коническая винтовая мельница

Формула изобретения

Коническая винтовая мельница, содержащая загрузочную, разгрузочную цапфы, привод и барабан, выполненный из соединенных между собой тетраэдральных или октаэдральных элементов, образуя винтовую колонну, отличающаяся тем, что барабан выполнен в виде многосекционной, многозаходной винтовой конической колонны, смонтированной из секций, изготовленных из поочередно соединенных равносторонних и равнобедренных треугольников, боковые стороны которых равны друг другу, а основания равнобедренных треугольников больше длины их боковых сторон, при этом секции соединены друг с другом свободными сторонами, число равносторонних и равнобедренных треугольников в секции как минимум равно шести и не имеет ограничения в сторону увеличения с образованием по периметру барабана трех, четырех, пяти и т.д. ломаных винтовых линий основного направления с шагом, изменяющимся от загрузки к выгрузке и соответственно трех, четырех, пяти и т.д. ломаных винтовых канавок основного направления внутри барабана с переменным, увеличивающимся шагом от загрузки к выгрузке, а также трех, четырех, пяти и т.д. ломаных винтовых линий противоположного направления с шагом, изменяющимся от загрузки к выгрузке и соответственно трех, четырех, пяти и т.д. ломаных винтовых канавок противоположного направления внутри барабана с переменным, увеличивающимся шагом от загрузки к выгрузке.

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. 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 тетраэдральных 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 смешивания и переориентации частиц измельчаемых материалов и мелющих тел и увеличения скорости перемещений от загрузки к выгрузке.

Техническое решение достигается тем, что в конической винтовой мельнице, содержащей загрузочную, разгрузочную цапфы, привод и барабан, выполненный из соединенных между собой тетраэдральных или октаэдральных элементов, образуя винтовую колонну, согласно изобретению барабан выполнен в виде многосекционной, многозаходной винтовой конической колонны, смонтированной из секций, изготовленных из поочередно соединенных равносторонних и равнобедренных треугольников, боковые стороны которых равны друг другу, а основания равнобедренных треугольников больше длины их боковых сторон, при этом секции соединены друг с другом свободными сторонами, число равносторонних и равнобедренных треугольников в секции как минимум равно шести и не имеет ограничения в сторону увеличения с образованием по периметру барабана трех, четырех, пяти и т.д. ломаных винтовых линий основного направления с шагом, изменяющимся от загрузки к выгрузке, и соответственно трех, четырех, пяти и т.д. ломаных винтовых канавок основного направления внутри барабана с переменным, увеличивающимся шагом от загрузки к выгрузке, а также трех, четырех, пяти и т.д. ломаных винтовых линий противоположного направления с шагом, изменяющимся от загрузки к выгрузке, и соответственно трех, четырех, пяти и т.д. ломаных винтовых канавок противоположного направления внутри барабана с переменным, увеличивающимся шагом от загрузки к выгрузке.

Новизна предложения заключается в том, что за счет увеличения проходного сечения барабана от загрузки к выгрузке, т.е. условно конической формы барабана, нарушается стационарность движения измельчаемых материалов и мелющих тел и расширяются технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что шаг винтовых линий увеличивается от загрузки к выгрузке, что не только обеспечивает повышение скорости продольного перемещения измельчаемого материала, но и интенсифицирует процесс измельчения за счет усложнения траекторий их движения внутри барабана и расширяет технологические возможности.

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. ломаными винтовыми линиями основного и противоположного направлений, шаг которых изменяется от загрузки к выгрузке, и соответственно тремя, четырьмя, пятью и т.д. ломаными винтовыми канавками основного и противоположного направлений внутри барабана, что увеличивает 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 коническая винтовая мельница, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; фиг.3 - барабан мельницы, общий вид, секции которого смонтированы из четырех равносторонних и четырех равнобедренных треугольников; на фиг.4 - вид А на фиг.3; на фиг.5 - барабан мельницы, общий вид, секции которого смонтированы из шести равносторонних и шести равнобедренных треугольников.

Коническая винтовая мельница (фиг.1, фиг.2) состоит из винтового барабана 1, загрузочной 2 и разгрузочной 3 цапф.

Барабан 1 (фиг.3, фиг.4) выполнен в виде многосекционной, многозаходной винтовой конической колонны, смонтированной из секций 4, изготовленных из равносторонних 5 и равнобедренных 6 треугольников, поочередно соединенных своими боковыми сторонами 7 и 8 друг с другом. Боковые стороны равносторонних 5 и равнобедренных треугольников 6 равны друг другу, а основания равнобедренных треугольников больше их боковых сторон 7 и 8. Секции 4 соединяются друг с другом по свободным сторонам 9 равносторонних 5 и равнобедренных 6 треугольников. Суммарное число равносторонних 5 и равнобедренных 6 треугольников в секциях 4 барабана равно как минимум шести, должно быть четным числом, не имеет ограничений в сторону увеличения. Вершины треугольников 5 и 6 образуют по периметру барабана 1 четыре ломаные винтовые линии и соответственно четыре ломаные винтовые канавки основного направления (по часовой стрелке) с шагом S₁, увеличивающимся от загрузки к выгрузке, а также четыре ломаные винтовые линии и соответственно четыре ломаные винтовые канавки противоположного направления (против часовой стрелке) с шагом S₂, увеличивающимся от загрузки к выгрузке. Одна из четырех ломаных винтовых линий с шагом S ₁ основного направления показана на фиг.3 утолщенной линией 10, 11, 12, 13, 14. Одна из четырех ломаных винтовых линий противоположного направления с шагом S₂ показана на фиг.3 утолщенной линией 15, 11, 16, 17, 18.

На фиг.5 и фиг.6 показан, например, барабан 1, секции 19 которого изготовлены из равносторонних 20 и равнобедренных 21 треугольников, поочередно соединенных своими боковыми сторонами 22 и 23 друг с другом. Боковые стороны 22 и 23 равносторонних 20 и равнобедренных треугольников 21 равны друг другу, а основания равнобедренных треугольников больше их боковых сторон 22 и 23. Секции 19 соединяются друг с другом по свободным сторонам 24 равносторонних 20 и равнобедренных 21 треугольников.

Вершины треугольников 20 и 21 образуют по периметру барабана 1 шесть ломаных винтовых линий и соответственно шесть ломаных винтовых канавок основного направления (по часовой стрелке) с шагом S₃, увеличивающимся от загрузки к выгрузке, и шесть ломаных винтовых линий и соответственно шесть ломаных винтовых канавок противоположного направления (против часовой стрелки) с шагом S₄, увеличивающимся от загрузки к выгрузке. Одна из шести ломаных винтовых линий с шагом S ₃ основного направления показана на фиг.5 утолщенной линией 25, 26, 27, 28, 29, 30. Одна из шести ломаных винтовых линий с шагом S₄ противоположного направления показана на фиг.5 утолщенной линией 31, 32, 27, 33, 34, 35.

Коническая винтовая мельница работает следующим образом. Барабан 1 заполняется шарами или другой дробящей средой и измельчаемым материалом или одним измельчаемым материалом. При вращении барабана 1 плоские элементы - равносторонние и равнобедренные треугольники, смонтированные по периметру винтового барабана разнонаклоненными к оси вращения винтового барабана и друг к другу, работая как ковши (полки), захватывают различные по объему смеси мелющих тел и материала или смеси частиц различной крупности материала, поднимают их по направлению вращения барабана 1 несколько выше угла естественного откоса, а затем направляют эти порции смеси материала и мелющих тел в направлениях, перпендикулярных этим полкам (ковшам), под некоторым углом не только к оси вращения винтового барабана, но и к другим по массе потокам масс измельчаемого материала, движущихся внутри винтового барабана под другими углами и с другими скоростями. Длина траектории движения (амплитуда) масс материала и мелющих тел в значительной степени зависит от диаметра винтового барабана, от углов наклона плоских элементов друг к другу и к оси вращения. Частота движения и соударений масс материала и мелющих тел определяется не только частотой вращения винтового барабана, но и количеством плоских элементов по периметру винтового барабана. Поэтому в предлагаемой конструкции конической винтовой мельницы обеспечивается повышение частотных характеристик в десятки раз, расширяются технологические возможности. Так как по длине винтового барабана от загрузки к выгрузке меняется многократно форма и размеры поперечного сечения, имеющего форму многоугольника, то обеспечивается периодическое поджатие масс измельчаемого материала, что увеличивает интенсивность смешивания, энергоемкость соударений, расширяет технологические возможности. Процесс смешивания интенсифицируется еще и тем, что площади треугольников различны не только в одной секции, но и по длине барабана 1.

Предлагаемая форма и конструкция барабана позволяет увеличить интенсивность смешивания измельчаемых материалов и мелющих тел между собой и частоту взаимодействия не только друг с другом, но и с внутренними стенками барабана, и обеспечить непрерывность процесса их транспортировки от загрузки к выгрузке, расширить технологические возможности.

Технико-экономическое преимущества возникают за счет увеличения частоты взаимодействия мелющих тел и частиц измельчаемого материала не только друг с другом, но и со стенками винтового барабана, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия мелющих тел и материала, повышает производительность и расширяет технологические возможности.