Результат интеллектуальной деятельности: МЕЛЬНИЦА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к технике измельчения твердых материалов и может найти применение в строительной, химической и металлургической отраслях 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 интенсивностью смешивания.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является вибрационная мельница (патент РФ №2350391, МКИ В02С 17/02), содержащая упруго установленный на основании корпус с вибратором.

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 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.

Техническое решение достигается тем, что в мельнице непрерывного действия, содержащей упруго установленный на основании, снабженный приводом корпус, корпус установлен на платформе с вибратором, смонтированным под платформой горизонтально, обеспечивающим изменение формы траектории колебаний корпуса с круговой на вертикальный эллипс, и выполнен спиральной формы с многогранной винтовой поверхностью по ее внутреннему и наружному периметру и изготовлен из секций, смонтированных из двух подсекций, изготовленных из полос, согнутых в одну сторону по прямым линиям сгиба, размещенным под углом к кромкам полос, и свернутых в кольцо с попеременным образованием по длине полосы разных по размерам равносторонних, равнобедренных и разносторонних треугольников, причем стороны треугольников отличаются друг от друга на одну и ту же линейную величину, кратную целому числу Δ, при этом с двух сторон самого большого равностороннего треугольника своими самыми большими сторонами размещены два одинаковых разносторонних треугольника, стороны которых меньше стороны большого равностороннего треугольника на одну и ту же линейную величину Δ, кратную целому числу, и к средней стороне одного из которых с одной стороны полосы прикреплен меньший равносторонний треугольник, все стороны которого меньше стороны самого большого равностороннего треугольника на одну и ту же линейную величину Δ, кратную двум, причем ко второй стороне меньшего равностороннего треугольника прикреплен своим основанием равнобедренный треугольник, боковые стороны которого меньше его основания на линейную величину Δ и, соответственно, меньше стороны самого большого равностороннего треугольника на линейную величину, кратную трем Δ, и к боковой стороне которого прикреплен равнобедренный треугольник, основание которого меньше его боковой стороны на величину Δ и, соответственно, меньше стороны самого большого равностороннего треугольника на величину 4Δ, при этом с противоположной стороны полосы ко второму разностороннему треугольнику к средней стороне прикреплен своей боковой стороной равнобедренный треугольник, основание которого меньше его боковой стороны на величину Δ и, соответственно, меньше стороны самого большого равностороннего треугольника на величину 3Δ и к основанию которого прикреплен своей боковой стороной равнобедренный треугольник, основание которого меньше его боковой стороны на величину Δ и, соответственно, меньше сторон самого большого равностороннего треугольника на величину 4Δ, после сгиба полосы по линиям сгиба в кольцо концы полос, линейная величина которых меньше на 4Δ стороны самого большого равностороннего треугольника, соединяют с образованием подсекций, у которых с одной стороны образовано отверстие в виде квадрата, сторона которого меньше стороны самого большого равностороннего треугольника полосы на величину 3Δ, а с другой стороны образовано отверстие в виде равнобедренной трапеции, большое основание которой равно стороне самого большого равностороннего треугольника, а малое основание меньше большого основания на величину 3Δ, а боковые стороны меньше большого основания на величину 2Δ, причем подсекции соединяют друг с другом отверстиями в виде трапеций с образованием секций с входными и выходными отверстиями в виде квадратов, стороны которых равны друг другу, и эти отверстия расположены под углом, величина которого определяет спиральную форму корпуса, при этом секции соединяют в корпус с поворотом относительно друг друга поочередно, попеременно поворачивая на 90° каждую последующую секцию относительно предыдущей по часовой стрелке, а затем следующую секцию присоединяют с поворотом в обратном направлении тоже на 90°.

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

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 обусловлена тем, что корпус выполнен спиральной формы и по ее наружному и внутреннему периметру образованы многозаходные винтовые поверхности и многозаходные винтовые линии, что обеспечивает не только интенсификацию взаимодействия частиц измельчаемого материала, но и их движение непрерывным потоком от загрузки к выгрузке.

