Мельница Советский патент 1993 года по МПК B02C19/08 

ел

С

Использование: при измельчении различных материалов и может быть применено при подготовке препаратов для спектрального, рентгеновского, химического и других видов анализа. Мельница содержит вертикальный корпус, ступку со Сферической рабочей поверхностью у осно. вания, наклонный пестик, выполненный в виде штока с шаровой поверхностью на конце. Пестик закреплен посредством подпружиненной оси на водиле, соединенном с вертикальным приводным валом. Пестик снабжен держателем, расположенным между штоком и осью и выполненным в виде патрубка с кронштейнами по его контуру, на которых установлены посредством горизонтальных осей двуплечие рычаги на концах с упругими элементами, Шаровая поверхность пестика выполнена переходящей в ко- ническую. Сферическая рабочая поверхность ступки у основания выполнена переходящей в коническую на боковых ее поверхностях, 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к измельчению различных материалов и может быть использовано при подготовке препаратов для спектрального, рентгеновского, химического и других видов анализа,

Известна роликокольцевая мельница, содержащая вертикальный корпус, установленные внутри корпуса размольное кольцо и размольныё ролики с осями, шарнирно закрепленными верхними концами на водиле, соединенном с вертикальным приводным валом.

Недостатками известной роликокольце- вой мельницы являются низкая производительность из-за малой рабочей поверхности ролика, так как используется только его боковая поверхность, а нижняя торцовая поверхность не задействована, что также не позволяет осуществлять помбл всей загруженной порции материала, а также сложная

конструкция, не позволяющая вести помол и выгрузку порций различных высокочистых материалов с быстрой очисткой размалывающий органов или их заменой, например, на изготовление из специальных материалов или различных габаритов.

Наиболее близкой по технологической сущности и достигаемому эффекту является мельница, содержащая вертикальный корпус, ступку со сферической рабочей поверхностью у основания, наклонный пестик, выполненный в виде штока с шаровой поверхностью на конце, закрепленный посредством подпружиненной оси на водиле, соединенным с вертикальным валом, вращающимся от привода посредством зубчатой передачи.

Недостатком известной мельницы является низкая производительность.

XJ

Ю СО

ю

00

со

Цель изобретения - повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что мельница, содержащая вертикальный корпус, ступку со сферической рабочей поверхностью у основания, наклонный пестик, выполненный в виде штока с шаровой поверхностью на конце, закрепленный посредством подпружиненной оси на водиле, соединенным с вертикальным валом, вращающимся от привода посредством зубчатой передачи, согласно изобретению, пестик снабжен держателем, расположенным между штоком и осью и выполненном в виде патрубка с кронштейнами по его контуру, на которых установлены посредством горизонтальных осей двуплечие рычаги на концах с упругими элементами, а шаровая поверхность пестика выполнена, переходящей в коническую, при этом рабочая поверхность ступки у основания выполнена переходящей в коническую на боковых ее поверхностях.

Наличие механизма фиксации пестика- держателя, расположенного между штоком и осью и выполненного в виде патрубка с кронштейнами по его контуру, на которых установлены посредством горизонтальных осей двуплечие рычаги на концах с упругими элементами, обеспечивает гибкий автоматический прижим дополнительной рабочей конической поверхности пестика посредством измельчаемого материала к поверхности ступки при помоле, а также позволяет быстро осуще влять переналадку и зажим пестиков различных габаритов и конструкций, что расширяет область использования мельницы и повышает производительность.

Конструкция пестика, с шаровой поверхностью пестика, выполненной переходящей в коническую, и при этом, рабочая поверхность ступки у основания выполнена переходящей в коническую на боковых ее поверхностях увеличивает площадь рабочих поверхностей пестика и ступки и повышает производительность..,

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая мельница отличается тем, что пестик снабжен держателем, расположенным между штоком и осью и выполненным в виде патрубка с кронштейнами по его контуру, на которых установлены посредством горизонтальных осей двуплечие рычаги на концах с упругими элементами, а шаровая поверхность пестика выполнена переходящей в коническую, при этом рабочая поверхность ступки у основания выполнена переходящей в коническую на боковых ее поверхностях.

На фиг.1 схематически изображена мельница; нафиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на .

фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1.

Мельница устроена следующим образом.

