Устройство для измельчения

 

Изобретение относится к области измельчения материалов при помощи мелющих тел, свободно загруженных и интенсивно перемещающихся в помольной камере под действием сил инерции, и может быть использовано в горнорудной, металлургической, химической промышленности и других отраслях народного хозяйства, перерабатывающих большие объемы сырьевых материалов. С целью интенсификации процесса устройство для измельчения включает станину, помольную камеру, установленную с возможностью вращения вокруг своей оси, эксцентриковый приводной механизм, шатун переменной длины, расположенный в плоскости, перпендикулярной оси помольной камеры, жестко связанный с последней и шарнирно-с приводным эксцентриковым механизмом и со станиной. Применение устройства, например, для измельчения твердых материалов позволяет за счет периодических неравномерных вращательных движений существенно интенсифицировать движение мелющих тел, что дает возможность не только увеличить удельную производительность процесса, но и получить продукт более тонкого помола в аппаратах значительно меньших габаритов. 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2I) 4219885/29-33 (22) 02.04.87 (46) 07.04.89. Бюл. ¹ 13 (71) Институт геотехнической механики

АН УССР (72) В. Н. Потураев, И. А. Шуляк, А. П. Арчаков, Л. М. Черный и А. А. Ширяев (53) 621.926.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1080858, кл. В 02 С 17/04, 1984.

Патент Франции № 2323446, кл. В 02 С 17/00, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к области измельчения материалов при помощи мелющих тел, свободно загруженных и интенсивно перемещающихся в помольной камере под действием сил инерции, и может быть использовано в горнорудной, металлургической, химической промышленности и других

Изобретение относится к области измельчения материалов при помощи мелющих тел, свободно загруженных и интенсивно перемещающихся в помольной камере под действием сил инерции, и может быть использовано в горнорудной, металлургической, химической промышленности и других отраслях народного хозяйства, перерабатывающих большие объемы сырьевых материалов.

Цель изобретения — интенсификация процесса измельчения.

В отличие от известных устройств со свободной загрузкой, где мелющая среда толстым слоем скапливается у одной стенки помольного барабана, создавая неоднородные условия измельчения истиранием в слое (более благоприятные на периферии и ме„.Я0„„1470335 д 1 (51) 4 В 02 С 19/00, 17/14 отраслях народного хозяйства, перерабатывающих большие объемы сырьевых материалов. С целью интенсификации процесса устройство для измельчения включает станину, помольную камеру, установленную с возможностью вращения вокруг своей оси, эксцентриковый приводной механизм, шатун переменной длины, расположенный в плоскости, перпендикулярной оси помольной камеры, жестко связанный с последней и шарнирно — с приводным эксцентриковым механизмом и со cTBHHHQH. Применение устройства, например, для измельчения твердых материалов позволяет за счет периодических неравномерных вращательных движений существенно интенсифицировать движение мелющих тел, что дает возможность не только увеличить удельную производительность процесса, но и получить продукт более тонкого помола в аппаратах значительно меньших габаритов. 8 ил. нее — в центре, вплоть до малоподвижного ядра, где практически не происходит измельчения), в предлагаемом устройстве переменные по величине и направлению тангенциальные силы инерции распределяют более равномерно мелющие тела по внутренней поверхности барабана, уменьшают толщину слоя мелющей среды и вызывают в ней интенсивные дифференциальные послоевые движения, так как действие сил инерции последовательно и эффективно передается от периферийных слоев к центральным.

Возникающие при определенных значениях заполнения помольной камеры автоколебательные поворотные движения малоподвижного ядра по нижерасположенным слоям мелющих тел стимулируют работу

1470335

3 сил трения-скольжения в барабанных мельницах. Поэтому целенаправленное возбуждение таких колебаний в загрузке существенно повышает эффективность помола.

На фиг. 1 — 3 схематично изображены циклограммы произвольной точки барабан5 ной помольной камеры, силы, действующие на мелющие тела, и контуры мелющей среды (для равномерно вращающегося барабана, неравномерно вращающегося барабана и барабана, совершающего поворотные коле- !0 бания); на фиг. 4 — 7 — кинематические схемы мельницы для реализации способа измельчения в движущемся по круговой траектории барабана, совершающем при этом неравномерное вращение (фиг. 4) или пово- 1 ротные колебания (фиг. 5); а также мельниц с барабаном, совершающим чисто поворотные колебания (фиг. 6) и неравномерное вращательное движение (фиг. 7) с неподвижной осью; на фиг. 8 — конструктивная схема устройства для реализации способа, 20 иллюстрирующего работу устройства.

Устройство работает следующим образом.

