МНОГОКАМЕРНАЯ МЕЛЬНИЦА-СМЕСИТЕЛЬ

МНОГОКАМЕРНАЯ МЕЛЬНИЦА-СМЕСИТЕЛЬ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2317855 (13) C1

(51) МПК
B02C 17/06 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 28.02.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2006116116/03 
(22) Дата подачи заявки: 2006.05.11 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.05.11 
(45) Опубликовано: 2008.02.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2246993 C1, 27.02.2005. RU 2100081 C1, 27.12.1997. RU 2147931 C1, 27.04.2000. SU 1103895 A1, 23.07.1984. SU 1597214 A1, 07.10.1990. US 4582266 A, 15.04.1986. 
(72) Автор(ы): Бикбау Марсель Янович (RU); Бикбау Ян Марсельевич (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Открытое Акционерное Общество "Московский институт материаловедения и эффективных технологий" (ОАО "Московский ИМЭТ") (RU); Бикбау Марсель Янович (RU); Бикбау Ян Марсельевич (RU) 
Адрес для переписки: 127521, Москва, 17-й пр-д Марьиной рощи, 9, ОАО "Московский ИМЭТ", отделение интеллектуальной собственности 

(54) МНОГОКАМЕРНАЯ МЕЛЬНИЦА-СМЕСИТЕЛЬ
Изобретение относится к оборудованию для тонкого измельчения, в частности к многокамерным мельницам, и может быть использовано в строительной, горнорудной, химической, фармацевтической, энергетической и других отраслях промышленности, где требуется тонкое и сверхтонкое измельчение, гомогенизация и смешивание различных материалов. Многокамерная мельница-смеситель включает корпус в виде вертикально ориентированной цилиндрической емкости с загрузочным и выгрузочным устройствами, разделенной диафрагмами на камеры с мелющими телами и закрепленной в опорной площадке, подвешенной на гибких связях и соединенной с приводом. В камерах мельницы попеременно через одну, начиная с первой, размещены соосно с цилиндрической емкостью, вместе с мелющими телами, перфорированные конические кольца меньшим основанием вниз. Угол наклона образующей конических колец к вертикальной оси выбран в пределах от 15 до 45°. В нижних диафрагмах камер с коническими кольцами с наружной стороны колец для прохождения материала выполнены прорези суммарной площадью не менее половины площади кольца, образованного нижним основанием конуса и стенкой цилиндрической емкости. Прорези равномерно распределены по поверхности кольца. Между диафрагмами других камер, начиная со второй, размещены попеременно через одну камеру сверху вниз, соосно с емкостью, перфорированные цилиндры, соотношение диаметров и высот которых выбрано в пределах от 0,5:1 до 5:1. Соотношение диаметров и высот камер выбрано в пределах от 4:1 до 12:1. Перфорация конических колец и цилиндров в каждой камере выполнена в виде круглых отверстий, расположенных, начиная сверху до уровня от 1/3 до 1/4 высоты камеры, с диаметром в пределах от 0,4 до 0,8 среднего диаметра мелющих тел в соответствующей камере и распределенных равномерно по окружности поверхностей конусов и цилиндров замкнутыми рядами на расстоянии между центрами отверстий, выбранном в пределах от 1,5 до 2,5 диаметров отверстий. В диафрагмах, на которые опираются цилиндры, выполнены отверстия, соответствующие внутреннему диаметру цилиндров. Технический результат состоит в повышении качества измельчаемого продукта, снижении энергозатрат, повышении надежности работы мельницы. 8 ил., 1 з.п.ф-лы. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Предлагаемое изобретение относится к оборудованию для тонкого измельчения, в частности к многокамерным мельницам, и может быть использовано в строительной, горнорудной, химической, фармацевтической, энергетической и других отраслях промышленности, где требуется тонкое и сверхтонкое измельчение, гомогенизация и смешивание различных материалов.

Известна трубная мельница, содержащая установленную на водиле трубную камеру, с мелющими телами в виде шаров или цилиндров (см., например, авт. свид-во СССР №2001680, кл. В 02 С 17/08, 1991 г.). Вследствие перемещения камеры по окружности с частотой более 500 об/мин создается скоростной высокоинтенсивный ударный режим разрушения материала, что обеспечивает переработку материалов разной крупности, твердости и структуры с высокой степенью измельчения. Выход продукта дисперсностью менее 10-15 мкм достигает 15-20% за проход. Однако для увеличивания выхода тонкодисперсного продукта необходимо получаемый продукт подвергать сепарации и многократно пропускать через мельницу, что приводит к увеличению энергозатрат и одновременно к снижению качества продукта.

Известна многокамерная центробежная мельница, внутреннее пространство которой разделено на отдельные отсеки диафрагмами, размещенными по всей длине камеры(см., например, патент РФ №2100081, кл. В 02 С 17/08, 1995 г.). Размещение внутри камеры, установленной на водиле, дисков-диафрагм, разделяющих камеру на несколько отсеков и ограничивающих передвижение мелющих тел по отсекам, но одновременно не препятствующих перемещению вдоль камеры измельченного материала, позволяет совместить в этой мельнице эффективный многокамерный способ измельчения материалов со скоростным высокоинтенсивным режимом их дисперации, что существенно повышает эффективность и тонину помола загружаемого материала. Однако значительные нагрузки вызывают необходимость использования массивных станины и подшипников скольжения, являющихся одновременно опорами корпуса трубной мельницы, что заметно снижает надежность работы помольного агрегата. Кроме того, горизонтальное расположение камер мельницы вызывает затруднение в прохождении материала по внутреннему объему агрегата и частую остановку мельницы вследствие ее забивания материалом.

Ближайшим аналогом заявляемой мельницы является многокамерная мельница, включающая корпус в виде вертикально ориентированной цилиндрической емкости с загрузочными и выгрузочными устройствами, разделенной диафрагмами на камеры с мелющими телами и закрепленной в опорной площадке, подвешенной на гибких связях и соединенной с приводом с эксцентриками (см., например, патент РФ №2246993, кл. В 02 С 17/06, 2005 г.). В известной мельнице, благодаря вертикальному размещению помольной емкости и подвешиванию ее на гибких связях между опорами, устраняется необходимость электропривода большой мощности, так как вся вертикальная нагрузка от многотоннажной массы емкости, заполненной мелющими телами и продукцией помола, воспринимается гибкими подвесками. Энергия же приводного механизма расходуется лишь на обеспечение круговых колебаний в горизонтальной плоскости, т.е. на процесс измельчения, что позволяет в значительной мере снизить материалоемкость и габариты мельницы, энергозатраты на помол. Указанная мельница позволяет со значительной производительностью осуществлять измельчение материалов до небольшой дисперсности(не более 30-50 мкм). Однако известная мельница не обеспечивает в достаточном объеме выход наиболее качественного продукта помола с размером частиц 10-15 мкм вследствие относительно больших диаметров отверстий в разделительных диафрагмах камер, составляющих 3-10 мм, что многократно повышает размер частиц тонкого помола. В данном агрегате исходный материал быстро проходит через камеры сверху вниз, недостаточно подвергаясь воздействию мелющих тел. Кроме того, из-за наличия в известной мельнице больших движущихся масс (опорной площадки, вертикальных валов, балансировочных грузов) высока материалоемкость, масса мельницы и требуется повышенная мощность привода мельницы в момент пуска. Обеспечить же настройку мельницы в этот момент таким образом, чтобы вся вертикальная нагрузка движущихся масс воспринималась гибкими подвесками, крайне сложно.

Цель предлагаемого изобретения - повышение качества измельчаемого продукта, снижение энергозатрат, повышение надежности работы мельницы.

