RU2842064C1 - Mill with mixing of grinding medium - Google Patents
Mill with mixing of grinding medium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2842064C1 RU2842064C1 RU2023115009A RU2023115009A RU2842064C1 RU 2842064 C1 RU2842064 C1 RU 2842064C1 RU 2023115009 A RU2023115009 A RU 2023115009A RU 2023115009 A RU2023115009 A RU 2023115009A RU 2842064 C1 RU2842064 C1 RU 2842064C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sieve
- grinding
- mill
- mixing shaft
- carrier substance
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к мельнице с перемешиванием мелющей среды, содержащей размольную емкость, в которую вводится измельчаемый материал, и сито, через которое измельчаемый материал выводится из размольной емкости, в соответствии с родовым понятием пункта 1 формулы. The invention relates to a mill with a stirred grinding medium, comprising a grinding container into which the material to be ground is introduced, and a sieve through which the material to be ground is removed from the grinding container, in accordance with the generic concept of paragraph 1 of the formula.
Область техники Field of technology
Сначала со ссылкой на фиг. 1 поясняется принцип действия мельницы с перемешиванием мелющей среды. First, the operating principle of the mill with mixing of the grinding medium is explained with reference to Fig. 1.
На фиг. 1 схематически изображена мельница 1 с перемешиванием мелющей среды, содержащая горизонтальный перемешивающий вал 3. Находящиеся в размольной емкости 2 мелющие тела, образующие мелющую среду и выполняемые, как правило, в виде стальных или керамических шариков, для наглядности не показаны. Fig. 1 schematically shows a mill 1 with mixing of the grinding medium, containing a
Во время работы мельницы 1 с перемешиванием мелющей среды через ее вход 5 впускают подлежащий измельчению материал, нагнетаемый в заключенную в размольной емкости 1 размольную камеру 7 и прокачиваемый через нее. Подлежащим измельчению материалом в случае мокрого размола является суспензия или дисперсия, состоящая из жидкости, чаще всего – воды, и твердых веществ. В других случаях такая мельница с перемешиванием мелющей среды также может использоваться для сухого размола. Тогда она может быть выполнена, например, в виде мельницы с вертикальным перемешивающим валом, в которой измельчаемый материал транспортируется через мельницу газообразной средой, чаще всего движущейся нисходящим потоком. During operation of the mill 1 with agitation of the grinding medium, the material to be ground is admitted through its
Настоящее изобретение в своем наиболее широком смысле относится к обоим указанным видам мельниц с перемешиванием мелющей среды. Но его применение является наиболее предпочтительным в мельницах с перемешиванием мелющей среды, содержащих горизонтальный перемешивающий вал. За счет вращательного движения перемешивающего вала 3 приводятся во вращение перемешивающие элементы 8, соединенные с перемешивающим валом 3 с фиксацией от проворачивания относительного него и часто называемые мелющими дисками. Кроме того, при осуществлении настоящего изобретения могут использоваться перемешивающие элементы 8, выполненные в виде отдельных стержней. Для сообщения вращательного движения перемешивающему валу 3 он может приводиться во вращение, например, электродвигателем 9 посредством ременной передачи 10. При этом привод мельницы 1 с перемешиванием мелющей среды чаще всего находится в корпусе 11, примыкающем к размольной емкости 2. The present invention in its broadest sense relates to both of the above-mentioned types of mills with agitation of the grinding medium. However, its application is most preferable in mills with agitation of the grinding medium containing a horizontal mixing shaft. Due to the rotational movement of the
Благодаря вращению перемешивающих элементов 8 содержащиеся в размольной камере 7 мелющие тела, которые находятся вблизи перемешивающих элементов 8, увлекаются этими перемешивающими элементами в окружном направлении размольной емкости 2. В зоне, находящейся посредине между каждыми двумя перемешивающими элементами 8, перемещаемые таким образом мелющие тела, достигнув периферийной области, перетекают обратно в направлении перемешивающего вала 3. Таким образом, между любыми двумя перемешивающими элементами 8 создается циркуляционное движение мелющих тел. Due to the rotation of the
Такое движение мелющих тел вызывает столкновения между твердой фазой суспензии измельчаемого материала, прокачиваемой через размольную камеру 7, и мелющими телами. Эти столкновения приводят к раскалыванию твердой фазы в суспензии измельчаемого материала на мелкие частицы, в результате чего твердые вещества, которые в конечном итоге поступают на выход 6 мельницы 1 с перемешиванием мелющей среды, имеют заметно меньший размер, чем твердые вещества, подаваемые на вход 5. Such movement of the grinding bodies causes collisions between the solid phase of the suspension of the material being ground, pumped through the
Чтобы не допустить выхода мелющих тел из размольной камеры, перед выходом 6, через который выводится измельчаемый материал, устанавливают разделительную систему 4, например, в виде сита или фильтра (далее по тексту используется термин "сито"). In order to prevent the grinding media from escaping from the grinding chamber, a separation system 4 is installed in front of the outlet 6, through which the material being ground is discharged, for example, in the form of a sieve or filter (hereinafter the term "sieve" is used in the text).
Уровень техники State of the art
Для воспрепятствования выходу мелющих тел из размольной емкости обычно используются барабанные сита. Они задерживают мелющую среду на проницаемой для измельчаемого материала боковой поверхности, проходящей по окружности сит, и обладают относительно большой поверхностью фильтровальной перегородки при относительно малом занимаемом объеме, т.е. вызывают сравнительно малое падение давления. Drum sieves are usually used to prevent the grinding media from escaping from the grinding container. They retain the grinding medium on a side surface that is permeable to the material being ground, running along the circumference of the sieves, and have a relatively large filter partition surface with a relatively small occupied volume, i.e. they cause a comparatively small pressure drop.
В результате совершения вращательного движения перемешивающим валом движение в окружном направлении вала сообщается также мелющим телам, находящимся в области барабанного сита. Одновременно действующая на сите всасывающая сила стремится прижимать мелющие тела к боковой поверхности сита. As a result of the rotational motion of the mixing shaft, the motion in the circumferential direction of the shaft is also communicated to the grinding bodies located in the area of the drum sieve. At the same time, the suction force acting on the sieve tends to press the grinding bodies against the side surface of the sieve.
Это приводит к тому, что мелющие тела, находясь под действием силы, направленной по нормали к боковой поверхности барабанного сита, скользят по этой поверхности. Это нежелательно, так как приводит к сильному абразивному изнашиванию боковой поверхности барабанного сита. This results in the grinding bodies, being under the action of a force directed normally to the side surface of the drum screen, sliding along this surface. This is undesirable, as it leads to strong abrasive wear of the side surface of the drum screen.
Поскольку обеспечить достаточную долговечность такого сита можно только применением износостойких материалов, возможности выбора материала сита сильно ограничены. Обычно используются керамические сита или сита с керамическим покрытием. До сих пор сита нередко изготавливаются в виде керамических элементов, имеющих проходящую по окружности и образующую сито фильтровальную перегородку, собираемых друг за другом в пакет и затем свинчиваемых друг с другом с получением в конечном итоге фильтрующей втулки. Хотя это и гарантирует высокую износостойкость, одновременно это увеличивает производственные затраты при изготовлении сит. Кроме того, такая технология ограничивает возможности конструктора в тех случаях, когда нужно дополнительно увеличить ситовую поверхность, т.е. рабочую поверхность сита. Since sufficient durability of such a sieve can only be ensured by using wear-resistant materials, the possibilities for choosing the sieve material are very limited. Ceramic sieves or sieves with a ceramic coating are usually used. Until now, sieves have often been manufactured as ceramic elements with a filter partition running along the circumference and forming a sieve, assembled one after another into a package and then screwed together to ultimately obtain a filter bushing. Although this guarantees high wear resistance, it simultaneously increases production costs when manufacturing sieves. In addition, such technology limits the designer's capabilities in cases where it is necessary to additionally increase the sieve surface, i.e. the working surface of the sieve.
Проблема, положенная в основу изобретения The problem underlying the invention
Учитывая это, в основу изобретения была положена задача создания мельницы с перемешиванием мелющей среды, имеющей разделительную систему, менее подверженную изнашиванию мелющими телами. Taking this into account, the invention was based on the task of creating a mill with mixing of the grinding medium, having a separation system that is less susceptible to wear by the grinding bodies.
Предлагаемое в изобретении решение The solution proposed in the invention
В соответствии с изобретением эта проблема решается признаками независимого пункта формулы изобретения. In accordance with the invention, this problem is solved by the features of an independent claim of the invention.
