ВИХРЕВАЯ МЕЛЬНИЦА Российский патент 2009 года по МПК B02C13/12 

Изобретение относится к оборудованию для измельчения различных сыпучих органических или неорганических продуктов, в частности зерен сельскохозяйственных культур, соли, мела, гипса.

Известна конструкция вихревой мельницы, описанная в патенте Российской Федерации №2103069 на изобретение «Пневмоударная вихревая мельница» по классу В02С 19/06, В02С 9/00, заявленном 02.04.1996 г. и опубликованном 27.01.1998 г.

Указанная вихревая мельница содержит цилиндрическую рабочую камеру, соединенную с патрубками для загрузки измельчаемого продукта и для подачи сжатого воздуха, а также с приспособлением для разгрузки измельченного продукта, при этом рабочая камера снабжена неподвижными мелющими пластинами, образующими соосную с ней многогранную призматическую поверхность, и размещенными по периферии внутренней поверхности этой камеры трехгранными разгрузочными призмами, установленными с зазорами между собой, причем патрубок для подачи сжатого воздуха расположен тангенциально к наружной поверхности рабочей камеры перед первой мелющей пластиной, рабочая камера дополнительно снабжена трехгранными установочными элементами, в зазорах между которыми размещены мелющие пластины, а мелющие пластины и разгрузочные призмы размещены в секторах, составляющих по дуге цилиндрической рабочей камеры соответственно 200-220° и 140-120°.

Недостатком описанной выше пневмоударной вихревой мельницы является сложность конструкции, обусловленная потребностью в источнике сжатого воздуха для создания кругового воздушного потока, образующего вихревое вращательное движение размалываемого продукта, и необходимостью в отдельных приспособлениях для выгрузки измельченного и недостаточно измельченного продукта.

Наиболее близкой к заявляемой является вихревая мельница, описанная в патенте Российской Федерации №2159535 на изобретение «Зерновая дробилка» по классу А01F 29/00, В02С 9/02, заявленном 07.04.1999 г. и опубликованном 27.11.2000 г.

Известная вихревая мельница содержит корпус с верхним загрузочным и боковым разгрузочным окнами, установленные в корпусе ротор и цилиндрическую ситовую обечайку, при этом корпус мельницы выполнен в виде улитки центробежного вентилятора, ротор - в виде крыльчатки, имеющей по крайней мере две изогнутые лопатки, а на внутренней поверхности ситовой обечайки равномерно по всей высоте рабочей камеры установлены стержни, имеющие форму правильной призмы.

Недостатками известной вихревой мельницы являются невысокая производительность и большое энергопотребление, обусловленные необходимостью создания высокого давления воздушного потока для продавливания измельченного продукта сквозь ситовую обечайку и для организации в улитке корпуса воздушного потока для выноса этого продукта через выходной патрубок, а также потребностью дополнительных затрат энергии на трение измельчаемого продукта о поверхность обечайки и на то, чтобы вначале отбрасывать измельчаемый продукт от центра крыльчатки ротора, а уже затем вовлекать во вращательное движение в воздушно-зерновом потоке. Кроме того, конструкция данной мельницы позволяет измельчать только продукты с определенными свойствами, а именно - зерно, в ней отсутствует возможность регулирования степени измельчения продукта, а конструкция ротора в виде крыльчатки не позволяет развивать большие рабочие обороты и дробить зерно с высокой влажностью.

Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности вихревой мельницы и расширение области ее применения.

Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является увеличение скорости воздушно-зернового потока, увеличение числа соударений частиц измельчаемого продукта, обеспечение возможности измельчения продуктов, имеющих разную твердость и влажность, и регулирования степени их измельчения.

Указанный результат достигается следующим.

