Центробежная шаровая мельница
Изобретение относится к устройствам для тонкого измельчения и механической активации различных материалов и может быть применено в химической, горно-обогатительной, строительной и других отраслях промышленности, преимущественно в технологиях, требующих механическую активацию материалов. Цель изобретения - повышение интенсивности измельчения. В центробежной шаровой мельнице, содержащей вращающийся на валу 6 цилиндрический сепаратор 5 с шарами 11, свободно вставленными в пазы 7,8,9, неподвижный корпус 1 и питающее устройство 3, причем пазы 7,8,9 выполнены кольцевыми в окружном направлении сепаратора, плоскость симметрии П кольцевых пазов 7, 8, 9 наклонна, а стенки пазов 7, 8, 9 перпендикулярны к оси сепаратора 5. На боковой поверхности сепаратора 5 между стенками пазов 7, 8, 9 выполнены ребра 10. Между оребренной поверхностью сепаратора 5 и корпусом 1 образован кольцевой зазор S в пределах d < S < 1,7 d, где d - диаметр шара. 1 ил.
Изобретение относится к устройствам для тонкого измельчения и механической активации различных материалов и может быть применено в химической, горно-обогатительной, строительной и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение интенсивности измельчения. На чертеже изображена предлагаемая мельница, вид с разрезом. Центробежная шаровая мельница содержит неподвижный корпус 1 с рубашкой охлаждения 2, питающим устройством 3 и разгрузочным патрубком 4. Внутри корпуса 1 соосно расположен цилиндрический сепаратор 5, установленный на приводном валу 6. Между наружной поверхностью цилиндрического сепаратора 5 и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 1 имеется кольцевой зазор, который меньше половины диаметра шара. Цилиндрический сепаратор 5 представляет собой полый цилиндр, на внешней поверхности которого в окружном направлении выполнены кольцевые пазы 7, 8, 9 таким образом, что полость симметрии П кольцевых пазов 7, 8, 9 наклонена, а стенки пазов 7, 8, 9 перпендикулярны к оси цилиндрического сепаратора 5. Максимальный угол 
между плоскостью симметрии П и перпендикуляром к оси сепаратора 5 в точке их пеpесечения должен быть меньше величины arctg [(l-h)/d], где l - длина сепаратора, d - диаметр сепаратора, h - ширина паза (на рисунке не показаны). На боковой поверхности цилиндрического сепаратора 5 между стенками пазов 7, 8, 9 выполнены продольные ребра 10. В кольцевое пространство пазов 7, 8, 9 загружены шары 11. Между оребренной поверхностью сепаратора 5 и внутренней поверхностью корпуса 1 образован зазор S в пределах d < S < 1,7 d, где d - диаметр шара. Выполнение зазора S по величине больше диаметра шара обеспечивает свободное расположение шаров в пазах 7, 8, 9. Ограничение зазора S величиной 1,7 диаметра шара, устраняет возможность выдвижения шаров из однородного слоя во второй ряд и тем самым предотвращает заклинивание шаровой загрузки. Мельница работает следующим образом. В исходном состоянии укладка шаров 11 в пазах 7, 8, 9 сепаратора 5 такова, что они образуют однорядный слой, причем часть шаров в этом слое контактирует с корпусом 1, а другая часть с оребренной поверхностью сепаратора 5. При вращении цилиндрического сепаратора 5 происходит ударное взаимодействие его оребренной поверхности с контактирующими шарами 11. После чего шары движутся в направлении корпуса 1 под углом 
, где - угол между касательной к сепаратору 5 в точке его контакта с шаром и направлением движения шара к корпусу после этого взаимодействия (на рисунке не показан), имея некоторую величину угловой скорости вращения вокруг собственной оси и линейной скорости. Так как шары находятся в однорядном слое, то практически каждый шар до удара в корпус взаимодействует с окружающими его из слоя шарами, в процессе чего происходит передача им части кинематической энергии поступательного и вращательного движения. Вследствие того, что составляющая линейной скорости шаров, при их движении от сепаратора к корпусу, направлена в сторону вращения сепаратора, шаровая загрузка паза приводится в круговое движение по корпусу 1. В процессе кругового движения каждый шар совершает колебательное движение между сепаратором и корпусом, т.