Бисерная мельница Советский патент 1985 года по МПК B02C17/16 

Изобретение относится к оборудованию для измельчения и диспергирования твердых частиц в жидкой среде и может применяться в химических производствах, например в лакокрасочной промышленности, пищевой и других отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения - повышение надежности работы мельницы и эффективности измельчения.

На фиг. 1 схематично изображена бисерная мельница, продольный разрез; на фиг. 2 - диск мешалки, поперечный разрез; на фиг. 3 - то же, вид сверху.

«Бисерная мельница состоит из цилиндрического корпуса 1 с водяной рубашкой 2, в котором размешен вал 3 с закрепленными на нем дисками 4. Мелюшие тела - бисер 5 - находятся в объеме аппарата и в спиральных канавках дисков. Между дисками на валу насажены дистанционные втулки 6 и вместе с дисками стянуты гайкой 7. Вал 3 уплотнен в корпусе сальником 8. Вал укреплен в корпусе консольно и потому имеет на корпусе специальные опоры 9.

В нижней внутренней части корпуса над днищем закреплена сетка 10. Верхняя часть цилиндрического корпуса имеет расширенную часть, внутри которой также закреплена сетка 11.

Гладкая цилиндрическая часть корпуса с сетками 10 и 11 вместе с крышкой образует замкнутый объем, заполненный мелющими телами.

Мелющие тела - бисер - представляют собой шарики, выполненные из стекла, металла, твердых окислов или сплавов.

Размер щарика больше размера ячейки сеток 10 и 11.

В днище корпуса расположен штуцер 12, который вместе с насосом (не показан) служит средством для ввода суспензии грубоизмельченного вещества. Грубое измельчение частиц до размеров, при которых они свободно проходят через сетку 10, является подготовительной операцией перед тонким измельчением. Средством для вывода измельченного вещества является сетка 11 и штуцер 13. В водяной рубашке 2 для съема избыточного тепла имеются штуцера 14 для ввода и 15 для вывода хладагента.

Бисерная мельница работает следующим образом.

Подготовленная измельченная масса вместе с жидким компонентом подается насосом в штуцер 12 мельницы и, проходя между мелющими телами (твердыми щариками), заполняет весь свободный объем бисерной мельницы. При вращении 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 одна относительно другой скорость вращения частиц относительно вала 3 различна: постепенно уменьшается от дисков к средней зоне между двумя дисками.

Вследствие вращения массы вокруг вала 3 все частички приобретают центробежную силу, которая равна для различных частиц. Поскольку центробежная сила в

0 центральной зоне между дисками значительно меньше, чем около дисков, создается интенсивное циркуляционное движение частиц в радиальных и осевых плоскостях мельницы. При этом .основное количество мелющих и измельчаемых тел не только описывает замкнутые кольцевые траектории, но и вращаются вокруг собственной оси. Одновременно происходит западание мелющих тел в спиральные канавки и дальнейщее качение их по этим канавкам как за счет центробежной силы, так и за счет трения о прилегающие слои вращающейся массы. На краю дисков происходит выход мелющих тел из канавок, а им на смену у вала ротора поступают новые мелющие тела.

5 При качении шарообразных мелющих тел по спиральным канавкам износ канавок в дисках незначителен, так как. коэффициент трения качения во много раз меньше коэффициента трения скольжения. Износ самих мелющих тел в спиральных канавках пре0пятствует их слипанию и переходу, вследствие этого, на трение скольжения, что также существенно снижает износ дисков.

Предлагаемое изобретение позволяет увеличить надежность работы бисерной мельницы путем значительного снижения износа дисков ротора и более чем двукратного увеличения сроков их службы при этом увеличивается более чем в 1,5 раза рабочая поверхность дисков и повыщается эффективность процесса измельчения.

0

Применение дисков со спиральными канавками опробовано в 12-литровой бисерной мельнице с семью дисками диаметром 176 мм и толщиной 10 мм. Глубина спиральных канавок на дисках 1 мм. Двухходовые

5 спиральные канавки выполнены на обеих сторонах дисков. Число витков спиралей на каждой стороне 16. В качестве мелющих тел применялись стеклянные шарики диаметром 2 мм. При этом срок службы дисков увеличивается с 1,5 (для дисков без канавок)

0 до 4 мес (для дисков со спиральными канааками).

Повышающееся качество измельчения может быть оценено на примере обработки суспензии двуокиси титана РО-2 (65% двуокиси титана, 35%, 25/о-ного раствора алкидной смолы в уайт-спирите). Измеренное по прибору-гриндометру («Клин) значение наиболее крупных частиц составляет

для мельницы с обычными дисками 25 мкм, для предлагаемых дисков 20 мкм. Измеренное значение наиболее вероятных частиц, определенных методом центробежной седиментации на приборе СВ-3, составляет для обычных дисков 12 мкм и для дисков с двухходовыми спиральными канавками 10 мкм.

Таким образом, применение предлагаемого изобретения дает снижение размера наиболее крупных частиц на 20%, а наиболее вероятных частиц на 17%. Одновременно за

счет более длительного и равномерного износа дисков, а также за счет улучшения качества измельчения производительность мельницы при обработке суспензии двуокиси титана РО-2 увеличивается на 12%.

Существенно удлиняется время межремонтной эксплуатации и сокращается почти в 2,7 раза время простоя агрегатов за счет сокращения остановов бисерных мельниц на замену вала с дисками. Экономический эффект в эмалевых цехах заводов составит не менее 110 тыс. рубуг.

БИСЕРНАЯ МЕЛЬНИЦА для тонкого измельчения суспензий твердых веществ, содержащая корпус с многоярусной дисковой мешалкой, щаровыми мелющими телами и средствами для загрузки измельчаемых материалов и выгрузки готового продукта, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы и эффективности измельчения, поверхность дисков мешалки выполнена по крайней мере с одной канавкой, направленной по спирали, при этом расстояние между центрами смежных канавок равно 1,4-1,5 среднего диаметра мелющего тела, а ширина и глубина канавки равны соответственно диаметру и половине диаметра мелющего тела. S О5 СП 4 Oi