Соответственно вышеуказанная проблема решается в мельнице с перемешиванием мелющей среды, содержащей размольную емкость, в которой с возможностью вращения установлен перемешивающий вал, предпочтительно несущий перемешивающие элементы, с образованием между перемешивающим валом и стенкой размольной емкости размольной камеры. В размольную камеру вводится измельчаемый материал, транспортируемый текучим веществом-носителем. Как правило, текучее вещество-носитель представляет собой суспензию. Размольная камера частично, или преимущественно, заполнена мелющими телами. Степень заполнения размольной камеры мелющими телами предпочтительно составляет от 75% до 90%. Мелющие тела приводятся во вращательное движение вращающимся перемешивающим валом. За счет этого измельчается, или размалывается, измельчаемый материал, переносимый текучим веществом-носителем через размольную камеру. Измельчаемый материал, транспортируемый текучим веществом-носителем, вместе с веществом-носителем вытягивается через сито. При этом сито задерживает мелющие тела. Accordingly, the above-mentioned problem is solved in a mill with agitation of the grinding medium, comprising a grinding vessel, in which a stirring shaft is mounted with the possibility of rotation, preferably carrying stirring elements, with the formation of a grinding chamber between the stirring shaft and the wall of the grinding vessel. The material to be ground, transported by a fluid carrier substance, is introduced into the grinding chamber. As a rule, the fluid carrier substance is a suspension. The grinding chamber is partially or predominantly filled with grinding bodies. The degree of filling of the grinding chamber with grinding bodies is preferably from 75% to 90%. The grinding bodies are set in rotational motion by a rotating stirring shaft. Due to this, the material to be ground, transported by the fluid carrier substance through the grinding chamber, is crushed, or ground. The material to be ground, transported by the fluid carrier substance, together with the carrier substance is drawn through a sieve. In this case, the sieve retains the grinding bodies.
В предлагаемой в изобретении мельнице сито содержит несколько ситовых элементов, расположенных друг за другом вдоль продольной оси мельницы с возможностью параллельного прохождения через них выводимого из мельницы материала. Сито предпочтительно содержит по меньшей мере два таких расположенных друг за другом ситовых элемента, предпочтительнее – по меньшей мере восемь таких ситовых элементов. Рабочие поверхности ситовых элементов, обращенные по потоку выводимого материала к размольной камере, т.е. принимающие поток материала из размольной камеры и в широком смысле представляющие собой проницаемые поверхности, которые обеспечивают собственно эффект отфильтровывания мелющих тел, простираются наклонно или радиально по отношению к оси вращения перемешивающего вала. In the mill proposed in the invention, the sieve comprises several sieve elements arranged one behind the other along the longitudinal axis of the mill with the possibility of parallel passage of the material discharged from the mill through them. The sieve preferably comprises at least two such sieve elements arranged one behind the other, more preferably at least eight such sieve elements. The working surfaces of the sieve elements facing the flow of the discharged material to the grinding chamber, i.e. receiving the flow of material from the grinding chamber and in a broad sense representing permeable surfaces that ensure the actual effect of filtering the grinding bodies, extend obliquely or radially with respect to the axis of rotation of the mixing shaft.
Текучее вещество-носитель вместе с переносимым им измельчаемым материалом, а также мелющие тела, находящиеся в контакте с измельчаемым материалом и веществом-носителем, увлекаются перемешивающим валом и соответственно этому движутся в окружном направлении перемешивающего вала. Поскольку мелющие тела, оказывающиеся в области ситовых элементов, заметно больше и тяжелее, чем отдельные компоненты измельчаемого материала, эти мелющие тела, по меньшей мере в основном, отбрасываются центробежными силами от области ситовых элементов и удерживаются на расстоянии от нее. The flowing carrier substance together with the material to be ground which it carries, as well as the grinding bodies which are in contact with the material to be ground and the carrier substance, are carried along by the mixing shaft and accordingly move in the circumferential direction of the mixing shaft. Since the grinding bodies which are in the area of the screen elements are noticeably larger and heavier than the individual components of the material to be ground, these grinding bodies are at least mainly thrown away from the area of the screen elements by centrifugal forces and are held at a distance from it.
Благодаря этому, даже если сита во время работы неподвижны, в области ситовых элементов отсутствует или почти отсутствует абразивное скольжение мелющих тел по ситовым поверхностям. Due to this, even if the sieves are stationary during operation, there is no or almost no abrasive sliding of the grinding bodies along the sieve surfaces in the area of the sieve elements.
Абразивное изнашивание на ситовых элементах вследствие контакта с мелющими телами практически отсутствует также во время запуска мельницы с перемешиванием мелющей среды. Мелющие тела не устремляются сразу наружу, а сначала движутся между ситовыми элементами по спиральной траектории. При этом направление движения мелющих тел проходит также параллельно поверхности ситовых элементов. Однако поскольку мелющие тела скользят по ситовым поверхностям без значительного прижатия к ним, изнашивание при этом не происходит или происходит лишь в незначительной мере. Abrasive wear on the sieve elements due to contact with the grinding media is also practically absent during the start-up of the mill with mixing of the grinding medium. The grinding media do not rush out immediately, but first move between the sieve elements along a spiral trajectory. In this case, the direction of movement of the grinding media also runs parallel to the surface of the sieve elements. However, since the grinding media slide along the sieve surfaces without significant pressure on them, wear does not occur or occurs only to a small extent.
В соответствии с изобретением сито собрано из нескольких ситовых элементов. Каждый из ситовых элементов образует по меньшей мере одну ситовую поверхность, способную пропускать через себя измельчаемый материал, поступающий вместе с веществом-носителем из размольной камеры. Тогда ситовые поверхности всех ситовых элементов суммарно дают, по сравнению с известными решениями, как правило, многократно увеличенную общую ситовую поверхность. According to the invention, the sieve is assembled from several sieve elements. Each of the sieve elements forms at least one sieve surface capable of passing through itself the material to be ground, coming together with the carrier substance from the grinding chamber. Then the sieve surfaces of all the sieve elements together give, in comparison with known solutions, as a rule, a many times increased total sieve surface.
Термин "ситовый элемент" означает соответствующую часть сита, которая образует ситовую поверхность. The term "sieve element" means the corresponding part of the sieve which forms the sieve surface.
Термин "ситовая поверхность" означает плоскостной участок, который выполнен перфорированным или проницаемым, т.е. снабжен отверстиями, щелями или порами, и служит для того, чтобы задерживать мелющие тела, одновременно позволяя веществу-носителю вместе с измельчаемым материалом проходить через отверстия, щели и т.п. The term "sieve surface" means a flat area that is perforated or permeable, i.e. provided with holes, slits or pores, and serves to retain the grinding bodies while allowing the carrier substance together with the material being ground to pass through the holes, slits, etc.
При этом термин "рабочая поверхность" означает одну из двух параллельных поверхностей соответствующего ситового элемента, которая по меньшей мере четырехкратно больше остальной или остальных поверхностей ситового элемента. Применительно к обычному листу писчей бумаги используемый в данном описании термин "рабочая поверхность" означает две поверхности листа, пригодные для письма. В соответствии с изобретением одна из этих рабочих поверхностей находится в размольной камере и образует входную, т.е. обращенную по потоку выводимого материала к размольной камере, поверхность ситового элемента, а другая – находится вне размольной камеры и образует выходную, т.е. обращенную по потоку выводимого материала от размольной камеры, поверхность. The term "working surface" herein means one of the two parallel surfaces of the corresponding sieve element, which is at least four times larger than the other surface(s) of the sieve element. In relation to a conventional sheet of writing paper, the term "working surface" used in this description means two surfaces of the sheet suitable for writing. In accordance with the invention, one of these working surfaces is located in the grinding chamber and forms the input surface of the sieve element, i.e. facing the flow of the material being discharged to the grinding chamber, and the other is located outside the grinding chamber and forms the output surface, i.e. facing the flow of the material being discharged from the grinding chamber.
Термин "параллельное прохождение" (выводимого материала через ситовые элементы) в контексте изобретения соответствует схеме гидравлического или гидродинамического включения ситовых элементов, в принципе эквивалентной параллельной электрической схеме – предпочтительно также в том смысле, что такая схема в целом эквивалентна электрической схеме из нескольких включенных параллельно и, по меньшей мере по существу, одинаковых сопротивлений. При этом ситовые элементы по принципу действия соответствуют электрическим сопротивлениям. The term "parallel passage" (of the material to be discharged through the screen elements) in the context of the invention corresponds to a circuit of hydraulic or hydrodynamic connection of the screen elements, which is in principle equivalent to a parallel electrical circuit - preferably also in the sense that such a circuit is generally equivalent to an electrical circuit of several resistances connected in parallel and at least essentially identical. In this case, the screen elements correspond in their operating principle to the electrical resistances.
Мелющие тела предпочтительно представляют собой шарики или выполнены по существу шарообразными, но вместе с тем также могут использоваться мелющие тела иной геометрической формы или мелющие тела, форма которых точно не определена в геометрическом отношении, с неравномерно расположенными зубцами (выступами) или расщелинами (впадинами). The grinding bodies are preferably balls or are essentially spherical, but at the same time grinding bodies of other geometric shapes or grinding bodies whose shape is not precisely defined in geometric terms, with unevenly distributed teeth (protrusions) or crevices (depressions) can also be used.
