Результат интеллектуальной деятельности: Вибрационная мельница

Изобретение относится к устройствам для измельчения материалов, в частности к вибрационным мельницам, которое может быть использовано в строительной, горнорудной, металлургической, пищевой или химической отраслях промышленности.

Известна вибрационная мельница, включающая цилиндрическую помольную камеру, заполненную мелющими телами, установленную с помощью упругих элементов на основании, причем помольная камера жестко соединена с боковыми дебалансными виброприводами, расположенными на диаметрально противоположных сторонах помольной камеры (см. патент РФ на изобретение №2637215, МПК (2006.01) В02С 19/16, В02С 17/00, опубл. 01.12.2017 г., Бюл. №34). В конструкции данной вибрационной мельницы приводы дебалансов снабжены подшипниками, которые из-за жестких знакопеременных нагрузок часто выходят из строя, что способствует уменьшению срока службы мельницы, повышению частоты ремонтных работ и, соответственно, затрат на их проведение, а также снижению производительности за счет простоя мельницы во время проведения ремонтных работ. Кроме того, конструкция данной мельницы не предусматривает изменение амплитуды вибрации.

Недостатком аналога является сложность конструкции, низкая надежность при эксплуатации и отсутствие возможности изменения амплитуды вибрации, что влияет на эффективность и степень измельчения материалов.

Наиболее близкой к заявляемому устройству является вибрационная мельница, содержащая цилиндрическую помольную камеру, заполненную мелющими телами, установленную с помощью упругих элементов на неподвижном основании (см. патент РФ на изобретение №2501608, МПК (2006.01) В02С 19/00, опубл. 20.12.2013 г., Бюл. №35). В данной вибационной мельнице помольная камера снабжена двумя дебалансными виброприводами. Каждый дебалансный вибропривод включает приводной вал с индивидуальным приводом вращения, выполненным с возможностью независимого изменения угловой скорости и направления вращения приводного вала, и дебалансы, установленные на приводном валу. При этом дебалансные виброприводы размещены диаметрально противоположно относительно боковых стенок помольной камеры в плоскости поперечной симметрии помольной камеры.

Прототипу свойственны такие же недостатками, как и аналогу, а именно, сложность конструкции, невысокий срок службы, низкая надежность при эксплуатации, а также отсутствие возможности изменения амплитуды вибрации. В конструкции прототипа, также как и в конструкции аналога, присутствуют подшипники в дебалансных приводах, которые в вибрационной мельнице имеют невысокий срок службы за счет знакопеременной нагрузки. Поэтому мельница такой конструкции требует частого ремонта, который способствует еще и снижению производительности. Вместе с тем, конструкция данной мельницы не предусматривает изменение амплитуды вибрации, что снижает возможность варьирования интенсивности вибрации и, следовательно, эффективности и степени измельчения материалов.

Результатом предлагаемого технического решения является упрощение конструкции, повышение надежности эксплуатации, долговечности, производительности, а также возможность регулирования амплитуды вибрации, эффективности и степени измельчения материала.

Этот технический результат достигается тем, что вибрационная мельница, включающая цилиндрическую помольную камеру с мелющими телами, установленную с помощью упругих элементов на основании, согласно изобретению, дополнительно снабжена, по крайней мере, одним коленчатым валом с механизмом перемещения, а на цилиндрической поверхности помольной камеры жестко закреплен кронштейн, при этом коленчатый вал установлен над кронштейном с возможностью создания возвратно-поступательных движений помольной камеры.

Коленчатый вал установлен с возможностью изменения направления вибрационного воздействия.

Данная вибрационная мельница позволит упростить конструкцию, повысить надежность эксплуатации, долговечность и производительность вибрационной мельницы, а также позволит регулировать амплитуду вибрации, эффективность и степень измельчения материала.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена вибрационная мельница при верхнем расположении кулачка коленчатого вала, на фиг. 2 - то же при нижнем расположении кулачка коленчатого вала, на фиг. 3 - то же при вертикальном вибрационном воздействии коленчатого вала на помольную камеру, на фиг. 4 - то же при наклонном вибрационном воздействии коленчатого вала на помольную камеру, на фиг. 5 - то же с расположением нескольких коленчатых валов, по периметру помольной камеры, на фиг. 6 - вид А фиг. 5.

Вибрационная мельница, включает цилиндрическую помольную камеру 1 с мелющими телами, установленную с помощью упругих элементов 2 на основании 3, и, по крайней мере, один коленчатый вал 4 с механизмом перемещения 5. На цилиндрической поверхности помольной камеры 1 жестко закреплен кронштейн 6. При этом коленчатый вал 4 установлен над кронштейном 6 с возможностью создания возвратно-поступательных движений помольной камеры 1. Коленчатый вал 4 установлен с возможностью изменения направления вибрационного воздействия на помольную камеру 1, например, с помощью полиспаста 7.

Устройство работает следующим образом.

При расположении кулачка коленчатого вала 4 в крайней верхней позиции помольная камера 1 находится в своем исходном положении (см. фиг. 1). С помощью привода (см. фиг. 5, 6) коленчатый вал 4 приводят во вращение и, его кулачок начинает опускаться вниз, воздействуя на кронштейн 6, совершая рабочий ход. При этом упругий элемент 2 начинает сжиматься и помольная камера 1 отклоняется от своего исходного положения (см. фиг. 2). Затем коленчатый вал 4 начинает подниматься вверх, совершая холостой ход, и давление на упругий элемент 2 ослабевает. Упругий элемент 2 разжимается и воздействует на кронштейн 6, возвращая помольную камеру 1 в исходное положение. Таким образом, осуществляется один вибрационный цикл. За счет упругости элемента 2 и вращения коленчатого вала 4 происходит постоянный контакт между кулачком коленчатого вала 4 и кронштейном 6. Частицы материала, перемещаясь в зазорах между мелющими телами, измельчаются за счет ударных, истирающих и раздавливающих нагрузок.

Механизм перемещения 5, который может быть выполнен, например, в виде винтовой пары позволяет регулировать амплитуду вибрации за счет перемещения коленчатого вала 4 вверх и вниз. Происходит изменение расстояния между кронштейном 6 и коленчатым валом 4. Чем дальше от кронштейна 6 установлен коленчатый вал 4, тем меньше амплитуда вибрации. Регулирование интенсивности вибрации осуществляют за счет изменения частоты вращения привода коленчатого вала 4. Изменение амплитуды и интенсивности вибрации позволяет в широких пределах регулировать не только амплитудно-частотную характеристику движения мелющих тел, но и характер процесса измельчения в зависимости от прочности и размера частиц исходного материала.

Применение группы коленчатых валов 4, установленных, например, по периметру помольной камеры 1 (см. фиг. 5, 6), также интенсифицирует вибрацию и, следовательно, повышает эффективность и степень измельчения материала. Изменение угла приложения вибрационного воздействия осуществляют за счет наклона основания 3 с помощью полиспаста 7 (см. фиг. 3, 4). Тогда коленчатые валы 4 могут обеспечить горизонтальное, или диагональное, или вертикальное вибрирующее воздействие на помольную камеру 1. Изменение угла приложения вибрационного воздействия влияет на интенсивность перемешивания мелющих тел, исключая появление застойных зон. Учитывая то, что коленчатые валы 4 не связаны напрямую с помольной камерой 1, то их легко можно размещать в любом месте относительно помольной камеры 1, например, по диагональной оси горизонтального сечения, перпендикулярной или продольной оси, а также по периметру помольной камеры 1. Это дает возможность получить многообразные формы вибраций, траектории движения материала в помольной камере 1 и регулировать эффективность и степень измельчения материала. Комплексное воздействие коленчатых валов 4 на помольную камеру 1 создает неоднородное поле скоростей и кинетических энергий в мелющей среде, что создает условия селективного измельчения частиц материала и в целом повышает эффективность процесса измельчения.

Данная вибрационная мельница по сравнению с прототипом позволит упростить конструкцию, повысить надежность эксплуатации, долговечность и производительность, а также позволит регулировать амплитуду и интенсивность вибрации и, следовательно, эффективность и степень измельчения материала.