Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ДЛЯ КЛАССИФИКАЦИИ ЗЕРЕН АБРАЗИВНОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к области разделения сыпучих порошкообразных материалов на фракции согласно их размерам, форме и плотности и может быть использовано для жидкостной классификации зерен абразивных материалов, применяемых при изготовлении абразивных инструментов.

Известен вибрационный стол для разделения по размеру и форме частиц сыпучих материалов, состоящий из деки и расположенных по ее периметру с трех сторон приемных ячеек [1].

Недостатком известного вибростола является сравнительно низкая производительность процесса классификации, которая составляет 150... 1700 кар/ч, что связано с низкими скоростями перемещения частиц по поверхности деки под действием вибрационных воздействий.

Наиболее близкой по технической сущности и получаемому результату является станция подачи СОЖ [2], в которую входит устройство для рекуперации и классификации абразивных зерен из СОЖ, состоящее из ротора и приемника для сбора фракций, ротор закреплен на валу и соединен через муфту с валом электродвигателя. Установка содержит приемные лотки, поддон, соединенный трубопроводом с насосом.

Недостатком известной установки является невозможность непрерывной подачи в зону разделения суспензии, состоящей из рабочей жидкости и абразивного материала, что снижает производительность установки. При этом при подаче суспензии не обеспечивается постоянное поддержание зерен абразивного материала во взвешенном состоянии воизбежание их осаждения.

Заявленное изобретение решает задачу повышения производительности процесса классификации абразивного материала по размеру и форме зерен.

Технический результат - обеспечение непрерывности технологического процесса разделения на фракции и стабильного состояния суспензии для разделения.

Согласно заявленному решению в состав предложенной установки для классификации зерен абразивного материала, состоящей из ротора, закрепленного на валу, соединенного через муфту с валом электродвигателя, приемных лотков, поддона, соединенного трубопроводом с насосом, включена соединенная трубопроводом с насосом мешалка суспензии для доведения ее до оптимального состояния перед подачей на ротор, состоящая из корпуса, перемешивающего устройства, электродвигателя и вентиля.

Муфта состоит из втулки в виде звезды, закрепляемой на валу электродвигателя, ответной втулки, закрепляемой на валу ротора, и силиконовой прокладки, компенсирующей несоосность валов.

Приемные лотки выполнены тарельчатой формы с отражателями и установлены друг над другом на основании, регулируемом по высоте шпильками.

Ротор представляет собой составную поверхность в виде плоского диска вблизи оси вращения и полусферы с посадочным коническим отверстием для установки на валу.

Вал ротора установлен на опорах качения, запрессованных враспор через втулку в подшипниковом стакане, закрепляемом вместе с крышкой и электродвигателем на основании, установленном при помощи стоек на плите.

Для компенсации несоосности валов подшипниковый стакан имеет центрирующий поясок и закрепляется с электродвигателем к основанию через центрирующую втулку.

Предложенная установка для классификации зерен абразивного материала отличается от прототипа введением в нее мешалки, что позволяет решить задачу непрерывной подачи в зону разделения суспензии, состоящей из рабочей жидкости и постоянно поддерживаемых в ней во взвешенном состоянии зерен абразивного материала. Высокая производительность процесса достигается за счет использования тонкопленочного течения и центробежного поля, которое создается консольно закрепленным на валу ротором, вращающемся на высоких скоростях, а также за счет увеличения концентрации зерен в суспензии.

При концентрации зерен в суспензии в диапазоне от 1 до 10% производительность процесса классификации зерен с применением предложенной системы лежит в пределах от 100 до 1400 тыс.кар/ч при расходе суспензии 12 л/мин. При этом вибросита и воздушные сепараторы, применяемые только для размерной классификации шлифпорошков (40…630 мкм), имеют производительность до 20 тыс.кар/ч, стаканчиковые центрифуги, применяемые для размерной классификации микропорошков (1…60 мкм) - до 450 кар/ч, а вибростолы, применяемые для классификации по размеру и форме - 150…1700 кар/ч [1]. Очевидно, применение установки центробежной жидкостной классификации абразивного материала позволяет значительно (в 5…1000 раз) увеличить производительность процесса.

