ГУММИРОВАННЫЙ ДИСК БИСЕРНОЙ МЕЛЬНИЦЫ

Изобретение относится к технике, предназначенной для тонкого измельчения и диспергирования твердых частиц в жидкой среде, и может быть использовано в лакокрасочной, фармацевтической, пищевой, косметической отраслях промышленности, а также при переработке сырья для производства средств защиты растений, пигментов, красителей, керамики и других материалов.
Известен диск бисерной мельницы, выполненный в виде металлического кольца, содержащего ступицу для крепления на роторе мельницы и рабочую часть со сквозными отверстиями (Горловский И.А., Козулин Н.А. Оборудование заводов лакокрасочной промышленности. - Л.: Химия. 1980. - с.299).
Недостатком известной конструкции является низкий срок службы, обусловленный интенсивным износом рабочей части диска, находящейся под постоянным воздействием потока высокоабразивных частиц помольного и бисерного материала.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является диск бисерной мельницы, содержащий ступицу для крепления на роторе мельницы, арматуру в форме плоского кольца и рабочую часть со сквозными отверстиями, гуммированную резиной по всей поверхности, включая периметр диска и сквозных отверстий (патент №2236299 (Россия), кл. В02С 17/18).
К недостаткам известной конструкции относится пониженная долговечность гуммированных дисков при их эксплуатации в химически активных жидких средах. Как показала практика, при использовании указанных дисков в лакокрасочной промышленности, вследствие интенсивного набухания резины в среде растворителей (уайт-спирита, сольвента и т.д.), происходит разрушение клеевого слоя и отслаивание резинового покрытия от металлоарматуры. Это приводит к тому, что вследствие действия высоких центробежных сил и сил трения со стороны бисерной и помольной массы, происходит отрыв фрагментов резинового покрытия от металлоарматуры и катастрофическое разрушение диска в целом. Использование современных клеевых композиций типа Лейконат или Хемосил, не позволило решить эту проблему.
К недостаткам известной конструкции также относится повышенная трудоемкость изготовления арматуры, т.к. для обеспечения достаточной прочности и жесткости гуммированного диска приходится использовать металлоарматуру, конструкция которой по сути дела повторяет конструкцию самого диска. Для надежного соединения этой арматуры с резиновым покрытием требуется выполнять операции пескоструйки, обезжиривания и нанесения клеевого слоя на поверхность металла, что также повышает стоимость изделия.
Целью настоящего изобретения является повышение надежности и долговечности, упрощение технологии изготовления и снижение затрат на изготовление гуммированного диска бисерной мельницы.
Для достижения поставленной цели в известной конструкции диска бисерной мельницы, содержащего ступицу для крепления на роторе мельницы, арматуру в форме кольца и рабочую часть со сквозными отверстиями, гуммированную резиной по всей поверхности, включая периметр диска и сквозных отверстий, эта арматура выполнена из полуэбонита, содержащего коротковолокнистые наполнители, при этом на внешней цилиндрической поверхности ступицы выполнено прямое или сетчатое рифление.
Анализ признаков, отличающих заявляемое технических решений от существующих признаков известных технических решений, сходства не обнаружил, что позволяет сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение обладает существенными отличиями.
Выполнение арматуры из полуэбонита вместо металла позволит надежно соединить ее с резиновым покрытием без использования специальных клеев и, соответственно, упростить технологию изготовления и снизить затраты на изготовление гуммированного диска.
Таким образом, в совокупности с известными, новые признаки придают заявляемому объекту новый, не суммарный, положительный эффект, т.к. позволяют повысить надежность и долговечность диска, упростить технологию его изготовления и снизить затраты на его изготовление.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показано поперечное сечение А-А гуммированного диска на фиг.2, а на фиг.3 - увеличенный выносной элемент Б внешнего контура ступицы диска с рифлением.
Диск бисерной мельницы 1 состоит из резинового покрытия 2, ступицы 3 и арматуры 4. На внешней цилиндрической поверхности ступицы выполнено прямое или сетчатое рифление 5.
Выполнение арматуры из полуэбонита позволит обеспечить диску бисерной мельницы достаточную прочность и жесткость, т.к. согласно [1] по содержанию серы и по физико-механическим характеристикам этот материал занимает промежуточное положение между обычной резиной и эбонитом. Однако в отличие от эбонита этот материал не является хрупким, а в отличие от резины -достаточно жесток. Дополнительную твердость и жесткость этому материалу сообщают коротковолокнистые наполнители, используемые для армирования резин. Эти наполнители могут быть получены из отходов резинотекстильных материалов, образующихся в процессе изготовления продукции на заводах резинотехнических изделий - клиновых ремней, конвейерных лент и т.д. [2].
Соединение (склеивание) армированного полуэбонита и резинового покрытия происходит в процессе вулканизации изделия в пресс-форме, поэтому отпадает необходимость в использовании специальных клеев. Одновременно при помощи полуэбонита осуществляется надежное крепление рабочей части диска к металлической ступице, т.к. этот материал широко используется, как промежуточный слой, для крепления «обычной» резины к металлу в промышленном производстве [1]. Дополнительное соединение осуществляется за счет резины, расположенной по периметру диска и сквозных отверстий, связывающей обе гуммированные поверхности диска.
С целью повышения надежности крепления гуммированной части диска к ступице, на ее внешней цилиндрической поверхности выполняется прямое или сетчатое рифление (фиг.3). Это позволяет увеличить (развить) не менее чем в два раза площадь контакта полуэбонита и металлической ступицы и, кроме того, эти выступы повышают нагрузочную способность соединения и передают крутящий момент от ступицы к гуммированной части диска.
Гуммирование диска осуществляется прессовым способом при помощи стойкой к изнашиванию в абразивной массе резины. В процессе вулканизации резины и полуэбонита происходит прочное соединение этих материалов, а также склеивание металлической ступицы и полуэбонита за счет сил адгезии.
При использовании указанных дисков в лакокрасочной промышленности происходит естественное набухание всей их рабочей части в среде активных растворителей до равновесного состояния. При этом не происходит отслаивания резинового покрытия от арматуры, т.к. материалы обоих элементов имеют одинаковую полимерную природу.
В процессе работы бисерной мельницы частицы бисерной и помольной массы, находящиеся под воздействием ротора с дисками, увлекаются в турбулентное и ламинарное с завихрениями движение. При этом частицы абразива ударяются о рабочую часть диска 1, покрытую резиной 2. За счет высокой податливости резинового покрытия значительно снижается уровень контактных напряжений. Вследствие этого снижается интенсивность изнашивания диска бисерной мельницы, а также уменьшается разрушение и измельчение мелющих тел. Все эти факторы способствуют повышению надежности и долговечности диска бисерной мельницы и эффективности процесса диспергирования. Дополнительный экономический эффект от реализации предлагаемого технического решения может быть получен за счет увеличения числа межремонтных пробегов, снижения количества ремонтов и потребления запасных частей.
1. Гуммирование химической аппаратуры / Богатков Л.Г., Булатов А.С., Глобин Н.К. и др. М.: Химия, 1977. 208 с.
2. Никулин С.С., Пугачева И.Н., Черных О.Н. Композиционные материалы на основе бутадиен-стирольных каучуков. М.: Издательство "Академия Естествознания", 2008. 146 с.