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 частиц измельчаемого материала в каждом сечении корпуса, а значит, повышение производительности измельчения материалов, расширение технологических возможностей.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что треугольники полос, из которых смонтированы подсекции корпуса, разнонаклонены не только друг к другу, но и к оси симметрии корпуса, поэтому степень сжатия потоков частиц измельчаемого материала возрастает, процесс измельчения ускоряется, расширяются технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что корпус изготовлен из секций, стенки которых разнонаклоненные 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 их взаимодействия и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что изготовление корпуса спиральной формы с многогранными элементами различной формы и размерами по периметру, расположенными по винтовым поверхностям и спиральным ломанным винтовым линиям, обеспечивает интенсификацию процесса измельчения материалов, увеличивает энергоемкость и частоту их взаимодействия, обеспечивая непрерывность потока измельчения материалов при их движении от загрузки к выгрузке.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображена мельница непрерывного действия, общий вид с наложенным разрезом А-А на фиг. 2; на фиг. 2 - корпус, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - одна из секций, из которых смонтирован корпус, вид сверху; на фиг. 5 - одна из секций, из которых смонтирован корпус, вид по стрелке Б на фиг. 4; на фиг. 6 - одна из подсекций, секции корпуса, аксонометрическая проекция; на фиг. 7 - вторая подсекция, секции корпуса, аксонометрическая проекция; на фиг. 8 - полоса с размеченными прямыми линиями; на фиг. 9 - схема сборки секции из подсекций; фиг. 10 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 11 - сечение В-В на фиг. 2; на фиг. 12 - сечение Г-Г на фиг. 2; на фиг 13 - сечение Д-Д на фиг. 2; на фиг. 14 - сечение Е-Е на фиг. 2; на фиг. 15 - технологическая схема мельницы непрерывного действия, наглядное изображение.

Мельница непрерывного действия (фиг. 1) состоит из станины 1, на которой с помощью пружин 2 упруго закреплен и снабжен вибратором 3 корпус 4. Загрузочные и разгрузочные приспособления на фиг. 1 не показаны.

Корпус 4 (фиг. 2, фиг. 3) выполнен спиральной формы с многогранной винтовой поверхностью по его внутреннему и наружному периметру и изготовлен из секций 5. Одна из секций на фиг. 2 выделена сплошными утолщенными линиями. Секции 5 соединены между собой известными методами, например сваркой, клейкой и т.п., в корпус 4. Каждая из секций 5 изготовлена в виде кругового сектора (фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6, фиг. 7) из подсекций 6 и 7. Подсекции 6 и подсекция 7 изготовлены из полос Μ (фиг. 8), согнутых в одну сторону по прямым линиям А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, размещенным под утлом к боковым кромкам полосы М, с образованием разных по размерам равносторонних треугольников 8 и 9, равнобедренных треугольников 10, 11, 12, 13 и двух одинаковых разносторонних треугольников 14 и 15, при этом стороны треугольника 8 меньше стороны треугольника 9 на величину 2Δ. Все стороны этих треугольников отличаются друг от друга на одну и ту же линейную величину, кратную целому числу Δ. При этом с двух сторон самого большого равностороннего треугольника 9 своими самыми большими сторонами (стороной Г треугольника 14 и стороной Д треугольника 15) размещены два одинаковых разносторонних треугольника 14 и 15. Стороны, по которым присоединены треугольники 14 и 15 к треугольнику 9, показаны на фиг. 8 двойными линиями. Средние по размерам стороны разносторонних треугольников 14 и 15 (сторона в треугольника 14 и сторона Ε треугольника 15) меньше сторон большого равностороннего треугольника 9 на величину 2Δ. Самые маленькие стороны разносторонних треугольников 14 и 15 меньше средних их сторон В и Ε на величину (Δ) и равны величине (L). Эти стороны (L) показаны на фиг. 8. К средней стороне В разностороннего треугольника 14 прикреплен равносторонний треугольник 8, все стороны которого равны средней стороне В треугольника 14. К стороне Б треугольника 8 прикреплен своим основанием равнобедренный треугольник 11, боковые стороны которого меньше его основания на величину Δ и соответственно меньше стороны самого большого треугольника 9 на величину 3Δ. К стороне треугольника 11 прикреплен своей боковой стороной А равнобедренный треугольник 10, основание которого меньше его боковой стороны на величину Δ и соответственно меньше сторон самого большого равностороннего треугольника 9 на величину 4Δ. С противоположной стороны полосы Μ к средней стороне Ε треугольника 15 прикреплен своей боковой стороной равнобедренный треугольник 12, основание которого меньше его боковой стороны на величину Δ и соответственно меньше стороны треугольника 9 на величину 3Δ. К стороне Ж - основанию треугольника 12 прикреплен своей боковой стороной равнобедренный треугольник 13, основание которого меньше его боковой стороны на величину Δ и соответственно меньше сторон самого большого равностороннего треугольника 9 на величину 4Δ.

После сгиба полосы Μ по линиям А, Б, В, Г, Д, Е, Ж в кольцо в одну сторону концы полосы Μ по линиям К (на фиг. 6 и 7 показаны тройной линией) соединяют, например сваркой, с образованием подсекций 6 и 7 (фиг. 6 и фиг. 7), у которых с одной стороны образовано отверстие в виде квадрата с стороной, равной L, длина которой меньше стороны самого большого равностороннего треугольника 9 полосы Μ на величину 3Δ, а с другой стороны образовано отверстие в виде равнобедренной трапеции, большое основание которой равно стороне самого большого равностороннего треугольника 9, малое основание меньше большого основания трапеции на величину 3Δ, а боковые стороны меньше большого основания на 2Δ.

Подсекции 6 и 7 соединяют отверстиями в виде трапеций (фиг. 9) с образованием секции 5, например сваркой. Таким образом секция 5 (фиг. 5) снабжена входным квадратным отверстием Ρ и выходным квадратным отверстием С, причем стороны квадратных входных и выходных отверстий Ρ и С секции 5 равны друг другу. При этом квадратные отверстия Ρ и С секции 5 расположены друг к другу (фиг. 4) под углом α, величина которого обеспечивает спиральную форму корпуса 4.

При монтаже секций 5 в корпус 4 их соединяют квадратными отверстиями, при этом поочередно поворачивают на 90° каждую последующую секцию относительно предыдущей по часовой стрелке, а затем следующую секцию присоединяют с поворотом в обратном направлении тоже на 90°.

На наружной и внутренней поверхности спирального корпуса 4 образованы взаимонаправленные ломанные винтовые линии, например, как показано на фиг. 2 утолщенной линией одна из восьми ломанных винтовых линий: 16-17-18-19-20-21-22-23-24-25-26-27-28-29-30-31-32-33-34-35-36-37-38-39-40-41-42-43-44. На фиг. 2 невидимые участки ломанной винтовой линии показаны двойной штриховой линией, а вершины их взяты в круглые скобки.

В результате по внутренней и наружной поверхностям спиральной формы корпуса 4 образованы винтовые поверхности с различными по форме и площади сечениями, а сам корпус 4 спиральной формы имеет проходное сечение, которое меняется по всей его длине как по площади, так и по размерам и по форме (фиг. 11, фиг. 12, фиг. 13, фиг. 14, фиг. 15).

Таким образом, корпус 4 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру корпуса 4 и с переменным проходным сечением, обеспечивающим поджатие потоков частиц материалов.

Корпус 4 (фиг. 2, фиг. 3) спиральной формы с многогранной винтовой поверхностью по его внутреннему и наружному периметру с образованием по его наружной и внутренней поверхностям многозаходных винтовых поверхностей и однонаправленных многозаходных винтовых линий может быть изготовлен и иным способом.

Мельница непрерывного действия работает следующим образом.

Возмущающая сила вибратора 3 через стенки корпуса 4 передается частицам материала, находящимся внутри корпуса 4. Частицы корпуса 4 совершают сложное движение, при котором и происходит процесс измельчения частиц материала. Частицы материала интенсивно взаимодействуют друг с другом и под воздействием вибрации совершают вращательное движение в плоскостях, перпендикулярных проходному сечению корпуса 4. Так как по длине корпуса 4 размеры поперечного сечения, форма и расположение меняются, то усугубляется нарушаемость движения частиц измельчаемых материалов, т.е имеет место повышение производительности измельчения материалов. Наличие винтовых поверхностей и винтовых линий по периметру корпуса 4 способствует не только усложнению траекторий движения частиц материалов, но и их перемещению по проходному сечению корпуса 4 от загрузки к выгрузке (фиг. 15). При движении по проходному сечению корпуса 4 потоков частиц материала из-за изменения проходного сечения по форме и размерам образуются попеременно зоны сжатия и разрежения в каждом сечение корпуса 4 по всему его объему, что тоже повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Технико-экономические преимущества возникают за счет 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, путем монтажа вибратора горизонтально под платформой с корпусом, а также за счет того, что корпус изготовлен спиральной формы с многократным изменением проходного сечения по форме и размерам по всей его длине и с образованием по его наружному и внутреннему периметру многозаходных винтовых поверхностей и однонаправленных многозаходных винтовых линий, которые и обеспечивают изменение направления движения потоков частиц материала и расширение технологических возможностей.