Способ тонкого измельчения материалов в планетарной мельнице и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК B02C17/08 

Изобретение относится к тонкому и сверхтонкому измельчению материалов, их активации и может быть использовано в горной, химической, абразивной, пищевой, радиоэлектронной промышленности и других отраслях.

Известны способы измельчения в барабанных мельницах путем механического разрушения материала мелющими телами.

Известны планетарные мельницы и способ измельчения материала в них, содержащие вертикально расположенные помольные барабаны, приводимые в движение водилом через зубчатые поверхности обката. Измельчение в них осуществляется путем механического разрушения материала мелющими телами в центробежном поле сил, создаваемых вращением помольных

барабанов с мелющими телами вокруг общей оси.

Известна планетарная мельница непрерывного действия.

К недостаткам известных устройств следует отнести малую степень измельчения, обусловленную тем, что измельчение осуществляется в одну стадию и только в помольных барабанах при движении через них материала сверху вниз.

Цель изобретения - повышение степени измельчения.

Поставленная цель достигается тем, что материал подают на дно каждого барабана, измельчение материала осуществляют при восходящем слое материала в каждом барабане, а перед выгрузкой материал направляют из верхней части каждого барабана в корпус мельницы и дополнительно измельVI

ю

N

Сл)

О

чают его при нисходящем слое между внешней стенкой каждого барабана и корпусом мельницы.

Помольные барабаны планетарной мельницы установлены на водиле с возможностью радиального перемещения, крышки барабанов выполнены с разгрузочными отверстиями, днища-сплошными, а загрузочные патрубки установлены с зазором относительно последних.

На фиг. 1 показана планетарная мельница, общий вид; на фиг. 2 - разрез на фиг. 1.

Планетарная мельница состоит из цилиндрического корпуса 1, приводного вала 2 со шкивом 3, водила 4, помольных барабанов 5, загрузочных патрубков 6-8, разгрузочного бункера 9 и рамы 10.

Приводной полый вал 2 установлен внутри корпуса 1 по его центральной оси и закреплен в подшипниках на верхней 11 и нижней 12 торцовых крышках корпуса 1.

Водило 4 жестко закреплено на приводном валу 2 и выполнено с радиальными пазами 13. Помольные барабаны 5 закреплены в подшипниковых узлах 14 и 15, которые установлены с возможностью перемещения в пазах 13 водила 4. Загрузочные патрубки 6-8 выполнены в виде прямоугольного трубопровода, вертикальные участки которого 6 и 8 расположены внутри приводного вала 2 и помольных барабанов 5 соответственно, а соединяющие их участки 7 выполнены в виде телескопического соединения.

Загрузочные патрубки 7 установлены по осям помольных барабанов 5 консольно с зазором по отношению к их нижним торцовым крышкам 16.

На верхних торцовых крышках 17 помольных барабанов 5 и нижней торцовой крышке 12 корпуса 1 выполнены кольцевые разгрузочные отверстия 18 и 19 соответственно.

На нижних торцовых крышках 16 помольных барабанов 5 под загрузочными патрубками 8, а также внутри приводного вала 2 в месте соединения загрузочных патрубков 6 и 7 установлены конусные распределители 20 и 21 соответственно.

Корпус 1 с разгрузочным бункером 9 установлен на опорной раме 10.

Планетарная мельница работает следующим образом.

Вращающий момент от источника энергии передается посредством шкива 3, приводного вала 2 и водила 4 помольным барабанам 5, которые под действием центробежных сил перемещаются в пазах 13 водила 4 в радиальном направлении.

Наружная поверхность помольных барабанов 5 входит во фрикционное зацепление с внутренней поверхностью корпуса 1 и барабаны 5 начинают вращаться вокруг собственных осей, совершая планетарное движение.

Исходный материал через загрузочные патрубки 6-8 под действием гравитационной и центробежной сил подается на ниж0 нюю торцовую крышку 16 помольных барабанов 5. Его равномерному распределению способствуют конусные распределители 21 и 20. С крышки 16 материал перемещается на внутреннюю стенку по5 мольных барабанов 5 в направлении действия центробежных сил, возникающих при вращении барабанов 5. При этом скорость вращения водила 4 в режиме холостого хода планетарной мельницы должна обеспечить

0 расположение измельчающих тел на внутренней боковой (вертикальной) полости барабанов и надежное фрикционное зацепление барабанов 5 с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 1.

5 На внутренней цилиндрической поверхности помольных барабанов 5 материал подвергается интенсивному измельчению при взаимодействии шаров между собой и вертикальной стенкой помольного бараба0 на 5. В процессе измельчения с уменьшением крупности материала уменьшается его насыпная масса и под действием вновь загруженного материала, имеющего большую массу, мелкий материал, двигаясь по спира5 ли вверх, разгружается через круговые отверстия 18 в корпус мельницы. Под действием центробежной силы, генерируемой водилом 4, материал отбрасывается на внутреннюю цилиндрическую поверхность

0 корпуса 1 и подвергается дополнительному измельчению между внутренней и внешней цилиндрическими поверхностями соответственно корпуса 1 и помольных барабанов 5. Измельчение между поверхностями про5 исходит в слое материала, движущегося по нисходящей спирали на внутренней цилиндрической поверхности корпуса 1. При этом материал подвергается неоднократному интенсивному сжатию планетарно-движущи0 мися (перекатывающимися) внутри корпуса 1 помольными барабанами 5. Слой материала, кроме резкого сжатия, еще подвергается значительной касательной нагрузке от фрикционного зацепления помольных бара5 банов через слой материала с поверхностью корпуса 1. Частицы отдельно и в составе слоя движутся относительно друг друга, взаимодействуют друг с другом и истирают друг друга при высоком давлении барабанов. Тонко измельченные частицы завершают движение по спирали в разгрузочном бункере 9 планетарной мельницы. Процесс измельчения заканчивается.