Техническая задача решается тем, что в многокамерной мельнице-смесителе, включающей корпус в виде вертикально ориентированной цилиндрической емкости с загрузочным и выгрузочным устройствами, разделенной диафрагмами на камеры с мелющими телами и закрепленной в опорной площадке, подвешенной на гибких связях и соединенной с приводом, в камерах мельницы попеременно через одну, начиная с первой, размещены соосно с цилиндрической емкостью, вместе с мелющими телами, перфорированные конические кольца меньшим основанием вниз, при этом угол наклона образующей конических колец к вертикальной оси выбран в пределах от 15 до 45°, в нижних диафрагмах камер с коническими кольцами с наружной стороны колец для прохождения материала выполнены прорези суммарной площадью не менее половины площади кольца, образованного нижним основанием конуса и стенкой цилиндрической емкости, при этом прорези равномерно распределены по поверхности кольца, между диафрагмами других камер, начиная со второй, размещены попеременно через одну камеру сверху вниз, соосно с емкостью, перфорированные цилиндры, соотношение диаметров и высот которых выбрано в пределах от 0,5:1 до 5:1, соотношение диаметров и высот камер выбрано в пределах от 4:1 до 12:1, а перфорация конических колец и цилиндров в каждой камере выполнена в виде круглых отверстий, расположенных, начиная сверху, до уровня 1/3-1/4 высоты камеры, с диаметром в пределах от 0,4 до 0,8 среднего диаметра мелющих тел в соответствующей камере и распределенных равномерно по окружности поверхностей конусов и цилиндров замкнутыми рядами на расстоянии между центрами отверстий, выбранном в пределах от 1,5 до 2,5 диаметров отверстий, при этом в диафрагмах, на которые опираются цилиндры, выполнены отверстия, соответствующие внутреннему диаметру цилиндров.

Кроме того, привод мельницы сопряжен с верхней частью цилиндрического корпуса мельницы с помощью двухзвенного водила.

На фиг.1 схематично изображена предлагаемая многокамерная мельница-смеситель, общий вид; на фиг.2 - корпус цилиндрической емкости с камерами и мелющими телами; на фиг.3 - узел А на фиг.2; на фиг.4 - разрез по В-В фиг.3; на фиг.5 - разрез по А-А фиг.1 при пуске мельницы; на фиг.6 - разрез по А-А фиг.1 при установившемся режиме работы мельницы; на фиг.7 - траектория движения мелющих тел в вертикальной плоскости; на фиг.8 - то же, в горизонтальной плоскости. Многокамерная мельница-смеситель содержит раму 1, корпус цилиндрической емкости 2, разделенной диафрагмами 3 на камеры 4 с мелющими телами 5, загрузочное 6 и выгрузочное 7 устройства. Мельница снабжена эксцентриковым приводом 8, на выходном валу 9 которого закреплено двухзвенное водило 10 с роликом 11, помещенным в углубление в виде полого цилиндра 12, расположенного в верхней части цилиндрической емкости 2. Емкость подвешена к раме 1 на гибких связях 13. Внутри цилиндрической емкости в камерах попеременно через одну, начиная с первой, сверху вниз соосно с емкостью размещены вместе с мелющими телами 5 перфорированные конические кольца 14 меньшим основанием вниз. В нижних диафрагмах этих камер с наружной стороны конических колец имеются прорези 15 площадью не менее половины площади кольца, образованного нижним основанием конуса и стенкой цилиндрической емкости, равномерно распределенные по окружности. В четных камерах цилиндрической емкости, начиная со второй камеры сверху, размещены полые перфорированные цилиндры 16, соотношение диаметров и высот которых выбрано в пределах 0,5:1 до 5:1. Соотношение диаметров и высот четных и нечетных камер цилиндрической емкости 2 выбрано в пределах от 4:1 до 12:1. Угол наклона образующей конических колец 14 к вертикальной оси выбран в пределах от 15 до 45°, а перфорация конических колец 14 и цилиндров 16 выполнена в виде круглых отверстий соответственно 17 и 18 с диаметром в пределах от 0,4 до 0,8 среднего диаметра мелющих тел в соответствующей камере. Отверстия 17 и 18 равномерно распределены по окружности, начиная сверху вниз по поверхностям конусов и цилиндров замкнутыми рядами до уровня от 1/3 до 1/4 высоты камеры на расстоянии между центрами отверстий, выбранном в пределах от 1,5 до 2,5 диаметров отверстий. В диафрагмах, на которые опираются цилиндры 16, выполнены отверстия 19, соответствующие внутреннему диаметру цилиндров. Прорези 15 в диафрагмах, а также отверстия 17, 18 и 19 в цилиндрах и кольцах обеспечивают свободное перемещение измельчаемого материала в цилиндрической емкости из одной камеры в другую без одновременного перемещения мелющих тел, обеспечивая, таким образом, интенсивный помол материала в каждой камере по всей длине емкости цилиндров. Мельница-смеситель также снабжена стягивающими стержнями 20, загрузочным бункером 21 с дозатором 22 и затаривателем 23 готового продукта.

