УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ И ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ С ЭЛАСТИЧНОЙ ОБЕЧАЙКОЙ Российский патент 2018 года по МПК B02C17/00 B02C4/00 

Заявляемое изобретение относится к устройствам смешивания и измельчения порошкообразных, зерновых или кусковых материалов и может быть использовано для приготовления порошков и сыпучих смесей в строительной, химической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве.

Аналогом заявляемого изобретения является устройство для непрерывного смешивания и измельчения смесей из сыпучих материалов.

Устройство содержит вращающуюся цилиндрическую рабочую емкость, установленную на подшипниках, ротор с лопатками, установленных на нем с помощью кронштейнов, выполненных в виде дисков со сквозными отверстиями. Между ободом диска и внутренней поверхностью рабочей емкости имеется зазор, величина которого меньше наименьшего размера мелющих тел, соприкасающихся с торцами диска. Наименьший размер пазов и/или отверстий в лопатках и отверстий в дисках меньше наименьшего размера мелющих тел, соприкасающихся с торцами диска. Лопатки снабжены фасонными выступами, а на дисках выполнены пазы, форма которых соответствует форме фасонных выступов. Лопатки закреплены на дисках с возможностью регулирования их положения относительно дисков. (Патент на изобретение №2576465, В22С 5/04, д.п. 10.03.2016 г., бюл. №7).

Недостатком аналога является невозможность приготовления смесей, большой износ рабочей емкости, мелющих тел и рабочего органа.

Прототипом заявляемого изобретения является барабанная мельница, содержащая, корпус, установленную на корпусе в подшипниковых узлах и соединенную с приводом вращающуюся рабочую емкость, состоящую из жесткой цилиндрической обечайки, с закрепленными на ее внутренней поверхности износостойкими пластинами, переднего и заднего торцов по крайней мере одной диафрагмы, разделяющей рабочую емкость на секции, устройство загрузки, соединенного с отверстием в переднем торце и устройство выгрузки, соединенного с отверстием в заднем торце рабочей емкости (Сиденко, П.М. Измельчение в химической промышленности / П.М. Сиденко. - Изд. 2-е, перераб. М., «Химия», 1977 - 368 с. С. 158-172).

Недостатком прототипа является относительно невысокое качество смешивания и измельчения по однородности конечного продукта, высокая длительность измельчения и наличие переизмельчения.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение производительности процесса измельчения и смешивания, сокращение длительности цикла обработки и повышение уровня дисперсности (тонины помола) измельчаемого материала и исключение переизмельчения.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для смешивания и измельчения непрерывного действия с обечайкой, содержащем, корпус, установленную на корпусе в подшипниковых узлах и соединенную с приводом вращающуюся рабочую емкость, состоящую из жесткой цилиндрической обечайки с закрепленными на ее внутренней поверхности износостойкими пластинами, переднего и заднего торцов и диафрагм со сквозными отверстиями, разделяющих рабочую емкость на секции, устройство загрузки, соединенное с отверстием в переднем торце и устройство выгрузки, соединенное с отверстием в заднем торце рабочей емкости при этом, обечайка рабочей емкости состоит из секций с ободами, последовательно соединенных между собой, а диафрагмы установлены между ободом последней секции и задним торцом и между ободами соседних секций, жестко соединены с ними и закреплены на валу, установленном в подшипниковых узлах и соединенном с приводом, при этом обечайка секций рабочей емкости выполнена эластичной и закреплена на ободах секций, а на корпусе дополнительно установлены с возможностью вращения и регулирования положения ролики так, что их внешняя поверхность соприкасается с наружной поверхностью эластичной обечайки секции, деформируя ее в направлении оси вращения рабочей емкости; сквозные отверстия диафрагмы в любом направлении по торцу диафрагмы меньше наименьшего размера мелющих тел; по крайней мере одна диафрагма выполнена из двух колец, соединенных между собой спицами; эластичная обечайка закреплена на ободе секции с помощью износостойкого кольца; эластичная обечайка секции имеет выпуклую осесимметричную форму; на корпусе дополнительно установлена по крайней мере одна пара опорных роликов, снабженных внешними буртиками, на которые опираются ободы соседних секций, соединенные между собой; внутренняя поверхность эластичной обечайки по крайней мере одной секции снабжена закрепленными на ней износостойкими пластинами; износостойкие пластины закреплены на эластичной обечайке секции рабочей емкости с нахлестом друг относительно друга и образуют покрытие по типу «рыбьей чешуи»; износостойкие пластины закреплены на эластичной обечайке путем заформовки в материал обечайки; внешняя поверхность эластичной обечайки секций рабочей емкости снабжена радиальными выступами; по крайней мере один ролик смонтирован на устройстве регулирования положения ролика установленном на корпусе; устройство регулирования положения ролика содержит по крайней мере один механизм перемещения ролика по крайней мере по одной из шести координат; по крайней мере один механизм перемещения ролика соединен с приводом; по крайней мере один ролик установлен на упругих опорах; по крайней мере один ролик, установленный на упругих опорах, снабжен виброприводом; на внешней поверхности по крайней мере одного ролика, соприкасающейся с эластичной обечайкой рабочей емкости выполнен по крайней мере один радиальный выступ; радиальные выступы по крайней мере одного ролика выполнены по поверхностям, обеспечивающим закон движения деформируемой эластичной обечайки секции рабочей емкости в направлении оси ее вращения по крайней мере с одним конечным скачком ускорения; внешняя поверхность по крайней мере одного ролика, соприкасающаяся с эластичной обечайкой секции рабочей емкости имеет форму цилиндра, тора или конуса; поверхность роликов выполнена из фрикционного материала; на валу между диафрагмами со сквозными отверстиями установлены распорные втулки.

