Результат интеллектуальной деятельности: МЕЛЬНИЦА

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

Известна трубная мельница, содержащая загрузочную и разгрузочную цапфы, привод и барабан выполнены по меньшей мере из одной полосы (патент РФ №2358808, МКИ В02С 17/04, опубл. 20.06.2009. Бюл №17) с образованием по внутренней поверхности карманов многоугольной и криволинейной формы.

Недостатком известного устройства являются ограниченные технологические возможности, большие габариты по длине.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является вибрационная мельница (патент РФ №2350391, МКИ В02С 17/02, опубл. 27.03.2009. Бюл, №9), содержащая упруго установленный на основании торообразный корпус с вибратором, смонтированным вертикально, при этом корпус выполнен из секций, каждая из которых смонтирована из полосы, согнутой в одну сторону по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полосы, с попеременным образованием по длине полосы разных по размерам равносторонних и равнобедренных треугольников и образованием по наружной и внутренней поверхностям ломанных винтовых линий и винтовых поверхностей.

Недостатком известного устройства являются ограниченные технологические возможности, обусловленные круговой формой траектории колебаний корпуса и недостаточной производительность измельчения, сложностью изготовления, недостаточная длина пути движения измельчаемых материалов.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, изменение формы траектории колебаний корпуса с круговой на вертикальный эллипс, что обеспечивает увеличение удельной плотности полной кинетической энергии (Е_п) в 1.3.-1.5 раза путем монтажа вибратора под платформой корпуса горизонтально, увеличение производительности и пути (длины) движения измельчаемых материалов в корпусе.

Техническое решение достигается тем, что в мельнице, содержащей упруго установленый на основании, снабженный приводом корпус, корпус выполнен пустотелым, в виде квадрата, с криволинейной винтовой поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов криволинейной формы, при этом корпус смонтирован из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех пустотелых секций, выполненных в виде пустотелого кругового сектора с четырьмя пустотелыми прямолинейными секциями, причем четыре секции, выполненные в виде пустотелого кругового сектора, изготовлены из полосы, с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами в виде линий сгиба, расположенными на полосе на равных расстояниях друг от друга и параллельно друг другу, при этом полоса свернута в кольцо-подсекцию, по периметру которой размещены карманы криволинейной формы, а подсекции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников в виде пустотелого кругового сектора, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под острым углом к оси пустотелого кругового сектора винтовых линий и винтовых внутренних поверхностей в виде карманов криволинейной формы, которые по периметру могут быть различными не только по форме, но и по размерам, при этом расстояния между линиями сгиба равны друг другу и равны сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренних поверхностей, а четыре пустотелые прямолинейные секции изготовлены по меньшей мере, из одной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенные под углом к кромкам полосы, при этом полоса свернута в цилиндрические витки, с образованием по наружной и внутренней поверхностям винтовых линий, а также винтовых поверхностей криволинейной формы в виде карманов внутренней поверхности полукруглой формы, которые по периметру могут быть различными не только по форме, но и по размерам, при этом расстояния между линиями сгиба равны друг другу и равны сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренних поверхностей.

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

Новизна заключается в том, что корпус выполнен в виде квадрата с криволинейной винтовой поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов криволинейной формы, что расширяет технологические возможности, при одних и тех же габаритах с корпусом, выполненным в виде тора, расширяются технологические возможности и увеличивается путь (длина) движения измельчаемых материалов в квадратном корпусе, так как длина по периметру тора (окружности) диаметра D равна L₁=πD, а длина по периметру квадрата равна L₂=4D (L₂>L₁).

Новизна обусловлена также тем, что корпус смонтирован из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех секций, выполненных в виде кругового сектора с четырьмя прямолинейными секциями, что расширяет технологические возможности и так как при одних и тех же габаритах с корпусом, выполненным в виде тора, расширяются технологических возможностей и увеличивается путь (длина) движения измельчаемых материалов в квадратном корпусе.

Новизна усматривается в том, что карманы корпуса выполнены в виде геометрических криволинейной формы, по меньшей мере, из одной полосы, что расширяет технологические возможности и упрощает изготовление.

Новизна заключается также в том, что карманы по периметру корпуса могут быть различными не только по форме, но и по размерам, что расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена также тем, что расстояния между линиями сгиба карманов внутренних поверхностей равны друг другу и равны сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренних поверхностей, что расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что корпус выполнен в виде квадрата и смонтирован из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех секций, выполненных в виде кругового сектора с четырьмя прямолинейными секциями с криволинейной винтовой поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов криволинейной формы, что обеспечивает не только интенсификацию взаимодействия частиц измельчаемого материала, повышение производительности, но и расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается в том, что по внутренней поверхности корпуса образованы криволинейные поверхности, которые по периметру могут быть различными не только по форме, но и по размерам, что обеспечивает изменение направления движения частиц измельчаемого материала, в результате повышается производительность и расширяются технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что секции, из которых собран корпус, по периметру смонтирован из полос с размеченными на них четырехугольниками. разных по площади и размерам, поэтому интенсивность и производительность измельчения материала возрастает, расширяются технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что по всему периметру корпуса проходное сечение изменяется не только по форме, но и по площади, что обеспечивает попеременное сжатие и расширение потоков измельчаемого материала в каждом сечении корпуса, а значит, повышение производительности и расширение технологических возможностей.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что четырехугольники полос, из которых смонтированы секции, разнонаклонены не только друг к другу, но и к оси симметрии корпуса, поэтому степень сжатия потоков измельчаемого материала возрастает, процесс измельчения материала интенсифицируется.

Новизна заключается также в том, что корпус изготовлен из секций, стенки которых разнонаклонны не только друг к другу, но и к направлению вращательного движения частиц измельчаемого материала, движущихся под воздействием вибрации в плоскостях перпендикулярных проходному сечениЮ корпуса, что усложняет траектории их движения и увеличивает производительность измельчения, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что при работе вибратора, установленного горизонтально (в отличие от аналога - патент РФ №2350391, МКИ В02С 17/02, опубл. 27.03.2009. Бюл. №9), у которого вибратор установлен вертикально), частицы измельчаемого материала, совершающие циркуляционное движение внутри корпуса в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии корпуса, получают дополнительное движение от наклоненных друг к другу стенок криволинейных карманов всех восьми секций, что расширяет технологические возможности и повышает производительность приготовления измельчения материалов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена мельница, общий вид; на фиг. 2 - корпус в форме квадрата, вид сверху; на фиг. 3 - разрез Α-A на фиг. 2; на фиг. 4 - одна из четырех секций, выполненная в виде пустотелого кругового сектора, вид сверху; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - полоса с размеченными прямыми линиями сгиба и линиями обрезки кромок четырехугольников; на фиг. 7 - полоса после обрезки кромок четырехугольников; на фиг. 8 - полоса после обрезки кромок четырехугольников, согнутая по прямым линиям сгиба; фиг. 9 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в кольцо-подсекцию; на фиг. 10 - одна из четырех пустотелых прямолинейных секций с карманами криволинейной формы, общий вид; на фиг. 11 - разрез В-В на фиг. 10; на фиг. 12 - полоса с размеченными линиями сгиба в виде прямых линий для карманов криволинейной формы пустотелой прямолинейной секции на фиг. 10; на фиг. 13 - полоса, согнутая по прямым линиям с образованием карманов криволинейной формы; фиг. 14 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в цилиндрический виток.

Мельница (фиг. 1) состоит из корпуса 1, установленного на платформе 2, снабженной вибратором 3. Платформа 2 посредством пружин 4 установлена на основании 5. Загрузочные и разгрузочные устройства на чертежах не показаны.

Корпус 1 выполнен в виде квадрата (фиг. 2) с криволинейной винтовой поверхностью по внутреннему периметру (фиг. 3) в виде карманов криволинейной формы и смонтирован из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех секций 6, 7, 8, 9, выполненных в виде кругового сектора с четырьмя прямолинейным секциями 10, 11, 12, 13 (фиг. 2).

Секции 6, 7, 8, 9 выполнены в виде кругового пустотелого сектора (фиг. 4) с криволинейной винтовой поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов криволинейной формы 14, 15, 16, 17, 18, 19 (фиг. 5) и смонтированы из полосы 20 (фиг. 6), на которой размечены прямоугольники 21 и линии сгиба 22, размещенные на равных расстояниях друг от друга, равных длине развертки периметра криволинейных карманов, например, для карманов 14, 15, 16, 17, 18, 19 на расстояниях L и под углом α к кромкам полосы 20.

На полосе 20 размечены также линии обрезки 23 кромок полосы 20, показанных на фиг. 6 штрихпунктирной линией с двумя точками. После разметки по линии обрезки кромок 23 участки полосы 20 (на фиг. 6 эти участки полосы 20 заштрихованы) отрезаются, и полоса 20 приобретает вид, показанный на фиг. 7, у которой линии сгиба 22 полосы 20 разные по длине L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ с образованием при этом разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами - линиям сгиба 22, параллельных друг другу. Полоса 20 (фиг. 7) после обрезки кромок прямоугольников 21 по линии обрезки 23 сгибается по прямым линиям, размещенным под углом α к кромкам полосы 20 с образованием криволинейных поверхностей 24 (фиг. 8) с кромками 25 и 26 и затем сворачивается в кольцо-подсекцию 27 (фиг. 9) с криволинейной внутренней поверхностью в виде карманов 14, 15, 16, 17, 18, 19. Кромки 25 и 26 полосы 20 после сворачивания в кольцо-подсекцию 27 соединяются известными методами, например сваркой, пайкой и т.д., с образованием подсекции - кольца 27. Затем подсекции 27 соединяют друг с другом известными способами в круговой пустотелый сектор в виде секции 6, 7, 8, 9.

