Планетарная центробежная мельница Советский патент 1993 года по МПК B02C17/08 B02C19/22 

Изобретение относится к устройствам для измельчения и смешивания материалов, а именно к планетарным центробежным мельницам, и может быть использовано в металлургической, строительной, химической, горно-рудной и других отраслях промышленности.

Известна планетарно-центробежная мельница, содержащая водило, сателлит- ные шестерни и в качестве рабочих элементов - цилиндрические барабаны.

Недостатком такой мельницы является то, что в ней возникает центробежное силовое поле, напряженность которого в десятки раз превышает напряженность гравитационного, что является причиной ненадежной работы опорных подшипниковых узлов и зубчатых передач вращения. Кроме того, в этой мельнице, хотя и обладающей в процессе работы высокими центробежными силовыми полями, высоки удельные энергозатраты для материалов, не обладающих высокой степенью самоистирания в процессе вращения цилиндрических барабанов. Интенсивность измельчения и соответственно производительность такой мельницы низкая. В этих мельницах слабо организуются массооб- мекные процессы.

Наиболее близким из иззестных технических решений является планетарная центробежная мельница (прототип).

Недостатком этой мельницы, содержащей горизонтальную ось, установленные на ней в подшипниковых опорах водило, выполненное с двумя дисками, соединенные обоймами помольные барабаны, смонтированные на водиле и соединенные с планетарным редуктором, является то, что интенсивность измельчения материала невысокая за счет постоянства скорости вращения помольных барабанов и соответственно повышенная удельная энергоемкость. Кроме того, мельница конструктивно сложна в изготовлении, в сборке ее и при эксплуатации.

Целью настоящего изобретения является снижение удельной энергоемкости на единицу массы обрабатываемого материала, обеспечение интенсивности измельчения его.

Эта цель достигается тем, что в мельнице, содержащей кожух, загрузочные и выгрузочные окна, водило с опорными подшипниками, несущие центральный и са- теллитный мелющие элементы, вращающиеся от планетарного привода, центральный и сателлитный мелющие элементы выполнены в виде вращающихся с разной скоростью винтов, причем сателлитные винты устансшлены с возможностью независимого радиального перемещения. Планетарный привод выполнен в виде установленного соосно с центральным винтом кривошипа и взаи- 5 модействующими с ним шатунами, которые противоположными концами эксцентрично соединены с соответствующими сателлит- ными винтами, подпружиненными относительно центрального винта, а каждый шатун

0 выполнен составным из двух соединенных пружмной сжатия частей. Кроме того, центральный и сателлитные винты выполнены с уменьшающимся шагом винта в сторону выгрузочного окна.

5 На фиг.1 изображена планетарная центробежная мельница, фронтальный .вид с разрезами; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.З - схема действия сил в приводе конвейера..

0 Планетарная центробежная мельница содержит кожух 1, внутри которого посредством вала 2, смонтированного соосно центральной оси на опорах 3 и 4, установлен центральный мелющий элемент в виде вин5 та 5, несущий по концам диски 6 и 7, установленные с возможностью вращения посредством опор 8 и 9 относительно вала 2. К дискам б и 7 закреплен посредством связей 10 центральный винт 5, а в радиаль0 ных пазах этих дисков с возможностью перемещения вдоль их установлены корпуса 11 и 12 подшипников 13 и 14. В подшипниках 13 и 14 установлены опорные цапфы 15 сателлитно установленных винтов 16. Цент- 5 ральный винт 5 и сателлитно установленные винты 16 имеют переменный шаг винта с уменьшением его в сторону выгрузки материала.

Привод содержит мотор-редуктор 17,

0 передающий вращение через муфту 18 соосно установленному центральной оси диску 19, оборудованному осями 20 на расстоянии от оси вращения диска 19, определяющем радиус вращения кривошипа. На осях 20

5 одними концами смонтированы шатуны 21, другие концы которых установлены на осях 22, закрепленных на дисках 23 эксцентрично относительно оси вращения сателлитных винтов 16.;

0 Каждый из сателлитных винтов 16, име- етопорные цапфы 15, посредством которых через кронштейны 24 и пружины 25 он установлен на упорных пластинах 26. закрепленных к дискам 6 и 7. Каждая из пру5 жин 25 оснащена направляющими 27 и 28, закрепленными соответственно к кронштейнам 24 и упорным пластинам 26 и имеющими возможность фиксированного взаимоперемещения, при этом каждый из кронштейнов 24 вместе с опорной цапфой

15 может перемещаться независимо любым из концов, т.е. может устанавливаться под углом к горизонтальной оси. Шатуны 21 выполнены из двух частей, между которыми установлены пружины 29 с направляющими 30 и 31, имеющими возможность осевого взаимодействия. Пружины 29 и направляющие 30 и 31 закреплены к соответствующим частям шатуна 21. В кожухе 1 установлены загрузочные 32 и выгрузочные 33 окна.