Регулирование работы планетарной мельницы производится изменением частоты вращения водила и подачи материала. Увеличение скорости движения материала в рабочих зонах планетарной мельницы возможно за счет продувки ее воздухом в направлении движения материала.

Пример конкретного исполнения планетарной мельницы: Диаметр корпуса, мм520 Высота корпуса, мм450 Диаметр помольных барабанов200Длина помольных барабанов 250 Количество помольных барабанов2Частота вращения водила, 1 /мин 600-700 Крупность исходного мате-/ риала, мм 5-6 Крупность готового продукта, мкм 10-20 Габариты, мм:

длина730

ширина730

высота850

Установленная

мощность, кВт3,0

Масса, кг200

Пример. Планетарную мельницу перед загрузкой материала выводят на режим холостого хода, соответствующий частоте вращения водила, не менее 600 1/мин. Шаровая загрузка помольных барабанов составляет 20-25% их объема. Диаметр шаров равен(15...20).

Измельчению подвергается рубин синтетический крупностью не более (З...4) м.

Исходный материал через загрузочные патрубки попадает на дно помольных барабанов, где он под действием центробежных сил отбрасывается на стенки барабана и подвергается интенсивному воздействию шаров. Измельчение в помольных барабанах происходит при взаимодействии шаров между собой и стенками барабанов. При этом и шары, и измельченный материал находятся в поле центробежных сил, возникающих от вращения помольных барабанов вокруг собственной оси и оси планетарной мельницы.

В процессе измельчения с уменьшением крупности материала, а соответственно, и его насыпной массы материал под действием вновь загружаемого материала, имеющего большую массу, начинает движение по

внутренней рабочей поверхности помольных барабанов по восходящей спирали и разгружается через круговые разгрузочные отверстия помольных барабанов под действием центробежных сил. В корпусе мельницы материал, прошедший помольные барабаны, отбрасывается центробежной силой, генерируемой водилом, на стенки, образуя слой, который подвергается дополнительному измельчению перекатывающимися внутри корпуса помольными барабанами. Движение материала по внутренней поверхности корпуса планетарной машины происходит по нисходящей спирали под действием многократного

периодического уплотнения между цилиндрическими поверхностями корпуса и помольных барабанов. Здесь измельчение происходит в процессе взаимного перемещения частиц между собой при интенсивном уплотнении, т.е. происходит взаимное истирание, которое и позволяет достигать эффекта тон кого помола. Измельченный материал разгружается в конце цилиндрической части корпуса мельницы. Скорость

движения материала в планетарной мельнице при постоянной скорости вращения водила регулируется подачей исходного материала.

При необходимости скорость движения

материала в планетарной мельнице может быть увеличина продувкой воздуха в направлении движения материала.

Формула изобретения 1. Способ тонкого измельчения материалов в планетарной мельнице, включающий подачу материала в помольные барабаны последней, измельчение его в них и выгрузку измельченного материала, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения степени измельчения, материал подают непосредственно на дно барабанов и после измельчения в них осуществляют дополнительное измельчение между внешними стенками барабанов и корпусом мельницы с последующей выгрузкой измельченного материала.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что измельчение материала в барабанах осуществляют в восходящем слое его, а дополнительное измельчение - в нисходящем слое материала.

3. Устройство для тонкого измельчения материалов в планетарной мельнице, содержащее цилиндрический корпус, установ- ленные в нем на врдиле помольные барабаны с крышкой и днищем, находящиеся во фрикционном зацеплении с боковой поверхностью корпуса, загрузочный патру0

бок, размещенный сверху по оси каждого барабана и соединенный с узлом загрузки, и разгрузочный бункер, расположенный под корпусом, отличающееся тем, что барабаны установлены на водиле с возможностью радиального перемещения, крышки барабанов выполнены с разгрузочными отверстиями, днища- сплошными, а загрузочные патрубки установлены с зазором относительно последних.

Использование: тонкое и сверхтонкое измельчение и активация материалов. Материал подают на дно помольных барабанов планетарной мельницы измельчают его в них в восходящем слое, а затем дополнительно измельчают в нисходящем слое между корпусом мельницы и внешними стенками барабанов, которые установлены на водиле с возможностью радиального перемещения. Крышки барабанов выполнены с разгрузочными отверстиями, днища - сплошными, а загрузочные патрубки установлены относительно последних с зазором. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 2 ил. & Ј

УЈГ

. -/

Фиг. 2