Мельница для тонкого измельчения

 

1. МЕЛЬНИЦА ДЛЯ ТОНКОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ содержащая вертикальную рабочую камеру с мелющей загрузкой , размещенную в камёр в мешалку , на вертикальном валу которой радиально закрепле,ны и расположены под углом друг к другу по винтовой линии лопасти, выполненные в виде части геликоида, расширяющиеся в направлении от оси вала к периферии и расположенные с шагомj равномерно увеличивающимся снизу вверх по ходу винтовой линии, отлитем , что, с целью чающаяся повышения удельной производительности и качества продукта, верхняя концевая лопасть мешалки закреплена с противоположным направлением ее рабочей поверхности по отношению .рабочих поверхностей остальных лопастей и расположена выше предполагаемого уровня мелющей загрузки, а нижняя концевая лопасть мешалки расположена по отношению дна камеры и ее стенок с зазором, меньшим половины минимального диаметра мелющих тел. 2. Мельница по п. 1, отличающаяся тем, что диаметр мешалки по лопастям, заключенным между верхней и нижней концевыми лопастями, определяют из соотношения (Л ) cDk.-aa, АЛ где Dg D., диаметр вала мешалки; внутренний диаметр рабочей камеры; DM диаметр мешалки по средd - диаметр мелющего тела.

11254 А

СОК)З СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 В 02 С 17 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

З" ч. +

2и 2а-«y c -28>

2 М к диаметр вала мешалки, внутренний диаметр рабочей камеры; диаметр мешалки по средним лопастям; диаметр мелющего тела. где D

Ь

М

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3329480/29-33 (22) 12. 08. 81 ,(46) 15.04.83. Вюл. Р 14 (72) А.М.Никитин, Ю.И.Коваленко и А.Л.Рубинштейн (53) 621.926.5 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 218647, кл; В 02 С 17/16, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 880482, кл. В 02 С 17/16, 1980. (54)(57) 1. МЕЛЬНИЦА ДЛЯ ТОНКОГО

ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ; содержащая вертикальную рабочую камеру с мелющей загрузкой, размещенную в камере мешалку, на вертикальном валу которой радиально закреплены и расположены под углом друг к другу по винтовой линии лопасти, выполненные в виде части геликоида, расширяющиеся в направлении от оси вала к периферии и расположенные с шагом, равномерно увеличивающимся снизу вверх по ходу винтовой линии, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения удельной производительности и качества продукта, верхняя концевая лопасть мешалки закреплена с противоположным направлением ее рабочей поверхности по отношению ,рабочих поверхностей остальных лопастей и расположена выше предпола-. гаемого уровня мелющей загрузки, а нижняя концевая лопасть мешалки располо>кена по отношению дна камеры и ее стенок с зазором, меньшим половины минимального диаметра мелющих- тел.

2. Мельница по п. 1, о т л и— .ч а ю щ а я с я тем, что диаметр мешалки по лопастям, заключенным между верхней и нижней концевыми

-лопастями, определяют из соотношения

1011254

Изобретение относится к дроблению и измельчению различных материалов, в частности к конструкции мельниц с неподвижным барабаном и мелющей загрузкой, внутри которого устанавливается перемешивающий орган °

Известна шаровая мельница для измельчения материала типа шлихера феррита бария, содержащая раму, резервуар с расположенной в нем ме- 10 шалкой с вертикальным валом, на котором закреплены лопасти, расположенные под углом друг к другу по винтовой линии, причем лопасти имеют. клиновидную форму с углом клина 30

40 и закругленными рабочими кромка- ми, обращенными.в направлении вращения вала 1).

Однако в этой мельнице в силу ее конструктивного решения недостаточ- 70 на скорость циркуляции в рабочей камере, что снижает качественный показатель работы мельницы — гомогенность обработанных материалов, а периферийная кольцевая зона с понижен- 25 ными скоростями мелннпих тел, интенсивностью их соударений и взаимоскольжением, и, следовательно, с пониженной интенсивностью измельчения снижает удельную производитель- 30 ность мельницы. В данной мельнице также не берется во внимание расположение нижней лопасти мешалки по отношению к дну и стенкам камеры. В случае, когда величина зазора между укаэанными поверхностями больше половины диаметра мелющих тел, на дне и в углах камеры образуется слой рабочей массы, не участвующий в общей циркуляции, что ухудшает гомогенность обработанных материалов.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является мельница для тонкого измельчения, содержащая вертикальную рабочую ка- 45 меру с мелющей загрузкой, размещенную в камере мешалку, на вертикальном валу которой радиально закреплены и расположены под углом друг к другу по винтовой линии лопасти, выполненные в виде части геликоида, расширяющиеся в направлении от оси вала к периферии и расположенные с шагом, равномерно увеличивающимся снизу вверх по ходу винтовой линии 2 .