Вышеупомянутая задача решена в предлагаемой в изобретении мельнице за счет того, что ситовые элементы установлены на нескольких ситовых каркасах, расположенных друг за другом на расстоянии друг от друга вдоль оси вращения перемешивающего вала, т.е. продольной оси мельницы, причем образующие сито ситовые каркасы расположены в ситовой камере, находящейся в перемешивающем валу. The above-mentioned problem is solved in the mill proposed in the invention due to the fact that the sieve elements are installed on several sieve frames located one after the other at a distance from each other along the axis of rotation of the mixing shaft, i.e. the longitudinal axis of the mill, and the sieve frames forming the sieve are located in a sieve chamber located in the mixing shaft.
Таким образом, образующие сито ситовые каркасы отграничены в пространстве от размольной камеры, находящсь в ситовой камере, образованной в перемешивающем валу и находящейся радиально внутри размольной камеры, что в идеальном случае одновременно означает увеличение располагаемого объема размольной камеры. Одновременно благодаря такому "радиально внутреннему" расположению сита мелющие тела, которым удается достигать ситовых каркасов, способны создавать лишь небольшой изнашивающий эффект потому лишь, что их окружная скорость тем меньше, чем ближе они находятся к оси вращения перемешивающего вала. In this way, the sieve frames forming the sieve are spatially separated from the grinding chamber, located in the sieve chamber formed in the mixing shaft and located radially inside the grinding chamber, which in the ideal case simultaneously means an increase in the available volume of the grinding chamber. At the same time, due to such a "radially internal" arrangement of the sieve, the grinding bodies that manage to reach the sieve frames are capable of creating only a small wearing effect, simply because their peripheral speed is the lower, the closer they are to the axis of rotation of the mixing shaft.
При этом ситовая камера выполнена так, чтобы отклонять направление движения мелющих тел, прежде чем они попадут в ситовую камеру. Соответственно этому мелющие тела могут попадать в ситовую камеру только или в основном за счет действующего на ситовых элементах всасывающего эффекта. В идеале ситовая камера образована за счет того, что соответствующий участок перемешивающего вала выполнен в виде полого вала, диаметр которого превышает, предпочтительно по меньшей мере в полтора раза, диаметр остальной части перемешивающего вала. In this case, the sieve chamber is designed so as to deflect the direction of movement of the grinding bodies before they enter the sieve chamber. Accordingly, the grinding bodies can enter the sieve chamber only or mainly due to the suction effect acting on the sieve elements. Ideally, the sieve chamber is formed due to the fact that the corresponding section of the mixing shaft is designed as a hollow shaft, the diameter of which is preferably at least one and a half times greater than the diameter of the remaining part of the mixing shaft.
Предпочтительные возможности осуществления изобретения Preferred embodiments of the invention
Существует ряд возможностей осуществления изобретения, обеспечивающих дополнительное улучшение эффективности мельницы или ее пригодности. There are a number of possibilities for implementing the invention that provide further improvement in the efficiency of the mill or its suitability.
Прежде всего следует отметить, что в общем случае особенно целесообразным является такое выполнение ситовых элементов и соответствующих ситовых каркасов, которое обеспечило бы возможность неразрушающей, в идеале – осуществляемой вручную, замены ситовых элементов. Это значительно ускоряет возможно необходимое восстановление, поскольку замена собственно ситового каркаса требуется не каждый раз. First of all, it should be noted that in general it is particularly advisable to design the screen elements and the corresponding screen frames in such a way that it would ensure the possibility of non-destructive, ideally manual, replacement of the screen elements. This significantly speeds up any necessary restoration, since replacement of the screen frame itself is not required every time.
Особенно предпочтительно, чтобы каждый ситовый элемент образовывал торцевую поверхность замкнутого в окружном направлении ситового каркаса. При этом каждый ситовый элемент предпочтительно состоит из стали, в идеале – из нержавеющей стали. It is particularly preferable that each screen element forms the end surface of a screen frame closed in the circumferential direction. In this case, each screen element preferably consists of steel, ideally of stainless steel.
При этом каждый ситовый каркас имеет по существу форму пустотелого цилиндра, имеющего отверстие по меньшей мере на одной торцевой стороне. Это по меньшей мере одно отверстие в смонтированном состоянии закрыто ситовым элементом. В радиальном направлении каждый ситовый каркас является по существу замкнутым. В идеале каждый ситовый каркас расположен соосно с перемешивающим валом. In this case, each sieve frame has essentially the form of a hollow cylinder having an opening on at least one end face. This at least one opening is closed by a sieve element in the mounted state. In the radial direction, each sieve frame is essentially closed. Ideally, each sieve frame is located coaxially with the mixing shaft.
