Результат интеллектуальной деятельности: ТРУБНАЯ МЕЛЬНИЦА

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

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

Недостатками известного устройства являются недостаточная производительность, ограниченные технологические возможности.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является трубная винтовая мельница (патент РФ 2362627, кл. В02С 17/04, опубл. 27.07.2009, бюл. №21), содержащая загрузочную, разгрузочную цапфы, привод и барабан, смонтированный из секций, выполненных из восьми, десяти, двенадцати и.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 ломаных правых и левых винтовых линий и, снабженного внутренними четырьмя, пяти, шести и более, винтовыми канавками, направленными навстречу друг другу с одинаковым шагом.

Недостатком известной трубной мельницы является недостаточная интенсивность измельчения и ограниченные технологические возможности ввиду недостаточной интенсивности взаимодействия частиц материалов друг с другом и со стенками трубной мельницы.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей за счет повышения интенсивности взаимодействия частиц материала.

Техническое решение достигается тем, что в трубной мельнице, содержащей барабан, загрузочную, разгрузочную цапфы и привод, согласно изобретению барабан выполнен в виде ломаного спиральной формы тоннеля с прерывистыми зигзагообразной формы ломаными винтовыми линиями по его периметру с треугольным поперечным проходным сечением из секций, каждая из которых смонтирована из прямоугольника и двух одинаковых трапеций, нижние основания которых равны боковой стороне прямоугольника, а верхние основания трапеций равны друг другу, при этом боковые стороны трапеций равны остальным двум сторонам прямоугольника с образованием по торцам секций, наклоненных в разные стороны и к оси секции торцевых отверстий в виде равносторонних треугольников, при этом каждая последующая секция повернута относительно предыдущей секции на угол, соответствующий повороту секции на одну ее сторону, так, что оси секций наклонены друг к другу из условия их пересечения, причем барабан размещен на станине посредством введенной в устройство рамы с пневмобалонами.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне трубной мельницы.

Новизна заключается в том, что центры симметрии внутренней поверхности барабана трубной мельницы в каждом элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения барабана, что нарушает стационарность движения частиц материалов и расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что оси секций барабана - пересекающиеся прямые и они расположены не только к оси вращения барабана под углом, но и друг к другу, что нарушает стационарность движения материалов и интенсифицирует процесс их взаимодействия.

Новизна заключается также в том, что, так как положение поперечного сечения барабана вместе с расположенными в них материалами меняется относительно друг друга и меняется расстояние этих масс материалов относительно оси вращения барабана, то имеет место интенсификация взаимодействия материалов друг с другом и со стенками барабана.

Новизна усматривается также в том, что так как в местах соединения секций поперечное сечение барабана меняется от треугольника или прямоугольника к многоугольнику и вновь к треугольнику или прямоугольнику, то имеет место усложнение траектории движения материалов, что интенсифицирует процесс их взаимодействия.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что расширяются технологические возможности за счет придания материалам сложного пространственного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, возбуждаемых за счет геометрии барабана при ассиметричном движении масс материалов в результате нарушения стационарности движения их потоков геометрической спиральной формой барабана, их взаимным расположением относительно друг другу и к оси вращения.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что за счет выполнения барабана из секций, элементы которых при монтаже барабана смонтированы под некоторыми углами не только друг к другу, но и к оси вращения и поэтому они, работая как полки, захватывают порции частиц материалов и направляют их навстречу не только друг другу, но противоположным стенкам вращающегося барабана. Поэтому интенсивность и активность смешивания частиц материалов возрастает, увеличиваются технологические возможности трубной мельницы.

Новизна обусловлена тем, что, так как площадь, форма и размеры проходного сечения барабана по его длине меняется от загрузки к выгрузке, то интенсифицируется процесс их смешивания, увеличивается не только активность взаимодействия частиц материалов друг с другом и со стенками барабана, но и изменяется частота их взаимодействия и амплитуда движения друг с другом, в результате увеличиваются технологические возможности трубной мельницы.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена трубная мельница, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - барабан трубной мельницы, вид спереди; на фиг. 4 - барабана трубной мельницы, вид сверху; на фиг. 5 - барабан трубной мельницы, вид по стрелке А на фиг. 3; на фиг. 6 - одна из секций барабана, наглядное изображение; на фиг. 7 - схема присоединения секций друг к другу при сборке барабана трубной мельницы; на фиг. 8 - схема расположения осей секций барабана, вид спереди; на фиг. 9 - схема расположения осей барабана, вид сверху.