Устройство поясняется чертежами.

Фиг. 1. Продольный разрез устройства для смешивания и измельчения непрерывного действия с эластичной обечайкой;

Фиг. 2. Схема движения обрабатываемого материала в устройстве для смешивания и измельчения непрерывного действия с эластичной обечайкой без разделительных диафрагм.

Фиг. 3. Сечение А-А на Фиг. 1;

Фиг. 4. Схема движения обрабатываемого материала и мелющих тел внутри рабочей емкости в поперечном сечении при деформации эластичной обечайки одним роликом;

Фиг. 5. Вид Б на Фиг. 1 (с расположением роликов вокруг эластичной обечайки);

Фиг. 6. Элемент В на фиг. 1 (с цилиндрическим роликом);

Фиг. 7. Элемент В на Фиг. 1 (с тороидальным роликом);

Фиг. 8. Элемент В на Фиг. 1 (с коническим роликом);

Фиг. 9. График перемещения S деформируемого элемента эластичной и/или гибкой обечайки рабочей емкости в направлении перпендикулярном оси вращения ролика в зависимости от угла ϕ поворота ролика;

Фиг. 10. График скорости V деформируемого элемента эластичной и/или гибкой обечайки рабочей емкости в направлении перпендикулярном оси вращения ролика в зависимости от угла ϕ поворота ролика;

Фиг. 11. График ускорения А деформируемой эластичной и/или гибкой обечайки рабочей емкости в направлении перпендикулярном оси ролика с тремя конечными скачками ускорения в зависимости от угла ϕ поворота ролика;

Фиг. 12. Элемент Г на Фиг. 1 (с креплением износостойких пластин в отверстиях на эластичной обечайке);

Фиг. 13. Элемент Г на Фиг. 1 (с креплением износостойких пластин заформовкой в эластичной обечайке);

Фиг. 14. Вид Ж на Фиг. 12 и Фиг. 13 (с круглыми износостойкими пластинами);

Фиг. 15. Вид Ж на Фиг. 12 и Фиг. 13 (с прямоугольными износостойкими пластинами);

Фиг. 16. Сечение Д-Д на фиг. 1 (диафрагма со спицами).

