Аттритер для перемешивания и измельчения порошковых материалов

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к установкам для механического смешивания и измельчения материалов. Цель изобретения - повышение срока службы аттритера за счет снижения интенсивности износа трушихся поверхностей . Исходный материал, мелющие шары и помольную жидкость загружают в рабочую камеру 3 через патрубок 7. После откачки воздуха из рабочей камеры ее заполняют инертным газом. С помош,ью привода 2 приводят во враш,ение мешалку. Измельчение материала происходит под воздействием истирающего и ударного действий мелющих шаров, максимальная частота соударений которых между собой и стенками рабочей камеры 3 обеспечивается вращающейся мешалкой , представляющей собой вертикальный вал 4 с горизонтальными билами 5 и импеллером 6. Импеллер представляет собой двухлопастной ротор, сочетающий в себе ряд конструктивных элементов, а именно изогнутость в сторону вращения лопастей по радиусу ,5D, где D - диаметр импеллера , наличие клиновидных элементов на концах лопастей, вогнутость верхней поверхности лопасти, выполнение перехода нижней поверхности лопасти на торцовую с радиусом , а боковой стенки рабочей камеры в днище с , где б - зазор между импеллером и днищем, причем .. Указанные конструктивные отличия уменьшают момент сопротивления импеллера при его врезании в рабочую массу. 1 з. п. ф-лы, 4 ил. а

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„,З0„„1447568 А 1

B 22 F 1 00

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4201012/23-02 (22) 19.01.87 (46) 30.12.88. Бюл. ¹ 48 (71) Конструкторско-технологическое бюро

«Спецпром арматура» (72) И. П. Иванов и Л. Г. Масхулия (53) 621.762.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 218647, кл. В 02 С 17/06, 1967.

Авторское свидетельство СССР № 995868, кл. В 02 С 17/16, 1981. (54) АТТРИТЕР ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ

И ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ПОРОШКОВЬ1Х МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к установкам для механического смешивания и измельчения материалов. Цель изобретения — повышение срока службы аттритера за счет снижения интенсивности износа трущихся поверхностей. Исходный материал, мелющие шары и помольную жидкость загружают в рабочую камеру 3 через патрубок 7. После откачки воздуха из рабочей камеры ее заполняют инертным газом. С помощью привода 2 приводят во вращение мешалку. Измельчение материала происходит под воздействием истирающего и ударного действий мелющих шаров, максимальная частота соударений которых между собой и стенками рабочей камеры 3 обеспечивается вращающейся мешалкой, представляющей собой вертикальный вал 4 с горизонтальными билами 5 и импеллером 6. Импеллер представляет собой двухлопастной ротор, сочетающий в себе ряд конструктивных элементов, а именно изогнутость в сторону вращения лопастей по радиусу Rj=0,5D, где D — диаметр импеллера, наличие клиновидных элементов на концах лопастей, вогнутость верхней поверхности лопасти, выполнение перехода нижней поверхности лопасти на торцовую с радиусом К2=2Р, а боковой стенки рабочей камеры в днище с Rz=Rz+6, где о — зазор между импеллером и днищем, причем 6 D/2

Указанные конструктивные отличия уменьшают момент сопротивления импеллера при его врезании в рабочую массу. 1 з. и. ф-лы, 4 ил, 1447568

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, к устройствам для механического смешивания и измельчения порошковых материалов.

Цель изобретения — повышение срока службы за счет снижения интенсивности износа трущихся поверхностей.

На фиг. 1 показано аттритер, общий вид; на фиг. 2 — импеллер, вид сверху; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг. 2 (лопасти импеллера в средней части); на фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг. 2 (импеллер и его расположение относительно боковой стенки и днища рабочей камеры).

Аттритер состоит из рамы 1 (фиг. 1), электромеханического привода 2, рабочей камеры 3, вала 4 мешалки с билами 5, которые отстоят от внутренней поверхности рабочей камеры на расстояние не менее трех диаметров мелющих шаров. На нижнем конце ме1налки установлен импеллер (двухлопастный ротор) 6, имеющий по отношению к днищу и боковой стенке рабочей камеры зазоры не более 0,1 мм. Рабочая камера снабжена загрузочным патрубком 7, вентилем 8 системы откачки воздуха (не показана) и вентилем 9 для стравливания инертного газа из рабочего объема камеры 3.

Устройство работает следующим образом

Исходный материал для помола, мелющие шары и помольная жидкость загружа::о-сн в рабочую камеру 3 через патрубок 7 (фиг. ij. Производится откачка воздуха из раоочей камеры 3 форвакуумным насосом при открытии вентиля 8. После откачки воздуха рабочий об.ьем камеры 3 заполняется инертным газом с избыточным давлением.

Затем открывается вентиль 9, после чего запускается электромеханический привод 2, приводяший во вращение мешалку. Измельчение материала происходит под воздействием истирающего и ударного действий мелющих шаров, максимальная частота соударений сэторых между собой и стенками рабочей камеры 3 обеспечивается вращающейся мешалкой, представляк щей собой вертикальный вал 4 с горизонтальными билами Г> и импеллером 6.

Слой рабочей массы, оседающий на днище камеры, поднимается вверх и вклю:зется в общую циркуляцию с помощью импеллера 6., представляющего собой двухлопастный ротор, который сочетает в себе ряд в.;аимосвязанных конструкти зных элементог.

