Устройство для тонкого измельчения материалов Советский патент 1988 года по МПК B02C2/10 B02C15/16 B02C17/18 

5

А 10 Ч Б

25 i/// /.L гАуууУУ

8 ,2В 29 30

А 10:Я31В305

ы

Изобретение относится к технике тонкого измельчения, преимущественно лабораторных проб, в частности минеральных,с

Цель изобретения - повышение эффективности растирающего воздействия на материал.

На фиг.1 изображено устройство для тонкого измельчения, вид сбоку с ю частичным продольным разрезом по оси; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на -фиг.; на фиг. 4 - устройство, повернутое вверх, вид сбоку; на фиг.5 - устройство для тон-15 кого измельчения, вид сбоку в двух рабочих положениях; на фиг.6 - то же, вид сбоку с частичным продольным разрезом по оси; на фиг.7 - узел I на

фиг.6, повернутый на 180 .

В устройстве для тонкого измельчения материалов на раме в виде подставки 1 в форме стола установлен с возможность поворота вокруг оси 2 25 несзпций корпус 3, который с одной стороны оси 2 несет узел 4 для тонкого измельчения материала, а с другой I стороны оси 2 - электрический двига- Iтель 5. Несущий корпус 3 с узлом 4 0 I для тонкого измельчения и электро- I двигателем 5 может с помощью рукоят- ;ки 6 наклоняться вокруг оси 2 (фиг.4), I а именно угол наклона или поворота

I Составляет 90 , причем бесступенчато

;могут.устанавливаться все промежуток ные положения. Для точного определения угла наклона служит шкала 7 с накатным роликом 8, который действует на соответствующее зажимное уст- ройство (не показано), которое фиксирует несущий корпус 3 в желаемом по- ложении.

Узел 4 для тонкого-измельчения состоит из цилиндрической оболочки 9 из стальной отливки или отливки из легкого металла, которая снаружи :снабжена многочисленными продольными ребрами 10 охлаждения. Торцовые, стороны о болочки 9 закрыты торцовыми стенками 11 и 12, которые имеют различные конструкции и обеспечивают соответственно загрузку и вывод материала. Внутри оболочки 9 установлена неподвижно относительно нее цилиндрическая рубашка 13, которая выполнена например, из стали или керамики. Внутренняя поверхность рубашки 13 является абсолютно цилиндрической и глад

с

5

0

5 0

35

д

.г 50

55

кой, предпочтительно отшлифованной или полированной с высоким качеством.

Оболочка 9 размещена на опорных стойках 14, которые в основном образованы винтовыьи пружинами 15 сжатия, благодаря чему оболочка 9 является подвижной в определенных пределах а также имеет тенденцию к осуществлению усилия по направлению вверх.

Внутри оболочки 9 с цилиндрической рубашкой 3 на аксиально проходящем валу 16 установлен цилиндрокони- ческий валок 17, наружный диаметр цилиндрической части которого настолько меньше внутреннего диаметра цилиндрической рубашки 13, чтЬ между ними образуется цилиндрическая кольцевая щель толщиной примерно 0,2-0,4 мм. Боковая поверхность цилиндрической части валка 17 также высококачественно выравнена или отполирована и является абсолютно цилиндрической, за исключением двух лысок 18. Лыски 18 - расположены смежно и шзимыкшот друг к другу в форме крыши, причем возникает узкая площадка кромки 19, которая проход 1т в продолжение наружной поверхности цилиндрической части валка. Благодаря лыскам 18 внутри устройства возникают два смежных продольных пространства 20, поперечное сечение которых в основном имеет форму кругового сегмента. Валок 17 изготовлен, в частности, из стали и по возможности имеет одинаковую твердость с цилиндрической рубашкой 13. Твердость обоих органов измельчения 13 и 17 должна быть больше, чем твердость измельчаемого материала.

С правой стороны валок 17 имеет конусную часть 21 в качестве органа предварительного измельчения. Боковая поверхность конусной части 21 валка бесступенчато переходит в цилиндрическую поверхность валка 17, но имеет продольные треугольные углубления (пазы) 22, поперечное сечение которых уменьшается от меньшего основания конусной части 21 валка 17 к большему ее основанию. В зоне расположения конусной части 21 валка 17 внутренняя поверхность цилиндрической рубашки 13 может быть оснащена соответственно параллельными пазами 23.

Цилиндроконический валок 17 установлен с валом 16 в роликовых подшип- .никах 24 с легким ходом, а вал 16 через муфту 25 имеет жесткое приводное соединение с валом электродвигателя 5. Таким образом электродвигатель сообщает вращающемуся -валку 7 частоту вращения, например, в 3000 об/мин. Охлаждающий вентилятор 26 (не обозначен) , также расположенный на несущем корпусе 3, может приводиться во вращение тем же валом 16 от двигателя 5. Охлаждающий вентилятор создает поток воздуха над оболочкой 9 и его охлаждающими ребрами 10.

Для загрузки и выпуска измельчаемого материала соответствующим образом сконструированы торцовые стенки 11 и 12, а именно, расположенная на загрузочной стороне торцовая стенка II оснащена воронкой 27, которая выходит в верхнюю половину рубашки 13 на участке расположения меньшего основания К01гусной части 21 валка 17, Концевой замок 12 на стороне выпуска оболочки 9 имеет внутри скос 28, входящий в нижнее отверстие 29, через которое измельченный материал покдца- ет узел тонкого 11змельчения. Во вре- кя работы возникает постоянный поток материала от воронки 27 к отв ерстию 29, т.е. осуществляется непрерывный процесс измельчения, пока в воронку 27 поступает новый материал.

Во время работы первичный продукт попадает от устья воронки 27 сначала на ко1гусную часть 21, где происходит предварительное измельчение. Полученная при этом величина частиц долж-на соответствовать кольцевой щели между рубашкой 13 и цилиндрической части валка 17. В этой кольцевой щели затем при дальнейшем проходе в направлении торцовой стенки 2 происходит прогрессирующее измельчение, причем сам измельчаемый материал - хотя не исключительно - действует в качестве измельчающего инструмента. Образованные лыскаьет 18 продольные пространства 20 служат, в основном, для транспортировки измельчаемого материала в радиальном направлении и для предотвращения закупорки вследствие комкования. При этом продольные кромки этих пространств 20, в определенной степени действуя как инструмент, принимают участие в измельчении.

Перемещение измельчаемого материала в осевом направлении устройства происходит лишь в незначительном объеме под воздействием постоянно добав0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ляемого первоначального продукта через воронку 27, напротив, это перемещение преимущественно вызывается наклоном, который придается оболочке 9 путем поворота вокруг оси 2. Чем круче положение наклона устройства для измельчения, тем быстрее проходит материал различные зоны измельчения, так что продолжительность пребывания материала между органами измельчения является непосредственно функцией угла наклона. Тем самым, степень измельчения, как правило также зависит от установленного наклона, причем, разумеется, также и твердость материала играет роль. Следующее положение вытекает из содержания влаги в первичном продукте: чем более сырой первичный материал загружается, тем, как правило, тоньще измельченным является выход. Как раз при сыром материале скоблящее действие продольных кромок 19 является значительным, т.е. эти кромки действуют как скребки.

При измельчении существенную роль играет положение оболочки 9 на винтовых пружинах 15 сжатия, так как таким образом рубашка 13 приж шается вверх и нижней половиной своей внутренней поверхности по направлению к нижней половине внешней поверхности валка 17. Так как оболочка 9 при работе совершает колебательные движения, то между органами измельчения возникают явления перемещения, которые воздействуют ускорякще на измельчение. С целью удержания вибраций оболочки 9 -в определенных пределах, прежде всего при не исключающихся резонансных колебаниях, предусмотрены удерживающие 30, которые охватывают оболочку 9 с незначительным зазором.

Когда соответствующая программа измельчения закончена и необходимо перейти к новой программе с другим первоначальным материалом и другими условиями измельчения, то машина должна быть очищена. Так как выход измельченного материала используется для лабораторных целей, то очень важно, чтобы в соответствующем фактическом измельчаемом материале не содержалось никаких остатков предыдущих проб, то есть очистка машины должна быть произведена очень тщательнр. Чтобы на это не уходило много време ИИ, важно иметь возможность легкого осуществления очистки. В устройстве это обеспечивается тем, что в узел приводного вала 16, 24 25 включено соединительное звено 31, которое в основном состоит из сидящей на валу

16соединительной муфты, которая может быть, преодолевая нажатие пружины, так далеко сдвинута назад на ва- лу 16, что она освобождает присоеди- няемьй конец вала 32. В таком случае возможно охватить оболочку 9, приподнять и вынуть ее наклон-но вверх из подшипника 24, находящегося со сторо- ны загрузки. Торцовые стенки -11 и 12 традиционным образом закрепленные на трубчатых концах оболочки 9, могут быть легко сняты, благодаря чему больше ничто не мешает выниманию вал- ка 17. Тем самым можно легко и полностью очистить органы 13, 17, 21 измельчения . Последуняцая сборка машины производится соответствующим образом просто и быстро. Не представляет осо- бых трудностей размонтирование валка

17также и во время процесса измельчения, если, например, из-за постороннего тела возникнет помеха. Все

эти обстоятельства не могут исклга- чать возможности использования предлагаемого устройства для измельчения при соответствующем выборе параметров также и в рамках работающего производственного предприятия.