Устройство для смешивания и измельчения непрерывного действия с обечайкой (Фиг. 1) содержит рабочую емкость 1, состоящую из переднего торца 2 и заднего торца 3 между которыми установлена по крайней мере одна секция 4 с эластичной и/или гибкой обечайкой 5, выполненной из резины, эластичного или гибкого полимерного или композитного материала. Секция 4 рабочей емкости 1 содержит эластичную и/или гибкую обечайку 5, по крайней мере один обод 6 и по крайней мере одно износостойкое кольцо 7. Эластичная и/или гибкая обечайка 5 секции 4 рабочей емкости 1 имеет цилиндрическую или выпуклую осесимметричную форму и закреплена на ободах 6 при помощи износостойких колец 7. Первая и последняя, по направлению движения материала вдоль оси вращения рабочей емкости 1, секции 4 крепятся с помощью быстросъемных соединений 8 к переднему торцу 2 и/или заднему торцу 3, а промежуточные секции 4 крепятся через ободы 6 между собой. Рабочая емкость 1 установлена с помощью подшипниковых узлов 9 на корпусе 10 с возможностью вращения. По крайней мере между одной парой ободов 6 соседних секций 4, а также между ободами 6 и задним торцом 3 при помощи быстросъемных соединений 8 установлена диафрагма. В устройстве для смешивания и измельчения непрерывного действия с эластичной обечайкой могут устанавливаться одновременно или раздельно диафрагмы со сквозными отверстиями двух видов. Первый вид диафрагм - диафрагма со спицами 11 (Фиг. 1, Фиг. 11), состоящая из двух колец, соединенных между собой спицами. Второй вид диафрагм - диафрагма-диск 12 (Фиг. 1, Фиг. 3) со сквозными отверстиями 13, размеры которых в любом направлении по торцу диафрагмы меньше наименьшего размера мелющих тел 14. В случае если рабочая емкость 1 содержит более одной секции 4 с эластичной и/или гибкой обечайкой 5, ободы 6 вместе с диафрагмами со спицами 11 или диафрагмами-дисками 12 опираются по крайней мере на пару опорных роликов 15. Опорные ролики 15 установлены на корпусе 10 и снабжены внешними буртиками 16 для фиксации ободов 6 в осевом направлении. Диафрагмы-диски 12 или диафрагмы со спицами 11 снабжены центральным отверстием и закреплены на валу 17, установленном с одной стороны в подшипниковых опорах 18, с другой стороны в шнековом питателе 19 на подшипниках 20. Шнековый питатель 19 установлен на подшипниковых опорах 21 в корпусе 10. Диафрагмы со спицами 11 или диафрагмы-диски 12 фиксируются на валу 17 в осевом направлении распорными втулками 22 (Фиг. 1, Фиг. 2). Вал 17 соединен через муфту 23 с приводом 24, а шнековый питатель 19 соединен через муфту 25 с приводом 26.

Рабочая емкость 1 (Фиг. 1) на переднем торце 2 снабжена устройством загрузки 27 обрабатываемого материала 28 и мелющих тел 14, а на заднем торце 3 устройством выгрузки 29 готового продукта 30.

Снаружи по крайней мере одной секции 4 рабочей емкости 1, установлен на корпусе 10 с возможностью вращения по крайней мере один ролик 31 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 4), контактирующий своей внешней поверхностью с наружной поверхностью эластичной и/или гибкой обечайки 5 секции 4, так, что деформирует ее в направлении оси вращения рабочей емкости 1. При этом по крайней мере один ролик 31 деформирует эластичную и/или гибкую обечайку 5 секции 4 рабочей емкости 1 перпендикулярно (Фиг. 5) и/или под углом к оси вращения рабочей емкости 1 в направлении устройства выгрузки 29 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 4, Фиг. 5). Ось 32 ролика 31 установлена в подшипниковом узле 33. Подшипниковый узел 33 закреплен на корпусе 10 или на механизме 34 регулирования положения ролика 31. По крайней мере один подшипниковый узел 33 с роликом 31 может быть установлен в упругих опорах 35 и может быть снабжен виброприводом 36. Механизм 34 регулирования положения ролика 31 установлен на корпусе 10 и обеспечивает изменение положения оси вращения ролика 31 по крайней мере по одной из шести координат. Ось 32 ролика 31 может быть соединена с приводом вращения 37, который закреплен на корпусе 10 или на механизме 34 регулирования положения ролика 31.

По крайней мере одна секция 4 рабочей емкости 1 может быть снабжена несколькими роликами 31, (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3, Фиг. 5) при этом их расположение относительно друг друга и расположение ролика 31 относительно эластичной и/или гибкой обечайки 5 секции 4 могут регулироваться с помощью механизма 34 регулирования положения ролика 31. Внешняя поверхность ролика 31, соприкасающаяся с эластичной и/или гибкой обечайкой 5 выполнена из фрикционного материала в виде поверхности вращения, например, цилиндрической (Фиг. 6), тороидальной (Фиг. 7) или конической (Фиг. 8) формы. На внешней поверхности ролика 31, соприкасающейся с эластичной и/или гибкой обечайкой 5 секции 4 рабочей емкости 1, может быть выполнен по крайней мере один радиальный выступ 38 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 5). Радиальные выступы 38 ролика 31 выполнены по поверхностям, обеспечивающим закон движения деформируемого участка эластичной и/или гибкой обечайки 5 рабочей емкости 1 в направлении оси ее вращения по крайней мере с одним конечным скачком ускорения (Фиг. 9, Фиг. 10, Фиг. 11). Например, при заданном (Фиг. 9) графике перемещения S деформируемого участка эластичной и/или гибкой обечайки 5 рабочей емкости 1 контактирующего с радиальным выступом 38 ролика 31 в направлении перпендикулярном оси вращения ролика 31 в зависимости от угла поворота ϕ ролика 31, скорость V (Фиг. 10) деформируемого элемента эластичной и/или гибкой обечайки 5 рабочей емкости 1 изменяется по линейному закону. В этом случае деформируемый участок эластичной и/или гибкой обечайки 5 в процессе деформации радиальным выступом 38 ролика 31 будет испытывать три мягких удара (конечных скачка ускорения А) в точках А, В и С графика ускорений А в направлении перпендикулярном оси вращения ролика 31 в зависимости от угла ϕ поворота ролика 31 (Фиг. 11). То есть, деформируемый участок эластичной и/или гибкой обечайки 5 будет двигаться с тремя конечными скачками ускорения при взаимодействии с радиальным выступом 38 ролика 31.

