CZ304064B6 - Mlecí zarízení pro mechanický proces zpracování jemných cástic - Google Patents

Abstract

Mlecí zarízení pro mechanický proces zpracování jemných cástic je sestaveno ze spodní príruby (5), ke které je pevne prichycena mlecí komora s vnejsí cástí (2) a s vnitrní cástí (3), uvnitr které je umístena pruzná sterka (4) s kartácky. Ta je (sroubem) prichycena k prírube (5) s dostatecnou vuli k rotacnímu pohybu v opacném smeru nez je smer rotacního pohybu vnitrní cásti (3) mlecí komory. Sterka (4) s kartácky svým tvarem kopíruje dno vnitrní cásti (3) mlecí komory a zasahuje do minimálne jedné petiny její výsky, pricemz zustává zachována její tloustka. Celé zarízení je dokonale uzavreno víkem, které zabranuje úniku mletého materiálu a mlecích teles, umístených volne uvnitr vnitrní cásti (3) mlecí komory. Mletí se uskutecnuje pomocí rotacního pohybu celého zarízení a minimálne jedné mlecí kulicky nebo válecku, které se pohybují po obvodu vnitrní cásti (3) mlecí komory. V prubehu mletí dochází ke vzniku tvrdých aglomerátu / nálepu zpracovávaného materiálu po obvodu a na dne vnitrní cásti (3) mlecí komory. Pruzná sterka (4) s kartácky umístená vespod vnitrní cásti (3) mlecí komory stírá pomocí techto kartácku vzniklé aglomeráty / nálepy jak z obvodových sten, tak ze dna vnitrní cásti (3) mlecí komory.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká mlecího zařízení pro homogenizaci mechanického procesu mletí, které je využitelné v oblasti technologie výroby a zpracování jemných částicových materiálů a nanoprášků.

Dosavadní stav techniky

Doposud jsou pro běžné mechanické zpracování materiálů (mletí) využívány mlecí zařízení — kulové mlýny a planetové kulové mlýny. Jejich podstata je založena na velmi jemném rozmělňování materiálu. Podobně jako v ostatních mlecích zařízeních zde dochází k mlecímu účinku kombinací tří faktorů: tlaku, nárazu a roztírání.

Principiálně jsou do mlecí komory kulového mlýna vloženy materiály s větším počtem mlecích kuliček. V průběhu mletí dochází k otáčení mlecí komory, kdy se mlecí kuličky v komoře „převalují“ a rotují, čímž dochází k mletí nebo rozmělňování materiálu. V případě planetových kulových mlýnů dochází navíc k vytváření extrémně velké odstředivé síly, která přispívá k odlišnému pohybu mlecích kuliček vůči mlecí komoře, což výrazně snižuje dobu mletí.

Velkou nevýhodou doposud používaných mlecích zařízení je skutečnost, že v průběhu mlecího procesu dochází, v důsledku působení tlaku a nárazu mlecích kuliček na stěnu mlecí komory, k tvorbě agregátů a aglomerátů nebo nálepů, které výrazně snižují efektivnost mlecího procesu. Vznik agregátů a aglomerátů je nepříznivým vlivem při zpracování jemných částicových materiálů, resp. nanoprášků. Tyto nálepy není možno již v průběhu procesu odstranit, pouze úplným zastavením mlecího procesu, rozebráním mlecího zařízení a mechanickým stěrem vzniklého nálepu. Výsledkem je tak nehomogenně pomletý nebo rozmělněný materiál o rozdílné distribuci velikosti částic zpracovávaného materiálu.

Do současnosti byly mlecí zařízení inovovány pomocí patentů a to vedenými pod patentovými spisy GB 191204290 (Fuller James W.) z roku 1912 a US 1345082 (Fuller James W.) z roku 1920. V obou případech se jedná o zařízení dvoukomorová, která jsou principiálně zcela odlišná než zde uvedené mlecí zařízení. Mletý materiál je do mlecí nádoby systematicky dodáván nebo sypán horní vpustí, odkud je dále zpracováván mlecími tělísky vlivem rotačního pohybu celého tělesa a vytěsňován do horní část tělesa. Následně je odváděn do druhé komory. Vrtulka v těchto zmíněných dokumentech „odvádí“ ve druhé komoře zpracovaný nebo pomletý materiál mimo mlecí zařízení. Navíc je mlecí zařízení pro mechanický proces zpracování jemných částic zaměřeno na zpracovávání velmi jemných částicových systémů (submikronových a nanometrických částic), které je doprovázeno vznikem agregátů a aglomerátů jako negativního procesu mechanického procesu.

