Мельница пружинная

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(72) Авторы Сиваченко Леонид Александрович Богатырев Михаил Геннадьевич Кутынко Евгений Иванович Сиваченко Татьяна Леонидовна(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) Пружинная мельница, содержащая раму, на которой установлены камера для обработки материала с размещенным в ней рабочим оборудованием, устройства для подачи исходного и выгрузки обработанного материала, отличающаяся тем, что камера для обработки материала выполнена в виде лотка со сменным днищем, а рабочее оборудование представляет собой изогнутые под углом 90 винтовые пружины, установленные эквидистантно в одной плоскости с возможностью вращения таким образом, что их приводные узлы расположены сверху, а нижние концы отогнуты в сторону движения материала и свободно опираются на днище лотка, установленного под углом к горизонту,равным 0-35. 12119 1 2009.08.30 Настоящее изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологическому оборудованию для помола и механоактивации дисперсных материалов, и может быть использовано в различных производствах, преимущественно в промышленности строительных материалов для многоцелевой переработки жидкотекучих композиций. Пружинные мельницы представляют собой установленные в рабочей камере и связанные с приводом вращения дугообразные изогнутые пружины, витки которых соприкасаются между собой 1. Разрушение материала в таких аппаратах производится путем захвата частиц материала в расходящиеся части витков и протягивания их в зоны обжатия витков. Такой механизм разрушения является очень эффективным, но определенным недостатком конструкции является наличие дополнительной опоры неприводной части рабочего органа, что существенно усложняет эксплуатацию при переработке композиций на основе вяжущих материалов. Известен измельчитель, содержащий раму, опору, помольную камеру в виде прогнутой трубы с устройством для загрузки и выгрузки, в которой установлен спиральный рабочий орган, свободный конец которого расположен в опорном элементе 2. Подобные конструкции, обладая конструктивной простотой, обеспечивают эффективное измельчение частиц материала с исходной крупностью 0,5 мм до конечной 0,2 мм. Однако при работе с материалами повышенной влажности, вяжущими веществами и при попадании в исходный продукт крупных включений условия работы рабочих органов существенно ухудшаются. Это связано с забиванием исходным материалом рабочей камеры,образованием твердеющих наслоений на ее внутренней поверхности, что является главным недостатком, ограничивающим применение такого аппарата при переработке строительных смесей на основе вяжущих веществ. Такая ситуация обусловлена прежде всего тем, что рабочий орган находится в стесненных условиях, а это затрудняет его обслуживание и способствует скапливанию материала между стенками рабочей камеры и пружинным органом. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является мельница непрерывного действия, содержащая корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, установленные на валах рабочие органы в виде дугообразно изогнутых спиралей, расположенных параллельными рядами по длине корпуса и снабженных перегородками 3. Такая конструкция характеризуется сложным исполнением, обусловленным наличием перегородок в рабочих зонах и дополнительных опор свободных концов рабочих органов. При подобном выполнении рабочей камеры и измельчающих органов создается эффект лабиринта, когда материал движется по сложным зигзагообразным каналам, не позволяет эффективно обрабатывать композиции на основе вяжущих веществ, а также производить техническое обслуживание и эксплуатацию такого агрегата. Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и повышение эффективности работы мельницы. Поставленная задача достигается тем, что в пружинной мельнице, содержащей раму,привод, рабочее оборудование, камеру для обработки материала и устройства для подачи исходного и выгрузки обработанного материала, согласно изобретению, камера для обработки материала выполнена в виде лотка со сменным днищем, а рабочее оборудование представляет собой изогнутые под углом 90 винтовые пружины, установленные эквидистантно в одной плоскости таким образом, что их приводные узлы расположены сверху, а нижние концы отогнуты в сторону движения материала и свободно опираются на днище лотка, составляющего с горизонтом угол от 0 до 35. Выполнение пружинной мельницы таким образом, что камера для обработки материала выполнена в виде лотка, рабочее оборудование состоит из набора изогнутых на 90 винтовых пружин, оси которых расположены в одной плоскости, а свободные концы обращены в сторону движения материала, обеспечивает тем самым главную задачу - позво 2 12119 1 2009.08.30 ляет упростить конструкцию аппарата в целом за счет уменьшения количества образующих его элементов, исключения ряда сложных кинематических связей - подшипниковых опор и улучшения доступа за счет к основным функциональным элементам - пружинам. Выполнение днища лотка съемным с возможностью безопорной установки в нем концов пружин исключает забивание этих зон обрабатываемым материалом и снижает до минимума проскок крупных частиц мимо зон разрушения и увеличивает долю истирания исходных компонентов. Кроме того, сменное днище позволяет либо менять его в случае полного износа, либо перемещать, увеличивая наработку по критерию износа. Количественные параметры конструкции, в частности угол изгиба пружин 90 и наклон днища лотка к горизонту на угол 0-35, в первом случае решает компоновочную задачу и увеличивает общую наработку на отказ по критерию циклической прочности, во втором - обеспечивает движение материалов по лотку с учетом их свойств. Расположение приводных узлов сверху рабочего оборудования исключает попадание материала в подшипники, позволяет отказаться от сложных уплотнений и делает всю конструкцию малогабаритной и компактной. Совокупность отличительных признаков, не имеющаяся ни у аналогов, ни у прототипа, позволяет в полной мере реализовать предлагаемое техническое решение и, главное,обеспечить достижение поставленной цели. Описание конкретного примера выполнения пружинной мельницы согласно изобретению представлено на чертежах на фиг. 1 изображен общий вид мельницы на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1. Мельница пружинная содержит установленный на раме 1 наклонный лоток 2 со съемным днищем 3 и размещенными внутри него рабочими органами в виде изогнутых под углом 90 пружин 4. Для загрузки исходных компонентов лоток 2 имеет приемную часть 5, а для выгрузки обработанного продукта - выпуск 6. Привод рабочих органов 4 осуществляется от электродвигателей 7 через клиноременную передачу 8 на валы 9 подшипниковых опор 10. Для безопасной работы ременной передачи предусмотрены защитные кожухи 11. Рабочие органы 4 крепятся на валах подшипниковых опор 10 посредством гаек. Лоток устанавливается под углом к горизонту 0-35, а уголизгиба оси рабочего органа составляет 90. Работа мельницы осуществляется следующим образом. Включаются электродвигатели 7 и через валы 9 подшипниковых опор 10 передают вращение на рабочие органы 4, нижние части которых свободно опираются на днище 3 и трутся о его внутреннюю поверхность с силой трения, равной величине монтажного усилия от их изгиба. Все пружины, а их количество может быть разное, имеют одинаковое направление навивки и вращения. Во избежание ненужного износа холостое вращение пружин допускается только в течение нескольких секунд, а далее в приемную часть 5 лотка 2 подается сырьевой материал, который, продвигаясь вдоль оси лотка 2, попадает в зоны захвата частиц в раздвинутой части витков пружин 4, протаскивается ими до участков сближения витков в местах их соприкосновения и интенсивно разрушается. Процессу разрушения способствует тот факт, что материал за счет сил гравитации и тикситропного разжижения от вибрирующих с малой амплитудой и высокой частотой пружин 4 и лотка 2 достаточно хорошо транспортируется вдоль оси лотка. Это дополнительно усиливается шнековым эффектом самих пружин 4, выполняющих роль транспортеров. Заполнение рабочей зоны аппарата происходит за 3-8 с и далее рабочий режим его функционирования. В этом случае нижние свободные концы пружин 4 за счет подпора частиц обрабатываемого материала, попадающего в пространство между днищем 3 и крайними витками свободной части пружин 4, расклинивают их между собой, что прак 3 12119 1 2009.08.30 тически полностью исключает трение пружин о стенки лотка 2. Наилучшие условия работы пружин, безусловно, в случае переработки жидкотекучих композиций - строительных смесей, клинкеров, шламов. По окончании работы мельницы вращение пружин производится до полной выгрузки материала из помольной камеры через выпуск 6. В случае переработки жидкотекучих композиций завершающей операцией производится промывка рабочего пространства водой. Пружины в это время продолжают вращаться, что способствует очистке. Важным обстоятельством эксплуатации предлагаемой пружинной мельницы является обеспечение необходимой износостойкости. Это достигается путем перемещения днища 3 лотка 2 вдоль его продольной оси, а также переустановкой пружин 4 таким образом, что их нижние части, т.е. зоны износа внешних поверхностей витков, монтируются в гайках. Базирование идет внутренними поверхностями витков, которые практически не изнашиваются. Использование предлагаемого изобретения в сравнении с известными устройствами обеспечивает упрощение конструкции за счет уменьшения количества входящих в состав рабочего оборудования элементов и кинематических связей и повышает эффективность работы мельницы в целом. Эффективность применения новой конструкции обеспечивается удачным выполнением конструкции, которая характеризуется хорошей циркуляцией материала и реологической обстановки в аппарате и высокой дезинтеграторной способностью пружин, производящих комплексное воздействие на обрабатываемую среду путем не только раздавливания частиц между витками, но и истирания их в опорных зонах, а также исключения проскоков через рабочие зоны. Пружинная мельница предлагаемой конструкции предназначена для помола и механоактивации минеральных материалов твердостью до 6 единиц по шкале Мооса с исходной крупностью 0-5 мм до конечной 0,3 мм при производительности 0,5-10,0 тонн в час. Предпочтительное применение мельницы - переработка жидкотекучих составов. Источники информации 1. Сиваченко Л.А. Новая концепция развития помольной техники // Обогащения руд. 1.- 1994.- С. 35-41. 2. Патент Российской Федерации 2058825, МПК 4 В 02 С 19/22, 1996. 3. Патент Российской Федерации 1723725 МПК 4 В 02 С 19/22. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5