Бисерная мельница

 

БИСЕРНАЯ МЕЛЬНИЦА для тонкого измельчения твердых веществ, содержащая корпус, вал с дисками, средство для ввода измельчаемого вещества и средство для вывода готового продукта, отличают ая с я .тем, что, с целью улучшения качества продукта, получения более равномерных по размерам частиц, увеличения производительности и уменьшения удельного расхода электроэнергии , внутренняя поверхность корпуса выполнена гофрированной в продольном направлении, причем на уровне середины между каждыми двумя соседними дисками расположен один гребень гофры, а указанные диски расположены на уровне греб (О ней других близлежащих гофр.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 В 02 С 17 16

4 )

t

I.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3569259/29-33 (22) 03. 01. 83 (46) 23. 03,84. Бюл. 9 11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (72) В.М. Ахтеров, E.Á. Манусов, В.Л. Перов, М.С. Сайдалиев, И.Б. Парижер, В.Е. Сорокин, В.С. Котиков, М.Г. Миримский, Н.Н. Лапшин и Н.О. Байтина (71) Государственный ордена Знак почета научно-исследовательский и проектный институт лакокрасочной промышленности (53) 621.926.5(088.8) (56) 1. Каталог фирмы Netzsoh, ФРГ, 1982.

2. Патент США 9 3652021, кл. В 02 С 17/16, 1972 (прототип) .

„„SU„„ I 080859 A (54) (57) БИСЕРНАЯ МЕЛЬНИЦА для тон- кого измельчения твердых веществ, содержащая корпус, вал с дисками, средство для ввода измельчаемого вещества и средство для вывода готового продукта, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью улучшения качества продукта; получения более равномерных по размерам частиц, увеличения производительности H уменьшения удельного расхода электроэнергии, внутренняя поверхность корпуса выполнена гофрированной в продольном направлении, причем на уровне середины между каждыми двумя соседними дисками расположен один гребень гофры, а указанные диски расположены на уровне гребней других близлежащих гофр.

1080859

20

30

Изобретение относится к машино-, строению для тех процессов, s кото. рых применяется тонкое измельчание, и может применяться в химических производствах, например в лакокрасочной пищевой промьналенности и других отраслях народного хозяйства.

Известны бисерные мельницы, содержащие вал с закрепленными на .нем металлическими пальцами и размещенный в корпусе с контрпальцами, каждый из которых проходит между дву.мя пальцами вращающегося вала (.1 ).

Однако диспергирование в таких мельницах происходит главным образом не силами напряжения сдвига, а благодаря интенсивному столкновению мелющих тел в зонах измельчения.

Такой метод измельчения требует больших затрат мощности, приводит к. быстрому износу как металлическиХ пальцев мешалки и контрпальцев, так и мелющих тел. Кроме того, для целого ряда перерабатываемых материалов он не позволяет достичь заданной степени дисперсности. Областы применения этих мельниц — высоковязкие, пастообразные продукты.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является бисерная мельница, содержащая корпус, вал с плоскими дисками, средство для ввода измельчаемого вещества и средство для вывода готового продукта. Все внутреннее пространство мельницы между дисками заполнено мелющими телами в виде мелких шариков 52). Недостатками известной мельницы являются неудовлетворительная однородность измельченного вещества по размерам частиц, вследствие этого недостаточно высокое качество продукта и большой удельный расход энергии. Происходит это по следующим причинам. Между цилиндрическим корпусом мельницы и дисками имеется достаточно большой зазор. Этот зазор служит для осевого перемещения измельченного вещества от входа в аппарат к выходу иэ него. При этом не вся масса вещества хорошо и равномерно перемешивается, а время пребывания вещества в аппарате для разных частиц сильно различается.

При этом одни частицы измельчаются больше, чем это необходимо, и на это напрасно расходуется энергия, а другие частицы недостаточно размельчаются и имеют существенно большие размеры.

Кроме того, для тонкого измельчения необходимо, чтобы возможно большая часть энергии расходоэалась на истирание частиц твердого вещества между поверхностями мелющих тел, вместо ударного действия (о стенку корпуса), которое недостаточно для разрушения частиц и превращается в

65 тепловую энергию выполнения полезной работы.

Цель изобретения - улучшение качества продукта, получение более равномерных по размерам частиц, увеличение производительности и умень.шение удельного расхода электро энергии.

Поставленная цель достигается тем, что в бисерной мельнице для тонкого измельчения веществ, содержащей корпус, вал с дисками, средство для ввода иэмельчаемого вещества и средство для вывода готового продукта,. внутренняя поверхность корпуса выполнена гофрированной в продольном направлении, причем на уровне середины между каждыми двумя соседними дисками расположен .один гребень гофры, а указанные диски расположены на уровне гребней других близлежащих гофр.

На фиг. 1 изображена бисерная мельница, вертикальный разрезу на фиг. 2 - взаимное -расположение корпуса и дисков и схема направленных потоков внутри бисерной мельницы, Бисерная мельница состоит из корпуса 1 с водяной рубашкой 2, в котором размещен вал 3 с закрепленными на нем дисками 4. В дисках 4 вблизи оси имеются отверстия. Между дисками на валу насажены дкстанционные втулки 5 и вместе с дисками стянуты гайкой 6, навернутой на конец вала 3, Вал 3 уплотнен в корпусе сальником 7. Вал укреплен в корпусе консольно и потому имеет закрепленные опоры 8. В- нижней внутренней части корпуса над днищем закреплена сетка 9. Верхняя часть цилиндрического корпуса имеет расширение, внутри которого закреплена сетка 10.

Рабочая внутренняя часть корпуса имеет волнистую или гофрированную поверхность с плавными переходами, причем диски расположены на уровне гребней гофр с минимальным.диаметром корпуса, чередуясь через один гофр. Радиус закругления гребней в глубине между гофрами на большем диаметре корпуса должен выбираться в интервале от 10 мм до 100 эвам, предпочтительно от 15 мм до 50 мм.

Рабочую поверхность корпуса полу чают либо выдавливанием либо обточкой.

Корпус 1 с сетками 9 и 10 вместе с крышкой 11 образует замкнутый объем, заполненный мелкщими телами.

Мелющие тела - бисер, представляют собой шарики, выполненные из металла, стекла, твердых окислов и сплавов. Размер шарика больше размера ячейки сетки. В днище корпуса расположен штуцер 12, который вместе с насосом (не показан) служит сред.

1080859 ством для ввода вместе с жидкостью предварительно. подготовленного вещества. Средством для вывода измельченного вещества является сетка 10 и штуцер 13.

В водяной рубашке 2, которая служит для отвода избыточного тепла, имеется штуцер 14 для ввода воды или иного хладагента и штуцер 15 для вывода хладагента.

Устройство работает следующим 10 образом.

Подготовленная измельчаемая масса в виде суспензии подается насосом в штуцер 12 мельницы и, проходя между мелющими телами (твердыми 15 шариками), заполняет весь свободный объем бисерной мельницы.

При вращении вала 3 диски 4 вследствие силы трения увлекают во вращательное движение вокруг вала 3 ур всю массу мелющих тел и измельчаемого вещества. Однако вследствие проскальзывания дисков относительно вращающейся массы и каждых частичек относительно вала 3 скорость частиц массы различна, постепенно уменьшается от дисков к средней зоне между двумя дисками.

Вследствие вращения вокруг вала 3 все частицы приобретают центробежную силу, которая различна для различных частиц. Эти силы, складыва-ясь, действуют на волнистую (гофрированную) поверхность корпуса 1.

Поскольку в центральной зоне между дисками на поверхность корпуса дей- З5 ствует меньшая сила, чем около дисков, вся масса отражаясь от поверх. ности, корпуса, приобретает направлен-. ное кольцевое движение в осевых плоскостях. 40

При этом все частицы перемещаются относительно друг друга, оказывая юстирующее воздействие на очень большой поверхности мелющих тел и иэмельчаемых тел.

Если диски сместить вдоль оси, например, на половину шага, то наибольшее воздействие будет прихо« диться иа яму между гофрами, отражение от стенок будет минимальным и большая часть скорости будет гаситься, а энергия движения превращается в тепло, не производя полезной работы.

По указанной причине необходимо точное совмещение плоскостей дисков с гребнями гофр по их наименьшему диаметру. Хорошая, циркуляций и осевых плоскостях обеспечивает хорошее перемешивание и более или менее одинаковое время пребывания всех измельчаемых частиц.

Осевое перемещение частиц от входа в аппарат и выход из него обеспечиваются частично через отверстия в дисках, где имеет место их подсос, а частично через зазор между корпусом и дисками..

Положительный эффект от применения изобретения выражается в увеличении производительности мельницы от 103 до 20% и таком же,уменьшении удельного расхода электроэнергии.

При этом одновременно имеет место увеличение однородности по размерам частиц. Если, например, об однородности частиц судить по разности между рамерами самых крупных и наиболее вероятных частиц, то применение предлагаемого устройства может дать увеличение однородности частиц иа

10-20%.

Именно из-за более узкой дисперсности частиц, из-за того, что не тратится энергия на бесполезное, излишнее размалывание значительной части частиц, имеет место экономия энергии, увеличение производительности аппарата и улучшение качества продукции эа счет уменьшения наиболее вероятного размера частиц.

1080859

1080859

Составитель Л. Чубукова

Редактор О. Бугир Техред Ж.Кастелевич KoppeKTop A. Тяско

Заказ 1413/5 Тираж 616 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4