ТРУБНАЯ ВИНТОВАЯ МЕЛЬНИЦА
TUBULAR HELICAL MILL

Изобретение относится к технике измельчения твердых материалов и может найти применение в строительной, химической, металлургической промышленностях, а также в сельскохозяйственном производстве.
Известна трубная мельница (А.с. СССР №713586, кл. В02С 17/02, 1978), содержащая барабан, загрузочную, разгрузочную цапфы и привод.
Недостатком известного устройства является ограниченные технологические возможности, обусловленные недостаточной интенсивностью смешивания и недостаточной интенсивностью взаимодействия частиц материала друг с другом. Наиболее близкой к предлагаемому устройству является трубная мельница (А.с. СССР 1349780, кл. В02С 17/04, 1987), содержащая загрузочную, разгрузочную цапфы, привод и барабан, выполненный из соединенных между собой тетраэдальных или октаэдральных элементов, образуя винтовую колонну.
Недостатком известного устройства является недостаточная частота взаимодействия частиц измельчаемого материала друг с другом и мелющими телами, обуславливающая низкую интенсивность смешивания и взаимодействия частиц материала и ограниченные технологические возможности.
Техническим решением задачи является увеличение частоты движения и соударений частиц измельчаемых материалов друг с другом, с мелющими телами и со стенками барабана, расширение технологических возможностей.
Техническое решение достигается тем, что в предлагаемой трубной винтовой мельнице барабан смонтирован из секций, выполненных из восьми, десяти, двенадцати и т.д. четного числа равносторонних треугольников, соединенных между собой двумя боковыми сторонами, при этом секции соединены друг с другом свободными третьими сторонами треугольников с образованием винтового барабана, по периметру которого расположены направленные навстречу друг другу четыре, пять, шесть и более ломаных правых и левых винтовых линий, и снабженного внутренними четырьмя, пятью, шестью и более винтовыми канавками, направленными навстречу друг другу с одинаковым шагом.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что, так как частота движения частиц измельчаемого материала в предлагаемых конструкциях трубных винтовых мельниц определяется не только частотой вращения винтового барабана мельницы, но и количеством плоских элементов по периметру винтового барабана, то такое конструктивное оформление поверхности барабана за счет увеличения количества плоских элементов в каждой секции по периметру увеличивает за каждый оборот винтового барабана частоту соударений частиц измельчаемого материала между собой, с мелющими телами и со стенками винтового барабана, повышает производительность измельчения, увеличивает технологические возможности.
Кроме того, новизна обусловлена тем, что элементы, из которых собран винтовой барабан, смонтированы под некоторыми углами друг к другу, поэтому интенсивность смешивания возрастает, так как эти элементы, работая, как полки захватывают порции измельчаемого материала и мелющих тел, направляют их навстречу друг другу, нарушая, таким образом, стационарность их движения.
Новизна усматривается в том, что площадь и форма поперечного сечения винтового барабана изменяется в каждом поперечном сечении винтового барабана от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия частиц измельчаемого материала друг с другом и мелющими телами, расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена также тем, что не только треугольники, из которых собраны секции винтового барабана, но и сами секции смонтированы под некоторыми углами друг к другу с образованием ломаных винтовых линий, что увеличивает смешиваемость, энергоемкость и изменяет частоту взаимодействия частиц материала друг с другом и со стенками винтового барабана, что расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что поперечное проходное сечение винтового барабана имеет форму многоугольника, площадь которого по длине винтового барабана многократно меняется от загрузки к выгрузке, обеспечивая периодическое поджатие масс измельчаемого материала, что увеличивает интенсивность смешивания и энергоемкость соударений, расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена тем, что винтовой барабан снабжен четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми ломаными линиями равного шага, направленными навстречу друг к другу по периметру барабана, и соответственно четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми канавками внутри барабана, направленными тоже навстречу друг другу, что обеспечивает создание направленных навстречу друг другу потоков измельчаемых материалов с максимальной энергоемкостью соударений частиц и со стенками барабана под разными углами, увеличивает частоту взаимодействия частиц измельчаемых материалов друг с другом, с мелющими телами и со стенками барабана, увеличивает производительность и расширяет технологические возможности.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена трубная винтовая мельница, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; фиг.3 - барабан мельницы, общий вид, вид спереди с секциями, собранными из 10 треугольников; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3; фиг.5 - барабан мельницы, общий вид, вид спереди с секциями, собранными из 8 треугольников; фиг.6 - разрез В-В на фиг.5; фиг.7 - барабан мельницы, общий вид, вид спереди с секциями, собранными из 12 треугольников; фиг.8 - разрез Г-Г на фиг.7.
Трубная винтовая мельница (фиг.1, фиг.2) состоит из винтового барабана 1, загрузочной 2 и разгрузочной 3 цапф. Винтовой барабан 1, например, собран из секций 4 (фиг.3), каждая из которых образована из последовательно соединенных между собой одинаковых по площади десяти равносторонних треугольников 5 (показан на фиг.3 двойной линией), соединенных между собой двумя боковыми сторонами 6 и 7, при этом секции 4 соединены между собой третьими, свободными сторонами 8 треугольников 5.
1
2
1
2
Вершины треугольников образуют по периметру винтового барабана 1 пять правых и пять левых ломаных винтовых линий (фиг.3, фиг.4) с одинаковым шагом S и S. Одна из пяти левых ломаных винтовых линий с шагом S показана на фиг.3 утолщенной линией 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17. Одна из пяти правых ломаных винтовых линий с шагом S показана на фиг.3 утолщенной линией 18, 16, 19, 20, 21, 22, 11, 23, 24.
3
4
На фиг.5 показан винтовой барабан, секции которого собраны из восьми одинаковых равносторонних треугольников 25 (на фиг.5 треугольник 25 показан двойной линией) с образованием по периметру барабана направленных навстречу друг другу четырех правых и четырех левых ломаных винтовых линий с одинаковым шагом. На фиг.5 показаны утолщенными линиями 26, 27, 28, 20, 30, 31 одна из четырех правых ломаных винтовых линий с шагом S и 32, 33, 29, 34, 35, 36 одна из четырех левых ломаных винтовых линий с шагом S.
5
6
На фиг.7 показан винтовой барабан, секции которого собраны из 24 одинаковых равносторонних треугольников 37 (показан на фиг.7 двойными линиями) с образованием по периметру барабана двенадцати правых и левых ломаных винтовых линий направленных навстречу друг другу. Одна из 12 правых ломаных винтовых линий с шагом S показана на фиг.7 утолщенной линией 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49. Одна из 12 левых ломаных винтовых линий с шагом S показана на фиг.7 утолщенной линией 50, 51, 52, 53, 54, 55, 43, 56, 57, 58, 59, 60.
Мельница работает следующим образом. Винтовой барабан 1 заполняется шарами или другой дробящей средой и измельчаемым материалом или одним измельчаемым материалом. При вращении винтового барабана 1 плоские элементы - равносторонние треугольники, смонтированные по периметру винтового барабана разнонаклоненными к оси вращения винтового барабана и друг к другу, работая как ковши (полки), захватывают различные по объему смеси мелющих тел и материала или смеси частиц различной крупности материала, поднимают их по направлению вращения винтового барабана несколько выше угла естественного откоса, а затем направляют эти порции смеси материала и мелющих тел в направлениях, перпендикулярных этим полкам (ковшам), под некоторым углом не только к оси вращения винтового барабана, но и к другим по массе потокам масс измельчаемого материала, движущихся внутри винтового барабана под другими углами и с другими скоростями. Длина траектории движения (амплитуда) масс материала и мелющих тел в значительной степени зависит от диаметра винтового барабана, от углов наклона плоских элементов друг к другу и к оси вращения. Частота движения и соударений масс материала и мелющих тел определяется не только частотой вращения винтового барабана, но и количеством плоских элементов по периметру винтового барабана. Поэтому в предлагаемой конструкции трубной винтовой мельницы обеспечивается повышение частотных характеристик в десятки раз, расширяются технологические возможности. Так как по длине винтового барабана от загрузки к выгрузке меняется многократно форма и размеры поперечного сечения, имеющего форму многоугольника, то обеспечивается многократное периодическое поджатие масс измельчаемого материала, что увеличивает интенсивность смешивания, энергоемкость соударений, расширяет технологические возможности.
Технико-экономическое преимущества возникают за счет увеличения частоты взаимодействия мелющих тел и частиц измельчаемого материала не только друг с другом, но и со стенками винтового барабана, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия мелющих тел и материала, повышает производительность и расширяет технологические возможности.