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, содержащая цилиндрическую помольную камеру, заполненную мелющими телами, установленную с помощью упругих элементов на неподвижном основании (см. патент РФ на изобретение №2501608, МПК (2006.01) B02C 19/00, опубл. 20.12.2013 г., Бюл. № 35). В данной вибрационной 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.

Недостатком аналога является невысокий срок службы и низкая надежность при эксплуатации. 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, и, следовательно, имеет невысокую эксплуатационную производительность. Кроме того, несмотря на то, что в данной конструкции мельницы, противоположно установленные относительно мельницы приводы, имеют возможность трясти мельницу в противофазе, улучшая качество помола и увеличивая производительность за счет изменения траектории движения шаров, частота вращения дебалансов и амплитуда вибрации остается неизменной. Более того, помол ведется в фиксированной зоне корпуса мельницы. Эти обстоятельства также снижают качество и производительность помола материала.

Наиболее близкой к заявляемому устройству является вибрационная мельница, включающая цилиндрическую помольную камеру с мелющими телами, установленную на основании, кронштейн, вибрационный и упругий механизмы и устройство перемещения (см. патент РФ на изобретение №2674620, МПК (2006.01) B02C 19/16, опубл. 11.12.2018 г., Бюл. № 35). В данной мельнице в качестве вибрационного механизма используют гидроцилиндр или пневмоцилиндр, который установлен с возможностью изменения направления вибрационного воздействия.

Недостатком прототипа является сложность изготовления и невысокая производительность, связанная с использованием в качестве вибрационного механизма гидроцилиндра или пневмоцилиндра, требующего в процессе изготовления прецизионных работ, а в процессе эксплуатации постоянного ухода (смазки, замены манжет по мере их износа и т.д.) и периодического технического обслуживания гидро- или пневмосистем. Неисправности в гидро- или пневмосистеме зачастую можно определить только с помощью тестирования или разбора устройства. Это снижает производительность мельницы за счет вынужденных простоев. Кроме этого, наличие гидроцилиндров предполагает использование маслостанции, а пневмоцилиндров - компрессорной станции. Это с одной стороны удорожает конструкцию, а с другой несколько снижает надежность, из-за того, что появляется зависимость нормального функционирования вибромельницы от нормального функционирования дополнительных агрегатов.

Результатом предлагаемого технического решения является повышение удобства эксплуатации, надежности, долговечности и производительности.

Этот технический результат достигается тем, что вибрационная мельница, включающая цилиндрическую помольную камеру с мелющими телами, установленную на основании, кронштейн, по крайней мере, один вибрационный и упругий механизмы и устройство перемещения, согласно изобретению, вибрационный механизм установлен под кронштейном и выполнен в виде электромагнитной катушки, а упругий механизм выполнен в виде пружины растяжения, установленной над кронштейном и закрепленной к основанию с помощью стойки.

Электромагнитная катушка установлена с возможностью изменения направления вибрационного воздействия, при этом ее сердечник шарнирно соединен с кронштейном.

Вибрационная мельница дополнительно снабжена циклоном и грохотом.

Данная конструкция позволит повысить удобство эксплуатации, надежность, долговечность и производительность вибрационной мельницы.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид вибрационной мельницы, на фиг.2 - то же при наклонном расположении вибрационного механизма, на фиг.3 - расположение вибрационного механизма по периметру помольной камеры.

Вибрационная мельница, включает цилиндрическую помольную камеру 1 с мелющими телами, установленную на основании 2, кронштейн 3, вибрационный механизм, выполненный в виде электромагнитной катушки 4, упругий механизм, выполненный в виде пружины сжатия 5 и устройство перемещения 6. Электромагнитная катушка 4 установлена под кронштейном 3, а пружина 5 над кронштейном 3. При этом пружина 5 закреплена к основанию 2 с помощью стойки 7. Электромагнитная катушка 4 установлена с возможностью изменения направления вибрационного воздействия, например, с помощью полиспаста 8. Сердечник электромагнитной катушки 4 шарнирно соединен с кронштейном 3. Вибрационная мельница дополнительно снабжена циклоном 9 и грохотом 10.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на обмотку электромагнитной катушки 4 в ней возникаем электромагнитное поле, которое намагничивает сердечник. Сердечник втягивается внутрь обмотки, увлекая за собой кронштейн 3 вниз, и пружина 5 растягивается. При этом цилиндрическая помольная камера 1 отклоняется от своего исходного положения. При снятии напряжения с электромагнитной катушки 4 сердечник резко поднимается вверх под воздействием пружины 5 и цилиндрическая помольная камера 1 отклоняется в противоположную сторону. Затем вибрационный цикл повторяется. Таким образом, создается вибрационное воздействие на цилиндрическую помольную камеру 1. Для интенсификации вибрационного воздействия электромагнитные катушки 4 могут быть расположены по всему периметру помольной камеры 1, что способствует повышению эффективность и степени измельчения материала. Кроме того, электромагнитные катушки не требуют постоянного технического обслуживания, как гидроцилиндр или пневмоцилиндр.

Механизм перемещения 6, например, винтовая пара позволяет регулировать амплитуду вибрации за счет перемещения электромагнитной катушки 4 и, следовательно, изменения расстояния между кронштейном 3 и основанием 2. Чем дальше от кронштейна 3 установлена электромагнитная катушка 4, тем меньше амплитуда вибрации. Регулирование интенсивности вибрации осуществляют за счет изменения частоты подачи напряжения на электромагнитную катушку 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. Частицы материала, перемещаясь в зазорах между мелющими телами, измельчаются за счет ударных, истирающих и раздавливающих нагрузок.

Изменение угла приложения вибрационного воздействия осуществляются за счет наклона основания 2 с помощью полиспаста 8. Тогда вибрационный механизм может 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. Электромагнитную катушку 4 можно размещать в любом месте относительно помольной камеры 1, например, по диагональной оси горизонтального сечения, перпендикулярной или продольной оси, а также по всему 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 электромагнитных катушек 4 на помольную камеру 1 создает неоднородное поле скоростей и кинетических энергий в мелющей среде, что создает условия измельчения частиц материала и в целом повышает эффективность процесса измельчения.

Наличие в конструкции вибрационной мельницы циклона 9 и грохота 10 позволит производить сортировку размолотых частиц по фракциям.

Данная конструкция по сравнению с прототипом позволит повысить удобство эксплуатации, надежность, долговечность и производительность вибрационной мельницы.