Результат интеллектуальной деятельности: Мельница вибрационная

Изобретение относится к технике измельчения твердых материалов и может найти применение в строительной, химической и металлургической промышленности, а также в сельскохозяйственном производстве.

Известна трубная мельница, содержащая загрузочную и разгрузочную цапфы, привод и барабан, выполнены по меньшей мере из одной полосы (патент РФ №2358808, МКИ В02С 17/04, опубл. 20.06.2009, бюл. №17) с образованием по внутренней поверхности карманов многоугольной и криволинейной формы.

Недостатки известного устройства - ограниченные технологические возможности, недостаточная производительность и большие габариты по длине.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является вибрационная мельница (патент РФ №2350391, МКИ В02С 17/02, опубл. 27.03.2009, бюл. №9), содержащая упруго установленный на основании торообразный корпус с вибратором, смонтированным вертикально, при этом корпус выполнен из секций, каждая из которых смонтирована из полосы, согнутой в одну сторону по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полосы, с попеременным образованием по длине полосы разных по размерам равносторонних и равнобедренных треугольников и образованием по наружной и внутренней поверхностях ломаных винтовых линий и винтовых поверхностей.

Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности, обусловленные круговой формой траектории колебаний корпуса и недостаточной производительностью измельчения, сложностью изготовления, недостаточной длиной пути движения измельчаемых материалов.

Техническим результатом является расширение технологических возможностей, увеличение производительности и пути (длины) движения измельчаемых материалов в корпусе.

Технический результат достигается тем, что в мельнице вибрационной, содержащей упруго установленный на основании, снабженный вибратором корпус, корпус выполнен пустотелым, в виде квадрата, с образованием по его внутреннему и наружному периметру многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий, и смонтированной из жестко соединенных, поочередно друг с другом, четырех пустотелых секций, выполненных в виде пустотелого кругового сектора с четырьмя пустотелыми прямолинейными секциями, причем четыре секции, выполненные в виде пустотелого кругового сектора, смонтированы из подсекций, каждая из которых изготовлена из полосы, согнутой попеременно в разные стороны по прямым линиям в виде линий сгиба, расположенных на полосе на равных расстояниях друг от друга и размещенных под углом к кромкам полосы с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, расположенными на полосе попеременно и параллельно друг другу, и свернутой в кольцо в виде подсекций, а подсекции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников с образованием пустотелого кругового сектора, с многозаходными винтовыми поверхностями треугольной формы и однонаправленными многозаходными винтовыми линиями, а четыре пустотелые прямолинейные секции изготовлены, по меньшей мере, из одной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полосы, с образованием одинаковых параллелограммов, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны, при этом полоса свернута в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, с образованием по внутренней поверхности винтовых ломаных карманов треугольной формы, а по наружной поверхности - однонаправленных ломаных винтовых линий.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой мельницы вибрационной.

Новизна заключается в том, что корпус выполнен пустотелым в виде квадрата, с образованием по ее внутреннему и наружному периметру многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий, что расширяет технологические возможности, при одних и тех же габаритах по занимаемой площади вибрационной установки с корпусом, выполненным в виде тора, и увеличивается путь (длина) движения измельчаемых материалов в квадратном корпусе, так как длина по периметру тора (окружности) диаметра D равна L₁=πD, а длина по периметру квадрата равна L₂=4D (L₂>L₁).

Новизна обусловлена также тем, что корпус смонтирован из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех секций, выполненных в виде кругового сектора с четырьмя прямолинейными секциями, что расширяет технологические возможности, так как при одних и тех же габаритах с корпусом, выполненным в виде тора, расширяются технологические возможности и увеличивается путь (длина) движения измельчаемых материалов в квадратном корпусе.

Новизна усматривается в том, что карманы корпуса выполнены треугольной формы, по меньшей мере, из одной полосы, что расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что по всему периметру корпуса проходное сечение изменяется не только по форме, но и по площади, что обеспечивает попеременное сжатие и расширение потоков части измельчаемого материала в каждом сечении корпуса, а значит повышение производительности и расширение технологических возможностей.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что четырехугольники полос, из которых смонтированы секции, разнонаклонены не только друг к другу, но и к оси симметрии корпуса, поэтому степень сжатия потоков частиц измельчаемого материала возрастает, процесс измельчения интенсифицируется.

