RU170917U1

RU170917U1 - CENTRIFUGAL DEVICE FOR MIXING AND GRINDING

Info

Publication number: RU170917U1
Application number: RU2016121567U
Authority: RU
Inventors: Алексей Гавриилович Афанасьев; Иван Алексеевич Афанасьев
Original assignee: Алексей Гавриилович Афанасьев; Иван Алексеевич Афанасьев
Priority date: 2016-06-01
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2017-05-15

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована для сухого и мокрого измельчения кусковых, зерновых и порошковых материалов, а также для приготовления смесей. Центробежное устройство содержит рабочую емкость 1 с дном, приводимую во вращение посредством привода 6 через ременную передачу 7. Внутри емкости установлено вогнутое днище 8 с образованием полости между ним и дном емкости 1. В крышке 11 рабочей емкости установлена с возможностью вращения ось 9, на которой закреплен колпак 15 с броневым листом 20б и защитным кольцом 17. Между торцем днища и торцем колпака образован кольцевой щелевой зазор 22. В оси 9 выполнены каналы для подачи обрабатываемого материала, сжатого воздуха и отвода пылегазовой смеси. Обеспечивается снижение износа мелющих тел и рабочих поверхностей устройства, снижение выделений пыли в окружающую среду, улучшение условий работы устройства. 23 з.п.ф-лы, 17 ил.внутреннему диаметру кромки торца днища рабочей емкости или его защитного кольца. Кольцевой щелевой зазор выполнен под углом наклона α к радиусу рабочей емкости. Угол наклона α кольцевого щелевого зазора имеет величину от -80 до +80 градусов.The utility model relates to mechanical engineering and can be used for dry and wet grinding of lump, grain and powder materials, as well as for the preparation of mixtures. The centrifugal device contains a working tank 1 with a bottom, driven by a drive 6 through a belt drive 7. A concave bottom 8 is installed inside the tank with the formation of a cavity between it and the bottom of the tank 1. In the cover 11 of the working tank, an axis 9 is mounted for rotation, on which a cap 15 is fixed with an armor plate 20b and a protective ring 17. An annular slotted gap 22 is formed between the bottom end of the cap and the end of the cap 22. In axis 9, channels are provided for supplying the processed material, compressed air, and removing the dust and gas mixture. EFFECT: reduction of wear of grinding media and working surfaces of the device, reduction of dust emissions into the environment, improvement of working conditions of the device. 23 cpf-ls, 17 il.internal diameter of the edge of the end of the bottom of the working tank or its protective ring. An annular slotted gap is made at an angle of inclination α to the radius of the working capacity. The angle of inclination α of the annular gap of the gap has a value of from -80 to +80 degrees.

Description

Заявляемая полезная модель относится к машиностроению, а именно к оборудованию, применяемому для сухого и мокрого измельчения кусковых, зерновых и порошковых материалов, а также для приготовления смесей.The inventive utility model relates to mechanical engineering, namely to equipment used for dry and wet grinding of lump, grain and powder materials, as well as for the preparation of mixtures.

Известна центробежная мельница, состоящая из корпуса, чаши, сидящей на приводном валу, защитного кольца на кромке чаши и размольного кольца, шкива. В верхней части измельчителя устанавливается воздушно-проходной сепаратор. (Сиденко П.М. Измельчение в химической промышленности. Изд. 2-е, перераб. М., «Химия», 1977 г. - С. 157-158).Known centrifugal mill, consisting of a housing, a bowl sitting on the drive shaft, a protective ring on the edge of the bowl and grinding rings, a pulley. An air-passage separator is installed in the upper part of the grinder. (Sidenko P.M. Grinding in the chemical industry. Ed. 2nd, revised M., "Chemistry", 1977 - S. 157-158).

Недостатками данной центробежной мельницы являются сильный износ шаров и рабочих поверхностей, а также сложная конструкция машины.The disadvantages of this centrifugal mill are the strong wear of the balls and work surfaces, as well as the complex design of the machine.

Известен центробежно-шаровой измельчитель, в котором измельчение материала основано на принципе стесненного удара. Центробежно-шаровой измельчитель содержит редуктор, корпус, вращающуюся чашу, размольное кольцо, отбойную решетку, сепаратор, выводной штуцер, вентилятор, штуцер питания, шары, штуцер для подвода газа-носителя, двигатель. (Сиденко П.М. Измельчение в химической промышленности. Изд. 2-е, перераб. М., «Химия», 1977 г. - С. 156-157).Known centrifugal ball shredder, in which the grinding of the material is based on the principle of cramped impact. The centrifugal ball grinder contains a gearbox, a housing, a rotating bowl, a grinding ring, a baffle grill, a separator, an outlet fitting, a fan, a power fitting, balls, a fitting for supplying a carrier gas, an engine. (Sidenko P.M. Grinding in the chemical industry. Ed. 2nd, revised M., "Chemistry", 1977 - S. 156-157).

Недостатками центробежно-шарового измельчителя являются сильный износ шаров и рабочих поверхностей, а также сложная конструкция машины. Значительное пыление при работе, а также возможность поломки или снижения производительности при избыточной подаче сырья. Если подача сырья в машину недостаточна, шары бьют по оголенной поверхности размольного кольца, и его износ увеличивается. При подаче сырья с избытком, оно просыпается в кольцевой зазор между чашей и размольным кольцом, забивает объем под чашей, затрудняет поток воздуха, что может вывести машину из строя. Кроме этого при длительной, непрерывной работе возможен значительный нагрев чаши и обрабатываемого материала особенно при получении тонких и ультрадисперсных порошков.The disadvantages of the centrifugal ball grinder are the strong wear of the balls and work surfaces, as well as the complex design of the machine. Significant dusting during operation, as well as the possibility of breakage or loss of performance with excessive supply of raw materials. If the supply of raw materials to the machine is insufficient, the balls hit on the exposed surface of the grinding ring, and its wear increases. When supplying raw materials in excess, it wakes up in the annular gap between the bowl and the grinding ring, clogs the volume under the bowl, obstructs the air flow, which can damage the machine. In addition, with prolonged, continuous operation, significant heating of the bowl and the processed material is possible, especially when obtaining fine and ultrafine powders.

Прототипом заявляемого устройства является центробежная мельница для тонкого измельчения с циркуляцией измельчаемого материала, выполненная в виде вращающейся чаши с внутренним бортом, служащим для удержания в чаше слоя материала, чаша расположена на вертикальном валу и закрыта сверху колпаком, служащим отбойной плитой. Для предохранения корпуса мельницы от ударов на некотором расстоянии от борта чаши ставится неподвижное сменное кольцо, служащее для удержания слоя материала у стенок корпуса. (Авторское свидетельство №70859, заявл. 04.10.1946 г., опубл. 31.07.1948 г.).The prototype of the claimed device is a centrifugal mill for fine grinding with circulation of the crushed material, made in the form of a rotating bowl with an inner side that serves to hold a layer of material in the bowl, the bowl is located on a vertical shaft and is closed on top by a cap serving as a baffle plate. To protect the mill body from shock at a certain distance from the side of the bowl, a fixed interchangeable ring is placed, which serves to hold the layer of material near the walls of the body. (Copyright certificate No. 70859, application form. 04.10.1946, publ. 31.07.1948).

Недостатком мельницы для тонкого измельчения материала является значительный износ брони и мелющих устройств, а также возможность остановки или снижения работоспособности мельницы при передозировке измельчаемого материала.The disadvantage of the mill for fine grinding of the material is the significant wear of the armor and grinding devices, as well as the possibility of stopping or reducing the operability of the mill during an overdose of the crushed material.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели, является снижение износа мелющих тел и рабочих поверхностей центробежного устройства для смешивания и измельчения, а также исключение возможности поломки устройства при подаче измельчаемого материала с избытком, а также уменьшение мощности привода, снижение выделений пыли в окружающую среду при измельчении. Снижение и уменьшение нагрева рабочих узлов устройства и обрабатываемого материала.The technical result of the proposed utility model is to reduce the wear of grinding media and working surfaces of a centrifugal device for mixing and grinding, as well as eliminating the possibility of breakage of the device when feeding the crushed material in excess, as well as reducing drive power, reducing dust emissions into the environment during grinding. Reducing and decreasing the heating of the working nodes of the device and the processed material.

Технический результат достигается тем, что в центробежном устройстве для смешивания и измельчения, содержащем корпус, привод с валом, вращающуюся рабочую емкость с дном, неподвижно закрепленный на корпусе колпак с броневым листом на его рабочей поверхности, защитное кольцо, закрепленное на торце колпака, при этом оно снабжено вогнутым днищем, расположенным в рабочей емкости с образованием полости между ним и дном рабочей емкости, крышкой и установленной в крышке с возможностью вращения ось, при этом колпак закреплен на оси внутри рабочей емкости с образованием кольцевого щелевого зазора между торцем колпака и торцем днища, а в оси выполнены каналы для подачи обрабатываемого материала, сжатого воздуха и отвода пылегазовой смеси; днище выполнено съемным; на днище выполнен центральный выступ; центральная часть днища снабжена радиальными выступами; в днище выполнены сквозные отверстия; центральный выступ днища снабжен сквозными отверстиями, соединяющими внутренний объем рабочей емкости с полостью между днищем и дном рабочей емкости; оси сквозных отверстий наклонены в направлении внутренней поверхности рабочей емкости; сквозные отверстия имеют форму поперечной щели по отношению к радиусу рабочей емкости; по крайней мере три канала выполнены в неподвижной втулке, установленной в сквозном отверстии, выполненном в оси; на неподвижной втулке на сопряженной с ней поверхности отверстия в оси выполнена по крайней мере одна кольцевая канавка, соединенная с по крайней мере одним радиальным отверстием в неподвижной втулке, соединенным с одним из каналов, и с по крайней мере одним радиальным отверстием в оси; одно радиальное отверстие в оси соединено с внутренним объемом рабочей емкости над колпаком; в колпаке выполнены камеры охлаждения; по крайней мере одно радиальное отверстие в оси соединено с камерой охлаждения колпака, и по крайней мере еще одно радиальное отверстие в оси соединено со сквозным отверстием в колпаке; камеры охлаждения в колпаке соединены по крайней мере одним отверстием с внутренним объемом рабочей емкости; в валу рабочей емкости выполнено, по крайне мере, одно сквозное отверстие, соединенное с полостью, между днищем и дном рабочей емкости; в валу установлена неподвижная трубка с по крайней мере одним сквозным отверстием; по крайней мере одно сквозное отверстие в валу или неподвижной трубке снабжено оросителем с форсунками, расположенным в полости между днищем и дном рабочей емкости, а форсунки направлены в сторону днища; на торцевой части колпака установлено защитное кольцо; защитное кольцо установлено на торце съемного износостойкого кольца, установленного на торце колпака; на торце днища рабочей емкости установлено защитное кольцо; торцы днища и колпака имеют плоскую или коническую форму; что внутренний диаметр кромки торца колпака меньше внутреннего диаметра кромки торца днища рабочей емкости; кольцевой щелевой зазор выполнен под углом наклона α к радиусу рабочей емкости; угол наклона α кольцевого щелевого зазора имеет величину от -80 до +80 градусов; что внутренний диаметр кромки торца колпака больше внутреннего диаметра кромки торца днища рабочей емкости. Устройство поясняется чертежами.The technical result is achieved in that in a centrifugal device for mixing and grinding, comprising a housing, a drive with a shaft, a rotating working container with a bottom, a cap fixedly mounted on the casing with an armor plate on its working surface, a protective ring fixed on the end of the cap, it is equipped with a concave bottom located in the working tank with the formation of a cavity between it and the bottom of the working tank, a cover and an axis mounted in the cover with the possibility of rotation, while the cap is fixed on the axis inside the working containers with the formation of an annular gap between the end of the cap and the end of the bottom, and in the axis there are channels for supplying the processed material, compressed air and removal of the dust and gas mixture; the bottom is removable; a central protrusion is made on the bottom; the central part of the bottom is equipped with radial protrusions; through holes are made in the bottom; the central protrusion of the bottom is provided with through holes connecting the internal volume of the working tank with the cavity between the bottom and the bottom of the working tank; the axes of the through holes are inclined towards the inner surface of the working container; through holes have the shape of a transverse slit with respect to the radius of the working capacity; at least three channels are made in a stationary sleeve installed in a through hole made in the axis; at least one annular groove connected to at least one radial hole in the fixed sleeve connected to one of the channels and to at least one radial hole in the axis on the fixed sleeve on the mating surface of the hole in the axis; one radial hole in the axis is connected to the internal volume of the working container above the cap; cooling chambers are made in the cap; at least one radial hole in the axis is connected to the cooling chamber of the hood, and at least one more radial hole in the axis is connected to the through hole in the hood; cooling chambers in the cap are connected by at least one opening to the internal volume of the working tank; at least one through hole connected to the cavity between the bottom and the bottom of the working container is made in the shaft of the working container; a fixed tube with at least one through hole is installed in the shaft; at least one through hole in the shaft or fixed tube is provided with an irrigator with nozzles located in the cavity between the bottom and the bottom of the working tank, and the nozzles are directed towards the bottom; a protective ring is installed on the end of the cap; a protective ring is installed at the end of the removable wear-resistant ring mounted on the end of the cap; a protective ring is installed at the end of the bottom of the working tank; the ends of the bottom and cap have a flat or conical shape; that the inner diameter of the edge of the end of the cap is less than the internal diameter of the edge of the end of the bottom of the working tank; annular slotted gap is made at an angle of inclination α to the radius of the working capacity; the angle of inclination α of the annular gap of the gap has a value of from -80 to +80 degrees; that the inner diameter of the edge of the end of the cap is greater than the internal diameter of the edge of the end of the bottom of the working tank. The device is illustrated by drawings.

Фиг. 1 продольный разрез центробежного устройства для смешивания и измельчения материалов;FIG. 1 longitudinal section of a centrifugal device for mixing and grinding materials;

Фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1;FIG. 2, section AA in FIG. one;

Фиг. 3 сечение Б-Б на фиг 2;FIG. 3 section BB in Fig 2;

Фиг. 4 сечение В-В на фиг 3;FIG. 4 section BB in FIG 3;

Фиг. 5 сечение Г-Г на фиг 3;FIG. 5 section GG in FIG. 3;

Фиг. 6 вид Д на фиг 3;FIG. 6 view D in FIG 3;

Фиг. 7 продольный разрез центробежного устройства для смешивания и измельчения материалов с системой охлаждения днища и рабочей емкости;FIG. 7 is a longitudinal section through a centrifugal device for mixing and grinding materials with a cooling system for the bottom and working capacity;

Фиг. 8 сеч. Е-Е на фиг. 7;FIG. 8 sec. EE in FIG. 7;

Фиг. 9 схема смешивания и измельчения;FIG. 9 scheme of mixing and grinding;

Фиг. 10 схема смешивания и измельчения с системой охлаждения днища и рабочей емкости;FIG. 10 mixing and grinding scheme with a cooling system for the bottom and working capacity;

Фиг. 11 элемент Ж на фиг. 7 (вариант, когда внутренний диаметр ∅К торцевой кромки колпака или износостойкого кольца больше внутреннего диаметра ∅Д торцевой кромки днища);FIG. 11 element G in FIG. 7 (option when the inner diameter ∅K of the end edge of the cap or wear ring is larger than the inner diameter ∅D of the end edge of the bottom);

Фиг. 12 элемент Ж на фиг. 7 (вариант, когда внутренний диаметр ∅К торцевой кромки колпака или износостойкого кольца меньше внутреннего диаметра ∅Д торцевой кромки днища);FIG. 12 element G in FIG. 7 (option when the inner diameter ∅K of the end edge of the cap or wear ring is smaller than the inner diameter ∅D of the end edge of the bottom);

Фиг. 13 элемент Ж на фиг. 7 (вариант, когда внутренний диаметр ∅К торцевой кромки колпака или износостойкого кольца равен внутреннему диаметру торцевой ∅Д кромки днища);FIG. 13 element G in FIG. 7 (option when the inner diameter ∅K of the end edge of the cap or wear ring is equal to the inner diameter of the end ∅D of the bottom edge);

Фиг. 14 элемент Ж на фиг. 7 с установленным защитным кольцом на днище;FIG. 14 element G in FIG. 7 with a protective ring installed on the bottom;

Фиг. 15 элемент Ж на фиг. 7 с с установленным защитным кольцом на торце колпака;FIG. 15 element G in FIG. 7 s with a protective ring installed at the end of the cap;

Фиг. 16 элемент Ж на фиг. 7 с наклоном кольцевого щелевого зазора в направлении размольного кольца.FIG. 16 element G in FIG. 7 with an inclination of the annular gap in the direction of the grinding ring.

Фиг. 17 элемент Ж на фиг. 7 с наклоном кольцевого щелевого зазора в направлении днища.FIG. 17 element G in FIG. 7 with an inclination of the annular slotted gap in the direction of the bottom.

Центробежное устройство для смешивания и измельчения (Фиг. 1) содержит рабочую емкость 1, соединенную со шкивом 2 и установленную на валу 3, который с помощью подшипникового узла 4 закреплен на корпусе 5 и приводится во вращение приводом 6 через ременную передачу 7. Внутри рабочей емкости 1 установлено днище 8, внутренняя поверхность которого имеет вогнутую форму, например, в виде сферической, параболической, гиперболической поверхности вращения или в форме усеченного конуса. Днище 8 может составлять с рабочей емкостью 1 единое целое или быть выполнено съемным. Ось 9 соединенная со шкивом 10 установлена на крышке 11 рабочей емкости 1 при помощи подшипникового узла 12 с возможностью вращения ременной передачей 13 от привода 14 установленного на корпусе 5. На оси 9 с помощью гайки 15 закреплен колпак 16, служащий отбойной плитой. Крутящий момент от оси 9 на колпак 16 передается с помощью шлицевого соединения (не показано). Колпак 16 может быть выполнен цельным или составным. Колпак 16 может дополнительно включать в себя износостойкое кольцо 17, выполненное из износостойких материалов (например, твердых сплавов) и закрепленное на колпаке 16 с помощью резьбового соединения 18 и штифтов 19, а также сменный броневой лист 20. На колпаке 16 или сменном броневом листе 20 могут быть выполнены радиальные выступы 21, обеспечивающие ускоренное вовлечение во вращательное движение обрабатываемого материала и мелющих тел. Колпак 16 установлен на оси 9 так, чтобы между ним и крышкой 11 и стенками рабочей емкости 1 имелся зазор. Кроме этого между торцем колпака 16 и торцем днища 8 также имеется кольцевой щелевой зазор 22. Величина кольцевого щелевого зазора 22 может регулироваться, изменением осевого положения колпака 16 на оси 9 с помощью гайки 15. (Фиг. 1, Фиг. 2).The centrifugal device for mixing and grinding (Fig. 1) contains a working tank 1 connected to a pulley 2 and mounted on a shaft 3, which is mounted on a housing 5 with a bearing assembly 4 and is driven by a drive 6 through a belt drive 7. Inside the working tank 1, a bottom 8 is installed, the inner surface of which has a concave shape, for example, in the form of a spherical, parabolic, hyperbolic surface of revolution or in the form of a truncated cone. The bottom 8 can be integrated with the working capacity 1 or be removable. The axis 9 connected to the pulley 10 is mounted on the cover 11 of the working container 1 with the help of the bearing assembly 12 with the possibility of rotation of the belt drive 13 from the drive 14 mounted on the housing 5. On the axis 9 with the help of the nut 15 is fixed the cap 16, which serves as a baffle plate. The torque from the axis 9 to the cap 16 is transmitted using a spline connection (not shown). The cap 16 may be made integral or integral. The cap 16 may further include a wear-resistant ring 17 made of wear-resistant materials (for example, hard alloys) and mounted on the cap 16 using a threaded connection 18 and pins 19, as well as a replaceable armor plate 20. On the cap 16 or a replaceable armor sheet 20 can be made of the radial protrusions 21, providing accelerated involvement in the rotational movement of the processed material and grinding media. The cap 16 is mounted on the axis 9 so that there is a gap between it and the cover 11 and the walls of the working container 1. In addition, between the end face of the cap 16 and the end face of the bottom 8 there is also an annular slotted gap 22. The size of the annular slotted gap 22 can be adjusted by changing the axial position of the cap 16 on the axis 9 with the nut 15. (Fig. 1, Fig. 2).

В оси 9, установленной с возможностью вращения, выполнено по крайней мере одно продольное сквозное отверстие, соединяющее внутренний объем рабочей емкости 1 с внешней средой, в котором установлена неподвижная втулка 23. В неподвижной втулке 23 могут быть выполнены один или несколько сквозных каналов. В данной конструкции приведен пример с четырьмя каналами, хотя их количество может быть уменьшено или увеличено в зависимости от технологического назначения центробежного устройства для смешивания и измельчения. Канал 24 в неподвижной втулке 23 предназначен для подвода охлаждающей среды (газа, быстро испаряющейся жидкости) к колпаку 16. Продольный сквозной канал 25 соединен с устройством загрузки (условно не показан) и предназначен для подачи обрабатываемого материала и мелющих тел в рабочую емкость 1. Канал 26 предназначен (Фиг. 2, Фиг. 3) для подвода сжатого газа в рабочую емкость 1. Сквозной канал 27 предназначен для выгрузки измельченного материала в виде пылевоздушной смеси с помощью вентилятора (не показано). Для исключения попадания мелющих тел и крупных частиц обрабатываемого материала, а также предварительной сепарации измельченного материала в сквозном канале 27 установлена отбойная решетка 28, размер ячеек которой зависит от технологического назначения центробежного устройства для смешивания и измельчения, а также вида измельчаемого материала. На неподвижной втулке 23 установлены кольцевые уплотнители 29 (Фиг. 1, Фиг. 3), разделяющие радиальные ответвления каналов 24 и 26.At least one longitudinal through hole is made in the axis 9 mounted for rotation, connecting the internal volume of the working vessel 1 with the external environment in which the fixed sleeve 23 is installed. One or more through channels can be made in the fixed sleeve 23. This design provides an example with four channels, although their number can be reduced or increased depending on the technological purpose of the centrifugal device for mixing and grinding. Channel 24 in the stationary sleeve 23 is intended for supplying a cooling medium (gas, rapidly evaporating liquid) to the cap 16. A longitudinal through channel 25 is connected to a loading device (not shown conditionally) and is designed to supply the processed material and grinding media to the working tank 1. Channel 26 is intended (Fig. 2, Fig. 3) for supplying compressed gas to the working tank 1. The through channel 27 is intended for unloading the crushed material in the form of a dust-air mixture using a fan (not shown). To exclude the ingress of grinding media and large particles of the processed material, as well as the preliminary separation of the crushed material, a baffle grill 28 is installed in the through channel 27, the cell size of which depends on the technological purpose of the centrifugal device for mixing and grinding, as well as the type of crushed material. On the stationary sleeve 23 installed ring seals 29 (Fig. 1, Fig. 3), separating the radial branches of the channels 24 and 26.

В колпаке 16 выполнены камеры охлаждения 30 с выпускными отверстиями 31 и входным отверстием 32 (Фиг. 1 и Фиг. 2). Входное отверстие 32 камеры охлаждения 30 связано с каналом 24 подвода охладителя радиальными отверстиями 33, выполненными в оси 9 и неподвижной втулке 23, соединенными с кольцевой канавкой 34 (Фиг. 2), выполненной в оси 9 и/или неподвижной втулке 23. Канал 26 для подвода сжатого газа также связанный по крайней мере с одним радиальным отверстием 33 в неподвижной втулке 23 и в оси 9 (Фиг. 3, Фиг. 4) с помощью кольцевой канавки 34, соединен со сквозными отверстиями 35 в колпаке 16. По крайней мере еще одно радиальное отверстие 36 канала подвода сжатого газа 26 в неподвижной втулке 23 соединено с помощью кольцевой канавки 37 и радиального отверстия 38 в оси 9 с внутренней полостью рабочей емкости 1 над колпаком (Фиг. 3, Фиг. 5).In the cap 16 there are cooling chambers 30 with outlet openings 31 and an inlet 32 (Fig. 1 and Fig. 2). The inlet 32 of the cooling chamber 30 is connected to the channel 24 for supplying the cooler with radial holes 33 made in the axis 9 and the fixed sleeve 23 connected to the annular groove 34 (Fig. 2) made in the axis 9 and / or the fixed sleeve 23. Channel 26 for the supply of compressed gas is also connected with at least one radial hole 33 in the stationary sleeve 23 and in the axis 9 (Fig. 3, Fig. 4) using the annular groove 34, connected to the through holes 35 in the cap 16. At least one more radial hole 36 of the compressed gas supply channel 26 the movable sleeve 23 is connected via an annular groove 37 and a radial hole 38 in the axis 9 with the internal cavity of the working container 1 above the cap (Fig. 3, Fig. 5).

Рабочая емкость 1 закрыта сверху крышкой 11 с уплотнением 39 и закреплена с помощью быстросъемного соединения 40, выполненного, например, в виде байонетного соединения (Фиг. 1).The working tank 1 is closed on top by a lid 11 with a seal 39 and secured using a quick-connect 40, made, for example, in the form of a bayonet coupling (Fig. 1).

В случае, когда днище 8 выполнено съемным оно крепится с помощью болтового соединения 41 на рабочей емкости 1 (Фиг. 3).In the case when the bottom 8 is removable, it is mounted using a bolt connection 41 on the working tank 1 (Fig. 3).

Конструктивно днище 8 изготавливают (в случае, когда рабочая емкость 1 и днище 8 представляют собой единое целое) или устанавливают (когда днище выполнено съемным) так, чтобы между дном рабочей емкости 1 и днищем 8 образовывалась полость. Полость между днищем 8 и дном рабочей емкости 1 соединена с отверстием в валу 3, в котором установлена неподвижная трубка 42 с уплотнениями. В неподвижной трубке 42 выполнен по крайней мере один канал 43 с клапаном 44 для подвода сжатого газа в полость днища 8. В днище 8 могут быть выполнены сквозные отверстия 45, соединяющие полость над днищем 8 с внутренним объемом рабочей емкости 1 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 6). Оси сквозных отверстий 45 могут быть перпендикулярны поверхности днища или наклонены в направлении к внутренней поверхности рабочей емкости 1 от оси вращения рабочей емкости 1 и могут иметь форму цилиндра и/или продольной, и/или поперечной щели по отношению к радиусу рабочей емкости 1. На внутренней поверхности днища 8 может быть выполнен центральный выступ 46. Центральный выступ 46 может иметь выпуклую форму, например, коническую, сферическую. Кроме этого центральная часть днища 8 и/или центральный выступ снабжены радиальными выступами 47.Structurally, the bottom 8 is made (in the case when the working tank 1 and the bottom 8 are a single unit) or installed (when the bottom is removable) so that a cavity is formed between the bottom of the working tank 1 and the bottom 8. The cavity between the bottom 8 and the bottom of the working tank 1 is connected to the hole in the shaft 3, in which a stationary tube 42 with seals is installed. In the fixed tube 42, at least one channel 43 is made with a valve 44 for supplying compressed gas to the cavity of the bottom 8. In the bottom 8, through holes 45 can be made connecting the cavity above the bottom 8 with the internal volume of the working tank 1 (Fig. 1, Fig. . 2, Fig. 6). The axis of the through holes 45 may be perpendicular to the bottom surface or inclined towards the inner surface of the working container 1 from the axis of rotation of the working container 1 and may have the form of a cylinder and / or longitudinal and / or transverse gap with respect to the radius of the working container 1. On the inner the surface of the bottom 8 may be made of a Central protrusion 46. The Central protrusion 46 may have a convex shape, for example, conical, spherical. In addition, the central part of the bottom 8 and / or the central protrusion are provided with radial protrusions 47.

Центральный выступ 46 днища 8 может быть снабжен сквозными отверстиями 48, соединяющими внутренний объем рабочей емкости 1 с полостью под днищем 8. В местах сопряжения днища 8 с боковыми стенками рабочей емкости 1 устанавливают уплотнители 49 (Фиг. 1).The central protrusion 46 of the bottom 8 may be provided with through holes 48 connecting the internal volume of the working tank 1 with the cavity under the bottom 8. In the places of the interface of the bottom 8 with the side walls of the working tank 1, seals 49 are installed (Fig. 1).

В случае технологической необходимости охлаждения обрабатываемого материала в процессе измельчения днище 8 делают без сквозных отверстий 45 и 48. Если днище 8 выполнено съемным, то между днищем 8 и боковыми стенками рабочей емкости 1 (Фиг. 7, фиг. 8) устанавливают уплотнения 49, а в неподвижной трубке 42 выполняют по крайней мере два канала. Один канал 50 предназначен для подвода охладителя через вентиль 51, а второй канал 52 (Фиг. 7) предназначен для отвода отработавшего охладителя. В качестве охладителя могут использоваться охлажденный газ, охлажденная жидкость или специальные хладагенты, например, фреоны. В случае подачи охладителя в жидкой форме в канал 50 подвода охладителя устанавливают ороситель 53, форсунки 54 которого направлены на днище 8. Ороситель 53 с форсунками 54 (Фиг. 7, Фиг. 8) может быть выполнен в виде по крайней мере одной радиальной трубки с форсунками 54. Отвод охладителя из полости между днищем 8 и дном рабочей емкости 1 осуществляется через канал 52 самотеком или с использованием насоса.If it is technologically necessary to cool the material being processed during the grinding process, the bottom 8 is made without through holes 45 and 48. If the bottom 8 is removable, seals 49 are installed between the bottom 8 and the side walls of the working tank 1 (Fig. 7, Fig. 8), and in the fixed tube 42, at least two channels are provided. One channel 50 is used for supplying the cooler through valve 51, and the second channel 52 (Fig. 7) is designed to exhaust the spent cooler. Chilled gas, chilled liquid or special refrigerants, for example, freons, can be used as a cooler. If the cooler is supplied in liquid form, a sprinkler 53 is installed in the cooler supply channel 50, nozzles 54 of which are directed to the bottom 8. Sprinkler 53 with nozzles 54 (Fig. 7, Fig. 8) can be made in the form of at least one radial tube with nozzles 54. The cooler is removed from the cavity between the bottom 8 and the bottom of the working tank 1 through a channel 52 by gravity or using a pump.

С целью регулирования интенсивности процесса измельчения, формирования самофутерующегося слоя, снижения износа мелющих тел, диаметры внутренних кромок торца днища 8 и колпака 16 или торца износостойкого кольца 17 выполняются одинаковыми или различными. Всего возможно три варианта:In order to control the intensity of the grinding process, the formation of a self-lining layer, reduce wear of grinding media, the diameters of the inner edges of the end face of the bottom 8 and the cap 16 or the end of the wear-resistant ring 17 are the same or different. There are three possible options:

1) внутренний диаметр ∅К торцевой кромки 55 колпака 16 или износостойкого кольца 17 больше внутреннего диаметра ∅Д торцевой кромки 56 днища 8 (Фиг. 11);1) the inner diameter ∅K of the end edge 55 of the cap 16 or the wear ring 17 is larger than the inner diameter диаметD of the end edge 56 of the bottom 8 (Fig. 11);

2) внутренний диаметр ∅К торцевой кромки 55 колпака 16 или износостойкого кольца 17 меньше внутреннего диаметра ∅Д торцевой кромки 56 днища 8 (Фиг. 12);2) the inner diameter ∅K of the end edge 55 of the cap 16 or the wear-resistant ring 17 is smaller than the inner diameter ∅D of the end edge 56 of the bottom 8 (Fig. 12);

3) внутренний диаметр ∅К торцевой кромки 55 колпака 16 или износостойкого кольца 17 равен внутреннему диаметру ∅Д торцевой кромки 56 днища 8 (Фиг. 13);3) the inner diameter ∅K of the end edge 55 of the cap 16 or wear ring 17 is equal to the inner diameter ∅D of the end edge 56 of the bottom 8 (Fig. 13);

Кроме этого на торце днища 8 для снижения износа или формирования самофутерующего слоя измельчаемого материала может устанавливаться защитное кольцо 57, выполненное из износостойкого материала, например, твердого сплава (Фиг. 14) внутренний диаметр которого меньше внутреннего диаметра кромки 56 днища 8. Торец колпака 16 также может быть снабжен износостойким кольцом 17, внутренний диаметр которого меньше внутреннего диаметра торцевой кромки 55 колпака 16 (Фиг. 15).In addition, a protective ring 57 made of a wear-resistant material, for example, a hard alloy (Fig. 14) whose inner diameter is smaller than the inner diameter of the edge 56 of the bottom 8. The end face of the cap 16 can also be installed on the end of the bottom 8 to reduce wear or the formation of a self-lining layer of crushed material can be equipped with a wear-resistant ring 17, the inner diameter of which is less than the inner diameter of the end edge 55 of the cap 16 (Fig. 15).

Для регулирования условия формирования воздушной подушки в зоне кольцевого щелевого зазора 22 (помимо изменения давления и расхода через кольцевой щелевой зазор 22) поверхность торцев колпака 16 или износостойкого кольца 17 и торца днища 8 делают в виде конических поверхностей, между которыми устанавливают кольцевой щелевой зазор 22 (Фиг. 16, Фиг. 17). Угол наклона α конических поверхностей торцев днища 8 колпака 16 или износостойкого кольца 17 по отношению к радиусу рабочей емкости 1 задают в интервале от - 80 до +80 градусов в зависимости от вида измельчаемого материала и требуемой конечной дисперсности помола.To regulate the conditions for the formation of an air cushion in the zone of the annular slotted gap 22 (in addition to changing the pressure and flow rate through the annular slotted gap 22), the surface of the ends of the cap 16 or wear-resistant ring 17 and the end of the bottom 8 are made in the form of conical surfaces between which an annular slotted gap 22 is established ( Fig. 16, Fig. 17). The angle of inclination α of the conical surfaces of the ends of the bottom 8 of the cap 16 or wear ring 17 with respect to the radius of the working tank 1 is set in the range from -80 to +80 degrees, depending on the type of material to be ground and the required final grinding dispersion.

Центробежное устройство для смешивания и измельчения работает следующим образом.A centrifugal device for mixing and grinding works as follows.

В рабочую емкость 1 при снятой крышке 11 или через загрузочный канал 25 загружают мелющие тела 58 и обрабатываемый материал 59 (Фиг. 9). Закрывают рабочую емкость 1 крышкой 11 с помощью быстросъемного соединения 40. Включают привод 6 вращения рабочей емкости 1.With the lid 11 removed or through the feed channel 25, grinding media 58 and the material to be processed 59 are loaded into the working container 1 (Fig. 9). Close the working tank 1 with a lid 11 using a quick coupler 40. Turn on the drive 6 rotation of the working tank 1.

При вращении рабочей емкости 1 смесь обрабатываемого материала 59 и мелющих тел 58 под действием центробежных сил движется по днищу 8 и за счет сил трения разгоняется до угловой скорости ω_б вращения рабочей емкости 1. Кроме сил трения, обрабатываемый материал 59 и мелющие тела 58 дополнительно разгоняют радиальными выступами 47 на днище 8 рабочей емкости 1 (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 6). Это позволяет сократить время разгона мелющих тел 58 и обрабатываемого материала 59 до скорости вращения рабочей емкости 1. При совместном вращении с рабочей емкостью 1 в слое обрабатываемого материала 59 и мелющих тел 58 под действием центробежных сил создается давление. Под действием этого давления обрабатываемый материал 59 и мелющие тела 58 перемещаются по днищу 8 в верхнюю часть рабочей емкости и попадают на неподвижный или вращающийся от привода 14 колпак 16 (Фиг. 9, Фиг. 10). За счет инерции, приобретенной мелющими телами 58 и обрабатываемым материалом 59 при движении по вогнутому днищу 8, а также за счет подпора слоя мелющих тел 58 и обрабатываемого материала 59, движущегося по днищу 8, обрабатываемый материал 59 и мелющие тела 58 перемещаются по вогнутой поверхности колпака 16. При движении по внутренней поверхности колпака 16 мелющие тела 58 и обрабатываемый материал 59 теряют за счет трения скорость и падают на днище 8 рабочей емкости 1 или направляются выступом в центральной части вогнутой поверхности колпака 16 в направлении днища 8. Измельчение обрабатываемого материала 59 происходит в основном за счет раздавливающего и истирающего воздействия мелющих тел 58 на обрабатываемый материал 59 при его движении по вогнутому днищу 8 и вогнутой поверхности колпака 16. Кроме этого, измельчение происходит в процессе ударного воздействия мелющих тел 58 на обрабатываемый материал 59 после его отрыва (схода) от внутренней поверхности колпака 16.When the working container 1 rotates, the mixture of the processed material 59 and grinding media 58 under the action of centrifugal forces moves along the bottom 8 and, due to the friction forces, accelerates to an angular velocity ω _{b of} rotation of the working container 1. In addition to the friction forces, the processed material 59 and the grinding media 58 are additionally accelerated radial projections 47 on the bottom 8 of the working tank 1 (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 6). This allows you to reduce the acceleration time of the grinding media 58 and the processed material 59 to the speed of rotation of the working container 1. When combined with the working capacity 1 in the layer of the processed material 59 and the grinding media 58 under the action of centrifugal forces creates pressure. Under the influence of this pressure, the processed material 59 and the grinding bodies 58 are moved along the bottom 8 to the upper part of the working tank and fall on the cap 16, which is stationary or rotates from the drive 14 (Fig. 9, Fig. 10). Due to the inertia acquired by the grinding bodies 58 and the processed material 59 when moving along the concave bottom 8, as well as due to the backing of the layer of grinding bodies 58 and the processed material 59 moving along the bottom 8, the processed material 59 and grinding bodies 58 are moved along the concave surface of the hood 16. When moving on the inner surface of the hood 16, the grinding media 58 and the processed material 59 lose friction due to friction and fall on the bottom 8 of the working tank 1 or are directed by a protrusion in the central part of the concave surface of the hood 16 to the bottom 8. The grinding of the processed material 59 occurs mainly due to the crushing and abrasion of the grinding media 58 on the processed material 59 when it moves along the concave bottom 8 and the concave surface of the cap 16. In addition, grinding occurs during the impact of the grinding bodies 58 on the processed material 59 after its separation (descent) from the inner surface of the cap 16.

Для исключения переизмельчения, а также в случае необходимости реализации непрерывного процесса измельчения и отвода измельченного обрабатываемого материала через канал подачи газа 26, в рабочую емкость 1 подают сжатый газ через радиальные отверстия 36 в неподвижной втулке 23 и радиальные отверстия 38 в оси 9 над колпаком, используя для распределения потока сжатого газа кольцевую канавку 37 (Фиг. 9, Фиг. 10). Кольцевые канавки 34 и кольцевые канавки 37 могут быть выполнены в неподвижной втулке 23 и/или в продольном сквозном отверстии, выполненным в оси 9. Все кольцевые канавки 34 и 37 соединяются радиальными отверстиями 36 и 38 в неподвижной втулке 23 с соответствующими каналами, а радиальными отверстиями в оси 9, соединяются с внутренним объемом рабочей емкости 1 или с камерами охлаждения 30 в колпаке 16 или со сквозными отверстиями. Все кольцевые канавки разделены между собой кольцевыми уплотнениями 29.To avoid over-grinding, as well as if it is necessary to implement a continuous process of grinding and removal of the crushed processed material through the gas supply channel 26, compressed gas is fed into the working container 1 through the radial holes 36 in the stationary sleeve 23 and the radial holes 38 in the axis 9 above the cap, using to distribute the flow of compressed gas, the annular groove 37 (Fig. 9, Fig. 10). The annular grooves 34 and the annular grooves 37 can be made in the stationary sleeve 23 and / or in the longitudinal through hole made in the axis 9. All the annular grooves 34 and 37 are connected by radial holes 36 and 38 in the stationary sleeve 23 with the corresponding channels, and radial holes in the axis 9, are connected with the internal volume of the working tank 1 or with cooling chambers 30 in the cap 16 or with through holes. All annular grooves are separated by annular seals 29.

Сжатый газ из верхней части рабочей емкости 1 через зазор между стенками рабочей емкости 1 и колпака 16 попадает в кольцевой щелевой зазор 22, образованный торцами днища 8 и колпака 16. Сжатый газ, выходящий из кольцевого щелевого зазора 22 проходит через движущийся слой мелющих тел 58 и обрабатываемого материала 59 и выводит из него частицы заданной дисперсности. Пылегазовая смесь измельченного материала выводится из рабочей емкости 1 через сквозной канал выгрузки 27 (Фиг. 9, Фиг. 10). При периодическом режиме работы центробежного устройства для смешивания и измельчения пылегазовая смесь может не отводиться из рабочей емкости 1, при этом сжатый воздух не подается в рабочую емкость 1. Выгрузка измельченного обрабатываемого материала 59 в этом случае осуществляется после остановки центробежного устройства для смешивания и измельчения при снятой крышке 11.Compressed gas from the upper part of the working tank 1 through the gap between the walls of the working tank 1 and the cap 16 enters the annular slotted gap 22 formed by the ends of the bottom 8 and the cap 16. The compressed gas exiting the annular slotted gap 22 passes through a moving layer of grinding media 58 and processed material 59 and removes particles of a given dispersion from it. The dust-gas mixture of crushed material is discharged from the working tank 1 through the through discharge channel 27 (Fig. 9, Fig. 10). During periodic operation of the centrifugal device for mixing and grinding, the dust-gas mixture may not be discharged from the working tank 1, while the compressed air is not supplied to the working tank 1. In this case, the ground processed material is unloaded 59 after the centrifugal mixing and grinding device is stopped when removed cover 11.

В случае реализации непрерывного процесса измельчения загрузка обрабатываемого материала 59 и мелющих тел 58 осуществляется через канал 25 в неподвижной втулке 23, а выгрузка через сквозной канал выгрузки 27 в виде пылегазовой смеси. Пылегазовая смесь из рабочей емкости 1 удаляется вентилятором (не показан), а затем измельченный материал осаждается с помощью циклонов или воздушных фильтров (не показаны). При необходимости измельченный материал классифицируют по фракциям, а недоизмельченный обрабатываемый материал поступает вновь в центробежное устройство для смешивания и измельчения. Для исключения выгрузки недоизмельченного материала, а также вылета мелющих тел 58 в сквозном канале выгрузки 27 установлена отбойная решетка 28 (фильтр) с требуемыми размерами фильтрующих ячеек (пор) (Фиг. 2, Фиг. 3).In the case of the implementation of a continuous grinding process, the loading of the processed material 59 and grinding media 58 is carried out through the channel 25 in the stationary sleeve 23, and unloading through the through channel of the discharge 27 in the form of a dust and gas mixture. The dust-gas mixture from the working tank 1 is removed by a fan (not shown), and then the crushed material is deposited using cyclones or air filters (not shown). If necessary, the crushed material is classified into fractions, and the unmilled material to be processed is fed back to the centrifugal device for mixing and grinding. To exclude the unloading of the under-ground material, as well as the departure of the grinding media 58, a baffle grill 28 (filter) with the required dimensions of the filtering cells (pores) is installed in the through discharge channel 27 (Fig. 2, Fig. 3).

В зависимости от технологических свойств обрабатываемого материала интенсивность ударно-истирающего воздействия в процессе измельчения требуется регулировать. При постоянной скорости вращения рабочей емкости 1 величина ударно-истирающего воздействия может регулироваться с помощью изменения величины и направления вращения колпака 16. При этом колпак 16 с помощью привода 14 может вращаться как в направлении противоположном направлению вращения рабочей емкости 1, так и в направлении, совпадающем с направлением вращения рабочей емкости 1. Выбор величины и соотношения скоростей и направления вращения рабочей емкости 1 и колпака 16 зависит от свойств обрабатываемого материала 59.Depending on the technological properties of the processed material, the intensity of the impact-abrasion during the grinding process must be regulated. At a constant speed of rotation of the working container 1, the value of the shock-abrasive effect can be adjusted by changing the magnitude and direction of rotation of the cap 16. In this case, the cap 16 using the drive 14 can rotate both in the direction opposite to the direction of rotation of the working container 1, and in the direction that with the direction of rotation of the working tank 1. The choice of the magnitude and ratio of speeds and the direction of rotation of the working tank 1 and the cap 16 depends on the properties of the processed material 59.

С целью уменьшения износа вогнутой поверхности колпака 16 на нем устанавливаются съемные износостойкие элементы - износостойкое кольцо 17 и броневой лист 20. Износостойкое кольцо 17 и броневой лист 20 подвергаются наибольшему износу в процессе измельчения и смешивания обрабатываемого материала 59, так как на них оказывает истирающее воздействие поток набегающего обрабатываемого материала 59 и мелющих тел 58 (Фиг. 9, Фиг. 10). Радиальные выступы 21 выполненные на броневых листах 20 колпака 16 позволяют тормозить набегающий поток обрабатываемого материала 59 и мелющих тел 58 за счет действия центробежных сил возникающих при вращении колпака 16. Это позволяет снизить величину ударного воздействия при ударе обрабатываемого материала 59 и мелющих тел 58 о колпак 16, а также снизить скорость соударения с днищем 8 рабочей емкости 1, в результате чего уменьшается износ колпака 16 и износостойкого кольца 17.In order to reduce the wear of the concave surface of the cap 16, removable wear-resistant elements are installed on it - a wear-resistant ring 17 and an armor plate 20. Wear-resistant ring 17 and an armor plate 20 undergo the greatest wear during grinding and mixing of the processed material 59, since they are abrasive by the flow on-going processed material 59 and grinding bodies 58 (Fig. 9, Fig. 10). The radial protrusions 21 made on the armor plates 20 of the cap 16 allow you to slow down the incoming flow of the processed material 59 and grinding media 58 due to the action of centrifugal forces arising from the rotation of the cap 16. This reduces the impact on impact of the processed material 59 and grinding bodies 58 about the cap 16 and also reduce the speed of collision with the bottom 8 of the working tank 1, resulting in reduced wear of the cap 16 and wear ring 17.

Обрабатываемый материал 59 вместе с мелющими телами 58 при сходе с колпака 16 перемещается в направлении к центру вращения днища 8 и при встрече со слоем обрабатываемого материал 59 и мелющих тел 58 на днище 8 подвергается ударно-истирающему воздействию, который приводит к его интенсивному измельчению (Фиг. 9 и Фиг. 10). При этом также происходит интенсивное перемешивание обрабатываемого материала 59, в случае, если он состоит из нескольких (двух и более ингредиентов). Наиболее интенсивное измельчение обрабатываемого материала 59 происходит тогда, когда реализуется стесненный удар мелющими телами 58 или крупными кусками обрабатываемого материала 59 (Фиг. 9, Фиг. 10). Стесненный удар при работе устройства возникает тогда, когда мелющие тела 58 осуществляют ударное воздействие на обрабатываемый материал 59, движущийся по поверхностям вогнутого днища 8, износостойкого кольца 17 и броневых листов 20 колпака 16. При движении обрабатываемого материала 59 и мелющих тел 58 по внутренней поверхности вогнутого днища 8 и вогнутым поверхностям износостойкого кольца 17 и броневых листов 20 колпака 16 измельчение обрабатываемого материала 59 происходит в основном за счет истирающего воздействия мелющих тел 58 и за счет сдвиговых деформаций, возникающих в слое обрабатываемого материала 59. Явление относительного сдвига в слое обрабатываемого материала 59 возникает за счет трения между слоем обрабатываемого материала 59 и поверхностями днища 8, износостойкого кольца 17 и броневых листов 20.The processed material 59, together with the grinding bodies 58, when leaving the cap 16 moves towards the center of rotation of the bottom 8 and when it encounters a layer of the processed material 59 and grinding bodies 58 on the bottom 8 is subjected to impact-abrasion, which leads to its intensive grinding (Fig. . 9 and Fig. 10). At the same time, intensive mixing of the processed material 59 occurs, if it consists of several (two or more ingredients). The most intensive grinding of the processed material 59 occurs when a cramped blow is realized by grinding bodies 58 or large pieces of the processed material 59 (Fig. 9, Fig. 10). A cramped blow during operation of the device occurs when the grinding bodies 58 impact on the material being processed 59 moving along the surfaces of the concave bottom 8, the wear ring 17 and the armor plates 20 of the cap 16. When the processed material 59 and the grinding bodies 58 move along the inner surface of the concave the bottom 8 and the concave surfaces of the wear ring 17 and the armor plates 20 of the cap 16, the grinding of the processed material 59 is mainly due to the abrasive effect of the grinding media 58 and due to the shift ovyh deformations arising in the layer of the processed material 59. The phenomenon of relative shift in the layer of the processed material 59 occurs due to friction between the layer of the processed material 59 and bottom 8 surfaces, the wear ring 17 and armor plates 20.

Интенсивное воздействие обрабатываемого материала 59 и мелющих тел 58 на колпак 16 может приводить к значительному нагреву обрабатываемого материала 59, колпака 16, износостойкого кольца 17 и броневых листов 20. Для исключения перегрева обрабатываемого материала 59, износостойкого кольца 17, броневых листов 20 и колпака 16 в нем выполнена камера охлаждения 30. В камеру охлаждения 30 колпака 16 через входное отверстие 32, кольцевую канавку 34 и канал подвода охладителя 24 в неподвижной втулке 23 подается газообразный или жидкий охладитель, который может испаряться при нагреве. Отвод газообразного или жидкого охладителя из камеры охлаждения 30 осуществляется через выпускные отверстия 31 внутрь рабочей емкости 1 или отводиться через специальный канал в неподвижной втулке 23. Выходя из выпускных отверстий 31 газообразный охладитель попадает в кольцевой щелевой зазор 22 между стенкой рабочей емкости 1 и колпаком 16, где смешивается со сжатым газом и, проходя через кольцевой щелевой зазор 22 дополнительно охлаждает обрабатываемый материал 59. Это особенно важно, когда проводиться смешивание и/или измельчение термочувствительных материалов (например, смол или материалов, склонных к термодеструкции). Для дополнительного охлаждения колпака 16 сжатый газ, подаваемый через канал 26 может подаваться также через сквозные отверстия 35, выполненные в колпаке 16. Сжатый газ в сквозные отверстия 35 подается из канала 26 с помощью радиальных отверстий 33 и кольцевой канавки 34 (Фиг. 2). Использование наклонных участков сквозных отверстий 35 с наклоном в сторону кольцевого щелевого зазора 22 для подвода сжатого газа в рабочую емкость 1 позволяет создавать в верхней части рабочей емкости 1 разряжение, тем самым снижая возможность образования там пылевых застойных зон. Это особо важно в тех случаях, когда пылегазовые смеси обрабатываемого материала взрывоопасны.The intense effect of the processed material 59 and grinding media 58 on the cap 16 can lead to significant heating of the processed material 59, cap 16, wear ring 17 and armor plates 20. To prevent overheating of the processed material 59, wear ring 17, armor plates 20 and cap 16 c a cooling chamber 30 is made therein. A gaseous or liquid cooler is supplied to the cooling chamber 30 of the cap 16 through the inlet 32, the annular groove 34 and the supply channel of the cooler 24 in the stationary sleeve 23, which can be used aryatsya when heated. The gaseous or liquid cooler is discharged from the cooling chamber 30 through the outlet openings 31 into the working vessel 1 or is diverted through a special channel in the stationary sleeve 23. Leaving the outlet openings 31, the gaseous cooler enters the annular gap 22 between the wall of the working vessel 1 and the cap 16, where it is mixed with compressed gas and, passing through the annular slotted gap 22, further cools the processed material 59. This is especially important when mixing and / or grinding of the thermal sensitivities -negative materials (e.g., resins or materials susceptible to thermal degradation). For additional cooling of the cap 16, the compressed gas supplied through the channel 26 can also be supplied through the through holes 35 made in the cap 16. The compressed gas is supplied to the through holes 35 from the channel 26 using the radial holes 33 and the annular groove 34 (Fig. 2). The use of inclined sections of the through holes 35 with an inclination towards the annular slotted gap 22 for supplying compressed gas to the working tank 1 allows you to create a vacuum in the upper part of the working tank 1, thereby reducing the possibility of formation of dust stagnant zones there. This is especially important in cases where dust and gas mixtures of the processed material are explosive.

Для исключения заклинивания мелющих тел 58 и кусков обрабатываемого материала 59 кольцевой щелевой зазор 22 между торцами колпака 16 и днища 8 должен быть меньше любого наименьшего размера мелющих тел 58.To prevent jamming of the grinding media 58 and pieces of the processed material 59, the annular gap 22 between the ends of the cap 16 and the bottom 8 should be smaller than any smallest grinding media 58.

В ситуации, когда в рабочую емкость 1 обрабатываемый материал 59 подается с избытком возможно попадание обрабатываемого материала 59 в кольцевой щелевой зазор 22. Под действием центробежных сил обрабатываемый материал 59 будет находиться между торцами колпака 16 или износостойкого кольца 17 и днища 8 до тех пор, пока объем обрабатываемого материала 59 в рабочую емкость не уменьшится или давление сжатого газа в кольцевом щелевом зазоре 22 не увеличится до величины достаточной для преодоления центробежных сил, удерживающих обрабатываемый материал 59 в кольцевом щелевом зазоре 22. В любом случае объем обрабатываемого материала 59, попадающего в кольцевой щелевой зазор 22 незначителен и не оказывает существенного влияния на работу устройства в целом.In a situation where the processed material 59 is fed in excess to the working container 1, the processed material 59 may get into the annular slot gap 22. Under the action of centrifugal forces, the processed material 59 will be between the ends of the cap 16 or wear-resistant ring 17 and the bottom 8 until the volume of the processed material 59 in the working capacity will not decrease or the pressure of the compressed gas in the annular gap gap 22 will not increase to a value sufficient to overcome the centrifugal forces holding the processed material l 59 in the annular slotted gap 22. In any case, the volume of the processed material 59 falling into the annular slotted gap 22 is negligible and does not significantly affect the operation of the device as a whole.

