ИСТИРАТЕЛЬ ВИБРАЦИОННЫЙ

Истиратель вибрационный предназначен для измельчения проб материала до тонкодисперсного состояния в периодическом режиме. Предлагаемый истиратель относится к оборудованию лабораторного класса, которое применяется в различных отраслях промышленности, в том числе: горнодобывающей, металлургической, строительной, фармацевтической и химической, а также для проведения опытно-экспериментальных работ в вузах и НИИ.
Известны различные технические решения в рассматриваемой области.
Так, известен патент RU на полезную модель №177928 (МПК В02С 19/16, опублик. 16.03.2018) на истиратель вибрационный, который содержит раму с плитой, электродвигатель, установленный на кронштейне рамы, полумуфту, установленную на валу электродвигателя, дебаланс, установленный под платформой с пружинами, крышку с накладками и защелкой, панель управления, концевой микровыключатель, чашу в сборе с крышкой и роликом, в чашу в сборе введены рукоятки, дно и обечайка. Кроме того, на верхнем торце платформы выполнена канавка для установки чаши в сборе, которая фиксируется прижимом, закрепленным на кронштейне и зажимающимся латчером. При этом дно и обечайка чаши соединены болтами. А крышка чаши плотно прилегает к обечайке за счет уплотнения.
Недостатками известного решения являются:
- возможность одновременного измельчения не более одной пробы материала;
- большие масса и габариты изделия;
3
- возможность измельчения пробы объемом не менее 500 см.
Известен патент RU на полезную модель №161860 (МПК В02В 7/00, опублик. 10.05.2016) на истиратель вибрационный лабораторный, который включает корпус, состоящий из каркаса с крышкой, электродвигатель, платформу, сверху которой закреплена чаша в сборе, а снизу - дебаланс в подшипниковом узле, закрепленный на оси платформы, каркас состоит из основания, на котором установлена через амортизаторы плита с подшипниковым узлом, на плите размещен электродвигатель и платформа на пружинах. Кроме того, введена клиноременная передача, передающая вращение от электродвигателя на дебаланс платформы через лепестковую муфту и приводной вал. Чаша в сборе закреплена на платформе с помощью эксцентрикового прижимного устройства, клиноременная передача имеет натяжную планку.
Недостатками известного решения являются:
- возможность одновременного измельчения не более одной пробы материала;
3
- измельчение пробы объемом не менее 20 см.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому решению является истиратель ИВП-100, согласно патенту RU на полезную модель №74830 (МПК В02С 19/16, опублик. 20.07.2008). Измельчитель вибрационный, принятый за прототип, содержит дебалансный вибратор круговых колебаний, вибростол с вертикально установленными на нем помольными стаканами, в каждом из которых свободно размещен размольный орган в виде штока со сквозным конически сужающимся вниз отверстием, и прижимные устройства для фиксации помольных стаканов на вибростоле измельчителя. Верхняя часть штока имеет цилиндрическую полость для размещения в ней измельчаемого материала, переходящую в коническое отверстие, нижняя рабочая часть штока имеет выпуклую соосную сферическую поверхность, а днище помольного стакана имеет вогнутую соосную сферическую поверхность, радиус которой превышает радиус сферической поверхности штока.
Основные недостатки прототипа:
- неудобство работы при числе проб менее 14;
- большие габариты и масса изделия;
- высокое энергопотребление;
- резьбовое устройство крепления чаш не гарантирует их надежную фиксацию.
Таким образом, технической проблемой, существующей в настоящее время, являются отсутствие удобных в использовании и экономичных истирателей вибрационных, предназначенных для истирания небольшого количества проб (от 1 до 6).
Создание предлагаемого технического решения направлено на решение данной проблемы, а, именно, на создание улучшенной конструкции высокотехнологичного истирателя вибрационного, обеспечивающей оперативную и надежную работу устройства.
Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик, а именно, в снижении массы и уменьшении габаритов с одновременным повышением удобства использования.
Технический результат достигается тем, что истиратель вибрационный, содержащий основание, установленную на нем через амортизаторы плиту, крышку, электродвигатель, дебалансный вибратор круговых колебаний, платформу на пружинах с вертикально установленными на ней чашами в сборе, каждая из которых содержит чашу, размольный орган, крышку и уплотнение, а также прижимные устройства для фиксации чаш на платформе, согласно полезной модели, содержит ручку и рукоятки, размещенные на плите, при этом прижимное устройство выполнено эксцентриковым. Размольным органом чаш являются шарики.
Применение шариков, а не роликов сложных конфигураций дает следующие преимущества:
- при износе шариков эффективность измельчения падает меньше, чем при использовании роликов;
- так как шарики являются стандартным изделием, их приобретение значительно упрощено;
- стоимость шариков на порядок ниже, чем стоимость самодельных мелющих органов.
Наличие ручек и рукояток на плите позволяет значительно упростить процесс переноса и установки истирателя. Эксцентриковое прижимное устройство позволяет обеспечить определенное усилие прижима.
Дополнительные отличия предлагаемой полезной модели:
- количество чаш равняется шести;
- чаша выполнена из керамики, или карбида вольфрама, или диоксида циркония,
- чаши, выполненные из карбида вольфрама или диоксида циркония, содержат накладку;
- при износе накладки достаточно заменить только ее, а не всю крышку целиком.
Сущность полезной модели поясняется следующим графическим материалом:
фиг. 1, на которой представлен общий вид предлагаемого истирателя вибрационного;
фиг. 2, на которой представлен разрез истирателя;
2
фиг. 3, на которой представлены разрезы чаши в сборе: а) чаша из стали; б) чаша из карбида вольфрама WC или диоксида циркония ZrO;
фиг. 4, на которой представлен вид сверху истирателя.
В предлагаемом истирателе измельчение происходит за счет истирания - одновременной деформации сжатия и сдвига. Крупность измельченного материала зависит от времени работы истирателя и физических свойств материала.
2
Чаша может быть изготовлена из стали (стандартный материал), карбида вольфрама WC или диоксида циркония ZrO.
Истиратель состоит из основания 1, плиты 2, электродвигателя 3, дебалансного вибратора 19 круговых колебаний, платформы 5, шести чаш 6 в сборе и крышки 7.
На плите 2 через пружины 10 смонтирована платформа 5 с закрепленным на ней прижимным устройством 4 и чашами 6 в сборе, каждая из которых состоит из чаши 20 (фиг. 3. а, б), шариков 21, крышки 22 и уплотнения 23.
Вращение от электродвигателя 3 передается через ременную передачу 11 на приводной вал 12, который смонтирован на плите 2 в подшипниковом узле 13. От вала крутящий момент передается через эластичную лепестковую муфту 14 к дебалансному вибратору 19, закрепленному на оси 15 платформы 5 в подшипниковом узле 16.
Плита 2 установлена на основании 1 через амортизаторы 17, снижающие вибрацию, передаваемую на опорную поверхность.
Для натяжки ремня клиноременной передачи предусмотрено натяжное устройство 18.
Для установки и удобства перемещения истирателя предусмотрены одна ручка 8 и две рукоятки 9.
Чаши из карбида вольфрама или диоксида циркония содержат дополнительно накладки 24.
Принцип действия:
платформа истирателя вибрационного (вместе с закрепленными на ней чашами 6 в сборе) совершает круговые колебания в горизонтальной плоскости. Материал истирается между шариками 21, стенками, крышкой 22 и дном чаши 20.
Преимущества предлагаемого решения перед известными устройствами:
- эксцентриковое прижимное устройство 4 обеспечивает определенное прижимное усилие чаши к платформе 5 (в резьбовом прижимном устройстве 4 (прототип) усилие зависит от оператора);
- изготовление чаши из керамики или карбида вольфрама, или диоксида циркония исключает намол железа рабочих органов в пробе, а также позволяет измельчать более твердые материалы;
- благодаря снижению массы динамической части, возможно применение электродвигателя меньшей мощности (0,37 кВт вместо 0,55 кВт), что позволяет экономить электроэнергию;
- при измельчении менее 6 проб, исключается необходимость установки специальных пригрузов вместо чаш или чаш с остатками материала, возможно просто устанавливать пустые чаши, так как их масса подобрана таким образом, что отсутствие в них материала и шаров не влияет на рисунок колебаний всей платформы.
- уменьшение габаритов и массы истирателя (485×400×290 мм и 55 кг вместо 700×552×485 мм и 130 кг), благодаря этому появляется возможность установки истирателя на стандартный лабораторный стол, а не на специальную опорную тумбу, тогда как ручка и рукоятки обеспечивают удобство установки и перемещения оборудования.
Таким образом, благодаря предлагаемому техническому решению повышается технологичность истирателя вибрационного, что способствует оперативной и надежной работе устройства.