RU2564212C1 - Method to mix and grind materials - Google Patents
Method to mix and grind materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2564212C1 RU2564212C1 RU2014128591/13A RU2014128591A RU2564212C1 RU 2564212 C1 RU2564212 C1 RU 2564212C1 RU 2014128591/13 A RU2014128591/13 A RU 2014128591/13A RU 2014128591 A RU2014128591 A RU 2014128591A RU 2564212 C1 RU2564212 C1 RU 2564212C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blade
- flow
- crushed material
- grinding
- angle
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к способам измельчения и смешивания с использованием центробежных методов и предназначено для сухого и мокрого измельчения кусковых, зерновых и порошковых материалов, а также для приготовления смесей, используемых в различных отраслях производства.The present invention relates to methods of grinding and mixing using centrifugal methods and is intended for dry and wet grinding of lump, grain and powder materials, as well as for the preparation of mixtures used in various industries.
Известен способ измельчения (Сиденко П.М. Измельчение в химической промышленности. Изд. 2-е, перераб. М., «Химия», 1977 г. - С. 158), при котором измельчаемый материал и мелющие тела подаются во вращающуюся относительно горизонтальной осиу цилиндрическую или в форме усеченного конуса рабочую емкость, где они под действием гравитационных сил прижимаются к стенкам рабочей емкости и за счет сил трения, возникающих между внутренней поверхностью рабочей емкости и мелющими телами, а также измельчаемым материалом, перемещаются в верхнюю часть рабочей емкости, где под действием гравитационных сил отрываются от внутренней поверхности рабочей емкости и падают в ее нижнюю часть.A known method of grinding (Sidenko PM. Grinding in the chemical industry. Ed. 2nd, revised M., "Chemistry", 1977 - S. 158), in which the crushed material and grinding bodies are fed into a rotating relatively horizontal axial cylindrical or truncated cone-shaped working vessel, where they are pressed against the walls of the working vessel by gravitational forces and, due to friction forces arising between the inner surface of the working vessel and grinding media, as well as the crushed material, are moved to the upper part of the working vessel tanks, where under the influence of gravitational forces break away from the inner surface of the working tank and fall into its lower part.
Недостатком этого способа является то, что уровень ударного измельчающего воздействия на материал зависит от массы и высоты подъема мелющих тел, а истирающее воздействие мелющих тел происходит при относительно низких значениях напряжений нормальных и сдвиговых деформаций. Все это приводит к значительному увеличению времени помола (до нескольких десятков часов) и возникновению обоснованных кинетической и потенциальной энергией мелющих тел предельных значений дисперсности (тонины) измельченного материала.The disadvantage of this method is that the level of impact grinding effect on the material depends on the mass and height of the grinding media, and the abrasive effect of grinding media occurs at relatively low stresses of normal and shear deformations. All this leads to a significant increase in grinding time (up to several tens of hours) and the emergence of the limiting values of dispersion (fineness) of the crushed material, justified by the kinetic and potential energy of the grinding media.
Из известных способов наиболее близким к заявляемому является Способ приготовления формовочных песчано-глинистых смесей. (Патент РФ №2238818 от 11.06.2003, МКИ6 В22С 5/04. БИ №30 от 27.10.2004), при котором обработку ингредиентов проводят во вращающейся цилиндрической чаше вращающимся ротором с лопаткой, при этом чашу вращают со скоростью, создающей давление в измельчаемом материале, равное 0,14-0,9 от максимальной прочности измельчаемого материала на сжатие, а лопатку относительно чаши вращают со скоростью - 1,5…+1,0 от скорости вращения чаши.Of the known methods closest to the claimed is a Method for the preparation of molding sand-clay mixtures. (RF patent No. 2238818 dated June 11, 2003, MKI 6
Существенным недостатком данного способа является то, что измельчение и смешивание реализуются только за счет воздействия частиц измельчаемого материала друг на друга и в процессе соударения с поверхностью рабочей емкости, при этом возникающий уровень ударных и истирающих воздействий бывает недостаточен для интенсивного измельчения прочных материалов. Кроме этого скорость частиц измельчаемой массы практически одинакова на этапах свободного полета и соударения с поверхностью рабочей емкости, что значительно снижает уровень ударного воздействия. Влияние этих факторов приводит к существенному увеличению времени измельчения и ограничениям по предельным значениям тонины (дисперсности) получаемых измельченных материалов.A significant drawback of this method is that grinding and mixing are realized only due to the impact of particles of the crushed material on each other and in the process of collision with the surface of the working tank, while the resulting level of shock and abrasion is insufficient for intensive grinding of durable materials. In addition, the speed of the particles of the ground mass is almost the same at the stages of free flight and collision with the surface of the working capacity, which significantly reduces the level of impact. The influence of these factors leads to a significant increase in grinding time and restrictions on the limiting values of fineness (dispersion) of the obtained crushed materials.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение производительности процесса измельчения и смешивания, сокращение длительности цикла обработки и повышение уровня дисперсности (тонины помола) измельчаемого материала.The technical result of the invention is to increase the productivity of the grinding and mixing process, reducing the duration of the processing cycle and increasing the level of dispersion (fineness of grinding) of the crushed material.
