RU2362629C1

RU2362629C1 - Conic helical mill

Info

Publication number: RU2362629C1
Application number: RU2008100809/03A
Authority: RU
Inventors: Алексей Юрьевич Марченко (RU); Алексей Юрьевич Марченко; Георгий Васильевич Серга (RU); Георгий Васильевич Серга
Priority date: 2008-01-09
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2009-07-27

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention is related to procedure of hard materials grinding. In order to expand technological resources, drum is arranged in the form of multi-section, multi-turn helical conic column assembled of sections that are made of alternately joined equilateral and isosceles triangles, lateral sides of which are equal to each other, and bases of isosceles triangles are more than length of their lateral sides, at that sections are joined to each other by free sides, number of equilateral and isosceles triangles in section is equal to at least six and has no limitation to the side of increase with creation of three, four, five, etc. broken helical lines of main direction along drum perimetre, with pitch that varies from loading to unloading, and accordingly three, four, five, etc, broken helical grooves of the main direction inside drum with alternating, increasing pitch from loading to unloading, and also three, four, five, etc. broken helical lines of opposite direction with pitch that varies from loading to unloading and accordingly three, four, five, etc. broken helical grooves of opposite direction inside drum with alternating pitch that increases from loading to unloading.

EFFECT: expansion of technological resources of drum.

Description

Изобретение относится к технике измельчения твердых материалов и может найти применение в строительной, химической, металлургической промышленностях, а также в сельскохозяйственном производстве.The invention relates to techniques for grinding solid materials and can find application in the construction, chemical, metallurgical industries, as well as in agricultural production.

Известна трубная мельница (А.с. СССР №713586, кл. В02С 17/02, 1978), содержащая барабан, загрузочную, разгрузочную цапфы и привод.Known tube mill (AS USSR No. 713586, class. V02C 17/02, 1978), containing a drum, loading, unloading trunnions and drive.

Недостатком известного устройства является ограниченные технологические возможности из-за недостаточной интенсивности смешивания и скорости перемещения измельчаемых материалов от загрузки к выгрузке.A disadvantage of the known device is the limited technological capabilities due to the insufficient intensity of mixing and the speed of movement of the crushed materials from loading to unloading.

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.Closest to the proposed device is a tube mill (A.S. USSR 1349780, class B02C 17/04, 1987.), containing loading, unloading pins, a drive and a drum made of interconnected tetrahedral or octahedral elements, forming a helical column .

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.The technical solution to the problem is to expand technological capabilities by increasing the intensity of mixing and reorientation of particles of ground materials and grinding media and increasing the speed of movement from loading to unloading.

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.The technical solution is achieved by the fact that in a conical screw mill containing loading, unloading trunnions, a drive and a drum made of interconnected tetrahedral or octahedral elements, forming a helical column, according to the invention, the drum is made in the form of a multi-section, multi-pass helical conical column mounted from sections made of alternately connected equilateral and isosceles triangles, the sides of which are equal to each other, and the bases of the isosceles tri olnikov greater than the length of their sides, the sections are connected with each other by free sides, the number of equilateral triangles and isosceles section at least equal to six and are not limiting upward to form the perimeter of the drum three, four, five, etc. broken helical lines of the main direction with a step that varies from loading to unloading, and accordingly three, four, five, etc. broken helical grooves of the main direction inside the drum with a variable, increasing step from loading to unloading, as well as three, four, five, etc. broken helical lines of the opposite direction with a step that varies from loading to unloading, and accordingly three, four, five, etc. broken helical grooves of the opposite direction inside the drum with a variable, increasing step from loading to unloading.

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.The novelty of the proposal lies in the fact that by increasing the bore of the drum from loading to unloading, i.e. conditionally conical shape of the drum, the stationarity of the movement of the crushed materials and grinding bodies is violated and technological capabilities expand.

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.The novelty is also seen in the fact that the pitch of helical lines increases from loading to unloading, which not only provides an increase in the speed of longitudinal movement of the material being crushed, but also intensifies the grinding process by complicating the trajectories of their movement inside the drum and expanding technological capabilities.

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.The novelty is also due to the fact that the area and shape of the cross section of the drum varies from loading to unloading, which changes the speed and trajectory of the movement of the crushed materials as they move from loading to unloading, expanding technological capabilities.

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.The novelty is due to the fact that the drum is equipped with three, four, five, etc. broken helical lines of the main and opposite directions, the step of which varies from loading to unloading, and accordingly three, four, five, etc. broken helical grooves of the main and opposite directions inside the drum, which increases not only the speed of movement of the crushed materials from loading to unloading, but also the frequency of interaction of particles of the crushed materials with each other, with grinding media and with the walls of the drum, increases the energy intensity of collisions, productivity and extends technological opportunities.

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.The invention is illustrated by drawings, where: in Fig.1 shows a conical screw mill, General view; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 - mill drum, General view, sections of which are mounted from four equilateral and four isosceles triangles; figure 4 is a view of figure 3; figure 5 - mill drum, General view, sections of which are mounted from six equilateral and six isosceles triangles.

Коническая винтовая мельница (фиг.1, фиг.2) состоит из винтового барабана 1, загрузочной 2 и разгрузочной 3 цапф.Conical screw mill (figure 1, figure 2) consists of a screw drum 1, loading 2 and unloading 3 pins.

