МЕЛЬНИЦА ВИБРАЦИОННАЯ Российский патент 2015 года по МПК B02C17/14 B02C17/18 

Изобретение относится к технике измельчения твердых материалов и может найти применение в строительной, химической и металлургической промышленности, а также в сельскохозяйственном производстве.

Известна вибрационная мельница, содержащая упруго установленный корпус с вибратором («Оборудование заводов лакокрасочной промышленности». Издательство «Химия». Ленинградское отделение, 1968 г., стр. 371).

Недостатком известного устройства является недостаточная интенсивность измельчения и ограниченные технологические возможности в виду недостаточной интенсивностью смешивания.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является вибрационная мельница (патент РФ №2350391, МКИ В02С 17/02, опубл. 27.03.2009, бюл. №9), содержащая упруго установленный на основании корпус с вибратором, установленный вертикально.

Недостатком известного устройства является ограниченные технологические возможности, обусловленные круговой формой траектории колебаний корпуса и недостаточной производительностью измельчения, сложностью изготовления.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, изменение формы траектории колебаний корпуса с круговой на вертикальный эллипс, что обеспечивает увеличение удельной плотности полной кинетической энергии (Е_п) в 1.3-1.5 раза путем монтажа вибратора под платформой корпуса горизонтально, установкой корпуса на платформе наклонно под углом к горизонту в сторону загрузки-выгрузки и изготовлением корпуса с образованием по его наружному и внутреннему периметру многозаходных винтовых поверхностей в виде карманов волнообразной формы, расположенных внутри корпуса, и однонаправленных многозаходных винтовых линий.

Техническое решение достигается тем, что в мельнице вибрационной, содержащей упруго установленный на основании корпус с вибратором, корпус установлен на платформе с наклоном под углом α к горизонту в сторону загрузки-выгрузки с вибратором, смонтированным под платформой горизонтально, обеспечивающим изменение формы траектории колебаний корпуса с круговой на вертикальный эллипс, и выполнен в виде тора с волнообразной многозаходной винтовой поверхностью двоякой кривизны, снабженной винтовыми канавками внутри и снаружи корпуса под углом к его оси в виде карманов волнообразной формы, с центрами кривизны, расположенными снаружи и внутри поперечного сечения корпуса, смонтирован из секций, каждая из которых выполнена в виде кругового сектора, изготовленного из полосы, свернутой в кольцо, с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя сторонами, расположенными параллельно друг другу, при этом секции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников в виде пустотелого корпуса с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом к продольной оси корпуса волнообразных винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы, которые по периметру корпуса могут быть различными не только по форме, но и по размерам, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой мельницы вибрационной.

Новизна усматривается том, что корпус установлен на платформе наклонно под углом к горизонту в сторону загрузки-выгрузки, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что корпус выполнен в виде тора с образованием по его наружному и внутреннему периметру многозаходных винтовых поверхностей в виде карманов волнообразной формы, расположенных внутри корпуса, и однонаправленных многозаходных винтовых линий, что обеспечивает не только интенсификацию взаимодействия измельчаемых материалов, но и расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что корпус выполнен в виде тора с криволинейной винтовой поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов волнообразной формы, что обеспечивает не только интенсификацию взаимодействия измельчаемых материалов, но и расширение технологических возможностей.

Новизна предложения заключается в том, что по внутренней поверхности корпуса образованы поверхности волнообразной формы, которые по периметру могут быть различными не только по форме, но и по размерам, что обеспечивает изменение направления движения измельчаемых материалов, в результате повышается производительность и расширяются технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что секции, из которых собран корпус, по периметру смонтированы из полос с размеченными на них четырехугольниками, разными по площади и размерам, поэтому интенсивность и эффективность измельчения материалов возрастает, расширяются технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что по всему периметру корпуса проходное сечение изменяется не только по форме, но и по площади, что обеспечивает попеременное сжатие и расширение измельчаемых материалов в каждом сечении корпуса, а значит повышение производительности и расширение технологических возможностей.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что четырехугольники полос, из которых смонтированы секции, разнонаклонны не только друг к другу, но и к оси симметрии корпуса, поэтому степень сжатия измельчаемых материалов возрастает, процесс их измельчения интенсифицируется.

