ГУММИРОВАННЫЙ ДИСК БИСЕРНОЙ МЕЛЬНИЦЫ Российский патент 2007 года по МПК B02C17/00 

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, выполненный в виде металлического кольца, содержащего ступицу для крепления на роторе мельницы и рабочую часть со сквозными отверстиями, гуммированную резиной по всей поверхности, включая периметр диска и сквозных отверстий (патент №2236299 (Россия), кл. В02С 17/18).

К недостаткам известной конструкции относится пониженная долговечность, обусловленная неравномерным износом диска в радиальном направлении, а также повышенным износом диска в районе сквозных отверстий. Это связано с тем, что в процессе переработки пигментной суспензии наиболее высокая концентрация частиц бисерной и помольной массы создается в так называемой "зоне перетира", расположенной на периферии диска. Окружная скорость диска также растет от центра к периферии. В этой связи в первую очередь изнашивается относительно тонкий слой резины, расположенный на внешней части диска, что лимитирует срок его службы в целом. Увеличение толщины резинового слоя за счет уменьшения толщины металлического диска недопустимо, т.к. это может привести к потере изгибной жесткости металлоарматуры.

Повышенный износ диска в районе сквозных отверстий происходит, в основном, в окружном направлении и обусловлен интенсивным турбулентным и ламинарным с завихрениями движением абразивной среды. В результате изменения первоначальной формы сквозных отверстий нарушается режим движения бисерной и помольной массы и снижается эффективность процесса диспергирования.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение надежности и долговечности диска ротора бисерной мельницы, а также повышение эффективности процесса диспергирования.

Для достижения указанного технического результата в известной конструкции диска бисерной мельницы, выполненного в виде металлического кольца, содержащего ступицу для крепления на роторе мельницы и рабочую часть со сквозными отверстиями, гуммированную резиной по всей поверхности, включая периметр диска и сквозных отверстий, это металлическое кольцо в радиальном направлении выполнено с поперечным сечением в форме балки равного сопротивления изгибу, а сквозные отверстия выполнены в форме концентрического паза, контур которого образован тремя окружностями, одна из которых расположена в центре паза, а центры остальных смещены в противоположные стороны на величину Δ₀≥Δ_к, где Δ_к - толщина резинового слоя на вешнем контуре диска.

Анализ признаков, отличающих заявляемое техническое решение 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. Благодаря высокой химической стойкости эластомера будет обеспечиваться защита металлического кольца от коррозионного и иного разрушения при взаимодействии с агрессивной средой. За счет высокой податливости и эластичности резины будет снижаться разрушение мелющих тел при ударе о диск, что будет способствовать сохранению первоначальной структуры бисерной массы и повышению эффективности процесса помола. Выполнение металлического кольца в радиальном направлении с поперечным сечением в форме балки равного сопротивления изгибу, с одной стороны будет способствовать увеличению толщина слоя резины на рабочей поверхности диска по направлению от внутреннего контура к внешнему, а с другой - обеспечивать достаточную изгибную жесткость металлоарматуры. Выполнение сквозных отверстий в металлическом кольце в виде концентрического паза позволит увеличить толщину слоя резины на наиболее изнашиваемом участке отверстий. Это в свою очередь позволит стабилизировать форму отверстий в гуммированном диске, упорядочить движение рабочей среды и повысить эффективность процесса диспергирования.

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

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 сквозных цилиндрических отверстий 5, предназначенных для прохода мелющих тел и помольного материала.

Гуммирование диска осуществляется прессовым или литьевым способом при помощи стойкой к изнашиванию в абразивной массе и набуханию в растворителях резины. Надежное крепление резины к металлоарматуре достигается путем использования метода латунирования или применения специальных клеев (типа "Лейконат"). Дополнительное крепление осуществляется за счет резины, расположенной по периметру диска и сквозных отверстий, связывающей обе гуммированные поверхности диска.

Металлическое кольцо 1 в радиальном направлении выполнено с поперечным сечением в форме балки равного сопротивления изгибу 6. Известно [Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению материалов. / Под ред. Писаренко Г.С. - Киев: Наук. думка, 1988. - С.271-272], что подобная форма обеспечивает одинаковое сопротивление изгибу на любом участке кольца, независимо от расстояния до его внешнего контура, и это позволяет обеспечить необходимую прочность металлоарматуре. Также за счет сообщения подобной формы металлическому кольцу толщина резинового слоя 7 постепенно увеличивается от внутреннего контура диска к внешнему, где достигает максимального значения. Это позволяет повысить износостойкость гуммированного диска в целом, т.к. известно, что в этой зоне наблюдается максимальный износ резинового покрытия из-за высокой концентрации и интенсивного движения мелющих тел и пигментной суспензии.

Сквозные отверстия в металлическом кольце 1 выполнены в форме концентрического паза 8, большая ось которого совпадает с концентрической окружностью 9. Внутренний контур этого паза образован тремя окружностями, одна из которых расположена в его центре, а центры остальных смещены в противоположные стороны на величину Δ₀≥Δ_к, где Δ_к - толщина резинового слоя на вешнем контуре диска. За счет этого смещения увеличивается толщина слоя резины внутри отверстия 5 в окружном направлении (по направлению вращения диска). Выполнение условия Δ₀≥Δ_к, позволяет обеспечить примерно одинаковый "запас резины" в местах наибольшего износа диска. Если в процессе эксплуатации внутри отверстия 5 будет наблюдаться более интенсивный износ, то можно перевернуть диск на 180° и эксплуатировать изделие дальше, т.к. благодаря концентрической форме отверстия 8 существует "запас резины" с двух сторон отверстия 5.

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 значительно снижается уровень контактных напряжений. Вследствие этого снижается интенсивность изнашивания диска бисерной мельницы, а также уменьшаются разрушение и измельчение мелющих тел. Все эти факторы способствуют повышению надежности и долговечности диска бисерной мельницы и эффективности процесса диспергирования. Дополнительный экономический эффект от реализации предлагаемого технического решения может быть получен за счет увеличения межремонтных пробегов, снижения количества ремонтов и потребления запасных частей.

Изобретение относится к технике, предназначенной для тонкого измельчения твердых материалов, и может быть использовано в лакокрасочной, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности. Достигаемый технический результат заключается в повышении надежности и долговечности диска ротора бисерной мельницы, а также повышении эффективности процесса диспергирования. 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 металлическое кольцо в радиальном направлении выполнено с поперечным сечением в форме балки равного сопротивления изгибу, а сквозные отверстия выполнены в форме концентрического паза, контур которого образован тремя окружностями, одна из которых расположена в центре паза, а центры остальных смещены в противоположные стороны на величину Δ₀≥Δ_к, где Δ_к - толщина резинового слоя на вешнем контуре диска. 2 ил.

Гуммированный диск бисерной мельницы, выполненный в виде металлического кольца, содержащего ступицу для крепления на роторе мельницы и рабочую часть со сквозными отверстиями, гуммированную резиной по всей поверхности, включая периметр диска и сквозных отверстий, отличающийся тем, что металлическое кольцо в радиальном направлении выполнено с поперечным сечением в форме балки равного сопротивления изгибу, а сквозные отверстия выполнены в форме концентрического паза, контур которого образован тремя окружностями, одна из которых расположена в центре паза, а центры остальных смещены в противоположные стороны на величину Δ₀≥Δ_к, где Δ_к - толщина резинового слоя на вешнем контуре диска.