Результат интеллектуальной деятельности: Измельчитель сыпучих материалов

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

Известна трубная мельница (АС СССР 1349780, кл. В02С 17/04, 1987), содержащая загрузочную, разгрузочную цапфы, привод и барабан, выполненный из соединенных между собой тетраэдальных или октаэдальных элементов, образуя винтовую колонну.

Недостатком известного устройства являются ограниченные технологические возможности, сложность изготовления, недостаточное качество готовой продукции, большая металлоемкость.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является трубная винтовая мельница, содержащая загрузочную, разгрузочную цапфы, привод и барабан (патент РФ №2362627, кл. В02С 17/04, опубл. 27.07.2009, бюл. №21), смонтированный из секций, выполненных из восьми, десяти, двенадцати и т.д. четного числа равносторонних треугольников, соединенных между собой двумя боковыми сторонам, при этом секции соединены друг с другом свободными третьими сторонами треугольников с образованием винтового барабана, по периметру которого расположены направленные навстречу друг другу четыре, пять, шесть и более ломанных правых и левых винтовых линий, и снабженный внутренними четырьмя, пяти, шести и более винтовыми канавками, направленными навстречу друг другу с одинаковым шагом.

Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности, сложность изготовления, недостаточное качество готовой продукции, большая металлоемкость.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, упрощение изготовления, повышение качества готовой продукции, снижение металлоемкости.

Техническое решение достигается тем, что в предлагаемом измельчителе сыпучих материалов, содержащем барабан, загрузочную, разгрузочную цапфы и привод, барабан смонтирован из опорных колец, между которыми закреплена цилиндрическая сетчатая поверхность вогнутой формы, смонтированная из прутков, выполненных вогнутыми криволинейной формы, свернутыми в продольном направлении относительно продольной оси и изогнутыми по винтовым линиям в поперечном направлении на оправке по часовой стрелке или против часовой стрелки, причем прутки сочлены друг с другом известными методами в местах их пересечения и соприкосновения по периметру цилиндрической сетчатой поверхности вогнутой формы, при этом по всей длине цилиндрической сетчатой поверхности вогнутой формы смонтирована пружина вогнутой формы с круглым сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне - предлагаемом измельчителе сыпучих материалов.

Новизна усматривается в том, что барабан смонтирован из опорных колец, между которыми закреплена цилиндрическая сетчатая поверхность вогнутой формы, изготовленная из прутков, что упрощает изготовление и расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что прутки выполнены вогнутыми криволинейной формы, свернутыми в продольном направлении относительно продольной оси и изогнутыми по винтовым линиям в поперечном направлении на оправке по часовой стрелке или против часовой стрелки, что расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что такое конструктивное оформление барабана позволяет обеспечить осевое перемещение частиц измельчаемых материалов от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении оси вращения барабана, что упрощает эксплуатацию измельчителя сыпучих материалов.

Новизна заключается также в том, что винтовые поверхности прутков завихряют потоки измельчаемых материалов, что интенсифицирует процесс измельчения сыпучих материалов.

Новизна заключается также в том, что внутри, по всей длине просеивающей поверхности барабана вогнутой формы, смонтирована пружина вогнутой формы с круглым сечением витков, которая не только обеспечивает движение частиц измельчаемых материала от загрузки к выгрузке, но и создает их поджатие внутри просеивающей поверхности, барабана, что расширяет технологические возможности и интенсифицирует процесс измельчения сыпучих материалов.

Новизна заключается также в том, что смонтированная внутри барабана пружина вогнутой формы снабжена устройством для изменения шага витков, что позволяет влиять на характер движения частиц измельчаемых материалов внутри сетчатой поверхности барабана и обеспечивает регулирование скорости их перемещения от загрузки к выгрузке.

Новизна предложения заключается в том, что такое конструктивное оформление измельчителя сыпучих материалов с закрепленной внутри пружиной вогнутой формы с круглым сечением витков позволяет не только создать противопотоки движения частиц измельчаемых материалов внутри сетчатой поверхности барабана, но и обеспечить продольное их перемещение от загрузки к выгрузке при ее горизонтальном расположении и интенсивное их взаимодействие, что расширяет технологические возможности, упрощает конструкцию и эксплуатацию.

Новизна усматривается также в том, что прутки, выполненные вогнутыми криволинейной формы и свернутыми в продольном направлении относительно продольной оси и изогнутыми по винтовым линиям в поперечном направлении на оправке, стягивают все элементы конструкции в единую жесткую цилиндрическую сетчатую поверхность барабана вогнутой формы.

