Мельница для тонкого измельчения твердых материалов в среде жидкого носителя



Мельница для тонкого измельчения твердых материалов в среде жидкого носителя
Мельница для тонкого измельчения твердых материалов в среде жидкого носителя

 


Владельцы патента RU 2577899:

Акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" (RU)

Изобретение предназначено для тонкого измельчения твердых материалов в среде жидкого носителя, в частности в воде, фреоне или другой среде, в химической и других отраслях промышленности. Мельница содержит станину (7), привод (1), ротор (4), статор (5) и устройства вывода суспензии из рабочей зоны мельницы (9). Вал (3) установлен в подшипниковом узле (2) с возможностью вращения. Ротор (4) закреплен на валу. Статор (5) закреплен в основании (8). Устройство вывода суспензии из рабочей зоны мельницы конструктивно отделено от подшипникового узла. Отражатель (13) устройства вывода суспензии закреплен на роторе. Круговой коллектор (11) устройства вывода суспензии закреплен на статоре. Коллектор имеет выходной патрубок (10) и отбойник (12). Исключение попадания суспензии в подшипниковый узел привода обеспечивает повышение надежности мельницы. 2 ил.

 

Изобретение относится к технике измельчения твердых материалов в жидких средах, например в воде, фреоне или другой среде в зависимости от свойств измельчаемого материала. Измельчители такого типа широко применяются в химической и других отраслях промышленности.

Известна песочно-дисковая мельница, предназначенная для перетирания и диспергирования эмалей, красок и других химических продуктов (Каталог «Оборудование для тонкого измельчения» ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, М., 1972, стр. 16-17). Мельница представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд с рубашкой для водяного охлаждения. В цилиндре размещен ротор (вал с насаженными на него дисками). Ротор вращается от электродвигателя. Исходный продукт подается насосом через нижнее отверстие в цилиндре. Цилиндр частично заполнен мелющими телами - стеклянными шариками диаметром 0,8…1,2 мм. При вращении ротора твердые частицы материала измельчаются в результате трения о мелющие тела и друг о друга. Скорость подачи исходного продукта в зависимости от свойств измельчаемого материала регулируют изменением числа оборотов электропривода подающего насоса. Готовый продукт выходит через патрубок в верхней части цилиндра.

Недостатком этой мельницы является измельчение, а иногда и частичное разрушение мелющих стеклянных шариков. Этот намол и частицы стекла попадают в готовый продукт, что может привести к отбраковке полученного порошка и значительным материальным потерям при изготовлении продукции, в состав которой входит этот компонент.

Известна кавитационно-истирающая мельница (тот же каталог «Оборудование для тонкого измельчения» ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, М., 1972, стр. 18-19).

Она также предназначена для тонкого измельчения химических продуктов в жидком носителе.

Мельница представляет собой корпус-статор, внутри которого с большой скоростью вращается ротор. Вращение ротора от электродвигателя. Ротор конусообразный с горизонтальной осью вращения вращается в статоре такой же конусообразной формы. В специальных продольных канавках, расположенных соответственно на наружной и внутренней поверхностях ротора и статора, перемещается суспензия продукта. Благодаря конусообразной форме и центробежной силе вращения продукт продвигается вдоль оси ротора, а наличие канавок вызывает эффект кавитации и истирания, вследствие чего происходит интенсивное разрушение твердой фазы суспензии. Напор и подачу суспензии в мельницу регулируют насосом, устанавливаемым перед мельницей.

Подобная мельница описана в книге Сиденко П.М. «Измельчение в химической промышленности», М., изд. «Химия», 1977, стр. 239-240, рис. 174, а также в книге автора И.А. Щупляка «Измельчение твердых материалов в химической промышленности», Л., изд. «Химия», 1972, стр. 43-44, рис. 24 в разделе «Коллоидные мельницы». Эта мельница построена на том же принципе, что и предыдущая. Также предназначена для сверхтонкого измельчения. Работает при очень больших окружных скоростях ротора (до 125 м/с) и применяются главным образом для мокрого измельчения. Отличие от предыдущей - вертикальное расположение оси вращения ротора.

Существенным недостатком последних двух мельниц является крайне сложная задача уплотнения вала ротора в месте перехода от зоны измельчения к приводному механизму, в частности к подшипниковому узлу, в котором вращается ротор. Это уплотнение предназначено для предотвращения попадания суспензии из зоны измельчения в зону быстровращающихся (до 10000 об/мин) металлических элементов шариковых подшипников. При таких оборотах известные уплотнения в виде набивки, манжет или торцовых очень быстро теряют свои исходные уплотнительные свойства из-за износа. Попадание суспензии в зону взаимного высокоскоростного перемещения металлических элементов подшипников приводит к их быстрому износу и выходу из строя.

Известна мельница, черт. 4222.00.00, разработанная в АО НИИ полимерных материалов (АО «НИИПМ») г. Пермь, в которой также, как и в предыдущей мельнице, ось вращения ротора вертикальная. Однако, чтобы избежать вышеуказанного недостатка - попадания измельчаемого продукта в подшипниковый узел привода, ротор размещен не над подшипниковым узлом, а под ним. Эта мельница принята за прототип. Схематически конструкция этой мельницы показана на Фиг. 1.