Внутренняя поверхность эластичной и/или гибкой обечайки 5 секции 4 может быть снабжена износостойкими пластинами 39 (Фиг. 12 Фиг. 13, Фиг. 14, Фиг. 15), которые закреплены на ней с нахлестом друг на друга, образуя покрытие типа «рыбьей чешуи» (Фиг. 14, Фиг. 15). Износостойкие пластины 39 могут в плане иметь круглую (Фиг. 14), прямоугольную (Фиг. 15) и любую другую форму, обеспечивающую их взаимное перекрытие при установке внахлест. Износостойкие пластины 39 могут быть выполнены плоскими или изогнутыми эквидистантно внутренней поверхности эластичной и/или гибкой обечайки 5 секции 4 (Фиг. 12, Фиг. 13). Износостойкие пластины 39 крепятся на внутренней поверхности через отверстия в эластичной и/или гибкой обечайке 5 (Фиг. 12) или заформованы в эластичную и/или гибкую обечайку 5 при ее изготовлении (Фиг. 13). На внешней поверхности эластичной и/или гибкой обечайки 5 секций 4 рабочей емкости 1 могут быть выполнены радиальные выступы 40 (Фиг. 12, Фиг. 13). Радиальные выступы 40 на внешней поверхности эластичной и/или гибкой обечайки 5 могут быть сформированы при изготовлении эластичной и/или гибкой обечайки 5 или образованы крепежными элементами износостойких пластин 39.

Устройство загрузки 27 выполнено в виде конической воронки и соединено патрубком со шнеком 19 (Фиг. 1). Устройство выгрузки 29 снабжено по крайней мере одним патрубком 41. На фиг. 1 устройство выгрузки 29 снабжено двумя патрубками 41. Нижний патрубок 41 предназначен для выгрузки готового продукта 30, крупных частиц обрабатываемого материала 28 и мелющих тел 14. Верхний патрубок 41 снабжен решеткой 42 для выгрузки готового продукта 30 в виде пылевоздушной смеси с помощью вентилятора ( не показано).

Устройство для смешивания и измельчения непрерывного действия с обечайкой, изображенное на (Фиг. 1) работает следующим образом.

В зависимости от вида обрабатываемого материала и задаваемых технологических режимов обработки рабочую емкость 1 приводят во вращение приводом 24 и разгоняют до угловой скорости, обеспечивающей прижим обрабатываемого материала 28 и мелющих тел 14 к внутренней поверхности эластичной и/или гибкой обечайки 5.

Вращение на рабочую емкость 1 от привода 24 передают с помощью муфты 23, соединенной с валом 17, на который с помощью шлицевого или шпоночного соединения установлены диафрагмы-диски 12 или диафрагмы со спицами 11 жестко соединенными с ободами 6 секции 4 рабочей емкости 1. Опорные ролики 15 используются в тех случаях, когда рабочая емкость 1 состоит из нескольких секций 4 и имеет большую протяженность в осевом направлении. Тогда опорные ролики 15 обеспечивают дополнительное центрирование рабочей емкости 1 и повышают ее жесткость, исключая возникновение низкочастотных колебаний. Перед разгоном рабочей емкости 1 или в процессе ее разгона или установившегося режима работы, с помощью механизма 34 регулирования положения по крайней мере одним роликом 31 деформируют каждую эластичную и/или гибкую обечайку 5 секции 4. Величину и направление деформации эластичной и/или гибкой обечайки 5 секции 4 задают в зависимости от технических свойств обрабатываемого материала 28, угловой скорости вращения рабочей емкости 1, а также положения секций 4 относительно переднего торца 2 и заднего торца 3 рабочей емкости 1.

В зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала 28 и технологии обработки возможны два режима загрузки мелющих тел 14 в рабочую емкость 1.

При работе в первом (проходном) режиме обрабатываемый материал 28 и мелющие тела 14 одновременно загружают во вращающуюся рабочую емкость 1 через устройство загрузки 27. Обрабатываемый материал 28 и мелющие тела 14 загружают в коническую воронку с патрубком устройства загрузки 27 и с помощью шнека 19, соединенного через муфту 25 с приводом 26 подаются в первую секцию 4 рабочей емкости 1. В этом режиме работы диафрагмы-диски 12 не устанавливают (Фиг. 2), обеспечивая свободное перетекание обрабатываемого материала 28 и мелющих тел 14 между секциями 4 в направлении устройства выгрузки 29. Вращение рабочей емкости 1 в этом случае обеспечивается приводом 24 через диафрагмы со спицами 11 (Фиг. 2).

Во втором режиме обработки (камерном) (Фиг. 1) мелющие тела 14 требуемого размера и формы, предварительно перед началом работы загружаются в каждую секцию 4 отдельно, а на валу 17 устанавливаются диафрагмы-диски 12. Размеры и форма мелющих тел 14 каждой секции 4 могут различаться и зависят от крупности обрабатываемого материала 28, находящегося в секции 4 (камере). Обрабатываемый материал 28 в этом случае загружают во вращающуюся рабочую емкость 1 через устройство загрузки 27.

При обоих режимах обработки загруженный во вращающуюся рабочую емкость 1 обрабатываемый материал 28 и мелющие тела 14 под действием центробежных сил движутся по внутренней поверхности эластичной и/или гибкой обечайки 5 рабочей емкости 1 и за счет сил трения разгоняются до угловой скорости вращения рабочей емкости 1. Величина давления обрабатываемого материала 28 и мелющих тел 14 на эластичную и/или гибкую обечайку 5 зависит от радиуса рабочей емкости 1, угловой скорости вращения и толщины слоя обрабатываемого материала 28 и мелющих тел 14. В процессе совместного движения обрабатываемого материала 28 и мелющих тел 14 с эластичной и/или гибкой обечайкой 5 обрабатываемый материал 28 уплотняется и измельчается за счет сдвиговых деформаций, возникающих в потоке смеси обрабатываемого материала 28 и мелющих тел 14. Во время деформации эластичной и/или гибкой обечайки 5 по крайней мере одним роликом 31 поток смеси обрабатываемого материала 28 и/или мелющих тел 14, находящийся на деформируемом участке, отрывается от внутренней поверхности эластичной и/или гибкой обечайки 5 секции 4 и движется в направлении оси вращения рабочей емкости 1 перпендикулярно или под углом к оси вращения, по направлению к устройству выгрузки 29. Направление и скорость потока смеси обрабатываемого материала 28 и/или мелющих тел 14 при сходе с деформированного участка эластичной и/или гибкой обечайки 5 секции 4 зависят от величины, способа и формы деформации этого участка. Таким образом, после прохождения деформированного участка эластичной и/или гибкой обечайки 5 поток смеси обрабатываемого материала 28 и мелющих тел 14 отрывается от внутренней поверхности эластичной и/или гибкой обечайки 5 и падает на внутреннюю поверхность эластичной и/или гибкой обечайки 5 (Фиг. 1, Фиг. 2), покрытую износостойкими пластинами 39 (Фиг. 14, Фиг. 15). Траектория движения обрабатываемого материала 28 и мелющих тел 14 внутри рабочей емкости 1 в поперечном сечении показана на (Фиг. 4). При падении потока смеси обрабатываемого материала 28 и/или мелющих тел 14 на внутреннюю поверхность эластичной и/или гибкой обечайки 5 рабочей емкости 1 происходит дополнительное перемешивание и измельчение обрабатываемого материала 28 при соударении с износостойкими пластинами 39 (Фиг. 12, Фиг. 13), покрывающими внутреннюю поверхность эластичной и/или гибкой обечайки 5. Кроме этого во время движения по деформированному участку эластичной и/или гибкой обечайки 5 в потоке смеси обрабатываемого материала 28 и мелющих тел 14 происходят интенсивные сдвиговые деформации, обеспечивающие дополнительное перемешивание и измельчение обрабатываемого материала 28. Многократное повторение циклов движения обрабатываемого материала 28 и мелющих тел 14 в рабочей емкости 1 приводит к равномерному перемешиванию ингредиентов в случае приготовления смесей или интенсивному измельчению обрабатываемого материала 28 за счет многократных сдвиговых деформаций (истирания), происходящих в потоке смеси обрабатываемого материала 28 и мелющих тел 14, и ударных воздействий мелющих тел 14. Перемещение обрабатываемого материала 28 и мелющих тел 14 в направлении устройства выгрузки 29 происходит за счет того, что по крайней мере один ролик 31 в каждой секции 4 деформирует эластичную и/или гибкую обечайку 5 под углом к оси вращения рабочей емкости 1 в направлении заднего торца 3 и устройства выгрузки 29 (Фиг. 5). Скорость перемещения мелющих тел 14 и обрабатываемого материала 28 внутри рабочей емкости 1 в направлении устройства выгрузки 29 регулируется с помощью механизма 34 регулирования положения ролика 31 путем изменения наклона оси его вращения к оси вращения рабочей емкости 1. Аналогично процесс смешивания и измельчения повторяется в каждой секции 4 рабочей емкости 1. При установленных внутри рабочей емкости диафрагмах-дисках 12 дополнительное измельчение и перемешивание обрабатываемого материала 28 происходит за счет истирания и ударного разрушения при попадании потока смеси обрабатываемого материала 28 и мелющих тел 14 на поверхность диафрагм-дисков 12 (Фиг. 1). Диафрагмы-диски 12, установленные между секциями 4 рабочей емкости 1 препятствуют перемещению мелющих тел 14 из одной секции 4 в другую секцию. Так как размер сквозных отверстий в диафрагме-диске 12 в любом направлении меньше размеров мелющих тел 14, обрабатываемый материал 28 перемещается из одной секции 4 в другую, пересыпаясь через отверстия в диафрагме-диске 12. Измельченные до заданной тонины помола фракции обрабатываемого материала 28 могут перемещаться вдоль оси вращения рабочей емкости 1 в направление устройства выгрузки 29 в виде пылевоздушной смеси за счет разряжения, создаваемого в рабочей емкости 1 отсасывающим вентилятором (не показано). В первом (проходном) режиме пылевоздушная смесь обрабатываемого материала 28 свободно перемещается вдоль оси вращения рабочей емкости 1, а во втором (камерном) режиме обработки пылевоздушная смесь с обрабатываемым материалом 28 перемещается между секциями 4 рабочей емкости 1 через отверстия в диафрагме-диске 12. Скорость перемещения измельченного обрабатываемого материала 28 и максимальный размер отводимых измельченных частиц в этом случае определяются и регулируются производительностью отсасывающего вентилятора.

С целью повышения интенсивности сдвиговых деформаций, увеличения интенсивности ударных воздействий мелющих тел 14, а также более полного отделения обрабатываемого материала 28 от эластичной и/или гибкой обечайки 5 с целью исключения переизмельчения, деформация эластичной и/или гибкой обечайки 5 роликами 31 может осуществляться по специальным законам, обеспечивающим создание ударных (скачкообразных) ускорений в потоке смеси обрабатываемого материала 28 и мелющих тел 14 (Фиг. 11). В устройстве для непрерывного смешивания и измельчения непрерывного действия с эластичной обечайкой ударно-деформирующее воздействие на эластичную и/или гибкую обечайку 5 может быть реализовано тремя способами.

В первом случае ударно-деформирующее воздействие происходит в результате взаимодействия эластичной и/или гибкой обечайки 5 секции 4 рабочей емкости 1 с радиальными выступами 38 (Фиг. 2, Фиг. 5), выполненными на внешней контактирующей поверхности ролика 31. Радиальные выступы 38 выполнены по профилю, обеспечивающему ударное воздействие на эластичную и/или гибкую обечайку 5. Например, радиальный выступ 38 может деформировать эластичную и/или гибкую обечайку 5 по закону, обеспечивающему три конечных скачка ускорения А (Фиг. 11). Вращающийся ролик 31 радиальными выступами 38 периодически деформирует поверхность эластичной и/или гибкой обечайки 5, создавая ударную деформацию эластичной и/или гибкой обечайки 5. Энергия ударной деформации эластичной и/или гибкой обечайки 5 через износостойкие пластины 39 передается обрабатываемому материалу 28 и мелющим телам 14, находящимся в зоне ударной деформации. За счет ударного воздействия внутренней поверхности эластичной и/или гибкой обечайки 5 обрабатываемый материал 28 и мелющие тела 14 отрываются от нее, движутся внутрь рабочей емкости 1 и падают на внутреннюю поверхность эластичной и/или гибкой обечайки 5, где за счет сил трения и действия центробежных сил продолжают совместное движение с внутренней поверхностью эластичной и/или гибкой обечайки 5. После чего процесс повторяется.

Во втором случае ударно-деформирующее воздействие на эластичную и/или гибкую обечайку 5 рабочей емкости 1 может быть реализовано за счет вибрационного воздействия ролика 31 на эластичную и/или гибкую обечайку 5. Виброперемещение гладкого или снабженного радиальными выступами 38 ролика 31, закрепленного в упругих опорах 35 осуществляется виброприводом 36 (Фиг. 1). Виброприводом 36 могут быть снабжены все ролики 31, установленные на упругих опорах 35. Кроме этого, конструктивно вибропривод 36 может быть соединен с механизмом 34 регулирования положения ролика 31. Форма задаваемых виброприводом 36 виброперемещений также должны обеспечивать возникновение ударных воздействий на наружную поверхность эластичной и/или гибкой обечайки 5, контактирующую с наружной поверхностью ролика 31.

