RU2671169C1

RU2671169C1 - Vibration mill

Info

Publication number: RU2671169C1
Application number: RU2018107859A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Васильевич Сергеев; Юрий Витальевич Дмитрак
Priority date: 2018-03-02
Filing date: 2018-03-02
Publication date: 2018-10-29

Abstract

FIELD: disintegrators and crushing devices.SUBSTANCE: invention relates to materials grinding devices. Vibratory mill comprises cylindrical grinding chamber 1 with grinding bodies installed by means of elastic elements 6 on base 7, bracket 5 and at least one hydraulic cylinder 2 or a pneumatic cylinder with a four-way air distribution valve 3 and a movement mechanism. Hydraulic cylinder 3 or pneumatic cylinder is installed with the possibility of creating vibration of grinding chamber 1 by the action of rod 8 on bracket 5. Hydraulic cylinder 3 or pneumatic cylinder is installed with the possibility of changing the direction of vibration.EFFECT: in mill provides a simplified design, increased reliability of operation.1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для измельчения материалов, в частности к вибрационным мельницам, которое может быть использовано в строительной, горнорудной, металлургической, пищевой или химической отраслях промышленности.The invention relates to devices for grinding materials, in particular to vibration mills, which can be used in the construction, mining, metallurgical, food or chemical industries.

Известна вибрационная мельница, включающая цилиндрическую помольную камеру, заполненную мелющими телами, установленную с помощью упругих элементов на основании, причем помольная камера жестко соединена с боковыми дебалансными виброприводами, расположенными на диаметрально противоположных сторонах помольной камеры (см. патент РФ на изобретение №2637215, МПК (2006.01) В02С 19/16, В02С 17/00, опубл. 01.12.2017 г., Бюл. №34). В конструкции данной вибрационной мельницы приводы небалансов снабжены подшипниками, которые из-за жестких знакопеременных нагрузок часто выходят из строя, что способствует уменьшению срока службы мельницы, повышению частоты ремонтных работ и, соответственно, затрат на их проведение, а также снижению производительности за счет простоя мельницы во время проведения ремонтных работ. Кроме того, конструкция данной мельницы не предусматривает изменение амплитуды вибрации.A vibration mill is known, including a cylindrical grinding chamber filled with grinding media, mounted with elastic elements on the base, and the grinding chamber is rigidly connected to lateral unbalanced vibration drives located on diametrically opposite sides of the grinding chamber (see RF patent for invention No. 2637215, IPC ( 2006.01) В02С 19/16, В02С 17/00, published on December 1, 2017, Bull. No. 34). In the design of this vibratory mill, the unbalance drives are equipped with bearings, which often fail due to hard alternating loads, which helps to reduce the mill's service life, increase the frequency of repair work and, consequently, the cost of their implementation, as well as reduce productivity due to mill downtime during repair work. In addition, the design of this mill does not provide for a change in the amplitude of vibration.

Недостатком аналога является сложность конструкции, низкая надежность при эксплуатации и отсутствие возможности изменения амплитуды вибрации, что влияет на эффективность и степень измельчения материалов.The disadvantage of the analogue is the design complexity, low reliability during operation and the inability to change the amplitude of the vibration, which affects the efficiency and degree of grinding of materials.

Наиболее близкой к заявляемому устройству является вибрационная мельница, содержащая цилиндрическую помольную камеру, заполненную мелющими телами, установленную с помощью упругих элементов на неподвижном основании (см. патент РФ на изобретение №2501608, МПК (2006.01) В02С 19/00, опубл. 20.12.2013 г., Бюл. №35). В данной вибационной мельнице помольная камера снабжена двумя дебалансными виброприводами. Каждый дебалансный вибропривод включает приводной вал с индивидуальным приводом вращения, выполненным с возможностью независимого изменения угловой скорости и направления вращения приводного вала, и дебалансы, установленные на приводном валу. При этом дебалансные виброприводы размещены диаметрально противоположно относительно боковых стенок помольной камеры в плоскости поперечной симметрии помольной камеры.Closest to the claimed device is a vibration mill containing a cylindrical grinding chamber filled with grinding media, mounted with elastic elements on a fixed base (see RF patent for invention No. 2501608, IPC (2006.01) V02C 19/00, published on December 20, 2013 g., Bull. No. 35). In this vibratory mill, the grinding chamber is equipped with two unbalanced vibration drives. Each unbalanced vibration drive includes a drive shaft with an individual rotation drive, configured to independently change the angular velocity and direction of rotation of the drive shaft, and imbalances mounted on the drive shaft. In this case, unbalanced vibration drives are placed diametrically opposite to the side walls of the grinding chamber in the plane of transverse symmetry of the grinding chamber.