Основными элементами мельницы являются привод 1, подшипниковый узел 2, в котором установлен вал 3 с закрепленным на нем ротором 4. Ротор 4 вращается в полости статора 5, установленном на основании 8, которое конструктивно выполнено единым узлом с корпусом подшипникового узла. Снизу под статором 5 крепится входной патрубок 6. Устройство вывода суспензии 9 представляет собой замкнутую полость между подшипниковым узлом 2 и верхними торцами ротора 4 и статора 5. По круговому периметру полость замкнута верхней цилиндрической частью основания 8, где имеется один боковой выход в виде выходного патрубка 10.

Все узлы мельницы в сборе размещены на станине 7.

Предполагалось, что при расположении ротора 4 и статора 5 под подшипниковым узлом 2 суспензия из рабочей зоны мельницы будет свободно сливаться через выходной патрубок 10, не попадая в подшипниковый узел. Однако опыт показал, что и при такой конструкции суспензия попадает в подшипниковый узел, что является основным недостатком прототипа.

Этот недостаток является следствием неудачной конструктивной компоновки перечисленных кавитационных мельниц, когда все основные элементы мельниц (подшипниковый узел, статор, ротор) собраны в едином корпусе с ограниченной возможностью выхода суспензии из зоны измельчения.

Технической задачей предлагаемого изобретения является исключение попадания суспензии в подшипниковый узел привода мельницы, повышение надежности мельницы и снижение трудоемкости ее эксплуатации.

Технический результат достигается за счет того, что мельница для тонкого измельчения твердых материалов в среде жидкого носителя, состоящая из привода, подшипникового узла с установленным в нем с возможностью вращения валом, ротора, закрепленного на валу, статора, закрепленного в основании, станины и устройства вывода суспензии из рабочей зоны мельницы, выполнена так, что устройство вывода суспензии из рабочей зоны конструктивно отделено от подшипникового узла и состоит из закрепленного на роторе отражателя и закрепленного на статоре кругового коллектора, имеющего выходной патрубок и отбойник.

На фиг. 2 схематично показано устройство предлагаемой мельницы для тонкого измельчения твердых материалов в среде жидкого носителя, где:

1 - привод;

2 - подшипниковый узел;

3 - вал;

4 - ротор;

5 - статор;

6 - входной патрубок;

7 - станина;

8 - основание;

9 - устройство вывода суспензии;

10 - выходной патрубок;

11 - коллектор;

12 - отбойник;

13 - отражатель.

Мельница для тонкого измельчения твердых материалов в среде жидкого носителя включает в себя привод 1, подшипниковый узел 2, в котором установлен вал 3 с закрепленным на нем ротором 4. Ротор 4 вращается в полости статора 5, установленного на основании 8. Основание 8 статора 5 выполнено отдельным узлом, конструктивно не связанным с корпусом подшипникового узла 2. Подшипниковый узел 2 размещен на верхней площадке, а основание статора 8 - на нижней площадке станины 7. Снизу под статором 5 крепится входной патрубок 6. К статору сверху на выходе из рабочей зоны мельницы закреплен коллектор 11 в виде кругового желоба. С одной стороны коллектора имеется выходной патрубок 10. Сверху коллектор по периметру закрыт отбойником 12. К ротору 4 по окружности прикреплен отражатель 13.

Мельница для тонкого измельчения твердых материалов в среде жидкого носителя работает следующим образом.

При включении привода 1 во входной патрубок 6 внешним насосом из расходной емкости в рабочую зону мельницы (это кольцевой зазор между статором 5 и ротором 4) подается суспензия исходного порошка твердого материала с размерами частиц от 20 до 100 микрон. Благодаря внешнему насосу, а также центробежной силе вращения суспензия продвигается вдоль оси ротора вверх. Наличие канавок вызывает эффект кавитации и истирания, происходит интенсивное измельчение твердой фазы суспензии. На выходе из кольцевого зазора рабочей зоны суспензия направляется вверх под действием создаваемого насосом напора и горизонтально на периферию коллектора 11. Благодаря круговому отражателю 13 вертикальная часть общего потока суспензии направляется вниз в желоб коллектора 11, горизонтальная часть потока под действием неподвижного отбойника 12 также направляется в желоб коллектора 11. Из желоба коллектора суспензия через выходной патрубок 10 самотеком по наклонному трубопроводу поступает в сборник суспензии с измельченным материалом.

В случае необходимости многократной прокачки суспензии через рабочую зону с целью получения более мелкого продукта поток суспензии из коллектора возвращают в расходную емкость и прокачивают насосом суспензию по замкнутому циклу необходимое количество раз для получения материала с частицами заданного размера, например до 1…5 микрон.

Предложенная конструкция мельницы для тонкого измельчения твердых материалов в среде жидкого носителя позволяет исключить попадание суспензии в подшипниковый узел, повышает надежность мельницы, снижает трудоемкость ее эксплуатации.

