ПЛАНЕТАРНАЯ ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МЕЛЬНИЦА

Полезная модель относится к технике измельчения и активации различных материалов, а именно к охлаждаемым планетарным шаровым мельницам и может быть использовано для сверхтонкого измельчения и активации порошковых материалов в химической, металлургической и строительной отраслях промышленности, в том числе при создании новых композиционных материалов.
Известна конструкция планетарной мельницы [Авторское свидетельство СССР №874181], содержащая станину, на которой смонтирован привод, заключенный в корпус планетарный механизм, размольные барабаны с крышками и магнитострикционную систему, выполненную в виде излучателя с концентратором для передачи колебаний размольным барабанам.
Недостатками данного технического решения является то, что размольные барабаны и размольные тела сильно нагреваются в процессе работы, что приводит к налипанию размалываемого материала на размольные тела и стенки размольных барабанов, а также к увеличению намола от размольных тел и стенок размольных барабанов, который загрязняет измельчаемый материал. Сильный нагрев размалываемого материала также повышает его активность и способствует повышенному окислению материала средой размольной камеры, что существенно снижает чистоту и качество получаемого измельчением материала. Еще одним недостатком данного технического решения является сложная конструкция магнитострикционной системы, которая затрудняет доступ к размольным барабанам, а также сложный в изготовлении планетарный механизм.
Наиболее близкой к предлагаемой конструкции является планетарная мельница [Патент РФ на полезную модель №33519] содержащая корпус, с размещенными в нем цилиндрическими помольными барабанами, водило и привод, при этом внутренние осевые сечения помольных барабанов выполнены эллиптическими.
Недостатком вышеописанного технического решения является сложность изготовления помольных барабанов с внутренним сечением эллиптической формы, а также наличие явления стабилизации процесса измельчения по истечении определенного времени, которое зависит от измельчаемого материала, при достижении которого дальнейшее уменьшение размера частиц прекращается и происходит образование крупных агломератов частиц, которые и препятствуют дальнейшему измельчению. Для интенсификации процесса измельчения планетарной мельнице необходимо придать дополнительную энергию и увеличить частоту вращения барабанов. Увеличение частоты вращения барабанов приводит к тому, что мелющие дела под действием центробежных сил прижимаются к стенкам камер и процесс измельчения резко снижается или прекращается вовсе.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности измельчения и активации порошковых материалов, сохранение исходной чистоты измельчаемого материала, а также упрощение конструкции планетарной мельницы.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является разрушение и исключение повторного образования агломератов частиц измельчаемого материала в процессе измельчения и активации в планетарной центробежной мельницы, получение однородного фракционного состава и снижение степени окисления измельчаемого материала за счет уменьшения его температуры.
Технический результат достигается тем, что планетарная центробежная мельница содержит корпус с размещенными в нем цилиндрическими помольными барабанами, водило и привод, цилиндрические помольные барабаны выполнены с цилиндрической внутренней поверхностью, корпус содержит охлаждающую рубашку, в которой непрерывно циркулирует охлаждающая жидкость, и крышку с установленными на ней высокочастотными ультразвуковыми излучателями.
Сочетание непрерывного жидкостного охлаждения помольных барабанов и одновременного воздействия на них высокочастотных колебаний от нескольких источников не обнаружено. Это позволяет сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна» по действующему законодательству.
Воздействие на мелющие тела и измельчаемый материал в помольных барабанах мощного ультразвукового воздействия через охлаждающую камеру жидкость и жидкость, находящуюся в размольных барабанах, вызывает явление кавитации, это явление разрушает образующиеся агломераты частиц измельченного материала, препятствует их повторному образованию, что повышает эффективность измельчения и активации порошкового материала. Процесс измельчения материалов сопровождается интенсивным теплообразованием, в результате чего повышается температура мелющих тел и размалываемого материала. Постоянное охлаждение размольных барабанов непрерывно циркулирующей жидкостью в рубашке корпуса планетарной мельницы способствует отводу тепла, что снижает степень окисления измельчаемого материала средой размольной камеры, предотвращает налипание измельчаемого материала на размольные тела и стенки размольных барабанов, снижает загрязнение измельчаемого материала намолом от размольных тел и стенок барабана.
Такая конструкция планетарной центробежной мельницы позволяет получить тонкие и сверхтонкие помолы материалов с сохранением их исходной чистоты и широким диапазоном физико-химических свойств.
На фиг. 1 и 2 представлена планетарная центробежная мельница, которая содержит привод 1, корпус 2 с охлаждающей рубашкой 3, внутри которого расположено водило 4, цилиндрические помольные барабаны 5. Корпус 2 герметично закрыт крышкой 6 с установленными на ней ультразвуковыми излучателями 7.
Мельница работает следующим образом. От привода 1 водило 4 приводит в круговое движение цилиндрические помольные барабаны 5, которые, в свою очередь, центробежной силой прижимаются к цилиндрической стенке корпуса 2 и совершают планетарное движение, вращаясь одновременно вокруг своей оси и вокруг центральной оси мельницы. Цилиндрические помольные барабаны 5 заполнены размольной жидкостью, размольными телами и размалываемым порошком. Через 4-5 минут работы мельницы, когда частицы порошка перестают разрушаться и наступает динамическое равновесие, для продолжения дробления частиц от ультразвуковых излучателей 7, установленных на крышке 6 корпуса 2, поступает мощное ультразвуковое излучение, которое передается движущимся цилиндрическим помольным барабанам 5 через охлаждающую жидкость охлаждающей рубашки 3, и, далее, размольной жидкости, размольным телам и размалываемому порошку, что интенсифицирует процесс измельчения и активации порошкового материала. Вышеописанный механизм действия планетарной центробежной мельницы повышает эффективность измельчения и качество измельчаемого материала.
Сопоставительный анализ с прототипом показал, что заявленная планетарная центробежная мельница позволяет повысит эффективность измельчения и активации, получить однородный фракционный состав и сохранить исходную чистоту измельчаемого порошкового материала.