельницы через щелевое сито 36 и выпускное отверстие измельчаемого материала 37. Отбрасываемый в зону входа измельчаемого материала 32 интенсификатор помола 40 захватывается подаваемым через подводящий патрубок 23 измельчаемым материалом и вновь переносится в зону измельчения 16. В результате описанных действий осуществляется внутренняя циркуляция интенсификатора помола 40 по направлению стрелок потока 43 по всей длине зоны измельчения 16. Короткое замыкание между подводящим патрубком измельчаемого материала 23 и внутренним пространством 28 клетки 27 исключено.

На фиг.3 изображено устройство 46 для очистки от измельчаемого материала и интенсификатора помола 40 имеющегося в вале мешалки 18 канала возврата измельчаемого материала - интенсификатора помола 25. Приводной вал 9, как и вал мешалки 18, выполнен полым и жестко соединен с валом мешалки 18. В него, в направлении срединной продольной оси 17, введена перемещаемая подвижная втулка 47. По отношению к валу привода 9 и соответственно к валу мешалки 18 она выполнена непроворачиваемой. На конце подвижной втулки 47, расположенном вне вала мешалки и вне вала привода 9, закреплена вращающаяся на подшипнике 49 с уплотнением 50 трубная муфта 48. Таким образом, эта трубная муфта 48 может быть стационарно закреплена, когда вал привода 9 и вал мешалки 18 приводятся во вращение.

Трубная муфта 48 имеет подсоединение шланга 51, в которое может ввинчиваться шланг, через который для очистки может подаваться сжатый газ или промывочная жидкость под давлением. Подвижная втулка 47 выходит за соединение 52 между валом привода 9 и валом мешалки 18, причем на этом конце подвижной втулки 47 имеется кольцевой запорный поршень 53. Запорный поршень 53 уплотнен относительно внутренней стенки 54 канала возврата 25. Для этого он выполнен из подходящего материала, например, из фторопласта или ему подобного. Длина запорного поршня 53 в направлении оси 17 по крайней мере немного больше диаметра с впускных каналов 26 или их длины в направлении оси 17, так что запорным поршнем 53 можно перекрыть впускные каналы 26, как показано на фиг. 3 внизу. Подвижная втулка 47 может перемещаться на расстояние между - двумя показанными на фиг.3 вверху и внизу конечными положениями, которое таково, что в одном - показанном на фиг.3 вверху - конечном положении запорный поршень 53 не перекрывает впускные каналы 26. В этом конечном положении запорный поршень 53 находится между концом вала привода 9 и впускными каналами 26. В другом - показанном на фиг.3 внизу - конечном положении, в котором подвижная втулка 47 вдвинута в канал возврата 25 вала мешалки, кольцевой запорный поршень 53 перекрывает впускные каналы 26. Когда в показанном на фиг. 3 внизу положении, при котором впускные каналы 26 закрыты запорным поршнем 53, через трубную муфту 48 и подвижную втулку 47 в канал возврата 25 подается сжатый газ или промывочная жидкость под давлением в качестве чистящего средства, то это средство протекает только через канал возврата 25 и очищает его от интенсификатора помола 40 и измельчаемого материала. Кроме того, конечно, очищается также внутреннее пространство 28 участка в виде клетки 27 и устройство удерживания интенсификатора помола 35. Также отчасти производится очистка зоны входа измельчаемого материала 32. Уплотнение 55 между валом привода 9 и подвижной втулкой 47 предотвращает возможное просачивание сжатого газа или промывочной жидкости под давлением между валом привода и подвижной втулкой 47. Когда, напротив, подвижная втулка 47 вытянута, насколько возможно, из вала привода 9, то запорный поршень 53 находится в положении, показанном на фиг.3 вверху. Если теперь подается сжатый газ или промывочная жидкость под давлением, то часть ее вытекает через канал возврата 25 и происходит уже описанный процесс очистки. Другая часть этого средства очистки протекает через впускные каналы 26, очищает их и течет затем дальше через всю зону измельчения 16, при этом она и находящийся там интенсификатор помола 40 очищаются. При обоих описанных процессах очистки вал мешалки 18 приводится в движение.

Мельница-мешалка имеет резервуар помола, в котором на валу расположена мешалка. Вал мешалки выполнен полым для возврата измельчаемого материала и интенсификатора помола, при этом вал имеет каналы, сообщенные с зоной измельчения и участком в виде клетки на другом конце вала, причем этот участок также вдается в устройство удерживания интенсификатора помола. Изобретение позволяет исключить спрессовывание интенсификатора помола. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Мельница-мешалка с резервуаром помола, ограничивающим зону измельчения цилиндрической стенкой, первой торцевой стенкой и второй торцевой стенкой, с расположенной в резервуаре помола мешалкой, которая имеет односторонне закрепленный вне зоны измельчения и оканчивающийся в зоне измельчения свободным концом вал мешалки с расположенными на нем рабочими органами с приводным двигателем для высокооборотного вращения мешалки, отличающаяся тем, что она снабжена расположенным на свободном конце вала мешалки рядом с второй торцевой стенкой ограничивающим внутреннее пространство участком в виде клетки с зоной входа измельчаемого материала в виде кольцевого цилиндра между ограничивающим внутреннее пространство участком в виде клетки и стенкой резервуара помола с расположенным по крайней мере рядом с второй торцевой стенкой резервуара помола, входящим в зону входа измельчаемого материала в виде кольцевого цилиндра отверстием входа измельчаемого материала, с расположенным во внутреннем пространстве участка в виде клетки устройством удерживания интенсификатора помола с прилегающим к устройству удерживания интенсификатора помола, проходящим через вторую торцовую стенку выпускным отверстием измельчаемого материала, с выполненным в вале мешалки, прилегающим к первой торцевой стенке резервуара помола со связанным с зоной измельчения через по крайней мере один впускной канал в вале мешалки и с имеющим вход во внутреннее пространство участка в виде клетки полостью возврата, с выполненными в участке в виде клетки, соединяющими внутреннее пространство с зоной входа измельчаемого материала проходными каналами. 2. Мельница-мешалка по п.1, отличающаяся тем, что устройство удерживания интенсификатора помола выполнено в виде цилиндрического сита, вдающегося во внутреннее пространство. 3. Мельница-мешалка по п.1, отличающаяся тем, что между впадением полости возврата во внутреннее пространство и устройством удерживания интенсификатора помола имеется отклоняющее устройство, расположенное на участке в виде клетки. 4. Мельница-мешалка по п.3, отличающаяся тем, что отклоняющее устройство выполнено в виде отклоняющего диска. 5. Мельница-мешалка по п.3 или 4, отличающаяся тем, что отклоняющее устройство перекрывает устройство удерживания интенсификатора помола. 6. Мельница-мешалка по п.1, отличающаяся тем, что участок в виде клетки подходит вплотную к торцовой стенке резервуара помола. 7. Мельница-мешалка по п.1, отличающаяся тем, что вал мешалки снабжен устройством для очистки полости возврата. 8. Мельница-мешалка по п. 7, отличающаяся тем, что устройство имеет трубную муфту, расположенную вне резервуара помола. 9. Мельница-мешалка по п.7 или 8, отличающаяся тем, что устройство имеет запорный поршень, расположенный в полости возврата, который может перемещаться между конечным положением, освобождающим по крайней мере один впускной канал, и конечным положением, перекрывающим его. 10. Мельница-мешалка по п.9, отличающаяся тем, что запорный поршень расположен на одном конце подвижной втулки, на другом конце которой закреплена трубная муфта.