ЛАБОРАТОРНАЯ ВИБРАЦИОННАЯ МЕЛЬНИЦА С УСТАНОВЛЕННЫМИ ПОД УГЛОМ ПОМОЛЬНЫМИ ЧАШАМИ Российский патент 2013 года по МПК B02C19/16 B02C17/14 

Изобретение относится к лабораторной вибрационной мельнице с действующим по меньшей мере двухмерно круговым вибрационным приводом и по меньшей мере с одним креплением для закрепленной в нем, имеющей наполнитель из мелющих тел, продолговатой и снабженной торцевыми основаниями помольной чаши.

Лабораторная вибрационная мельница с вышеуказанными признаками конструкционно известна в виде имеющей передаточное отношение k=1:-1 планетарной шаровой мельницы из фирменного проспекта «Центробежные шаровые мельницы» фирмы «F.Kurt Retsch GmbH & Со. KG», Хаан, из 4/1988. В подобных имеющих действующий двухмерно круговой вибрационный привод лабораторных вибрационных мельницах выполненные предпочтительно в форме шара мелющие тела под действием больших центробежных сил прижимаются к внешней стенке помольных чаш и измельчают, в данном случае за счет обкатывающего давящего и фрикционного действия, размалываемый материал между собой и стенками помольной чаши. В качестве помольных чаш применяются цилиндрические помольные чаши, которые с помощью предусмотренного на лабораторной вибрационной мельнице крепления для помольных чаш в перпендикулярной ориентации своей продольной оси по отношению к плоскости двухмерного кругового вибрационного перемещения закреплены в лабораторной вибрационной мельнице. Для улучшения результата помола дополнительно известна установка передаточного отношения планетарной шаровой мельницы как k>1, так что мелющие тела в течение процесса размалывания отрываются от стенки помольной чаши и летят через помольную чашу вдоль имеющей форму секущей линии перемещения и ударяются о противолежащий точке отрыва участок стенки помольной чаши, так что измельчение дополнительно улучшается за счет ударной нагрузки.

В публикации DE 3621050 A1 раскрыта вибрационная мельница с по существу вертикальным расположением помольной чаши и с возможностью наклона продольной оси помольной чаши относительно вертикали на небольшой угол. Режим движения помольной чаши устанавливается таким образом, чтобы мелющие тела за счет создаваемой центробежной силы лишь обкатывались вдоль стенки помольной чаши.

В основу изобретения положена задача увеличения в лабораторной вибрационной мельнице с известными из уровня техники признаками ввода энергии при процессе помола и тем самым улучшения в целом результата помола.

Решение этой задачи приведено в независимом пункте 1 формулы изобретения, а предпочтительные варианты осуществления и усовершенствования изобретения изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.

По своему основному замыслу изобретение предусматривает, что угол, образованный продольной осью L помольной чаши с плоскостью перемещения кругового вибрационного привода, составляет не более 60°, а длина помольной чаши согласована с интенсивностью вибраций, определенной в зависимости от амплитуды колебаний привода и его частоты, таким образом, что в связи с обусловленными установкой помольной чаши по отношению к плоскости перемещения кругового вибрационного привода траекториями перемещения мелющих тел в помольной чаше торцевые основания помольной чаши также вовлечены в процесс измельчения в качестве ударной и мелющей поверхности. С изобретением связано то преимущество, что благодаря согласованию длины помольной чаши и интенсивности вибраций привода, с одной стороны, в течение процесса помола на мелющие тела в направлении внешней стенки помольной чаши действует периодическая компонента перемещения, в то время как, с другой стороны, в связи с установкой помольной чаши под углом к плоскости перемещения кругового вибрационного привода на мелющие тела действует другая, дополнительная компонента перемещения в направлении продольной оси помольной чаши. За счет этого достигается то, что во время перемещения мелющих тел на внешней стенке помольной чаши происходит преимущественно фрикционная нагрузка, а при соударении мелющих тел с торцевыми основаниями помольной чаши происходит ударная нагрузка на размалываемый материал. Одновременно, в связи с перемещением мелющих тел в продольном направлении рабочего пространства мельницы, размалываемый материал лучше промешивается, так что одновременно нагружаются все частицы размалываемого материала, и поэтому повышается эффективность измельчения.

