Устройство для измельчения

Полезная модель относится к устройствам для механического и пневмомеханического измельчения полимерных материалов, нитратов целлюлозы.
Известны конические мельницы Жордана непрерывного действия, на которых осуществляются измельчения полимерных материалов. (А.П. Закощиков, «Нитроцеллюлоза» - М.: Государственное издательство оборонной промышленности, 1950, стр. 318-324). Мельница обеспечивает удовлетворительное качество измельчения, но наблюдается неоднородность измельчения. Кроме того, ротор и статор мельницы имеют сложную наборную гарнитуру, что повышает трудоемкость замены ножей. Мельница имеет большую металлоемкость.
Известно устройство дисковой мельницы Кузьмина, указанное в справочнике (В.И. Гиндич «Технология пироксилиновых порохов», т.1, Производство нитратов целлюлозы и регенерация кислот.- Казань: ГосНИИХП, 1995, стр. 324-330), применяемое для измельчения целлюлоз. При этом, однако, получают также недостаточно высокую однородность измельчаемого продукта. В то же время, при сравнительно малой производительности мельницы требуется сложная разламывающая гарнитура.
Известно устройство для измельчения волокнистых материалов по патенту РФ №2540549 (МПК D21B 1/04 (2006.01), В02С 18/00 (2006.01), В02С 7/00 (2006.01), опубликовано 10.02.2015 г., Бюллетень №4), содержащее сопряженные цилиндрические камеры измельчения с роторами, средства для подачи исходного материала, добавок и отвода готовой продукции. Камеры образуют общий контур, при этом ротор первой камеры установлен эксцентрично и составлен из набора дисков. Диски закреплены на оси со смещением относительно друг друга по винтовой линии.
Ротор второй камеры составлен из закрепленных на пальцах бил и расположен внутри сетчатого барабана. Недостатком известного устройства для измельчения волокнистых материалов является повышенная сложность установки и настройки дисков, бил, а также невысокая надежность, в связи с большим количеством подвижных элементов.
Устройство указанного вида известно из полезной модели по патенту РФ №161155 (МПК В02С 18/08 (2006.01), опубликовано 10.04.2016 г.). Мельница ножевая роторная содержит корпус, основание, электродвигатель, загрузочную и разгрузочную воронки, опору, камеру измельчения с крышкой, внутри корпуса на оси электродвигателя расположен ротор, имеющий в сечении трехлучевую форму, при этом на каждом из «лучей» закреплены подвижные ножи, а на внутренней поверхности корпуса - неподвижные. Загрузочная воронка установлена над камерой измельчения и содержит вертикальный канал с плунжером и горизонтальный лоток с толкателем, снабженным микровыключателем. Данное устройство взято за прототип.
Недостатком устройства является невысокий ресурс подвижных и неподвижных ножей вследствие отсутствия принудительного, нагнетаемого охлаждения, особенно при измельчении вязких полимерных композиций. Кроме того, расположение разгрузочной воронки снизу устройства не позволяет получать материал, измельченный в одну фракцию. Наличие в конструкции разгрузочной решетки (контрольного сита), которое при измельчении вязких материалов забивается, тоже приводит к невозможности проведения дальнейшего измельчения.
Проблемой, решение которой обеспечивается при использовании предлагаемой полезной модели, является создание устройства с улучшенными эксплуатационными характеристиками, направленными на повышение однородности измельченного фракционного состава, его качества и повышение надежности работы устройства.
Необходимый технический результат в заявляемом устройстве достигается установкой концентрично относительно друг друга, в корпусе и роторе, подвижных ножей с возможностью их регулировки. Кроме того, в корпусе установлены камера измельчения и ротор, который в свою очередь через муфту соединен с электродвигателем. При этом электродвигатель снабжен частотным преобразователем, позволяющим регулировать число оборотов двигателя. Конструкция корпуса позволяет перенастроить его на применение дополнительного просева материала виброситом и на отсев через приемный бак, реализованных в виде наладок. Наладка предназначена для осуществления процесса измельчения в воздушном потоке, при этом измельчаемый материал подается в зону резания в нагнетаемом воздушном потоке, вследствие чего размеры частиц материала определяются скоростью восходящих потоков воздуха, при этом более крупные частицы материала из-за своего веса возвращаются в камеру измельчения, достигая однофракционности измельченного материала.
