Мельница вибрационная
VIBRATING MILL

Изобретение относится к технике измельчения твердых материалов и может найти применение в строительной, химической и металлургической промышленности, а также в сельскохозяйственном производстве.
Известна трубная мельница, содержащая загрузочную и разгрузочную цапфы, привод и барабан, выполнены по меньшей мере из одной полосы (патент РФ №2358808, МКИ В02С 17/04, опубл. 20.06.2009, бюл. №17) с образованием по внутренней поверхности карманов многоугольной и криволинейной формы.
Недостатки известного устройства  - ограниченные технологические возможности, недостаточная производительность и большие габариты по длине.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является вибрационная мельница (патент РФ №2350391, МКИ В02С 17/02, опубл. 27.03.2009, бюл. №9), содержащая упруго установленный на основании торообразный корпус с вибратором, смонтированным вертикально, при этом корпус выполнен из секций, каждая из которых смонтирована из полосы, согнутой в одну сторону по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полосы, с попеременным образованием по длине полосы разных по размерам равносторонних и равнобедренных треугольников и образованием по наружной и внутренней поверхностях ломаных винтовых линий и винтовых поверхностей.
Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности, обусловленные круговой формой траектории колебаний корпуса и недостаточной производительностью измельчения, сложностью изготовления, недостаточной длиной пути движения измельчаемых материалов.
Техническим результатом является расширение технологических возможностей, увеличение производительности и пути (длины) движения измельчаемых материалов в корпусе.
Технический результат достигается тем, что в мельнице вибрационной, содержащей упруго установленный на основании, снабженный вибратором корпус, корпус выполнен пустотелым, в виде квадрата, с образованием по его внутреннему и наружному периметру многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий, и смонтированной из жестко соединенных, поочередно друг с другом, четырех пустотелых секций, выполненных в виде пустотелого кругового сектора с четырьмя пустотелыми прямолинейными секциями, причем четыре секции, выполненные в виде пустотелого кругового сектора, смонтированы из подсекций, каждая из которых изготовлена из полосы, согнутой попеременно в разные стороны по прямым линиям в виде линий сгиба, расположенных на полосе на равных расстояниях друг от друга и размещенных под углом к кромкам полосы с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, расположенными на полосе попеременно и параллельно друг другу, и свернутой в кольцо в виде подсекций, а подсекции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников с образованием пустотелого кругового сектора, с многозаходными винтовыми поверхностями треугольной формы и однонаправленными многозаходными винтовыми линиями, а четыре пустотелые прямолинейные секции изготовлены, по меньшей мере, из одной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полосы, с образованием одинаковых параллелограммов, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны, при этом полоса свернута в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, с образованием по внутренней поверхности винтовых ломаных карманов треугольной формы, а по наружной поверхности - однонаправленных ломаных винтовых линий.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой мельницы вибрационной.
1
2
2
1
Новизна заключается в том, что корпус выполнен пустотелым в виде квадрата, с образованием по ее внутреннему и наружному периметру многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий, что расширяет технологические возможности, при одних и тех же габаритах по занимаемой площади вибрационной установки с корпусом, выполненным в виде тора, и увеличивается путь (длина) движения измельчаемых материалов в квадратном корпусе, так как длина по периметру тора (окружности) диаметра D равна L=πD, а длина по периметру квадрата равна L=4D  (L>L).
Новизна обусловлена также тем, что корпус смонтирован из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех секций, выполненных в виде кругового сектора с четырьмя прямолинейными секциями, что расширяет технологические возможности, так как при одних и тех же габаритах с корпусом, выполненным в виде тора, расширяются технологические возможности и увеличивается путь (длина) движения измельчаемых материалов в квадратном корпусе.
Новизна усматривается в том, что карманы корпуса выполнены треугольной формы, по меньшей мере, из одной полосы, что расширяет технологические возможности.
Новизна предложения заключается также в том, что по всему периметру корпуса проходное сечение изменяется не только по форме, но и по площади, что обеспечивает попеременное сжатие и расширение потоков части измельчаемого материала в каждом сечении корпуса, а значит повышение производительности и расширение технологических возможностей.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что четырехугольники полос, из которых смонтированы секции, разнонаклонены не только друг к другу, но и к оси симметрии корпуса, поэтому степень сжатия потоков частиц измельчаемого материала возрастает, процесс измельчения интенсифицируется.
Новизна заключается также в том, что корпус изготовлен из секций и подсекций, стенки которых разнонаклонны не только друг к другу, но и к направлению вращательного движения потоков частиц измельчаемых материалов, движущихся под воздействием вибрации в плоскостях перпендикулярных проходному сечения корпуса, что усложняет траектории их движения и увеличивает интенсивность измельчения и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что при работе вибратора, установленного горизонтально, потоки измельчаемого материала, совершающие циркуляционное движение внутри корпуса в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии корпуса, получают дополнительное движение от наклоненных друг к другу стенок карманов треугольной формы всех восьми секций, что расширяет технологические возможности и повышает производительность измельчения.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображена мельница вибрационная, общий вид; на фиг. 2 - рабочая камера в форме квадрата, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - одна из четырех секций, выполненная в виде пустотелого кругового сектора, вид сверху; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - полоса с размеченными прямыми линиями сгиба и линиями обрезки кромок четырехугольников; на фиг. 7 - полоса после обрезки кромок четырехугольников; на фиг. 8 - полоса после обрезки кромок четырехугольников, согнутая по прямым линиям сгиба; фиг. 9 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в кольцо-подсекцию; на фиг. 10 - одна из четырех пустотелых прямолинейных секций с карманами треугольной формы, общий вид; на фиг. 11 - разрез В-В на фиг. 10; на фиг. 12 -полоса с размеченными линиями сгиба в виде прямых линий для карманов треугольной формы пустотелой прямолинейной секции на фиг. 10; на фиг. 13 - полоса, согнутая по прямым линиям с образованием карманов треугольной формы; фиг. 14 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в цилиндрический виток.
Мельница вибрационная (фиг. 1) состоит из корпуса 1, установленного на платформе 2, снабженной вибратором 3. Платформа 2 посредством пружин 4 установлена на основании 5.
Корпус 1 выполнен пустотелым, в виде квадрата (фиг. 2), с образованием по его внутреннему и наружному периметру многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы, а также однонаправленных многозаходных винтовых линий и смонтирован из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех секций 6, 7, 8, 9, выполненных в виде кругового сектора с четырьмя прямолинейным секциями 10, 11, 12, 13 (фиг. 2).
Секции 6, 7, 8, 9 (например, на фиг. 4 показана секция 6) выполнены в виде пустотелого кругового сектора и смонтированы из подсекций 14 (одна из подсекций 14 на фиг. 4 выделена сплошными утолщенными линиями), соединенных между собой известными методами, например сваркой клейкой и т.п., с образованием по наружной и внутренней поверхностям винтовых линий (на фиг. 4 одна из винтовых линий показана утолщенной линией 15-16-17-18-19-20-21-22-23-24-25-26-27-28-29-30-31) и винтовых поверхностей треугольной формы (фиг. 5) в виде карманов треугольной формы по внутренней поверхности и наружной поверхности.
1
2
3
4
5
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Каждая из подсекций 14 изготовлена в виде кругового сектора (фиг. 4, фиг. 5) и смонтирована из полосы 32, на которой размечены прямоугольники 33, по диагоналям которых расположены линии сгиба 34 на равных расстояниях друг от друга, эти диагонали - линия сгиба полосы 32 показана на фиг. 6 утолщенной линией 33. На полосе 32 размечены также линии обрезки 35 кромок полосы 32, показанных на фиг. 6 штрихпунктирной линией с двумя точками. После разметки по линии обрезки кромок 35 участки полосы 32 (на фиг. 6 эти участки полосы 32 заштрихованы) отрезаются, и полоса 32 приобретает вид, показанный на фиг. 7, у которой линии сгиба 34 полосы 32 разные по длине L, L, L, L, L, L, L, L, L, L, L, L, L, L, L. Полоса 32 (фиг. 8) после обрезки кромок прямоугольников 33 по линии обрезки 35 сгибается попеременно в разные стороны по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полосы 32 с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами - т.е. по диагоналям 34 квадратов 33, параллельных друг другу, и затем сворачивается в кольцо 14, как показано на фиг. 9. Кромки 36 и 37 полосы 32 после сворачивания в кольцо 14 соединяются известными методами, например сваркой, пайкой и т.д., с образованием подсекции 14 в виде кругового сектора.
Таким образом, секции 6, 7, 8, 9 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) выполнены по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру (одна из винтовых линий показана фиг. 3 утолщенной линией 15-16-17-18-19-20-21-22-23-24-25-26-27-28-29-30-31) и винтовыми канавками внутри секций в виде карманов треугольной формы под углом к оси секций.