Трубная мельница (фиг. 1, фиг. 2) состоит из барабана 1, загрузочного 2, разгрузочного 3 приспособлений и привода (не показан). Барабан 1 снабжен втулками 4 и 5 с возможностью вращения в подшипниковых опорах 6 и 7. Носок 8 загрузочного приспособления 2 входит в отверстие втулки 4 барабана 1. Загрузочное приспособление 2, подшипниковые опоры 6 и 7 со смонтированных в них барабаном 1 закреплены на раме 9. Рама 9 размещена на двух парах пневмобалоннов 10, 11 которые закреплены на станине 12.

Барабан 1 (фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5) выполнен в виде ломаного, спиральной формы тоннеля с треугольным проходным сечением, смонтирован из секций 13 (фиг. 3, фиг. 4). Каждая секция 13 смонтирована (фиг. 6) из одного прямоугольника 14 и двух боковых трапеций 15 и 16, нижние основания которых равны боковой стороне прямоугольника 14, а верхние основания трапеций 15 и 16 равны друг другу, причем остальные свободные две стороны прямоугольника 14 равны боковым сторонам трапеций 15 и 16 с образованием по торцам секций торцевых отверстий в виде равносторонних треугольников, наклоненных в разные стороны и к оси секций. При сборке барабана 1 (фиг. 7) каждая последующая секция повернута относительно предыдущей секции на угол, соответствующий повороту на одну сторону треугольника (фиг. 7), таким образом, чтобы оси секций были наклонены друг к другу из условия их пересечения. На фиг. 7 утолщенной стрелкой показан поворот секции «В» на одну сторону треугольника торцевого отверстия вокруг своей оси и перемещение этой секции для присоединения к секции «А». При этом сторона 1₂ секции «В» присоединяется в стороне 2₁ секции «А», сторона 2₂ секции «В» присоединяется в стороне 3i секции «А», сторона 3₂ секции «В» присоединяется в стороне l₁ секции «А». Таким образом, при монтаже барабана 1 каждая секция 13, поворачивается относительно предыдущей секции на угол, соответствующий повороту секции на ее одну сторону, так, что оси секций наклонены друг к другу из условия их пересечения.

В результате соединения секций образуется барабан 1 (фиг. 3, фиг. 4) в виде ломаного спиральной формы тоннеля, с треугольным проходным сечением и с прерывистыми ломаными винтовыми линиями по периметру 17-18-19, 20-21-22, 23-24-25.

При монтаже барабана 1 и повороте секций 13 по часовой стрелке образуется барабан с правым направлением спиральной формы тоннеля, с правым направлением прерывистых винтовых ломаных линий. На фиг. 8, фиг 9 направление движения материалов от загрузки к выгрузке показано пунктирной линией со стрелками, параллельными осям секций. При монтаже барабана 1 и повороте секций 13 против часовой стрелки образуется барабан с левым направлением спиральной формы тоннеля, с левым направлением прерывистых винтовых ломаных линий.

Оси секций, в том числе: ось i₁-i₁ первой секции (фиг 8, фиг. 9), к которой присоединена вторая секция с осью i₂-i₂, затем присоединена третья секция с осью i₃-i₃, потом присоединена четвертая секция с осью i₄-i₄, затем присоединена пятая секция с осью i₅-i₅ и так далее, пересекаются друг с другом.

Трубная мельница работает следующим образом.

Барабан 1 через загрузочное устройство 2 заполняется непрерывным потоком материала, подлежащего измельчению. При вращении барабана 1 материалу сообщается сложное пространственное движение с наложением колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, возбуждаемых за счет геометрии барабана 1 при асимметричном движении материала и возникновения дебаланса в результате нарушения стационарности движения потоков материалов геометрической формой секций, их взаимным расположением относительно друг друга и к оси вращения. При этом центры симметрии внутренней поверхности барабана 1 в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения, что нарушает стационарность движения материалов. Благодаря одновременному воздействию сложно пространственного движения и низкочастотным их колебаниям повышается смешиваемость частиц материалов, их интенсивность взаимодействия между собой и со стенками барабана 1. Массы потоков частиц материалов сред, измельчаясь, перемещаются внутри барабана 1 от загрузки к выгрузке.

При дальнейшем перемещении частиц измельченного материала выгружаются в разгрузочное приспособление 3.

Технико-экономические преимущества возникают за счет придания частицам материалов сложного пространственного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, что повышает интенсивность измельчения, увеличивает энергоемкости взаимодействия частиц материалов между собой, со стенками барабана 1 и расширяет технологические возможности.