ГУММИРОВАННЫЙ ДИСК БИСЕРНОЙ МЕЛЬНИЦЫ Российский патент 2004 года по МПК B02C17/18 

Изобретение относится к технике, предназначенной для тонкого измельчения и диспергирования твердых частиц в жидкой среде, и может быть использовано в лакокрасочной, фармацевтической, пищевой, косметической отраслях промышленности, а также при переработке сырья для производства средств защиты растений, пигментов, красителей, керамики и других материалов.

Известен диск бисерной мельницы, выполненный в виде металлического кольца, содержащего ступицу для крепления на роторе мельницы и рабочую часть со сквозными отверстиями (Горловский И.А., Козулин Н.А. Оборудование заводов лакокрасочной промышленности. - Л.: Химия, 1980, - с.299).

Недостатком известной конструкции является низкий срок службы, обусловленный интенсивным износом рабочей части диска, находящейся под постоянным воздействием потока высокоабразивных частиц помольного и бисерного материала.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является диск бисерной мельницы, содержащий основное металлическое кольцо со ступицей для его крепления на роторе мельницы и рабочую часть, жестко прикрепленную к наружной боковой поверхности основного кольца и выполненную из высокотвердого материала - керамики или ситалла. При этом рабочая часть выполнена в виде кольца шириной Н=(0,2-0,5)R, где R - радиус диска бисерной мельницы (а.с. №1766510 (Россия), кл. В 02 С 17/16).

К недостаткам известной конструкции относится низкая надежность, обусловленная сложностью механического соединения таких разнородных по природе материалов как металл и керамика (что подтверждается более поздним авторским свидетельством тех же авторов) и недостаточной прочностью керамики при действии изгибных деформаций. В этой связи при разрушении хотя бы одного керамического диска произойдет лавинное разрушение всех рабочих дисков, размещенных на роторе. Кроме того, хорошо известно, что при ударной нагрузке (характерной для бисерных мельниц) подобные высокотвердые, но хрупкие материалы обладают низкой износостойкостью и склонны к выкрашиванию вследствие высокого уровня контактных напряжений, развивающихся при ударе. Также при ударном взаимодействии таких близких по твердости материалов, как керамика и бисер, будет наблюдаться разрушение и измельчение мелющих тел (особенно из стекла, керамики и фарфора), что понизит эффективность диспергирования основного продукта и возникнет необходимость частой замены бисерной массы.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности, долговечности и эффективности диска ротора бисерной мельницы.

Для достижения поставленной цели в известной конструкции диска бисерной мельницы, выполненного в виде металлического кольца, содержащего ступицу для крепления на роторе мельницы и рабочую часть, снабженную сквозными отверстиями, эта рабочая часть гуммирована резиной по всей поверхности, включая периметры диска и сквозных отверстий, при этом толщина резинового слоя

где d - максимальный диаметр мелющих тел.

Анализ признаков, отличающих заявляемое технических решений от существующих признаков известных технических решений, сходства не обнаружил, что позволяет сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение обладает существенными отличиями.

Гуммирование рабочей части диска резиной по всей поверхности, включая периметр диска и сквозных отверстий, позволит надежно защитить ее от износа. Кроме того, благодаря высокой химической стойкости эластомера обеспечивается защита металлического кольца от коррозионного и иного химического разрушения при взаимодействии с агрессивной средой. Надежное крепление резинового покрытия к арматуре может быть достигнуто любым хорошо известным и доступным методом. За счет высокой податливости и эластичности резины, а также оптимальной толщины резинового слоя, определяемой по выражению (1), исключается разрушение мелющих тел при ударе о диск. Это способствует сохранению первоначальной структуры бисерной массы и повышению эффективности процесса помола.

Таким образом, в совокупности с известными новые признаки придают заявляемому объекту новый, не суммарный, положительный эффект, т.к. позволяют повысить надежность, долговечность и эффективность диска бисерной мельницы.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид гуммированного диска, а на фиг.2 - его сечение по А-А на фиг.1.

Диск бисерной мельницы состоит из металлического кольца 1, содержащего ступицу 2 и рабочую часть 3, гуммированную резиной 4 по всей поверхности, включая периметр диска и периметр сквозных отверстий 5, предназначенных для прохода мелющих тел и помольного материала.

Гуммирование диска осуществляется прессовым или литьевым способом при помощи стойкой к набуханию в комплексном растворителе и изнашиванию в абразивной массе резины. Надежное крепление резины к металлоарматуре достигается путем использования высокоэффективного метода латунирования или применения специальных клеев. Дополнительное крепление осуществляется за счет резины, расположенной по периметру диска и сквозных отверстий, которая связывает между собой обе торцовые гуммированные поверхности.

Изгибная жесткость диска обеспечивается за счет металлоарматуры, которая может быть выполнена из самых дешевых сортов стали или изготовлена литьевым способом из серого чугуна с достаточной механической прочностью.

Толщина резинового покрытия может быть определена из соотношения

где d - максимальный диаметр мелющих тел, т.к. согласно известным данным только при выполнении этого условия исключается разрушение мелющих тел при ударе за счет уменьшения влияния подложки. Предварительные расчеты показали, что при рекомендуемой окружной скорости ротора 10-15 м/с, диаметре бисерных шариков 1-3 мм и относительно невысокой плотности стекла и фарфора толщина резинового слоя может составлять всего несколько миллиметров.

В процессе работы бисерной мельницы частицы бисерной и помольной массы, находящиеся под воздействием ротора с дисками, увлекаются в турбулентное и ламинарное с завихрениями движение. При этом частицы абразива ударяются о рабочую часть диска, покрытую резиной 4. За счет высокой податливости резинового покрытия и соответственно большего объема деформированной резины значительно снижается уровень контактных напряжений. Вследствие этого снижается интенсивность изнашивания диска бисерной мельницы, а также исключается разрушение и измельчение мелющих тел. Все эти факторы способствуют повышению надежности, долговечности и эффективности диска бисерной мельницы. Дополнительный экономический эффект от реализации предлагаемого технического решения может быть получен за счет увеличения межремонтных пробегов, снижения количества ремонтов и потребления запасных частей.

Литература

Пенкин Н.С. Гуммированные детали машин. - М.: Машиностроение, 1977.

Изобретение относится к технике, предназначенной для тонкого измельчения твердых материалов. Диск бисерной мельницы состоит из металлического кольца, содержащего ступицу и рабочую часть, гуммированную резиной по всей поверхности, включая периметр диска и сквозных отверстий, предназначенных для прохода мелющих тел и помольного материала, при этом толщина резинового слоя h≥(1,2-1,5)d, где d - максимальный диаметр мелющих тел. Изобретение позволяет повысить надежность, долговечность и эффективность диска ротора бисерной мельницы. 2 ил.

Диск бисерной мельницы, выполненный в виде металлического кольца, содержащего ступицу для крепления на роторе мельницы и рабочую часть со сквозными отверстиями, отличающийся тем, что рабочая часть металлического кольца гуммирована резиной по всей поверхности, включая периметры диска и сквозных отверстий, при этом толщина резинового слоя h≥(1,2-1,5)d, где d - максимальный диаметр мелющих тел.