Новизна заключается также в том, что прутки свернуты и изогнуты по винтовым линиям, сочлены друг с другом известными методами в местах их пересечения и соприкосновения по периметру цилиндрической сетчатой поверхности барабана вогнутой формы, что расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что половина прутков свернуты и изогнуты по винтовым линиям по часовой стрелки, а вторая половина - против часовой стрелки и прутки левой и правой навивки сочлены друг с другом известными методами в местах их пересечения и соприкосновения по периметру цилиндрической сетчатой поверхности барабана вогнутой формы, что обеспечивает ей повышенную жесткость и расширяет технологические нагрузки.

Новизна заключается также в том, что внутри, по всей длине барабана вогнутой формы по периметру, смонтирована пружина вогнутой формы с круглым сечением, которая не только обеспечивает движение материала от загрузки к выгрузке, но и создает их поджатие внутри барабана, что расширяет технологические возможности и интенсифицирует процесс измельчения.

Новизна заключается также в том, что смонтированная внутри барабана пружина вогнутой формы снабжена устройством для изменения шага витков, что позволяет влиять на характер движения частиц материала внутри барабана и обеспечивает регулирование скорости их перемещения от загрузки к выгрузке.

Новизна предложения заключается в том, что такое конструктивное оформление измельчителя сыпучих материалов с закрепленной внутри пружиной вогнутой формы с круглым сечением витков позволяет не только создать противопотоки движения мелющих тел и измельчаемых материалов, но и обеспечить продольное их перемещение от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении барабана и обеспечить интенсивное их взаимодействие между собой и с прутковыми стенками барабана, что расширяет технологические возможности и снижает металлоемкость.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображен измельчитель сыпучих материалов, общий вид; на фиг. 2 - цилиндрическая сетчатая поверхность, общий вид; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - один из прутков, выполненный вогнутым криволинейной формы; на фиг. 5 - один из криволинейных вогнутой формы прутков, свернутый в продольном направлении относительно собственной оси симметрии; на фиг. 6 - один из криволинейных вогнутой формы прутков, свернутый в продольном направлении относительно собственной оси симметрии и изогнутый по винтовым линиям в поперечном направлении на оправке; на фиг. 7 - вид Б на фиг. 6.

Измельчитель сыпучих материалов (фиг. 1) состоит из барабана 1, загрузочной 2 и разгрузочной 3 цапф. Для обеспечения дополнительного продольного перемещения частиц мелющих тел и измельчаемых материалов внутри барабана 1 смонтирована пружина вогнутой формы с круглым сечением витков 4, которая оборудована устройством для изменения шага витков пружины 4 путем растяжения или сжатия (на рисунках не показано). Регулировка величины шага витков пружины 4 может производиться также в процессе работы измельчителя сыпучих материалов. Измельчитель сыпучих материалов снабжен устройством для создания уклона к горизонту для ускоренного перемещения измельчаемых материалов от загрузки к выгрузке, который на чертежах не показан.

В зависимости от характеристик измельчаемого материала, требуемого времени измельчения, устанавливается такой шаг пружины, который отвечает оптимальным условиям измельчения. Например, если требуется малое время измельчения, то уменьшается шаг пружины 4 и, таким образом, изменяется поток частиц измельчаемых материалов, а, значит, соответственно изменяется их скорость перемещения от загрузки к выгрузке. При измельчении, требующего длительное время пребывания в барабане 1, шаг витков пружины 4 увеличивают и, таким образом, изменяется поток частиц измельчаемого материала, а значит, соответственно изменяется их скорость перемещения от загрузки к выгрузке. В нужном положении пружину 4 фиксируют известными приспособлениями (на чертеже не показано).

Направление витков пружины 4 может совпадать с направлением вращения барабана 1, либо может быть противоположным его вращению. Регулировка величины шага витков пружины 4 может производиться также в процессе работы измельчителя сыпучих материалов.

Барабан 1 с сетчатой поверхностью вогнутой формы (фиг. 2) содержит прутки, расположенные по окружности, с определенным интервалов, например прутки 5-5¹, 6-6¹, 7-7¹, 8-8¹, 9-9¹, 10-10¹ (фиг. 2, фиг. 3). Все прутки выполнены вогнутыми криволинейной формы (фиг. 4) и свернутые в продольном направлении относительно продольной оси 0₁-0₁ (фиг. 5) по часовой стрелке или против часовой стрелки. Предварительно скрученные относительно продольной оси 0₁-0₁ прутки 5-5¹, 6-6¹, 7-7¹, 8-8¹, 9-9¹, 10-10¹ помещают по одному на оправку 11 (фиг. 6, фиг. 7) и изгибают по винтовым линиям в одном направлении, например по часовой стрелке или в другом направлении против часовой стрелки. Далее деформированные таким образом прутки 5-5¹, 6-6¹, 7-7¹, 8-8¹, 9-9¹, 10-10¹ сочленяют известными методами в местах их пересечения и соприкосновения по периметру цилиндрической сетчатой поверхности вогнутой формы с образованием барабана 1. На фиг. 2 и фиг. 3 в скобках показаны невидимые точки прутков.

