РОТОРНО-ВОЛНОВАЯ МЕЛЬНИЦА

Устройство относится к мельницам для тонкого и сверхтонкого измельчения и активации материалов, а именно к роторно-волновым мельницам, и может быть использовано при производстве строительных материалов, при обогащении руды, в химической, металлургической и других отраслях промышленности.
Известна роторно-волновая мельница ударно-отражательного типа, содержащая корпус с отбойниками и дисковый ротор с билами.
(см. авторское свидетельство СССР №671838, кл. В02C 13/14, 1975 г.)
Мельница содержат дисковый ротор, на наружной поверхности которого размещены била, и цилиндрический статор, на внутренней поверхности которого размещены отражатели. Ротор вращается с большой скоростью, обеспечивающей высокую линейную скорость бил до 250 м/с.
Измельчение частиц происходит за счет их периодических ударов о била и преграды, а также за счет ударов частиц между собой.
Недостатком этого устройства является то, что в процессе измельчения часть частиц отбрасывается центробежной силой на периферию, что снижает эффективность измельчения.
Известна, также, другая роторно-волновая мельница, содержащая корпус, на внутренней поверхности которого расположены отражатели, вал, установленный по оси корпуса, установленный на валу ротор с билами направленными в сторону отражателей, двигатель крутильных колебаний, кинематически соединенный с корпусом, привод вращения кинематически соединенный с валом, и патрубки для загрузки и разгрузки измельчаемого продукта, первый из которых установлен на вершине корпуса.
(см. Патент РФ №99354, кл. В02C 13/14, 2010 г.)
Данное устройство по технической сущности и достигаемому результату наиболее близко к предложенному и, поэтому, принято за его прототип.
Эта мельница содержит цилиндрический корпус, на внутренней поверхности которого расположены отражатели, а на вращающемся валу ротор в виде диска с отверстиями и билами. Двигатель крутильных колебаний корпуса соединен с нижней торцевой стенкой корпуса. Измельчение происходит за счет того, что частицы материала различной величины периодически подвергаются ударами билами и отражателями. Благодаря колебаниям корпуса и отражателей, крупные фракции материала, собирающиеся в углах отражателей, также выбрасываются в зону взаимодействия частиц с билами и другими частицами, летящими от ротора, сталкиваются с ними и разрушаются.
Тем не менее, производительность устройства остается неудовлетворительной.
Техническим результатом разработки является повышение производительности мельницы без ухудшения качества измельчения перерабатываемого продукта.
Указанный технический результат достигается тем, что в роторно-волновой мельнице, содержащей корпус, на внутренней поверхности которого расположены отражатели, вал, установленный по оси корпуса, установленный на валу ротор с билами направленными в сторону отражателей, двигатель крутильных колебаний, кинематически соединенный с корпусом, привод вращения кинематически соединенный с валом, и патрубки для загрузки и разгрузки измельчаемого продукта, первый из которых установлен на вершине корпуса, корпус и ротор выполнены в виде полых конусов с равновеликими углами раствора, и установлены с образованием полости между их основаниями, отражатели и била выполнены в виде цилиндрических штырей, закрепленных с зазорами между собой на корпусе и роторе перпендикулярно образующим их конических поверхностей, а разгрузочный патрубок установлен на основании корпуса и соединен с круговой полостью.
Повышению производительности способствует, выполнение полости в которой происходит процесс наклонной, поскольку перерабатываемый продукт, под действием силы тяжести самопроизвольно перемещается в сторону разгрузочного патрубка. При этом за счет вращения штырей ротора между штырями корпуса, обеспечивается измельчение и перемешивание компонентов смеси. Скорость вращения ротора выбирается таким образом, чтобы обеспечивались требуемые степень дисперсности компонентов и качество гомогенизации смеси. За счет того, что части ротора совершают вращение, а части корпуса совершают колебания, в области смешивания отсутствуют неподвижные элементы, и поэтому нет застойных зон.
На фиг. 1 схематически изображен общий вид роторно-волновой мельницы.
На фиг. 2 - конусообразная часть корпуса роторно-волновой мельницы.
На фиг. 3 - разрез Α-A на фиг. 2
На фиг. 4 - конусообразная часть ротора.
Роторно-волновая мельница (фиг. 1) содержит корпус 1, на внутренней поверхности которого расположены отражатели 2 (фиг. 2 и 3), вал 3, установленный по оси корпуса, установленный на валу ротор (фиг. 4) с билами 4, направленными в сторону отражателей, двигатель 5 крутильных колебаний, кинематически соединенный с корпусом, привод 6 вращения кинематически соединенный с валом, и патрубки для загрузки 7 и разгрузки 8 измельчаемого продукта, первый из которых установлен на вершине корпуса, при этом корпус и ротор выполнены в виде полых конусов с равновеликими углами раствора β=70°, и установлены с образованием круговой полости 9 между их основаниями, отражатели и била выполнены в виде цилиндрических штырей, закрепленных с зазорами между собой на корпусе и роторе перпендикулярно образующим их конических поверхностей, а разгрузочный патрубок установлен на основании корпуса и соединен с круговой полостью.
Устройство работает следующим образом.
С помощью привода 6 приводится во вращение вал 3 и закрепленный на нем ротор с билами 4. Одновременно с помощью двигателя 5 осуществляются крутильные колебания корпуса 1 вокруг его оси на величину ±4 мм с частотой 50 Гц. Исходный продукт подается в пространство между стенками корпуса мельницы и ротором через загрузочный патрубок 7, где подвергается ударам, выполненными в виде цилиндрических штырей отражателями 2 корпуса и билами 4 ротора, и измельчается с одновременной активацией за счет образования ювенальных поверхностей при многократных соударениях. Готовый продукт самопроизвольно под действием силы тяжести по круговому наклонному проходу спускается в полость 9 между основаниями конусов корпуса и ротора, а затем вместе с воздухом через разгрузочный патрубок 8 выводится к потребителю. Колебательные движения корпуса позволяют возвращать в зону измельчения крупные фракции обрабатываемого продукта, заторможенные в пространстве между билами, а также ускоряют подачу готового продукта из круговой полости в разгрузочный патрубок, и тем самым получать материал требуемой дисперсности за один цикл.
Использование предложенного устройства позволяет увеличить производительность роторно-волновых мельниц в 1,5-2 раза без ухудшения качества диспергирования перерабатываемого продукта.