УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПОРОШКОВ

Полезная модель относится к мельницам ударного типа и предназначена для помола ферромагнитных материалов методами порошковой металлургии, например, для помола самарий-кобальта и феррита бария и стронция, которые широко применяются в производстве постоянных магнитов.
Известно устройство для измельчения магнитных материалов, в том числе ферромагнитного порошка феррита бария и неодим-железо-бора, включающее расположенные взаимно перпендикулярно электромагниты переменного и постоянного тока, между полюсами которых размещена рабочая цилиндрическая камера, в которой происходит измельчение материала воздействием на материал ударными поверхностями вращающихся бил с одновременным принудительным перемешиванием в зоне измельчения материала, за счет воздействия взаимно перпендикулярными составляющими однородного постоянного и неоднородного переменного магнитного поля (патент РФ №2306180, МПК 7 B02C 13/14, 19/00, 19/18, 2007 г.)
В процессе работы устройства затрачивается энергия и на поддержание заданного значения величин магнитных полей и на приведение в движение бил, которые должны вращаться с частотой 15000 об/мин. При этом наличие механически движущихся элементов (бил) приводит к активному абразивному износу конструкции и, как следствие, к снижению качества получаемого порошка, за счет загрязнения порошка абразивными частицами.
Техническим результатом полезной модели является получение тонкодисперсного ферромагнитного порошка с помощью устройства, не имеющего механически движущихся элементов для измельчения.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для измельчения магнитных материалов, включающем расположенные взаимно перпендикулярно электромагниты переменного и постоянного тока, между полюсами которых размещена рабочая камера для измельчения материала, отличием является то, что рабочая камера состоит из секций, представляющих собой поочередно соединенные своими боковыми сторонами два параллелограмма и два прямоугольника, при этом секции, в свою очередь соединены между собой с учетом поворота относительно положения предыдущей секции на угол порядка 90°.
В результате такого соединения по периметру барабана образуется многозаходный зигзагообразный тоннель с зигзагообразной поверхностью, у которой оси каждой секции расположены попеременно к линии движения загруженного материала. Барабан характеризуется тем, что поперечное проходное сечение имеет форму четырехугольника, расположенного ассиметрично относительно оси вращения и имеет относительно поперечного сечения каждого участка барабана две грани, наклон которых соответствует направлению движения загружаемого материала, и две грани, наклон которых противоположен этому направлению движения. Поэтому, происходит возврат этими противоположными гранями загруженного материала, что приводит к нарушению стационарности движения и возникновению многократных ударов частиц материала между собой и стенками барабана. Такая конструкция барабана известна для перемешивания сельскохозяйственных кормов (Г.В.Серга, В.Г.Серга Винтовые роторы: Монография - Краснодар, КубГАУ, 2003 г.). В предлагаемом случае конструкция используется для разрушения (помола) ферромагнитных порошков.
На фиг.1 приведен общий вид устройства для измельчения ферромагнитных порошков, где 1 - сердечник электромагнита, 2 - катушки электромагнита постоянного поля, 3 - плоский полюсный наконечник электромагнита, 4 - полюсный наконечник электромагнита переменного поля в виде ножа, 5 - катушки электромагнита переменного поля, 6 - рабочая камера, 7 - источник постоянного тока, 8 - источник переменного тока.
На фиг.2 приведен главный вид рабочей камеры, где 9 - отдельные секции, 10 - прямоугольная грань секции, 11 - грань в виде параллелограмма.
На фиг.3 показан главный вид секции 9, вид сверху (А) и вид сбоку (Б). На фиг.4 показана аксонометрия секции 9.
На фиг.5 показаны две секции 9, параллельные друг другу, а на фиг.6 - две секции 9, повернутые друг относительно друга на 90° в плоскости Г.
Устройство для помола ферромагнитных порошков работает следующим образом.
В рабочую камеру (барабан) 6 загружают навеску ферромагнитного порошка. С помощью источника постоянного тока 7 создают постоянное магнитное поле в катушках электромагнита постоянного поля 2. Затем, плавно повышая напряжение с помощью источника переменного тока 8 в полюсных наконечниках электромагнита переменного магнитного поля 3, 4 создают переменное неоднородное магнитное поле. При этом порошок, находящийся в барабане 6, переходит в магнитовибрирующее состояние, частицы от многократных ударов между собой и стенками барабана специальной конструкции разрушаются.
Ниже приведен пример осуществления полезной модели
5
Порошок SmCo со средним размером частиц 21,09 мкм, массой навески 30 грамм измельчают в течение 40 минут при частоте переменного тока 50 Гц. Величина индукции постоянного поля составляет 25 мТл, величина градиента индукции переменного магнитного поля составляет 450 мТл/м. В результате получают порошок со средним размером частиц 6,44 мкм. Гистограммы распределения частиц по размерам в исходном порошке и после помола в устройстве в течение 40 минут показаны на рис.1 и 2 соответственно.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет получить тонкодисперсный ферромагнитный порошок с размером частиц порядка 1-10 мкм измельчением материала без использования механически движущихся элементов.