Приведенная компоновка соотношения размеров заявляемой многокамерной мельницы-смесителя обеспечивают оптимальный режим ее работы. За пределами указанных соотношений поставленная цель не достигается.

Многокамерная мельница-смеситель работает следующим образом. От эксцентрикового привода 8 получает вращение двухзвенное водило 10, которое через ролик 11 воздействует на цилиндрическую емкость 2, принуждая ее совершать круговые колебания с переменным эксцентриситетом, а именно с минимальным - в момент пуска мельницы в работу и оптимальным - при установившемся режиме работы, что позволяет интенсифицировать процесс измельчения и получить декларированные преимущества предлагаемой мельницы-смесителя.

Материал, подлежащий помолу, из бункера 21 дозатором 22 через эластичный трубопровод загрузочного устройства 6, сопряженного с роликом 11 двухзвенного водила 10, поступает в верхнюю камеру цилиндрической емкости 2, где под воздействием мелющих тел 5 подвергается измельчению. При этом, благодаря размещению в камерах соосно с емкостью 2 и вместе с мелющими телами 5 перфорированных конических колец 14 и цилиндров 16 с предлагаемыми характеристиками, измельчение загружаемого материала осуществляется весьма интенсивно: исходный материал, поступая в первую (верхнюю) камеру, попадает в массу мелющих тел, перемещающихся под влиянием центробежных сил со значительными эффективными скоростями (5-10 см/с) вследствие движения всего агрегата с угловой скоростью 120-300 об/мин по окружности, определяемой двухзвенным эксцентриковым приводом 8. Мелющие тела, перемещаясь от центра мельницы к ее периферии, доходят до конического кольца, после чего поднимаются по его наклонной поверхности и возвращаются к центральной части первой камеры агрегата, одновременно перемещаясь вдоль окружности камеры (фиг.7 и 8).

Интенсивное перемещение мелющих тел способствует повышению эффективных соударений их друг с другом и увеличению суммарной истирающей поверхности мелющих тел в 2-3 раза по сравнению, например, с вибромельницами.

Измельчаемый материал, перемещаясь в камере вместе с мелющими телами, подвергается деструкции из-за движения по траекториям, близким к движению мелющих тел. Однако при приближении частиц материала к нижней поверхности перфорированного конического кольца происходит сепарация обрабатываемого материала, так как крупные частички оседают в нижних слоях мелющих тел и поэтому не поднимаются до уровня перфорации(1/3-1/4 высоты камеры) конического кольца, который достигают более мелкие частички.

Крупные частички материала подвергаются дальнейшему вовлечению в измельчение, а более мелкие частики измельченного материала, поднимаясь до перфорированной поверхности конического кольца, проходят через отверстия в нем и попадают через прорези в основании камеры из 1-й камеры в следующую (вторую).

Аналогично проходят процессы в 3-й и 5-й камерах агрегата, количество которых может задаваться в зависимости от требуемой тонины измельчения (гомогенизации, смешивания) материалов.