В соответствии с одним примером осуществления изобретения для дальнейшего улучшения эффективности измельчения предусмотрен трехмерно действующий привод с дополнительной, воздействующей на помольную чашу перпендикулярно плоскости кругового вибрационного перемещения компонентой перемещения. За счет этого действующая на мелющие тела компонента перемещения усиливается в направлении оснований помольных чаш. Поскольку предусмотрено, что продольная ось помольной чаши должна образовывать угол с плоскостью перемещения кругового вибрационного привода, при трехмерно воздействующем приводе соответственно два направления перемещения трехмерного возбуждения могут образовывать плоскость перемещения в качестве основания (эталона) для установки помольной чаши под углом.

Чтобы получить оптимальный результат помола с как можно большей конечной тонкостью размалываемого материала, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения длина помольной чаши должна быть согласована с интенсивностью вибраций, которая определена соответственно установленной амплитудой колебаний привода и его частотой, при этом длина помольной чаши, в частности, должна быть такой, чтобы кинетическая энергия попадающих на торцевые основания помольных чаш мелющих тел была максимальной. Предпочтительно отношение амплитуды колебаний привода к длине помольной чаши, в зависимости от размеров используемых мелющих тел, составляет от 0,3 до 1,6.

В соответствии с одним примером осуществления изобретения предусмотрено, что привод имеет регулируемые частоты колебаний. Кроме того, может быть предусмотрено, что привод имеет регулируемые амплитуды колебаний.

В отношении выполнения кругового вибрационного привода, в соответствии с одним примером осуществления изобретения предусмотрено, что привод выполнен в виде планетарного привода с передаточным отношением k=1:-1, так как таковой привод известен из соответствующего уровня техники.

Однако изобретение может быть применено и при других видах круговых вибрационных приводов. Так, в соответствии с одним примером осуществления изобретения предусмотрено, что привод выполнен в виде возбуждаемого дисбалансом вибрационного привода.

Кроме того, в соответствии с альтернативными примерами осуществления изобретения привод может быть выполнен в виде работающего циклически или же в виде работающего нециклически вибрационного привода.

Самим по себе известным образом может быть предусмотрено, что мелющие тела имеют форму шаров.

В соответствии с одним примером осуществления изобретения может быть предусмотрено, что определяющее поперечное сечение помольной чаши максимальное расстояние между двумя противолежащими областями стенок меньше, чем определенная перпендикулярно к плоскости поперечного сечения длина помольной чаши.

Поскольку изобретение относится к использованию продолговатых помольных чаш с соответственно расположенными торцевыми основаниями помольных чаш, применение изобретения в отношении всесторонних вращательно-симметричных помольных чаш является нерациональным. Так, заданная при продолговатости помольной чаши длина и тем самым расстояние между основаниями помольных чаш, во всяком случае, должны быть больше, чем диаметр расположенной между основаниями помольных час области. В этих рамках изобретение может быть осуществлено при различных формах помольных чаш. Так, может быть предусмотрено, что помольная чаша имеет круглое поперечное сечение, или эллиптическое поперечное сечение, или угловатое поперечное сечение с закругленными угловыми областями, при этом в последнем примере осуществления закругленные угловые области помольной чаши имеют радиус в соответствии с радиусом мелющих тел. Возможны также и другие формы помольной чаши.

Кроме того, может быть предусмотрено, что торцевые основания помольной чаши выполнены плоскими, так что, например, при имеющих круглое поперечное сечение помольных чашах образуется цилиндрическая форма помольных чаш.