Прототипу свойственны такие же недостатками, как и аналогу, а именно, сложность конструкции, невысокий срок службы, низкая надежность при эксплуатации, а также отсутствие возможности изменения амплитуды вибрации. В конструкции прототипа, также как и в конструкции аналога, присутствуют подшипники в дебалансных приводах, которые в вибрационной мельнице имеют невысокий срок службы за счет знакопеременной нагрузки. Поэтому мельница такой конструкции требует частого ремонта, который способствует еще и снижению производительности. Вместе с тем, конструкция данной мельницы не предусматривает изменение амплитуды вибрации, что снижает возможность варьирования интенсивности вибрации и, следовательно, эффективности и степени измельчения материалов.The prototype is characterized by the same disadvantages as the analogue, namely, the complexity of the design, low life, low reliability during operation, as well as the inability to change the amplitude of the vibration. In the design of the prototype, as well as in the design of the analogue, there are bearings in unbalanced drives, which in a vibration mill have a low service life due to alternating loads. Therefore, a mill of this design requires frequent repairs, which also contributes to a decrease in productivity. However, the design of this mill does not provide for a change in the amplitude of vibration, which reduces the possibility of varying the intensity of vibration and, therefore, the efficiency and degree of grinding of materials.

Результатом предлагаемого технического решения является упрощение конструкции, повышение надежности эксплуатации, долговечности, производительности, а также возможность регулирования амплитуды вибрации, эффективности и степени измельчения материала.The result of the proposed technical solution is to simplify the design, increase the reliability of operation, durability, performance, as well as the ability to control the amplitude of vibration, efficiency and degree of grinding of the material.

Этот технический результат достигается тем, что вибрационная мельница, включающая цилиндрическую помольную камеру с мелющими телами, установленную с помощью упругих элементов на основании, согласно изобретению, дополнительно снабжена кронштейном, и, по крайней мере, одним гидроцилиндром или пневмоцилиндром с четырехходовым воздухораспределительным клапаном и механизмом перемещения, причем гидроцилиндр или пневмоцилиндр установлен с возможностью создания вибрации помольной камеры воздействием штока на кронштейн.This technical result is achieved in that the vibration mill, comprising a cylindrical grinding chamber with grinding bodies, mounted with elastic elements on the base according to the invention, is additionally equipped with a bracket, and at least one hydraulic cylinder or pneumatic cylinder with a four-way air distribution valve and a movement mechanism moreover, the hydraulic cylinder or pneumatic cylinder is installed with the possibility of creating vibration of the grinding chamber by the action of the rod on the bracket.

Гидроцилиндр или пневмоцилиндр установлен с возможностью изменения направления вибрационного воздействия.The hydraulic cylinder or pneumatic cylinder is installed with the ability to change the direction of vibration.

Данная вибрационная мельница позволит упростить конструкцию, повысить надежность эксплуатации, долговечность и производительность вибрационной мельницы, а также позволит регулировать амплитуду вибрации, эффективность и степень измельчения материала.This vibratory mill will simplify the design, increase the reliability of operation, durability and performance of the vibratory mill, and will also allow you to adjust the vibration amplitude, efficiency and degree of grinding of the material.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена вибрационная мельница при горизонтальном расположении гидроцилиндра или пневмоцилиндра при рабочем ходе поршня, на фиг. 2 – то же, при горизонтальном расположении гидроцилиндра или пневмоцилиндра при холостом ходе поршня, на фиг. 3 - то же, при вертикальном расположении гидроцилиндра или пневмоцилиндра, на фиг. 4 - то же, при наклонном расположении гидроцилиндра или пневмоцилиндра, на фиг. 5 - то же, с расположением гидроцилиндров или пневмоцилиндров, по периметру помольной камеры.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a vibration mill with a horizontal arrangement of a hydraulic cylinder or pneumatic cylinder with a working stroke of the piston, FIG. 2 - the same, with a horizontal arrangement of the hydraulic cylinder or pneumatic cylinder at idle piston, in FIG. 3 - the same, with the vertical arrangement of the hydraulic cylinder or pneumatic cylinder, in FIG. 4 - the same, with an inclined arrangement of the hydraulic cylinder or pneumatic cylinder, in FIG. 5 - the same, with the location of the hydraulic cylinders or pneumatic cylinders, around the perimeter of the grinding chamber.

Вибрационная мельница, включает цилиндрическую помольную камеру 1 с мелющими телами и, по крайней мере, один гидроцилиндр или пневмоцилиндр 2 с четырехходовым воздухораспределительным клапаном 3 и механизмом перемещения, например, винтовой парой 4. Помольная камера 1 снабжена кронштейном 5 и установлена с помощью упругих элементов 6 на основании 7. Гидроцилиндр или пневмоцилиндр 2 установлен с возможностью создания вибрации помольной камеры 1 воздействием штока 8 поршня 9 на кронштейн 5. Гидроцилиндр или пневмоцилиндр 2 установлен с возможностью изменения направления вибрационного воздействия на помольную камеру 1, например, с помощью полиспаста 10.The vibration mill includes a cylindrical grinding chamber 1 with grinding bodies and at least one hydraulic cylinder or pneumatic cylinder 2 with a four-way air distribution valve 3 and a movement mechanism, for example, a screw pair 4. The grinding chamber 1 is equipped with an arm 5 and is installed using elastic elements 6 on the basis of 7. The hydraulic cylinder or pneumatic cylinder 2 is installed with the possibility of vibration of the grinding chamber 1 by the action of the rod 8 of the piston 9 on the bracket 5. The hydraulic cylinder or pneumatic cylinder 2 is installed with possibly Tew changing the direction of the vibratory effect on the grinding chamber 1, for example via pulley block 10.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В качестве рабочей среды возможно применение сжатого воздуха или жидкости, например, масла. При использовании масла вибрационная мельница снабжена гидроцилиндром, а при использовании сжатого воздуха - пневмоцилиндром. Рассмотрим работу устройства, в котором в качестве рабочей среды применяют масло.As a working medium, it is possible to use compressed air or liquid, for example, oil. When using oil, the vibratory mill is equipped with a hydraulic cylinder, and when using compressed air, it is equipped with a pneumatic cylinder. Consider the operation of a device in which oil is used as a working medium.

При расположении четырехходового воздухораспределительного клапана 3 в «рабочем» положении масло поступает в рабочую полость гидроцилиндра 2 и поршень 9 начинает двигаться вниз (см. фиг. 1). При этом шток 8 создает толкательное воздействие на кронштейн 5, сжимая упругий элемент 6, и помольная камера 1 отклоняется от своего исходного положения. Затем приводом (на фиг. не показан) клапан 3 переводится в положение «холостого» хода и масло поступает в холостую полость гидроцилиндра 2. Поршень 9 начинает двигаться вверх и масло через клапан 3 вытекает из рабочей полости гидроцилиндра 2 (см. фиг. 2). При этом упругий элемент 6, воздействуя на кронштейн 5, возвращает помольную камеру 1 в исходное положение. Затем цикл повторяется. Частицы материала, перемещаясь в зазорах между мелющими телами, измельчаются за счет ударных, истирающих и раздавливающих нагрузок.When the four-way air distribution valve 3 is in the “working” position, the oil enters the working cavity of the hydraulic cylinder 2 and the piston 9 begins to move down (see Fig. 1). When this rod 8 creates a push action on the bracket 5, compressing the elastic element 6, and the grinding chamber 1 deviates from its original position. Then, with an actuator (not shown in FIG.), Valve 3 is moved to the idle position and oil enters the idle cavity of hydraulic cylinder 2. The piston 9 starts to move upward and oil flows through valve 3 from the working cavity of hydraulic cylinder 2 (see Fig. 2) . In this case, the elastic element 6, acting on the bracket 5, returns the grinding chamber 1 to its original position. Then the cycle repeats. Particles of material moving in the gaps between the grinding bodies are crushed due to shock, abrasion and crushing loads.

Винтовая пара 4 позволяет регулировать амплитуду вибрации за счет перемещения гидроцилиндра 2 и, следовательно, изменения расстояния между кронштейном 5 и основанием гидроцилиндра 2. Чем дальше от кронштейна 5 установлен гидроцилиндр 2, тем меньше амплитуда вибрации. Регулирование интенсивности вибрации осуществляют за счет изменения частоты вращения двигателя четырехходового воздухораспределительного клапана 3. Изменение амплитуды и интенсивности вибрации позволяет в широких пределах регулировать не только амплитудно-частотную характеристику движения мелющих тел, но и характер процесса измельчения в зависимости от прочности и размера частиц исходного материала.The screw pair 4 allows you to adjust the amplitude of the vibration by moving the hydraulic cylinder 2 and, consequently, changing the distance between the bracket 5 and the base of the hydraulic cylinder 2. The farther from the bracket 5 the hydraulic cylinder 2 is installed, the smaller the amplitude of the vibration. The regulation of the intensity of vibration is carried out by changing the engine speed of the four-way air distribution valve 3. Changing the amplitude and intensity of the vibration allows you to widely control not only the amplitude-frequency characteristic of the movement of the grinding media, but also the nature of the grinding process depending on the strength and particle size of the starting material.

Применение группы гидроцилиндров 2 (возможно меньших по размеру, чем одиночный гидроцилиндр), установленных по периметру помольной камеры 1 (фиг. 5), также интенсифицирует вибрацию и, следовательно, повышает эффективность и степень измельчения материала. Изменение угла приложения вибрационного воздействия осуществляется за счет наклона основания 7 с помощью полиспаста 10 (фиг. 3, 4). Тогда гидроцилиндры 2 могут обеспечить горизонтальное, или диагональное, или вертикальное вибрирующее воздействие на помольную камеру 1. Изменение угла приложения вибрационного воздействия влияет на интенсивность перемешивания мелющих тел, исключая появление застойных зон. Учитывая то, что гидроцилиндры 2 не связаны напрямую с помольной камерой 1, то их легко можно размещать в любом месте относительно помольной камеры 1, например, по диагональной оси горизонтального сечения, перпендикулярной или продольной оси, а также по всему периметру помольной камеры 1. Это дает возможность получить многообразные формы вибраций, траектории движения материала в помольной камере 1 и регулировать эффективность и степень измельчения материала. Комплексное воздействие гидроцилиндров 2 на помольную камеру 1 создает неоднородное поле скоростей и кинетических энергий в мелющей среде, что создает условия селективного измельчения частиц материала и в целом повышает эффективность процесса измельчения.The use of a group of hydraulic cylinders 2 (possibly smaller than a single hydraulic cylinder) installed around the perimeter of the grinding chamber 1 (Fig. 5) also intensifies vibration and, therefore, increases the efficiency and degree of grinding of the material. Changing the angle of application of the vibration effect is carried out due to the inclination of the base 7 using the tackle 10 (Fig. 3, 4). Then the hydraulic cylinders 2 can provide a horizontal, or diagonal, or vertical vibrating effect on the grinding chamber 1. Changing the angle of application of the vibration effect affects the intensity of mixing of the grinding media, eliminating the appearance of stagnant zones. Given that the hydraulic cylinders 2 are not directly connected to the grinding chamber 1, they can easily be placed anywhere relative to the grinding chamber 1, for example, along the diagonal axis of the horizontal section, perpendicular or longitudinal axis, as well as around the entire perimeter of the grinding chamber 1. This makes it possible to obtain diverse forms of vibration, the trajectory of the material in the grinding chamber 1 and to regulate the efficiency and degree of grinding of the material. The combined effect of the hydraulic cylinders 2 on the grinding chamber 1 creates an inhomogeneous field of velocities and kinetic energies in the grinding medium, which creates the conditions for the selective grinding of material particles and generally increases the efficiency of the grinding process.

Данная вибрационная мельница по сравнению с прототипом позволит упростить конструкцию, повысить надежность эксплуатации, долговечность и производительность, а также позволит регулировать амплитуду и интенсивность вибрации и, следовательно, эффективность и степень измельчения материала.This vibration mill in comparison with the prototype will simplify the design, increase reliability, durability and performance, and also allow you to adjust the amplitude and intensity of the vibration and, therefore, the efficiency and degree of grinding of the material.

Claims

1. Vibration mill, comprising a cylindrical grinding chamber with grinding bodies, mounted with elastic elements on the base, characterized in that it is additionally equipped with a bracket and at least one hydraulic cylinder or pneumatic cylinder with a four-way air distribution valve and a movement mechanism, and the hydraulic cylinder or pneumatic cylinder is installed with the possibility of creating vibration of the grinding chamber by the action of the rod on the bracket.

2. Vibration mill according to claim 1, characterized in that the hydraulic cylinder or pneumatic cylinder is installed with the possibility of changing the direction of vibration.