RU2413577C1 - Vibration ball mill - Google Patents
Vibration ball mill Download PDFInfo
- Publication number
- RU2413577C1 RU2413577C1 RU2009140558/21A RU2009140558A RU2413577C1 RU 2413577 C1 RU2413577 C1 RU 2413577C1 RU 2009140558/21 A RU2009140558/21 A RU 2009140558/21A RU 2009140558 A RU2009140558 A RU 2009140558A RU 2413577 C1 RU2413577 C1 RU 2413577C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- section
- drum
- perforated
- sections
- drying agent
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Crushing And Grinding (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для глубокой сушки материалов при сопутствующем измельчении и интенсивном перемешивании для аппаратурной реализации способа получения порошков из растительного сырья в непрерывном режиме при контактно-конвективном подводе сушильного агента. Вибрационная шаровая мельница может найти применение в химической, фармацевтической, сельскохозяйственной и пищевой промышленности. Она может использоваться для непрерывного помола минеральных солей, сушеных фруктов, ягод; сушки порошков; смешения порошков твердых веществ, в том числе при сопутствующем измельчении и сушке; смешении порошков твердых веществ с жидкой фазой.The invention relates to devices for deep drying of materials with concomitant grinding and vigorous stirring for instrumental implementation of a method for producing powders from plant materials in continuous mode by contact-convection supply of a drying agent. Vibratory ball mill can be used in chemical, pharmaceutical, agricultural and food industries. It can be used for continuous grinding of mineral salts, dried fruits, berries; drying powders; mixing powders of solid substances, including during concomitant grinding and drying; mixing powders of solids with the liquid phase.
Известна вибровращательная шаровая мельница [см. патент №2147931, МПК В02С 17/06, 17/14, 2000 г.], состоящая из цилиндрического разделенного на секции барабана, который установлен в подшипниковых опорах с возможностью вращения на подвижную виброплиту, расположенную на пружинящих опорах на неподвижном основании, которая снабжена плоскостным вибратором. Для осуществления непрерывного процесса измельчения мельница выполнена с узлом загрузки, обеспечивающим оптимальное заполнение барабана мелющими телами и измельчаемым материалом. Однако такая конструкция не позволяет проводить совмещенные по времени процессы сушки и измельчения, а процесс смешения производится за счет вращения барабана от отдельного привода, что усложняет конструкцию и техническое обслуживание.Known vibratory rotary ball mill [see patent No. 2147931, IPC В02С 17/06, 17/14, 2000], consisting of a cylindrical drum divided into sections, which is mounted in bearings with the possibility of rotation on a movable vibrating plate located on spring supports on a fixed base, which is equipped with a planar vibrator. To implement the continuous grinding process, the mill is made with a loading unit that ensures optimal filling of the drum with grinding bodies and crushed material. However, this design does not allow drying and grinding processes combined in time, and the mixing process is carried out by rotating the drum from a separate drive, which complicates the design and maintenance.
По конструктивному исполнению наиболее близкой к изобретению является вибрационная шаровая мельница [см. патент №2229340, МПК В02С 17/14, 2004 г.], содержащая цилиндрический барабан, разделенный перфорированными перегородками на секции, часть последней из которых выполнена перфорированной, заполненные мелющими телами с убывающими размерами по секциям от загрузочного рукава к выходу, установленный на упругие опоры и приводимый в круговые колебания двухмассным инерционным вибратором, при этом барабан снабжен теплообменной рубашкой, имеющей спиральную ленточную вставку, образующую винтовой канал для прохода сушильного агента в теплообменной рубашке, перфорация последней секции барабана выполнена в нижней его части на длину не более 1/2 длины секции на 1/3 периметра поверхности, при этом загрузочный рукав выполнен в виде двух коаксиально расположенных цилиндров из гибкого материала, причем внутренний цилиндр перфорирован по всей длине, а внешний, сплошной, присоединен к штуцеру для выхода сушильного агента, а каждая секция барабана заполнена мелющими телами не менее чем на 0,5 ее объема.By design, the closest to the invention is a vibratory ball mill [see patent No. 2229340, IPC В02С 17/14, 2004], containing a cylindrical drum, divided by perforated baffles into sections, part of the last of which is made perforated, filled with grinding bodies with decreasing section sizes from the loading sleeve to the outlet, mounted on elastic supports and driven into circular vibrations by a two-mass inertial vibrator, while the drum is equipped with a heat exchange jacket having a spiral ribbon insert forming a helical channel for the passage of the drying agent in the heat exchange jacket e, the perforation of the last section of the drum is made in its lower part to a length of not more than 1/2 of the section length by 1/3 of the surface perimeter, while the loading sleeve is made in the form of two coaxially arranged cylinders of flexible material, the inner cylinder being perforated along its entire length, and the external, continuous, is connected to the nozzle for the release of the drying agent, and each section of the drum is filled with grinding media by at least 0.5 of its volume.
Однако такая конструкция не позволяет интенсивно проводить процесс сушки во всех секциях барабана, так как через перфорированные перегородки секций измельченная жидкая фаза распределяется равномерно в нижней части всех секций, образуя сплошную неподвижную среду, из которой испарение влаги идет с ее поверхности с восполнением испаренной влаги из внутреннего объема пасты за счет диффузии.However, this design does not allow intensively carrying out the drying process in all sections of the drum, since through the perforated partitions of the sections, the crushed liquid phase is distributed evenly in the lower part of all sections, forming a continuous stationary medium from which moisture evaporates from its surface with the completion of the evaporated moisture from the internal volume of paste due to diffusion.
Задачей изобретения является повышение эффективности получения сухих порошков с узким диапазоном дисперсности, повышением скорости удаления влаги за счет исключения сплошной жидкой среды из последующих секций, сосредоточив ее только в I секции барабана.The objective of the invention is to increase the efficiency of obtaining dry powders with a narrow range of dispersion, increasing the rate of moisture removal by eliminating a continuous liquid medium from subsequent sections, concentrating it only in the first section of the drum.
Задача решается тем, что в вибрационной мельнице, содержащей цилиндрический барабан, разделенный перфорированными перегородками на секции, часть последней из которых выполнена перфорированной, заполненные мелющими телами с убывающими размерами по секциям от загрузочного рукава к выходу, установленный на упругие опоры и приводимый в круговые колебания двухмассным инерционным вибратором, барабан снабжен теплообменной рубашкой, имеющей спиральную ленточную вставку, образующую винтовой канал для прохода сушильного агента в теплообменной рубашке, перфорация последней секции барабана выполнена в нижней его части на длину не более 1/2 длины секции на 1/3 периметра поверхности, при этом загрузочный рукав выполнен в виде двух коаксиально расположенных цилиндров из гибкого материала, причем внутренний цилиндр перфорирован по всей длине, а внешний, сплошной, присоединен к штуцеру для выхода сушильного агента, а каждая секция барабана заполнена мелющими телами не менее чем на 0,5 ее объема, а перегородка между I и II секциями выполнена сплошной в нижней половине и перфорирована в верхней половине с отверстиями, меньшими по размеру подготовленных частиц исходного сырья и мелющих тел I секции.The problem is solved in that in a vibration mill containing a cylindrical drum, divided by perforated baffles into sections, part of the last of which is made perforated, filled with grinding bodies with decreasing section sizes from the loading sleeve to the outlet, mounted on elastic supports and driven into circular vibrations by a two-mass an inertial vibrator, the drum is equipped with a heat exchange jacket having a spiral ribbon insert forming a helical channel for the passage of the drying agent into the heat exchange Oh shirt, the perforation of the last section of the drum is made in its lower part to a length of not more than 1/2 the length of the section on 1/3 of the perimeter of the surface, while the boot sleeve is made in the form of two coaxially arranged cylinders of flexible material, the inner cylinder being perforated along the entire length and the external, solid, is attached to the nozzle for the release of the drying agent, and each section of the drum is filled with grinding media by at least 0.5 of its volume, and the partition between sections I and II is made continuous in the lower half and perforated into rhney half with openings smaller than the size of feedstock particles prepared by grinding bodies and I section.
Предлагаемое техническое решение в литературе не описано. Решение поставленной задачи было достигнуто за счет сосредоточения сплошной жидкой фазы (пюре) в I секции барабана с целью исключения растекания последней по всем последующим секциям и уменьшения поверхности испарения влаги со сплошной поверхности жидкой фазы во столько раз, на сколько секций разделен барабан. При превышении уровня жидкой фазы на 0,5 объема первой секции избыток перетекает в последующие секции, образуя пористую среду в смеси с мелющими телами и долей высушенного перерабатываемого материала. Пористая среда при вибрации легко переходит во взвешенное состояние, что ускоряет процесс удаления влаги с поверхности конгломератов «мелющее тело - жидкая фаза», «высушенная частица - жидкая фаза». Сочетание этих приемов отсутствует в прототипе, следовательно, изобретение соответствует критерию «новизна».The proposed technical solution is not described in the literature. The solution to this problem was achieved by concentrating a continuous liquid phase (puree) in the first section of the drum in order to prevent the latter from spreading over all subsequent sections and to reduce the surface of evaporation of moisture from the continuous surface of the liquid phase by as many times as the sections were divided into a drum. When the level of the liquid phase is exceeded by 0.5 of the volume of the first section, the excess flows to the subsequent sections, forming a porous medium mixed with grinding media and a fraction of the dried processed material. When vibrating, the porous medium easily passes into a suspended state, which accelerates the process of moisture removal from the surface of conglomerates “grinding body - liquid phase”, “dried particle - liquid phase”. The combination of these techniques is absent in the prototype, therefore, the invention meets the criterion of "novelty."
При проведении сопоставительного анализа заявляемого технического решения с аналогами установлено, что сочетание его отличительных признаков с учетом достигаемого результата также не известно, что подтверждает соответствие критерию «изобретательский уровень».When conducting a comparative analysis of the proposed technical solution with analogues, it was found that the combination of its distinguishing features, taking into account the achieved result, is also not known, which confirms compliance with the criterion of "inventive step".
Промышленная применимость подтверждается примерами и описанием работы устройства.Industrial applicability is confirmed by examples and a description of the operation of the device.
Изобретение поясняется чертежами общего вида устройства (фиг.1) и поперечного разреза первой секции барабана (фиг.2).The invention is illustrated by drawings of a General view of the device (figure 1) and a cross section of the first section of the drum (figure 2).
Вибрационная мельница состоит из корпуса, представляющего собой горизонтальный барабан 1 (фиг.1), имеющий теплообменную рубашку 2 со спиральной ленточной вставкой 12, которая образует винтовой канал для прохода сушильного агента.The vibrating mill consists of a housing, which is a horizontal drum 1 (Fig. 1), having a
Барабан по длине разделен на секции перфорированными перегородками 4, причем перегородка между I и II секциями выполнена сплошной в нижней половине и перфорирована в верхней половине поверхности с размерами, меньшими по размеру подготовленных частиц исходного сырья и мелющих тел I секции, а перегородки последующих секций имеют перфорацию на нижней половине поверхности. Размер отверстий на перегородках уменьшается от входа к выходу в барабан, а в каждой секции - меньше размера мелющих тел. Каждая секция заполняется не менее чем на 0,5 ее объема мелющими телами 15, размер которых уменьшается от секции к секции. Торцевая стенка 10 последней секции имеет перфорацию на 1/3 радиуса от центральной оси корпуса, а размер отверстий соответствует размеру частиц товарной продукции. Кроме того, корпус последней секции в нижней части на длину не более Ѕ длины секции на 1/3 периметра поверхности корпуса последней секции имеет отверстия 9 для выхода теплоносителя из рубашки в корпус. Барабан установлен на упругих опорах 5 (фиг.2), имеющих одинаковую жесткость в вертикальном и горизонтальном направлениях для обеспечения круговых колебаний корпуса, для создания которых к корпусу прикреплен двухмассный инерционный вибратор 3.The length of the drum is divided into sections by perforated partitions 4, moreover, the partition between sections I and II is continuous in the lower half and perforated in the upper half of the surface with sizes smaller than the prepared particles of the feedstock and grinding bodies of section I, and the partitions of subsequent sections are perforated on the lower half of the surface. The size of the holes on the partitions decreases from the entrance to the exit to the drum, and in each section is smaller than the size of the grinding media. Each section is filled with at least 0.5 of its volume by grinding media 15, the size of which decreases from section to section. The end wall 10 of the last section has a perforation of 1/3 of the radius from the central axis of the housing, and the size of the holes corresponds to the particle size of the marketable products. In addition, the housing of the last section in the lower part to a length of no more than Ѕ the length of the section by 1/3 of the perimeter of the surface of the housing of the last section has openings 9 for the exit of the coolant from the shirt into the housing. The drum is mounted on elastic supports 5 (figure 2) having the same stiffness in the vertical and horizontal directions to ensure circular vibrations of the housing, to create which a two-mass
В первой секции имеется загрузочное устройство, состоящее из расходного бункера 6, загрузочного рукава 7 и патрубка для отвода сушильного агента 8. Загрузочный рукав выполнен в виде двух коаксиально расположенных цилиндров из гибкого материала, причем внутренний цилиндр перфорирован по всей длине, а внешний, сплошной, присоединен к штуцеру 8 для выхода сушильного агента (СА). Сушильный агент подается в рубашку 2 через штуцер 14. Выгрузка готовой продукции происходит через перфорированную торцевую стенку 10 корпуса, патрубок 11 и затвор 13.In the first section, there is a loading device consisting of a feed hopper 6, a loading sleeve 7 and a nozzle for draining the drying agent 8. The loading sleeve is made in the form of two coaxially arranged cylinders of flexible material, the inner cylinder being perforated along the entire length, and the outer, continuous, attached to the nozzle 8 to exit the drying agent (CA). The drying agent is fed into the
Вибрационная шаровая мельница работает следующим образом.Vibratory ball mill operates as follows.
Вымытое и предварительно подготовленное сырье загружается в расходный бункер 6 и через загрузочный рукав 7 заполняет полностью первую секцию барабана 1. При этом в бункере и загрузочном рукаве находится исходное сырье для поддержания в первой секции коэффициента заполнения 1. Максимальная интенсивность измельчения обеспечивается за счет истирающего воздействия мелющих тел на частицы исходного сырья, которое при этом переходит в состояние сплошной жидкой фазы (пасты), заполняющей нижнюю часть I секции. Избыток жидкой фазы исходного сырья более 0,5 объема I секции переходит в последующие секции, образуя с загрузкой последующих секций пористую среду.Washed and pre-prepared raw materials are loaded into the feed hopper 6 and through the loading sleeve 7 completely fills the first section of the drum 1. At the same time, the feedstock is located in the hopper and the loading sleeve to maintain the fill factor in the first section 1. The maximum grinding intensity is ensured by the abrasive effect of grinding media bodies to particles of the feedstock, which at the same time goes into the state of a continuous liquid phase (paste) filling the lower part of the I section. The excess liquid phase of the feedstock of more than 0.5 volume of the I section goes into subsequent sections, forming a porous medium with the loading of subsequent sections.
Инерционный вибратор 3 приводит корпус в колебательное движение. Параметры колебания (амплитуда А и угловая частота колебаний ω), выбранные из соотношения критерия Фруда и параметрического критерия для заданного габарита (диаметра корпуса Д), приводят загрузку в состояние интенсивного перемешивания, что способствует эффективному теплообмену между нагретой стенкой корпуса и загрузкой и удалению влаги с поверхности частиц загрузки и шаров. Сопутствующее измельчение частиц загрузки за счет ударно-истирающего действия мелющих тел постоянно обновляет поверхность испарения. Измельченное исходное сырье превращается в сплошную жидкую фазу (пасту) и заполняет нижнюю часть I секции. Избыток жидкой фазы исходного сырья более 0,5 объема I секции переходит через перфорированную перегородку между I и II секциями в последующие секции, образуя в них пористую среду в виде частиц измельченного сырья и шаровой загрузки с развитой поверхностью испарения влаги, при этом частицы сырья продолжают измельчаться и сушиться, получая тепло, контактируя с нагретой стенкой корпуса и нагретыми шарами, а также через конвективный теплообмен с сушильным агентом, проходящим через весь корпус от последней секции к первой. Сплошная жидка фаза (паста) сохраняется только в первой секции, а в остальных секциях имеет место дисперсная среда, находящаяся во взвешенном состоянии.
Сушильный агент (горячий воздух) подается в теплообменную рубашку через штуцер 14 и, проходя по винтовому каналу, равномерно по всей поверхности нагревает корпус барабана, а, дойдя до перфорированной зоны 9 последней секции барабана, попадает внутрь последнего - в зону конвективного теплообмена. Увеличение площади сечения движения сушильного агента при переходе из рубашки в корпус значительно снижает его скорость, способствуя более полному теплообмену между ним и частицами, находящимися во взвешанном состоянии, что интенсифицирует процесс сушки. Сушильный агент, пройдя через перфорированные перегородки секций, попадает в первую секцию, полностью заполненную исходным влажным продуктом, где предварительно нагревает его и полностью очищается от уносимой мелкой фракции готового порошка, которая налипает на влажную поверхность частиц исходного продукта при прохождении через поры между частицами. Очищенный, охлажденный и насыщенный парами влаги сушильный агент удаляется через штуцер 8.A drying agent (hot air) is supplied to the heat exchange jacket through the fitting 14 and, passing through the screw channel, heats the drum casing evenly over the entire surface, and when it reaches the perforated zone 9 of the last section of the drum, it enters the latter into the convective heat exchange zone. The increase in the cross-sectional area of the movement of the drying agent during the transition from the shirt to the case significantly reduces its speed, contributing to a more complete heat transfer between it and the particles in suspension, which intensifies the drying process. The drying agent, passing through the perforated partitions of the sections, enters the first section, completely filled with the initial wet product, where it is preheated and completely cleaned of the entrained fine fraction of the finished powder, which adheres to the wet surface of the particles of the initial product when passing through the pores between the particles. Purified, cooled and saturated with moisture vapor drying agent is removed through the nozzle 8.
Готовый сухой порошок заполняет последнюю секцию барабана на 2/3 высоты по радиусу, что исключает износ мелющих тел, а избыток порошка удаляется через перфорированную торцевую стенку последней секции, выгрузочный люк 11 и затвор 13.Ready dry powder fills the last section of the drum at 2/3 of the height along the radius, which eliminates the wear of grinding media, and excess powder is removed through the perforated end wall of the last section, discharge hatch 11 and shutter 13.
Исследование процесса сушки в вибрационной мельнице картофеля и черноплодной рябины показало увеличение фактической производительности по сравнению с аналогом в 1,2-1,5 раза за счет исключения сплошной жидкой фазы из последующих секций кроме первой при комбинированном контактно-конвективном теплообмене между сушильным агентом и загрузкой.The study of the drying process in a vibratory mill of potatoes and chokeberry showed an increase in actual productivity compared to the analogue by 1.2-1.5 times due to the exclusion of a continuous liquid phase from the subsequent sections except for the first with combined contact-convective heat transfer between the drying agent and the load.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009140558/21A RU2413577C1 (en) | 2009-11-02 | 2009-11-02 | Vibration ball mill |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009140558/21A RU2413577C1 (en) | 2009-11-02 | 2009-11-02 | Vibration ball mill |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2413577C1 true RU2413577C1 (en) | 2011-03-10 |
Family
ID=46311066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009140558/21A RU2413577C1 (en) | 2009-11-02 | 2009-11-02 | Vibration ball mill |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2413577C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104546477A (en) * | 2014-12-13 | 2015-04-29 | 重庆康乐制药有限公司 | Vibration material grinding device used for powder |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4164328A (en) * | 1976-07-02 | 1979-08-14 | Klockner Humboldt Deutz Aktiengesellschaft | Vibratory ball or tube mill |
| RU2147931C1 (en) * | 1998-04-28 | 2000-04-27 | Тамбовский государственный технический университет | Vibratory rotary ball mill |
| RU2229340C2 (en) * | 2002-06-27 | 2004-05-27 | Дубкова Наиля Зуфаровна | Vibratory ball mill |
-
2009
- 2009-11-02 RU RU2009140558/21A patent/RU2413577C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4164328A (en) * | 1976-07-02 | 1979-08-14 | Klockner Humboldt Deutz Aktiengesellschaft | Vibratory ball or tube mill |
| RU2147931C1 (en) * | 1998-04-28 | 2000-04-27 | Тамбовский государственный технический университет | Vibratory rotary ball mill |
| RU2229340C2 (en) * | 2002-06-27 | 2004-05-27 | Дубкова Наиля Зуфаровна | Vibratory ball mill |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104546477A (en) * | 2014-12-13 | 2015-04-29 | 重庆康乐制药有限公司 | Vibration material grinding device used for powder |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3261125B1 (en) | Attritor | |
| US5124100A (en) | Dry granulating method and apparatus | |
| RU2413577C1 (en) | Vibration ball mill | |
| RU2147931C1 (en) | Vibratory rotary ball mill | |
| RU2595659C1 (en) | Drum mixer | |
| RU2229340C2 (en) | Vibratory ball mill | |
| JP5607553B2 (en) | Toroidal vibration channel device | |
| US3712593A (en) | Method of and device for continuous preparation of granular material, such as foundry sand | |
| CN204638512U (en) | A kind of pharmacy automatic feed dividing vibrosieve equipment | |
| US2360893A (en) | Method and apparatus for effecting sonic pulverization and dispersion of materials | |
| RU141088U1 (en) | VIBRATION MILL DRYER | |
| US3966127A (en) | Centrifugal device and process for concurrently rupturing and pulverizing granular material, particularly cereal grain | |
| RU210022U1 (en) | Seed cleaning device | |
| RU2343375C1 (en) | Spray drier of boiling bed with passive head piece | |
| RU2205694C1 (en) | Rotor-type grinder | |
| RU2725232C1 (en) | Drum mixer | |
| RU2317855C1 (en) | Multiple-compartment mill-mixer | |
| JP4653076B2 (en) | Densification of bulk particulate material | |
| RU2693772C2 (en) | Drum vibration granulator | |
| JP2003207268A (en) | Method for manufacturing powder and granules using liquid raw material and powder and granule manufacturing apparatus | |
| CN214973661U (en) | Solid waste miscellaneous salt treatment stirring device | |
| US3391872A (en) | Vibrating grinding mill | |
| US989126A (en) | Machine for hydrating lime. | |
| RU2457904C2 (en) | Grain shelling device | |
| RU55644U1 (en) | CENTRIFUGAL MILL OF CONTINUOUS TYPE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111103 |