Как было указано выше, предлагаемые в изобретении ситовые элементы подвержены лишь незначительному абразивному изнашиванию вследствие контакта с мелющими телами. Поэтому ситовые элементы не требуется изготавливать из особо износостойких материалов или снабжать покрытием из таких материалов. Вместо них может использоваться сталь. Это облегчает изготовление ситовых элементов. Так, например, стальные сита можно изготавливать лазерами значительно проще и точнее, чем ситовые структуры из износостойкой керамики. As stated above, the screen elements proposed in the invention are subject to only minor abrasive wear due to contact with the grinding bodies. Therefore, the screen elements do not need to be made of particularly wear-resistant materials or provided with a coating of such materials. Steel can be used instead. This simplifies the manufacture of the screen elements. Thus, for example, steel screens can be manufactured with lasers much more simply and accurately than screen structures made of wear-resistant ceramics.
Выражение "по существу замкнутый в окружном направлении" означает, что вещество-носитель и измельчаемый материал, уже прошедшие через ситовый элемент во внутреннее пространство ситового каркаса, не могут неконтролируемым образом выходить из ситового каркаса в радиальном направлении, обращенном от продольной оси ситового каркаса. Это не исключает того, что в проходящей по окружности боковой поверхности ситовых каркасов могут быть предусмотрены одиночные отверстия. The expression "essentially closed in the circumferential direction" means that the carrier substance and the crushed material, having already passed through the sieve element into the interior of the sieve frame, cannot uncontrollably exit the sieve frame in a radial direction facing away from the longitudinal axis of the sieve frame. This does not exclude the possibility that single openings may be provided in the circumferential side surface of the sieve frames.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения мельница с перемешиванием мелющей среды содержит ситовые каркасы, обе торцевые поверхности которых образованы ситовыми элементами. In another preferred embodiment of the invention, the mill with agitated grinding medium comprises sieve frames, both end surfaces of which are formed by sieve elements.
Таким образом, измельчаемый материал может проходить в каждый ситовый каркас из корпуса размольной емкости и выходить оттуда с двух сторон. Следовательно, этим обеспечивается максимальная суммарная площадь ситовой поверхности. Это позволяет достигать максимальной производительности мельницы при относительно небольшом всасывающем эффекте, создаваемом на отдельных ситовых элементах. Создание небольшого всасывающего эффекта на ситовых элементах выгодно с той точки зрения, чтобы сила всасывания не препятствовала центробежным силам, стремящимся уносить мелющие тела от ситовых элементов. Это, в свою очередь, уменьшает опасность повышенного износа на ситовых элементах. In this way, the material to be ground can pass into each sieve frame from the grinding container body and exit from there on both sides. Consequently, this ensures the maximum total sieve surface area. This allows the maximum mill productivity to be achieved with a relatively small suction effect created on the individual sieve elements. The creation of a small suction effect on the sieve elements is advantageous from the point of view that the suction force does not interfere with the centrifugal forces that tend to carry away the grinding bodies from the sieve elements. This, in turn, reduces the risk of increased wear on the sieve elements.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения мельница с перемешиванием мелющей среды содержит ситовые каркасы с наружным кольцом, имеющим проходящую по окружности замкнутую боковую поверхность. In another preferred embodiment of the invention, the mill with agitated grinding media comprises sieve frames with an outer ring having a closed side surface extending around the circumference.
Так, для облегчения монтажа ситовые каркасы целесообразно выполнять составными, т.е. состоящими из нескольких частей. В этом случае каждый ситовый каркас имеет наружное кольцо, боковая поверхность которого проходит по окружности (в окружном направлении) и является по существу замкнутой и которое окружает остальную часть ситового каркаса и по меньшей мере один ситовый элемент в его смонтированном на каркасе состоянии. Thus, to facilitate installation, it is advisable to make the sieve frames composite, i.e. consisting of several parts. In this case, each sieve frame has an outer ring, the side surface of which runs along the circumference (in the circumferential direction) and is essentially closed and which surrounds the rest of the sieve frame and at least one sieve element in its state mounted on the frame.