Новизна заключается также в том, что корпус изготовлен из секций и подсекций, стенки которых разнонаклонны не только друг к другу, но и к направлению вращательного движения потоков частиц измельчаемых материалов, движущихся под воздействием вибрации в плоскостях перпендикулярных проходному сечения корпуса, что усложняет траектории их движения и увеличивает интенсивность измельчения и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что при работе вибратора, установленного горизонтально, потоки измельчаемого материала, совершающие циркуляционное движение внутри корпуса в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии корпуса, получают дополнительное движение от наклоненных друг к другу стенок карманов треугольной формы всех восьми секций, что расширяет технологические возможности и повышает производительность измельчения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображена мельница вибрационная, общий вид; на фиг. 2 - рабочая камера в форме квадрата, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - одна из четырех секций, выполненная в виде пустотелого кругового сектора, вид сверху; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - полоса с размеченными прямыми линиями сгиба и линиями обрезки кромок четырехугольников; на фиг. 7 - полоса после обрезки кромок четырехугольников; на фиг. 8 - полоса после обрезки кромок четырехугольников, согнутая по прямым линиям сгиба; фиг. 9 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в кольцо-подсекцию; на фиг. 10 - одна из четырех пустотелых прямолинейных секций с карманами треугольной формы, общий вид; на фиг. 11 - разрез В-В на фиг. 10; на фиг. 12 -полоса с размеченными линиями сгиба в виде прямых линий для карманов треугольной формы пустотелой прямолинейной секции на фиг. 10; на фиг. 13 - полоса, согнутая по прямым линиям с образованием карманов треугольной формы; фиг. 14 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в цилиндрический виток.

Мельница вибрационная (фиг. 1) состоит из корпуса 1, установленного на платформе 2, снабженной вибратором 3. Платформа 2 посредством пружин 4 установлена на основании 5.

Корпус 1 выполнен пустотелым, в виде квадрата (фиг. 2), с образованием по его внутреннему и наружному периметру многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы, а также однонаправленных многозаходных винтовых линий и смонтирован из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех секций 6, 7, 8, 9, выполненных в виде кругового сектора с четырьмя прямолинейным секциями 10, 11, 12, 13 (фиг. 2).

Секции 6, 7, 8, 9 (например, на фиг. 4 показана секция 6) выполнены в виде пустотелого кругового сектора и смонтированы из подсекций 14 (одна из подсекций 14 на фиг. 4 выделена сплошными утолщенными линиями), соединенных между собой известными методами, например сваркой клейкой и т.п., с образованием по наружной и внутренней поверхностям винтовых линий (на фиг. 4 одна из винтовых линий показана утолщенной линией 15-16-17-18-19-20-21-22-23-24-25-26-27-28-29-30-31) и винтовых поверхностей треугольной формы (фиг. 5) в виде карманов треугольной формы по внутренней поверхности и наружной поверхности.

Каждая из подсекций 14 изготовлена в виде кругового сектора (фиг. 4, фиг. 5) и смонтирована из полосы 32, на которой размечены прямоугольники 33, по диагоналям которых расположены линии сгиба 34 на равных расстояниях друг от друга, эти диагонали - линия сгиба полосы 32 показана на фиг. 6 утолщенной линией 33. На полосе 32 размечены также линии обрезки 35 кромок полосы 32, показанных на фиг. 6 штрихпунктирной линией с двумя точками. После разметки по линии обрезки кромок 35 участки полосы 32 (на фиг. 6 эти участки полосы 32 заштрихованы) отрезаются, и полоса 32 приобретает вид, показанный на фиг. 7, у которой линии сгиба 34 полосы 32 разные по длине L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₇, L₈, L₉, L₁₀, L₁₁, L₁₂, L₁₃, L₁₄, L₁₅, L₁₆. Полоса 32 (фиг. 8) после обрезки кромок прямоугольников 33 по линии обрезки 35 сгибается попеременно в разные стороны по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полосы 32 с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами - т.е. по диагоналям 34 квадратов 33, параллельных друг другу, и затем сворачивается в кольцо 14, как показано на фиг. 9. Кромки 36 и 37 полосы 32 после сворачивания в кольцо 14 соединяются известными методами, например сваркой, пайкой и т.д., с образованием подсекции 14 в виде кругового сектора.

Таким образом, секции 6, 7, 8, 9 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) выполнены по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру (одна из винтовых линий показана фиг. 3 утолщенной линией 15-16-17-18-19-20-21-22-23-24-25-26-27-28-29-30-31) и винтовыми канавками внутри секций в виде карманов треугольной формы под углом к оси секций.

