Результат интеллектуальной деятельности: ВИБРАЦИОННАЯ МЕЛЬНИЦА

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

Известна вибрационная мельница, содержащая упруго установленный корпус с вибратором («Оборудование заводов лакокрасочной промышленности». Издательство «Химия». Ленинградское отделение, 1968 г., стр. 371).

Недостатком известного устройства является недостаточная интенсивность измельчения и ограниченные технологические возможности в виду недостаточной интенсивности смешивания.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является вибрационная мельница (патент РФ №2350391, МКИ B02C 17/02, опубл. 27.03.2009, бюл. №9), содержащая упруго установленный на основании корпус с вибратором, установленный вертикально.

Недостатком известного устройства являются ограниченные технологические возможности, обусловленные круговой формой траектории колебаний корпуса и недостаточной производительностью измельчения, сложностью изготовления.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, изменение форма 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, установкой корпуса на платформе наклонно под углом к горизонту в сторону загрузки-выгрузки и изготовлением корпуса с образованием по его наружному и внутреннему периметру многозаходных винтовых поверхностей в виде карманов треугольных формы, расположенных внутри корпуса, и однонаправленных многозаходных винтовых линий.

Техническое решение достигается тем, что в вибрационной мельнице, содержащей упруго установленный на основании корпус с вибратором, корпус установлен на платформе с наклоном β под утлом к горизонту в сторону загрузки-выгрузки с вибратором, смонтированным под платформой горизонтально, обеспечивающим изменение формы траектории колебаний корпуса с круговой на вертикальный эллипс, и изготовлен с образованием по его наружному и внутреннему периметру многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий, при этом корпус изготовлен из секций, каждая из которых выполнена в виде кругового сектора, смонтированного из полосы, согнутой попеременно в разные стороны по прямым линиям в виде линий сгиба, расположенных на полосе на равных расстояниях друг от друга и размещенных под утлом к кромкам полосы с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, расположенными на полосе попеременно и параллельно друг другу, при этом полоса свернута в кольцо с многогранной поверхностью, а секции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников в виде пустотелого корпуса, с образованием по его периметру наружной и внутренней поверхностей многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий.

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

Новизна обусловлена тем, что изменена форма 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 путем монтажа вибратора горизонтально под платформой с корпусом.

Новизна усматривается в том, что корпус установлен на платформе наклонено под углом к горизонту в сторону загрузки-выгрузки, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что корпус выполнен в виде тора с образованием по его наружному и внутреннему периметру многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий, что обеспечивает не только интенсификацию взаимодействия частиц измельчаемого материала, но и расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается в том, что по внутренней поверхности корпуса образованы зигзагообразные поверхности, что обеспечивает изменение направления движения частиц измельчаемых материалов, 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 производительность измельчения 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, эффективности, расширение технологических возможностей.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что четырехугольники полос, из которых смонтированы секции корпуса, разнонаклонены не только друг к другу, но и к оси симметрии корпуса, поэтому степень сжатия потоков измельчаемого материала возрастает, процесс измельчения 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, увеличивает интенсивность измельчения и расширяет технологические возможности. Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображена вибрационная мельница, общий вид с наложенным разрезом корпуса по А-А на фиг. 2; на фиг. 2 - корпус, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А корпуса на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез по В-В на фиг. 2; на фиг. 6 - ¼ часть камеры вибрационной мельницы, вид сверху; на фиг. 7 - сечение Г-Г на фиг. 6; на фиг. 8 - полоса с размеченными прямыми линиями сгиба и линиями обрезки кромок четырехугольника; на фиг.9 - полоса после обрезки кромок четырехугольников; на фиг. 10 - полоса после обрезки кромок четырехугольников, согнутая по прямым линиям сгиба; фиг. 11 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в кольцо в виде кругового сектора - секцию.

Вибрационная мельница (фиг. 1, фиг. 2) содержит тороидальный корпус 1, установленный на платформе 2, снабженной вибратором 3 и смонтированной посредством пружин 4 на основании 5. Камера 1 установлена на платформе 2 с наклоном под углом β к горизонту в сторону загрузочного окна квадратной формы 6 α×α и разгрузочного окна 7 диаметром D (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4), загрузочное и разгрузочное приспособления на чертежах не показаны. Внутри рабочей камеры 1 между загрузочным окном 6 и разгрузочным окном 7 смонтирована перегородка 8. Вибратор 3 смонтирован под платформой 2 горизонтально и поэтому обеспечивает изменение формы траектории колебаний корпуса 1 с круговой, как в прототипе, на вертикальный эллипс. Корпус 1 изготовлен с образованием по его наружному и внутреннему периметру многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6) выполнен в виде тора (кругового кольца) с многогранной винтовой поверхностью по его внутреннему и наружному периметру и может быть изготовлен из четырех секций 9, 10, 11, 12 (одна из секций, например 9, показана на фиг. 6), соединенных между собой известными методами, например, сваркой, клейкой и т.п. Каждая из секций 9, 10, 11, 12 смонтирована из круговых секторов, на фиг. 6 один из круговых секторов 13 выделен сплошными утолщенными линиями, и соединенными между собой известными методами, например, сваркой, клейкой и т.п. Каждый из круговых секторов (фиг. 6, фиг. 7) смонтирован из полосы 14, на которой размечены прямоугольники 15, по диагоналям которых расположены линии сгиба 16 на равных расстояниях друг от друга, одна из диагоналей - линия сгиба полосы 14 показана на фиг.8 утолщенной линией. На полосе 14 размечены также линии обрезки 17 кромок полосы 14, показанных на фиг.8 штрихпунктирной линией с двумя точками. После разметки по линии обрезки кромок 17 участки полосы 14 (на фиг. 8 эти участки полосы 14 заштрихованы) отрезаются, и полоса 14 приобретает вид, показанный на фиг. 9, у которой линии сгиба полосы 16 разные по длине L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₇, L₈, L₉, L₁₀, L₁₁, L₁₂, L₁₃, L₁₄, L₁₅, L₁₆. Полоса 14 (фиг. 10) после обрезки кромок прямоугольников по линии обрезки 17 сгибается попеременно в разные стороны по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полосы 14 с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами - т.е. по диагоналям 16 прямоугольников 15, параллельных друг другу, и затем сворачивается в кольцо 18 с многогранной поверхность, как показано на фиг. 11. Кромки 19 и 20 (фиг. 9, фиг. 10) полосы 14 после сворачивания в кольцо 18 соединяются известными методами, например сваркой, пайкой и т.д. с образованием кругового сектора 13.

Таким образом, корпус 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру корпуса 1 (одна из винтовых линий показана на фиг. 2 утолщенной линией 21-22, а на фиг. 6 утолщенной линией 23-24-25-26-27-28-29-30-31-32-33-34-35-36-37-38-39 и винтовыми канавками внутри корпуса 1 в виде карманов треугольной формы под углом к оси корпуса 1). Вертикальная ось вибратора, как видно на фиг. 1, расположена под углом β к оси тороидального корпуса 1, что обеспечивает изменение траекторий движения потоков частиц измельчаемого материала внутри корпуса 1, движущихся по вертикальным эллиптическим траекториям и одновременно от загрузки к выгрузке по винтовым поверхностям треугольной формы корпуса 1.

Корпус 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 3, фиг. 4) в виде кругового кольца (тора) с многогранной винтовой поверхностью по его внутреннему и наружному периметру с образованием по его наружной и внутренней поверхностей многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий может быть изготовлен и иным способом.

Вибрационная мельница работает следующим образом.

Возмущающая сила вибратора 3 через стенки корпуса 1 передается частицам измельчаемого материала, находящимся внутри корпуса 1 и поступающим внутрь корпуса 1 непрерывным потоком через загрузочное приспособление (на чертеже не показано) и квадратное загрузочное окно 6. Частицы измельчаемого материала совершают вращательное движение по вертикальным эллиптическим траекториям, при котором и происходит процесс измельчения. При этом частицы измельчаемого материала не только интенсивно взаимодействуют друг с другом, 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 измельчаемого материала, которые при этом взаимодействуют с карманами треугольной формы внутренних стенок корпуса 1, т.е. имеет место повышение интенсивности и производительности измельчения. Наличие винтовых поверхностей и винтовых линий по периметру корпуса 1 способствует не только усложнению траекторий движения частиц измельчаемого материала, но и их перемещению по проходному сечению корпуса 1 в сторону выгрузки - к разгрузочному окну 7 круглой формы. 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 материалов и расширяет технологические возможности. Измельченный материал через разгрузочное окно 7 выводится с помощью разгрузочного приспособления (на чертежах не показано) за пределы вибрационной мельницы.

Технико-экономические преимущества возникают за счет изменения форма 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, путем монтажа вибратора горизонтально под платформой с корпусом, а также за счет того, что корпус установлен на платформе с наклоном под углом β к горизонту в сторону загрузки-выгрузки, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Технико-экономические преимущества возникают также за счет выполнения корпуса в виде тора, с образованием по его наружному и внутреннему периметру многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий, которые тоже обеспечивают изменение направления движения потоков измельчаемого материала и расширение технологических возможностей.