Однако в этой мельнице разность диаметров камеры и мешалки меньше используемых в мельнице мелющих тел и периферийный кольцевой зазор, образованный между наружным дна- 60 метром мешалки и боковыми стенками камеры, не используется для прохода мелющих тел поэтому во всем объеме камеры происходит перемешивание рабочей массы путем ее подъе- 65 ма лопастями и ссыпания только в угловые Разрывы между лопастями, что ограничивает скорость циркуляции во всем объеме камеры, а, следовательно, снижает гомогенность обработанных материалов.

При загрузке в рабочую камеру этой мельницы смешиваемых и измельчаемых материалов s. виде порошков при контакте с рабочим раствором происходит образование плавающих комков, а также налипов на стенках камеры выше уровня рабочей масси, которые в процессе работы мельницы не участвуют в измельчении и смешении. Попадание частиц этих комков и налипов в конечный перемешанный . продукт резко нарушает его гомогенность, а это, в свою очередь, сказывается на качестве изделий,.изготавливаемых на основе иэмельчаеьых и смешиваемых в такой мельнице материалов., 1

Цель изобретения — повышение удельной производительности и качества готового продукта.

Укаэанная цель достигается тем, что в мельнице для тонкого измельчения, содержащей вертикальную рабочую камеру с мелющей загрузкой, размещенную B камере мешалку, на вертикальном валу которой радиально закреплены и расположены под углом друг к другу по винтовой линии лопасти, выполненные в виде части геликоида, расширяющиеся в направлении от оси вала к периферии и расположенные с шагом, равномерно увеличивающимся снизу вверх по ходу винтовой линии, верхняя концевая ло.-: пасть мешалки закреплена с противоположным направлением ее рабочей поверхности по отношению рабочих поверхностей остальных лопастей и расположена выше предлагаемого уровня мелющей загрузки, а нижняя концевая лопасть мешалки расположена по отношению дна камеры и ее стенок с з азором, меньшим половины минимального диаметра мелющих тел..

При этом диаметр мешалки по лопастям, заключенным между верхней и нижней концевыми лопастями, может быть определен йз соотношения где 0 — диаметр вала мешалки, 0 — внутренний диаметр рабочей камеры, 0> - диаметр мешалки по средним лопастям

4 — диаметр мелющего тела.

На чертеже схематично изображена рабочая камера мельницы с ме3

I шалкой и представлена .принципиаль-! ная схема перемешнвания.

1011254 двумя винтовыми линиями, одна из которых находится на наружной цилиндрической. поверхности вала, а

g Эвам„* „ где D - диаметр вала мешалки, B

Π— диаметр камеры мельницы, 0„, — диаМетр мешалки, по сред25 . ним лопастям, d - диаметр мелющих тел.

Мельница работает следующим образом.

В рабочую камеру 1 с находя3p lщимися там мелющими телами (шарами 1, верхний уровень которых находится между верхней подчищающей ло1 пастью и средними лопастями, заливается рабочий раствор с пластифи35 цирующими добавками, загружаются иэ мельчаеьые и смешиваемые материалы.

При включении привода мельницы (не показан) со стороны верхней

4р подчищающей лопасти 5 на загруженные материалы действуют следующие силы. сила, направленная по касательной к траектории вращения в сторону поворота мешалки, сила, 45 напраВленная Вертикально Вниз сОВ падающая по направлению с силой веса, сила, направленная от оси геликоида к периферии, совпадающая по направдению с центробежной силой.

В результате действия этих сил загруженные материалы перемещаются вниз В зону действия мелющих тел, топятся в рабочем растворе, не об-, разуя комков, и счищаются со стенок камеры. В зоне действия мелю55 щих тел происходит измельчение, материалов за счет энергии истирания, зависящей, главным образом, от сил взаимного давления тел- друг на друга, и за счет кинетической

69 энергии их удара, которая пропорциональна -массе тел и квадрату их скорости. Кроме процесса измельчения происходит другой важный процесс †. перемешиванне обрабатываемых материалоВ.