Таким образом, секции 6, 7, 8, 9 (фиг. 2, фиг. 3) изготовлены в виде пустотелого кругового сектора с многозаходной винтовой поверхности и винтовыми линиями с винтовыми канавками внутри секций 6, 7, 8, 9 в виде карманов криволинейной формы под углом к их продольной оси.

Секции 6, 7, 8, 9 (фиг. 4, фиг. 5) в виде пустотелого кругового сектора с криволинейной винтовой поверхностью по его внутреннему и наружному периметру и образованием по его внутренней поверхностью карманов криволинейной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий могут быть изготовлены и иным способом.

Четыре пустотелые прямолинейные секции 10, 11, 12, 13 (фиг. 10, фиг. 11) с карманами криволинейной формы, например секция 10, изготовлена по крайней мере из одной полосы 28, соединенной по продольным кромкам 29 (показаны на фиг. 10 штрихпунктирной линией) известными методами, например, сваркой, с образованием по наружной и внутренней поверхностям винтовых линий (на фиг. 10 часть одной из винтовых линий показана утолщенной линией 30-31-32-33-34-35-36) и винтовых поверхностей (фиг. 11) криволинейной формы в виде карманов внутренней поверхности полукруглой формы 37, 38, 39, 40, 41, 42.

Полоса 28 (фиг. 12, фиг. 13) согнута по прямым линиям 43 под одинаковыми углами β к кромкам полосы 29, размещенным на расстояниях, равных длине развертки периметра криволинейных карманов, например, для кармана 42 на расстояниях L₁.

Полоса 28 после сгиба (фиг. 13) свернута в цилиндрические витки (фиг. 14), соединенные друг с другом по продольным кромкам 29 известными методами, например сваркой, в пустотелую прямолинейную секцию, например 10, 11, 12, 13.

Пустотелые прямолинейные секции, например 10, 11, 12, 13, жестко соединены поочередно с пустотелыми секциями 6, 7, 8, 9 в виде кругового сектора (фиг. 2) по линиям стыковки I-I, II-II, III-III, IV-IV, V-V, VI-VI, VII-VII, VIII-VIII с образованием непрерывного пустотелого корпуса 1 в виде квадрата с криволинейной винтовой поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов криволинейной формы. Мельница работает следующим образом.

Возмущающая сила вибратора 3 через стенки корпуса 1 передается частицам измельчаемых материалов, находящимся внутри корпуса 1. Частицы измельчаемых материалов под влиянием вибрации совершают вращательное движение в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии пустотелого корпуса 1 и карманов криволинейной формы по его внутреннему периметру. Наличие криволинейных разнонаправленных элементов, в том числе карманов по периметру корпуса 1, изменяет направление движение частиц измельчаемых материалов, в результате чего частицы измельчаемых материалов не только приобретают направленное движение от загрузки к выгрузке, но в результате образуются также зоны сжатия по всей длине пути частиц измельчаемых материалов внутри корпуса 1, повышается производительность, расширяются технологические возможности.

Частицы измельчаемых материалов не только интенсивно взаимодействуют друг с другом, смешиваясь, но и под воздействием вибрации совершают вращательное движение в плоскости, перпендикулярной проходному сечению корпуса 1. Так как по длине корпуса 1 размеры поперечного сечения, форма и расположение меняются, то усугубляется нарушаемость движения частиц измельчаемых материалов, т.е имеет место повышение производительности измельчения. Наличие винтовых поверхностей и винтовых линий по периметру корпуса обеспечивает движение частиц измельчаемого материала не только в пустотелых прямолинейных секциях корпуса 1, но и в пустотелых секциях, выполненных в виде кругового сектора, что способствует не только усложнению траекторий их движения, но и их перемещению по проходному сечению корпуса 1 от загрузки к выгрузке. При движении частиц измельчаемого материала по проходному сечению корпуса 1 из-за изменения проходного сечения по форме и размерам образуются попеременно зоны сжатия и разряжения в каждом сечении корпуса 1 по всему его объему, что тоже интенсифицирует процесс измельчения и расширяет технологические возможности.

Технико-экономические преимущества возникают за счет выполнения корпуса в форме квадрата, поверхность которого снабжена однонаправленными винтовыми линиями и винтовыми поверхностями в виде карманов криволинейной формы, которые и обеспечивают изменение направления движения потоков частиц измельчаемого материла и расширение технологических возможностей, а также за счет монтажа вибратора горизонтально под платформой с корпусом и изменения формы траектории колебаний корпуса с круговой на вертикальный эллипс, что обеспечивает увеличение удельной плотности полной кинетической энергии (Е_п) в 1.3.-1.5 раза и повышает производительность.