ВОЛНОВАЯ МЕЛЬНИЦА

Устройство относится к мельницам, а именно к волновым мельницам, и предназначено для тонкого и сверхтонкого измельчения и активации материалов в химической, горнорудной, строительной, металлургической и в других отраслях промышленности.
Известна волновая мельница, содержащая вертикальный замкнутый корпус, вал, установленный по оси корпуса, двигатель крутильных колебаний, кинематически соединенный с корпусом, привод вращения кинематически соединенный с валом, установленную на валу ступицу, закрепленный на ступице ротор в виде диска с билами в форме пластин, зафиксированных на его периферии, входной и разгрузочный патрубки для ввода и вывода измельчаемого продукта.
(см. Патент РФ №99354, кл. В02С 13/14, 2010 г.)
Данное устройство по технической сущности и достигаемому результату наиболее близко к предложенному и, поэтому, принято за его прототип.
Эта мельница содержит цилиндрический корпус, на внутренней поверхности которого расположены отражатели, а на вращающемся валу ротор в виде перфорированного диска с билами. Двигатель крутильных колебаний корпуса соединен с нижней торцевой стенкой корпуса. Измельчение происходит за счет того, что частицы материала различной величины периодически подвергаются ударами билами и отражателями.
Недостатком данного устройства является длительное время переработки материала для получения требуемой степени дисперсности готового продукта, поскольку крупные частицы через перфорацию в диске поступают в разгрузочный патрубок и далее к потребителю.
Техническим результатом разработки является повышение производительности мельницы и качества диспергирования.
Указанный технический результат достигается благодаря тому, что волновая мельница, содержащая вертикальный замкнутый корпус, вал, установленный по оси корпуса, двигатель крутильных колебаний, кинематически соединенный с корпусом, привод вращения кинематически соединенный с валом, установленную на валу ступицу, закрепленный на ступице ротор в виде диска с билами в форме пластин, зафиксированных на его периферии, входной и разгрузочный патрубки для ввода и вывода измельчаемого продукта, оснащена патрубом для подачи воздуха во внутреннее пространство корпуса, при этом ступица, выполнена в виде закрепленного на валу диска, на поверхности которого размещены вертикальные ребра с образованием кольцевого зазора между валом и ребрами ступицы, ротор мельницы выполнен в виде диска с центральным отверстием и закреплен на ребрах ступицы, а патрубок для подачи воздуха введен в центральное отверстие ротора для подачи измельчаемого продукта непосредственно в пространство под ротором, при этом дно корпуса мельницы выполнено конусообразным с уклоном в сторону стенки корпуса, а стенка корпуса имеет в поперечном сечении форму многолучевой звезды.
В данном устройстве конструкция ротора и корпуса мельницы обеспечивают возможность использования эффекта внутренней аэродинамической классификации, при котором из аппарата в качестве готовой продукции выводятся только мелкие фракции, в то время как крупные частицы остаются в мельнице для доизмельчения.
На фиг. 1 представлен общий вид волновой мельницы.
На фиг. 2 - разрез Α-A на фиг. 1
Волновая мельница, содержит вертикальный замкнутый корпус 1, стенка 2 которого имеет в поперечном сечении форму многолучевой звезды (фиг. 2), а дно 3 выполнено конусообразным с уклоном в сторону стенки, вал 4, установленный по оси корпуса, двигатель 5 крутильных колебаний, кинематически соединенный с корпусом, привод 6 вращения, кинематически соединенный с валом, входной 7 и разгрузочный 8 патрубки для ввода и вывода измельчаемого продукта, соответственно, патрубок 9 для подачи воздуха во внутреннее пространство корпуса, ступицу 10, выполненную в виде закрепленного на валу диска, на поверхности которого размещены вертикальные ребра 11 с образованием кольцевого зазора 12 между ними и валом, закрепленный на ребрах ступицы ротор 13 в виде диска с билами 14 в форме пластин, зафиксированных на его периферии и с центральным отверстием 15, в которое введен патрубок для подачи воздуха.
Устройство работает следующим образом.
С помощью привода 6 приводится во вращение вал 4 и установленная на нем ступица 10, с закрепленным на ней ротором 13. Одновременно с помощью двигателя 5 осуществляются крутильные колебания корпуса 1 вокруг его оси на величину ±4 мм с частотой 50 Гц. Измельчаемый продукт по входному патрубку 7 через центральное отверстие 15 в роторе подается в кольцевой зазор 12 между валом и вертикальными ребрами 11 ступицы и далее через межреберное пространство поступает на дно 3 камеры, где за счет его конусообразности скатывается к примыкающим к нему стенкам. При этом в камеру подается воздух по патрубку 9, который введен в центральное отверстие ротора для обеспечения попадания измельчаемого продукта непосредственно в пространство под ротором. Поднимающийся вверх измельчаемый продукт подвергается ударам вращающимися билами 14, отбрасывается на изгибы стенки 2 корпуса и измельчается с одновременной активацией за счет образования ювенильных поверхностей при многократных соударениях. За счет колебательных движений корпуса крупные частицы продукта, заторможенные в углах отражателей, выбрасываются навстречу билам вращающегося диска и измельчаются под действием ударов. Готовый продукт однородного состава вместе с воздухом, закрученным за счет вращения ротора и ребер ступицы, выводят из камеры через разгрузочный патрубок 8. В связи с закрученностью воздушного потока, частицы перемещаясь вместе с воздухом под действием сил аэродинамического характера, одновременно подвергаются действию центробежных сил. Соотношение этих сил определяет движение каждой частицы. В итоге, крупные, недостаточно измельченные частицы, отбрасываются назад на била, где доизмельчаются, а более мелкие поднимаясь вдоль стенки корпуса, выносятся воздушным потоком к потребителю. Таким образом, в устройстве обеспечивается внутренняя классификация, исключающая попадание недостаточно измельченных частиц к потребителю.
Использование предложенного устройства позволяет увеличить производительность волновых мельниц в 1,5-2 раза при улучшении качества диспергирования измельчаемого продукта.