Гуммированный диск бисерной мельницы

Полезная модель относится к технике, предназначенной для диспергирования твердых частиц в жидкой среде, и может быть использована в лакокрасочной, фармацевтической, пищевой, косметической отраслях промышленности, а также при переработке сырья для производства средств защиты растений, пигментов, красителей, керамики и других материалов.
Известен гуммированный диск бисерной мельницы, выполненный в виде металлического кольца, содержащего ступицу для крепления на роторе мельницы и рабочую часть со сквозными отверстиями, гуммированную резиной по всей поверхности, включая периметр диска и сквозных отверстий (патент №2236299 РФ, кл. B02C 17/18).
Недостаткам известной конструкции является пониженная долговечность, обусловленная повышенным износом гуммированного диска в районе сквозных цилиндрических отверстий и малым «запасом» резины на износ внутри сквозных отверстий. Повышенный износ диска в этом районе обусловлен интенсивным движением абразивных частиц в аксиальном (осевом) и окружном направлении. В результате повышенного износа изменяется первоначальной форма сквозных отверстий и нарушается режим движения бисерной и помольной массы, что приводит к снижению эффективности процесса диспергирования.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является гуммированный диск бисерной мельницы, выполненный в виде металлического кольца, содержащего ступицу для крепления на роторе мельницы и рабочую часть со сквозными отверстиями в форме продольных пазов, связанных общей концентрической окружностью, гуммированную резиной по всей поверхности, включая периметр диска и сквозных отверстий (патент №2302901 РФ, кл. B02C 17/18).
К недостаткам известной конструкции относится пониженная долговечность, обусловленная неоптимальной формой и расположением продольных пазов, что снижает «запас» резины на износ внутри сквозных отверстий. В результате изменения первоначальной формы сквозных отверстий также нарушается режим движения бисерной и помольной массы и снижается эффективность процесса диспергирования.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленной полезной модели, является повышение надежности и долговечности диска ротора бисерной мельницы, а также повышение эффективности процесса диспергирования.
Для достижения указанного технического результата в известной конструкции диска бисерной мельницы, выполненного в виде металлического кольца, содержащего ступицу для крепления на роторе мельницы и рабочую часть со сквозными отверстиями в форме продольных пазов, связанных общей концентрической окружностью, гуммированную резиной по всей поверхности, включая периметр диска и сквозных отверстий, продольные пазы направлены к внешнему контуру диска и расположены под острым углом α=15…20° к касательной, проведенной в точке пересечения главной оси пазов и концентрической окружности.
Анализ признаков, отличающих заявляемое техническое решение от существующих признаков известных технических решений, сходства не обнаружил, что позволяет сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение обладает существенными отличиями.
Гуммирование рабочей части диска резиной по всей поверхности, включая периметр диска и сквозных отверстий, позволяет надежно защитить ее от износа. Благодаря высокой химической стойкости резины обеспечивается защита металлического кольца от коррозионного и иного разрушения при взаимодействии с агрессивной средой. За счет высокой податливости и эластичности резины снижается разрушение мелющих тел при ударе о диск, что будет способствовать сохранению первоначальной структуры бисерной массы и повышению эффективности процесса помола. Выполнение сквозных отверстий в рабочей части металлического кольца в форме продольных пазов, направленных к внешнему контуру диска под заданным углом α, позволит увеличить толщину слоя резины на наиболее изнашиваемом участке сквозных цилиндрических отверстий в гуммированном диске. Это, в свою очередь, позволит повысить долговечность диска, стабилизировать форму отверстий в гуммированном диске, упорядочить движение рабочей среды и повысить эффективность процесса диспергирования.
Таким образом, в совокупности с известными, новые признаки придают заявляемому объекту новый, не суммарный, положительный эффект, т.к. позволяют повысить надежность и долговечность диска, а также повысить эффективность процесса диспергирования.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид гуммированного диска, а на фиг. 2 - его сечение по А-А на фиг. 1.
Диск бисерной мельницы состоит из металлического кольца, содержащего ступицу 1 и рабочую часть 2 со сквозными отверстиями 3, связанными общей концентрической окружностью 4.
Рабочая часть диска покрыта резиной 5 по всей поверхности, включая периметр 6 диска и периметр 7 сквозных отверстий. В гуммированной части диска выполнены сквозные цилиндрические отверстия 8, предназначенные для прохода бисерной массы и помольного материала.
Сквозные отверстия в рабочей части диска выполнены в форме продольных пазов, главная ось 9 которых направлена к внешнему контуру диска и расположена под острым углом α=15…20° к касательной 10, проведенной в точке пересечения главной оси 9 и концентрической окружности 4.
ц
к
Σ
Основной причиной неравномерного износа сквозных цилиндрических отверстий 8 в гуммированном диске является характер сил, действующих на частицы бисерной и помольной массы в процессе вращения ротора бисерной мельницы. Согласно схеме на фиг. 1 при вращении диска против часовой стрелки на каждую абразивную частицу действует центробежная сила F и сила Кориолиса F. В результате геометрического сложения этих сил развивается суммарное усилие F, направленное под острым углом α к внешнему контуру диска, что приводит к повышенному износу сквозных цилиндрических отверстий 8 в заданном направлении.
О подобном характере износа сквозных отверстий, свидетельствует внешний вид изношенного металлического диска, показанного на рис. 1 в сообщении [Л]. Как показали измерения, выполненные в промышленных условиях, угол наклона главной оси продольных пазов, образовавшихся в результате износа первоначально цилиндрических сквозных отверстий, составляет 15…20°.
В процессе работы бисерной мельницы частицы бисерной массы и помольного материала, находящиеся под воздействием ротора с дисками, увлекаются в турбулентное и ламинарное с завихрениями движение. При этом частицы абразива ударяются о рабочую часть 2диска, покрытую резиной 5. За счет высокой податливости резинового покрытия значительно снижается уровень контактных напряжений. Вследствие этого снижается интенсивность изнашивания дисков бисерной мельницы, а также уменьшается разрушение и измельчение частиц бисерной массы.
За счет продольной формы сквозных отверстий 3 в 3…4 раза увеличивается «запас резины» на износ Δ (показан на фиг. 1) в направлении, обратном вращению диска, что позволяет повысить долговечность диска. Если диск вращается по часовой стрелке, то достаточно его развернуть на 180°.
Гуммирование диска осуществляется прессовым или литьевым способом при помощи стойкой к изнашиванию в абразивной массе и набуханию в растворителях резины. Надежное крепление резины к металлоарматуре достигается путем использования метода латунирования или применения специальных клеев (типа "Хемосил"). Дополнительное крепление осуществляется за счет резины, расположенной по периметру диска и сквозных отверстий, связывающей обе гуммированные поверхности диска.
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 межремонтных пробегов, снижения количества ремонтов и потребления запасных частей.
[Л] Пенкин Н.С., Сербин В.М., Шнир О.Б. Повышение износостойкости рабочих органов бисерных диспергаторов методом гуммирования // Лакокрасочные материалы и их применение. №6. 2005. С. 17-20.