Роторно-вихревая мельница
Владельцы патента RU 2249483:
Научно-исследовательское учреждение Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук (НИУ ИХТТМ СО РАН) (RU)
Изобретение предназначено для измельчения материалов в производстве порошковых материалов для получения продукта с заданной дисперсностью. Роторно-вихревая мельница включает корпус с патрубками ввода и вывода обрабатываемого материала, в котором коаксиально размещен ротор, на боковой поверхности которого выполнены пазы прямоугольного сечения, боковые поверхности ротора и корпуса, обращенные друг к другу, выполнены конусными, на торцевой поверхности ротора, обращенной к патрубку ввода, выполнено, по крайней мере, два кольцевых конических выступа, а внутренняя поверхность крышки корпуса выполнена конической. Изобретение позволяет повысить эффективность измельчения. 2 ил.
Изобретение относится к устройствам для измельчения и может быть использовано в производстве порошковых материалов для получения продукта с заданной дисперсностью.
Известна роторно-вихревая мельница (1. A.c. СССР №1618440, опубл. 7.01.91., БИ №1), содержащая корпус, в котором коаксиально установлен ротор, патрубки загрузки и выгрузки материала, а на наружной поверхности ротора и внутренней поверхности корпуса выполнены сегментные пазы, образующие в своем поперечном сечении кольцевые камеры измельчения.
Недостатком устройства является низкое содержание фракции требуемого размера.
Известен также роторно-вихревой аппарат (2. Свидетельство России на полезную модель №2093, опубл. 16.05.95, БИ №5), содержащий корпус, в котором коаксиально установлен ротор, на боковой поверхности которого расположены пазы прямоугольного сечения, которые выполнены наклонно в сторону, противоположную вращению ротора.
Недостаток этого устройства- неизменная по всему объему камеры измельчения интенсивность вихревого потока и возможность “проскока” частиц от входного патрубка к выходному с неконтролируемой степенью обработки, что приводит к снижению фракции с требуемой степенью измельчения.
Известен роторно-вихревой аппарат (3. Пат. России №2106199, опубл. 10.03.1998 г., БИ №7), содержащий корпус с патрубками ввода и вывода обрабатываемого материала, в котором коаксиально размещен ротор, на боковой поверхности которого выполнены пазы прямоугольного сечения, а боковые, поверхности ротора и корпуса, обращенные друг к другу, выполнены конусными.
Недостатком этого устройства является необходимость предварительного измельчения материала до размеров, соответствующих зазору между боковой поверхностью ротора и стенкой корпуса.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности измельчения за счет расширения функциональных возможностей заявляемой роторно-вихревой мельницы.
Поставленная задача решается за счет того, что в заявляемой роторно-вихревой мельнице, включающей корпус с патрубками ввода и вывода обрабатываемого материала, в котором коаксально размещен ротор, на боковой поверхности которого выполнены пазы прямоугольного сечения, а боковые поверхности ротора и корпуса, обращенные друг к другу, выполнены конусными, на торцевой поверхности ротора, обращенной к патрубку ввода, выполнено, крайней мере, два кольцевых конических выступа, а внутренняя поверхность крышки корпуса выполнена конической.
По отношению к прототипу заявляемое техническое решение обладает следующими существенными отличительными признаками:
- на торцевой поверхности ротора, обращенной к патрубку ввода, выполнено, по крайней мере, два кольцевых конических выступа;
- внутренняя поверхность крышки корпуса выполнена конической.
Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что наличия совокупности указанных признаков в известных роторно-вихревых мельницах не обнаружено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию “новизна” по действующему законодательству.
Заявленная совокупность отличительных признаков позволяет повысить эффективность размола за счет расширения ее функциональных возможностей, позволяющих обрабатывать материалы с более крупными размерами исходных кусков измельчаемого материала и исключить стадию предварительного измельчения с использованием другой мельницы, например щековой.
На фиг.1 схематично представлена роторно-вихревая мельница.
На фиг.2 - изображен поперечный разрез заявляемой мельницы.
Роторно-вихревая мельница включает корпус 1 с крышкой 2, патрубками ввода 3 и вывода 4 обрабатываемого материала, внутри которого коаксиально размещен ротор 5, закрепленный на приводном валу 6. На боковой поверхности ротора выполнены пазы прямоугольного сечения 7, а на торцевой поверхности ротора, обращенной к крышке 2, выполнены, по крайней мере, два кольцевых конических выступа 8. Внутренняя поверхность крышки 2 выполнена конической.
Вращение ротора осуществляется приводом с регулируемым числом оборотов (не показан).
Устройство работает следующим образом.
Обрабатываемый материал поступает через патрубок 3 в корпус 1 мельницы. При вращении ротора 5 в зазоре между торцевой поверхностью ротора и крышкой материал под действием центробежных сил отбрасывается к периферии и, проходя между коническими кольцевыми выступами 8 ротора 5 и конической поверхностью крышки 2, частицы последовательно измельчаются до размеров, соответствующих зазорам между коническими выступами и крышкой и, в конечном итоге, после прохождения последнего периферийного конического выступа до размеров, соответствующих зазору между боковой поверхностью ротора и корпусом. В этом зазоре возникают области интенсивного вихревого движения газа, вызванные пазами 7 ротора. Проходя этот зазор, материал измельчается и выносится через патрубок 4.
С увеличением числа оборотов ротора повышается как интенсивность предварительного измельчения, так и интенсивность измельчения в вихревой области, что дает возможность изменять степень измельчения.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая роторно-вихревая мельница с ротором, на торцевой поверхности которого выполнены кольцевые конические выступы, позволяет повысить эффективность измельчения за счет увеличения верхнего зазора исходных кусков измельчаемого материала и продления срока службы мелющих элементов.
Роторно-вихревая мельница, включающая корпус с патрубками ввода и вывода обрабатываемого материала, в котором коаксиально размещен ротор, на боковой поверхности которого выполнены пазы прямоугольного сечения, а боковые поверхности ротора и корпуса, обращенные друг к другу, выполнены конусными, отличающаяся тем, что на торцевой поверхности ротора, обращенной к патрубку ввода, выполнено, по крайней мере, два кольцевых конических выступа, а внутренняя поверхность крышки корпуса выполнена конической.