Новизна заключается также в том, что корпус изготовлен из секций, стенки которых разнонаклонны не только друг к другу, но и к направлению вращательного движения измельчаемых материалов, движущихся под воздействием вибрации в плоскостях, перпендикулярных проходному сечению корпуса, что усложняет траектории их движения и увеличивает интенсивность измельчения материалов и расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что секции, из которых собран корпус, по периметру смонтированы из полос с размеченными на них четырехугольниками, разными по площади и размерам, поэтому интенсивность измельчения возрастает, расширяются технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что корпус изготовлен из секций, стенки которых разнонаклонны не только друг к другу, но и к направлению вращательного движения измельчаемых материалов, движущихся под воздействием вибрации в плоскостях, перпендикулярных проходному сечению корпуса, что усложняет траектории их движения, увеличивает производительность измельчения и расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что изменена форма траектории колебаний корпуса с круговой на вертикальный эллипс, что обеспечивает увеличение удельной плотности полной кинетической энергии (Е_п) в 1.3-1.5 раза и повышает производительность путем монтажа вибратора горизонтально под платформой с корпусом.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена мельница вибрационная, общий вид с наложенным разрезом корпуса по А-А на фиг. 2; на фиг. 2 - корпус, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А корпуса на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез по В-В на фиг. 2; на фиг. 6 - ¼ часть корпуса мельницы вибрационной, вид сверху; на фиг. 7 - сечение Г-Г на фиг. 6; на фиг. 8 - полоса с размеченными прямыми линиями сгиба и линиями обрезки кромок четырехугольника; на фиг. 9 - полоса после обрезки кромок четырехугольников; на фиг. 10 - полоса после обрезки кромок четырехугольников, согнутая волнообразно по прямым линиям сгиба; фиг. 11 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в кольцо в виде кругового сектора-секции.

Мельница вибрационная (фиг. 1, фиг. 2) содержит тороидальный корпус 1, установленный на платформе 2, снабженной вибратором 3, и смонтированный посредством пружин 4 на основании 5. Корпус 1 установлен на платформе 2 с наклоном под углом α к горизонту в сторону загрузочного окна квадратной формы 6 со стороной квадрата а×а и разгрузочного окна 7 в виде окружности диаметра D (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5), загрузочное и разгрузочное приспособления на чертежах не показаны. Внутри корпуса 1 между загрузочным окном 6 и разгрузочным окном 7 смонтирована перегородка 8. Вибратор 3 смонтирован под платформой 2 горизонтально и поэтому обеспечивает изменение формы траектории колебаний корпуса 1 с круговой, как в прототипе, на вертикальный эллипс.

Корпус 1 (фиг. 6, фиг. 7) выполнен в виде тора из секций 9 (фиг. 6) с волнообразной многозаходной винтовой поверхностью двоякой кривизны, снабженной винтовыми канавками внутри и снаружи корпуса 1 под углом к его оси в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны (фиг. 7), расположенными снаружи 10, 11, 12, 13, 14, 15, и карманов криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными внутри поперечного сечения тороидального корпуса 16, 17, 18, 19, 20, 21.

Секции 9 (одна из секций 9 на фиг. 6 выделена сплошными утолщенными линиями), выполнены в виде кругового сектора и соединены между собой известными методами, например сваркой клейкой и т.п., с образованием по наружному и внутреннему периметру тороидального корпуса 1 винтовых канавок внутри и снаружи корпуса 1 под углом к оси в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными снаружи и внутри поперечного сечения корпуса 1.

Карманы криволинейной формы по наружной поверхности 10, 11, 12, 13, 14, 15 (фиг. 7) и карманы криволинейной формы по внутренней поверхности 16, 17, 18, 19, 20, 21 по периметру корпуса 1 могут быть различными не только по форме, но и по размерам.

Каждая из секций 9 изготовлена из полосы 22 (фиг. 8), согнутой волнообразно по линиям сгиба 23, расположенным под одинаковыми углами φ к продольным кромкам полосы 22 и размещенным на одинаковых расстояниях L между линиями сгиба 23. Расстояние L равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей, а именно расстоянию между точками А-Б, Б-В, В-Г, Г-Д, Д-Е, Е-А.

Таким образом, каждая из секций 9 изготовлена в виде кругового сектора (фиг. 6, фиг. 7) и смонтирована из полосы 22 (фиг. 8, фиг. 9), на которой размечены прямоугольники - многоугольники 24 (один из прямоугольников показан на фиг. 8 двойной линией) и линии сгиба 23, размещенные друг от друга на одинаковых расстояниях, равных длине развертки периметра криволинейных карманов на расстояниях L и под углом φ к продольным кромкам полосы 22.

На полосе 22 размечены также линии обрезки 25 кромок полосы 22, показанные на фиг. 8 штрихпунктирной линией с двумя точками. После разметки по линии обрезки кромок 25 участки полосы 22 (на фиг. 8 эти участки полосы 22 заштрихованы) отрезаются, и полоса 22 приобретает вид, показанный на фиг. 9, у которой линии сгиба 23 полосы 22 разные по длине L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ с образованием при этом разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами - линиями сгиба 23 - параллельных друг другу. После обрезки кромок по линии обрезки 25 полосу 22 по линии сгиба 23 сгибают волнообразно по прямым линиям, размещенным под углом φ к кромкам полосы 22 с образованием волнообразных поверхностей А-Б, Б-В, В-Г, Г-Д, Д-Е, Е-А (фиг. 10) и затем сворачивается в кольцо 26 (фиг. 11) с криволинейной волнообразной поверхностью. Волнообразную полосу 22 после сворачивания в кольцо 26 соединяют известными методами, например сваркой, пайкой и т.д., по поперечным кромкам 27 и 28 (фиг. 10, фиг. 11) полосы 22 с образованием секции 9 в виде кругового сектора.

Таким образом, тороидальный корпус 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3), изготовленный в виде тора, выполнен по периметру в виде многозаходной волнообразной винтовой поверхности криволинейной формы под углом к оси корпуса 1. На фиг. 6 показано, что по наружному диаметру D тороидального корпуса 1 расстояние между винтовыми поверхностями - S₁, а по внутреннему диаметру d расстояние между винтовыми поверхностями - S₂. При этом S₁ больше S₂.

Тороидальный корпус 1 (фиг. 2, фиг. 3) в виде тора (кругового кольца) с волнообразной криволинейной винтовой поверхностью по его внутреннему и наружному периметру с образованием карманов криволинейной формы с изменяющимся по диаметру корпуса 1 шагом может быть изготовлен и иным способом.

Мельница вибрационная с тороидальным корпусом 1 работает следующим образом.

Возмущающая сила вибратора 3 через стенки корпуса 1 передается частицам измельчаемых материалов, находящимся внутри корпуса 1 и поступающим внутрь камеры 1 непрерывным потоком через загрузочное приспособление (на чертеже не показано) и квадратное загрузочное окно 6. Частицы измельчаемых материалов совершают вращательное движение по вертикальным эллиптическим траекториям, при котором и происходит процесс измельчения материалов. При этом частицы измельчаемых материалов не только интенсивно взаимодействуют друг с другом, но и под воздействием вибрации совершают вращательное движение в плоскости, перпендикулярной проходному сечению корпуса 1. Так как на пути вращательного движения частиц измельчаемого материала расположены под разными углами винтовые волнообразные поверхности, то частицы измельчаемого материала вынуждены изменять направления своего движения и совершать сложное движение, при котором они не только перемещаются от загрузки к выгрузки, но и обеспечивают интенсификацию процесса измельчения материала и расширение технологических возможностей. При этом так как по длине корпуса 1 размеры поперечного сечения, форма и расположение меняются, то усугубляется нарушаемость движения частиц измельчаемого материала, которые при этом взаимодействуют с карманами волнообразной формы внутренних стенок корпуса 1, т.е. имеет место повышение производительности измельчения и расширения технологических возможностей. Наличие винтовых поверхностей и винтовых линий по периметру корпуса 1 способствует не только усложнению траекторий движения частиц измельчаемых материалов, но и перемещению по проходному сечению корпуса 1 в сторону выгрузки-разгрузочного окна 7 круглой формы. При движении частиц измельчаемых материалов по проходному сечению корпуса 1 из-за изменения проходного сечения по форме и размерам образуются попеременно зоны сжатия и разрежения в каждом сечении корпуса 1 по всему его объему, что тоже интенсифицирует процесс измельчаемого материала и расширяет технологические возможности. Измельченный материал через разгрузочное окно 7 выводится с помощью разгрузочного приспособления (на чертежах не показано) за пределы мельницы вибрационной.

Технико-экономические преимущества возникают за счет изменения формы траектории колебаний корпуса с круговой на вертикальный эллипс, что обеспечивает увеличение удельной плотности полной кинетической энергии (Е_п) в 1.3-1.5 раза и повышает производительность путем монтажа вибратора горизонтально под платформой с корпусом, а также за счет того что корпус установлен на платформе с наклоном под углом α к горизонту в сторону загрузки-выгрузки, что повышает производительность и расширяет технологические возможности. Технико-экономические преимущества возникают также за счет выполнения корпуса в виде тора, с образованием по его наружному и внутреннему периметру многозаходных винтовых поверхностей волнообразной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий, которые обеспечивают изменение направления движения потоков измельченных материалов и расширение технологических возможностей.

Изобретение предназначено для измельчения твердых материалов в строительной, химической, металлургической промышленности и сельскохозяйственном производстве. Корпус упруго смонтирован на основании (5) мельницы. Корпус установлен с наклоном под углом к горизонту в сторону загрузочного и разгрузочного окон на платформе (2) с вибратором (3) под ней. Вибратор изменяет траекторию колебаний корпуса с круговой на вертикальный эллипс. Корпус выполнен в виде тора с волнообразной многозаходной винтовой поверхностью двоякой кривизны. Корпус смонтирован из секций. Каждая секция выполнена в виде кругового сектора из полосы. Полоса свернута в кольцо с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами. Секции соединены свободными сторонами четырехугольников в пустотелый корпус. Секции образуют снаружи и внутри волнообразные винтовые поверхности в виде карманов. Карманы направлены в одну сторону под углом к продольной оси корпуса. Карманы могут быть различны по форме и размерам по периметру корпуса. Расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров карманов внутренней и наружной поверхностей. Изменение траектории потока материала обеспечивает расширение технологических возможностей и повышение производительности. 11 ил.

Мельница вибрационная, содержащая упруго установленный на основании корпус с вибратором, отличающаяся тем, что корпус установлен на платформе с наклоном под углом α к горизонту в сторону загрузки-выгрузки с вибратором, смонтированным под платформой горизонтально, обеспечивающим изменение формы траектории колебаний корпуса с круговой на вертикальный эллипс, и выполнен в виде тора с волнообразной многозаходной винтовой поверхностью двоякой кривизны, снабженной винтовыми канавками внутри и снаружи корпуса под углом к его оси в виде карманов волнообразной формы, с центрами кривизны, расположенными снаружи и внутри поперечного сечения корпуса, смонтирован из секций, каждая из которых выполнена в виде кругового сектора, изготовленного из полосы, свернутой в кольцо, с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя сторонами, расположенными параллельно друг другу, при этом секции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников в виде пустотелого корпуса с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом к продольной оси корпуса волнообразных винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы, которые по периметру корпуса могут быть различными не только по форме, но и по размерам, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей.