УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ТВЕРДЫХ НЕМАГНИТНЫХ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к устройствам для измельчения твердых немагнитных порошковых материалов, используемых в частности при изготовлении деталей с особенными механическими свойствами.
Из уровня техники известны установки для приготовления высококонцентрированной вяжущей суспензии на основе, например кремнезема (кн. Пивинский Ю.Б. и Ромашин А.Г. «Кварцевая керамика», М.Металлург» 1974 г., с.2. В известных установках для активации исходных керамических материалов путем их диспергирования в гидравлической основной среде используются устройства в виде барабанных шаровых мельниц.
Недостатками известных устройств данного типа являются: большая удельная энергоемкость, повышенный шум, металлоемкость и трудоемкость при цикличном принципе работы.
Известно также устройство для измельчения твердых немагнитных порошковых материалов, содержащее корпус с расположенной в плоскости по окружности электромагнитной системой с индукторами для создания вращающегося электромагнитного поля, внутри системы расположена рабочая камера, предназначенная для размельчения и перемешивания твердых немагнитных порошкообразных материалов.
Недостатком такой установки является невозможность получения необходимых объемов высококачественной без посторонних примесей тонкодисперсной фракции твердых немагнитных порошковых материалов.
Задачей настоящей полезной модели является улучшение качества помола за счет повышения степени гомогенизации порошковой смеси и
уменьшения содержания в ней примесей, возникающих в результате износа поверхности рабочей камеры, в которой происходит процесс размельчения.
Для достижения технического результата при решении поставленной задачи устройство для измельчения твердых немагнитных порошковых материалов содержит корпус с расположенной в плоскости по окружности электромагнитной системой с индукторами для создания вращающегося электромагнитного поля, внутри системы расположена рабочая камера, предназначенная для размельчения и перемешивания твердых немагнитных порошкообразных материалов и выполненная со вставкой из измельчаемого материала или с покрытием на его основе внутренней поверхности, при этом внутри рабочей камеры расположены мелящие тела из ферромагнитного материала, приводимые в хаотичное движение электромагнитными силами вращающегося электромагнитного поля.
Возможны и другие варианты выполнения полезной модели, согласно которым необходимо, чтобы:
- в качестве мелящих тел были бы применены отрезки никелевой и/или стальной проволоки длиной порядка 15-37 мм и диаметром 1,5-3,5 мм.
- рабочая камера была бы выполнена в виде полого цилиндра с крышкой, закрепленного на фланце и внутри которого расположена вставка в виде полого цилиндра из измельчаемого материала, поджатого к крышке при помощи нажимного элемента, перемещаемого при помощи винтовой передачи относительно фланца, установленного с возможностью закрепления на корпусе.
- рабочая камера была бы выполнена в виде полого цилиндра с крышкой, закрепленного на фланце, при этом внутренняя поверхность цилиндра выполнена с покрытием на основе измельчаемого материала, а сам полый цилиндр установлен с возможностью регулирования положения в электромагнитной системе.
- рабочая камера была бы расположена перпендикулярно плоскости расположения электромагнитной системы с возможностью обеспечения интенсивного перемешивания и измельчения за счет акустического и магнитного воздействия на находящиеся в камере мелящие тела и порошкообразный материал и образования при этом высокого локального давления в местах их сосредоточения.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, необходимых и достаточных для достижения указанного технического результата, заключающегося в повышении степени измельчения и однородного состава порошкообразного материала.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
На фиг.1 изображен продольный разрез устройства.
На фиг.2 - пример установки устройства на основании.
На фиг.3 - пример выполнения рабочей камеры устройства. Полезная модель поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заданного технического результата.
Согласно полезной модели устройство для измельчения твердых немагнитных порошковых материалов содержит основание с установленным на нем корпусом 1 с расположенной в одной плоскости по окружности электромагнитной системой 2 с индукторами 3 для создания вращающегося электромагнитного поля, внутри системы 2 расположена рабочая камера 4, предназначенная для размельчения и перемешивания твердых немагнитных порошкообразных материалов. Индуктор 3 состоит из статора, набранного из колец листовой электротехнической стали, стянутых скобами и шести полюсов с катушками, расположенными в одной плоскости.
Рабочая камера 4 выполнена в виде полого цилиндра 5 с крышкой 6, закрепленного на фланце 7 и внутри которого расположена вставка 8 в виде полого цилиндра, выполненного из измельчаемого материала и поджатого к крышке 6 при помощи нажимного элемента 9, перемещаемого при помощи винтовой передачи 10 относительно фланца 7, установленного с возможностью закрепления на корпусе 1.
С целью повышения качества помола дополнительно к сказанному выше корпус 1 установлен на опорах 11 основания 12 с возможностью фиксированного поворота.
Возможны варианты выполнения рабочей камеры с покрытием ее внутренней поверхности на основе измельчаемого материала, внутри которой расположены мелящие тела 13, выполненные из ферромагнитного материала и приводимые в хаотичное движение электромагнитными силами вращающегося электромагнитного поля.
В качестве мелящих тел 13 применены отрезки никелевой и/или стальной проволоки длиной порядка 15-37 мм и диаметром 1,5-3,5 мм.
В одном из вариантов исполнения рабочая камера 4 выполнена съемной и установлена с возможностью регулирования положения в электромагнитной системе 2, например, при помощи винтовой пары.
Для повышения степени измельчения и гомогенизации получаемого порошка рабочая камера 4 расположена перпендикулярно плоскости расположения электромагнитной системы 2 с возможностью обеспечения интенсивного перемешивания и измельчения за счет акустического и магнитного воздействия на находящиеся в камере 4 мелящие тела 13 и порошкообразный материал и образования при этом высокого локального давления в местах их сосредоточения.
Устройство работает следующим образом.
При подключении индуктора 3 к трехфазной сети электропитания внутри рабочей камеры 4 возникает вращающееся электромагнитное поле,
при этом длина рабочей камеры равна длине полюса индуктора 3. Внутрь рабочей камеры 4 загружают измельчаемый порошок и ферромагнитные мелящие тела 13 в заданном количестве. Мелящие тела 13 представляют собой отрезки стальной проволоки длиной порядка 23, 0 мм и диаметром - 2,0 мм. Под воздействием вращающегося электромагнитного поля ферромагнитные мелящие тела 13 осуществляют сложное движение, образуя так называемый вихревой слой, в котором обрабатываемый порошок подвергается одновременно следующим видам воздействия: интенсивному перемещению, соударению, раскалыванию за счет магнитной и акустической обработки, а также высоким локальным давлениям в местах соударения с мелящими телами и их между собой.
В этом процессе измельчения порошка и образования мелкодисперсного материала происходит интенсивный износ как стенок рабочей камеры 4, так и мелящих тел 13, однако, учитывая, что поверхность стенок камеры выполнена из того же материала, что и измельчаемый порошок, а используемая в качестве материала для мелящих тел сталь обладает повышенной твердостью, получаемый порошкообразный продукт отличается высоким качеством, в том числе однородностью по составу.
Полезная модель соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», поскольку ее реализация возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических операций.