В помольную камеру загружают материал и мелющие тела. Затем помольную камеру приводят в движение (неравномерное вращение). За счет соударения мелющих тел, их послойного относительного перемещения и перемещения относительно стенок помольной камеры происходит измельчение материала. Движение помольной камеры может исчерпываться неравномерным периодическим вращением или сочетаться с другими видами движения, например, круговыми колебаниями. В последнем случае процесс измельчения происходит наиболее интенсивно. Поворотные колебания помольной камеры существенно увеличивают подвижность мелющих тел за счет воздействия на них тангенциальной по отношению к поверхности помольной камеры инерционной силы (F„,) переменной величины и направления. Эта сила значительно увеличивает скорость скольжения мелющих тел относительно по- 40 мольной камеры (что приводит к положительному эффекту даже в случае, когда загрузка представлена одним массивным телом) и скорость межслоевого скольжения в массе мелющих тел, способствуя интен- „ сивному истиранию.

На фиг. 4 изображена помольная камера 1 с технологической загрузкой 2, например шарами и измельчаемым материалом, установлена на раме 3 посредством подшипниковой опоры 4, расположенной между 0 помольной камерой 1 и обечайкой 5 рамы с возможностью вращения вокруг собственной оси. Рама 3--установлена на эксцентриковых валах 6, размещенных в подшипниковых узлах станины 9. На помольной камере 1 жестко крепится один конец звена. лере- 55 менной длины 7, другой конец которого со= единен с шарниром 8, установленным на станине 9. В случае, изображенном на фиг. 4, arctg —. Дополнительные силы

F . инерции, создаваемые неравномерным вращательным движением камеры, существенно интенсифицируют движение мелющей среды в тангенциальном направлении, вызывая послойные движения в загрузке.

В конструкциях, изображенных на фиг. 2, 6, 7, неравномерное периодическое вращательное-движение реализуется в чистом виде.

Кривошип 6 вращается с постоянной угловой скоростью в, вызывая неравномерные шарнир О находится внутри круга, описанного центром масс помольной камеры, т. е.

00 =F(R, где R — радиус-эксцентриситет эксцентриковых валов. На фиг. 5 изображен противоположный случай, когда Е)Р. На фиг. 6 и 7 изображены схемы устройства, в которых шатун переменной длины шарнирно связан посредством помольной камеры не с эксцентриковым приводным механизмом, а со станиной. В этом случае звено переменной длины 5 жестко связано с камерой 1, шарнирно установленной посредством подшипниковых опор 3 в станине 9, а другим соединено с шарниром 7 кривошипа (эксцентрикового вала) 6. Устройство на фиг. 6 от устройства фиг. 7 отличается соотношением F u R.

Мельница работает следующим образом.

Эксцентриковые валы 6, вращаясь с угловой скоростью а, посредством рамы 3 сообщают помольной камере 1 движение по круговой траектории. Этот тип движения при фиксированной ориентации помольной камеры в пространстве создает переменный вектор нормальных к поверхности барабана сил инерции, действующих на мелющую загрузку 2, вызывая интенсивные соударения мелющих тел между собой и с помольной камерой. Попадающие между мелющими телами 2 частицы материала измельчаются.

В данной конструкции ориентация помольной камеры в процессе ее движения по круговой траектории меняется так, что на круговое поступательное движение накладывается вращательное неравномерное, так как помольная камера имеет возможность вращаться в подшипниковой опоре 4 внутри обечайки 5 рамы 3. Ориентация камеры задается углом отклонения звена 7 от вертикали. Переменность длины связующего звена 7 — необходимое условие неравномерности его вращения при равномерном круговом движении одного из концов, так как расстояние между шарниром 8 и центром совершающей круговое движение помольной камеры непрерывно меняется.

В случае на фиг. 4 — 7 угол монотонно возрастает, т. е. вращение помольной камеры хоть и неравномерное, осуществляется в одном направлении. В случае на фиг. 5 помольная камера совершает поворотные колебания с амплитудой, определяемой у ялом

1470335

5 врашения связующего звена переменной длины 5, а вместе с ним и неравномерные периодические вращения помольной камеры 1.

В конструкции на фиг. 7 (F(R) имеют место неравномерные вращения камеры в одном направлении, а на фиг. 6 (F)R) изображена конструкция, реализующая поворотные колебания в чистом виде. Качественные отличия в распределении мелющей среды по обьему помольной камеры в традиционных барабанных шаровых мельницах и в мельницах предлагаемой конструкции, реализующих чисто неравномерные периодические вращения, приведены на фиг. 1 — 3.