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 S₁ основного направления показана на фиг.3 утолщенной линией 10, 11, 12, 13, 14. Одна из четырех ломаных винтовых линий противоположного направления с шагом S₂показана на фиг.3 утолщенной линией 15, 11, 16, 17, 18.Drum 1 (Fig. 3, Fig. 4) is made in the form of a multi-section, multi-entry helical conical column mounted from sections 4 made of equilateral 5 and isosceles 6 triangles, alternately connected by their sides 7 and 8 to each other. The sides of equilateral 5 and isosceles triangles 6 are equal to each other, and the bases of isosceles triangles are larger than their sides 7 and 8. Sections 4 are connected to each other on the free sides 9 of equilateral 5 and isosceles 6 triangles. The total number of equilateral 5 and 6 isosceles triangles in sections 4 of the reel is equal to at least six, must be an even number, has no restrictions in the direction of increase. The vertices of triangles 5 and 6 form around the perimeter of drum 1 four broken helical lines and, accordingly, four broken helical grooves in the main direction (clockwise) with a step S ₁ increasing from loading to unloading, as well as four broken helical lines and, accordingly, four broken helical grooves opposite direction (counterclockwise) with a step S ₂ increasing from loading to unloading. One of the four broken helical lines with step S _{1 of the} main direction is shown in FIG. 3 by the thickened line 10, 11, 12, 13, 14. One of the four broken helical lines of the opposite direction with step S _{2 is} shown in FIG. 3 by the thickened line 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.Figure 5 and figure 6 shows, for example, drum 1, sections 19 of which are made of equilateral 20 and isosceles 21 triangles, alternately connected by their sides 22 and 23 to each other. The sides 22 and 23 of equilateral 20 and isosceles triangles 21 are equal to each other, and the bases of isosceles triangles are larger than their sides 22 and 23. Sections 19 are connected to each other on the free sides 24 of equilateral 20 and isosceles 21 triangles.

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 S₃ 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.The vertices of triangles 20 and 21 form six broken helical lines along the perimeter of drum 1 and, accordingly, six broken helical grooves of the main direction (clockwise) with a step S ₃ increasing from loading to unloading, and six broken helical lines and six broken helical grooves of the opposite direction (counterclockwise) in increments of S ₄ increasing from loading to unloading. One of six broken helical lines with a step S _{3 of the} main direction is shown in Fig. 5 by a thickened line 25, 26, 27, 28, 29, 30. One of six broken helical lines with a step S _{4 of the} opposite direction is shown in Fig. 5 by a thickened line 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.Conical screw mill operates as follows. The drum 1 is filled with balls or other crushing medium and crushed material or one crushed material. When the drum 1 rotates, flat elements - equilateral and isosceles triangles mounted along the perimeter of the screw drum are differently inclined to the axis of rotation of the screw drum and to each other, working as buckets (shelves), capture different volume mixtures of grinding media and material or mixture of particles of different particle sizes , lift them in the direction of rotation of the drum 1 slightly higher than the angle of repose, and then send these portions of the mixture of material and grinding media in directions perpendicular to these shelves (bucket m), at a certain angle, not only to the axis of rotation of the screw drum, but also to other mass flows of masses of crushed material moving inside the screw drum at different angles and at different speeds. The length of the trajectory of motion (amplitude) of the masses of the material and grinding media largely depends on the diameter of the screw drum, on the angles of inclination of the flat elements to each other and to the axis of rotation. The frequency of movement and collisions of the masses of material and grinding media is determined not only by the frequency of rotation of the screw drum, but also by the number of flat elements around the perimeter of the screw drum. Therefore, the proposed design of a conical screw mill provides an increase in the frequency characteristics of tens of times, expanding technological capabilities. Since the shape and dimensions of the cross section having the shape of a polygon change many times along the length of the screw drum from loading to unloading, periodic compression of the masses of the crushed material is ensured, which increases the intensity of mixing, the energy intensity of the collisions, and expands technological capabilities. The mixing process is intensified by the fact that the area of the triangles are not only different in one section, but also along the length of the drum 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.The proposed shape and design of the drum allows you to increase the intensity of mixing the crushed materials and grinding media with each other and the frequency of interaction not only with each other, but also with the inner walls of the drum, and to ensure the continuity of the process of their transportation from loading to unloading, to expand technological capabilities.

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.Technical and economic advantages arise due to an increase in the frequency of interaction between grinding bodies and particles of the crushed material, not only with each other, but also with the walls of the screw drum, which increases the mixing intensity, increases the energy consumption of the interaction of grinding bodies and material, increases productivity and expands technological capabilities.

Claims

A conical screw mill containing loading and unloading pins, a drive and a drum made of interconnected tetrahedral or octahedral elements, forming a helical column, characterized in that the drum is made in the form of a multi-section, multi-helical conical column mounted from sections made of alternately connected equilateral and isosceles triangles whose sides are equal to each other, and the bases of isosceles triangles are greater than the length of their sides, p this section and connected to each other free sides, the number of equilateral triangles and isosceles section at least equal to six and are not limiting upward to form the perimeter of the drum three, four, five, etc. broken helical lines of the main direction with a step that varies from loading to unloading and, accordingly, three, four, five, etc. broken helical grooves of the main direction inside the drum with a variable, increasing step from loading to unloading, as well as three, four, five, etc. broken helical lines of the opposite direction with a step that varies from loading to unloading and, accordingly, three, four, five, etc. broken helical grooves of the opposite direction inside the drum with a variable, increasing step from loading to unloading.