устройство для измельчения сыпучих материалов

Формула изобретения

Устройство для измельчения сыпучих материалов, содержащее многосекционный барабан, каждая секция которого собрана из четырехугольников с образованием по торцам секций квадрата, повернутого относительно квадрата предыдущей секции на 90°, выполненных из большого и малого прямоугольников и двух одинаковых трапеций, нижние основания которых равны боковой стороне большого прямоугольника, а верхние основания равны боковой стороне малого прямоугольника, при этом боковые стороны трапеций равны остальным двум сторонам большого и малого прямоугольников с образованием по торцам секций разнонаклоненных в разные стороны и к оси секций квадратов, образуя при этом ломаный спиральной формы тоннель с прямоугольным проходным сечением, загрузочное, разгрузочное приспособления и привод, смонтированный на раме, подвешенной посредством резинокордных пневмобаллонов к станине, отличающееся тем, что секции выполнены разными по форме и размерам, увеличивающимися от загрузки к выгрузке, соединены последовательно и поочередно, при этом первая секция выполнена из двух подсекций, одна из которых смонтирована из двух больших разносторонних треугольников, соединенных своими основаниями с боковыми сторонами большой равносторонней трапеции, а вторая подсекция смонтирована из малой равносторонней трапеции, к боковым сторонам которой присоединены своими меньшими боковыми сторонами два малых разносторонних треугольника, основания которых равны большим боковым сторонам треугольников первой подсекции, которыми подсекции соединены друг с другом, причем верхние основания трапеций двух подсекций равны друг другу и равны малым боковым сторонам треугольников первой подсекции с образованием малого входного отверстия секции, а нижние основания трапеций равны друг другу и равны большим боковым сторонам треугольников второй подсекции с образованием большого выходного отверстия секции, к которому присоединена вторая секция, выполненная в виде прямой треугольной призмы, образованной сечением куба по диагонали.

Описание изобретения к патенту

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. № 1733086, кл. В02С 17/02, опубл. БИ № 18, 15.05.1992), содержащая барабан, загрузочное, разгрузочное приспособления и привод, смонтированный на раме, подвешенной посредством резинокордных пневмобаллонов к станине, боковая поверхность каждой секции барабана выполнена поочередно соединенными прямоугольниками и параллелограммами с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 90° с образованием на поверхности барабана непрерывных зигзагообразных линий с постоянным по длине барабана шагом и с постоянным по размерам проходным сечением барабана.

Недостатком известного устройства является недостаточная интенсивность измельчения и ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что измельчение производится с практически постоянным продольным и поперечным сечением барабана от загрузки к выгрузке и недостаточной интенсивностью смешивания и недостаточной интенсивностью взаимодействия частиц материала друг с другом, а также необходимость создания наклона барабана для транспортировки материала от загрузки к выгрузке.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является барабанная мельница (патент № 2209669, кл. В02С 17/04, опубл. БИ № 22, 10.08.2003), содержащая барабан, загрузочное, разгрузочное приспособления и привод, смонтированный на раме, подвешенной посредством резинокордных пневмобаллонов к станине, каждая секция барабана собрана из четырехугольников, выполненных из большого и малого прямоугольников и двух одинаковых трапеций, нижние основания которых равны боковой стороне большого прямоугольника, а верхние основания равны боковой стороне малого прямоугольника, при этом боковые стороны трапеций равны остальным двум сторонам большого и малого прямоугольников с образованием по торцам секций разнонаклоненных в разные стороны и к оси секций квадратов, образуя при этом ломаный спиральной формы тоннель с прямоугольным проходным сечением и с прерывистыми зигзагообразной формы ломаными винтовыми линиями.

Недостатком известного устройства является ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что измельчение производится с практически постоянным продольным и поперечным сечением барабана от загрузки к выгрузке и недостаточной интенсивностью смешивания и недостаточной интенсивностью взаимодействия частиц материала друг с другом, недостаточной интенсивностью измельчения, а также необходимость создания наклона барабана для перемещения материала от загрузки к выгрузке.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей за счет образования по периметру барабана многозаходной условно конической винтовой поверхности и направленных навстречу друг другу четырех ломаных конических винтовых линий основного направления и двух ломаных винтовых линий противоположного направления с увеличивающимся не только шагом винтовых линий, но и площадью поперечного сечения барабана от загрузки к выгрузке.