1. В известной вихревой мельнице, содержащей корпус с верхним загрузочным и боковым разгрузочным окнами и установленный в корпусе ротор с лопатками, согласно изобретению верхняя и нижняя крышки корпуса, образующего рабочую камеру, выполнены в виде круга, боковая стенка корпуса выполнена рельефной, а ротор выполнен в виде симметрично закрепленной на валу пластины, имеющей на скошенных концах лопатки, перпендикулярные и симметричные ее плоскости, разгрузочное окно выполнено в боковой стенке корпуса и снабжено заслонкой, установленной с возможностью перекрытия разгрузочного окна, а загрузочное окно выполнено по ходу вращения ротора за разгрузочным окном на периферии верхней крышки, при этом между разгрузочным и загрузочным окнами по всей высоте рабочей камеры установлен вертикальный отражатель, примыкающий к разгрузочному окну и расположенный под частью стороны загрузочного окна, обращенной к ротору, с образованием загрузочного кармана.

2. В вихревой мельнице по п.1 согласно изобретению рельефы боковой стенки корпуса выполнены от загрузочного до разгрузочного окна по ходу вращения ротора в виде полуцилиндров выпуклой стороной наружу.

3. В вихревой мельнице по п.1 согласно изобретению рельефы боковой стенки корпуса выполнены от загрузочного до разгрузочного окна по ходу вращения ротора в виде острых углов.

4. В вихревой мельнице по п.1 согласно изобретению концы пластины ротора, имеющие лопатки, скошены под углом, составляющим 0-30°.

Выполнение верхней и нижней крышек корпуса в виде круга, выполнение боковой стенки корпуса рельефной, выполнение ротора в виде симметрично закрепленной на валу пластины, имеющей на скошенных концах лопатки, перпендикулярные и симметричные ее плоскости, и выполнение загрузочного окна по ходу вращения ротора за разгрузочным окном на периферии верхней крышки позволяет увеличить скорость вращения ротора, увеличив тем самым скорость воздушно-зернового потока, и число соударений частиц измельчаемого продукта с рельефами боковой стенки корпуса и друг с другом. Установление между разгрузочным и загрузочным окнами по всей высоте рабочей камеры вертикального отражателя, примыкающего к разгрузочному окну и расположенного под частью стороны загрузочного окна, обращенной к ротору, с образованием загрузочного кармана дает возможность направлять недостаточно измельченный продукт на второй круг измельчения и исключить попадание подаваемого в рабочую камеру через загрузочное окно продукта сразу к разгрузочному окну. Все это позволяет с высокой эффективностью измельчать продукты с различной твердостью и влажностью.

Выполнение разгрузочного окна в боковой стенке корпуса и снабжение его заслонкой, установленной с возможностью перекрытия разгрузочного окна, позволяет регулировать степень измельчения продуктов путем изменения размеров разгрузочного окна.

При этом рельефы боковой стенки корпуса могут быть выполнены от загрузочного до разгрузочного окна по ходу вращения ротора в виде полуцилиндров выпуклой стороной наружу, а также рельефы боковой стенки корпуса могут быть выполнены в виде острых углов.

Концы пластины ротора, имеющие лопатки, могут быть скошены под углом, составляющим 0-30°.

Заявляемая вихревая мельница обладает новизной по сравнению с прототипом, отличаясь от него тем следующим.

1. Верхняя и нижняя крышки корпуса, образующего рабочую камеру, выполнены в виде круга, боковая стенка корпуса выполнена рельефной, а ротор выполнен в виде симметрично закрепленной на валу пластины, имеющей на скошенных концах лопатки, перпендикулярные и симметричные ее плоскости, разгрузочное окно выполнено в боковой стенке корпуса и снабжено заслонкой, установленной с возможностью перекрытия разгрузочного окна, а загрузочное окно выполнено по ходу вращения ротора за разгрузочным окном на периферии верхней крышки, при этом между разгрузочным и загрузочным окнами по всей высоте рабочей камеры установлен вертикальный отражатель, примыкающий к разгрузочному окну и расположенный под частью стороны загрузочного окна, обращенной к ротору, с образованием загрузочного кармана,

2. Рельефы боковой стенки корпуса выполнены от загрузочного до разгрузочного окна по ходу вращения ротора в виде полуцилиндров выпуклой стороной наружу,

3. Рельефы боковой стенки корпуса выполнены от загрузочного до разгрузочного окна по ходу вращения ротора в виде острых углов,

4. Концы пластины ротора, имеющие лопатки, скошены под углом, составляющим 0-30°.

