Вибрационная мельница Советский патент 1992 года по МПК B02C19/16 

1

(21)4812254/33 (22) 09.04.90 (46)23.09.92.Бюл.№35

(71)Днепропетровский горный институт им.Артема и Институт проблем материаловедения АН УССР

(72)В.П.Франчук, А.Г.Кухарь, Л.И.Ларина, Г.Г.Карюк, Е.И.Мошковский и А.И.Павленко

(56)Авторское свидетельство СССР № 607586, кл.В 02 С 19/16, 1976. (54) ВИБРАЦИОННАЯ МЕЛЬНИЦА

(57)Использование: вибрационная мельница относится к устройствам для тонкого из- мельчения абразивных материалов, в частности искусственных алмазов, и может быть использована в химической, строительной промышленности и других областях народного хозяйства, где возникает необходимость в получении мелкодисперсной фракции определенного состава. Сущность изобретения: корпус помольной камеры в верхней и нижней частях имеет прорези, связанные перегрузочным каналом, выгрузочный патрубок имеет входные боковые отверстия и закреплен по оси камеры, а днище камеры выполнено в виде усеченного конуса с центральным отверстием, свободно посажено на выгрузочный патрубок и снабжено механизмом перемещения. При этом меньшее основание усеченного конуса направлено в сторону мелющих тел и связано с корпусом эластичной мембраной. 4 ил.

Изобретение относится к устройствам для сверхтонкого измельчения абразивных материалов, в частности искусственных алмазов и может быть использовано в химической, строительной промышленности и других областях народного хозяйства, где возникает необходимость в получении мелкодисперсной фракции определенного состава.

Известна вибрационная мельница (а.с. № 227833, заявл.28.03.67 г.опубл.оф. бюлл. № 30, 1968), включающая вибровозбудитель, упругие элементы, помольную камеру, разделенную перфорированными перегородками на рабочие секции, частично запол- ненные мелющими телами, загрузочный и выгрузочные патрубки. Вибровозбудитель выполнен в виде инерционного вибратора.

Недостатком известной мельницы является низкая эффективность и надежность работы при сверхтонком измельчении, обусловленные действием насосного и конвекционного эффектов (В.А.Членов, Н.В.Михайлов Виброкипящий слой, М., Наука - 1972, с.45-62), а также низкая энергонапряженность, и, следовательно, низкая удельная производительность, связанные с применением инерционного вибровозбудителя.

Наиболее близкой (прототипом) по технической сущности, конструктивному исполнению и достигаемому результату является вертикальная вибрационная мельница (а.с. № 607586, заявл.1 .10.76, опубл.24.04.78), включающая вибровозбудитель, упругие элементы, помольную камеру, разделенную перфорированными перегородками на рабочие секции, частично заполненные мелющими телами, загрузочный и выгрузочные патрубки. Патрубки служат для непрерывной подачи исходного материала и разгрузки измельченного проVI

О CJ

о

дукта, расположены соответственно в верхней и нижней части помольной камеры. В помольной камере отсутствует коническое днище и патрубки между собой не соединены каналом.

В мельнице использован эксцентриковый вибровозбудитель, что позволяет повысить энергонапряженность в зоне измельчения, и, следовательно, - удельную п роизводител ьность.

Недостатками являются: невысокие эффективность и надежность при сверхтонком измельчении, обусловленные тем, что данная конструкция не позволяет получить мелкодисперсную фракцию измельчаемого материала, так как при расположении загрузочного патрубка сверху, исходный материал, поступая через него в помольную камеру, измельчается, проходя последовательно под действием гравитационных сил сквозь рабочие секции и выгружаясь в нижней части через выгрузочный патрубок, проходя таким образом только один цикл измельчения, в то время, как для получения мелкодисперсной фракции необходимо многократное повторение этого цикла.

При этом в помольной камере происходит нарушение равномерного распределения измельчаемого материала по всему объему камеры в межшаровом пространстве, вызванного действием насосного и конвекционного эффектов, действие которых направлено вертикально вверх и создает сопротивление нормальному продвижению измельчаемого материала вниз и приводит к забиванию рабочих секций.