В третьем случае ударно-деформирующее воздействие на эластичную и/или гибкую обечайку 5 рабочей емкости 1 может быть реализовано путем формирования на наружной поверхности эластичной и/или гибкой обечайки 5 специальных выступов 40 (Фиг. 12, Фиг. 13). Выступы 40, взаимодействуя с гладкой или снабженной радиальными выступами 38 контактирующей поверхности ролика 31, также обеспечивают ударное воздействие на обрабатываемый материал 28 и мелющие тела 14, находящиеся в зоне деформации эластичной и/или гибкой обечайки 5.

Все три способа ударно-деформирующего воздействия конструктивно могут быть реализованы как на одной секции 4 рабочей емкости 1, так и распределены по разным секциям 4 вдоль оси вращения рабочей емкости 1.

При ударно-деформирующем воздействии на эластичную и/или гибкую обечайку 5 обрабатываемый материал 28 подвергается дополнительному ударно-истирающему воздействию. При этом более интенсивно происходит перемешивание ингредиентов обрабатываемого материала 28 за счет разности восприятий ударного воздействия частицами различной крупности и массы и более интенсивное измельчение за счет ударного воздействия на обрабатываемый материал 28, мелющих тел 14 и крупных частиц обрабатываемого материла 28. При отсутствии ударно-деформирующего воздействия измельчение обрабатываемого материала 28 происходит в основном за счет раздавливающего и истирающего воздействия мелющих тел 14 на обрабатываемый материал 28 при его движении по вогнутой поверхности эластичной и/или гибкой обечайки 5, а также при движении по деформированному участку поверхности эластичной и/или гибкой обечайки 5. А в случае ударно-деформирующего воздействия на эластичную и/или гибкую обечайку 5 происходит дополнительное измельчение обрабатываемого материала 28 в зоне действия удара, а также в зоне соударения обрабатываемого материала 28 и мелющих тел 14 с внутренней поверхностью эластичной и/или гибкой обечайки 5, покрытой износостойкими пластинами 39 и с диафрагмой-диском 12 за счет увеличения скорости соударения. Износостойкие пластины 39 кроме повышения уровня интенсивности ударного воздействия на обрабатываемый материал 28 не позволяют формироваться на внутренней поверхности эластичной и/или гибкой обечайке 5 секции 4 слоя переизмельченного обрабатываемого материала 28. Износостойкие пластины 39 (Фиг. 12, Фиг. 13), смонтированы на внутренней поверхности эластичной и/или гибкой обечайки 5 секции 4 с обеспечением их взаимного перекрытия по типу «рыбьей чешуи» (Фиг. 14, Фиг. 15). Относительное перемещение в зоне деформации установленных внахлест друг относительно друга износостойких пластин 39 исключает переизмельчение, так как находящийся на них обрабатываемый материал 28 счищается и удаляется кромками соседних износостойких пластин 39, а также потоком смеси обрабатываемого материала 28 и мелющих тел 14.

Измельченный обрабатываемый материал 28, а в случае первого (проходного) режима работы и мелющие тела 14, постепенно перемещаются вдоль оси вращения рабочей емкости 1 по направлению к устройству выгрузки 29, где готовый продукт 30 выгружается через патрубки 41.

Крупность отводимых частиц обрабатываемого материала 28 может регулироваться производительностью отсасывающего вентилятора и уровнем, создаваемого разряжения в рабочей емкости 1. При необходимости готовый продукт 30 классифицируют по фракциям, а недоизмельченный обрабатываемый материал 28 поступает вновь в устройство для смешивания и измельчения непрерывного действия с эластичной обечайкой.

Если в рабочей емкости 1 установлены диафрагмы-диски 12, то в устройство выгрузки 29 поступает готовый продукт 30 без мелющих тел 14. При этом через верхний патрубок 41 (Фиг. 1) готовый продукт 30 удаляется в виде пылевоздушной смеси с помощью отсасывающего вентилятора, а более крупные частицы готового продукта 30 или готовая смесь удаляется через нижний патрубок 41. Решетка 42 в патрубке 41 отделяет из потока пылевоздушной смеси более крупные частицы готового продукта 30, которые затем выгружаются через нижний патрубок 41.

Таким образом, предлагаемое устройство для смешивания и измельчения непрерывного действия с обечайкой способно повысить производительность процесса измельчения и смешивания, сократить длительности цикла обработки и повышение уровня дисперсности (тонины помола) измельчаемого материала и исключить его переизмельчение.