Для исключения явления переизмельчения, а, следовательно, для уменьшения энергозатрат на помол требуется осуществлять постоянный отвод обрабатываемого материала 59, достигнувшего заданной дисперсности. В некоторых случаях, когда обрабатываемый материал 59 склонен к слеживаемости и образованию на поверхности днища 8 уплотненного переизмельченного слоя требуется осуществление дополнительного воздействия на обрабатываемый материал 59, препятствующего образованию переуплотненного слоя на днище 8. В этом случае используется днище 8, на котором выполнены сквозные отверстия 45 и 48. Через сквозные отверстия 45 и отверстия 48 в днище 8 подается сжатый газ, подводимый в полость между днищем 8 и дном рабочей емкости 1 через клапан 44 и канал 43 в неподвижной трубке 42, установленной внутри вала 3. Сжатый газ, проходя через сквозные отверстия 45 и 48 днища 8 создает между внутренней поверхностью днища 8 и потоком движущегося по нему обрабатываемого материала 59 и мелющих тел 58 воздушную подушку, которая препятствует образованию переуплотненного слоя на поверхности днища 8, а также препятствует налипанию и слеживанию обрабатываемого материала 59, склонному к адгезии. Кроме этого сжатый газ, проходя через сквозные отверстия 45 и 48 днища 8, выносит из слоя обрабатываемого материала 59 частицы, достигшие заданных размеров, которые затем удаляются из рабочей емкости 1 с помощью отсасывающего вентилятора через канал выгрузки 27 в неподвижной втулке 23, через отбойную решетку 28. Максимальный размер, удаляемых частиц обрабатываемого материала 59 регулируется расходом и давлением газа, поступающего в рабочую емкость 1 через канал 43 и сквозные отверстия 45 и 48 днища 8. Кроме этого крупность отводимых частиц обрабатываемого материала 59 дополнительно может регулироваться производительностью отсасывающего вентилятора и уровнем, создаваемого разряжения в рабочей емкости 1. При работе с перфорированными днищами 8, имеющими сквозные отверстия 45 и 48 подача газа в щелевой кольцевой зазор 22 через канал 26 подвода сжатого газа может не выполняться. Сжатый газ, подаваемый через сквозные отверстия 45 и 48 днища 8, ось которых наклонена к внутренней поверхности рабочей емкости 1, т.е. в направлении движения материала по днищу 8 позволяет значительно снизить трение между днищем 8 и мелющими телами 58 и обрабатываемым материалом 59. Размер и форма сквозных отверстий 45, угол наклона их оси, их количество и расположение зависят от давления обрабатываемого материала 59 и мелющих тел 58 на днище 8 (объема загрузки и частоты вращения рабочей емкости 1) и должны обеспечивать создание непрерывной воздушной подушки между слоем обрабатываемого материала 59 и мелющих тел 58 и днищем 8. Это позволяет снизить энергозатраты на измельчение и перемешивание, а также значительно уменьшить износ мелющих тел 58, и днища 8. Кроме этого при приготовлении некоторых видов смесей насыщение слоя смеси воздухом позволяет резко улучшить их качество. При работе центробежного устройства для смешивания и измельчения выделения пыли в окружающую среду практически не происходит, так как рабочая емкость 1 выполнена герметичной (закрыта крышкой 11 с уплотнением 39), а все пылевидные продукты отводятся из рабочей емкости 1 через герметичный канал выгрузки 27.To eliminate the phenomenon of overgrinding, and, consequently, to reduce energy consumption for grinding, it is necessary to carry out a constant removal of the processed material 59, which has reached a given dispersion. In some cases, when the processed material 59 is prone to caking and the formation of a compacted over-crushed layer on the surface of the bottom 8, an additional effect is required on the processed material 59, which prevents the formation of a re-compacted layer on the bottom 8. In this case, a bottom 8 is used, on which through holes 45 are made and 48. Through through holes 45 and holes 48 in the bottom 8, compressed gas is supplied into the cavity between the bottom 8 and the bottom of the working tank 1 through the valve 44 and the channel 43 in a fixed a second tube 42 mounted inside the shaft 3. Compressed gas passing through the through holes 45 and 48 of the bottom 8 creates an air cushion between the inner surface of the bottom 8 and the flow of processed material 59 and grinding media 58 through it, which prevents the formation of a re-compacted layer on the bottom surface 8, and also prevents adhesion and caking of the processed material 59, prone to adhesion. In addition, the compressed gas passing through the through holes 45 and 48 of the bottom 8, removes from the layer of the processed material 59 particles that have reached predetermined sizes, which are then removed from the working tank 1 by means of a suction fan through the discharge channel 27 in the stationary sleeve 23, through the baffle 28. The maximum size of the removed particles of the processed material 59 is regulated by the flow rate and pressure of the gas entering the working tank 1 through the channel 43 and through holes 45 and 48 of the bottom 8. In addition, the size of the removed particles of the processed material 59 can additionally be controlled by the capacity of the suction fan and the level of vacuum generated in the working tank 1. When working with perforated bottoms 8 having through holes 45 and 48, the gas supply to the slotted annular gap 22 through the compressed gas supply channel 26 may not be performed. Compressed gas supplied through the through holes 45 and 48 of the bottom 8, the axis of which is inclined to the inner surface of the working tank 1, i.e. in the direction of movement of the material along the bottom 8 allows you to significantly reduce the friction between the bottom 8 and the grinding media 58 and the processed material 59. The size and shape of the through holes 45, the angle of inclination of their axis, their number and location depend on the pressure of the processed material 59 and grinding media 58 on the bottom 8 (load volume and rotational speed of the working vessel 1) and must ensure the creation of a continuous air cushion between the layer of the processed material 59 and the grinding media 58 and the bottom 8. This allows to reduce the energy consumption for grinding and mixing, and also significantly reduce the wear of grinding media 58, and the bottom 8. In addition, when preparing some types of mixtures, saturation of the mixture layer with air can dramatically improve their quality. During operation of the centrifugal device for mixing and grinding, dust emission to the environment practically does not occur, since the working tank 1 is sealed (closed by a lid 11 with a seal 39), and all dust-like products are discharged from the working tank 1 through a sealed discharge channel 27.

Создание воздушной подушки между слоем обрабатываемого материала 59 и мелющих тел 58 и днищем 8 рабочей емкости 1, а также колпака 16 в зоне кольцевого щелевого зазора 22 возможно при использовании колпака 16 и днища 8 с торцами, имеющими коническую поверхность (Фиг. 16, Фиг. 17). В этом случае сформированный конический кольцевой щелевой зазор 22 позволяет направлять сжатый газ при положительном угле наклона а навстречу потоку мелющих тел 58 и обрабатываемому материала 59. При отрицательном угле наклона а (Фиг. 17) сжатый газ через конический кольцевой щелевой зазор 22 подается в направлении движения потока обрабатываемого материала 59 и мелющих тел 58 и формирует воздушную подушку на изнашиваемых поверхностях колпака 16, снижая трение, а, следовательно, и их износ (например, износостойкого кольца 17, броневых листов 20). Диапазон изменения углов наклона α от -80 до +80 градусов обусловлен тем, что для большинства обрабатываемых материалов 59 угол внешнего трения больше 10 градусов. При углах наклона потока сжатого газа, выходящего из кольцевого щелевого зазора 22, меньших угла внешнего трения обрабатываемого материал 59 создаются наилучшие условия для возникновения подъемной силы и создания воздушной подушки. Использование центробежного устройства для смешивания и измельчения для приготовления смесей, осуществляется без применения мелющих тел 58. В этом случае основным фактором, обеспечивающим интенсивное и однородное перемешивание является многократное пространственное смещение частиц обрабатываемого материала 59 друг относительно друга. Кроме этого измельчение некоторых видов материалов также можно осуществлять без использования мелющих тел 58. В этом случае основным измельчающим фактором будет являться интенсивность соударения обрабатываемого материала 59 с колпаком 16.The creation of an air cushion between the layer of the processed material 59 and the grinding media 58 and the bottom 8 of the working tank 1, as well as the cap 16 in the zone of the annular gap 22 is possible using the cap 16 and bottom 8 with ends having a conical surface (Fig. 16, Fig. 17). In this case, the formed conical annular slotted gap 22 allows directing the compressed gas at a positive angle of inclination a towards the flow of grinding media 58 and the material to be processed 59. At a negative angle of inclination a (Fig. 17), the compressed gas is fed through the conical annular slotted gap 22 in the direction of motion the flow of the processed material 59 and the grinding media 58 and forms an air cushion on the wear surfaces of the cap 16, reducing friction and, consequently, their wear (for example, wear-resistant ring 17, armor plates 20). The range of variation of the angle of inclination α from -80 to +80 degrees due to the fact that for most of the processed materials 59 the angle of external friction is more than 10 degrees. When the angles of inclination of the flow of compressed gas exiting the annular gap 22, smaller than the angle of external friction of the processed material 59 creates the best conditions for the occurrence of lifting force and the creation of an air cushion. The use of a centrifugal device for mixing and grinding for the preparation of mixtures is carried out without the use of grinding media 58. In this case, the main factor ensuring intensive and uniform mixing is the multiple spatial displacement of the particles of the processed material 59 relative to each other. In addition, the grinding of certain types of materials can also be carried out without the use of grinding media 58. In this case, the main grinding factor will be the intensity of the collision of the processed material 59 with the cap 16.

Износ днища 8 и колпака 16 (износостойкого кольца 17 и броневого листа 20) в результате взаимодействия с обрабатываемым материалом 59 и мелющими телами 58 приводит к необходимости периодических остановок устройства для замены изношенных деталей. Для уменьшения износа этих деталей и повышения срока их службы может использоваться принцип самофутеровки. Под самофутеровкой понимают формирование на изнашиваемых поверхностях деталей слоя обрабатываемого материала, который практически неподвижен относительно изнашиваемых поверхностей деталей.The wear of the bottom 8 and the cap 16 (wear ring 17 and the armor plate 20) as a result of interaction with the processed material 59 and grinding media 58 leads to the need for periodic stops of the device to replace worn parts. To reduce the wear of these parts and increase their service life, the principle of self-lining can be used. By self-lining is meant the formation on the wearing surfaces of the parts of a layer of the processed material, which is practically stationary relative to the wearing surfaces of the parts.

