Результат интеллектуальной деятельности: ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ АГРЕГАТ КОМБИНИРОВАННОГО СПОСОБА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ

Изобретение относится к технике измельчения различных материалов и может быть использовано в промышленности строительных материалов, химической, металлургической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известна мельница мокрого помола [Патент РФ на изобретение №94036589, B02C 17/16], содержащая корпус с цилиндрической размольной камерой с двойными стенками и размещенными внутри нее мелющими телами, установленный по оси размольной камеры приводной вал с лопастями, расположенные на внутренней стенке камеры радиальные штыри, вводное и выводное устройства.

Недостатками данной мельницы являются высокие энергозатраты и металлоемкость, низкое качество продукта, отсутствие возможности обеспечения интенсивного ударного воздействия на материал на ранней стадии измельчения.

Наиболее близким изобретением по технической сущности, выбранным в качестве прототипа, является помольный агрегат [Патент РФ на изобретение №2277973, B02C 17/08], содержащий станину, эксцентриковый вал с противовесами, помольные камеры с загрузочным и разгрузочным патрубками. Станина содержит вертикальные направляющие с ползунами и опорные стойки. При этом агрегат содержит раму, верхней частью шарнирно связанную с ползунами опорных стоек и нижней частью - с эксцентриковым валом. Помольные камеры расположены на раме в вертикальной плоскости и образуют верхнюю, среднюю и нижнюю камеры, причем верхняя и нижняя помольные камеры неподвижно закреплены на раме таким образом, что их продольные оси расположены горизонтально и совмещены с осями шарниров, соединяющих раму соответственно с ползунами опорных стоек и эксцентриковым валом, а средняя имеет возможность вертикального перемещения на раме; помольные камеры связаны между собой соединительными патрубками. Благодаря различным траекториям движения помольных камер происходит разное динамическое воздействие мелющих тел на исходный материал, а именно сочетание ударных и истирающих нагрузок.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: станина с опорными стойками, в которых закреплен эксцентриковый вал с противовесами, вертикальные направляющие, соединенные через ползуны с рамой и горизонтально расположенные верхнюю, среднюю и нижнюю цилиндрические помольные камеры с ограничительными и классификационными решетками и патрубками.

Недостатками данного технического решения являются низкая производительность и низкое качество готового продукта, отсутствие возможности комбинирования сухого и мокрого способа измельчения, а также реализации мокрого измельчения в непрерывном режиме.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение качества готового продукта за счет обеспечения комбинирования одновременно сухого и мокрого способа измельчения материала в одном агрегате, а также повышение производительности агрегата за счет обеспечения непрерывного процесса измельчения.

Это достигается тем, что центробежный агрегат комбинированного способа измельчения содержит станину с опорными стойками, в которых закреплен эксцентриковый вал с противовесами, вертикальные направляющие, соединенные через ползуны с рамой и горизонтально расположенные верхнюю, среднюю и нижнюю цилиндрические помольные камеры с ограничительными и классификационными решетками и патрубками. В предложенном решении верхняя помольная камера имеет классификационные решетки, а средняя и нижняя - ограничительные, при этом решетки камер соединены на входе с загрузочной, на выходе - с разгрузочной переходными камерами, а соединяющие их патрубки выполнены жесткими и расположены вертикально, нижняя помольная камера имеет шарнирно установленную заслонку, снабженную регулируемой пружиной, на верхней наружной поверхности средней помольной камеры вмонтированы штуцера для подачи жидкости из резервуара с дозатором.

За счет того, что смачивание материала происходит в средней камере, осуществляется комбинированный способ измельчения. Образованная суспензия, попадая в третью камеру, задерживается специальной заслонкой на выходе из мельницы.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что жидкость из предварительно подготовленного резервуара по трубопроводу поступает в начало средней камеры центробежного помольного агрегата, на верхней части которой установлены штуцера. При этом помольные камеры выполнены цилиндрическими и снабжены загрузочными и разгрузочными переходными камерами, а соединительные жесткие патрубки установлены вертикально между разгрузочной и загрузочными переходными камерами. Причем верхняя помольная камера снабжена классификационными решетками, в средней и нижней помольных камерах размещены ограничительные решетки. Так как в верхней камере осуществляется предварительное измельчения материала, а в средней с добавлением жидкости, это позволяет обеспечить комбинированное измельчение материала: предварительное сухое - в верхней камере агрегата и последующее мокрое - в средней и нижней камерах. Разгрузочная переходная камера нижней помольной камеры имеет шарнирно установленную заслонку, снабженную регулируемой пружиной.

Исходный материал в первую очередь подвергается интенсивному ударному воздействию мелющих тел в верхней камере агрегата при сухом измельчении, в результате чего в частицах материала активно образуются микротрещины. Процесс образования микротрещин с дальнейшим соединением измельчаемого материала с жидкой фазой в последующих камерах агрегата способствует существенному увеличению удельной поверхности, а, следовательно, и качества готового продукта. Возможность непрерывного комбинированного измельчения материала при обеспечении его перемещения вдоль камер и регулируемой выгрузки готового материала значительно повышает производительность агрегата.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид центробежного агрегата комбинированного способа измельчения; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (вид помольных камер с ограничительными решетками); на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 (заслонка нижней разгрузочной переходной камеры).

Центробежный агрегат (фиг. 1) содержит станину 1, на которой жестко закреплены, например с помощью болтов, вертикальные направляющие 2 и опорные стойки 3. В стойках закреплен эксцентриковый вал 4 с противовесами. Рама 5 связана в верхней части посредством ползунов 6 и 7 с направляющими 2, а в нижней - с эксцентриковым валом 4. На раме 5 имеются горизонтально расположенные камеры, заполненные мелющими телами (на фиг. не показано): верхняя 8, средняя 9 и нижняя 10. Верхняя 8 помольная камера, служащая для предварительного сухого измельчения, имеет расположенные на входе и выходе классификационные решетки 11, препятствующие перемещению мелющих тел из рабочего пространства верхней камеры 8 (фиг. 2), соединенные, например, с помощью болтового соединения с загрузочной переходной камерой 12 на входе и разгрузочной переходной камерой 13 - на выходе. С загрузочной переходной камерой 12 соединен бункер 14 с помощью гибкого патрубка 15. Средняя 9 помольная камера имеет расположенные на входе и выходе ограничительные решетки 16 и 17, соединенные, например, с помощью болтов на входе с загрузочной переходной камерой 18, а на выходе - с разгрузочной переходной камерой 19. Нижняя 10 помольная камера имеет расположенные на входе и выходе ограничительные решетки 20, соединенные, например, с помощью болтового соединения с загрузочной переходной камерой 21 на входе и разгрузочной переходной камерой 22 на выходе. Разгрузочные 13, 19 и загрузочные 18, 21 переходные камеры соединены между собой жесткими вертикальными патрубками 23 и 24 соответственно. На верхней наружной поверхности средней 9 помольной камеры вмонтированы, например, с помощью резьбового соединения штуцера 25 для подачи необходимого количества жидкости через трубопровод 26 из резервуара 27 с объемным дозатором 28 с целью образования суспензии требуемого состава. Для удержания суспензии в нижней 10 помольной камере имеется шарнирно установленная заслонка 29 (фиг. 3), удерживающая материал на выходе и открывающаяся автоматически при накоплении в разгрузочной переходной камеры 22 необходимого количества суспензии. Заслонка 29 снабжена регулируемой пружиной 30, работающей на сжатие, штифтом 31 и регулировочной гайкой 32. Усилие сжатия пружины предварительно рассчитывается в соответствии с необходимой массой суспензии.

Центробежный агрегат комбинированного способа измельчения работает следующим образом.

В сухом виде исходный материал, например кварцитопесчаник, подается в загрузочный бункер 14 и с помощью гибкого патрубка 15 материал последовательно поступает в помольные камеры 8, 9 и 10. В верхнюю 8 помольную камеру материал поступает через загрузочную переходную камеру 12 и классификационную решетку 11. Движение материала в верхней 8 помольной камере осуществляется в вертикальном направлении, так как она закреплена в верхней точке рамы 5, и поступательно за счет соединения рамы сверху с ползунами 6 и 7, закрепленными на вертикальных направляющих 2. Поэтому мелющим телам сообщается высокая энергия, способствующая их интенсивному ударному воздействию на материал. При этом классификационные решетки 11 способствуют удержанию мелющих тел внутри помольной камеры 8. Перемещение материала внутри верхней 8 помольной камеры обеспечивается в процессе измельчения за счет подпора загружаемым материалом. Помольная верхняя 8 камера предназначена для предварительного сухого измельчения материала. Далее материал через классификационную решетку 11 поступает в разгрузочную переходную камеру 13 и попадает в загрузочную переходную камеру 18 средней 9 помольной камеры через жесткий патрубок 23, а оттуда через ограничительную решетку 16 в рабочее пространство средней 9 камеры.

Средняя 9 камера движется по эллипсовидной траектории, так как она закреплена в средней части рамы 5, которая соединена с эксцентриковым валом 4, имеющим противовесы и размещенным в опорных стойках 3, которые в свою очередь закреплены на станине 1. В этой камере к материалу добавляется жидкость из резервуара 27 через трубопровод 26 и штуцера 25. Необходимое количество жидкости обеспечивается объемным дозатором 28. При смешении в средней 9 помольной камере предварительно измельченного материала и жидкости образуется суспензия требуемого состава. Смоченный материал измельчается и через ограничительную решетку 17 поступает в разгрузочную переходную камеру 19 и далее через жесткий патрубок 24 - в загрузочную переходную камеру 21 и через ограничительную решетку 20 - в нижнюю помольную камеру 10, где материал под действием мелющих тел при круговом движении камеры подвергается интенсивному истиранию. Выход материала из нижней 10 помольной камеры происходит через ограничительную решетку 20, расположенную на выходе в разгрузочную переходную камеру 22. Установка ограничительных решеток на входе и выходе средней и нижней камер способствует улучшению измельчения за счет удержания необходимого уровня воды внутри камер. Образованная суспензия, попадая в разгрузочную камеру 22, задерживается специальной шарнирной заслонкой 29, состоящей из пружины 30, штифта 31 и регулировочной гайки 32. Заслонка 29 автоматически открывается при накоплении в разгрузочном патрубке 22 определенного количества суспензии, что обеспечивается путем расчета усилия сжатия пружины 30 с учетом количества массы удерживаемого материала.

Предложенное изобретение направлено на повышение качества готового продукта за счет обеспечения комбинирования одновременно сухого и мокрого способа измельчения материала в одном агрегате, а также повышение производительности агрегата за счет обеспечения непрерывного процесса измельчения.