Валковый измельчитель Советский патент 1987 года по МПК B02C4/02 

Изобретение относится к оборудованию для получения тонкодисперсных порошков из полимерных эластичных материалов, например резин, а именно к валковым измельчителям, и может быть использовано для вторичной переработки указанных материалов.

Цель изобретения - интенсификация процесса измельчения, расширение технологических возможностей измельчителя и улучшение качества получаемого продукта.

На фиг. 1 изображен валковый измельчитель, вид сверху; на фиг. 2 - то же, вид спереди; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - график зависимости дисперсности (среднего размера частиц) конечного продукта от фрикции.

Валковый измельчитель содержит церти- кальный цилиндрический валок 1 с образующей 2, установленный в подшипниках 3 с возможностью враш,ения вокруг вертикальной оси 4 от привода (не показан).

Горизонтальный валок 5 имеет криволинейную рабочую поверхность, образуюш,ая 6 которой эквидистантна направляющей 7 валка 1. Горизонтальный валок 5 установлен с возможностью вращения в подшипниках 8 вокруг горизонтальной оси 9 от привода (не показан).

Оси 4 и 9 вращения валков 1 и 5 взаимно перпендикулярны и расположены в различных плоскостях: вертикальная ось 4 - в плоскости ХОУ, горизонтальная ось 9 - в плоскости yOZ.

Верхняя часть 10 вертикального цилиндрического валка 1 выполнена в форме усеченного конуса, большее основание 11 которого расположено на расстоянии, не превышающем половины радиуса R среднего сечения (плоскость ХОУ) горизонтального валка 5 от горизонтальной плоскости, проходящей через горизонтальную ось 9 вращения последнего (плоскость yOZ). При максимальном угле захвата а, равном 30° (см. фиг. 3, треугольник ABC), координата входа (х) материала в область деформации равна половине радиуса R (гипотенуза треугольника ABC) среднего сечения горизонтального валка 5. Таким образом, расстояние большего основания 11 верхней конической части 10 вертикального цилиндрического валка 1 от горизонтальной плоскости yOZ не должно превышать величины (х).

Взаимное расположение горизонтального 5 и вертикального цилиндрического 1 валков характеризуются величинами зазоров: кольцеобразного 12 в горизонтальной плоскости yOZ, проходящей через ось вращения 9 горизонтального валка 5, и клинообразного 13 в вертикальной плоскости ХОУ, проходящей через ось вращения 4 вертикального валка 1.

Валковый измельчитель работает следующим образом.

Измельчаемый материал загружают в клинообразный зазор 13 между вращающимися валками 1 и 5, равномерно распределяя его по кольцеобразному зазору 12.

Горизонтальный валок 5 вращается в направлении к вертикальному валку 1, способствуя проталкиванию материала в клинообразный зазор 13 (направление вращения вокруг оси 9 указано стрелкой на фиг. 3). Направление вращения вертикального валка 1 вокруг оси 4 безразлично. На фиг. 1 стрелкой указано направление вращения против часовой стрелки.

В процессе измельчения материал между валками 1,5 перемещается и перерабатывается в двух различных направлениях: по криволинейному зазору 13, параллельно образующей 2 вертикального валка 1, в направлении оси X и в направлении вращения вертикального валка 1 в кольцеобразном зазоре 12 по траекториям, эквидистантным его направляющей 7. Величина фракции f при перемещении материала в каж дом из этих направлений стремится к бесконечности: f- , так как скорость одного из валков в каждом из указанных направлений

равна нулю (фракция f - отнощение линейной скорости вращения быстроходного валка к линейной скорости вращения тихоходного валка).

Как показывают экспериментальные данные по измельчению резин, средний размер частиц уменьщается с увеличением фрикции. Но при достижении определенного значения фрикции дисперсность практически не изменяется (фиг. 4, график зависимости дисперсности среднего размера частиц от фрикции). Таким образом, значения фрнк- ции, стремящиеся к бесконечности, обеспечивают практически постоянное значение дисперсности, что приводит к получению однородного тонкодисперспого порош- ка и к улучшению качества продукции.