к. периодически происходит смена шаров, участвующих в контакте с сепаратором 5. Кроме этого, вследствие того, что плоскость симметрии П кольцевых пазов 7, 8, 9 наклонена к оси сепаратора 5, шаровая загрузка совершает еще возвратно-поступательное перемещение вдоль оси корпуса 1. На частоту виброударного движения шаров 11 и интенсивность их воздействия на материал влияет радиальная составляющая линейной скорости шара, при его движении от сепаратора 5 к корпусу 1, т.е. угол . Чем больше этот угол, тем меньшую энергию шар передает шаровой загрузке в направлении кругового движения и, следовательно, с большей силой происходит его ударное взаимодействие с корпусом 1. Кроме того уменьшается расстояние между точкой отрыва шара от сепаратора 5 до точки удара шара в корпус 1, что повышает частоту виброударного движения шаров 11. Наличие ребер 10 на боковой поверхности сепаратора 5 способствует увеличению радиальной составляющей скорости шара. Возвратно-поступательное перемещение шаровой загрузки вдоль оси корпуса обеспечивает равномерный износ рабочей поверхности корпуса, а при неполной шаровой загрузке кольцевого пространства пазов 7, 8, 9 и равномерный износ оребренной поверхности сепаратора 5 между стенками пазов 7, 8, 9. Выполнение боковых стенок пазов 7, 8, 9 перпендикулярными к оси сепаратора исключает возможность заклинивания шаров между корпусом 1 и стенками паза сепаратора 5 в процессе их возвратно-поступательного и кругового движения. Таким образом, в стационарном режиме работы мельницы шаровая загрузка совершает круговые движения по корпусу, возвратно-поступательное движение вдоль оси корпуса, колебательное движение между сепаратором и корпусом, в процессе которого реализуется в равной степени для каждого шара высокочастотное ударное истирающее воздействие шаров на обрабатываемый материал. Исходный материал подается через питающее устройство 3, поступает на вращающийся сепаратор 5 и под действием центробежных сил равномерно рассеивается по поверхности корпуса 1. Опускаясь под действием собственного веса, материал поэтапно поступает в кольцевое пространство между корпусом 1 и пазами 7, 8, 9 сепаратора 5. Здесь происходит его измельчение и активация шарами 11. Удаляется измельченный материал через разгрузочный патрубок 4 при помощи лопаток 12. Таким образом, в центробежной шаровой мельнице за счет выполнения пазов кольцевыми в окружном направлении и наклонными к оси сепаратора, для шаровой загрузки созданы условия кругового движения по корпусу, возвратно-поступательного движения вдоль оси корпуса, колебательного движения между сепаратором и корпусом, в процессе которого реализуется в равной степени для каждого шара высокочастотное ударное, истирающее и раздавливающее воздействие шаров на обрабатываемый материал, обеспечивающее повышение интенсивности измельчения в 3,5 раза и увеличение степени активации материала в 16 раз. Ребристая поверхность сепаратора между стенками паза способствует увеличению силы и частоты ударного воздействия шаров на материал.
Формула изобретения
ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ШАРОВАЯ МЕЛЬНИЦА, содержащая неподвижный вертикальный цилиндрический корпус и коаксиально установленный в нем на валу цилиндрический сепаратор с пазами на внешней поверхности, в которых свободно установлены шары, отличающаяся тем, что, с целью повышения интенсивности измельчения, пазы выполнены кольцевыми с наклонной плоскостью симметрии и перпендикулярными стенками к оси сепаратора, на боковой поверхности которого между стенками пазов выполнены вертикальные ребра, а зазор, образованный между стенками пазов и корпусом, больше диаметра шара, но меньше 1,7 диаметра шара.РИСУНКИ
Рисунок 1
