Аппарат для перемешивания, и/или размола, и/или снятия поверхностного слоя с частиц органических и неорганических материалов

Использование - в промышленности строительных материалов, обогащении, сельском хозяйстве, пищевой и других отраслях промышленности. Сущность изобретения - изменение режима измельчения за счет придания каждой частице материала интенсивного вращательного движения и создания винтового движения частиц относительно оси рабочей зоны с одновременным перемещением материала вдоль указанной оси. При этом объем рабочей зоны заполняется измельчаемыми частицами полностью.

Область применения: установка может использоваться в промышленности строительных материалов, сельском хозяйстве, пищевой и других отраслях промышленности.

В настоящее время известно большое количество устройств по размолу, которые можно классифицировать на следующие виды:

1. Размол трением (мельницы с жерновами, конусные измельчители).

2. Размол ударами (роторные, молотковые, дробилки, пальчиковые, мельницы Хинта).

3. Обрушители (отделение лузги от семян растений).

Функционирование указанных измельчителей основано на следующих принципах:

1. Каждая частица (или зерно) подвергается воздействию рабочих органов: стенки, диска, шара, других частиц или поверхности конуса.

2. Объем рабочей зоны частично не заполнен.

3. Для снятия оболочки с зерен требуется классификация последних по размерам. (Механическое оборудование заводов цветной металлургии; Учебник для вузов. В 3-х частях. Ч.1. Притыкин Д.П. Механическое оборудование для подготовки шихтовых материалов. - М.: Металлургия, 1988. - 392 с. [1], Вершинин Н.П. Установки активации процессов. Использование в промышленности и сельском хозяйстве. - Ростов-на-Дону: Инноватор, 2004. - 313 с. [2])

Вышеуказанные измельчители требуют значительных объемов рабочей зоны, площадей рабочих поверхностей и массы рабочих органов. Причем основные узлы оборудования необходимо изготавливать из специальных износостойких и противоударных марок стали или керамики. Большие массы деталей и прочность обрабатываемых материалов требуют значительных затрат энергии.

Известное оборудование не предназначено для перемешивания размолотых частиц. Для успешного снятия оболочек (например, с семян) необходимо их разделение по размерам, что приводит к снижению выхода готовой продукции.

Задачей настоящего технического решения является устранения вышеперечисленных недостатков.

Техническим результатом технического решения является создание универсальной установки, способной размалывать и/или перемешивать размолотые частицы и/или снимать поверхностный слой с частиц.

Техническим результат достигается за счет того, что аппарат для перемешивания и/или размола и/или снятия поверхностного слоя с материалов содержит рабочую камеру круглого сечения с валом, проходящим по оси камеры, при этом он дополнительно содержит стержни, расположенные на валу по 2-х или 3-х заходной винтовой линии, а рабочая камера имеет форму усеченного конуса, сужение которого идет в сторону выхода материалов.

Винтовую 2-х или 3-х заходную линию, выполняют на валу сверлением сквозных отверстий, при этом каждый стержень проходит через соответствующее отверстие симметрично оси вала с соответствующим укреплением стержня с обеих сторон вала

Вал может быть снабжен 2-3 вентиляторами, расположенными непосредственно под приемным бункером.

Стержни могут иметь винтовую 2-х или 3-х заходную резьбу круглого сечения.

Диаметр верха к диаметру основания конуса d/D относятся как 1/(1,5...1,7).

Шаг винтовой линии, по которой расположены стержни, является переменным и укладывается в интервал 50-200 мм.

В результате такого выполнения аппарата достигается изменение режима измельчения за счет придания каждой частице материала интенсивного вращательного движения и создания винтового движения частиц относительно оси рабочей зоны с одновременным перемещением материала вдоль указанной оси. При этом объем рабочей зоны заполняется измельчаемыми частицами полностью.