Цель изобретения - повышение степени измельчения.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемой конструкции вибрационной мельницы, содержащей вертикально установленную помольную камеру, разделенную на секции перфорированными перегородками, загрузочный патрубок и разгрузочное устройство, помольная камера снабжена установленной снаружи пропускной течкой, а наружные секции верхней и нижней секций выполнены со щелями, сообщающимися между собой через течку, в которой установлен загрузочный патрубок выше уровня нижней секции; загрузочное устройство мельницы выполнено в виде клапана с шейкой и центральным выпускным отверстием, который эластичной кольцевой мембраной связан со стенкой камеры под нижней секцией, взаимодействуете клапанным седлом под нижней перегородкой и управляется механизмом подъема-опускания клапана.

Наличие щелей в верхней и нижней части корпуса и перепускной течки обеспечивает постоянную циркуляцию измельчаемого материала до получения го- 5 тового продукта определенной крупности, предотвращая забивание рабочих секций камеры, способствуя равномерному распределению измельчаемого материала по всему объему помольной камеры, что повы10 шает эффективность и надежность работы мельницы при сверхтонком измельчении.

Выполнение днища помольной камеры в виде усеченного конуса, образованного эластичной мембраной с клапаном, направ15 ленного меньшим основанием в сторону мелющих тел, позволяет обеспечить наиболее эффективный процесс транспортировки измельчаемого материала вверх, что подтверждено экспериментальной проверкой, при

0 этом центральное отверстие, выполненное в корпусе, служит для посадки днища на выгрузочный патрубок, а механизм перемещения обеспечивает его подвижность в вер- тикальной плоскости, что повышает

5 эффективность процесса разгрузки, так как зафиксированное в крайнем нижнем положении, оно открывает боковые входные отверстия выгрузочного патрубка, обеспечивая поступление к нему готового

0 материала. Закрепление загрузочного патрубка по оси камеры необходимо для обеспечения подвижности днища при его перемещении в вертикальной плоскости. Эластичная мембрана, связывающая

5 днище помольной камеры с корпусом, обеспечивает герметизацию днища и его подвижность в вертикальной плоскости, что повышает надежность процесса выгрузки с предотвращением потери готового продук0 та.

Таким образом, конструкция помольной камеры позволяет обеспечить эффективность и надежность процессов подачи, измельчения и выгрузки материалов при

5 сверхтонком измельчении.

Других известных решений, имеющих признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, заявитель не обнаружил, в связи с чем сле0 дует считать, что решение обладает существенными отличиями и новизной.

На фиг. 1 показан общий вид вибрацион: ной мельницы; на фиг.2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг.З - помольная камера; на фиг.4

5 -нижняя часть корпуса помольной камеры. Вибрационная мельница содержит эксцентриковый вибровозбудитель 1, установленный с помощью упругих элементов 2 на раме 3 и соединенный с помощью муфты 5

с электродвигателем 6. Помольные камеры

4 крепятся к кронштейнам вибровозбудителя 7 с помощью траверсы 8 и состоят из корпуса 9, разделенного перфорированными перегородками 10 на рабочие секции, частично заполненные мелющими телами 11. Корпус камеры 9 в верхней и нижней части имеет щели 12, соединенные перепускной течкой 13. Щели в верхней части расположены на уровне слоя мелющих тел, при этом ширина щелей меньше диаметра мелющих тел. Щели в нижней части корпуса расположены на уровне загрузочной полости 17, образованной коническим днищем 18 и ширина их соответствует ширине перепускной течки 13.

Загрузочный патрубок 14 установлен в нижней части перепускной течки 13 выше уровня нижней секции в корпусе камеры. Разгрузочный патрубок 16 закреплен по оси 15 неподвижно и имеет входные отверстия в верхней части. Разгрузочный клапан камеры 18 выполнен в виде подвижного усеченного конуса с центральным отверстием, свободно посаженным на разгрузочный патрубок 16. Величина конусности клапана зависит от параметров режима работы камеры (амплитуда и частота колебаний) находится в пределах от 45° до 80°. Клапан 18 снабжен механизмом подъема-опускания, включающего верхнюю 21 и нижнюю 22 гайки, фиксирующие крайнее нижнее и крайнее верхнее положение клапана 18. Эластичная мембрана 19, обеспечивающая герметизацию клапана 18, прикреплена к шейке клапана с одной стороны и к фланцу на стенке корпуса помольной камеры 20 в нижней ее части - с другой стороны.