Изобретение относится к устройствам для смешивания и измельчения порошкообразных, зерновых или кусковых материалов и может быть использовано для приготовления порошков и сыпучих смесей в строительной, химической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве. Устройство для смешивания и измельчения содержит корпус, рабочую емкость, установленную на корпусе с возможностью вращения посредством привода. Емкость состоит из жесткой цилиндрической обечайки, переднего и заднего торцов с отверстиями для соединения с устройствами загрузки и выгрузки соответственно и диафрагм со сквозными отверстиями. Диафрагмы разделяют рабочую емкость на секции. Обечайка рабочей емкости выполнена эластичной и состоит из секций с ободами. Секции последовательно соединены между собой, а диафрагмы установлены между ободом последней секции и задним торцом и между ободами соседних секций. Внешняя поверхность эластичной обечайки секций снабжена радиальными выступами. На валу между диафрагмами со сквозными отверстиями установлены распорные втулки. Устройство для смешивания и измельчения обеспечивает повышение уровня дисперсности (тонины помола) измельчаемого материала и исключает переизмельчение. 19 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Устройство для смешивания и измельчения непрерывного действия с обечайкой, содержащее корпус, установленную на корпусе в подшипниковых узлах и соединенную с приводом вращающуюся рабочую емкость, состоящую из жесткой цилиндрической обечайки с закрепленными на ее внутренней поверхности износостойкими пластинами, переднего и заднего торцов и диафрагм со сквозными отверстиями, разделяющих рабочую емкость на секции, устройство загрузки, соединенное с отверстием в переднем торце, и устройство выгрузки, соединенное с отверстием в заднем торце рабочей емкости, отличающееся тем, что обечайка рабочей емкости состоит из секций с ободами, последовательно соединенных между собой, а диафрагмы установлены между ободом последней секции и задним торцом и между ободами соседних секций, жестко соединены с ними и закреплены на валу, установленном в подшипниковых узлах и соединенном с приводом, при этом обечайка секций рабочей емкости выполнена эластичной и закреплена на ободах секций, а на корпусе дополнительно установлены с возможностью вращения и регулирования положения ролики так, что их внешняя поверхность соприкасается с наружной поверхностью эластичной обечайки секции, деформируя ее в направлении оси вращения рабочей емкости.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сквозные отверстия диафрагмы в любом направлении по торцу диафрагмы меньше наименьшего размера мелющих тел.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что по крайней мере одна диафрагма выполнена из двух колец, соединенных между собой спицами.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что эластичная обечайка закреплена на ободе секции с помощью износостойкого кольца.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что эластичная обечайка секции имеет выпуклую осесимметричную форму.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на корпусе дополнительно установлена по крайней мере одна пара опорных роликов, снабженных внешними буртиками, на которые опираются ободы соседних секций, соединенные между собой.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутренняя поверхность эластичной обечайки по крайней мере одной секции снабжена закрепленными на ней износостойкими пластинами.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что износостойкие пластины закреплены на эластичной обечайке секции рабочей емкости с нахлестом относительно друг друга и образуют покрытие по типу «рыбьей чешуи».

9. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что износостойкие пластины закреплены на эластичной обечайке путем заформовки в материал обечайки.

10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внешняя поверхность эластичной обечайки секций рабочей емкости снабжена радиальными выступами.

11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что по крайней мере один ролик смонтирован на устройстве регулирования положения ролика, установленном на корпусе.

12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что устройство регулирования положения ролика содержит по крайней мере один механизм перемещения ролика по крайней мере по одной из шести координат.

13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что по крайней мере один механизм перемещения ролика соединен с приводом.

14. Устройство по п. 1 или 11, отличающееся тем, что, по крайней мере, один ролик установлен на упругих опорах.

15. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что по крайней мере один ролик, установленный на упругих опорах, снабжен виброприводом.

16. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на внешней поверхности по крайней мере одного ролика, соприкасающейся с эластичной обечайкой рабочей емкости, выполнен по крайней мере один радиальный выступ.

17. Устройство по п. 16, отличающееся тем, что радиальные выступы по крайней мере одного ролика выполнены по поверхностям, обеспечивающим закон движения деформируемой эластичной обечайки секции рабочей емкости в направлении оси ее вращения по крайней мере с одним конечным скачком ускорения.

18. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внешняя поверхность по крайней мере одного ролика, соприкасающаяся с эластичной обечайкой секции рабочей емкости, имеет форму цилиндра, тора или конуса.

19. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что поверхность роликов выполнена из фрикционного материала.

20. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на валу между диафрагмами со сквозными отверстиями установлены распорные втулки.