Мелющий элемент барабанной мельницы (варианты)
Владельцы патента RU 2305597:
ООО "Объединенные машиностроительные заводы-Горное оборудование и технологии (Группа Уралмаш-Ижора)" (RU)
Изобретение относится к технике для тонкого измельчения твердых материалов в различных отраслях промышленности. Предлагаемый мелющий элемент барабанной мельницы выполнен в виде выпуклого тела постоянной ширины со скругленными ребрами, поверхность которого образована пересечением четырех сфер одинакового радиуса с центрами, расположенными в вершинах тетраэдра, радиусы сфер равны длине ребер тетраэдра, причем только три ребра скруглены, поверхность скругления указанных ребер образована вращением относительно скругляемых ребер тетраэдра дуги стягиваемой хордой, совпадающей с ребром тетраэдра, а радиус дуги равен радиусу сфер, остальные три ребра и все четыре вершины не скруглены. По первому варианту скруглены три ребра, исходящие из одной вершины, а по второму - три ребра, ограничивающие одну из граней тетраэдра. Технический результат достигается за счет наличия на поверхности граней мелющего элемента вершин с углами пересечения сферических поверхностей, что существенно повышает эффективность дробления за счет раскалывания крупных кусков измельчаемого материала при их соударении с не скругленными ребрами и вершинами мелющего элемента. 2 н.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к технике для тонкого измельчения твердых материалов и может быть использовано в горно-обогатительной, цементной, теплоэнергетической, химической отраслях промышленности.
Известен мелющий элемент барабанной мельницы, выполненный в форме шара, являющегося выпуклым телом постоянной ширины, с шириной, равной его диаметру [Краткий справочник технолога цементного завода. /Под ред. И.В.Кравченко М., "Стройиздат", 1974, с.304].
Недостатком указанного мелющего элемента барабанной мельницы является малый дробящий эффект из-за значительной постоянной кривизны поверхности шара, равной его радиусу.
Известен мелющий элемент барабанной мельницы, выполненный в форме тетраэдра со скругленными ребрами, гранями и вершинами [Патент Германии №440198, кл. В50С 15/30, 1927].
Недостатками указанного мелющего элемента барабанной мельницы являются малый дробящий эффект из-за значительной кривизны поверхностей скругления ребер и вершин тетраэдра, а также то, что этот элемент не является телом постоянной ширины и не обеспечивает плотную упаковку тел при свободной пересыпке.
Наиболее близким к предлагаемому является мелющий элемент барабанной мельницы, выполненный в виде выпуклого тела постоянной ширины, поверхность которого образована пересечением четырех сфер одинакового радиуса с центрами, расположенными в вершинах тетраэдра, причем радиусы сфер равны длине ребер тетраэдра, а вершины и ребра скруглены [Авторское свидетельство СССР №1388088 МПК: В02С 17/20, 1988 - прототип].
Недостатком указанного мелющего элемента барабанной мельницы является малый дробящий эффект из-за значительной кривизны поверхностей округления ребер и вершин тетраэдра постоянной ширины.
Технической задачей, решаемой предложенным мелющим элементом барабанной мельницы, является повышение эффективности дробления крупных кусков измельчаемого материала.
Решение поставленной задачи достигается тем, что мелющий элемент барабанной мельницы выполнен в виде выпуклого тела постоянной ширины со скругленными гранями, поверхность которого образована пересечением четырех сфер одинакового радиуса с центрами, расположенными в вершинах тетраэдра, причем радиусы сфер равны длине ребер тетраэдра, только любые три ребра скруглены, а три другие ребра тетраэдра и все четыре вершины не скруглены, причем поверхность скругления указанных ребер образована вращением относительно скругляемых ребер тетраэдра дуги стягиваемой хордой, совпадающей с ребром тетраэдра, а радиус дуги равен радиусу сфер.
Перечень чертежей.
Фиг.1 - Вид спереди на мелющий элемент (Вариант 1).
Фиг.2 - Вид сбоку на мелющий элемент (Вариант 1).
Фиг.3 - Вид сверху на мелющий элемент (Вариант 1).
Фиг.4 - Продольное сечение скругляемого ребра.
Фиг.5 - Поперечное сечение по центру скругляемого ребра.
Фиг.6 - Вид спереди на мелющий элемент (Вариант 2).
Фиг.7 - Вид сбоку на мелющий элемент (Вариант 2).
Фиг.8 - Вид сверху на мелющий элемент (Вариант 2).
Мелющий элемент (Вариант 1) фиг.1 и 3 содержит четыре вершины 1-4, являющиеся центрами четырех сферических поверхностей радиуса R, три скругленные ребра 1-2, 1-3, 1-4, ребра 2-4, 4-3, 3-2 не скруглены. На Фиг.2 показан в натуральную величину угол пересечения двух сферических граней с нескругленным ребром 4-2. Дуга скругления 1-3 радиуса R и хорда 1-3, являющаяся одновременно гранью тетраэдра и осью вращения дуги скругления 1-3 в сечении Б-Б, показаны на фиг.4. Образование поверхности скругления ребер выполнено вращением дуги радиуса R между продолжением смежных плоскостей граней тетраэдра, натуральный угол α между которыми для тетраэдра однозначно определен его геометрией, а максимальный радиус скругления ребра r, равный высоте хорды показан на сечении А-А фиг.5. Расстояния от вершины 4 до оси вращения хорды и от вершины 2 до оси вращения хорды, а также от оси тетраэдра до оси вращения хорды, показанные на фиг.5, однозначно определяются геометрией тетраэдра.