Мельница состоит иэ вертикальной цилиндрической рабочей камеры

1, соосно расположенной в ней мешалки, состоящей из вертикально полого вала 2 и радиально закрепленных на нем лопастей в форме геликоида: нижней 3, верхней 4 и средних 5. Нижняя лопасть Э выполнена из листового материала таким образом, что ее рабочая поверхность представляет собой часть поверхности геликоида, образованного с помощью прямой-образующей, наклонной вверх по отношению к оси геликоида, ограниченную четырьмя линиями, принадлежащими этой поверхности: двумя винтовыми линиями, одна.из которых находится на наружной цилиндрической поверхности вала, а другая — на цилиндрической поверхности, диаметр .которой меньше диаметра камеры, уменьшенного на величину двух диаметров мелющих тел, нижней кромкой лопасти, образованной пересечением поверхности геликоида с плоскостью, параллельной дну камеры и находящейся от него на расстоянии, меньшем половины диаметра мелющих тел, и одним из положений прямой-образующей. Верхняя подчищающая лопасть 4 также выполнена из листового материала таким образом, .что ее рабочая поверхность представляет собой часть поверхности геликоида, ограниченную четырьмя линиями, принадлежащими этой поверхности: двумя расположенными под углом друг к другу положениями прямой-образующеф, перпендикулярной . оси геликоида, и двумя винтовыми линиями, одна из которых находится на наружной цилиндрической поверхности вала, а вторая - на цилиндри.ческой поверхности, диаметр которой равен наружному диаметру лопасти, причем рабочая позер ность этой лопасти имеет противоположное направление по отношению к .рабочим поверхностям всех остальных лопастей мешалки и закреплена на валу выше остальных лопастейг над верхним уровнем мелющих тел, а зазор между наружным диаметром этой лопасти и стенками камеры выполнен минимальным, обеспечивающим свободное вращение мешалки и удаление налипов со стенок камеры. Средние лопасти 5 выполнены из листового материала таким образом, что рабочая поверхность каждой из лопастей представляет собой часть поверхности гелнконда, ограниченнуЮ четырьмя линиями, принадлежащими этой поверхности: двумя расположенными под углом друг к другу положениями. прямой-образующей, пер-, пендикулярной к оси геликоида, и вторая -..На цилиндрической поверхности, диаметр которой больше средней квадратичной двух Величин: диаметра вала и диаметра камеры и меньше диаметра камеры, уменьшенного на. величину двух диаметров мелющих тел, причем лопасти закреплены на валу таким образом, что нх одноименные точки расположены по винтовой линии с различным угловым шагом по отношению друг к другу, равномерно увеличивающимся снизу вверх по ходу винтовой линии.

-Конструктивно диаметр мешалки по средним лопастям должен удовлетворять неравенству:

1011254

В нижней части камеры, в зоне действия нижней лопасти 3, рабочая масса получает движение от равнодействующей следующих сил: силы, направленной по касательной к траектории вращения в сторону поворота мешалки, центростремительной силы, направленной к оси геликоида и превышающей направленную в противоположную сторону центробежную силу, подъемной силы, направленной вертикально вверх и превышающей силу веса, сил трения о поверхности лопасти и стенок камеры. Перемещение рабочей массы в этой зоне происходит по нижней части траек- 15 тории A, представляющей собой поднимающуюся и одновременно сужающуюся к валу спираль. В зоне действия средних лопастей рабочая масса получает движение от равнодействую- у0 щей следующих сил: окружной силы, направленной по касательной к траектории вращения в сторону поворота мешалки, силы, направленной от оси геликоида к периферии и центробежной силы, направленной в ту же сторону, подъемной силы, направленной вертикально вверх и превышающей силу веса, а также сил .трения о поверх-. ности лопастей и стенок камеры. 30

Перемещение рабочей массы в этой части камеры происходит по остальной части траектории А, представ,ляющей собой поднимающуюся и расширающуюся к периферии спираль.

В процессе подъема по траектории

A материалы измельчаются за счет энергии истирания при Движении рабочей массы вдоль поверхности лопастей и за счет кинематической энергии взаимных ударов мелющих тел 40 при их ссыпании в угловые разрывы между лопастями.

Достигнув периферии лопастей, рабочая масса под действием собственного веса ссыпается в кольцевую пе- 45 риферийную зону, свободную от лопастей, где получает движение от равнодействующей следующих сил: силы веса, силы торможения о стенки камеры, окружной силы, действующей по касательной к траектории вращения в сторону поворота мешалки и центробежной силы. Перемещение рабочей массы в этой части камеры происходит по траектории Б, спускающейся, и одновременно расширяющейся к периферии спирали. Достигнув дна камеры, рабочая масса вновь попадает в зону действия нижней лопасти и цикл перемешивания повторяется. .Вследствие того, что объем кольцевой периферийной зоны в камере выполнен меньше объема остальной части камеры, в этой зоне в процессе работы .мельницы скорость ссыпания рабочей массы больше скорости ее подъема в пределах диаметра мешалки. Увеличение соотношения скоростей обеспечивает повышение энергии соударений мелющих тел в кольцевой периферийной зоне за счет увеличения их скорости. Увеличение этого соотношения ограничено размерами мелющих тел: ширина кольцевого зазора должна быть больше диаметра мелющих тел для соблюдения условия их свободного прохода в зазор под действием собственного веса.

Таким образом, повышение степени гомогенности обработанных материалов, удельной производительности мельницы путем увеличения степени рдиспергирования достигается в предлагаемой мельнице за счет повышения интенсивности взаимодействия мелющих тел в кольцевой периферийной зоне увеличением скорости ссыпания массы в этой части камеры и за счет ускорения процесса перемешивания путем создания в камере зоны, свободной от лопастей, и способствующей быстрой циркуляции рабочей массы, à также за счет установки на валу мешалки специальной верхней подчищающей лопасти, и нижней лопасти, обеспечив;ющей отсутствие застойной зоны в нижней части камеры.

1011254

Составитель В.Губарев у едактор И.Касарда Техред A.Áàáèíåö Корректор В.Гирняк

Заказ 2625/10 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4