При этом боковую (проходящую по окружности) поверхность наружных колец предпочтительно изготавливать из материала с высокой износостойкостью или снабжать покрытием из такого материала. В частности, в случае неподвижных ситовых каркасов это способствует увеличению срока службы. В этой связи нужно упомянуть, что особенно предпочтительным вариантом является изготовление соответствующих ситовых каркасов полностью из керамики. In this case, the lateral (circumferential) surface of the outer rings is preferably made of a material with high wear resistance or provided with a coating of such a material. In particular, in the case of fixed sieve frames, this helps to increase the service life. In this connection, it should be mentioned that a particularly preferred option is the manufacture of the corresponding sieve frames entirely from ceramics.
Выражение "проходящая по окружности и по существу замкнутая боковая поверхность" соответствует приведенному выше определению выражения "замкнутая в окружном направлении". The expression "a lateral surface extending along a circle and essentially closed" corresponds to the above definition of the expression "closed in the circumferential direction".
В идеале наружное кольцо состоит из керамики. В качестве альтернативы, его проходящая по окружности боковая поверхность снабжена уменьшающим износ покрытием, в частности керамическим покрытием. Ideally, the outer ring is made of ceramic. Alternatively, its circumferential side surface is provided with a wear-reducing coating, in particular a ceramic coating.
Вследствие вращательного движения перемешивающего вала находящиеся в размольной камере мелющие тела вращаются вокруг ситовых каркасов. Как пояснялось выше, под действием возникающих в результате этого центробежных сил мелющие тела удерживаются на расстоянии от ситовых элементов. На боковой же поверхности наружного кольца могут иметь место те же проявления износа, что и в случае описанных выше барабанных фильтров. Поэтому применение износостойких материалов позволяет увеличить срок службы ситовых каркасов. Due to the rotational movement of the mixing shaft, the grinding bodies in the grinding chamber rotate around the sieve frames. As explained above, the resulting centrifugal forces keep the grinding bodies at a distance from the sieve elements. The same wear patterns as in the case of the drum filters described above may occur on the lateral surface of the outer ring. Therefore, the use of wear-resistant materials allows for an increase in the service life of the sieve frames.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения наружное кольцо ситового каркаса соединено спицами с центральной втулкой ситового каркаса. In another preferred embodiment of the invention, the outer ring of the sieve frame is connected by spokes to the central sleeve of the sieve frame.
Благодаря этому во внутреннем пространстве ситового каркаса создается большое свободное проходное сечение. Это, в свою очередь, способствует повышению производительности мельницы с перемешиванием мелющей среды. This creates a large free flow area in the internal space of the sieve frame. This, in turn, helps to increase the productivity of the mill with mixing of the grinding medium.
В идеале центральная втулка расположена с центрированием относительно продольной оси ситового каркаса и служит для монтажа ситового каркаса на валу. Ideally, the central bushing is positioned with alignment relative to the longitudinal axis of the screen frame and serves to mount the screen frame on the shaft.
Термин "спицы" следует понимать в широком смысле как указывающий лишь на то, что ближняя к продольной оси часть ситового каркаса соединена с ближней к периферии частью перемычками, между которыми имеются промежутки. The term "spokes" should be understood in a broad sense as indicating only that the part of the sieve frame closest to the longitudinal axis is connected to the part closest to the periphery by crossbars, between which there are gaps.
В идеале в центральной втулке ситового каркаса выполнено по меньшей мере одно отводное отверстие для отвода текучего вещества-носителя и переносимого им измельчаемого материала. В предпочтительном исполнении центральная втулка имеет несколько отводных отверстий. Ideally, at least one outlet opening is provided in the central sleeve of the sieve frame for the discharge of the flowing carrier substance and the crushed material carried by it. In a preferred embodiment, the central sleeve has several outlet openings.
Через такое отводное, или вытяжное, отверстие центральной втулки может осуществляться вывод текучего вещества-носителя, прошедшего вместе с измельчаемым материалом через ситовый элемент во внутреннее пространство ситового каркаса, в соответствующий выходной канал. Through such a discharge or exhaust opening of the central bushing, the flowing carrier substance, which has passed together with the crushed material through the sieve element into the internal space of the sieve frame, can be discharged into the corresponding outlet channel.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения ситовые каркасы установлены на вытяжной трубе. Вытяжная труба выполнена с возможностью отвода в нее из ситового каркаса текучего вещества-носителя и транспортируемого им измельчаемого материала. In another preferred embodiment of the invention, the sieve frames are mounted on a vent pipe. The vent pipe is designed with the possibility of diverting the flowing carrier substance and the crushed material transported by it from the sieve frame into it.