V rámci stavu techniky je znám i chráněný užitný vzor CZ 17594 (R-FIN, s. r.o.) z roku 2007, ve kterém je chráněné technické řešení určeno pro likvidaci jednorázových hygienických nádob. Toto zařízení má v dolní části mlecí komory čtyřramenný rotační nůž, dále je dno mlecí nádoby zešikmeno. Zařízení obsahuje usměrňovač, který je umístěn na stěně mlecí nádoby. Toto zařízení neobsahuje samostatná mlecí tělesa a není určeno ke zpracování jemných částicových materiálů a nanoprášků.

Autoři tohoto návrhu povyšují již chráněný užitný vzor CZ 22058 (VŠB-Technická univerzita Ostrava) z roku 2010 obdobného mlecího zařízení o pružný element, tj. pružnou stěrku. Tato stěrka má velký vliv na eliminaci vznikajících agregátů a aglomerátů mletých jemných částí.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje mlecí zařízení pro mechanický proces zpracování jemných částic podle tohoto vynálezu. Mlecí zařízení pro homogenizaci mechanického procesuje sestaveno ze spodní příruby, ke které je pevně přichycena vnější část mlecí komory, uvnitř které je umístěna vnitřní část mlecí komory s pružnou stěrkou s kartáčky. Taje např. šroubem přichycena přes otvor situovaný uprostřed vnitřní části mlecí komory k přírubě s dostatečnou vůlí k rotačnímu pohybu v opačném směru, než je směr rotačního pohybu vnitřní části mlecí komory. Stěrka svým tvarem kopíruje dno mlecí komory a zasahuje ve výhodném provedení např. do jedné pětiny její výšky, přičemž zůstává zachována její tloušťka. Celé zařízení je dokonale uzavřeno víkem, které zabraňuje úniku zpracovávaného práškového materiálu a mlecích kuliček, umístěných volně uvnitř mlecí komory.

Mletí se uskutečňuje pomocí rotace celého zařízení a minimálně jednoho mlecího tělesa, které se pohybuje po obvodu vnitřní části mlecí komory. V průběhu mletí dochází ke vzniku agregátů a aglomerátů nebo nálepů zpracovávaného materiálu po obvodu a na dně mlecí komory. Pružná stěrka umístěná ve spodní části vnitřní části mlecí komory stírá pomocí kartáčků vzniklé agregáty a aglomeráty nebo nálepy jak z obvodových stěn, tak ze dna mlecí komory. Ve výhodném provedení, jsou mlecími tělesy kuličky nebo válečky.

Hlavní výhodu řešení podle vynálezu lze spatřovat v jednoduchosti zařízení, které vede k homogenizaci zpracovávaného materiálu a také v multifunkčnosti zařízení. Zařízení neomezuje podmínky doposud využívaného mechanického procesu, tzn. mletí s nebo bez přídavku tekuté inertní fáze.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález je blíže osvětlen na přiložených výkresech, kdy na obr. 1 je znázorněn axonometrický pohled na mlecí zařízení a na obr. 2 je znázorněn řez mlecím zařízením.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Mlecí zařízení pro mechanický proces zpracování jemných částic je sestaveno z příruby 5, ke které je pevně přichycena vnější část 2 mlecí komory. Do vnější části 2 mlecí komory je umístěna vnitřní část 3 mlecí komory. Uvnitř vnitřní části 3 mlecí komory je umístěna pružná stěrka 4 s kartáčky, která je přes otvor ve vnitřní části 3 mlecí komory přichycena k přírubě 5, a to s dostatečnou vůlí k rotačnímu pohybu v opačném směru než je směr rotačního pohybu vnitřní části 3 mlecí komory. Otvor ve vnitřní části 3 mlecí komory je umístěn přesně uprostřed vnitřní části 3 mlecí komory. Pružná stěrka 4 s kartáčky svým tvarem kopíruje tvar dna a přilehlých stěn vnitřní části 3 mlecí komory a zasahuje do minimálně jedné pětiny výšky stěny vnitřní části 3 mlecí komory, přičemž zůstává zachována tloušťka stěrky 4 s kartáčky. Celé zařízení (tj. pružná stěrka 4 s kartáčky, mlecí kuličky, vnitřní část 3 mlecí komory a vnější část 2 mlecí komory) je dokonale uzavřeno víkem i, které zabraňuje úniku mletého materiálu a mlecích kuliček, umístěných volně uvnitř vnitřní části 3 mlecí komory. Mletí se uskutečňuje pomocí rotačního pohybu celého zařízení a minimálně jedné mlecí kuličky, která se pohybuje po obvodu mlecí komory. V průběhu mletí dochází ke vzniku agregátů a aglomerátů nebo nálepů zpracovávaného materiálu po obvodu a na dně mlecí komory. Pružná stěrka 4 s kartáčky umístěná ve spodní části mlecí komory stírá vzniklé agregáty a aglomeráty nebo nálepy jak z obvodových stěn, tak ze dna mlecí komory.

Příklad 2

Do laboratorního mlýnku, s vnitřní částí 3 z achátu, ve které je umístěna pružná stěrka 4 s kartáčky, je nasypán jílový minerál určený ke zpracování. Na tento jílový minerál jsou vložena mlecí tělesa v podobě achátových kuliček. Laboratorní mlýnek je uzavřen a po jeho aktivaci dochází k procesu mletí. V průběhu mletí vznikají ve vnitřní části mlýnku nálepy, které jsou ze stěn i dna mlýnku stírány pružnou stěrkou 4 s kartáčky podle vynálezu.

Příklad 3

Laboratorní mlýnek je vybaven vnitřní částí 3 z karbidu wolframu. Uvnitř této vnitřní části 3 je upevněna pružná stěrka 4, která je opatřená kartáčky. Do mlýnku je vsypán sypký materiál, jehož hlavní složkou je hliník. Na nasypaný materiál jsou vložena kuličková mlecí tělesa vyrobená ze stejného materiálu, jako je vnitřní část 3 mlýnku. Po jejich vložení je mlýnek uzavřen a aktivován. Při procesu mletí se na stěnách a dně vnitřní části 3 mlýnku vytvářejí nálepy a aglomeráty, které během mletí odstraňuje pružná stěrka 4 s kartáčky dle vynálezu.

Příklad 4

Uzavíratelný laboratorní mlýnek, jehož vnitřní část 3 mlecí komory je vyrobena z oxidu zirkoničitého, je určen k mletí jemnozmných materiálů. Uvnitř tohoto mlýnku je připevněna pružná stěrka 4 s kartáčky. Do mlýnku je vsypán keramický materiál určený k pomletí. Na tento materiál jsou vložena mlecí tělesa z oxidu zirkoničitého. Celý mlýnek je následně uzavřen a aktivován. Při procesu mletí se na stěnách vnitřní části 3 mlecí komory tvoří nálepy a na dně mlýnku agregáty. Tyto nálepy a aglomeráty jsou během procesu mletí odstraněny pomocí pružné stěrky 4 s kartáčky, která je předmětem vynálezu.

Průmyslová využitelnost

Mlecí zařízení pro mechanický proces zpracování jemných částic lze využít v širokých oblastech průmyslových aplikací, jenž se zabývají drcením, mletím, homogenizací a desintegrací jemných částic a práškových materiálů, v potravinářském, lékařském, geologickém průmyslu, anebo práškové metalurgii, aj.

Claims (3)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Mlecí zařízení pro mechanický proces zpracování jemných částic, vyznačující se tím, že je sestaveno z příruby (5), ke které je pevně přichycena vnější část (2) mlecí komory, v níž je umístěna vnitřní část (3) mlecí komory, přičemž uvnitř vnitřní části (3) mlecí komory je umístěna pružná stěrka (4) s kartáčky s minimálně jedním mlecím tělesem, která je přes otvor ve vnitřní části (3) mlecí komory přichycena k přírubě (5), a to s vůlí k rotačnímu pohybu v opačném směru než je směr rotačního pohybu vnitřní části (3) mlecí komory, a svým tvarem kopíruje tvar dna a přilehlých stěn vnitřní části (3) mlecí komory, přičemž otvor ve vnitřní části (3) mlecí komory je situován uprostřed vnitřní části (3) mlecí komor/ a celé zařízení tvořené vrtulkou (4), vnitřní částí (3) mlecí komory a vnější částí (2) mlecí komory je uzavřeno víkem (1).

   -3CZ 304064 B6
2. 2. Mlecí zařízení pro mechanický proces zpracování jemných částic podle nároku 1, vyznačující se tím, že pružná stěrka (4) s kartáčky zasahuje do minimálně jedné pětiny výšky stěny vnitřní části (3) mlecí komory, přičemž zůstává zachována tloušťka pružné stěrky (4) s kartáčky.
3. 3. Mlecí zařízení pro mechanický proces zpracování jemných částic podle předchozích nároků, vyznačující se t í m , že mlecími tělesy jsou kuličky nebo válečky.