Заявителю неизвестны вихревые мельницы, обладающие вышеуказанными отличительными существенными признаками, позволяющими явным образом достичь такого же технического результата, поэтому заявитель считает, что заявляемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».

Заявляемая вихревая мельница может найти широкое применение в качестве оборудования для измельчения различных сыпучих органических или неорганических продуктов, в частности зерен сельскохозяйственных культур, соли, мела, гипса, поэтому заявляемая вихревая мельница соответствует критерию «промышленная применимость».

Заявляемая вихревая мельница иллюстрируется чертежами, где представлены на:

фиг.1, поперечный разрез вихревой мельницы;

фиг.2, общий вид вихревой мельницы снизу со снятой нижней крышкой корпуса.

Вихревая мельница, представленная на чертежах (см. фиг.1 и 2), содержит образующий рабочую камеру корпус с верхней крышкой 1, нижней крышкой 2 и рельефной боковой стенкой 3 с рельефами, выполненными в виде полуцилиндров выпуклой стороной наружу. Внутри корпуса установлен ротор 4 в виде симметрично закрепленной на валу приводного высокоскоростного электродвигателя (на чертежах не показан) пластины, имеющей на концах лопатки 5, перпендикулярные и симметричные плоскости пластины. Концы пластины скошены под углом α, равным 8°. Угол скоса пластины ротора 4 зависит от твердости измельчаемого продукта, чем тверже продукт, тем ближе к прямоугольной форма пластины. Для измельчения более мягких продуктов угол скоса пластины увеличивают до 30°.

На периферии верхней крышки 1 выполнено загрузочное окно 6, а перед ним против хода вращения ротора в боковой стенке 3 корпуса выполнено разгрузочное окно 7, снабженное изогнутой заслонкой 8. Заслонка 8 имеет возможность поступательного перемещения вдоль боковой стенки 3 корпуса, для чего в средней части боковой стенки 3 выполнена продольная прорезь, а на заслонке 8 имеется проходящий через эту прорезь зажимной винт 9.

Между разгрузочным окном 7 и загрузочным окном 6 по всей высоте рабочей камеры установлен вертикальный отражатель 10, примыкающий к разгрузочному окну 7 и расположенный под третьей частью стороны загрузочного окна 6, обращенной к ротору 4, с образованием загрузочного кармана. Загрузочный карман расположен под частью загрузочного окна 6 и ограничен боковой стенкой 3 корпуса, вертикальным отражателем 10 и нижней крышкой 2 корпуса.

Все детали вихревой мельницы выполнены металлическими, а пластина ротора 4 состоит из двух жестко соединенных металлических полос, отогнутые края которых образуют лопатки 5.

Вихревая мельница работает следующим образом.

Перед включением вихревой мельницы оператор заполняет измельчаемым продуктом, например зерном, бункер с задвижкой на выпускном отверстии (на чертежах не показан), расположенный над загрузочным окном 6. После включения оператором приводного высокоскоростного электродвигателя (на чертежах не показан) закрепленный на валу электродвигателя ротор 4 начинает вращаться с высокой скоростью, его лопатки 5 создают в рабочей камере круговой воздушный поток.

Оператор открывает задвижку бункера (на чертежах не показан), и зерно через загрузочное окно 6 начинает сыпаться в рабочую камеру, где воздушный поток вовлекает его в круговое движение между лопатками 5 ротора 4 и боковой стенкой 3 корпуса. Движущееся на высокой скорости зерно многократно ударяется о рельефные выступы боковой стенки 3 и раскалывается на части, после чего измельченное зерно под действием силы инерции и давления воздушного потока вылетает через разгрузочное окно 7 в сборник измельченного продукта (на чертежах не показан).