Для усиления крепления прутков возможно использовать с внешней стороны и кольцевые прутки (на чертежах не показано).

Создание сжимающих усилий в прутках по внутреннему диаметру и по наружному диаметру обеспечивает жесткость цилиндрической сетчатой поверхности вогнутой формы барабана 1.

В зависимости от характеристик измельчаемых материалов, требуемого времени измельчения, максимальных размеров частиц измельчаемых материалов - готового продукта устанавливают такое количество прутков, которое отвечает оптимальным условиям измельчения и качеству готового продукта.

Измельчитель сыпучих материалов работает следующим образом.

Барабан 1 заполняется шарами или другой дробящей средой и измельчаемым материалом или одним измельчаемым материалом, которые (фиг. 1) подаются через загрузочную цапфу 2 внутрь вращающейся просеивающей поверхности вогнутой формы барабана 1, где они захватываются стенками сетчатой поверхностью барабана 1 и в направлении вращения поднимаются вверх. По достижении определенной высоты под действием гравитационных сил и образовавшегося угла естественного откоса измельчаемые материалы в зависимости от собственной массы отделяются от стенок сетчатой поверхности барабана 1 и с разных высот падают вниз внутри сетчатой поверхности барабана 1 с последующим одновременным перемещением прутками 5-5¹, 6-6¹, 7-7¹, 8-8¹, 9-9¹, 10-10¹, а также пружины 4. Процесс движения последующих порций измельчаемых материалов, которые поднимаются вверх и падают вниз, непрерывен. Поскольку прутки 5-5¹, 6-6¹, 7-7¹, 8-8¹, 9-9¹, 10-10¹ сетчатой поверхности вогнутой формы по периметру барабана 1 расположены под углом не только друг к другу, но и к оси вращения барабана 1, то в каждой порции каждая частица измельчаемых материалов перемещается по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс смешивания и измельчения, а также соударений друг с другом и с другими витками сетчатой поверхности вогнутой формы барабана 1, а также с мелющими телам, если они находятся внутри барабана 1. Поэтому расширяют технологические возможности. Этому способствует и вогнутая внутренняя поверхность цилиндрической сетчатой поверхности барабана 1. Измельченные материалы через сетчатую поверхность вогнутой формы барабана 1 выводятся за пределы барабана 1 в приемное устройство для мелких фракций готового продукта (на чертеже не показано). На выходе барабана 1 крупные фракции измельченного материала через выгрузную цапфу 3 выводятся за пределы измельчителя сыпучих материалов.

Технико-экономические преимущества возникают за счет того, что барабан смонтирован из опорных колец, между которыми закреплена цилиндрическая сетчатая поверхность вогнутой формы, смонтированная из прутков, выполненных вогнутыми криволинейной формы, свернутыми в продольном направлении относительно продольной оси и изогнутыми по винтовым линиям в поперечном направлении на оправке по часовой стрелке или против часовой стрелки, причем прутки сочлены друг с другом известными методами в местах их пересечения и соприкосновения по периметру цилиндрической сетчатой поверхности вогнутой формы, при этом по всей длине цилиндрической сетчатой поверхности вогнутой формы смонтирована пружина вогнутой формы с круглым сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия. Одновременное воздействие прутков барабана и пружины обеспечивают увеличение частоты и энергоемкости взаимодействии частиц измельчаемых материалов друг с другом и со стенками сетчатой поверхности вогнутой формы по периметру барабана, а также при их наличии с мелющими телами, при этом изменяется направление их движения, что обеспечивает расширение технологических возможностей измельчителя сыпучих материалов. При этом совмещены технологические процессы измельчения материалов и их разделение на две фракции - на мелкие фракции, размеры которых меньше соответствующих отверстий цилиндрической сетчатой поверхности вогнутой формы по периметру барабана - зазорам между прутками, и крупные, которые выводятся через разгрузочную цапфу.

Технико-экономические преимущества возникают также за счет увеличения частоты взаимодействия частиц измельчаемого материала не только друг с другом, но и со стенками винтового барабана, а также с мелющими телами, если она участвуют в технологическом процессе, что повышает интенсивности смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия частиц измельчаемого материала, повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Технико-экономические преимущества возникают также за счет того, что предлагаемое изобретение предусматривает изготовление барабана измельчителя сыпучих материалов не цельным, а из прутков, обеспечивая, таким образом, не только разделение измельченного материала на фракции, но и уменьшает металлоемкость и массу барабана.