Частички материала, поступающие во 2-ю камеру, подвергаются также интенсивному воздействию мелющих тел, перемещающихся внутри камеры по сложной траектории: от центра камеры к периферии и обратно, а также из нижней части камеры в верхнюю и обратно.

Материал, непрерывно измельчаясь, перемещается к центру за счет подпора материала из 1-й камеры. Доходя до цилиндров, мелкие частички материала поднимаются до уровня перфорации боковых поверхностей цилиндров и через отверстия проходят в 3-ю камеру, а более крупные частички, в силу отсутствия перфорации в нижней части цилиндров, возвращаются мелющими телами в новый цикл перемещения по камере и подвергаются дальнейшему измельчению.

В 4-й камере процесс аналогичен.

Таким образом, в отличие от прототипа, предлагаемый агрегат характеризуется более эффективным воздействием на измельчаемые, смешиваемые или гомогенизируемые материалы, а также снижением энергозатрат и повышением качества материалов и надежности работы мельницы-смесителя.

Предлагаемый агрегат может применяться как для сухого, так и для мокрого измельчения, а также гомогенизации и перемешивания. В частности многокамерная мельница-смеситель может эффективно применяться для приготовления лакокрасочных материалов вместо бисерных мельниц. В последних агрегатах лакокрасочная смесь пропускается во внутримельничное пространство, наполненное стеклянными шариками, принудительно перемещаемыми верхним и нижним дисками с приводом. Низкая скорость перемещения стеклянных шаров в бисерной мельнице, в которой вращение передается механически от верхних слоев шаров к нижним, объясняет небольшую эффективность работы бисерных мельниц вследствие чего при постановке краски на тип лакокрасочную смесь пропускают через мельницу многократно. В отличие от этого, заявляемое устройство позволяет получать высокое качество лакокрасочных дисперсий за один проход.

Предлагаемый агрегат найдет свое применение в различных областях промышленности для энергосберегающего сухого и мокрого измельчения, гомогенизации различных тонкодисперсных смесей и эмульсий.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Многокамерная мельница-смеситель, включающая корпус в виде вертикально ориентированной цилиндрической емкости с загрузочным и выгрузочным устройствами, разделенной диафрагмами на камеры с мелющими телами и закрепленной в опорной площадке, подвешенной на гибких связях и соединенной с приводом, отличающаяся тем, что в камерах мельницы попеременно через одну, начиная с первой, размещены соосно с цилиндрической емкостью, вместе с мелющими телами, перфорированные конические кольца меньшим основанием вниз; при этом угол наклона образующей конических колец к вертикальной оси выбран в пределах от 15 до 45°; в нижних диафрагмах камер с коническими кольцами с наружной стороны колец для прохождения материала выполнены прорези суммарной площадью не менее половины площади кольца, образованного нижним основанием конуса и стенкой цилиндрической емкости, при этом прорези равномерно распределены по поверхности кольца; между диафрагмами других камер, начиная со второй, размещены попеременно через одну камеру сверху вниз, соосно с емкостью, перфорированные цилиндры, соотношение диаметров и высот которых выбрано в пределах от 0,5:1 до 5:1, соотношение диаметров и высот камер выбрано в пределах от 4:1 до 12:1, а перфорация ионических колец и цилиндров в каждой камере выполнена в виде круглых отверстий, расположенных, начиная сверху до уровня от 1/3 до 1/4 высоты камеры, с диаметром в пределах от 0,4 до 0,8 среднего диаметра мелющих тел в соответствующей камере и распределенных равномерно по окружности поверхностей конусов и цилиндров замкнутыми рядами на расстоянии между центрами отверстий, выбранном в пределах от 1,5 до 2,5 диаметров отверстий; при этом в диафрагмах, на которые опираются цилиндры, выполнены отверстия, соответствующие внутреннему диаметру цилиндров.

2. Многокамерная мельница-смеситель по п.1, отличающаяся тем, что привод мельницы сопряжен с верхней частью цилиндрического корпуса мельницы с помощью двухзвенного водила.






ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru