Трубная винтовая мельница
Владельцы патента RU 2547936:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" (RU)
Трубная винтовая мельница предназначена для измельчения твердых материалов в строительном, химическом, металлургическом и сельскохозяйственном производстве. Мельница содержит загрузочную (2), разгрузочную (3) цапфы, привод и барабан (1). Барабан смонтирован из секций. Секции собраны из двух одинаковых подсекций. Подсекции изготовлены из четного числа не менее 4-х одинаковых равнобедренных и 4-х одинаковых равносторонних треугольников. Равнобедренные треугольники поочередно соединены по периметру подсекции с равносторонними треугольниками с образованием малого и большого торцевых отверстий в виде многоугольников. Две подсекции соединяют друг с другом сторонами торцевых больших отверстий в секцию. Секции присоединены друг к другу по длине барабана своими сторонами малых торцевых отверстий. Соединенные секции образуют многозаходный винтовой барабан с взаимонаправленными ломанными винтовыми линиями. Изобретение расширяет технологические возможности за счет повышения интенсивности, энергоемкости и переориентации частиц измельчаемых материалов и мелющих тел. 7 ил.
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 из-за недостаточной интенсивности смешивания и скорости перемещения измельчаемых материалов от загрузки к выгрузке.
Наиболее близким 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 ограниченные технологические возможности из-за недостаточной интенсивности смешивания и скорости перемещения измельчаемых материалов от загрузки к выгрузке.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей за счет повышение интенсивности, энергоемкости и переориентации частиц измельчаемых материалов и мелющих тел.
Техническое решение достигается тем, что в трубной винтовой мельнице, содержащей загрузочную, разгрузочную цапфы, барабан и привод, барабан смонтирован из секций, собранных из двух одинаковых подсекций, изготовленных из четного числа не менее 4-х одинаковых равнобедренных треугольников, поочередно соединенных по периметру подсекции с 4-мя одинаковыми равносторонними треугольниками с образованием малого и большого торцевых отверстий в виде многоугольников, при этом в секцию две подсекции соединяют друг с другом сторонами торцевых больших отверстий, а секции присоединены друг к другу по длине барабана своими сторонами малых торцевых отверстий с образованием многозаходного винтового барабана с взаимонаправленными ломанными винтовыми линиями.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предполагаемой конструкции трубной винтовой мельницы.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление трубной винтовой мельницы позволяет обеспечить не только расширение технологических возможностей, но и сжатие измельчаемых материалов по мере продвижения от загрузки к выгрузке и повысить эффективность измельчения.
Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного и продольного сечений барабана трубной винтовой мельницы изменяются по всей длине от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения измельчаемых материалов, расширяет технологические возможности.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление барабана трубной винтовой мельницы позволяет обеспечить последовательное постепенное уплотнение и разрежение потоков измельчаемых материалов от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс измельчения материалов и расширяет технологические возможности трубной винтовой мельницы.
Новизна заключается в том, что благодаря взаимонапрвленным ломанным винтовым линиям векторы скорости движения измельчаемых материалов при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации процесса измельчения и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что по внутреннему периметру барабана трубной винтовой мельницы образованы ломанные винтовые поверхности по длине барабана, что обеспечивает нарушение стационарности потоков измельчаемых материалов внутри барабана, повышение интенсивности измельчения, расширение технологических возможностей.
Новизна обусловлена также тем, что площадь и форма поперечного сечения барабана изменяется от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения измельчаемых материалов по мере их перемещений от загрузки к выгрузке, расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена тем, что барабан снабжен тремя, четырьмя, пятью и т.д. ломанными винтовыми линиями основного и противоположного направлений и соответственно тремя, четырьмя, пятью и т.д. ломанными винтовыми канавками основного и противоположного направления внутри барабана, что изменяет не только скорость перемещений измельчаемых материалов от загрузки к выгрузке, но и частоту взаимодействия частиц измельчаемых материалов друг с другом, с мелющими телами и со стенками барабана, увеличивает энергоемкость соударений, производительность и расширяет технологические возможности.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена трубная винтовая мельница, общий вид; на фиг.2 - барабан, вид спереди; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - вид А на фиг.3; на фиг.5 - вид Б на фиг.4; на фиг.6 - одна из подсекций, наглядное изображение; на фиг.7 - схема сборки секции из двух подсекций, наглядное изображение.
Трубная винтовая мельница (фиг.1) состоит из винтового барабана 1, загрузочной 2 и разгрузочной 3 цапф.
Барабан 1 (фиг.2, фиг.3, фиг.4, фиг.5) смонтирован из секций 4, смонтированных из двух одинаковых подсекций 5 и 6 (фиг.6, фиг.7).
Подсекции изготовлены (например, подсекция 5) из четного числа не менее 4-х одинаковых равнобедренных треугольников, например на фиг.6 четырех равнобедренных треугольников 7, поочередно соединенных по периметру подсекции с четырьмя одинаковыми равносторонними треугольниками, например (фиг.6) четырьмя одинаковыми равносторонними треугольниками 8 с образованием малого торцевого отверстия в виде многогранника 9 и большого торцевого отверстия в виде многоугольника 10. В секцию 4 одинаковые подсекции 5 и 6 соединяют друг с другом (фиг.7) сторонами больших торцевых отверстий 10.
Одинаковые секции 4 затем соединяют друг с другом по длине барабана 1 своими сторонами малых торцевых отверстий 9 с образованием многозаходного винтового барабана 1 с взаимонаправленными ломанными винтовыми линиями.
Например, на фиг.2 одна из правых ломанных винтовых линий показана на фиг.2 утолщенной линией 11, 12, 13, 14, 15, 16, 18 и одна из левых ломанных винтовых линий показана утолщенной линией 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26. На чертеже позиции невидимых точек ломанных линий взяты в скобки, например, 23, 24, 25 и 16, 17, 18.
Ломанные винтовые линии образуют по периметру барабана 1 ломанные винтовые поверхности, состоящие из граней в виде равносторонних 8 и равнобедренных треугольников 7.
Винтовые линии по наружной поверхности барабана 1 имеют одинаковые обозначения позиций с соответствующими им канавками на внутренней поверхности.
Так как подсекции 5 и 6 имеют малые торцевые отверстия 9 и большие торцевые отверстия 10, то секции 4 имеют переменное продольное и переменное проходное сечения по длине барабана 1.
Предлагаемая трубная винтовая мельница работает следующим образом.
Во вращающийся барабан 1 через цапфу 2 беспрерывно загружаются подлежащие измельчению материалы и мелющие тела. При вращении барабана 1 подлежащие измельчению материалы и мелющие тела совершают движение по винтовым канавкам и выгружаются из барабана 1 посредством цапфы 3 за пределы трубной винтовой мельницы.
При вращении барабана 1 подлежащие измельчению материалы и мелющие тела захватываются гранями внутренней винтовой поверхности и в направлении вращения поднимаются вверх и перемещаются в сторону выгрузки. По достижении определенной высоты под действием гравитационных сил и образовавщегося угла естественного откоса подлежащие измельчению материалы и мелющие тела движутся навстречу друг к другу под определенными углами и к стенкам вращающегося барабана 1 и перемещаются в сторону выгрузки. Так как ломанная внутренняя поверхность барабана 1 непрерывна, то и непрерывен процесс движения последующих порций подлежащих измельчению материалов и мелющие тел, которые поднимаются вверх и падают вниз, движутся под разными углами. Поскольку внутренняя поверхность барабана 1 смонтирована из разных по форме равносторонних и равнобедренных треугольников 7 и 8, которые расположены под разными углами не только друг к другу, но и к оси вращения барабана 1, то каждая порция подлежащих измельчению материалов и мелющих тел перемещаются по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс взаимодействия измельчению материалов и мелющих тел друг с другом и со стенками барабана 1, повышается интенсивность измельчения и расширяет технологические возможность. Так как из-за ломанной формы внутренней поверхности барабана 1 значительно расширен диапазон изменений результирующих векторов перемещений измельчаемых материалов и мелющих тел, то каждая частица измельчаемых материалов и мелющих тел движутся по разным векторам направления, что обеспечивает большую вероятность столкновений в начальный момент отрыва их от стенок барабана 1, где они обладают определенным запасом кинетической энергии и движутся с большой кинетической энергией, поэтому и обеспечивается интенсификация процесса измельчения.
Скорость движения измельчаемых материалов и мелющих тел обрабатываемых деталей регулируется наклоном барабана 1 относительно горизонта с известных средств (на чертеже не показаны).
Технико-экономическое преимущества возникают за счет расширения диапазона изменений результирующих векторов перемещений измельчаемых материалов и мелющих тел, повышения их энергоемкости и интенсивности взаимодействия и переориентации, а также увеличения скорости их перемещений от загрузки к выгрузке, что повышает производительность, расширяет технологические возможности.
Трубная винтовая мельница, содержащая загрузочную, разгрузочную цапфы, привод и барабан, отличающаяся тем, что барабан смонтирован из секций, собранных из двух одинаковых подсекций, изготовленных из четного числа не менее 4-х одинаковых равнобедренных треугольников, поочередно соединенных по периметру подсекции с 4-мя одинаковыми равносторонними треугольниками с образованием малого и большого торцевых отверстий в виде многоугольников, при этом в секцию две подсекции соединяют друг с другом сторонами торцевых больших отверстий, а секции присоединены друг к другу по длине барабана своими сторонами малых торцевых отверстий с образованием многозаходного винтового барабана с взаимонаправленными ломанными винтовыми линиями.
