RU150904U1

RU150904U1 - ROTARY BALL MILL

Info

Publication number: RU150904U1
Application number: RU2014123961/13U
Authority: RU
Inventors: Андрей Викторович Свинарёв; Анна Александровна Куприна; Виктор Данилович Тысячук
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "СТРОЙТЕХНОЛОГИЯ" (ООО "СТРОЙТЕХНОЛОГИЯ")
Priority date: 2014-06-10
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2015-03-10

Abstract

1. Роторно-шаровая мельница, включающая электродвигатель, станину, закрепленный на станине корпус, выполненный в виде вертикально-ориентированной цилиндрической емкости, заполненной мелющими телами, внутри которой размещен рабочий вал, снабженный активатором, отличающаяся тем, что корпус мельницы жестко закреплен на станине, а рабочий вал установлен на валу электродвигателя с возможностью регулирования скорости вращения, при этом мелющие тела представляют собой шары, диаметр которых не превышает 15 мм.2. Роторно-шаровая мельница по п. 1, отличающаяся тем, что соотношение габаритных размеров корпуса мельницы, а именно, длины основания к его ширине составляет величину от 0,7 до 1,5.3. Роторно-шаровая мельница по п. 1, отличающаяся тем, что рабочий вал закреплен на валу электродвигателя в цанговом зажиме.1. A rotary ball mill, including an electric motor, a bed, a housing mounted on a bed, made in the form of a vertically oriented cylindrical tank filled with grinding media, inside of which there is a working shaft equipped with an activator, characterized in that the mill body is rigidly fixed to the bed, and the working shaft is mounted on the motor shaft with the possibility of controlling the rotation speed, while the grinding media are balls whose diameter does not exceed 15 mm. 2. A rotary ball mill according to claim 1, characterized in that the ratio of the overall dimensions of the mill body, namely, the length of the base to its width, is from 0.7 to 1.5.3. A rotary ball mill according to claim 1, characterized in that the working shaft is fixed to the motor shaft in a collet clamp.

Description

Полезная модель относится к устройствам для тонкого измельчения, диспергирования и механической активации материалов в среде атмосферного воздуха при нормальном давлении и предназначена для использования, преимущественно, в промышленности строительных материалов, горнорудной, лакокрасочной, химической, фармацевтической, сельскохозяйственной и др. отраслях промышленности.The utility model relates to devices for fine grinding, dispersing and mechanical activation of materials in atmospheric air at normal pressure and is intended for use mainly in the building materials industry, mining, paint and varnish, chemical, pharmaceutical, agricultural and other industries.

Из анализа мирового рынка помольного оборудования можно сделать вывод, что близкими по компоновке являются мельницы производства фирм Eirich, Buhler, Netsch, однако это зарубежное оборудование предназначено для помола материалов в виде суспензий. Жидкая среда помогает рассредоточиться частицам материала и препятствует их повторному агрегированию, а касательные напряжения, возникающие в жидкости, способствуют увеличению степени измельчения. Но у мокрого измельчения есть негативные стороны: во-первых, это необходимость в дополнительном технологическом оборудовании, как сушка полученного материала, во-вторых, не все материалы можно подвергать увлажнению без нарушения сохранности их свойств, вследствие чего номенклатура обрабатываемых материалов существенно ограничена. Кроме того, указанные фирмы производят низкопроизводительные агрегаты, предназначенные для выпуска ограниченных партий высококачественных тонкомолотых суспензий.From an analysis of the global market for grinding equipment, it can be concluded that mills manufactured by Eirich, Buhler, Netsch are close in layout, but this foreign equipment is designed for grinding materials in the form of suspensions. The liquid medium helps to disperse the particles of the material and prevents their re-aggregation, and the shear stresses arising in the liquid increase the degree of grinding. But wet grinding has its negative aspects: firstly, the need for additional technological equipment, such as drying the obtained material, secondly, not all materials can be wetted without violating the safety of their properties, as a result of which the range of processed materials is significantly limited. In addition, these firms produce low-performance units designed to produce limited batches of high-quality fine-ground suspensions.

Бисерные мельницы, представленные на российском рынке, также не способны производить помол без присутствия жидкой среды, в силу своей низкой эффективности. При этом, жидкая среда призвана, за счет уменьшения воздействия гравитационных сил и увеличения вязкости среды измельчения, снизить частоту вращения рабочего вала мельницы (патенты №2389555, МПК B02C 17/16, опубл. 01.2006; 22892 МПК B02C 17/16,опубл. 16.10.05.2011; 2299874 МПК B02C 17/16, опубл. 01.2006).Bead mills on the Russian market are also not capable of grinding without the presence of a liquid medium, due to their low efficiency. Moreover, the liquid medium is designed, by reducing the influence of gravitational forces and increasing the viscosity of the grinding medium, to reduce the rotational speed of the working shaft of the mill (patents No. 2389555, IPC B02C 17/16, publ. 01.2006; 22892 IPC B02C 17/16, publ. 16.10 .05.2011; 2299874 IPC B02C 17/16, publ. 01.2006).