Работа вибрационной мельницы осуществляется следующим образом.

Вращение от электродвигателя 6 через упругую муфту 5 передается вибровозбудителю 1. Последний сообщает помольным камерам 4 колебания по прямолинейной траектории в вертикальной плоскости. Исходный материал в объеме, зависимом от объема помольной камеры, через загрузочный патрубок 14 поступает в перепускную течку 13 и далее под действием гравитационных сил через нижние щели в корпусе помольной камеры поступает в загрузочную полость 17. При этом конический клапан 18 находится в крайнем верхнем положении и поджат гайкой 21. При вертикальной вибрации в корпусе помольной камеры возникает явление, известное под названием насосный эффект, вызванное движение мелющих тел. Под действием этих сил происходит транспортирование измельчаемого материала сквозь отверстия перфорированных пе- регбродок 10 в межшаровое пространство

рабочих секций и равномерное его распределение по всему объему камеры. Действие насосного эффекта усиливается по мере измельчения материала. Помимо насосного

эффекта при работе мельницы в корпусе помольной камеры при ее вертикальном расположении проявляется и конвекционный эффект, так как в измельчаемых устройствах аналогичного назначения происходит

интенсивный нагрев мелющих тел и образуется направленный вверх поток нагретого воздуха, увлекающий за собой вверх частицы измельчаемого материала.

Пройдя сквозь слои мелющих тел всех

рабочих секций, измельчаемый материал через верхние щели 12 в корпусе камеры поступает в перепускную течку 13 и далее через нижние щели в корпусе камеры вновь поступает в загрузочную полость 17.

Таким образом, измельчаемый материал циркулирует в помольной камере в течение определенного времени, необходимого для получения готового продукта определенной крупности.

По истечении определенного времени мельница выключается, конический клапан 18 фиксируется в крайнем нижнем положении с помощью гайки 22, открывая при этом входные отверстия разгрузочного патрубка

16, обеспечивая поступление к нему готового материала. При этом мембрана 19 образует коническую поверхность с конусностью, обратной конусности клапана. Выгрузка материала происходит при работающей мельнице, что позволяет очистить мелющие тела от измельчаемого материала.

Таким образом обеспечивается эффективность и надежность вибрационной мельницы при сверхтонком измельчении.

С целью экспериментальной проверки разработан образец вибрационной мельницы МВВ-0,15-3.

Предложенная конструкция по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:

позволяет использовать действия насосного и конвекционного эффектов при сверхтонком измельчении для обеспечения оптимальной концентрации измельчаемого материала в межшаровом пространстве рабочих секций помольной камеры по всему объему, устраняя тем самым забивание ра- бочих секций и повышая эффективность и надежность процесса измельчения;

позволяет получить более тонкий продукт измельчения;

предотвращает потери готового продукта в процессе выгрузки.

Формула изобретения Вибрационная мельница, содержащая вертикально установленную помольную камеру с межсекционными перфорированными перегородками, загрузочный патрубок и разгрузочное устройство, отличающее- с я тем, что, с целью повышения степени измельчения, она снабжена установленной снаружи камеры перепускной течкой, а наружные стенки верхней и нижней секций

0

выполнены со щелями сообщения этих секций через течку, при этом загрузочный патрубок установлен в течке выше уровня нижней секции, а разгрузочное устройство выполнено в виде клапана с шейкой и выпускным отверстием, эластичной кольцевой мембраны, соединяющей шейку со стенкой камеры под нижней секцией, клапанного седла под нижней перегородкой и механизма подъема-опускания клапана.

S 5

Фж/

фиг.З

ФиеЛ