ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ АКТИВАТОР ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к оборудованию для тонкого измельчения сырья и может быть использована для измельчения и активации материалов, например, известняков при производстве цемента.
Известен электромагнитный измельчитель-активатор (патент РФ №95558 U1, Электромагнитный измельчитель-активатор, В02С 19/18, опубл. 2010.07.10) выполненный в виде индуктора, представляющего трубчатый элемент (трубу) на которой смонтированы секционные электромагнитные катушки. Индуктор помещен в кожух, имеющий торцевые крышки. В кожухе индуктор крепится к торцевым крышкам. Крышки и кожух выполняют функцию магнитопровода для замыкания магнитной цепи при работе измельчителя. Внутри трубы индуктора помещена рабочая камера, имеющая преимущественно, цилиндрическую форму. Камера фиксируется на крышках. Для обеспечения загрузки в камеру подлежащего измельчению материала и выгрузки целевого продукта, в крышках предусмотрены отверстия. В верхней и нижней части рабочей камеры помещены сетчатые решетки, между которыми размещен наполнитель, содержащий рабочие элементы - шарики, цилиндры и пр., выполненные из магнитного материала.
Недостатком данного устройства является низкая способность регулирования гранулометрического состава обрабатываемого материала, вследствие применения переменного электромагнитного поля.
Наиболее близким аналогом является устройство для производства шоколадных масс (патент РФ №2033729 С1, Устройство для производства шоколадных масс, опубл. 1995.30.04.), выбранное в качестве прототипа, которое содержит вертикально расположенную цилиндрическую емкость с крышкой, на внутренней поверхности которой выполнена зубчатая насечка. Емкость изготовлена из немагнитного материала, а в стенке емкости с внутренней стороны выполнен вертикальный паз. Внутри емкости вдоль ее оси с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен ротор. На роторе выполнена зубчатая насечка. В средней части емкости установлена разделяющая емкость на две ступени решетка, имеющая форму спирали, один конец которой закреплен неподвижно на роторе, а другой с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном пазу. Снаружи емкости на уровнях, соответствующих каждой ее ступени, коаксиально и с зазором установлены с возможностью реверсивного вращения два ферромагнитных кольца, причем кольца жестко соединены обечайкой из немагнитного материала. В кольцах со стороны емкости выполнены пазы соответственно. В пазах колец размещены токовые обмотки управления, соединенные с блоком питания через автоматическую систему управления, при этом питание к обмоткам управления подается через контактные щетки кольца. Кольца приводятся во вращение от приводного двигателя, например, через шкивы и ременную передачу. Снаружи ротора выполнены выемки, в которых размещены дополнительные токовые обмотки управления, при этом дополнительные токовые обмотки управления расположены выше и ниже токовых обмоток управления емкости. Дополнительные токовые обмотки управления емкости соединены с блоком питания через коммутатор. Емкость заполнена измельчающими ферромагнитными элементами в форме шариков в верхней ступени большего диаметра, чем в нижней. Загрузка обрабатываемым продуктом осуществляется через загрузочный патрубок, а разгрузка через разгрузочный патрубок.
Недостатком данного устройства являются потери энергии электромагнитного поля, создаваемого основными и дополнительными токовыми обмотками, в рабочем объеме установки, а также сложная конструкция устройства, имеющая много подвижных частей.
Задачей полезной модели является повышение эффективности электромагнитного устройства для тонкого измельчения, а именно увеличение промагниченности рабочего объема, придание частицам получаемого продукта осколочной формы, а также упрощение конструкции.
Поставленная задача решается за счет того, что в электромагнитном активаторе порошковых материалов, включающем вертикальную цилиндрическую емкость с крышкой из немагнитного материала, с загрузочным и разгрузочным патрубками, блок питания, размещенные в емкости измельчающие ферромагнитные элементы, токовые обмотки управления емкости, соединенные с блоком питания через автоматическую систему управления, ротор, на котором в выемках размещены дополнительные токовые обмотки управления, при этом на роторе и внутренней поверхности емкости выполнена зубчатая насечка, а соотношение между высотой емкости и расстоянием между поверхностью ротора и поверхностью внутренней стенки емкости составляет 5:1, при этом измельчающие ферромагнитные элементы выполнены в форме цилиндров, емкость изготовлена из магнитного материала, и одновременно является магнитопроводом, при этом обмотка управления выполнена в виде выносного электромагнита, а основание емкости расположено под наклоном по направлению к разгрузочному патрубку.
Новые существенные признаки:
1. Соотношение между высотой емкости и расстоянием между поверхностью ротора, и поверхностью внутренней стенки емкости составляет 5:1.
2. Измельчающие ферромагнитные элементы имеют цилиндрическую форму.
3. Основание емкости выполнено под наклоном по направлению к разгрузочному патрубку.
Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны для достижения технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Технический результат. Выполнение измельчающих ферромагнитных элементов цилиндрической формы позволяет ввести дополнительный способ измельчения - скалывание, что позволяет проводить более эффективную активацию порошковых материалов, за счет получения частиц осколочной формы. Расположение основания емкости под наклоном по направлению к разгрузочному патрубку позволяет обработанному продукту выходить из устройства без применения дополнительных элементов под действием силы тяжести.
Сущность заявляемого технического решения поясняется на фиг. 1, где схематично изображен электромагнитный активатор порошковых материалов в рабочем положении и на фиг. 2, где показан разрез А-А на фиг. 1.
Электромагнитный активатор порошковых материалов содержит вертикально расположенную цилиндрическую емкость 1, изготовленную из магнитного материала, с крышкой из немагнитного материала 2 и основанием 3. На внутренней поверхности емкости выполнена зубчатая насечка 4. Внутри емкости 1 вдоль ее оси с возможностью вращения установлен ротор 5. На роторе 5 выполнена зубчатая насека 6. Снаружи емкости 1 располагается, по крайней мере, две обмотки управления 7 и 8, выполненная в виде выносного электромагнита и соединенная с блоком питания (не показан) через автоматическую систему управления (не показана). Снаружи ротора 5 выполнены выемки 9 и 10, в которых размещены дополнительные токовые обмотки управления 11 и 12. Дополнительные токовые обмотки управления 11 и 12 емкости 1 соединены с блоком питания через коммутатор (не показан). Емкость 1 заполнена измельчающими ферромагнитными элементами 13 в форме цилиндров. Загрузка обрабатываемым продуктом осуществляется через патрубок 14, а разгрузка через патрубок 15.
Электромагнитный активатор порошковых материалов. Продукт непрерывным потоком поступает через загрузочный патрубок 14 в емкость 1, приводится во вращение ротор 5, одновременно подается питание на основные токовые обмотки управления 7 и 8, и на дополнительные токовые обмотки управления 11 и 12. Под действием электромагнитных сил ферромагнитные элементы 13 выстраиваются в структурные построения. Вращение ротора 5 приводит к разрушению структурных построений из ферромагнитных измельчающих элементов 13, затем разрушенные структурные построения под действием магнитного поля мгновенно выстраиваются в новые построения, при этом обрабатываемый продукт подвергается воздействию в виде ударно - истирающих и скалывающих нагрузок со стороны ферромагнитных измельчающих элементов 13. Продукт подвергается помолу во всем объеме емкости 1, опускаясь под действием силы тяжести к наклонному основанию 3 и по наклонному основанию 3 к разгрузочному патрубку 15.
Благодаря тому, что соотношение между высотой емкости и расстоянием между поверхностью ротора, и поверхностью внутренней стенки емкости составляет 5:1, уменьшается рассеивание магнитного поля в воздушном зазоре рабочего объема, что в свою очередь увеличивает силовое взаимодействие между магнитным полем, измельчающими элементами и обрабатываемым продуктом, с одновременным снижением затрат энергии на создание данного взаимодействия.