Недостаточно измельченное зерно, имеющее большую силу инерции, пролетает мимо разгрузочного окна 7, ударяется о вертикальный отражатель 10 и увлекается воздушным потоком на второй круг измельчения.

Кроме того, вертикальный отражатель 10 образует с боковой стенкой 3 и нижней крышкой 2 корпуса загрузочный карман, который не позволяет загружаемому целому зерну попадать сразу к разгрузочному окну 7 и направляет зерно в противоположную сторону, где его подхватывает воздушный круговой поток и вовлекает в процесс измельчения.

Перемещением заслонки 8 оператор регулирует степень измельчения зерна - чем меньше разгрузочное окно 7, тем мельче измельченные фракции зерна, которые могут вылететь через него, и выше степень измельчения. Увеличивая размер разгрузочного окна 7, оператор снижает степень измельчения зерна, так как в разгрузочное окно 7 при этом могут вылетать кусочки зерна большего размера.

Добавляя новые порции зерна через бункер в вихревую мельницу, оператор измельчает нужное количество зерна, после чего он выключает приводной электродвигатель и мельница прекращает работу.

Заявляемая вихревая мельница по сравнению с прототипом более эффективна, имеет более широкую область применения и обеспечивает более качественное измельчение продукта.

Изобретение относится к оборудованию для измельчения различных сыпучих органических или неорганических продуктов, в частности зерен сельскохозяйственных культур, соли, мела, гипса. Вихревая мельница включает корпус с верхним загрузочным и боковым разгрузочным окнами и установленный в корпусе ротор с лопатками. Верхняя и нижняя крышки корпуса, образующего рабочую камеру, выполнены в виде круга. Боковая стенка корпуса выполнена рельефной. Ротор выполнен в виде симметрично закрепленной на валу пластины, имеющей на скошенных концах лопатки, перпендикулярные и симметричные ее плоскости. Разгрузочное окно выполнено в боковой стенке корпуса и снабжено заслонкой, установленной с возможностью перекрытия разгрузочного окна, а загрузочное окно выполнено по ходу вращения ротора за разгрузочным окном на периферии верхней крышки. Между разгрузочным и загрузочным окнами по всей высоте рабочей камеры установлен вертикальный отражатель, примыкающий к разгрузочному окну и расположенный под частью стороны загрузочного окна, обращенной к ротору, с образованием загрузочного кармана. Изобретение позволяет повысить эффективность вихревой мельницы и расширить область ее применения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Вихревая мельница, содержащая корпус с верхним загрузочным и боковым разгрузочным окнами и установленный в корпусе ротор с лопатками, отличающаяся тем, что верхняя и нижняя крышки корпуса, образующего рабочую камеру, выполнены в виде круга, боковая стенка корпуса выполнена рельефной, а ротор выполнен в виде симметрично закрепленной на валу пластины, имеющей на скошенных концах лопатки, перпендикулярные и симметричные ее плоскости, разгрузочное окно выполнено в боковой стенке корпуса и снабжено заслонкой, установленной с возможностью перекрытия разгрузочного окна, а загрузочное окно выполнено по ходу вращения ротора за разгрузочным окном на периферии верхней крышки, при этом между разгрузочным и загрузочным окнами по всей высоте рабочей камеры установлен вертикальный отражатель, примыкающий к разгрузочному окну и расположенный под частью стороны загрузочного окна, обращенной к ротору, с образованием загрузочного кармана.

2. Вихревая мельница по п.1, отличающаяся тем, что рельефы боковой стенки корпуса выполнены от загрузочного до разгрузочного окна по ходу вращения ротора в виде полуцилиндров выпуклой стороной наружу.

3. Вихревая мельница по п.1, отличающаяся тем, что рельефы боковой стенки корпуса выполнены от загрузочного до разгрузочного окна по ходу вращения ротора в виде острых углов.

4. Вихревая мельница по п.1, отличающаяся тем, что концы пластины ротора, имеющие лопатки, скошены под углом, составляющим 0-30°.