ВИБРАЦИОННАЯ МЕЛЬНИЦА

Полезная модель относится к машинам для тонкого измельчения материалов, а именно к устройству вибрационных мельниц. Вибрационные мельницы используют для обработки различных материалов от мелкого дробления до тонкого и сверхтонкого помола сыпучих материалов с получением песка и различных фракций порошков, а также в процессах механохимической обработки поверхностей частиц сыпучих материалов, их гомогенизации, капсуляции, механохимической деструкции, синтеза.
Известна вибрационная мельница, (патент RU 1150813 С В02С19/16, опубл. 30.08.1994), содержащая горизонтально установленную на упругих опорах преимущественно цилиндрическую помольную камеру с центральной трубой в ней и смонтированным в трубе вибровозбудителем. За счет образования в камере полости предварительного измельчения камера снабжена продольной перфорированной перегородкой, установленной над трубой, в виде днища полости предварительного измельчения.
Однако данная вибрационная мельница имеет следующие недостатки:
- вибровозбудитель занимает рабочее пространство помольной камеры;
- помольная масса шаров и исходного продукта зажимается стенками вибровозбудителя.
Указанные факторы снижают производительность мельницы.
Известна вибрационная мельница (патент RU 2038847 Cl B02C19/06, опубл. 09.07.1995), которая выбрана в качестве прототипа. Мельница содержит помольные камеры с загрузочными патрубками и вибровозбудители. Внутри помольной камеры установлена сквозная перфорированная труба, внутри которой помещена с возможностью перемещения или поворота гильза с профилированным срезом. Отверстия в перфорированной трубе расположены неравномерно по длине и поперечному сечению. Перфорированная труба и гильза расположена несоосно предпочтительно перпендикулярно оси помольной камеры. В помольной камере может быть установлено несколько перфорированных труб с помещенными в них гильзами.
Согласно чертежу, представленному на фиг.1 прототипа, перфорированные трубы и вынимаемые из них гильзы занимают большое пространство между помольной камерой и вибровозбудителем. Вибрационная энергия генерируется вибровозбудителем. Его понижение и увеличение рычагов крепления к помольной камере снижают трансформацию вибрационной энергии и задерживают ее в самом вибровозбудителе, перегружая механическими силами подшипниковые узлы и места их крепления к помольной камере. Задержка трансформации вибрационной энергии, перегрузка мест крепления вибровозбудителя к самой помольной камере являются серьезными недостатками, снижающими в целом производительность мельницы.
Для процесса помола важно, чтобы силы давления шаров вниз и в бока сопровождались тангенциальными силами вибрации внутренних стенок помольной камеры с проскальзыванием самих шаров. Если центр вибровозбудителя приблизить к помольной камере таким образом, чтобы конструктивные параметры самого вибровозбудителя и помольной камеры с мелющими телами обеспечивали расстояние между центром вибровозбудителя и общим центром вибрирующих масс преимущественно меньше радиуса помольной камеры. В этом случае внизу помольной камеры имеет место наивысшее давление шаров, и, в этом же месте эллиптическая траектория колебаний с горизонтальной большой осью обеспечит наибольшее скольжение тел помола и размалываемого продукта по внутренней поверхности помольной камеры, обеспечивая при этом высокую эффективность помола. Это же условие сохраняется и на боковых стенках. Меньше давление шаров - меньше их перемещение ввиду перехода траектории колебаний на круговую траекторию.
Технической задачей полезной модели является создание вибрационной мельницы, обеспечивающей повышение интенсивности процесса помола.
Технический результат - повышение производительности вибрационной мельницы.
Для решения поставленной задачи в вибрационной мельнице, содержащей помольную камеру с патрубками загрузки и выгрузки помольного продукта и вибровозбудитель, согласно полезной модели, вибровозбудитель удален вниз от общего центра вибрирующих масс на величину, меньшую радиуса помольной камеры, при этом помольная камера снабжена двумя парами кольцевых фланцев, выполненных внизу по форме вилочных захватов, а подшипниковые узлы вибровозбудителя внизу зафиксированы крепежным соединением в промежутке межу каждой парой кольцевых фланцев.