Мельница для тонкого измельчения твердых материалов в среде жидкого носителя испытана в условиях опытного производства АО «НИИПМ» с положительными результатами.

Мельница для тонкого измельчения твердых материалов в среде жидкого носителя, состоящая из привода, подшипникового узла с установленным в нем с возможностью вращения валом, ротора, закрепленного на валу, статора, закрепленного в основании, станины и устройства вывода суспензии из рабочей зоны мельницы, отличающаяся тем, что устройство вывода суспензии из рабочей зоны мельницы конструктивно отделено от подшипникового узла и состоит из закрепленного на роторе отражателя и закрепленного на статоре кругового коллектора, имеющего выходной патрубок и отбойник.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для дробления и измельчения материалов. Роторное дробильное устройство содержит корпус 1, закрепленный в нем неподвижный конус и вращающийся внутренний конус 2 с приводом 3.

Параболическая виброимпульсная мельница содержит корпус с наружным конусом и размещенным внутри него на сферической опоре внутренним конусом с валом. На валу с помощью подшипника смонтирован приводной вибратор.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к машинам для тонкого измельчения минералов и материалов растительного происхождения. .

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для измельчения частиц, взвешенных в жидкости. .

Мельница // 2008089

Изобретение относится к устройствам для тонкого измельчения материалов, предназначенным для использования в лабораторных условиях. Мельница содержит вертикально ориентированную помольную камеру в виде стакана 1 с конусной внутренней поверхностью.

Вихревой измельчитель относится к роторно-вихревым мельницам тонкого помола для каскадного измельчения твердых материалов. Измельчитель содержит вихревую помольную камеру (3) с глухим дном и диафрагмированной крышкой (10), раскручивающую камеру (2) и устройство для закрутки несущей среды и первоначального ускорения частиц.
Изобретение относится к способу дезинтеграции руд, горных пород и других твердых материалов в процессах подготовки минерального сырья к обогащению. Для дезинтеграции руды одновременно взрывают две и более части руды через воздушный промежуток.

Вихревая мельница предназначена для измельчения различных материалов в строительной, химической, горной и других отраслях промышленности. Мельница содержит ротор (9), статор (8) и мелющие элементы.

Изобретение относится к способу измельчения холодильных аппаратов. Холодильные аппараты (12) загружают в измельчительную камеру (16) через загрузочное отверстие (14) и непрерывно измельчают.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, точнее к способам самоизмельчения кимберлитов. Способ включает избирательное измельчение кимберлитов, которое осуществляют посредством барабанной мельницы, вращающейся вокруг горизонтальной оси.

Изобретение относится к области пищевой промышленности. Предложен сверхвысокочастотный активатор хлебопекарных дрожжей.

Роторно-вихревая мельница тонкого помола предназначена для тонкого и сверхтонкого измельчения твердых материалов, для получения продукта с заданной дисперсностью.
Изобретение относится к способу измельчения материалов во вращающемся барабане ферромагнитными мелющими телами и может быть использовано в процессах подготовки сырья к обогащению, а также в строительной, химической и др.

Изобретение относится к дробильно-обогатительному оборудованию, которое может быть использовано при производстве строительных материалов, применяемых в горной, химической и металлургической отраслях промышленности, а также в дорожном строительстве, коммунальном хозяйстве при переработке отходов.

Дезинтегратор предназначен для дробления, тонкого измельчения, смешивания, механоактивациии, поверхностной механомодификации материалов в строительстве, металлургии и других отраслях промышленности. Дезинтегратор содержит корпус с верхним загрузочным (15) и нижним разгрузочным (16) отверстиями и рабочими органами в виде вертикальных встречно вращающихся конусов. Конусы установлены соосно на двух опорах каждый (7, 8, 13, 14). Рабочая камера образована зазором между внутренним (6) и внешним (12) конусом с зубчатыми ребрами на образующих их боковых поверхностей. Внутренний конус выполнен в виде усеченного конуса. Внешний конус выполнен в виде конического углубления. Шаговый электродвигатель (2) установлен на корпусе (1) конусов. Вал шагового электродвигателя каждой из сторон соединен с ведущими пространственными кривошипами через пространственные шатуны с ведомыми пространственными кривошипами. Оси шарниров ведущих и ведомых кривошипов выполнены скрещивающимися с возможностью встречного вращения в противоположных направлениях конусов. Внутренний и внешний конусы соединены с правым и левым концами вала шагового электродвигателя посредством верхнего параллелограммного и нижнего антипараллелограммного механизма соответственно. Параллелограммные механизмы образованы путем последовательного шарнирного соединения правого (3) и левого (9) ведущих кривошипов через правый (5) и левый (11) шатуны с правым (4) и левым (10) ведомыми кривошипами с положительным и отрицательным углами скрещивания осей шарниров соответственно. Материал отводят через желоб (20) под углом к горизонту для обеспечения разгрузки в многорежимном процессе работы. Угол наклона превышает угол трения обрабатываемого материала на 5-15°. Изобретение повышает эффективность и надежность дезинтгератора. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх