Стержневая барабанная мельница
ROD DRUM MILL

Изобретение относится к устройствам для сухого или мокрого измельчения минерального сырья и полуфабрикатов, преимущественно имеющих слоистую структуру, таких как графит и дисульфид молибдена, в химической промышленности и других производствах.
Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является стержневая барабанная мельница, содержащая вращающийся барабан частично заполненный стержнями [Андреев С.Е. и др. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. - 3-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1980, с. 254, 255]. Недостатком этой мельницы является низкая эффективность помола материалов имеющих слоистую структуру, таких как графит и дисульфид молибдена. При использовании графита и дисульфида молибдена в качестве добавок к пластичным смазкам, желательно получать чешуйки с относительно большой площадью поверхности, но толщиной менее 100 нм [Ткачев А.Г. и др. Графеносодержащие модификаторы пластичных смазок/ Материалы II Международной научно-практической конференции «Графен и родственные структуры: синтез, производство и применение, Тамбов, 2017, С. 322-324]. При ударных воздействиях на частицы происходит уменьшение всех размеров, что отрицательно сказывается на трибологических характеристиках измельченного материала.
Технической задачей настоящего изобретения является создание стержневой мельницы, в которой измельчение материала осуществляется, в основном, за счет сдвиговых воздействий.
Указанная задача решается тем, что в стержневой барабанной мельнице, содержащей вращающийся барабан, частично заполненный стержнями, стержни в направлении перпендикулярном их продольным осям соединены между собой гибкими упругими элементами.
На фиг. 1 показан поперечный разрез стержневой мельницы, когда стержни движутся вверх вместе с вращающимся барабаном, а на фиг. 2 - когда стержни скользят по внутренней поверхности вращающегося барабана.
Стержневая мельница работает следующим образом. При начале вращения барабана 1, стержни 2, соединенные между собой гибкими упругими элементами 3, сначала неподвижны относительно внутренней поверхности барабана и поднимаются вверх до положения, показанного на фиг. 1, а затем, скользя по внутренней поверхности барабана, движутся вниз, до положения, показанного на фиг. 2. После этого цикл движения стержней вверх и вниз повторяется. При скольжении стержней вниз, на частицы, находящиеся между стержнями и внутренней поверхностью барабана действуют сдвигающие силы. В результате этого, внутри частиц возникают касательные напряжения, которые способствуют расслоению частиц графита, поскольку вандер-ваальсовы силы, действующие между слоями, значительно меньше межатомных сил, действующих в плоскости каждого слоя. Аналогичная ситуация складывается и при измельчении дисульфида молибдена.
Гибкие упругие элементы препятствуют вращению стержней относительно их продольных осей, но позволяют стержням совершать вращательные колебания относительно этих осей, что интенсифицирует измельчение частиц материала за счет сдвига.
Стержни можно соединить пружинами, эластичными втулками или двумя тросиками из упругого материала (например полиуретана), пропустив тросики через отверстия, просверленные по краям каждого стержня и установив на концы тросиков фиксаторы.
Предлагаемое изобретение может быть использовано, как в барабане, вращающемся только относительно собственной продольной оси, так и в барабане, совершающем планетарное движение, для сухого и мокрого измельчения. Режим измельчения может быть, как периодическим, так и непрерывным.
Таким образом, поставленная цель достигнута, поскольку использование гибких упругих элементов между стержнями позволяет организовать измельчение материалов со слоистой структурой, в основном, за счет сдвиговых воздействий.