Предлагаемое устройство (фиг.5 и 6), содержит раму в виде установленной на опорной плите (не показана) колонны 33, которая имеет шарнир или поворотный подшипник 34. Послед1тай имеет шкалу 35 и накатный ролик 36, действующий на соответствующее зажимное устройство (не изображено), которое фиксирует узел для тонкого измельчения в желаемом положении, на- пример, в наклонном положении, обозначенном штрихпунктирной,линией на фиг.5.

Цилиндроконический валок 37 присоединен к приводному валу 38 только на одном конце, так что он вдается в цилиндрическую рубашку 39 без промежуточных опор. Цилиндрическая рубашка 39 также удерживается свободно- несущей, и тот же самый принцип ком- поновки ос тцествлен также и на противоположной стороне вала 38, где в соответственно свободнонесущей компоновке находится электродвигатель 40

с валом 4 ротора. При этом вал ротора установлен на опоры традиционным образом своими обеими концами в статоре двигателя (не изображено). Таким образом получается тройная компоновка деталей, а именно, в центре вал 38, а соосно по обе стороны от него Цилиндроконический валок 37 с рубашкой 39 и электродвигатель 40, Ось качаний для наклона органов 39,

37измельчения при этом выполнении находится в центральной зоне, а именно, под валом 38 в поворотном подшипнике 34. Благодаря этому достигается также большее удобство в обршцении с устройством.

Выступающая снизу колонна 33 выполнена над поворотным подшипником 34 пустотелой в форме коробки и служит в качестве опоры для вала 38 и тем самым та1сже для установленных свободнонесущими с- обеих сторон деталей, а именно, органов 39, 27 измельчения и электродвигателя 40 с валом

41ротора. Для этой цели в стенках верхней части колонны 33 в соответст- отверстиях закреплены фланцы

42и 43, в которых находятся шарикоподшипники или роликоподшипники 44 и

45,между которыми проходит вал 38. Этот вал 38 выполнен пустотелым в форме открытой с двух сторон гильзы с различными внутренними диаметрами. Внутренняя часть вала 38 со стороны двигателя служит для базирования с геометрическим замыканием вала ротора 41 электродвигателя 40, в то время как на другой стороне вал 38 предусмотрен для базирования конца оси

46,монолитного с телом валка 38. Тагшм образом вал 38 образует муфтовое соединение между двигателем 40

и валком 37.

На своей внешней окружности вал

38несет крыльчатку 47 осевого вентилятора, который вращается вместе с валом 45. Благодаря этому снизу через верхнюю часть колонны 33 засасывается поток охлаждающего воздуха и посл е поворота под прямым углом и фокусирования посредством соплообраз- ного направляющего щитка 48 направляется поверх органов 39 и 27 измельчения. Впускные отверстия для потока охлаждающего воздуха не показаны, .выпускные отверстия 49 для использова1{- ной охлаждающей среды показаны на фиг.6.

В то время как на фланце 43 за - колонной 33 привернут электродвигатель 40, выполненньш для этой цели как фланцевый двигатель, к другому фланцу 42 снаружи лрисоединяется несущий цилиндрический корпус 50, в котором помещены органы 39, 37 измельчения с загрузочной воронкой 51 и выводной трубкой 52. К выводной трубке 52 присоединена бутылка 53 в качестве приемной емкости для измельченного материала. Цилиндрическая оболочка 54 узла 36 для тонкого измельчения эластично опирается внутри несущего корпуса 50 через пружинящие опорные стойки 55, так что рубашка 39, окружающая валок 37, может сдвигаться по отношению к телу валка 37 если это станет необходимо, налример вследствие скопления материала или постороннего тела. Крепление несущего корпуса 50 на колонне 33 происходит с помощью трех зажимных винтов 56, которые для снятия несущего кор- пуса 50 могут быть, как обычно, от- пущех-П) и соответственно откинуты наружу. При присоединении несущего корпуса 50 к колонне 33 открытый край его надвигается поверх соответствен- но ступенчатого внешнего буртика 57 фланца 42, причем кольцеобразная крока рубашки 39 прикладывается к эластичной прокладке 58, и в заключение прочно затягиваются зажимные винты 56. Благодаря такой конструкции рубашку 39 можно очень легко снять с тела валка 37, например, с целью очистки или замены на другую рубашку 39, которая более пригодна для следующего процесса измельчения.

Валок 37 также и в этом примере осуществления изобретения имеет конусную часть 59, являющуюся органом предварительного измельчения. Боковая поверхность конусной части 59 бесступенчато переходит в цилиндрическую поверхность валка 37. Но здесь к конусной части 59 присоединен конец оси 46, которым валок 37 закреплен на валу 38 с возможностью легкой замены. Для предохранения этого закрепления служит винт без головки 60.

При работе процессы протекают так как это уже описано в соответствии с фиг.1-4. На колебательные движения рубашки с оболочкой по отношению к валку можно воздействовать регулиро

0

5

0 5 0

5

0

5

0

5

вочным винтом 61, которьй действует на внеишюю опорную стойку 53.

Формула изобретения

1.Устройство для тонкого измельчения материалов, преимущественно лабораторных проб, содержащее несущий корпус и установленную на нем цилинд- рическу1о оболочку, в которой соосно

с захватывающим материал зазором расположен установленный на приводном валу цилиндроконический валок с углублениями на поверхности, из которых расположенные на конической части валка выполнены в виде продольных пазов, причем цилиндрическая оболочка выполнена с расположенным у торца конической части валка загрузочным отверстием и расположенным у торца цилиндрической части валка разгрузочным отверстием, отличающее- с я тем, что, с целью повьппения эффективности растирающего воздействия на материал, цилиндрическая оболочка установлена на несущем корпусе с помощью стоек и взаимодействующих с ни- t-u-i нахшмных винтовых пружин, регулируемых посредством винта,, а углубле- 1-шя на цилиндрической части валка вы- цолнены в виде двух расположенных под углом одна к другой продольных лысок, между которыми расположена кромка, являющаяся частью цилиндрической поверхности валка.

2.Устройство по п.1, отличающееся тем, что цилиндрическая оболочка выполнена с торцовыми стенками, через которые пропущен приводной вал валка, соединенный по меньшей мере одним концом с приводом.

3.Устройство по п.1, отличающееся тем, что цилиндрическая оболочка выполнена с одной торцовой стенкой, валок установлен консольно на приводном валу, соединенном с валом ротор а электродвигателя, причем валок, приводной вал н вал ротора расположены соосно.

4.Устройство по пп,1-3, о т л и- чающееся тем, что загрузочное и разгрузочное отверстия цилиндрической оболочки расположены на диагонально противоположных по отношению к ее продольной оси местах.

5.Устройство по пп,2 и 3, о т- личающееся тем, что цилиндрическая оболочка выполнена с расположенными на ее внешней поверхности теплоотводяпщми продольными ребрами.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что оно снабже- :Но установленным около цилиндрической : оболочки вентилятором, ; 7. Устройство по п.I, о т л и - ;ч а ю щ е е с я тем, что оно снабже- JHO рамой, несущий корпус установлен |с возможностью поворота от горизон- |тапьного до вертикального положения |с помощью шарнирной опоры. j 8. Устройство по п.7, отли- 1ающаеся тем, что шарнирная jonopa выполнена со шкалой и .фиксатором.

I 9. Устройство по п,7, отливающееся тем, что рама выпол- iieHa в виде колонны с опорной плитой и в верхней полой части колонны уста- Йювлены с возможностью совместного оворота выступающий от колонны в од- jfy сторону несуш 1Й корпус с цилиндри- еской оболочкой и валком и выступаю- в другую сторону электродвига- |ель.

I 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что несущий i opnyc и наружная оболочка электро- Двигателя выполнены в виде единого корпуса.А А

11.Устройство по пп.З и 8, отличающееся тем, ч то приводной вал валка выполнен полым и валок установлен в нем с помощью оси, жестко соединенной с торцом валка.

12.Устройство по п.11, о т л и- чающееся тем, что полый при- водной вал размещен в верхней части колонны и установлен концами на фланцевых подшипниках, на одном из которых закреплен электродвигатель, а на другом насажен несущий корпус.

13.Устройство по п.12, о т л и- чающееся тем, что несущий корпус прикреплен к колонне с помощь зажимных винтов.

14.Устройство по пп.З,6,10 и II, отличающееся тем, что вентилятор установлен на полом приводном валу, а несущий корпус выполнен цилиндрическим, образуя с расположенной внутри него цилиндрической оболочкой трубообразный канал, при этом на торцах цилиндрического корпуса выполнены отверстия для прохождения воздуха через трубообразньй канал .

15.Устройство по пп.1-17, о т - ли чающееся тем, что к разгрузочному отверстию присоединена приемная емкость.

10

фиг. 2

15

Ю

фиг. J

Фи1.Ч

зе

61

Фиг.7