Существенными отличительными признаками предлагаемого элемента от прототипа являются скругления только трех ребер тетраэдра, исходящих из одной вершины, а три другие ребра тетраэдра и все четыре вершины не скруглены, причем поверхность скругления указанных ребер образована вращением относительно скругляемых ребер тетраэдра дуги, стягиваемой хордой, совпадающей с ребром тетраэдра, а радиус дуги равен радиусу сфер.
В процессе работы мельницы мелющие элементы своими вершинами 1, 2, 3, 4, скругленными ребрами 1-2, 1-3, 1-4, нескругленными ребрами 2-4, 4-3, 3-2 и сферическими гранями 1-2-3, 1-3-4, 1-4-2 и 2-3-4 оказывают ударное, раздавливающее и истирающее воздействия на частицы измельчаемого материала и последние измельчаются. Эффективность ударного воздействия тем выше, чем больше концентрация напряжений в зоне контакта мелющего элемента и измельчаемой частицы материала, поэтому наличие четырех нескругленных вершин и трех нескругленных ребер повышает интенсивность измельчения материала.
Мелющий элемент (Вариант 2) фиг.6 и 8 содержит четыре вершины 1-4, являющиеся центрами четырех сферических поверхностей радиуса R, три скругленные ребра 2-4, 4-3, 3-2, а ребра 1-2, 1-3, 1-4 не скруглены. На Фиг.7 показан в натуральную величину угол пересечения двух сферических граней со скругленным ребром 4-2. Дуга скругления 2-4 радиуса R и хорда 2-4, являющаяся одновременно гранью тетраэдра и осью вращения дуги скругления 2-4 в сечении Б-Б, показаны на фиг.4. Образование поверхности скругления ребер выполнено вращением дуги радиуса R между продолжением смежных плоскостей граней тетраэдра, натуральный угол α между которыми для тетраэдра однозначно определен его геометрией, а максимальный радиус скругления ребра r, равный высоте хорды, показан на сечении А-А фиг.5. Расстояния от вершины 4 до оси вращения хорды и от вершины 2 до оси вращения хорды, а также от оси тетраэдра до оси вращения хорды, показанные на фиг.5, однозначно определяются геометрией тетраэдра.
Существенными отличительными признаками предлагаемого элемента от прототипа являются то, что только три ребра, ограничивающие одну из граней тетраэдра, скруглены, причем поверхность скругления указанных ребер образована вращением относительно скругляемых ребер тетраэдра дуги, стягиваемой хордой, совпадающей с ребром тетраэдра, радиус дуги равен радиусу сфер, а три другие ребра и все четыре вершины не скруглены.
В процессе работы мельницы мелющие элементы своими вершинами 1-4, скругленными ребрами 1-2, 1-3, 1-4, нескругленными ребрами 2-4, 4-3, 3-2 и сферическими гранями 1-2-3, 1-3-4, 1-4-2 и 2-3-4 оказывают ударное, раздавливающее и истирающее воздействие на частицы измельчаемого материала и последние измельчаются. Эффективность ударного воздействия тем выше, чем больше концентрация напряжений в зоне контакта мелющего элемента и измельчаемой частицы материала, поэтому наличие четырех нескругленных вершин и трех нескругленных ребер повышает интенсивность измельчения материала.
За счет придания мелющему элементу такой формы, при которой на его поверхности имеются грани и вершины с углами пересечения сферических поверхностей, существенно повышается эффективность дробления крупных кусков измельчаемого материала при его соударении с мелющим элементом.
1. Мелющий элемент барабанной мельницы, выполненный в виде выпуклого тела постоянной ширины со скругленными ребрами, поверхность которого образована пересечением четырех сфер одинакового радиуса с центрами, расположенными в вершинах тетраэдра, причем радиусы сфер равны длине ребер тетраэдра, отличающийся тем, что только три ребра, исходящие из одной вершины, скруглены, причем поверхность округления указанных ребер образована вращением относительно скругляемых ребер тетраэдра дуги стягиваемой хордой, совпадающей с ребром тетраэдра, радиус дуги равен радиусу сфер, три другие ребра и все четыре вершины не скруглены.
2. Мелющий элемент барабанной мельницы, выполненный в виде выпуклого тела постоянной ширины со скругленными ребрами, поверхность которого образована пересечением четырех сфер одинакового радиуса с центрами, расположенными в вершинах тетраэдра, причем радиусы сфер равны длине ребер тетраэдра, отличающийся тем, что только три ребра, ограничивающие одну из граней тетраэдра, скруглены, причем поверхность округления указанных ребер образована вращением относительно скругляемых ребер тетраэдра дуги стягиваемой хордой, совпадающей с ребром тетраэдра, радиус дуги равен радиусу сфер, три другие ребра и все четыре вершины не скруглены.