Так, изогнутость в сторону вращения лопастей по радиусу R =0,5D, где D — диаметр импеллера, придана лопастями с целью уменьшения сопротивления при врезании лопастей в рабочую массу, так как уменьшается : опротивление. Клиновидные элементы {фиг. 2 и 3) на концах лопастей, выступающие в. сторону вращения при работе импеллера, выбивая угловые шары, нарушают перед передней кромкой лопасти упаков5 !

О i5

45 ку шаров, прижатую центробежной силой к боковой стенке рабочей камеры 3 уменьшая момент сопротивления импеллера при его врезании в рабочую массу. Вогнутая поверхность лопасти (фиг. 4), Ri=0,4D, лишает шары, движущиеся по днищу под действием центробежной силы от центра к периферии, упора в боковую стенку рабочей камеры. Благодаря этому весь поток рабочей массы при движении в направлении, перпендикулярном лопасти, имеет неустойчивое положение, в результате исключается сосредоточенный интенсивный износ рабочих поверхностей импеллера и боковой стенки рабочей камеры в виде канавок, который наблюдается при плоской поверхности лопастей.

Радиус Rz=2D (фиг. 4) при переходе нижней поверхности на торцовую поверхность концов лопастей необходим для установки с минимальным зазором с боковой стенкой рабочей камеры и днища, переход которых друг в друга выполнен по радиусу, равному Rz=Rz+6, где о — зазор импеллера между днищем и боковой стенкой рабочей камеры, причем 6(0/2, При этом радиусе перехода днища в боковую стенку (фиг. 4) исключается наличие у угловых шаров двух то к опоры (о днище и боковую поверхность), что наблюдается у угловых шаров при переходе днища в боковую стенку под прямым углом. Из-за наличия двух точек опоры (о днище и боковую стенку) движущийся шар должен одновременно вращаться вокруг двух пергендикулярных осей врац,ения, что невозможно. Поэтому движущиеся угловые шары не катятся, а протаскиваются общей упаковкой шаров под действием импеллера относительно днища и боково:-: стенки. Это является одной из причин самого интенсивного износа днища и бокоВоН стенки именно в углу, при переходе днища в боковую стенку под прямым углом.

Зазор между импел.яром, д; ищем и боковой стенкой рабочей камеры не более

0,1 мм при диаметре мелющих шаров d=6 мм обеспечивает самозатачивание рабочих кромок импеллера о рабочую массу. Этим исключается необходимость периодической заточки импеллера перед работой, что неизбежно при зазорах больше 0 i мм;

При испытаниях в качестве материала помола была использована шихта стандартной композиции безвольфрамовового твердого .сплава TH-20, содержашего карбид титана TiC 80 об.о с никельмолибденовой связкой 20 об.Я при соотношении Ni — Мо 3: i.

Помольные шары изготовлены из твердого сплава ВК8 диаметром 8 мм. Помольная жидкость спирт. Скорость вращения мешалки 700 и 1000 об/мин. После каждых

100 ч работы при помоле твердосплавной шихты проводился осмотр рабочих поверхностей аттритеров с замером износа по кон1447568

3 трольным точкам, равномерно расположенным по всем рабочим поверхностям.

После 1000 ч работы у аттритера прототипа дважды выходило из строя уплотнение и подшипниковый узел вала мешалки, а сосредоточенныи износ донышка, рабочей ка5 меры в зоне импеллера и самого импеллера достиг величины, приводящей к появлению заклиниваний. После 500 ч испытания прототипа были прекращены из-за необходимости капитального ремонта. В аттритере же HI 4015 Э за время 1000 ч видимых сосредоточенных износов не обнаружено. Импеллер, донышко и рабочая камера в зоне импеллера изнашиваются равномерно с интенсивностью 0,15 мм за 100 ч работы. Ра15 бочие поверхности уплотнения сохранили чистоту при износе 0,2 мм.

Таким образом, средний ресурс предлагаемого аттритера до капитального ремонта при работе на помоле твердосплавной шихты при 1000 об/мин составляет 1500 ч, что 20 в 3 раза больше ресурса прототипа.

Формула изобретения

1. Аттритер для перемешивания и измельчения порошковых материалов, содержащий вертикальную цилиндрическую рабочую камеру с мелющими шарами и мешалку, выполненную в виде вращающегося герметично уплотненного в корпусе вала с расположенными на нем по винтовой линии под углом друг к другу билами и закрепленным на

его нижнем конце двухлопастным импеллером, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы за счет снижения интенсивности износа трущихся поверхностей, лопасти импеллера выполнены изогнутыми в направлении вращения по радиусу Ri=0 5D, где D — диаметр импеллера, их верхние рабочие поверхности выполнены вогнутыми, радиус перехода нижней поверхности лопастей к торцовой Rg=2d, где d — диаметр мелющего шара, радиус перехода внутренней боковой стенки цилиндрической камеры в днище Rz=Rz+6, где 6 — зазор между нижней поверхностью импеллера и днищем, причем 6(d/2, но равен зазору между торцовой поверхностью импеллера и внутренней поверхностью боковой стенки.

2. Аттритер по п. 1, отличающийся тем, что концевые участки лопастей импеллера выполнены клиновидной формы.

1447568

Составитель В. Костюков

Редактор Л. Пчолинская Техред И. Верес Корректор Г. Решетник

Заказ 6716/14 Тираж 74! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, .Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4