БАРАБАННАЯ МЕЛЬНИЦА
RATTLER

Изобретение относится к технике измельчения твердых материалов и может найти применение в строительной, химической, металлургической отраслях промышленности, а также в сельскохозяйственном производстве.
Известна трубная мельница (а.с. №1733086, кл. В02С 17/02, опубл. Б.И. №18, 15.05. 1992), содержащая барабан, загрузочное, разгрузочное приспособления и привод, смонтированный на раме, подвешенной посредством резинокордных пневмобаллонов к станине, боковая поверхность каждой секции барабана выполнена поочередно соединенными прямоугольниками и параллелограммами с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 90° с образованием на поверхности барабана непрерывных зигзагообразных линий с постоянным по длине барабана шагом и с постоянным по размерам проходным сечением барабана.
Недостатком известного устройства является недостаточная интенсивность измельчения и ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что измельчение производится с практически постоянным продольным и поперечным сечением барабана от загрузки к выгрузке и недостаточной интенсивностью смешивания и недостаточной интенсивностью взаимодействия частиц материала друг с другом, а также необходимость создания наклона барабана для транспортировки материала от загрузки к выгрузке.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является барабанная мельница (патент №2209669, кл. В02С 17/04, опубл. Б.И. №22, 10.08.2003), содержащая многосекционный барабан, каждая секция которого собрана из четырехугольников с образованием по торцам секций квадрата, повернутого относительно квадрата предыдущей секции на 90°, выполненных из большого и малого прямоугольников и двух одинаковых трапеций, нижние основания которых равны боковой стороне большого прямоугольника, а верхние основания равны боковой стороне малого прямоугольника, при этом боковые стороны трапеций равны остальным двум сторонам большого и малого прямоугольников с образованием по торцам секций разнонаклоненных в разные стороны и к оси секций квадратов, загрузочное, разгрузочное приспособления и привод, смонтированный на раме, подвешенной посредством резинокордных пневмобаллонов к станине
Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что измельчение производится с практически постоянным продольным и поперечным сечением барабана от загрузки к выгрузке и недостаточной интенсивностью смешивания и недостаточной интенсивностью взаимодействия частиц материала друг с другом, недостаточной интенсивностью измельчения, а также необходимость создания наклона барабана для перемещения материала от загрузки к выгрузке.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей за счет образования по периметру барабана многозаходной винтовой поверхности и направленных навстречу друг другу четырех ломаных винтовых линий основного направления и двух ломаных винтовых линий противоположного направления.
Техническое решение достигается тем, что в барабанной мельнице, содержащей многосекционный барабан, каждая секция которого собрана из четырехугольников с образованием по торцам секций квадрата, повернутого относительно квадрата предыдущей секции на 90°, выполненных из большого и малого прямоугольников и двух одинаковых трапеций, нижние основания которых равны боковой стороне большого прямоугольника, а верхние основания равны боковой стороне малого прямоугольника, при этом боковые стороны трапеций равны остальным двум сторонам большого и малого прямоугольников с образованием по торцам секций разнонаклоненных в разные стороны и к оси секций квадратов, загрузочное, разгрузочное приспособления и привод, смонтированный на раме, подвешенной посредством резинокордных пневмобаллонов к станине, согласно изобретению барабан смонтирован из секций, каждая из которых собрана из прямоугольного основания и двух боковых граней в виде двух равнобедренных треугольников, прикрепленных своими основаниями под углом 90° к большим сторонам прямоугольного основания, при этом длина меньшей стороны прямоугольного основания равна длине каждой из четырех боковых сторон равнобедренных треугольников, с образованием по периметру барабана многозаходной винтовой поверхности и направленных навстречу друг другу четырех ломаных винтовых линий основного направления и двух ломаных винтовых линий противоположного направления.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой трубной мельницы.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что барабан выполнен из секций в виде полукуба, соединенных между собой определенным образом в виде пустотелой многозаходной винтовой поверхности. Секции барабана при вращении барабана захватывают как ковши в виде полукубов порции материала и сообщают им дополнительное каскадное перемещение, что обеспечивает возрастание интенсивности смешивания, энергоемкости и частоты взаимодействия частиц материала и расширяет технологические возможности.
Новизна усматривается в том, что поскольку шаг винтовых ломаных линий основного направления в два раза больше шага винтовых ломаных линий противоположного направления, то наряду с интенсификацией процесса взаимодействия частиц материала, увеличением энергоемкости и частоты взаимодействия частиц материала, обеспечивается их перемещение от загрузки к выгрузке, что исключает необходимость монтажа барабана под углом к горизонту.
Новизна обусловлена также тем, что так как количество заходов винтовых ломанных линий основного направления в два раза больше, чем количество винтовых ломаных линий противоположного направления, то обеспечивается не только интенсификация смешивания, энергоемкости и частоты взаимодействия частиц материла, но и их транспортировка от загрузки к выгрузке.
Новизна заключается также в том, что центры симметрии каждого поперечного сечения барабана по его длине смещены относительно не только друг друга, но и относительно оси вращения барабана, что обеспечивает значительное увеличение энергоемкости, интенсивности и частоты взаимодействия частиц материала и расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена также тем, что элементы, из которых собраны секции барабана, разные по площади, размерам и конфигурации, взаимодействуют с движущимися внутри барабана материалом, направлены друг к другу под некоторыми углами и поэтому направляют этот материал под разными углами, что увеличивает смешиваемость материала, энергоемкость и частоту взаимодействия частиц материала и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что по длине барабана изменяются не только размеры проходного сечения барабана, но и форма проходного сечения барабана.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображена трубная мельница, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - барабан мельницы, общий вид, вид спереди; на фиг.4 - барабан мельницы, вид сверху фиг.3; на фиг.5 - барабан мельницы, аксонометрическая проекция; на фиг.6 - схема барабана мельницы из секций; на фиг.7 - секция барабана, аксонометрическая проекция; на фиг.8 - сечение Б-Б на фиг.3; на фиг.9 - сечение В-В на фиг.3; на фиг.10 - сечение Г-Г на фиг.3; на фиг.11 - сечение Д-Д на фиг.3.
Барабанная мельница состоит (фиг.1, фиг.2) из барабана 1, загрузочного 2 и разгрузочного 3 приспособлений и привода (не показан). Барабан 1 снабжен втулками 4 и 5 с возможностью вращения в подшипниковых опорах 6 и 7. Носок 8 загрузочного приспособления 2 входит в отверстие втулки 4 барабана 1. Загрузочное приспособление 2, подшипниковые опоры 6 и 7 с смонтированным в них барабаном 1 закреплены на раме 9. Рама подвешена на четырех пневмобаллонах 10, которые закреплены на станине 11.
Барабан 1 (фиг.2, фиг.3) смонтирован из секций (на фиг.6 показана в аксонометрической проекции схема сборки пяти секций «А», «Б», «В», «Г», «Д» одна с другой и т.д.), соединенных между собой известными методами, например сваркой.
Каждая секция собрана из прямоугольного основания 12 и двух боковых граней 13 и 14 в виде двух равнобедренных треугольников (фиг.7), прикрепленных своими основаниями под углом 90° к большим сторонам прямоугольного основания, при этом длина меньшей стороны прямоугольного основания «а» равна длине каждой из четырех боковых сторон «в» равнобедренных треугольников.
1
2
1
2
1
При монтаже барабана 1 (фиг.6) каждая секция повернута относительно предыдущей на угол 90° с образованием по периметру барабана многозаходной винтовой поверхности и направленных навстречу друг другу четырех ломаных винтовых линий основного направления и двух ломаных винтовых линий противоположного направления. На фиг.6 линии соединения секций друг с другом показаны двойной линией. В результате соединения секций друг с другом по периметру барабана мельницы образуется многозаходная винтовая поверхность с различным количеством заходов, а именно четырьмя непрерывными ломаными винтовыми линиями основного направления с шагом S: 15-16-17-18-19-20-21; 22-23-24-25-26-27; 28-29-30-31-32-33-34; 35-36-37-38-39-40, и двумя ломаными винтовыми линиями противоположного направления с шагом S: 21-27-33-39-19-25-31-37-17-23-29-35-15; 40-20-26-32-38-31-24-30-36-22-28. Шаг S в два раза больше шага S. Одна из четырех ломаных винтовых линий основного направления с шагом S: 15-16-17-18-19-20-21, и одна из двух винтовых линий противоположного направления с шагом S2: 21-27-39-19-25-31-37-17-23-29-35-15, показаны на фиг.3 и фиг.4 утолщенной линией.
На фиг.5 показано наглядное изображение барабана 1, на котором утолщенной линией показана одна из четырех ломаных винтовых линий 18-19-20-21.
Такое конструктивное оформление барабана 1 обеспечивает изменение по длине барабана не только размеров проходного сечения барабана (фиг.8, фиг.9, фиг.10, фиг.11), но и формы проходного сечения барабана. При этом центры симметрии внутренней поверхности барабана 1 в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения барабана 1, что нарушает стационарность движения частиц материала.
Барабанная мельница работает следующим образом. Барабан 1 заполняется шарами или другой дробящей средой и измельчаемым материалом или одним измельчаемым материалом. При вращении барабана смеси мелющих тел и материала или смеси частиц различной крупности материала сообщается сложное пространственное движение по винтовым линиям с перемещением материала вдоль винтовых линий от загрузки к выгрузке.
Технико-экономические преимущества возникают за счет повышения интенсивности смешивание, увеличения энергоемкости и частоты взаимодействия мелющих тел и материала, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.