Бисерная мельница Советский патент 1984 года по МПК B02C17/16 

Изобретение относится к машиностроениго для тех процессов, в которых применяется тонкое измельчение, и может применяться в химических производствах, например в лакокрасочной промышленности, пищевой и других отраслях народного хозяйства.

Известно несколько типов бисерных мельниц, создающих комбинированные тангенциально-радиальные потоки с одновременным смещением в осевом направлении и содержащих корпус и размещенный в них смесительный элемент, например вал с закрепленными на нем с помощью спиц кольцевыми дисками, или набор эксцентриковых колец (дисков), или набор больших шнековых элементов 1,

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является бисерная мельница, содержащая корпус, вал с дисками, средство для .ввода измельчаемого материала и средство для вывода готового продукта 2.

Недостатками известных конструкций бисерных мельниц являются существенная неоднородность измельчен,ного продукта по размерам частиц и, вследствие этого, недостаточно высокое качество продукта и большой удельный расход энергии, так как между цилиндрическим корпусом мельницы и дисками имеется довольно большой зазор, который служит для осевого перемещения измельчаемого вещества от входа в аппарат к выходу из него, при этом не вся масса вещества хорошо и равномерно пере, мешивается, а время пребывания ве:щества в аппарате для разных частиц сильно различается. При этом одни частицы измельчаются больше, чем это необходимо, и на это напрасно расходуется энергия, а другие частицы имеют, большие размеры, Цель изобретения - улучшение качества продукта, получение более равномерного его состава по размерам частиц, увеличение производительности и уменьшение удельного расхода электроэнергии.

Поставленная цель достигается те что в бисерной мельнице для тонко,го измельчения твердых веществ, содержащей корпус, вал с дисками, средство для ввода измельчаемого вещества и средство для вывода готового продукта, диски выполнены по периферии двояковогнутыми с утолщением по их наружному диаметру, равным 15-40% максимального расстояния между двумя соседними дисками.

На фиг. 1 изображена бисерная мельница вертикальный разрез; на фиг, 2 - элементы профиля дисков и . направленные потоки внутри бисерной мельницы.

Бисерная мельница состоит из .. цилиндрического корпуса 1 с водяной рубашкой 2, в котором размещен вал. 3 с закрепленными на нем дисками 4. Между дисками на валу насажены дис танционные втулки 5 и вместе с дисками стянуты гайкой 6. Вал 3 уплотнен в корпусе сальником 7. Вал укреплен в корпусе консольно и потому имеет укрепление на корпусе опоры 8 В нижней внутренней части корпуса над днищем закреплена сетка 9. Верхняя часть цилиндрического корпуса имеет расширенную часть, внутри которой также закреплена сетка 10„

Гладкая.цилиндрическая часть корпуса с сетками 9 и 10 вместе с крышкой образуют замкнутый объем, заполненный мелющими телами,

Мелгацие тела - бисер, представляют собой шарики, вБтолненные из металла, стекла, твердых окислов или сплавов. Размер шарика больше размера ячейки сетки.

В днище корпуса расположен штуцер 11, который вместе с насосом (н показан) служит средством для ввода суспензии грубо измельченного вещества. Грубое измельчение до размеров частид., . при которых они свободно проходят через сетку 9, явля тся подготовительной операцией перед тонким измельчением. Средством для вывода измельченного вещества является сетка 10 и штуцер 12. В водяной рубашке 2 для съема избыточного тепла имеются штуцер 13 для ввода хладагента и штуцер 14 для вы.вода хладагента.

Диски 4 на валу 3 имеют двояковогнутую форму по периферии с радиусом закругления г, причем радиус закругления выбирается таким образом, чтобы уто.лщение дисков по их наружному диаметру, т.е. величина В-5 (фиг. 2), составляла от 15 до 4 40%, преимущественно от 15 до 20%, максимального расстояния li между двумя дисками (фиг, 2) .

При уменьшении радиуса закругления профиля поперечного сечения диска уменьшается влияние корпуса мешалки на истирание вращаквдейся маесы, а при увеличении этого радиуса увеличивается ударное действие вращающейся массы о цилиндрическую стенку корпуса и соответственно уменьшается скорость циркуляции массы в осевых плоскостях, создающая основной истирающий момент на очень большой суммарной поверхности всех мелющих шариков. Торцевая поверхность дисков представляет собой вогнутую поверхность вращения. Вблизи оси дисков в них имеется несколько отверстий для прохода измельчаемой массы в объем между дисками в осевом направлении.

Бисерная мельница работает следующим образом,

Подготовленная измельчаемая масса вместе с жидким компонентом подается насосом в штуцер 21 мельницы и, проходя между мелющими телами (твердыми шариками), заполняет весь свободный объем бисерной мельницы.

При враСцении вала 3 диски 4, вследствие силы трения, увлекают во вращательное движение вокруг вала 3 всю массу, состоящую из мелющих тел и измельчаемого вещества. Однако вследствие проскальзывания дисков относительно вращающейся массы и каждых частичек относительно друг друга скорость вращения относительно вала 3 частиц будет различной, постепенно уменьшаясь от дисков к средней зоне между двумя дисками.

Вследствие вращения массы вокруг вала 3 все частички приобретают центробе ную силу, которая будет разной для. различных частиц.

Попадая на закругленные части дисков, частицы приобретают траекторию под некоторым углом к образующим цилиндрического корпуса 1. При этом тормозящее действие корпуса на дйижущутося частицу минимально,

Поскольку центробежная сила в центральной зоне между дисками значительно меньше, чем около дисков, и о-;-ногэная сила ударов частиц не гасигся о стенку корпуса, частчцы

отражаются от нее под некоторым углом, и таким образом создается интенсивное циркуляционное движение частиц в осевых плоскостях мельницы При этом огромное количество мелющих и измельчаемых тел не только описывают замкнутые кольцевые траектории, но и вращаются вокруг собственной оси. Вогнутая торцевая поверхность дисков также увлекает за собой частищл которые под действием центробежных сил перемещаются в междисковое пространство, а.оттуд им на смену поступают другие частицы. Таким образом, истирание измельчаемых частиц в каждый момент происходит на очень большой поверхности, описьшаемой всеми точками контакта.

В зависимости от размера аппарата увеличение интенсивности истирания и производительности аппарата возрастает от 5 до 154k, причем большее увеличение производительности соответствует большему размеру аппарата. На столько же уменьшается расход электроэнергии. При этом одновременно происходит и увеличение однородности по размерам частиц. Ксли напршлер, об однородности частиц судить по разности между размерсши сё1мых крупных и наиболее вероятных . частиц, то применение предлагаемого технического решения может дать увеличение однородности частиц на 10-20%.

ВИСЕРНАЯ МЕЛЬНИЦА ДЛЯ тонкого измельчения твердых йеществ, содержащая корпус, вал с дисками, : средство для ввода измельчаемого вещества и средство для вывода готового продукта, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества продукта, получения более равномерного его состава по размерам частиц, увеличения производительности и уменьшения удельного расхода электроэнергии, диски вьтолнены по периферии двояковогнутьми с утолщением по их наружно 4у диаметру, равным 15-40% максимального расстояния между двумя соседними дисками. S -J 00 О 00 tf, ф /J