Применение устройства для измельчения твердых материалов позволяет существенно интенсифицировать движение мелющих тел в помольных камерах традиционных барабанных и центробежных мельниц, что влечет за собой увеличение удельной производительности процесса и дает возможность достичь более высоких показателей (например, по тонине помола) в аппаратах значительно меньших габаритов. Это обусловлено, вопервых, самим фактом возникновения тангенциальных инерционных сил, порождаемых неравномерными вращениями помольной камеры и способствуюших передаче в мелющую среду периодических тангенциальных инерционных импульсов, интенсифицируюших даже при незначительных неравномерных врашениях движение в застойных зонах; во-вторых — значительной величиной этих инерционных сил, которая не ограничена критическими режимами, характерными для центробежных сил, поэтому даже при ограниченной конструктивной амплитуде поворотных колебаний тангенциальная сила инерции может быть достаточно велика за с

6 счет увеличения частоты вращения привода.

При этом отдельное мелюшее тело, находящееся изолированно в барабане, совершающем, например, поворотные колебания, за полупериод колебаний получит тангенциальный импульс, который подбросит его в верхнюю часть помольной камеры, а при загрузке барабана множеством мелюших тел возможно реализовать режимы типа водопадного в барабанных мельницах, но со значительно большими скоростями падения мелющих тел, обусловленных не столько ускорением, сколько большой начальной скоростью отрыва тела от поверхности барабана. Наконец, интенсивность помола по сравнению с барабанными равномерно врашаюшимися мельницами сушественно увеличится, так как цикличность процессов в предлагаемом способе и устроиствах в 2п раз выше, где и — отношение частоты неравномерных периодических вращений к частоте вращения

2Q обычных мельниц.

Предлагаемая конструкция мельницы позволяет довольно просто осушествить неравномерное периодическое врашение помольной камеры (в случае инерционных мельниц — без дополнительного привода).

Формула изобретения

Устройство для измельчения, включающее станину, помольную камеру, усTановленную с возможностью врашения вокруг своей оси и эксцентриковый приводной механизм, отяичаюи!ееся тем, что, с целью интенсификации процесса, оно снабжено шатуном переменной длины, расположенным в плоскости, перпендикулярной оси помольной камеры, жестко связанным с последней и шарнирно с приводным эксцентриковым механизмом и со станиной.

1470335

1470335

1470335

Составитель О. Самохина

Реда кто р С. Патру шев а Техред И. Верес Корректор В. Романенко

Заказ 1379/7 Тираж 544 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О!

Устройство для измельчения Устройство для измельчения Устройство для измельчения Устройство для измельчения Устройство для измельчения Устройство для измельчения 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам струйного измельчения различных материалов и может быть использовано, в частности , в цементном производстве

Изобретение относится к аппаратам для струйного измельчения твердых материалов и может быть использовано преимущественно для помола материалов, склонных к сводообразованию, например магнезита и мрамора

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к процессу изготовления твердосплавных смесей путем мокрого размола

Изобретение относится к процессам измельчения твердых материалов и может быть применено для истирания наружных слоев сферических частиц

Изобретение относится к устройствам для подачи в камеры трубньпс мельниц воды и поверхностно-активных веществ (ПАВ)

Изобретение относится к устройствам для сверхтонкого измельчения сьшучих материалов и может быть использовано , например, в фармацевтической промьшиенности

Изобретение относится к обработке сыпучих материалов, а именно к устройствам для проведения непрерывных механических процессов обработки материалов, например измельчения , перемешивания, и обеспечивает повьшение надежности работы устройства

Изобретение относится к рудоподготовке и может быть использовано при избирательном измельчении руд С целью повышения эффективности способ избирательного измельчения материалов , состоящих из разнопрочных компонентов, включает воздействие на предварительно раздробленную многослойную толщу материала вращающихся мелющих теЛ; внедряя их на глубину 0,17-0,50 от толщины многослоя материала

Изобретение относится к измельчению руд и материалов вибрационными мельницами в химической, пищевой и др

Изобретение относится к измерениям прочностных свойств материалов, в частности к исследованиям структурной прочности пористого тела кокса, и может быть -использовано при лабораторных исследованиях в коксохимической и других отраслях промьштенности

Мельница // 1385363
Изобретение относится к измельчению материалов в мельницах типа шаровых для химической, пищевой и л, других отраслей

Изобретение относится к механическому измельчительному оборудованию различных производств, предназначенному для тонкого измельчения материалов, в том числе металлических стружковых отходов, и может быть применено в горнорудной, химической, строительной и других отраслях промышленных, а также в порошковой металлургии
Наверх