Планетарная центробежная мельница работает следующим образом.

Вращение от мотор-редуктора 17 передается диску 19. Последний, вращаясь вокруг центральной оси, передает движение шатунам 21, которые совершают сложные плоско-пространственные движения, при вэтом сателлитные винты 16 за счет эксцентричного соединения шатунов 21 с ними вращаются вокруг своей оси, а через сателлитные винты 16 и кронштейны 24, взаимодействующие с дисками 6 и 7 (за счет составляющей силы от вращения шатунов 21 и сателлитных винтов 16) вращаются диски 6 и 7 и закрепленный к ним центральный винт 5.

Рассматривая кинематику механизма (фиг.З), образованного кривошипом (диск 19) и шатунами 21, отметим следующее. Точки Оз и Оз-места установки осей 20 враща- ются относительно центральной оси О и образуют кривошипы (звено 4) с радиусами ООз и ООз . Звено (3) (шатун 21) вращается относительно осей Оз и Оз1 и 02. Звено 2 (сателлитный винт 16) вращается относи- тельно оси Оь а звено 1 (диск 6 и 7) вращается относительно центральной оси О.

Во всех положениях звеньев 2 относительно центральной оси О на них действует сила, возникающая от вращения звеньев 3 (направления действия этих сил показано стрелками). Эти силы во всех положениях звена 2 заставляют его вращаться и приложенные к звену 2, имеющему ось вращения Oi, определяются значением силы Q, прило- женной к этой оси и раскладывающейся на составляющие, одна из которых PS вращает звено 1, а вторая - PC вращает звено 2.

Таким образом, от одного привода обеспечивается вращение и центрального винта, и сателлитных винтов вокруг собственных осей, причем с разными угловыми скоростями, при этом сателлитные винты вращаются вместе с центральным винтом. Результатом этих движений является перемещение массы обрабатываемого материала как в поперечном сечении, так и в продольном, по всей длине кожуха. За счет того, что угловые скорости вращения центрального винта и сэ- теллитных винтов вокруг собственных осей различны,куски материала в межвинтовом пространстве дробятся, тщательно перемешиваются в процессе измельчения с последующей подачей измельченного материала к выходному отверстию кожуха мельницы, при этом материал совершает сложные дифференциальные движения со взаимными силовыми контактами отдельных элементов его между собой и с витками винтов. Этот Процесс идет с непрерывной загрузкой и выгрузкой материала, что повышает производительность мельницы.

Конструкция мельницы, позволяющая каждому сателлитному винту независимо занимать необходимое положение при очень простом приводе, в котором отсутствуют зубчатые передачи, повышает надеж- ность работы всего устройства для измельчения материалов.

Сложные движения, совершаемые обрабатываемым материалом, а также уменьшенный шаг винтов к выгрузочному окну позволяют раздробленному материалу в начале его движения от загрузочного окна из- мельчаться в конце его движения к выгрузочному окну за счет уменьшения межвиткового пространства и частоты образования этого уменьшенного межвиткового пространства, при этом за счет интенсивных массообменных процессов обрабатываемого материала происходит тщательное его перемешивание, что улучшает качественные его характеристики как годного к использованию.

Использование: в устройствах для измельчения и смешивания материалов в металлургической, строительной, химической, горно-рудной и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: планетарная центробежная мельница содержит кожух 1, водило с опорными подшипниками 13,14, несущее центральный мелющий элемент 5 и сателлитные мелющие элементы 16. Эти мелющие элементы выполнены в виде вращающихся с разной угловс-й скоростью винтов. Сателлитные винты установле- ны с возможностью независимого радиального перемещения. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения 1.Планетарная центробежная мельница, содержащая кожух, загрузочное и выгрузочное окна, водило с опорными подшипниками, несущее центральный и сателлитные мелющие элементы, вращающиеся от планетарного привода, отличающаяся тем, что, с целью снижения удельной энергоемкости, обеспечения интенсивности измельчения, центральный и сателлитные мелющие элементы выполнены в виде вращающихся с разной скоростью винтов, причем сателлитные винты установлены с возможностью независимого радиального перемещения,

винтом кривошипом и взаимодействующим с ним шатунами, которые противоположными концами эксцентрично соединены с соответствующими сателлитными винтами, подпружиненными относительно центрального винта, а каждый шатун выполнен составным из двух соединенных пружиной сжатия частей.

Вид/1

Фи г. г

JPt/гЗ