В качестве альтернативы может быть предусмотрено, что торцевые днища помольной чаши выполнены в форме полусфер.

Подразумевается, что при осуществлении изобретения в лабораторной вибрационной мельнице известным образом могут быть установлены несколько помольных чаш.

На чертеже изображены примеры осуществления изобретения, которые описаны ниже. Показано на:

Фиг.1 - оснащенная планетарным приводом лабораторная вибрационная мельница с установленной под углом помольной чашей в виде сбоку частично в разрезе,

Фиг.2 - имеющая возбуждаемый дисбалансом привод лабораторная вибрационная мельница в представлении согласно фиг.1.

В схематично изображенной на фиг.1 и представленной на ограниченной приводом 10 с креплением для помольной чаши изображении лабораторной вибрационной мельнице вращательное перемещение установленного с возможностью вращения на оси 1 солнечного (центрального) колеса 2 через ременной привод 3 вызывает вращение промежуточного вала 4. С этим промежуточным валом 4 неподвижно соединена шестерня 5, которая через еще одну шестерню 6 приводит в действие планетарный вал 7. В соединенное с планетарным валом крепление 9 для помольной чаши под углом к определенной плоскости солнечного колеса плоскости перемещения 20 кругового вибрационного привода установлена помольная чаша 8. Помольная чаша вращается в отношении 1:-1 к вращению солнечного колеса 2, так что устанавливается циркуляционное круговое перемещение. В связи с установкой помольной чаши 8 под углом по отношению к плоскости 20 перемещения кругового вибрационного привода торцевые основания помольной чаши 8 также вовлекаются в процесс измельчения в качестве ударных или же мелющих поверхностей.

Представленный на фиг.2 пример осуществления показывает лабораторную вибрационную мельницу с выполненным в виде возбуждаемого дисбалансом приводом 10. Привод 10 посредством пружин опирается на неподвижную плиту 15 основания. Привод 10 состоит из приводного двигателя 12, приводного вала 13 и дисбаланса 14 и формирует зависящую от числа оборотов вращательную горизонтальную силу. Она возбуждает пружинно-массовый вибратор, состоящий из привода 10 с монтажной плитой 16, расположенным на ней полезным грузом в виде двух креплений 9 для помольных чаш с зажатыми в нем помольными чашами 8, а также пружин 11 в двух направлениях, так что возникает вращающееся в плоскости 20 перемещения круговое перемещение. Оба крепления 9 для помольных чаш движутся вместе с зажатыми в них помольными чашами 8 по этой круговой траектории.

Хотя и далее не представлено, может быть также предусмотрено, что привод формирует дополнительную, действующую вертикально к плоскости 20 кругового вибрационного перемещения на помольную чашу 8 компоненту перемещения, так что привод выполнен в соответствии с трехмерным воздействием.

Раскрытые в вышеприведенном описании, формуле изобретения, реферате и на чертеже признаки объекта этих документов по отдельности и в любых комбинациях могут быть существенными для осуществления изобретения в его различных конструктивных формах.

Лабораторная вибрационная мельница имеет действующий по меньшей мере двухмерно круговой вибрационный привод и по меньшей мере одно крепление для закрепленной в нем помольной чаши. Чаша имеет наполнитель из мелющих тел, выполнена продолговатой и снабжена торцевыми основаниями. Угол, образованный продольной осью помольной чаши с плоскостью перемещения кругового вибрационного привода, составляет не более 60°. Длина помольной чаши согласована с интенсивностью вибраций, определенной в зависимости от амплитуды колебаний привода и его частоты. В связи с обусловленными установкой помольной чаши по отношению к плоскости перемещения кругового вибрационного привода траекториями перемещения мелющих тел торцевые основания помольной чаши также вовлечены в процесс измельчения в качестве ударной и мелющей поверхности. Технический результат заключается в улучшении результата помола. 17 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Лабораторная вибрационная мельница с действующим по меньшей мере двухмерно круговым вибрационным приводом (10) и по меньшей мере с одним креплением (9) для закрепленной в нем имеющей наполнитель из мелющих тел продолговатой и снабженной торцевыми основаниями помольной чаши, отличающаяся тем, что угол, образованный продольной осью (L) помольной чаши (8) с плоскостью (20) перемещения кругового вибрационного привода (10), составляет не более 60°, а длина помольной чаши (8) согласована с интенсивностью вибраций, определенной в зависимости от амплитуды колебаний привода (10) и его частоты, таким образом, что в связи с обусловленными установкой помольной чаши (8) по отношению к плоскости перемещения кругового вибрационного привода (10) траекториями перемещения мелющих тел в помольной чаше (8) торцевые основания помольной чаши также вовлечены в процесс измельчения в качестве ударной и мелющей поверхности.

2. Лабораторная вибрационная мельница по п.1, отличающаяся тем, что предусмотрен трехмерно действующий привод с дополнительной воздействующей на помольную чашу (8) перпендикулярно к плоскости (20) кругового вибрационного перемещения компонентой перемещения.

3. Лабораторная вибрационная мельница по п.1 или 2, отличающаяся тем, что длина помольной чаши (8) посредством регулировки интенсивности вибраций выбрана так, что кинетическая энергия попадающих на торцевые основания помольной чаши мелющих тел является максимальной.

4. Лабораторная вибрационная мельница по п.3, отличающаяся тем, что отношение амплитуды колебаний привода (10) к длине помольной чаши (8) составляет от 0,3 до 1,6.

5. Лабораторная вибрационная мельница по п.1 или 2, отличающаяся тем, что привод (10) имеет регулируемые частоты колебаний.

6. Лабораторная вибрационная мельница по п.1 или 2, отличающаяся тем, что привод (10) имеет регулируемые амплитуды колебаний.

7. Лабораторная вибрационная мельница по п.1 или 2, отличающаяся тем, что привод (10) выполнен в виде планетарного привода с передаточным отношением k=1:-1.

8. Лабораторная вибрационная мельница по п.1 или 2, отличающаяся тем, что привод (10) выполнен в виде возбуждаемого дисбалансом вибрационного привода.

9. Лабораторная вибрационная мельница по п.1 или 2, отличающаяся тем, что привод (10) выполнен в виде циклично работающего вибрационного привода.

10. Лабораторная вибрационная мельница по п.1 или 2, отличающаяся тем, что привод (10) выполнен в виде нециклично работающего вибрационного привода.

11. Лабораторная вибрационная мельница по п.1 или 2, отличающаяся тем, что мелющие тела выполнены в виде шаров.

12. Лабораторная вибрационная мельница по п.1 или 2, отличающаяся тем, что определяющее поперечное сечение помольной чаши (8) наибольшее расстояние между двумя противолежащими друг другу областями стенок меньше, чем определенная перпендикулярно к плоскости поперечного сечения длина помольной чаши (8).

13. Лабораторная вибрационная мельница по п.12, отличающаяся тем, что помольная чаша (8) имеет круглое поперечное сечение.

14. Лабораторная вибрационная мельница по п.12, отличающаяся тем, что помольная чаша (8) имеет эллиптическое поперечное сечение.

15. Лабораторная вибрационная мельница по п.12, отличающаяся тем, что помольная чаша (8) имеет угловатое поперечное сечение с закругленными угловыми областями.

16. Лабораторная вибрационная мельница по п.15, отличающаяся тем, что закругленные угловые области помольной чаши (8) имеют радиус в соответствии с радиусом мелющих тел.

17. Лабораторная вибрационная мельница по одному из пп.13-16, отличающаяся тем, что торцевые основания помольной чаши (8) выполнены плоскими.

18. Лабораторная вибрационная мельница по одному из пп.13-16, отличающаяся тем, что торцевые основания помольной чаши (8) выполнены в форме полусфер.