Аттритер для перемешивания и измельчения порошковых материалов Советский патент 1988 года по МПК B22F1/00 

к|

CTi

00

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, к устройствам для механического смешивания и измельчения порошковых материалов.

Цель изобретения - повышение срока службы за счет снижения интенсивности износа труш,ихся поверхностей.

На фиг. 1 показано аттритер, обш,ий вид; на фиг. 2 - импеллер, вид сверху; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2 (лопасти импеллера в средней части); на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2 (импеллер и его расположение относительно боковой стенки и дниш,а рабочей камеры).

Аттритер состоит из рамы 1 (фиг. 1), электромеханического привода 2, рабочей камеры 3, вала 4 мешалки с билами 5, которые отстоят от внутренней поверхности рабочей камеры на расстояние не менее трех диаметров мелюш,их шаров. На нижнем конце мешалки установлен импеллер (двухлопастный ротор) 6, имеющий по отношению к дниш,у и боковой стенке рабочей камеры зазоры не более 0,1 мм. Рабочая камера снабжена загрузочным патрубком 7, вентилем 8 системы откачки воздуха (не показана) и вентилем 9 для стравливания инертного газа из рабочего объема камеры 3.

Устройство работает следуюш.им образом

Исходный материал для помола, мелю- 1цие шары и помольная жидкость загру.жа- В рабочую камеру 3 через патрубок 7 (фиг. 1). Производится откачка воздуха из рабочей камеры 3 форвакуумным насосом при открытии вентиля 8. После откачки воз- ду.ха рабочий объе.м камеры 3 заполняется инертным газом с избыточным давлением. Затем открывается вентиль 9, после чего запускается электромеханический привод 2, приводяш,ий во врашение мешалку. Измельчение материала происходит под воздействием истирающего и ударного действий мелющих шаров, максимальная частота соударений которых между собой и стенками рабочей камеры 3 обеспечивается вращающейся мешалкой, представляющей собой вертикальный вал 4 с горизонтальными билами 5 и импеллером 6.

Слой рабочей массы, оседающий на днище камеры, поднимается вверх и включается в общую циркуляцию с помощью импеллера 6, представляющего собой двухлопастный ротор, который сочетает в себе ряд в.;аимосвязанных конструктивных элементов. Так, изогнутость в сторону вращения лопастей по радиусу ,5D, где D - диаметр импеллера, придана лопастями с целью уменьшения сопротивления при врезании лопастей в рабочую массу, так как уменьшается сопротивление. Клиновидные элементы (флг. 2 и 3) на концах лопастей, выступающие Е. сторону вращения при работе импеллера, выбивая угловые шары, нарушают перед передней кромкой лопасти упаков0

ку шаров, прижатую центробежной силой к боковой стенке рабочей камеры 3 уменьшая момент сопротивления импеллера при его врезании в рабочую массу. Вогнутая поверхность лопасти (фиг. 4), ,4D, лишает шары, движущиеся по днищу под действием центробежной силы от центра к периферии, упора в боковую стенку рабочей камеры. Благодаря этому весь поток рабочей массы при движении в направлении, перпендикулярном лопасти, имеет неустойчивое положение, в результате исключается сосредоточенный интенсивный износ рабочих поверхностей импеллера и боковой стенки рабочей камеры в виде канавок, который

5 наблюдается при плоской поверхности лопастей.

Радиус (фиг. 4) при переходе нижней поверхности на торцовую поверхность концов лопастей необходим для установки с минимальным зазором с боковой

0 стенкой рабочей камеры и днища, переход которых друг в друга выполнен по радиусу, равному б, где б - зазор импеллера ме.жду днищем и боковой стенкой рабочей камеры, причем . При этом ра5 диусе 1ерехода днища в боковую стенку (фиг. 4) исключается наличие у угловых ща- ров двух тоц-iK опоры (о днище и боковую поверхность), что наблюдается у угловых щаров при переходе днища в боковую стенку под прямым углом. Из-за наличия двух то0 чек опоры (о днище и боковую стенку) движущийся шар должен одновременно вращаться вокруг двух перпендикулярных осей вра- 1дения, чтс невозможно. Поэтому движущиеся угловые щары не катятся, а протаскиваются общей упаковкой шаров под дей5 ствием импеллера относительно днища и боковой . Это является одной из причин самого интенсивного износа днища и боковой стенки именно в углу, при переходе днища в боковую стенку под прямым угло.м. Зазор между импел.юром, д;;ищем и бо0

ковой стенкой рабочей камеры не более

0,1 мм при диаметре мелющих шаров мм обеспечивает самозатачивание рабочих кромок импеллера о рабочую .массу. Этим исключается необходнмо1 1Ь периодической за- 5 точки импеллера перед работой, что неизбежно при зазорах больше О, мм.

При испытаниях в качестве материала помола была использована шихта с- андарт- ной композиции безвольфрамовового твер0 дого -сплава ТН-20, содержаш,его карбид титана TiC 80 об.% с никельмолибденовой связкой 20 об.% при соотношении Ni-Мо 3: L Помольные шары изготовлены из твердого сплава ВК8 диаметром 8 мм. Помольная жидкость спирт. Скорость вращения мешал5 ки 700 и iOOO об/мин. После каждых 100 ч работы при помоле твердосплавной шихты проводился осмотр рабочих поверхностей аттритеров с замером износа по контрольным точкам, равномерно расположенным по всем рабочим поверхностям.

После 1000 ч работы у аттритера прототипа дважды выходило из строя- уплотне- нне и подшипниковый узел вала мешалки, а сосредоточенный износ донышка, рабочей камеры в зоне импеллера и самого импеллера достиг величины, приводящей к появлению заклиниваний. После 500 ч испытания прототипа были прекращены из-за необходимости капитального ремонта. В аттритере же НГ 4015 Э за время 1000 ч видимых сосредоточенных износов не обнаружено. Импеллер, донышко и рабочая камера в зоне импеллера изнашиваются равномерно с интенсивностью 0,15 мм за 100 ч работы. Рабочие поверхности уплотнения сохранили чистоту при износе 0,2 мм.

Таким образом, средний ресурс предлагаемого аттритера до капитального ремонта при работе на помоле твердосплавной шихты при 1000 об/мин составляет 1500 ч, что Б 3 раза больше ресурса прототипа.

Формула изобретения

1. Аттритер для перемешивания и измельчения порошковых материалов, содержащий

0

вертикальную цилиндрическую рабочую камеру с мелющими шарами и мешалку, выполненную в виде вращающегося герметично уплотненного в корпусе вала с расположенными на нем по винтовой линии под углом друг к другу билами и закрепленным на его нижнем конце двухлопастным импеллером, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы за счет снижения интенсивности износа трущихся поверхностей, лопасти импеллера выполнены изогнутыми в направлении вращения по радиусу ,5D, где D - диаметр импеллера, их верхние рабочие поверхности выполнены вогнутыми, радиус перехода нижней поверхности лопас- 5 тей к торцовой , где d - диаметр мелющего шара, радиус перехода внутренней боковой стенки цилиндрической камеры в днище , где б - зазор между нижней поверхностью импеллера и днищем, причем , но равен зазору между торцовой поверхностью импеллера и внутренней поверхностью боковой стенки.

2. Аттритер по п. I, отличающийся тем, что концевые участки лопастей импеллера выполнены клиновидной формы.

0

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к установкам для механического смешивания и измельчения материалов. Цель изобретения - повышение срока службы аттритера за счет снижения интенсивности износа трушихся поверхностей. Исходный материал, мелющие шары и помольную жидкость загружают в рабочую камеру 3 через патрубок 7. После откачки воздуха из рабочей камеры ее заполняют инертным газом. С помош,ью привода 2 приводят во враш,ение мешалку. Измельчение материала происходит под воздействием истирающего и ударного действий мелющих шаров, максимальная частота соударений которых между собой и стенками рабочей камеры 3 обеспечивается вращающейся мешалкой, представляющей собой вертикальный вал 4 с горизонтальными билами 5 и импеллером 6. Импеллер представляет собой двухлопастной ротор, сочетающий в себе ряд конструктивных элементов, а именно изогнутость в сторону вращения лопастей по радиусу ,5D, где D - диаметр импеллера, наличие клиновидных элементов на концах лопастей, вогнутость верхней поверхности лопасти, выполнение перехода нижней поверхности лопасти на торцовую с радиусом , а боковой стенки рабочей камеры в днище с , где б - зазор между импеллером и днищем, причем .. Указанные конструктивные отличия уменьшают момент сопротивления импеллера при его врезании в рабочую массу. 1 з. п. ф-лы, 4 ил. а

Фиг. 2

Фиг.з

Фигм