БИСЕРНАЯ МЕЛЬНИЦА
BEAD MILL

Изобретение относится к технике тонкого измельчения порошкообразных твердых материалов и может быть использовано в лакокрасочной, керамической, пищевой, химической, горнодобывающей и других отраслях промышленности.
В настоящее время широко распространены бисерные мельницы, в которых движение бисера в размольной камере осуществляют при помощи мешалок (перемешивающих роторов).
Известна бисерная мельница, содержащая размольную камеру, внутри которой установлена мешалка с фланцами, входной и выходной патрубки. При вращении мешалки между ее фланцами и стенкой размольной камеры происходит диспергирование продукта при помощи бисера (патент RU №2053023, опубл. 27.01.96 г.).
Недостатком известной мельницы является сложная конструкция из-за применения в ней для передачи движения мелющим телам вращающейся мешалки, включающей большое количество узлов и деталей. При работе мельницы происходит износ ее трущихся частей, в том числе опорного узла, и быстрый выход из строя его уплотнения, что приводит к снижению надежности ее работы. Кроме того, при работе мельницы и особенно при ее пуске на мешалке возникают большие нагрузки, которые могут привести к выходу из строя электропривода.
Известна бисерная мельница, содержащая цилиндрическую размольную камеру с входным патрубком в нижней части камеры и выходным патрубком в верхней части камеры. Размольная камера охвачена обмоткой переменного тока с увеличением мощности сверху вниз. При пропускании через обмотку переменного тока находящиеся внутри камеры ферромагнитные мелющие тела, сталкиваясь со стенками камеры и друг с другом, измельчают при этом подготовленную к измельчению массу (патент RU №1761273, опубл. 15.09.92 г.).
В приведенной мельнице уменьшен недостаток предыдущей, а именно упрощена конструкция мельницы за счет исключения мешалки (ротора) для приведения в движение мелющих тел и тем самым повышена надежность ее работы. Однако использование для перемещения мелющих тел электромагнитного поля, охватывающего размольную камеру, ограничивает выбор материала для ее изготовления только диэлектриками, которые характеризуются низкой теплопроводностью. При работе мельницы в обмотке переменного тока происходит преобразование электрической энергии в тепловую, что приводит к перегреву размольной камеры и необходимости дополнительного охлаждения обмотки. Кроме того, использование в качестве мелющих тел только ферромагнитного бисера ограничивает ассортимент размалываемого материала материалами определенной твердости и ухудшает качество помола.
Бисерная мельница, приведенная последней, является наиболее близким решением по технической сущности.
Задачей, на которую направлено предлагаемое изобретение, является расширение технологических возможностей за счет расширения ассортимента размалываемых материалов, упрощение конструкции и повышение эффективности работы мельницы.
Поставленная задача решается таким образом, что в бисерной мельнице, содержащей размольную камеру с выходным патрубком в верхней части, размещенные внутри нее мелющие тела и входной патрубок, согласно изобретению верхняя часть размольной камеры выполнена цилиндрической, а нижняя, сопряженная с ней, конической формы, причем входной патрубок размещен на цилиндрической части камеры тангенциально, а выходной соосно, при этом дополнительно содержит циркуляционный насос для прокачивания через размольную камеру суспензии и запорную арматуру, установленную в отверстии для удаления мелющих тел, выполненном в конической части камеры соосно ее оси.
Мельница может дополнительно содержать, по меньшей мере, один дополнительный входной патрубок, размещенный на цилиндрической части камеры тангенциально.
В предлагаемом техническом решении входной патрубок размещен в цилиндрической части камеры тангенциально, а выходной соосно. В нижней конической части камеры, предназначенной для сбора и удаления мелющих тел, выполнено соосное отверстие с установленной в нем запорной арматурой. Циркуляция суспензии через размольную камеру осуществляется при помощи циркуляционного насоса, в результате чего часть кинетической энергии струи суспензии передается мелющим телам, которые, перемещаясь в размольной камере, сталкиваются с ее стенками, друг с другом и измельчают материал путем трения и соударения. Происходит быстрое сверхтонкое измельчение материала любой твердости с тониной помола ниже 2 мкм и с минимальным разбросом дисперсности от номинала.
Установка дополнительных входных патрубков обеспечивает стабильный пуск мельницы, а также необходима при увеличенных размерах размольной камеры.
Заявителю неизвестно использование в науке и технике отличительных признаков бисерной мельницы с достижением указанного технического результата.
На фиг. 1 представлена бисерная мельница, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.
Бисерная мельница содержит размольную камеру 1, верхняя часть которой выполнена цилиндрической формы, а нижняя часть конической формы. Внутри размольной камеры размещены мелющие тела (бисер) 2 с высокой плотностью и устойчивостью к истиранию, например, выполненные из диоксида циркония. Два входных патрубка 3 размещены на цилиндрической части камеры 1 тангенциально, а выходной 4 - соосно. В нижней части камеры выполнено соосное отверстие 5 для удаления бисера 2, в котором установлен шаровой кран 6. Перед входными патрубками 3 установлен мощный циркуляционный насос 7 для прокачивания через размольную камеру 1 суспензии.
Бисерная мельница работает следующим образом.
Подготовленную к измельчению суспензию размалываемого материала вместе с жидким компонентом подают в размольную камеру 1 через входные патрубки 3 при помощи циркуляционного насоса 7. Струя суспензии передает бисеру 2 часть кинетической энергии. При помощи центробежной силы бисер 2 и крупные частицы размалываемого материала притягиваются к стенкам размольной камеры 1. Размол происходит за счет перетирания бисером 2 частиц материала. После размола тонкодисперсные частицы материала выходят из камеры со струей жидкости через выходной патрубок 4. Суспензия циркулирует в размольной камере до тех пор, пока не будет достигнута необходимая дисперсность продукта. За счет незначительного времени пребывания элементарного объема суспензии в размольной камере не происходит сильного ее нагрева. После окончания размола при необходимости бисер 2 удаляют из камеры 1 через отверстие 5 при помощи шарового крана 6.
Предлагаемая бисерная мельница имеет простую конструкцию и обеспечивает качественный помол материала любой твердости.