Технический результат достигается тем, что в способе смешивания и измельчения материалов, при котором мелющие тела и измельчаемый материала загружают во вращающуюся рабочую емкость, где они под действием центробежных сил формируют на внутренней поверхности рабочей емкости слой измельчаемого материала и мелющих тел и обрабатывают с помощью неподвижной или вращающейся лопатки, обработку проводят, по крайней мере, одной парой лопаток, при этом первой по направлению вращения рабочей емкости лопаткой из пары отделяют из слоя смеси измельчаемого материала и мелющих тел мелющие тела и формируют из них поток под углом γ1 к касательной внутренней поверхности рабочей емкости, а измельчаемый материал пропускают чрез сквозные пазы и/или отверстия первой лопатки из пары, а второй лопаткой необходимой длины отделяют измельчаемый материал от внутренней поверхности рабочей емкости и формируют поток под углом γ2 к касательной внутренней поверхности рабочей емкости измельчаемого материала, при этом направление движения потоков измельчаемого материала и мелющих тел задают углом поворота φ первой и второй лопаток друг относительно друга. Поток мелющих тел после его схода с лопатки направляют на слой измельчаемого материала, сформировавшийся на внутренней поверхности рабочей емкости после схода измельчаемого материала со второй лопатки пары. Поток измельчаемого материала и поток мелющих тел после их схода с лопаток направляют так, чтобы область пересечения потоков находилась внутри рабочей емкости. Для направления потока мелющих тел после его схода с первой лопатки на поток измельчаемого материала после его схода со второй лопатки изменяют угол φ взаимного расположения лопаток, и/или угол γ1, и/или угол γ2 поворота лопаток. Поток мелющих тел после схода его с первой лопатки направляют на поток измельчаемого материала, движущегося по второй лопатке пары.The technical result is achieved by the fact that in the method of mixing and grinding materials, in which the grinding bodies and the crushed material are loaded into a rotating working container, where under the action of centrifugal forces they form a layer of the crushed material and grinding bodies on the inner surface of the working container and are processed using a stationary or rotating blades, the processing is carried out by at least one pair of blades, while the first in the direction of rotation of the working capacity of the blade from the pair is separated from the mixture layer release material and grinding media grinding media and form one stream at an angle γ 1 to a tangent inner surface of the processing container, and the ground material is passed through the through grooves and / or the first blade holes of the pair, and the second spatula desired length separated ground material from the inner surface working capacity and form a flow at an angle γ 2 to the tangent inner surface of the working capacity of the crushed material, while the direction of flow of the crushed material and grinding media is set at an angle the gate φ of the first and second blades relative to each other. The flow of grinding media after it leaves the blade is directed to a layer of crushed material formed on the inner surface of the working vessel after the crushed material leaves the second blade of the pair. The flow of crushed material and the flow of grinding media after they leave the vanes are guided so that the intersection of the flows is inside the working tank. To direct the flow of grinding media after it leaves the first blade to the flow of crushed material after it leaves the second blade, the angle φ of the relative position of the blades, and / or the angle γ 1 and / or the angle γ 2 of rotation of the blades are changed. The flow of grinding media after it leaves the first blade is directed to the flow of crushed material moving along the second blade of the pair.
Для направления потока мелющих тел после его схода с первой лопатки на поток измельчаемого материала, движущегося по второй лопатке, изменяют угол φ.To direct the flow of grinding media after it leaves the first blade, to the flow of crushed material moving along the second blade, change the angle φ.
Измельчаемый материал, проходящий через сквозные пазы и/или отверстия лопатки, смещают вдоль оси рабочей емкости.The crushed material passing through the through grooves and / or holes of the blade is displaced along the axis of the working container.
Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами:The essence of the proposed method is illustrated by drawings:
на фиг. 1 показана схема движения измельчаемого материала и мелющих тел рабочей емкости;in FIG. 1 shows a motion diagram of the milled material and grinding bodies of the working vessel;
на фиг. 2 изображен вид А на переднюю поверхность лопатки на фиг. 1;in FIG. 2 is a view A of the front surface of the blade of FIG. one;
на фиг. 3 показано поперечное сечение Б-Б лопатки на фиг. 2;in FIG. 3 shows a cross section BB of the blade of FIG. 2;
фиг. 4 - схема пересечения потоков внутри рабочей емкости;FIG. 4 - diagram of the intersection of flows within the working capacity;
фиг. 5 - схема смешивания потока в свободном полете.FIG. 5 is a flow chart for mixing flow in free flight.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Во вращающуюся рабочую емкость 1, которая может быть выполнена в виде цилиндрической, конической или цилиндроконической чаши (фиг. 1), загружают измельчаемый материал 2 и мелющие тела 3. Во время загрузки измельчаемый материал 2 и мелющие тела 3 частично перемешиваются, формируя смесь 4 измельчаемого материала 2 и мелющих тел 3. Под действием центробежных сил смесь 4 измельчаемого материала 2 и мелющих тел 3 прижимается к внутренней поверхности рабочей емкости 1. За счет сил трения между внутренней поверхностью рабочей емкости 1 смесь 4 разгоняют до скорости вращения рабочей емкости 1.In a rotating working
При совместном вращении с рабочей емкостью 1 измельчаемый материал 2 и мелющие тела 3 в слое смеси 4 находятся под воздействием центробежных сил, величина которых зависит от частоты вращения рабочей емкости 1 и толщины слоя смеси 4 и может достигать величин, сопоставимых с механической прочностью измельчаемого материала 2. При этом слой смеси 4 уплотняется, а измельчаемый материал 2 частично разрушается под действием нормальных напряжений, создаваемых в слое смеси 4 центробежными силами. После этого из слоя смеси 4, находящегося на внутренней поверхности рабочей емкости 1, отделяют первой по направлению вращения рабочей емкости 1 лопаткой 5, которая имеет сквозные пазы 7 и (или) отверстия 8 (фиг. 2), мелющие тела 3. Так как ширина сквозных пазов 7 и (или) отверстий 8 меньше наименьшего размера мелющих тел 3, то они движутся по передней поверхности лопатки 5 и при сходе с лопатки 5 формируют поток мелющих тел 3.When combined with the
При этом измельчаемый материал 2 проходит через сквозные пазы 7 и (или) отверстия 8 в лопатке 5 и падает на внутреннюю поверхность рабочей емкости 1. После чего измельчаемый материал 2 отделяют лопаткой 6 от внутренней поверхности рабочей емкости 1. Измельчаемый материал 2 движется по передней поверхности лопатки 6 и при сходе с лопатки 6 формирует поток измельчаемого материала 2.When this crushed
Ориентируя (поворачивая) лопатки 5 и 6 друг относительно друга, изменяют область пересечения потоков мелющих тел 3 и измельчаемого материала 2 после их схода с лопаток 5 и 6. Изменение направления потоков мелющих тел 3 и измельчаемого материала 2 после их схода с лопаток соответственно 5 и 6 осуществляют, изменяя угол наклона лопатки γ1 и γ2 Угол наклона γ1 лопатки 5 измеряют как угол между касательной, проведенной к передней поверхности лопатки 5 в точке В (фиг. 1) схода потока мелющих тел 3 и касательной к внутренней поверхности рабочей емкости 1 в точке Г (фиг. 1) ее пересечения с касательной к передней поверхности лопатки 5. Угол наклона γ2 лопатки 6 измеряют как угол между касательной, проведенной к передней поверхности лопатки 6 в точке Е (фиг. 1) схода потока мелющих тел 3, и касательной к внутренней поверхности рабочей емкости 1 в точке Д (фиг. 1) ее пересечения с касательной к передней поверхности лопатки 6. Кроме этого изменять направление движения потоков измельчаемого материала 2 и мелющих тел 3 после их схода с лопаток 5 и 6 можно с помощью изменения угла φ между радиус-векторами, проведенными из центра вращения рабочей емкости 1 в точки Г и Д пересечения касательных к передней поверхности лопаток 5 и 6, проведенных в точке схода потоков измельчаемого материала 2 и мелющих тел 3 к внутренней поверхности рабочей емкости 1 их пересечения с касательными к передней поверхности лопаток 5 и 6. Кроме этого, изменяя длину передней поверхности лопатки 6 вдоль направления движения потока измельчаемого материала 2, можно сформировать пересечение потоков измельчаемого материала 2 и мелющих тел 3 на поверхности лопатки 6 (фиг. 5).Orienting (turning) the
С целью получения различной степени измельчения возможны следующие варианты: поток мелющих тел 3 после его схода с лопатки 5 направляют на сформировавшийся, на внутренней поверхности рабочей емкости слой измельчаемого материала 2 после его схода с лопатки 6 (фиг. 1); поток измельчаемого материала 2 и поток мелющих тел 3 после их схода с лопаток 5 и 6 направляют так, чтобы область пересечения потоков находилась внутри рабочей емкости (фиг. 4); поток мелющих тел 3 направляют на поток измельчаемого материала 2, движущийся по лопатке 6 (фиг. 5).In order to obtain a different degree of grinding, the following options are possible: the flow of
Реализация приведенных выше вариантов взаимодействия потоков мелющих тел 3 и измельчаемого материала 2 может выполняться как при фиксированном угле φ относительного положения лопаток 5 и 6, так и при его непрерывном или периодическом изменении в сторону уменьшения или увеличения угла φ.The implementation of the above options for the interaction of the flows of
Кроме этого обработка материалов может проводиться как при фиксированном угле γ 1 направления движения мелющих тел 3, так и при его периодическом или непрерывном изменении в сторону уменьшения или увеличения. Обработка материалов может проводиться как при фиксированном угле γ2 направления движения мелющих тел 3, так и при его периодическом или непрерывном изменении в сторону уменьшения или увеличения.In addition, the processing of materials can be carried out both at a fixed angle γ 1 of the direction of motion of the
Реализация третьего варианта обработки, приведенного на (фиг. 5), может осуществляться не только за счет изменения угла φ или γ1, но также и за счет изменения длины в направлении потока лопатки 6.The implementation of the third processing variant shown in Fig. 5 can be carried out not only by changing the angle φ or γ 1 , but also by changing the length in the flow direction of the
Измельчаемый материал 2 при ударном воздействии потока мелющих тел 3 интенсивно измельчается в условиях сжатия центробежными силами. Кроме этого при разделении слоя смеси 4 на мелющие тела 3 и измельчаемый материал 2 происходит интенсивное перемешивание измельчаемого материала 2, в случае если он состоит из нескольких (двух и более ингредиентов). Для повышения интенсивности перемешивания измельчаемого материала 2 и уменьшения явления переизмельчения с помощью сквозных пазов 7, или отверстий 8, или других конструктивных элементов на лопатке 5 измельчаемый материал 2, проходящий через сквозные пазы 7 или отверстия 8, смещается вдоль оси вращения рабочей емкости 1, например, за счет наклона боковых стенок 9 сквозных пазов 7 или отверстий 8 (фиг. 3). Кроме этого смещение измельчаемого материала 2 вдоль оси рабочей емкости 1 позволяет выводить материал из зоны интенсивной обработки и перемещать его в зону выгрузки. Обработка материала может проводиться во вращающейся рабочей емкости 1 неподвижными или вращающимися лопатками 5 и 6. Направление вращения лопаток 5 и 6 может совпадать с направлением вращения рабочей емкости 1, или же рабочая емкость 1 и лопатки 5 и 6 могут вращаться в разных направлениях. Выбор направления и скорости вращения лопаток 5 и 6 зависит от свойств измельчаемого материала 2. Для повышения интенсивности измельчения и смешивания обработку материала внутри рабочей емкости 1 можно проводить двумя или более парами лопаток 5 и 6, распределенными как по окружности рабочей емкости 1, так и вдоль ее оси. Принцип работы каждой из этих лопаток аналогичен принципу работы лопаток 5 и 6, описанному выше.The crushed
Данный способ смешивания и измельчения материалов позволяет проводить обработку измельчаемого материала 2 при высоком уровне сжимающих напряжений, возникающих в слое смеси 4 и слое измельчаемого материала 2 под действием центробежных сил. Кроме этого регулирование частоты вращения рабочей емкости 1, частоты и направления вращения лопаток 5 и 6, а также их взаимного расположения друг относительно друга позволяет регулировать уровень ударного воздействия мелющих тел 3 на слой измельчаемого материала 2. Это позволяет измельчать материал с различными физико-механическими свойствами, резко уменьшая уровень переизмельчения за счет подбора режимов обработки.This method of mixing and grinding materials allows the processing of the crushed
Сокращение времени обработки измельчения и смешивания при использовании данного способа происходит за счет повышения интенсивности ударного воздействия на измельчаемый материал 2, находящийся в сжатом состоянии, а также за счет многократного повторения единичных циклов обработки, вывода измельчаемого материала 2 из зоны интенсивного воздействия и дополнительного истирающего воздействия на измельчаемый материал 2 при его совместном движении с мелющими телами 3 по лопатке 5 и 6.Reducing the processing time of grinding and mixing when using this method occurs due to an increase in the intensity of the impact on the crushed
Экспериментальные исследования показали снижение шума в процессе измельчения и смешивания по сравнению с традиционными мельницами, а также значительное снижение износа внутренней поверхности рабочей емкости 1.Experimental studies have shown a decrease in noise during grinding and mixing in comparison with traditional mills, as well as a significant reduction in wear on the inner surface of the working
Claims (7)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014128591/13A RU2564212C1 (en) | 2014-07-14 | 2014-07-14 | Method to mix and grind materials |
EA201500634A EA027394B1 (en) | 2014-07-14 | 2015-07-10 | Method for mixing and grinding materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014128591/13A RU2564212C1 (en) | 2014-07-14 | 2014-07-14 | Method to mix and grind materials |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2564212C1 true RU2564212C1 (en) | 2015-09-27 |
Family
ID=54251005
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014128591/13A RU2564212C1 (en) | 2014-07-14 | 2014-07-14 | Method to mix and grind materials |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA027394B1 (en) |
RU (1) | RU2564212C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1055322A3 (en) * | 1978-04-14 | 1983-11-15 | Георг Фишер А.Г. (Фирма) | Method and apparatus for regenerating sand-clay foundary sands |
DE19521130A1 (en) * | 1994-06-16 | 1995-12-21 | Graemer Gerd Volker | Mixer for foundry sand and liquid binder |
JP3533526B1 (en) * | 2003-08-12 | 2004-05-31 | 株式会社東北テクノアーチ | High-speed powder reactor |
RU77190U1 (en) * | 2008-05-06 | 2008-10-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Техно-Центр" | MIXING DEVICE |
-
2014
- 2014-07-14 RU RU2014128591/13A patent/RU2564212C1/en not_active IP Right Cessation
-
2015
- 2015-07-10 EA EA201500634A patent/EA027394B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1055322A3 (en) * | 1978-04-14 | 1983-11-15 | Георг Фишер А.Г. (Фирма) | Method and apparatus for regenerating sand-clay foundary sands |
DE19521130A1 (en) * | 1994-06-16 | 1995-12-21 | Graemer Gerd Volker | Mixer for foundry sand and liquid binder |
JP3533526B1 (en) * | 2003-08-12 | 2004-05-31 | 株式会社東北テクノアーチ | High-speed powder reactor |
RU77190U1 (en) * | 2008-05-06 | 2008-10-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Техно-Центр" | MIXING DEVICE |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA027394B1 (en) | 2017-07-31 |
EA201500634A3 (en) | 2016-01-29 |
EA201500634A2 (en) | 2015-12-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4848009B2 (en) | Dry pulverizer and method for drying pulverized material | |
CH647422A5 (en) | AGITATOR MILL FOR GRINDING A PROCESS MIXTURE. | |
KR20030004972A (en) | Mill | |
RU2540537C2 (en) | Method and device for grinding | |
RU2444407C1 (en) | Rotor mill | |
RU2564212C1 (en) | Method to mix and grind materials | |
DE102006012489A1 (en) | Process and apparatus for mineral processing | |
RU2618136C1 (en) | Centrifugal device for mixing and grinding | |
RU2555913C1 (en) | Method of materials mixing and grinding | |
RU2576465C1 (en) | Device for continuous mixing and grinding of loose materials | |
RU147039U1 (en) | DEVICE FOR MIXING AND GRINDING | |
RU2570048C1 (en) | Device for mixing and grinding | |
RU168057U1 (en) | CENTRIFUGAL DEVICE FOR MIXING AND GRINDING | |
JP6308847B2 (en) | Granulator | |
RU2653603C1 (en) | Centrifugal percussion mill | |
RU2680701C1 (en) | Centrifugal disk grinder | |
RU2656462C1 (en) | Method for mixing and grinding | |
RU2514716C1 (en) | Centrifugal percussion mill | |
RU2618691C1 (en) | Disintegrator | |
RU2400303C1 (en) | Method for mechanical activation and grinding of materials | |
RU169551U1 (en) | CONTINUOUS MIXING AND ACTIVATION DEVICE | |
RU2639163C1 (en) | Device for mixing bulk materials | |
RU33123U1 (en) | Cone mill | |
RU2589952C2 (en) | Device for mixing and grinding | |
RU151509U1 (en) | DEVICE FOR MIXING AND GRINDING |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20181024 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200715 |