На вертикальном корпусе 1, выполненном в виде П-образного контура, установленного горизонтальной перемычкой вниз, зафиксирована ступка 2 со сферической рабочей поверхностью у основания,переходя0 щей в коническую на боковых ее поверхностях, с измельчающим органом - наклонным пестиком 3, выполненным в виде штока с шаровой поверхностью на конце, переходящей в коническую, установленном

5 в держателе (на чертеже не обозначен), расположенном между штоком и осью 4 на торце держателя, которая шарнирно закреплена на водиле (на чертеже не обозначено), соединенном с вертикальным при0 водным валом 5 посредством опоры б и болтов 7. Ось 4 шарнирно закреп-лена на водиле для обеспечения вращения пестика 3 за счет трения поверхности пестика о поверхность ступки 2 посредством измельчае5 мого материала.

Ступка зафиксирована посредством трех съемных упоров - фиксаторов 8, установленных в отверстиях (на чертеже не обозначено) корпуса 1 и размещенных под

0 углом 120° друг к другу, охватывающих контур ступки, при этом отверстия корпуса 1 на его горизонтальной перемычке размещены в системе координат для ступок различных наименований (габаритов), а между днищем

5 ступки и горизонтальной перемычкой (на чертеже не обозначена) установлена прокладка 9, например, из резины для предотвращения поворота ступки 2 относительно поверхности корпуса 1.

0 Шаровая поверхность 10 с радиусом г пестика 3 дополнена сопрягаемой с ней конической поверхностью 11.

Держатель пестика. 3 выполнен в виде патрубка 1.2 с кронштейнами 13 по его кон5 туру, на которых установлены посредством горизонтальных осей 14 двуплечие рычаги 15, одни концы рычагов снабжены упругими элементами 16, а другие зажимают конец пестика 3 посредством прокладок 17, ось

0 пестика наклонена к оси ступки (оси их не обозначены).

Между патрубком .12 держателя соосно его оси 4, и водилом установлена пружина .18, прижимающая пестик 3 вдоль его оси.

5 Водило выполнено из двух разъемных горизонтальных частей: рычага 19 с зубчатой нарезкой, одним концом соединенного с валом 5, а вторым концом с рычагом 2 с зубчатой нарезкой и пазом (на чертеже не обозначены) посредством болта 21 с гайкой.

на рычаге 19 посредством болта 22 закреплена полумуфта 23 с зубчатой нарезкой, сопрягающаяся с полумуфтой 24, посредством болта 25, на полумуфте 24 закреплен кронштейн 26. с отверстиями (на .чертеже не обозначено), соосными оси 22 держателя пе стика 3.

Разъемное водило из двух частей: рычага 19 и рычага 20 обеспечивает возможность перемещения пестика 3 в горизонтальной плоскости для ступок 2 различных габаритов, а разьемные полумуфты 23 и 24 обеспечивают изменение угла наклона оси пестика 3 для.ступок 2 различной конструкции и габаритов. Водило может быть другой конструкции.

Между днищем патрубка 12 и торцом пестика 3 установлена упорная вставка 27, обеспечивающая фиксацию пестика 3 вдоль оси.

Вал 5 установлен шарнирно в отверстии (на чертеже не обозначено) перекладины 2.8. которая смонтирована в торцовых пазах стоек (йа чертеже не обозначены) корпуса 1 посредством выдвижных фиксаторов 29, сопрягающихся с отверстиями (на чертеже не обозначены) стоек и перекладины. 28.

Вал 5 снабжен ручным приводом (возможен электропривод),.. содержащим закрепленную на его конце шестерню 30, взаимодействующую с приводной шестерней 31, установленной шарнирно. на оси 32, которая закреплена на перекладине 28. на шестерне 31 закреплен рычаг 33 с осью 34, на которой шарнирно смонтирована ручка

На рычаге 19 соосно валу 5 закреплена посредством болта 36 чашечка 37 для сбора частиц металла, образующихся при трении вала 5 и перекладины 28. На пестике 3 соосно его оси закреплена (например, установлена с натягом) чашечка 38 для сбора частиц металла, образующихся при трении: оси 4 и поверхности отверстия кронштейна 26; тор- . цов пружины 18 и поверхностей торца патрубка 12 и торца кронштейна 26; осей 14 и кронштейнов 12, прокладок 17 и пестика 3,, упругих элементов 16 и рычагов 15 держателя пестика 3.

На фиг. 1 контурными линиями показан пестик (на чертеже не обозначен) известной конструкции.

Конец водила может быть соединен с рычагом 20 посредством винтовой пары, что обеспечивает возможность быстро путем поворота винта перемещать рычаг 20 относительно конца водила и таким образом увеличивать или уменьшать зазор между поверхностями ступки 2 и пестика 3, что

позволит быстрее измельчать порошки крупных фракций материалов 6 мм.

Мельница работает следующим образом.

5Измельчаемый материал крупностью до 6 мм засыпают в ступку 2. Далее, вращая ручку 35 в любую сторону относительно оси 32, приводят в действие пару шестерен 31, 30 и осуществляют поворот вала 5 с водилом

0 (на чертеже не обозначено), выполненным из двух разъемных рычагов 19, 20, и закрепленным на водиле шарнирно посредством оси 4 держателем (на чертеже не обозначен) с пестиком 3, при этом пестик 3 совершает

5 планетарное движение и одновременно вращается в ту же сторону относительно своей оси за счет сил трения между поверхностью ступки 2, измельчаемым материалом и поверхностью пестика 3.

0 Вращение пестика .3 относительно своей оси в одну сторону с его планетарным движением способствует лучшему, захвату гранул измельчаемого материала, так как осуществляется накатывание пестика на

5 гранулы и.затягивание их под пестик поверхностью пестика 3.

Пестик 3 автоматически прижимается к - ступке 2 вдоль своей оси посредством пружины 18 и сопрягается своей боковой по-.

0 верхностью с поверхностью ступки 2.

. При накатывании пестика 3 торцовой шаровой поверхностью 10 на гранулы измельчаемого материала пестик 3 перемещается вдоль своей оси, от днища ступки 2 и

5 торцом патрубка 12 держателя пестика 3 сжимает пружину 18, создавая необходимый зазор для перемещения через гранулу. При завершении перекатывания пестика 3 через гранулуи возникновениисвобод0 ного пространства между поверхностями торца пестика 3 и ступки 2 под действием сжатой пружины 18 патрубок 12 держателя с пестиком 3 перемещается вдоль оси пестика 3 к днищу ступки 2, т.е. возвращает

5 пестик 3 в исходное положение.

При накатывании пестика на гранулы измельченного материала и затягивании их между конической рабочей поверхностью пестика 3 его рабочая часть перемещается в

0 направлении от поверхности ступки 2, создавая необходимый зазор для перемещения через грунулу, а нерабочая часть штока пестика од непременно воздействует при этом своим концом на рычаги с прокладками

5 17 деуплечих рычагов 15 и-поворачивает их относительно осей 14, растягивая или сжимая упругие элементы 16, закрепленные на других концах дйуплечих рычагов 15, обеспечивая постоянный автоматический зажим пестика 3 при его указанных выше перемещениях, при завершении перекатывания пестика через гранулы и возникновении свободного пространства между поверхностями пестика 3 и ступки 2 под действием упругих элементов 16, рычаги с прокладками 17 двуплечих рычагов 15 поворачиваются относительно осей 14 и, воздействуя на нерабочую часть штока пестика 3, возвращают его в исходное равновесное положение, когда прокладки 17 сопрягаются с поверхностью нерабочей части штока пестика 3 и ориентируют пестик 3 соосно оси 4. Таким образом пестик 3 совершает колебательные перемещения на величину в зависимости от перепадов размеров гранул в плоскостях, перпендикулярных и наклонных его оси и вдоль оси.

. Перемещениепестика 3 качением по гранулам осуществляется с одновременной автоматической протяжкой поверхности пестика 3 вдоль поверхности гранул за счет описанной выше гибкой фиксации его в установленном положении (сопряжение с поверхностью ступки) посредством упругих элементов 16 держателя пестика 3 и пружины 18, при этом пестик 3 прижимает гранулы к поверхностям ступки: шаровой торцовой и боковой конической и происходит истирание материала в результате вращения пестика 3 и его планетарного движения, что способствует наиболее эффективному измельчению материала и повышает производительность.

Вращение пестика 3 в противоположную сторону его планетарного движения в известном решении способствует выталкиванию гранул материала из-под пестика 3, особенно крупных, и снижает производительность.

Гибкая фиксация пестика 3 способствует истиранию в первую очередь более крупных гранул измельчаемого материала, постепенно доводя их до необходимой размера - тонины помола.

После завершения измельчения материала освобождают перекладину 28 от фиксаторов 29 путем ручной протяжки их, поднимают ее вручную с пестиком 3 вверх и укладывают на рабочий стол.

Затем вручную извлекают ступку 2 из корпуса 1, высыпают материал в специальную емкость и очищают ступку 2 от остатков материала в виде частиц пыли волосяной щёткой.

Далее пустую ступку 2 устанавливают в корпус 1, волосяной щёткой сметают накопившиеся: частицы металла с чашечек 37,38 и устанавливают перекладину 28 с пестиком 3 в пазы стоек корпуса 1, фиксируют ее фиксаторами 29. Мельница готова к работе.

Механизм вращения пестика 3 относительно своей оси при его планетарном движении может быть устроен, например, следующим образом.