Секции 6, 7, 8, 9 (фиг. 2, фиг. 3) - пустотелые с образованием по их наружной и внутренней поверхностей многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий могут быть изготовлены и иным способом.
Четыре пустотелые прямолинейные секции 10, 11, 12, 13 (фиг. 10, фиг. 11) с карманами треугольной формы, например секция 10, изготовлены, по крайней мере, из одной полосы 38, согнутой по прямым линиям 59, размещенным на равном расстоянии «L» друг от друга и под одинаковыми углами α к кромкам полос 39, 40 с образованием одинаковых параллелограммов 41 и 42, расположенных попеременно в противоположные стороны (фиг. 12, фиг. 13).
Полоса 38 после сгиба по прямым линиям 59 свернута в цилиндрические витки (фиг. 14), соединенные друг с другом по продольным кромкам 39 (фиг. 10) известными методами, например сваркой. На фиг. 10 линия соединения продольных кромок витков полосы 38 показаны штрихпунктирной линией с двумя точками 39, с образованием по наружной поверхности однонаправленных, ломаных винтовых линий, а по внутренней поверхности карманов треугольной формы (на фиг. 10 одна из винтовых линий показана утолщенной линией 43-44-45-46-47-48-49-50-51-52-53-54) и винтовых поверхностей (фиг. 11) треугольной формы в виде карманов внутренней поверхности 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61.
Пустотелые прямолинейные секции, например 10, 11, 12, 13 с карманами треугольной формы жестко соединены поочередно с пустотелыми секциями 6,7,8,9 с карманами треугольной формы (фиг. 2) по линиям стыковки I-I,II-II, III-III, IV-IV, V-V, VI-VI, VII-VII, VIII-VIII с образованием непрерывного пустотелого корпуса 1 в виде квадрата с карманами треугольной формы по его внутреннему периметру.
Мельница вибрационная работает следующим образом.
Возмущающая сила вибратора 3 через стенки корпуса 1 передается частицам измельчаемых материалов, находящимся внутри корпуса 1. Частицы измельчаемых материалов под влиянием вибрации совершают вращательное движение в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии пустотелого корпуса 1 и карманов треугольной формы по его периметру. Наличие криволинейных разнонаправленных элементов, в том числе карманов треугольной форму по внутреннему периметру корпуса 1 изменяет направление движения потоков частиц измельчаемого материала, в результате чего они не только приобретают направленное движение от загрузки к выгрузке, но в результате образуются также зоны сжатия по всей длине пути потоков частиц измельчаемого материала внутри корпуса 1, повышается производительность измельчения, расширяются технологические возможности.
Частицы измельчаемых материалов не только интенсивно взаимодействуют друг с другом, смешиваясь, но и под воздействием вибрации совершают вращательное движение в плоскости, перпендикулярной проходному сечению корпуса 1. Так как по длине корпуса 1 размеры поперечного сечения, форма и расположение меняются, то усугубляется нарушаемость их движения, т.е. имеет место повышение производительности измельчения. Наличие винтовых поверхностей и винтовых линий по периметру корпуса 1 обеспечивает движение потоков частиц измельчаемых материалов не только в пустотелых прямолинейных секциях корпуса 1, но и в пустотелых секциях, выполненных в виде кругового сектора, что способствует не только усложнению траекторий их движения, но и их перемещению по проходному сечению корпуса 1 от загрузки к выгрузке. При движении измельчаемых материалов по проходному сечению корпуса 1 из-за изменения проходного сечения по форме и размерам образуются попеременно зоны сжатия и разряжения в каждом сечении корпуса 1 по всему его объему, что тоже интенсифицирует процесс измельчения и расширяет технологические возможности.
Технико-экономические преимущества возникают за счет выполнения корпуса в виде квадрата, внутренняя поверхность которого снабжена однонаправленными винтовыми линиями и винтовыми поверхностями в виде карманов треугольной формы, а также за счет того что частицы измельчаемых материалов под влиянием вибрации совершают вращательное движение в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии пустотелого корпуса и карманов треугольной формы по ее периметру, а также за счет того, что при движении измельчаемых материалов по проходному сечению корпуса из-за изменения проходного сечения по форме и размерам образуются попеременно зоны сжатия и разряжения в каждом сечении корпуса по всему его объему, что интенсифицирует процесс измельчения и расширяет технологические возможности.