Прирост эффективности помола обеспечивается эллиптической траекторией колебаний с большой горизонтальной осью, переходящей на круговую траекторию по бокам помольной камеры, благодаря выполнению конструктивных параметров помольной камеры и вибровозбудителя таким образом, что центр последнего до общего центра тяжести вибрирующих масс преимущественно приближен к величине радиуса помольной камеры.
Прирост эффективности процесса помола обеспечивается также интенсивной вибрацией, возникающей благодаря надежному исполнению двух пар кольцевых фланцев по внешней стороне помольной камеры, выполненных внизу по форме вилочных захватов, где между каждой парой зафиксированы подшипниковые узлы вибровозбудителя.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена вибрационная мельница - вид сбоку; на фиг.2 - разрез А-А по фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б по фиг.1; на фиг.4 - вид В на фиг.1.
Основу вибрационной мельницы (фиг.1) составляет горизонтальная цилиндрическая помольная камера 1, оснащенная вверху патрубком 2 для загрузки исходного продукта, патрубком 3 для загрузки шаров (цилпепсов). С торцов одна стенка помольной камеры 1 заглушена, а вторая съемная и имеет патрубок 4 для выгрузки продукта помола. По внешним стенкам помольной камеры 1 расположены две пары фланцев 5 (фиг.2, 3). Причем в нижней части фланцы 5 выполнены в виде вилочного захвата 6 (фиг.4). Между вилочными захватами каждой из пар фланцев 5 заведены как можно ближе к стенке помольной камеры два подшипниковых узла 7 вибровозбудителя (фиг.1). Подшипниковые узлы 7 прикреплены к фланцам 5 с помощью крепежных (болтовых) соединений. Между подшипниковыми узлами 7 проходит вал 8 с дебалансом 9 вибровозбудителя. Детали 7, 8 и 9 составляют вибровозбудитель.
С загрузочной стороны к мельнице подведен электродвигатель 10, выходной конец вала которого и выходной конец вала 8 вибровозбудителя сведены лепестковой муфтой 11 (фиг.1). Помольная камера в сборе с вибровозбудителем фиксируется в пространстве посредством четырех упругих опор 12 (фиг.2), выполненных, например, в виде пружин, которые подведены к четырем кронштейнам 13, приваренным к бокам к помольной камеры. Сами упругие опоры установлены на фундаментальной раме 14.
Предлагаемая вибрационная мельница работает следующим образом. При работе мельницы вибровозбудитель генерирует круговые колебания в вертикальной плоскости. У вибрирующей системы в составе масс помольной камеры, шаров с помольным продуктом и вибровозбудителя общий центр тяжести находится выше центра самого вибровозбудителя. По этой причине траектории разных точек по периметру помольной камеры будут разными (фиг.3). Внизу эллипс с большой горизонтальной осевой линией, по бокам близко к круговой траектории, и вверху эллипс с большой вертикальной осевой линией. Во всех взятых точках помольной камеры траектория колебаний имеет равновеликие вертикальные осевые линии. Геометрический центр вибровозбудителя (центральная ось вала) совершает эллиптическую траекторию с горизонтальной осевой линией большего размера, чем такая же линия у траектории нижней точки помольной камеры.
От вибровозбудителя вибрационная энергия передается помольной камере в относительных величинах пропорционально траекториям колебаний точек внутренней поверхности самой помольной камеры. Это оптимально согласуется с давлением шаров и помольного продукта на стенки. Таким образом, внизу приходится наибольшее давление на наибольшую траекторию колебаний, по бокам - среднее давление и средняя по величине траектория колебаний. Вверху очень маленькая траектория колебаний, а давление помольной среды минимальное или совсем может отсутствовать.
Вследствие сочетания давления помольной среды на точки стенок помольной камеры и траекторий их колебаний обеспечивается высокая интенсивность процесса помола. Этому же способствует интенсивность генерации вибраций, обеспечивающаяся надежным конструктивным решением соединения вилочных захватов кольцевых фланцев 5 помольной камеры 1 с подшипниковыми узлами 7 вибровозбудителя (фиг.1).
Таким образом, благодаря оптимальному сочетанию давления помольной среды с траекториями колебаний точек внутренних стенок помольной камеры и интенсивности вибрации, которую способны выдерживать места соединения вибровозбудителя и помольной камеры через кольцевые фланцы, обеспечивается повышение интенсивности процесса помола и, в конечном итоге, повышение производительности вибрационной мельницы.