На конце прямоугольного сечения оси 4 устанавливают раздвижной рычаг в виде патрубка с возможностью челночного перемещения оси 4 вдоль своей оси, который фиксируют от перемещения вдоль оси 4 по0 средством вилочного упора, закрепленного на кронштейне 26, и установленного в патрубке рычага, конец которого закреплен посредством шарнирного соединения с горизонтальной осью вращения и фиксато5 ром с кронштейном, на котором установлен ролик с вертикальной осью вращения, взаимодействующий с поверхностью паза горизонтального кольца, установленного соосно оси вертикального вала 5, на перекладине

0 28. Возможность применения на мельнице пестиков 3 с различными углами наклона и габаритами обеспечивают:

раздвижной рычаг, несущий ролик, перемещающийся в пазу по контуру окружно5 сти кольца, установленного на перекладине

28; - .-... : ... .. .,; : . . ...-.

. шарнирное соединение конца раздвижного рычага с кронштейном, несущим ролик, позволяет ориентировать ось ролика в.

0 вертикальном положении и обеспечивать его сопряжение и взаимодействие паза кольца, установленного на перекладине 28, а фиксатор соединения закрепляет эту ори- ( ентацию.

5 Механизм вращения пестика 3. относительно своей оси работает следующим образом. . .-..

При вращении водила с пестиком 3 последний совершает планетарное движение.

0 При этом ролик взаимодействует с поверхностью паза кольца, установленного на перекладине 28, и перемещается (катится) по контуру окружности его поверхности, поворачивая ось 4 и с ней пестик 3 посредством

5 кронштейна, в котором она закреплена, и раздвижного рычага относительно своей оси, в ту же сторону, что и при планетарном движении. .

За один оборот планетарного движения

0 пестик поворачивается на один оборот относительно своей оси. Ввиду того, что диаметры образующих рабочей поверхности пестика меньше диаметров образующих контура его планетарного движения, линей5 иые скорости точек рабочей поверхности пестика при его вращении относительно своей оси меньше линейных скоростей точек рабочей поверхности пестика при его планетарном вращении, что создает протяжку - перемещение поверхности пестика

по поверхности ступки 2 посредством измельчаемого материала и по поверхности измельчаемого материала и обеспечивает . наиболее эффективный помол с использованием истирающих усилий.5

Описанная выше конструкция механизма вращения пестика относительно своей оси при его планетарном движении позволяет применять на мельнице ступки с пестиками различной конструкции и габаритов, 10 что расширяет область применения ее и повышает производительность, в отличие от прототипа, в котором механизм рассчитан только на одну конструкцию (конфигурацию) ступки и пестика и их габариты, а также 15 постоянный наклон пестика 3.

Заявляемая мельйица может быть оснащена ударным механизмом пестика другой конструкций, в отличие от известной.

На оси 4 и;сооснобй закрепляют кольцо, 20 на нижней плоскости его, по образующей, окружности устанавливают симметрично шарики, например, заглубив их в кольцо, например, на половину диаметра шарика, а на кронштейне рычага 20 водила закрепля- 25 ют шарнирно второе кольцо, соосно оси А и ниже первого кольца, при этом на верхней поверхности второго кольца устанавливают аналогично первому кольцу три шарика (3 шарика для устойчивости кольца). Пружина 30 18, взаимодействуя с первым кольцом, прижимает его ко второму кольцу, а при вращении пестика относительно своей оси шарики первого кольца перемещаются по плоскости второго кольца вдоль контура ок- 35 ружности, симметрично их контуру окружности, и, взаимодействуя с шариками, второго кольца, перемещаются вверх по .контурам шариков, при этом ось 4 и пестик 3 перемещаются вверх, пружина 18 сжима- 40 ется, гранулы измельчаемого материала скатываются в область шаровой поверхности ступки 2, под торец пестика 3, а далее шарики первого кольца под действием пружины 18 перемещаются вниз по контуру 45 второго кольца, при этом ось 4 и пестик 3 перемещаются вниз и шток пестика 3 своей шаровой поверхностью 10 наносит удар по шаровой поверхности ступки 2. измельчая материал. За один оборот оси 4 осуществля- 50 ется три челночных перемещения пестика 3 и наносится три удара пестиком 3.

Таким образом предлагаемый ударный механизм пестика 3 обеспечивает в промежутках между приложением истирающих 55 усилий за один оборот оси А в три раза больше ударов в разные места ступки, чем механизм в известной мельнице 2, что увеличивает производительность в три раза. При этом высота шариков, выступающих

над поверхностями колец должна, быть несколько больше максимального размера гранул, например, 8 мм при размерах гранул до 6 мм, чтобы гранулы могли прокатываться под пестиком на дно ступки 2.

Кроме того, предлагаемый ударный механизм пестика 3 проще по конструкции, так как отсутствует механизм реверсирования привода, вторая пружина пестика (нижняя), что удешевляет его изготовление; расширяет область применения и повышает производительность.

Возможны и другие варианты количества шариков на первом и втором кольцах и схемы их размещения,

О герметизации корпуса Т заявляемой мельницы для обеспечения возможности . измельчения, высоко реактивных, гигроскопичных и др. веществ как в вакууме, так и в инертной атмосфере повышением техники безопасности и культуры обслуживания мельницы.; .,.; -.. V .

Описанное выше конструктивное оформление привода вращения пестика относительно своей оси позволяет выполнить корпус мельницы герметичным.

С этой целью корпус 1 в Области ступки 2 вылолняют в виде цилиндрической емкости с опорным фланцем в верхней части и- снабхою.т устанавливаемой на него герметизирующей крышкой. Соосно оси ступки 2 в крышке выполняют круглый проем, герметично посредством кольцевых уплотнений сопрягающихся с горизонтальным фланцем водила. В горизонтальном фланце водила выполняют прямоугольный проем в радиальном направлении, который закрывают герметично задвижкой, фиксируя ее с помощью, прижима, например резьбового соединения, в разных полох ениях вдоль радиуса фланца, а пестик 3 устанавливают в задвижке посредством сопрягающегося с ним герметично шарового шарнира, в области охватывающего шара шарнира, при этом ось 4 держателя пестика 3 устанавливают в сквозном отверстии охватываемого шара шарнира соосно его оси и герметизируют посредством кольцевых уплотнений на входе и выходе штока. В охватывающем шаре со стороны входа и выхода штока пестика 3 выполнены проемы - области перемещения оси 4 при изменении ее наклона (при необходимости применения ступки и пестика другой конструкции и габаритов). После фиксации оси 4 в новом положении области сопряжения контура проема в охватывающем шаре с поверхностью охватываемого шара (с осью 4) герметизируют со стороны рабочей поверхности ступки посредством эластичной фигурной прокладки с жесткой рамой с

помощью болтов и резьбовых отверстий в охватывающем шаре шарнира. Одновременно охватываемый шар фиксируется относительно охватывающего.

Герметизация корпуса заявляемой мельницы расширяет область ее применения, что повышает производительность.

Заявляемая конструкция мельницы обладает рядом преимуществ по сравнению с известной конструкцией:

пестик снабжен держателем, расположенным между штоком и осью и выполненным в виде патрубка с кронштейнами по его контуру, на которых установлены посредством горизонтальных осей двуплёчие рычаги на концах с упругими элементами, что обеспечивает гибкий, автоматический прижим дополнительной рабочей конической поверхности пестика к поверхности ступки при измельчении материала, а также позволяет быстро осуществлять переналадкуи зажим пестиков различныхгабаритов и конструкции, в том числе и ступок с пестиками по ГОСТ 9147- 80Е, что расширяет область использования мельницы и повышает производительность:

Формула из обретения 1. Мельница, содержащая вертикальный корпус, ступку со сферической рабочей поверхностью у основания, наклонный пестик, выполненный в виде штока с шаровой поверхностью на конце и закрепленный посредством подпружиненной оси на водиле, соединенным с вертикальным приводным валом посредством зубчатой передачи, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности, пестик снабжен держателем, расположенным между штоувеличена рабочая поверхность пестика за счет конструкции пестика с шаровой поверхностью пестика, выполненной переходящей в коническую, при этом рабочая

поверхность ступки у основания выполнена переходящей в коническую на боковых ее поверхностях, что повышает производительность; мельница снабжена разъемным водилом и на его конце разъемными полумуфтами, несущими закрепленный посредством подпружиненной оси держатель с пестиком и обеспечивающими возможность переналадки перемещением пестиков в горизонтальной плоскости и поворотом пестика относительно.горизонтальной оси полумуфт, что позволяет применять ступки с пестиками различных габаритов и конструкции, регулировать зазоры между

поверхностями пестика и ступки в зависимости от диаметра гранул измельчаемого материала и необходимой тонины помола и повышает,производительность;

надежная в работе за счет гибкого взаимодействия держателя с пестиком, измель- чаемым материалом и поверхностями пестика и ступки.,

ком и осью и выполненным в виде патрубка с кроштейнами по его контуру, на которых установлены посредством горизонтальных осей двуплёчие рычаги на концах с упругими элементами, а шаровая поверхность пестика выполнена переходящей в коническую.

фм.У

Фиг.г

Фиг.4