Принцип действия шаровых мельниц состоит в измельчении материла посредством удара и частично истиранием свободно падающих мелющих тел во вращающемся барабане (патенты РФ №104486 МПК B02C 15/00, опубл. 20.05.2011, 80127 МПК B02C 13/00, опубл. 27.01.2009; 2275244, МПК B02C 17/14, 126629 МПК B02C 17/18, опубл. 10.04.2013).The principle of operation of ball mills consists in grinding material by impact and partially abrasion of freely falling grinding media in a rotating drum (RF patents No. 104486 IPC B02C 15/00, published on 05/20/2011, 80127 IPC B02C 13/00, published on 01/27/2009; 2275244, IPC B02C 17/14, 126629 IPC B02C 17/18, publ. 04/10/2013).

Недостатком шаровых мельниц является невозможность осуществления высокодисперсного помола широкого диапазона материалов. В мельницах такого типа подвод энергии осуществляется за счет вращения корпуса, что налагает ограничения на предельную энергонапряженность процесса. Ввиду того, что с ростом скорости вращения корпуса развиваются значительные центробежные силы, которые прижимают к корпусу массу шаров и массу обрабатываемого материала и обработка прекращается. Также низкое значение КПД у таких мельниц приводит к перегреву материала до t=150-250°C, что ухудшает условия помола и приводит к снижению активности порошковых материалов. То есть значительная часть энергии, подводимая к материалу, идет на нагрев мелющих тел и корпуса мельницы, а не на уменьшение размеров частиц или изменение структуры измельчаемого материала.The disadvantage of ball mills is the impossibility of finely grinding a wide range of materials. In mills of this type, energy is supplied by rotating the casing, which imposes restrictions on the maximum energy intensity of the process. Due to the fact that with an increase in the speed of rotation of the housing, significant centrifugal forces develop, which press the mass of balls and the mass of the processed material against the housing and processing stops. Also, the low value of efficiency in such mills leads to overheating of the material to t = 150-250 ° C, which worsens the grinding conditions and leads to a decrease in the activity of powder materials. That is, a significant part of the energy supplied to the material is used to heat the grinding bodies and the mill body, and not to reduce particle sizes or change the structure of the material being ground.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является бисерный измельчитель (патент №2299874, МПК B02C 17/16, опубл. 27.05.2007), включающий размольную камеру, внутри которой консольно установлены два ротора с размещенными на их валах парными дисками и индивидуальный привод для каждого ротора. Каждый ротор содержит вал и скрепленную с ним шпоночным соединением втулку для передачи крутящего момента от привода. Узел ввода суспензии расположен в нижней части размольной камеры и включает решетку с устройством протирки на входе в размольную камеру, а узел слива суспензии установлен в верхней части размольной камеры вне зоны измельчения и включает легкосъемный щелевой патронный фильтр, состыкованный со смотровым фонарем, расположенным вне размольной камеры. Известная мельница, как и все мельницы данного типа, не способна производить помол без наличия жидкой среды. А жидкая среда (как правило, вода) призвана за счет уменьшения воздействия гравитационных сил и увеличения вязкости среды измельчения снижать частоту вращения рабочего вала мельницы.The closest in technical essence and the achieved technical result is a bead grinder (patent No. 2299874, IPC B02C 17/16, publ. 05.27.2007), including a grinding chamber, inside which two rotors are mounted cantilever with paired discs and an individual drive mounted on their shafts for each rotor. Each rotor contains a shaft and a sleeve fastened with a key connection to transmit torque from the drive. The suspension input unit is located in the lower part of the grinding chamber and includes a grating with a wiper at the entrance to the grinding chamber, and the suspension discharge unit is installed in the upper part of the grinding chamber outside the grinding zone and includes an easily removable slot filter cartridge docked with a viewing lamp located outside the grinding chamber . The known mill, like all mills of this type, is not capable of grinding without the presence of a liquid medium. And the liquid medium (usually water) is designed to reduce the rotation frequency of the mill working shaft by reducing the influence of gravitational forces and increasing the viscosity of the grinding medium.

Задачей, стоящей перед полезной моделью, является расширение технологических возможностей, заключающихся в расширении номенклатуры перерабатываемых материалов, путем обеспечения возможности тонкого измельчения материалов как «мокрым», так и «сухим» способом, и повышение ремонтоспособности мельницы.The challenge facing the utility model is to expand the technological capabilities of expanding the range of recyclable materials by providing the possibility of fine grinding of materials both in the “wet” and “dry” ways, and increase the maintainability of the mill.

Задача решается за счет жесткого крепления корпуса мельницы на станине. Внутри корпуса проходит рабочий вал, снабженный активатором. Вращение рабочего вала производится от электродвигателя, оборудованного частотным преобразователем, которым регулируется скорость вращения. При этом возможно использование активаторов различных конструкций в зависимости от требований *к измельчаемому материалу, а также возможности регулирования скорости вращения рабочего вала ротора в зависимости от твердости перерабатываемого материала и возможность быстрой замены ротора.The problem is solved by rigidly mounting the mill body on the bed. Inside the case passes a working shaft equipped with an activator. The rotation of the working shaft is made from an electric motor equipped with a frequency converter, which controls the speed of rotation. At the same time, it is possible to use activators of various designs depending on the requirements * for the material being ground, as well as the possibility of regulating the speed of rotation of the rotor working shaft depending on the hardness of the processed material and the possibility of quick replacement of the rotor.

Сущность полезной модели заключается в том, что вертикально ориентированная цилиндрическая емкость, заполненная стальными шарами от 1 до 15 мм, с размещенным внутри нее ротором-активатором, жестко закреплена на станине, а рабочий вал ротора связан с приводом вращения, оборудованным частотным преобразователем. Это позволяет не тратить энергию на вращение корпуса, а всю энергию привода направлять на перемещение мелющих тел вращения: таким образом, достигается высокая эффективность перемешивания, позволяющая вести помол не только в присутствии жидкости, но и «по сухому», что расширяет технические возможности мельницы. Частота вращения ротора регулируется частотным преобразователем, что позволяет интенсифицировать процесс помола, за счет изменения движения мелющих тел. Кроме того, ротор крепится в зажиме цангового типа на валу двигателя, что позволяет заменять его для различного вида обрабатываемого материала, что тоже влияет на расширение номенклатуры обрабатываемого материала, а также позволяет заменять вышедшее из строя оборудование. При этом для обеспечения высокой энергонапряженности, распределенной по всему объему корпуса мельницы, что обеспечивает качество помола, соотношение по габаритам корпуса (длина/ширина) составляет от 0,7 до 1,5. (D-L=0,7-1,5)The essence of the utility model is that a vertically oriented cylindrical container filled with steel balls from 1 to 15 mm, with an activator rotor located inside it, is rigidly fixed to the bed, and the rotor working shaft is connected to a rotation drive equipped with a frequency converter. This allows you not to spend energy on the rotation of the casing, but to direct all the drive energy to move the grinding bodies of revolution: thus, high mixing efficiency is achieved, which allows grinding not only in the presence of liquid, but also “dry”, which extends the technical capabilities of the mill. The rotor speed is regulated by a frequency converter, which allows to intensify the grinding process, due to changes in the movement of grinding media. In addition, the rotor is mounted in a collet-type clamp on the motor shaft, which allows it to be replaced for various types of processed material, which also affects the expansion of the range of processed material, and also allows the replacement of failed equipment. At the same time, to ensure high energy intensity distributed throughout the mill body, which ensures the grinding quality, the ratio of the body dimensions (length / width) is from 0.7 to 1.5. (D-L = 0.7-1.5)

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:The essence of the utility model is illustrated by graphic materials on which:

На фиг. 1 схематично изображена заявляемая роторно-шаровая мельница, вид спереди;In FIG. 1 schematically depicts the inventive rotary ball mill, front view;

На фиг. 2 - сечение А-А по фиг.1;In FIG. 2 - section aa in figure 1;

На фиг. 3 - общий вид заявляемой мельницы в аксонометрии.In FIG. 3 is a General view of the inventive mill in a perspective view.

Роторно-шаровая мельница содержит станину 1, на которой жестко закреплен при помощи втулок 2, цилиндрический корпус 3, заполненный мелющими телами 4, представляющими собой шары из тяжелого материала, размером от 1 до 15 мм в диаметре (как известно, шары большего диаметра не способны создать достаточного динамического воздействия на огромное число мелких частиц для их разрушения и, т.о., сверхтонкое измельчение возможно при использовании мелких мелющих тел). Корпус имеет съемную крышку 5 для легкой загрузки материала. Внутри корпуса проходит рабочий вал 6, снабженный активатором 7. Вал приводится в движение от электродвигателя 8. Частота вращения рабочего вала регулируется частотным преобразователем 9. Рабочий вал 6 ротора закреплен с помощью винтов, расположенных в пазах фланцев, с внутренним шестигранником (на фиг. не показано). Замена ротора обеспечивается ослаблением винтов и поворотом ротора с последующим опусканием его вниз. Соотношение D/L (по габаритам корпуса) составляет 0,9. В нижней части корпуса 3 выполнено выгрузочное окно 10, под корпусом мельницы размещено сито 11.The rotary ball mill contains a bed 1, on which is rigidly fixed with bushings 2, a cylindrical body 3, filled with grinding bodies 4, representing balls of heavy material, ranging in size from 1 to 15 mm in diameter (as you know, balls of larger diameter are not capable to create a sufficient dynamic effect on a huge number of small particles for their destruction and, therefore, ultrafine grinding is possible when using small grinding media). The housing has a removable cover 5 for easy material loading. A working shaft 6, equipped with an activator 7, passes inside the housing. The shaft is driven by an electric motor 8. The rotational speed of the working shaft is regulated by a frequency converter 9. The rotor working shaft 6 is fixed with screws located in the grooves of the flanges with an internal hexagon (in FIG. shown). The replacement of the rotor is provided by loosening the screws and turning the rotor with its subsequent lowering. The D / L ratio (in case dimensions) is 0.9. An unloading window 10 is made in the lower part of the housing 3, a sieve 11 is placed under the mill body.

Мельница работает следующим образом. В верхнюю часть корпуса 3 засыпают мелющие тела 4 и исходный материал, затем закрывают крышкой 5 и приводят в движение шаровую загрузку посредством передачи к ней кинетической энергии от активатора 7 рабочего вала 6. Вся энергия, подводимая к рабочему валу, передается непосредственно шаровой загрузке, без расходования ее на перемещение корпуса мельницы. Высокая эффективность перемешивания позволяет вести помол не только в присутствии жидкости но и «по сухому». Интенсивность передачи энергии и, соответственно, скорость движения шаров регулируется изменением частоты вращения рабочего вала мельницы, посредством частотного преобразователя 9. После обработки продукт помола, через выгрузочное окно 10, выгружается на сито 11, размещенное под корпусом мельницы, после чего продукт помола отделяется от рабочих тел-шаров и выводится за пределы рабочей зоны.The mill operates as follows. Grinding bodies 4 and the starting material are poured into the upper part of the housing 3, then they are closed with a cover 5 and the ball load is set in motion by transferring kinetic energy to it from the activator 7 of the working shaft 6. All the energy supplied to the working shaft is transmitted directly to the ball loading, without spending it on moving the mill body. High mixing efficiency allows grinding not only in the presence of liquid but also “dry”. The intensity of energy transfer and, accordingly, the speed of the balls is controlled by changing the rotational speed of the working shaft of the mill, through a frequency converter 9. After processing, the grinding product is discharged through a discharge window 10 onto a sieve 11 located under the mill body, after which the grinding product is separated from the workers tel-balls and displayed outside the working area.

Техническим результатом, достигаемым при применении предполагаемой полезной модели, является расширение номенклатуры исходных материалов, за счет обеспечения возможности обработки материалов как «мокрым», так и «сухим» способом, с регулируемой частотой вращения ротора; кроме того, повышается ремонтоспособность роторно-шаровой мельницы, за счет возможности сменного крепления рабочего вала на валу привода.The technical result achieved by the application of the proposed utility model is to expand the range of raw materials, by providing the possibility of processing materials in both "wet" and "dry" ways, with an adjustable rotor speed; in addition, increases the maintainability of a rotary ball mill, due to the possibility of removable mounting of the working shaft on the drive shaft.

Таким образом, задача, стоящая перед полезной моделью, решена.Thus, the problem facing the utility model is solved.

Предлагаемая роторно-шаровая мельница испытана на опытном производстве предприятия ООО «Стройтехнология» и показала положительные результаты.The proposed rotary ball mill was tested at the pilot production of the company LLC Stroytekhnologiya and showed positive results.

Claims

1. A rotary ball mill, including an electric motor, a bed, a body mounted on a bed, made in the form of a vertically oriented cylindrical tank filled with grinding media, inside which a working shaft is provided with an activator, characterized in that the mill body is rigidly fixed to the bed, and the working shaft is mounted on the motor shaft with the possibility of controlling the rotation speed, while the grinding media are balls whose diameter does not exceed 15 mm.

2. Rotary ball mill according to claim 1, characterized in that the ratio of the overall dimensions of the mill body, namely, the length of the base to its width, is from 0.7 to 1.5.

3. A rotary ball mill according to claim 1, characterized in that the working shaft is fixed to the motor shaft in a collet clamp.