Стержневая мельница Российский патент 2025 года по МПК B02C17/20 

Изобретение относится к устройствам для сухого или мокрого измельчения минерального сырья и полуфабрикатов, имеющих, преимущественно, слоистую структуру, например, графита, дисульфида молибдена, нитрида бора, с сохранением их слоистой структуры в химической и других отраслях промышленности.

Известна стержневая барабанная мельница, содержащая вращающийся барабан, частично заполненный стержнями [Андреев С.Е. и др. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. – 3-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1980, с. 254, 255]. Недостатком этой мельницы является низкая эффективность помола материалов со слоистой морфологией с целью получения частиц с тонкослойной структурой вследствие низкой интенсивности сдвиговых деформаций в измельчаемом материале.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является стержневая мельница, содержащая барабан с приводом его вращения, узлы загрузки исходного материала, выгрузки измельченного продукта и расположенный внутри барабана узел измельчения, выполненный в виде стержней, соединенных между собой по краям поперечными гибкими связями (Патент РФ № 2670495 – прототип).

Основной недостаток данной конструкции заключается в том, что измельчение слоистых структур происходит только на этапе периодического проскальзывания стержней относительно слоя материала, поднимающегося вместе с обечайкой в ограниченной области угла засыпки барабана. Это связано с тем, что в верхней части поднимающегося слоя засыпки сила нормального давления стержней на стенку барабана и, как следствие, сдвиговые напряжения в прилегающем слое материала снижаются до минимальных значений при соответствующем уменьшении объема слоя материала, находящегося в условиях интенсивной сдвиговой деформации.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение эффективности измельчения стержневой мельницы за счет увеличения интенсивности сдвиговых воздействий и объема слоя материала, находящегося в условиях интенсивной сдвиговой деформации.

Указанная техническая задача решается тем, что в стержневой мельнице, содержащей барабан с приводом его вращения, узлы загрузки исходного материала, выгрузки измельченного продукта и расположенный внутри барабана узел измельчения, выполненный в виде стержней, соединенных между собой по краям поперечными гибкими связями, торцы стержней закреплены во втулках параллельных бесконечных цепей, связанных с помощью звездочек с общими приводным и натяжным валами, цепи имеют верхние и нижние ветви, расположенные, преимущественно, горизонтально в центральной зоне барабана, под которыми параллельно ветвям закреплены неподвижно опорные плиты, и под нижней плитой установлены отклоняющие элементы, направленные в сторону узла выгрузки, а на внутренней поверхности барабана закреплены подъемные черпаки.

На Фиг. 1 показан поперечный разрез стержневой мельницы, а на Фиг. 2 – вид А на Фиг. 1 (привод барабана, узлы загрузки исходного и выгрузки готового материала, приводной и натяжной валы со звездочками условно не показаны). Мельница состоит из вращающегося барабана 1, на внутренней поверхности которого закреплены подъемные черпаки 2. В приосевой зоне барабана установлен узел измельчения материала, состоящий из стержней 3, которые связаны по краям поперечными гибкими связями 4, ограничивающими вращение стержней относительно собственной оси. Торцы стержней закреплены во втулках параллельных бесконечных цепей 5. Цепи связаны с помощью звездочек с общими для них приводным и натяжным валами и имеют верхние и нижние ветви, расположенные, преимущественно, горизонтально. Под ветвями закреплены неподвижно с возможностью вертикального перемещения опорные плиты 6 и 7, а под нижней плитой установлены отклоняющие элементы 8.

Стержневая мельница работает следующим образом. Исходный материал (например, смесь порошка кристаллического графита и моторного масла или порошки графита, дисульфида молибдена, нитрида бора) загружается во вращающийся барабан 1. Подъёмными черпаками 2 исходный материал исчерпывается из нижней зоны барабана и под действием сил тяжести и инерции выгружается на верхнюю опорную плиту 6, по которой непрерывно скользят стержни 3. Скорость перемещения стержней регулируется путем варьирования скоростью параллельных бесконечных цепей 5, во втулках которых закреплены торцы стержней. Скорость движения цепей варьируется за счет изменения скорости вращения звездочек приводного вала, соединенных между собой по торцам гибкими связями 4, причём торцы стержней закреплены во втулках и образуют замкнутый контур, связанный с приводом. При этом вращение стержней ограничивается за счет установки между ними гибких поперечных связей, например, проходящих через сквозные диаметральные отверстия по торцам стержней. Измельчаемый материал перемещается стержнями по поверхности плиты в виде тонкослойного сдвигового потока. Под действием сдвиговых напряжений материал расслаивается и измельчается. Очевидно, что в отсутствие гибких связей между стержнями можно организовать процесс измельчения при доминировании механизма раздавливания частиц вращающимися стержнями. Процесс измельчения продолжается на нижней опорной плите 7, после стекания на нее материала с верхней опорной плиты. С нижней плиты предварительно измельченный материал стекает на отклоняющие элементы 8, которыми перемещается вдоль барабана на одну ступень продольного смещения в направлении узла выгрузки материала. На очередной ступени продольного смещения в барабане материал вновь исчерпывается черпаками, и процесс измельчения повторяется, и т.д. многократно до выгрузки материала из барабана.

Таким образом, эффективность измельчения минерального сырья и полуфабрикатов, имеющих, преимущественно, слоистую структуру, в предлагаемом техническом решении по сравнению с прототипом многократно повышается за счет увеличения интенсивности упорядоченного многоступенчатого сдвигового воздействия стержней на материал и объема слоя материала, находящегося в условиях интенсивной сдвиговой деформации.

Изобретение относится к устройствам для измельчения минерального сырья и полуфабрикатов, преимущественно, имеющих слоистую структуру, таких как графит, дисульфид молибдена, нитрид бора, с сохранением их слоистой структуры в химической и других отраслях промышленности. Стержневая мельница содержит барабан с приводом его вращения, узлы загрузки исходного материала и выгрузки измельченного продукта, узел измельчения, расположенный внутри барабана и выполненный в виде стержней, соединенных между собой по краям гибкими поперечными связями. Торцы стержней закреплены во втулках параллельных бесконечных цепей, связанных с помощью звездочек с общими приводным и натяжным валами. Цепи имеют верхние и нижние ветви, расположенные, преимущественно, горизонтально в центральной зоне барабана, под которыми параллельно ветвям закреплены неподвижно опорные плиты, при этом под нижней плитой установлены отклоняющие элементы, направленные в сторону узла выгрузки. На внутренней поверхности барабана закреплены подъемные черпаки. Стержневая мельница обеспечивает повышение эффективности измельчения за счет увеличения интенсивности сдвиговых воздействий и объема слоя материала, находящегося в условиях интенсивной сдвиговой деформации. 2 ил.

Стержневая мельница, содержащая барабан с приводом его вращения, узлы загрузки исходного материала, выгрузки измельченного продукта и расположенный внутри барабана узел измельчения, выполненный в виде стержней, соединенных между собой по краям поперечными гибкими связями, отличающаяся тем, что торцы стержней закреплены во втулках параллельных бесконечных цепей, связанных с помощью звездочек с общими приводным и натяжным валами, цепи имеют верхние и нижние ветви, расположенные, преимущественно, горизонтально в центральной зоне барабана, под которыми параллельно ветвям закреплены неподвижно опорные плиты, и под нижней плитой установлены отклоняющие элементы, направленные в сторону узла выгрузки, а на внутренней поверхности барабана закреплены подъемные черпаки.