Техническое решение достигается тем, что в устройстве для измельчения сыпучих материалов, содержащее многосекционный барабан, каждая секция которого собрана из четырехугольников с образованием по торцам секций квадрата, повернутого относительно квадрата предыдущей секции на 90°, выполненных из большого и малого прямоугольников и двух одинаковых трапеций, нижние основания которых равны боковой стороне большого прямоугольника, а верхние основания равны боковой стороне малого прямоугольника, при этом боковые стороны трапеций равны остальным двум сторонам большого и малого прямоугольников с образованием по торцам секций разнонаклоненных в разные стороны и к оси секций квадратов, образуя при этом ломаный спиральной формы тоннель с прямоугольным проходным сечением, загрузочное, разгрузочное приспособления и привод, смонтированный на раме, подвешенной посредством резинокордных пневмобаллонов к станине, согласно изобретению секции выполнены разными по форме и размерам, увеличивающимися от загрузки к выгрузке, соединены последовательно и поочередно, при этом первая секция выполнена из двух подсекций, одна из которых смонтирована из двух больших разносторонних треугольников, соединенных своими основаниями с боковыми сторонами большой равносторонней трапеции, а вторая подсекция смонтирована из малой равносторонней трапеции, к боковым сторонам которой присоединены своими меньшими боковыми сторонами два малых разносторонних треугольника, основания которых равны большим боковым сторонам треугольников первой подсекции, которыми подсекции соединены друг с другом, причем верхние основания трапеций двух подсекций равны друг другу и равны малым боковым сторонам треугольников первой подсекции с образованием малого входного отверстия секции, а нижние основания трапеций равны друг другу и равны большим боковым сторонам треугольников второй подсекции с образованием большого выходного отверстия секции, к которому присоединена вторая секция, выполненная в виде прямой треугольной призмы, образованной сечением куба по диагонали.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемого устройства для измельчения сыпучих материалов.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что за счет увеличения проходного сечения барабана от загрузки к выгрузке, т.е. условно конической формы барабана, нарушается стационарность движения измельчаемого материала и мелющих тел, повышается производительность и эффективность измельчения и обеспечивается их перемещение от загрузки к выгрузке, расширяются технологические возможности.

Новизна усматривается в том, что элементы, из которых собраны секции и подсекции, разные по форме и размерам, поэтому интенсивность смешивания возрастает, так как эти элементы, работая как полки, захватывают разные по объему порции измельчаемого материала и мелющих тел и, направляя их навстречу друг к другу и к стенкам барабана, нарушают стационарность их движения, повышают производительность и эффективность измельчения, расширяют технологические возможности.

Новизна обусловлена также тем, что так как количество заходов винтовых ломаных линий основного направления в два раза больше, чем количество винтовых ломаных линий противоположного направления и шаг этих винтовых линий увеличивается от загрузки к выгрузке, то обеспечивается не только интенсификация смешивания, энергоемкости и частоты взаимодействия частиц материла, но и их транспортировка от загрузки к выгрузке, расширяются технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что центры симметрии каждого поперечного сечения барабана по его длине смещены относительно не только друг друга, но и относительно оси вращения барабана, что обеспечивает значительное увеличение энергоемкости, интенсивности и частоты взаимодействия частиц материала и расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена также тем, что элементы, из которых собраны секции барабана, разные по площади, размерам и конфигурации, взаимодействуют с движущимся внутри барабана материалом, направлены друг к другу под некоторыми углами и поэтому направляют этот материал под разными углами, что увеличивает смешиваемость материала, энергоемкость и частоту взаимодействия частиц материала и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что так как по длине барабана изменяются не только размеры проходного сечения барабана, но и форма проходного сечения барабана, которые увеличиваются от загрузки к выгрузке, то интенсифицируется процесс смешивания, увеличивается амплитуда колебаний порций измельчаемых материалов и мелющих тел, т.е. увеличивается длина пути их движения до встречи с другими порциями измельчаемых материалов и мелющими телами и с противоположными стенками вращающегося барабана.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображено устройство для измельчения сыпучих материалов, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; фиг.3 - барабан мельницы, общий вид, вид спереди; фиг.4 - барабан мельницы, вид сверху фиг.3; фиг.5 - барабан мельницы, вид А, фиг.3; фиг.6 - первая секция в сборе, аксонометрическая проекция; фиг.7 - первая подсекция первой секции в сборе, аксонометрическая проекция; фиг.8 - вторая подсекция первой секции, аксонометрическая проекция; фиг.9 - вторая секция, аксонометрическая проекция; фиг.10 - схема сборки из секций барабана мельницы.

Устройство для измельчения сыпучих материалов состоит (фиг.1, фиг.2) из барабана 1, загрузочного 2 и разгрузочного 3 приспособлений и привода (не показан). Барабан 1 снабжен втулками 4 и 5 с возможностью вращения в подшипниковых опорах 6 и 7. Носок 8 загрузочного приспособления 2 входит в отверстие втулки 4 барабана 1. Загрузочное приспособление 2, подшипниковые опоры 6 и 7 со смонтированным в них барабаном 1 закреплены на раме 9. Рама подвешены на четырех пневмобалоннах 10, которые закреплены на станине 11.

Барабан 1 (фиг.3, фиг.4, фиг.5) смонтирован из поочередно соединенных двух разных секций - первой секции - А (фиг.6) и второй секции - Б (фиг.9) и снабжен разнонаправленными ломаными коническими винтовыми линиями с переменным по длине барабана 1 шагом S ₁ и S₂. Шаг четырех ломаных конических винтовых линий S₁, одна из которых показана на фиг.3, фиг.4 утолщенной линией 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, вдвое больше шага двух ломаных конических винтовых линий противоположного направления S₂, одна из которых показана на фиг.3, фиг.4 двойной линией 22-13-14-23-24-25-26-16-17-27-28-29-30-19-20-31-32-33. Секции А и Б отличаются друг от друга не только по форме, но и размерами. Первая секция А (фиг.6) смонтирована из двух подсекций 34 (фиг.7) и 35 (фиг.8), соединенных друг с другом сторонами 36 и 37 (фиг.6). Подсекция 34 (фиг.7) смонтирована из большой равносторонней трапеции 38 и двух разносторонних треугольников 39 и 40, основания которых равны боковым сторонам трапеции 38, по которым они соединены под углом 90°. Боковые стороны 41 и 42 треугольников 39 и 40 равны верхнему основанию 43 трапеции 38 с нижним основанием 44. Вторая подсекция 35 (фиг.6) смонтирована (фиг.8) из малой равносторонней трапеции 45, которая соединена своими боковыми сторонами 46 и 47 под углом 90° с малыми боковыми сторонами треугольников 48 и 49. Большие боковые стороны 50 и 51 треугольников 48 и 49 равны нижнему основанию 52 малой трапеции 45 и нижнему основанию 44 (фиг.7) большой трапеции 38 с образованием большого выходного отверстия первой секции. Верхнее основание 53 малой трапеции 45 второй подсекции (фиг.8) равно верхнему основанию 43 трапеции 38 и боковым сторонам 41 и 42 треугольников 39 и 40 первой подсекции (фиг.7) с образованием малого входного отверстия первой секции. Поэтому при соединении подсекций 34 и 35 (фиг.6), так как стороны 41, 42, 43, 53, образующие входное отверстие первой секции, равны друг другу и расположены под углом 90°, то образуется входное отверстие квадратной формы, а стороны 50, 51, 52, 44, образующие выходное отверстие первой секции, тоже равны друг другу и расположены тоже под углом 90°, то образуется выходное отверстие тоже квадратной формы, по которому к первой секции А присоединяется вторая секция Б.

Вторая секция Б (фиг.9) выполнена в виде прямой треугольной призмы, образованной сечением куба по диагонали, с образованием сторон 54, 55, 56, по которым вторая секция Б присоединяется к выходному отверстию первой секции А после поворота на 90° (фиг.10).

Монтаж барабана 1 (фиг.10) производится в следующей последовательности: к первой секции А с входным отверстием квадратной формы, равным, например, а=500 мм, и выходным отверстием квадратной формы, например, б=600 мм, присоединяется после поворота на 90° вторая секция Б с размерами сторон в=600 мм, к которой в свою очередь после поворота на 90° присоединяется следующая первая секция А с размерами квадратного входного отверстия, равного уже с=600 мм, и выходным квадратным отверстием д=700 мм. К выходному отверстию этой секции присоединяется следующая вторая секция Б уже с размерами сторон ж=700 мм и т.д. Монтаж секций барабана 1 в дальнейшем производится секциями А и Б с размерами входными и выходными квадратными отверстиями, увеличивающимися от загрузки к выгрузке, последовательно и поочередно. Такое конструктивное оформление барабана 1 обеспечивает изменение по длине барабана не только размеров проходного сечения барабана (фиг.1-5), но и формы проходного сечения барабана. При этом центры симметрии внутренней поверхности барабана 1 в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения барабана 1, что нарушает стационарность движения частиц материала.

Устройство для измельчения сыпучих материалов работает следующим образом. Барабан 1 заполняется шарами или другой дробящей средой и измельчаемым материалом или одним измельчаемым материалом. При вращении барабана смеси мелющих тел и материала или смеси частиц различной крупности материала сообщается сложное пространственное движение по винтовым линиям с перемещением материала вдоль винтовых линий от загрузки к выгрузке. Наличие по периметру четырех винтовых ломаных линий основного направления и двух ломаных винтовых линий противоположного направления с различным шагом винтовых линий усложняет траектории движения измельчаемых материалов, расширяет технологические возможности устройства.

Технико-экономическое преимущества возникают за счет повышения интенсивности смешивания, увеличения энергоемкости и частоты взаимодействия мелющих тел и материала, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.