Для обеспечения самофутеровки днища 8 на торце днища 8 может быть установлено защитное кольцо 57, выполненное из износостойкого материала. Внутренний диаметр защитного кольца 57 (Фиг. 14) меньше внутреннего диаметра ∅Д торцевой кромки днища 8. Выступающая часть защитного кольца 57 задерживает часть движущего по днищу 8 обрабатываемого материала 59, тем самым формируя слой самофутеровки на внутренней поверхности днища 8. Защитное кольцо на торце 55 колпака 16, как и в неподвижном состоянии, а особенно при его вращении позволяет создать самофутерующийся слой отбойной поверхности колпака. Это позволяет резко снизить износ внутренней поверхности колпака или бронирующих плит.To ensure self-lining of the bottom 8 at the end of the bottom 8 can be installed a protective ring 57 made of wear-resistant material. The inner diameter of the protective ring 57 (Fig. 14) is smaller than the internal diameter ∅D of the end edge of the bottom 8. The protruding part of the protective ring 57 delays part of the material moving along the bottom 8 of the processed material 59, thereby forming a self-lining layer on the inner surface of the bottom 8. The protective ring at the end 55 of the cap 16, as in a stationary state, and especially during its rotation allows you to create a self-lining layer of the baffle surface of the cap. This can dramatically reduce wear on the inner surface of the hood or armor plates.

Самофутерующий слой на днище 8 может быть сформирован также в том случае, когда внутренний диаметр ∅К торцевой кромки 55 колпака 16 меньше внутреннего диаметра ∅Д торцевой кромки днища 8 (Фиг. 12).A self-lining layer on the bottom 8 can also be formed when the inner diameter ∅K of the end edge 55 of the cap 16 is smaller than the inner diameter ∅D of the end edge of the bottom 8 (Fig. 12).

На колпаке 16 самофутерующий слой может быть сформирован в том случае, когда колпак 16 вращается, а внутренний диаметр ∅К торцевой кромки колпака больше, чем внутренний диаметр ∅Д торцевой кромки днища 8 (Фиг. 11). Когда внутренний диаметр ∅Д торцевой кромки днища 8 и ∅К колпака 16 равны (Фиг. 13) слой самофутеровки на днище и колпаке 16 не формируется.On the cap 16, a self-lining layer can be formed when the cap 16 rotates and the inner diameter ∅K of the end edge of the cap is larger than the inner diameter ∅D of the end edge of the bottom 8 (Fig. 11). When the inner diameter ∅D of the end edge of the bottom 8 and ∅K of the cap 16 are equal (Fig. 13), the self-lining layer on the bottom and cap 16 is not formed.

В случае если требуется обеспечить охлаждение днища 8 и обрабатываемого материала 59, то днище 8 выполняют без сквозных отверстий 45 и 48, а в полость, образованную днищем 8 и дном рабочей емкости 1 подают жидкий охладитель через клапан 51, канал подвода охладителя 50 в неподвижной трубке 42 и ороситель 53 (Фиг. 7 и Фиг. 8). Из оросителя 53 жидкий охладитель через форсунки 54 под давлением распыляют на внешнюю поверхность днища 8, охлаждая его. Жидкий охладитель, стекая с днища 8, скапливается на дне рабочей емкости 1 и откачивается через канал отвода жидкого охладителя 50 в неподвижной трубке 42. В остальном, устройство для смешивания и измельчения в случае с охлаждением днища 8 работает аналогично устройству без охлаждения днища 8 описанному выше.If it is required to provide cooling of the bottom 8 and the processed material 59, then the bottom 8 is performed without through holes 45 and 48, and a liquid cooler is supplied through the valve 51 to the cavity formed by the bottom 8 and the bottom of the working tank 1, the cooler supply channel 50 in the fixed tube 42 and sprinkler 53 (FIG. 7 and FIG. 8). From the sprinkler 53, a liquid cooler through nozzles 54 is sprayed under pressure onto the outer surface of the bottom 8, cooling it. The liquid cooler, draining from the bottom 8, accumulates on the bottom of the working tank 1 and is pumped out through the channel of the liquid cooler 50 in the fixed tube 42. Otherwise, the device for mixing and grinding in the case of cooling the bottom 8 works similarly to the device without cooling the bottom 8 described above .

После завершения обработки обрабатываемого материала 59 при работе в периодическом режиме или по завершению обработки в непрерывном режиме, когда измельченный обрабатываемый материал 59 непрерывно отсасывается вентилятором через канал выгрузки 27, рабочую емкость 1 останавливают. Снимают крышку 11 и осуществляют выгрузку обрабатываемого материала 59 и мелющих тел 58 из рабочей емкости 1.After processing the processed material 59 when operating in batch mode or upon completion of the processing in continuous mode, when the crushed processed material 59 is continuously sucked by the fan through the discharge channel 27, the working tank 1 is stopped. Remove the cover 11 and carry out the unloading of the processed material 59 and grinding media 58 from the working tank 1.

Таким образом, предлагаемое центробежное устройство для смешивания и измельчения позволяет снизить износ мелющих тел 58 и рабочих поверхностей устройства, а также исключить возможность поломки устройства при подаче измельчаемого материала с избытком. Кроме этого формирование воздушной подушки на днище 8 позволяет существенно снизить энергозатраты и установленную мощность привода при сохранении производительности центробежного устройства для смешивания и измельчения.Thus, the proposed centrifugal device for mixing and grinding allows to reduce the wear of the grinding media 58 and the working surfaces of the device, as well as to exclude the possibility of breakage of the device when feeding the crushed material in excess. In addition, the formation of an air cushion on the bottom 8 can significantly reduce energy consumption and installed drive power while maintaining the performance of a centrifugal device for mixing and grinding.

Использование центробежного устройства для смешивания и измельчения позволяет исключить выделения пыли в окружающую среду.The use of a centrifugal device for mixing and grinding eliminates dust emissions into the environment.

Использование охлаждения колпака 16 и днища 8 рабочей емкости 1 позволяет применять центробежное устройство для смешивания и измельчения для обработки термочувствительных материалов и материалов, склонных к термодеструкции.The use of cooling of the cap 16 and the bottom 8 of the working tank 1 allows the use of a centrifugal device for mixing and grinding for the treatment of heat-sensitive materials and materials prone to thermal degradation.

Claims

1. A centrifugal device for mixing and grinding materials, comprising a housing, a drive with a shaft, a rotating working container with a bottom, a cap fixedly mounted on the casing with an armor plate on its working surface, a protective ring fixed on the end of the cap, characterized in that it is provided a concave bottom located in the working tank with the formation of a cavity between it and the bottom of the working tank, the lid and an axis mounted in the lid with the possibility of rotation, while the cap is fixed on the axis inside the working tank with images the annular gap between the end of the cap and the end of the bottom, and in the axis there are channels for supplying the processed material, compressed air and removal of the dust and gas mixture.

2. The device according to p. 1, characterized in that the bottom is removable.

3. The device according to claim 1, characterized in that the central protrusion is made on the bottom.

4. The device according to claim 1, characterized in that the central part of the bottom is made with radial protrusions.

5. The device according to claim 1, characterized in that through holes are made in the bottom.

6. The device according to p. 3, characterized in that the central protrusion of the bottom is made with through holes connecting the internal volume of the working tank with the cavity between the bottom and the bottom of the working tank.

7. The device according to p. 5, characterized in that the axis of the through holes are inclined in the direction of the inner surface of the working container.

8. The device according to p. 5 or 6, characterized in that the through holes have the shape of a transverse gap with respect to the radius of the working capacity.

9. The device according to claim 1, characterized in that at least three channels are made in a stationary sleeve installed in a through hole made in the axis.

10. The device according to claim 9, characterized in that at least one annular groove connected to at least one radial hole in the fixed sleeve connected to one of the channels is made on the fixed sleeve on the mating surface of the hole in the axis, and with at least one radial hole in the axis.

11. The device according to p. 10, characterized in that at least one radial hole in the axis is connected to the internal volume of the working container above the cap.

12. The device according to claim 1, characterized in that the cooling chambers are made in the cap.

13. The device according to p. 12, characterized in that at least one radial hole in the axis is connected to the cooling chamber of the hood, and at least one more radial hole in the axis is connected to the through hole in the hood.

14. The device according to p. 12, characterized in that the cooling chambers in the cap are connected by at least one opening to the internal volume of the working container.

15. The device according to p. 1, characterized in that the shaft of the working tank is made with at least one through hole connected to the cavity between the bottom and the bottom of the working tank.

16. The device according to claim 1, characterized in that a fixed tube with at least one through hole is installed in the shaft.

17. The device according to p. 15 or 16, characterized in that at least one through hole of the shaft or the fixed tube has an irrigator with nozzles located in the cavity between the bottom and the bottom of the working tank, and the nozzles are directed towards the bottom.

18. The device according to claim 1, characterized in that a protective ring is installed on the end part of the cap.

19. The device according to p. 18, characterized in that the protective ring is installed on the end face of a removable wear-resistant ring mounted on the end face of the cap.

20. The device according to claim 1, characterized in that a protective ring is installed at the end of the bottom of the working tank.

21. The device according to claim 1, characterized in that the ends of the bottom and cap are flat or conical in shape.

22. The device according to p. 1, characterized in that the inner diameter of the edge of the end of the cap is less than or greater than the inner diameter of the edge of the end of the bottom of the working tank.

23. The device according to claim 1, characterized in that the annular slotted gap is made at an angle of inclination α to the radius of the working tank.

24. The device according to p. 23, characterized in that the angle of inclination α of the annular slotted gap has a value from -80 to +80 degrees.