Секции 6, 7, 8, 9 (фиг. 2, фиг. 3) - пустотелые с образованием по их наружной и внутренней поверхностей многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий могут быть изготовлены и иным способом.

Четыре пустотелые прямолинейные секции 10, 11, 12, 13 (фиг. 10, фиг. 11) с карманами треугольной формы, например секция 10, изготовлены, по крайней мере, из одной полосы 38, согнутой по прямым линиям 59, размещенным на равном расстоянии «L» друг от друга и под одинаковыми углами α к кромкам полос 39, 40 с образованием одинаковых параллелограммов 41 и 42, расположенных попеременно в противоположные стороны (фиг. 12, фиг. 13).

Полоса 38 после сгиба по прямым линиям 59 свернута в цилиндрические витки (фиг. 14), соединенные друг с другом по продольным кромкам 39 (фиг. 10) известными методами, например сваркой. На фиг. 10 линия соединения продольных кромок витков полосы 38 показаны штрихпунктирной линией с двумя точками 39, с образованием по наружной поверхности однонаправленных, ломаных винтовых линий, а по внутренней поверхности карманов треугольной формы (на фиг. 10 одна из винтовых линий показана утолщенной линией 43-44-45-46-47-48-49-50-51-52-53-54) и винтовых поверхностей (фиг. 11) треугольной формы в виде карманов внутренней поверхности 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61.

Пустотелые прямолинейные секции, например 10, 11, 12, 13 с карманами треугольной формы жестко соединены поочередно с пустотелыми секциями 6,7,8,9 с карманами треугольной формы (фиг. 2) по линиям стыковки I-I,II-II, III-III, IV-IV, V-V, VI-VI, VII-VII, VIII-VIII с образованием непрерывного пустотелого корпуса 1 в виде квадрата с карманами треугольной формы по его внутреннему периметру.

Мельница вибрационная работает следующим образом.

Возмущающая сила вибратора 3 через стенки корпуса 1 передается частицам измельчаемых материалов, находящимся внутри корпуса 1. Частицы измельчаемых материалов под влиянием вибрации совершают вращательное движение в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии пустотелого корпуса 1 и карманов треугольной формы по его периметру. Наличие криволинейных разнонаправленных элементов, в том числе карманов треугольной форму по внутреннему периметру корпуса 1 изменяет направление движения потоков частиц измельчаемого материала, в результате чего они не только приобретают направленное движение от загрузки к выгрузке, но в результате образуются также зоны сжатия по всей длине пути потоков частиц измельчаемого материала внутри корпуса 1, повышается производительность измельчения, расширяются технологические возможности.

Частицы измельчаемых материалов не только интенсивно взаимодействуют друг с другом, смешиваясь, но и под воздействием вибрации совершают вращательное движение в плоскости, перпендикулярной проходному сечению корпуса 1. Так как по длине корпуса 1 размеры поперечного сечения, форма и расположение меняются, то усугубляется нарушаемость их движения, т.е. имеет место повышение производительности измельчения. Наличие винтовых поверхностей и винтовых линий по периметру корпуса 1 обеспечивает движение потоков частиц измельчаемых материалов не только в пустотелых прямолинейных секциях корпуса 1, но и в пустотелых секциях, выполненных в виде кругового сектора, что способствует не только усложнению траекторий их движения, но и их перемещению по проходному сечению корпуса 1 от загрузки к выгрузке. При движении измельчаемых материалов по проходному сечению корпуса 1 из-за изменения проходного сечения по форме и размерам образуются попеременно зоны сжатия и разряжения в каждом сечении корпуса 1 по всему его объему, что тоже интенсифицирует процесс измельчения и расширяет технологические возможности.

Технико-экономические преимущества возникают за счет выполнения корпуса в виде квадрата, внутренняя поверхность которого снабжена однонаправленными винтовыми линиями и винтовыми поверхностями в виде карманов треугольной формы, а также за счет того что частицы измельчаемых материалов под влиянием вибрации совершают вращательное движение в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии пустотелого корпуса и карманов треугольной формы по ее периметру, а также за счет того, что при движении измельчаемых материалов по проходному сечению корпуса из-за изменения проходного сечения по форме и размерам образуются попеременно зоны сжатия и разряжения в каждом сечении корпуса по всему его объему, что интенсифицирует процесс измельчения и расширяет технологические возможности.