фрикцияДисперсность (средний разf Iмер частиц получаемого

jпорошка) , бср , мм

20,00,49

40,00,41

60,00,28

0,22

50

0,20 150,0 0,19

П р и м е ч а )1 и е. Испытанию подвергалась крошка из резины на основе каучукоЕ СКИ-3 (50,00 вес.ч.) СКД (31,00 вес.ч ) и СКМС-30 АРКМ-15, (19,00 вес,ч.) Прочность при растяжении б р 17,0 МПа

В таблице приведены результаты испытаний по измельчению вулканизованной резиновой крошки со средним размером частиц с1нач. 1,52 мм на валковом измельчителе с диаметром цилиндрических валков da 250 мм.

Проходя через область деформации между валками, материал измельчается, и готовый тонкодисперсный порошок отбирается в нижней части валков 1 и 5.

Выполнение валков с взаимно перпендикулярными осями враш.ения, расположенными в разных плоскостях, обеспечивает перемещение (переработку) частиц материала в области деформации в двух различных направлениях: по криволинейному зазору параллельно образуюш,ей вертикального валка и в направлении враш,ения вертикального валка по траекториям, экви- дистант ым его направляющей, что приводит к более интенсивной переработке материала. При перемещении (переработке) частиц материала в первом направлении скорость вертикального валка (в этом направлении) равна нулю, при этом величина фрикции стремится к бесконечности. При перемещении (переработке) частиц материала во втором направлении скорость горизонтального валка в указанном направлении равна нулю, следовательно, величина фрикции также стремится к бесконечности. При таких значениях фрикции, как показывают опытные данные по измельчению резин, обеспечивается практически постоянное значение дисперсности конечного применения измельчителя, в том числе для переработки полимерных эластичных материалов.

Выполнение вертикального валка цилиндрическим значительно снижает трудоемкость его изготовления.

Наличие у вертикального валка конической верхней части улучшает условия загрузки исходного материала.

Выбор расстояния от горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения горизонтального валка до начала конусной части вертикального ва.тка, обусловлен максимальным углом захвата при измельчении полимерных эластичных материалов, равным 30°.

Таким образом, предложенная конструкция валкового измельчителя обеспечивает расширение его технологических возможностей, интенсификацию процесса измельчения и улучшение качества получаемого тонкодисперсного порощка за счет возможнос- ти переработки материала в двух различных направлениях с фрикцией, величина которой в каждом из указанных направлений стремится к бесконечности.

Наиболее целесообразно использование предложенного валкового измельчителя для получения тонкодисперсных, однородных по дисперсности порошков из полимерных высокоэластичных материалов.

20

Формула изобретения

1.Валковый измельчитель, содержащий пару установленных с возможностью вращения валков с криволинейным равномерным зазором между поверхностями, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса измельчения, расширения технологических возможностей измельчителя и улучшения качества получаемого продукта, оси вращения валков расположены во взаимно-перпендикулярных плоскостях, причем валок с вертикальной осью вращения выполнен цилиндрическим, а валок с горизонтальной осью вращения - с криволинейной рабочей поверхностью, образующая которой эквидистанта направляющей цилиндрического валка.

2.Измельчитель по п. 1, отличающийся тем, что верхняя часть вертикального валка выполнена в виде усеченного конуса, боль- щее основание которого расположено на не превышающем половины радиуса среднего

сечения горизонтального валка расстоянии от горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения последнего.

фиг

Изобретение относится к измельчению эластичных материалов, например резин, в частности к валковым измельчителям и может быть использовано для вторичной переработки указанных материалов. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс измельчения, расширить технологические возможности измельчителя и улучшить качество получаемого продукта. Для этого в валковом измельчителе с парой валков с криволинейной линией контакта рабочих поверхностей, смонтированных с возможностью их вращения относительно осей, оси вращения взаимно перпендикулярны и расположены в различных плоскостях. Один из валков, вертикальный, выполнен цилиндрическим, а другой, горизонтальный, - с криволинейной рабочей поверхностью, образующая которой эквидистантна направляющей первого. Кроме того, верхняя часть вертикального валка выполнена в форме усеченного конуса, большее основание которого расположено на не превышающем половины радиуса среднего сечения горизонтального валка расстоянии от горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения последнего. Перемещение частиц материала в области деформации в двух различных направлениях приводит к более интенсивной переработке материала. 4 ил. S сл со о 00 00 4

)-/

Редактор Н. Горват Заказ 1241/7

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

1 13035, Москва, , Раушская наб., д. 4,5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, у,т. Проектная, 4

Составитель В. Ревва Техред И. ВересКорректор М. Самборская

Тираж 573Подписное