Сущность изобретения поясняется чертежами, в которых на фиг.1 показана установка жидкостной классификации зерен по размеру и форме, на фиг.2 - муфта, соединяющая вал электродвигателя и вал ротора.

Предлагаемая установка (фиг.1) для классификации зерен абразивного материала состоит из ротора 1, закрепленного на валу 2, который установлен на опорах качения 3, запрессованных враспор через втулку 4 в стакане 5. Вал 2 соединен через муфту 6 с валом электродвигателя 7. Муфта 6 (фиг.2) состоит из втулки 8 в виде звезды, закрепляемой на валу электродвигателя 7, ответной втулки 9, закрепляемой на валу 2, и устанавливаемой между ними силиконовой прокладки 10. Электродвигатель 7 на шпильках 11 через втулку 12 враспор со стаканом 5 вместе с крышкой 13 закрепляется на основании 14, установленном при помощи стоек 15 на плите 16. На основании 14 при помощи штуцера 17 с резьбой закреплен поддон 18, в который вставлен корпус 19 с размещенными внутри приемными лотками 20, положение по высоте которых регулируется раздвижными шпильками 21. Поверх корпуса 19 установлены крышка 22 и мешалка, состоящая из корпуса 23, перемешивающего устройства 24, крышки 25 с закрепленным на ней электродвигателем 26 и вентиля 27, который соединен со сменным штуцером 28. На плите 16 установлен насос 29, входное отверстие которого соединено трубопроводом 30 со штуцером 17, а выходное отверстие соединено трубопроводом 31 с мешалкой.

Установка для классификации зерен абразивного материала функционирует следующим образом. Порошок классифицируемого абразивного материала засыпается в мешалку, где, перемешиваясь с рабочей жидкостью, например водой, образует суспензию. Частота вращения электродвигателя 26 мешалки подбирается таким образом, чтобы на дне корпуса 23 отсутствовал осадок. Расход рабочей жидкости регулируется подбором сменного штуцера 28 с необходимым диаметром отверстия. Открытием вентиля 27 подготовленная суспензия самотеком через штуцер 28 поступает на поверхность ротора 1, частота вращения которого определяется характеристиками извлекаемых зерен и рабочей жидкости. Применяемый ротор сферической формы позволяет создавать центробежное инерционное силовое поле, величина которого меняется вдоль образующей поверхности ротора. Это позволяет частицам различных размеров развивать достаточную для преодоления сил поверхностного натяжения силу инерции и отрываться со свободной поверхности жидкости на заданной высоте от основания ротора. Оторвавшиеся со свободной поверхности потока жидкости зерна продолжают двигаться в воздушной среде по прямолинейной горизонтальной траектории с большой скоростью. Лотки 20, образующие приемные отсеки, конструктивно оснащены отражателями, что позволяет исключить возможность отскока зерен в соседние отсеки или же за пределы приемника при столкновении на больших скоростях с поверхностью лотка. Рабочая жидкость после извлечения из нее частиц классифицируемого материала поступает в поддон 18, откуда насос 29 повторно подает ее в мешалку, обеспечивая таким образом непрерывную циркуляцию рабочей жидкости. 5

Установка для классификации зерен абразивного материала особенно эффективно может использоваться при разделении абразивных шлифпорошков и микропорошков по размеру и форме зерна с целью их использования при изготовлении специального абразивного инструмента с заданными параметрами и областью применения.

Источники информации

1. Никитин Ю.И. Технология изготовления и контроль качества алмазных порошков. - Киев.: Наук. думка, 1984. - 264 с.

2. Патент РФ на полезную модель №38666, МПК⁷ В24В 55/03. Станция подачи СОЖ / Опубл. 10.07.2004.