Отличия предлагаемой полезной модели:
- осуществление измельчения в воздушной среде;
- закольцованный процесс измельчения;
- наличие в конструкции вибросита, позволяющего при закольцованном процессе измельчения получать гарантированный размер фракции с одного помола.
Указанные существенные отличительные признаки в совокупности с известными признаками позволяют обеспечить повышение однородности измельченного фракционного состава, расширить область применения за счет подачи измельчаемого материала в различных потоках, наличия возможности регулировки подвижных и регулируемых ножей, улучшить качество измельчения различного рода полимеров в воздушном потоке, при этом воздушный поток выступает как охладитель элементов конструкции.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен аксонометрический вид устройства для наладки с виброситом, на фиг. 2 - поперечное сечение корпуса, на фиг. 3 - аксонометрический вид устройства для наладки с приемным баком, на фиг. 4 - принципиальная схема.
Устройство (фиг. 1) содержит столешницу 1, размещенный на ней корпус 2, электродвигатель 3, пульт управления 4, муфту 5, вибросито 6, на котором закреплен циклон 7, соединенный через раструбки 8, 9 с общепромышленным пылесосом 10 с одной стороны и с разгрузочной воронкой 11 с другой. Для загрузки материала служит загрузочная воронка 12 с установленным регулировочным редуктором 13. В корпус устройства (фиг. 2), содержащий камеру измельчения 18, установлен ротор 14 с закрепленными равномерно расположенными по окружности подвижными ножами 15, образуя необходимый зазор в процессе измельчения с дополнительными регулируемыми ножами 16, в количестве четырех штук, требуемый зазор обеспечивается за счет установочных винтов 17. Для осуществления переналадки (фиг. 3) корпус 2 разворачивают на 180°, причем разгрузочная воронка 11 окажется снизу. К разгрузочной воронке 11 подсоединяют приемный бак 19, содержащий отводной раструб 20. При этом детали 6-10 снимаются и не применяются при данной наладке.
Устройство для измельчения работает следующим образом. При помощи установочных винтов 17 регулируют взаимное положение ножей 15 и 16 до обеспечения необходимого зазора в зависимости от измельчаемого материала. В загрузочную воронку 12 засыпается требуемое количество стартового материала, предварительно включается подача сжатого воздуха, и через регулировочный редуктор 13 сжатый воздух подается в камеру измельчения 18. По команде с пульта управления 4 включаются: принудительный напор воздуха с подачей в камеру измельчения 18, электродвигатель 3 с предварительно установленным через пульт управления необходимым числом оборотов двигателя, и через муфту 5 передается требуемая частота вращения на ротор 14, установленный в камере измельчения 18. Материал измельчается за счет сдвиговых деформаций, вызванных вращающимися подвижными ножами 15 относительно дополнительных регулируемых ножей 16. Происходит процесс измельчения, дополнительно для создания необходимой подъемной силы включается пылесос 10 и через раструбки 8, 9 циклон 7 пропускает измельченный материал в вибросито 6,служащего для дополнительного просева, где и отсеивается требуемая фракция. Фракция, не прошедшая отсев, увлекается потоком воздуха и, проходя через циклон 7, раструб 9, подается в камеру измельчения 18. Готовый продукт поступает в разгрузочную воронку 11.
Таким образом, основной технический результат - повышение надежности работы устройства - достигается за счет стабилизации температуры в камере измельчения, наличием регулировки подвижных и дополнительных регулируемых ножей и использованием воздушной принудительно-нагнетаемой среды, что в совокупности повышает однородность измельченного фракционного состава.
Качественный анализ измельченного материала подтвержден протоколами испытаний, показывающими получение готового продукта по фракционному составу более 95% с отсутствием посторонних примесей. Наличие разгрузочной воронки, установленной сверху корпуса, позволяет закольцевать процесс измельчения, то есть процесс проведения работ автоматический в замкнутом контуре.
На основании вышеизложенного заявитель делает вывод об улучшенных эксплуатационных характеристиках предлагаемого устройства для измельчения, что подтверждено испытанием образца в производстве.