УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ В ЖИДКИХ СРЕДАХ

Полезная модель относится к области технологического оборудования для измельчения дисперсных частиц в жидких средах. Оно может быть использовано в лакокрасочной, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности.
Известны мельницы для измельчения дисперсных частиц в жидких средах, например, бисерные мельницы (См.: Козулин Н.А., Горловский И.А. Оборудование заводов лакокрасочной промышленности. - Л.: Изд. «Химия», 1968), в которых для мокрого измельчения твердых частиц в качестве мелющих тел используют бисеры - стеклянные шарики.
В бисерных мельницах твердые частицы измельчаются при помощи интенсивного перемешивания стеклянных шариков в измельчаемой жидкой среде. Недостатком бисерных мельниц является наличие в обрабатываемой среде высокоабразивного стеклянного бисера, что резко снижает срок службы рабочего органа, следовательно, и надежность мельницы. Кроме того, производительность бисерных мельниц недостаточна и не удовлетворяет технологическим требованиям.
Другими недостатками бисерных мельниц являются также высокие энергозатраты и необходимость использования либо клино-ременных передач с подшипниковыми узлами, либо других устройств для уменьшения частоты вращения электродвигателя.
Известны также шаровые мельницы (См.: Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1973).
Процесс мокрого измельчения в шаровой мельнице происходит следующим образом. В корпус шаровой мельницы, выполненный в виде барабана, заливают измельчаемый продукт вместе с мелющими телами-шарами. При медленном вращении барабана шары, поднимаясь до верхней его полости, падают вниз под тяжестью собственного веса. При падении шаров происходят их соударения, как между собой, так и с измельчаемой средой, что приводит к дроблению дисперсных частиц. Недостатком этой мельницы является ее низкая производительность и невозможность получения тонкодисперсных частиц особенно в высоковязких средах.
Другим недостатком этой мельницы является невозможность осуществления технологических процессов в непрерывных режимах работы из-за ее низкой производительности.
Из известных наиболее близких по технической сущности является техническое решение по заявке RU 2006127501 А «Устройство для мокрого измельчения дисперсных частиц», опубликованное 10.08.2006, где раскрывается устройство для измельчения дисперсных частиц в жидких средах.
Устройство включает станину, электродвигатель, сборник, прикрепленный к крышке станины; мелющие тела шарообразной формы, причем один из дисков прикреплен к валу и имеет возможность совершать вращательные движения вокруг своей оси.
Однако, вышеупомянутое устройство обладает существенным недостатком. Расположение мелющих тел в горизонтальной плоскости не обеспечивает их одинаковый срок службы. Мелющие тела, вращающиеся по канавкам большего диаметра изнашиваются значительно быстрее по сравнению с мелющими телами, вращающимися по канавкам меньшего диаметра. Поэтому общий срок службы этого устройства недостаточно велик.
Другим недостатком этого устройства является невозможность значительного увеличения его производительности из-за сравнительно небольшого количества мелющих тел, которые могут быть помещены в горизонтальной плоскости.
Целью настоящей полезной модели является создание высокопроизводительного и высоконадежного устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измельчения дисперсных частиц в жидких средах, включающем станину, электродвигатель, сборник, прикрепленный к крышке станины, мелющие тела шарообразной формы, при этом с целью интенсификации процесса измельчения дисперсных частиц в жидких средах мелющие тела помещены в вертикальной плоскости цилиндрического сосуда между соосно расположенными обечайкой и ротором, прикрепленным к валу двигателя с возможностью совершать вращательные движения вокруг своей оси.
Для пояснения полезной модели на фигуре приводится конкретный пример ее выполнения, где представлен общий вид устройства для измельчения дисперсных частиц в жидких средах.
Устройство состоит из станины, включающей стойку 1, крышку 2 и основания 3; цилиндрического сосуда, включающего обечайку 5, верхний 6 и нижний фланцы 7, днище 8; электродвигателя 9, прикрепленного к крышке.
Цилиндрический сосуд с помощью пружин 10 прикреплен к крышке станины. Внутри цилиндрического сосуда имеется ротор 11, который с помощью втулки 12 соединен с электродвигателем. Здесь же расположен рабочий орган, состоящий из наружной втулки 13 с канавками шарообразной формы и внутренней втулки 14 тоже с канавками шарообразной формы. Все канавки наружной втулки расположены соосно с канавками внутренней втулки в горизонтальной плоскости. Канавки внутренней и наружной втулок в паре образуют горообразное кольцо с зазором в центре для вращения. Внутри этого торообразного кольца помещены мелющие тела-шары 15.
Наружная втулка прижата к упору 16 с помощью днища, что предотвращает ее вращение. Внутренняя втулка тоже прижата к своему упору 17 на роторе, что обеспечивает ее вращательное движение.
Шпоночное соединение консольной части вала 18 с втулкой обеспечивает свободное перемещение цилиндрического сосуда в вертикальном направлении.
Шары вводят в горообразное пространство через специальные пробки 19, выполненные для каждого ряда канавок на внутренней втулке.
Сборку рабочего органа осуществляют вне цилиндрического корпуса. Собранный рабочий орган заводят в цилиндрический корпус снизу. Сначала прижимают внутреннюю втулку к упору с помощью фланца 20, затем наружную втулку с помощью днища.
Устройство работает следующим образом. Обрабатываемый продукт подают насосом в цилиндрический корпус через штуцер 21, а измельченный материал отводят через патрубок 22 в резервуар.
Вращение шаров в горообразном пространстве, а следовательно, измельчение обрабатываемого продукта обеспечиваются прижатием цилиндрического корпуса к валу двигателя с помощью пружин. При этом в канавках наружной втулки шары катятся по нижней образующей, а в канавках внутренней втулки по верхней образующей.
К преимуществам предлагаемого технического решения следует отнести:
- возможность значительного увеличения производительности оборудования за счет интенсификации технологического процесса;
- возможность увеличения долговечности и надежности оборудования.
Опытный образец предлагаемой полезной модели изготовлен и испытан на Подольском заводе строительных материалов. Результаты испытаний подтвердили вышеперечисленные преимущества по сравнению с прототипом и с традиционным оборудованием.