Винтовое и продольное перемещение материала осуществляется при помощи вала, снабженного стержнями, которые имеют винтовую нарезку, направленную вверх. Стержни устанавливают на расстоянии от 3 до 100 мм друг от друга таким образом, чтобы они образовали винтовую линию на поверхности вала.

Рабочая камера представляет собой усеченный конус с большим основанием на входе. Диаметр меньшей части конуса к диаметру основания конуса d/D относятся как 1/(1,5...1,7). Вал проходит по центру усеченного конуса. Сверху рабочая камера имеет бункер для исходного материала, а на выходе - патрубок для сброса готовой продукции.

На рис.1 представлена общая схема аппарата.

Аппарат состоит из бункера 1, корпуса 2, вала 3 со стержнями 4, патрубка 5 для отвода измельченного материала, пропеллера (вентилятора) 6 и привода 7. Стержни, расположены на валу по 2-х или 3-х заходной винтовой линии, при этом винтовую 2-х или

3-х заходную линию, выполняют на валу путем сверления сквозных отверстий. При этом каждый стержень проходит через соответствующее отверстие симметрично оси вала с соответствующим укреплением стержня с обеих сторон вала. Шаг винтовой линии, по которой расположены стержни, является переменным и укладывается в интервал 50-200 мм.

Аппарат функционирует следующим образом. При включении привода 7 измельчаемый материал, из которого отсеяны крупные частицы, поступает в бункер 1. При этом размер частиц (кусков) материала не должен превышать величину зазора между стержнями. Пропеллер (вентилятор) 6 направляет материал в рабочую зону корпуса 2, где он подхватывается стержнями 4. Для большей производительности пропеллеров 6 может быть два или три.

Частицы обрабатываемого материала в рабочей зоне аппарата приобретают интенсивное вращательное движение от вращения вала 3 со стержнями 4 и от воздействия канавок (винтовой 2-х или 3-х заходной резьбы круглого сечения), нанесенных на сами стержни 4, причем в двух направлениях одновременно. Вращательное движение частиц под влиянием дополнительно возникающей центробежной силы направлено к стенкам камеры. Кроме того, частицы движутся вдоль рабочей зоны к выходному патрубку 7. При создании необходимой скорости вращения частицы, вращаясь, соприкасаются друг с другом и за счет возникающего при этом трения и центробежной силы быстро разрушаются.

В зависимости от скорости вращения меняются размеры частиц после размола, причем эффективность аппарата может снижаться в случае неполного заполнения материалом рабочей зоны. В рабочей зоне практически отсутствуют ударные нагрузки, которые возникают при не полностью заполненной рабочей зоне аппарата, т.е. в случае свободного движения частиц.

Чем меньше размер частиц, тем больше времени и энергии требуется на измельчение и ускорение вращения частиц обрабатываемого материала. Тонина помола увеличивается посредством уменьшения диаметра рабочей камеры.

1. Аппарат для перемешивания, и/или размола, и/или снятия поверхностного слоя с материалов, содержащий рабочую камеру круглого сечения с валом, проходящим по оси камеры, отличающийся тем, что он содержит стержни, расположенные на валу по 2- или 3-заходной винтовой линии, при этом рабочая камера имеет форму усеченного конуса, сужение которого идет в сторону выхода материалов.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что 2- или 3-заходную винтовую линию выполняют на валу сверлением сквозных отверстий, а каждый стержень проходит через соответствующее отверстие симметрично оси вала с соответствующим укреплением стержня с обеих сторон вала.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что вал снабжен 2-3 вентиляторами, расположенными непосредственно под приемным бункером.

4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что на стержнях выполняют винтовую 2- или 3-заходную резьбу круглого сечения.

5. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что диаметр рабочей камеры на выходе материала относится к диаметру рабочей камеры на входе материала d/D как 1/(1,5...1,7)

6. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что шаг винтовой линии, по которой расположены стержни, является переменным и укладывается в интервал 50-200 мм.