Для этого ситовые каркасы надевают их центральными втулками на вытяжную трубу и соединяют с вытяжной трубой с фиксацией от проворачивания относительно нее. При этом отводные отверстия в центральной втулке ситового каркаса и соответствующие отводные отверстия в вытяжной трубе совпадают полностью или почти полностью. Тогда текучее вещество-носитель, попавшее в ситовый каркас вместе с переносимым им измельчаемым материалом, может проходить внутрь вытяжной трубы через отводные отверстия в центральной втулке и соответствующие отверстия в вытяжной трубе. Через вытяжную трубу текучее вещество-носитель и измельчаемый материал могут выводиться из размольной емкости. For this purpose, the sieve frames are put on the exhaust pipe with their central bushings and connected to the exhaust pipe with a fixation against rotation relative to it. In this case, the drain holes in the central bushing of the sieve frame and the corresponding drain holes in the exhaust pipe coincide completely or almost completely. Then the fluid carrier substance that has entered the sieve frame together with the crushed material carried by it can pass into the exhaust pipe through the drain holes in the central bushing and the corresponding holes in the exhaust pipe. Through the exhaust pipe, the fluid carrier substance and the crushed material can be removed from the grinding container.
Особенно предпочтителен вариант осуществления изобретения, в котором друг за другом вдоль продольной оси расположено по меньшей мере пять ситовых каркасов, предпочтительно – по меньшей мере десять, а в идеале – по меньшей мере пятнадцать, ситовых каркасов, которые предпочтительно изготавливаются в виде независимых друг от друга отдельных компонентов, чаще всего – в виде одинаковых компонентов. Particularly preferred is an embodiment of the invention in which at least five sieve frames, preferably at least ten, and ideally at least fifteen, are arranged one after the other along the longitudinal axis, which are preferably manufactured as independent individual components, most often as identical components.
Этим достигается значительное увеличение общей площади ситовых поверхностей (фильтровальных перегородок). Одновременно обеспечивается распределение потока в пространстве, благодаря чему поток материала, движущегося в направлении его вытяжки радиально внутрь, т.е. создающая его всасывающая сила, ни в одном месте не оказывается локально столь мощным(-ой), чтобы увлекать значимое количество мелющих тел в радиально внутреннем направлении. Это способствует лучшему отдалению мелющих тел от сита. This achieves a significant increase in the total area of the sieve surfaces (filter partitions). At the same time, the flow is distributed in space, due to which the flow of material moving in the direction of its extraction radially inward, i.e. the suction force creating it, is not locally so powerful in any one place as to entrain a significant amount of grinding media in a radially inward direction. This facilitates a better separation of the grinding media from the sieve.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения размольная камера связана с ситовой камерой через роторные отверстия, выполненные в образующем ситовую камеру участке. Такие роторные отверстия предпочтительно выполнены в виде щелей, оси главных протяженностей которых проходят параллельно продольной оси. In another preferred embodiment of the invention, the grinding chamber is connected to the sieve chamber via rotor openings formed in the section forming the sieve chamber. Such rotor openings are preferably made in the form of slots, the axes of the main extensions of which run parallel to the longitudinal axis.
Участок, отграничивающий ситовую камеру (от размольной камеры), в идеале приводится во вращение перемешивающим валом, в результате чего ситовая камера вращается. Щели в этом случае также служат для привода во вращение вещества-носителя, измельчаемого материала и мелющих тел. Таким образом этот вариант также обеспечивает максимально возможное удерживание мелющих тел, уже оказавшихся в ситовой камере, на расстоянии от ситовых элементов за счет центробежных сил. The section separating the sieve chamber (from the grinding chamber) is ideally driven by a mixing shaft, causing the sieve chamber to rotate. The slots in this case also serve to drive the carrier substance, the material to be ground and the grinding media into rotation. Thus, this variant also ensures that the grinding media already in the sieve chamber are kept at a distance from the sieve elements as much as possible by centrifugal forces.
В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения ситовые каркасы во время работы вращаются. В идеале вращательное движение сообщается ситовым каркасам за счет того, что они установлены на вытяжной трубе, которая, в свою очередь, также вращается. Ситовый каркас либо может приводиться во вращение отдельно, посредством второго привода/двигателя, либо ситовый каркас установлен на том же валу, что и перемешивающие элементы. In a particularly preferred embodiment of the invention, the sieve frames rotate during operation. Ideally, the rotational movement is imparted to the sieve frames by means of their being mounted on a suction pipe, which in turn also rotates. The sieve frame can either be driven separately by means of a second drive/motor, or the sieve frame is mounted on the same shaft as the mixing elements.
Таким образом, ситовые каркасы соединены с вытяжной трубой с фиксацией от проворачивания относительно нее, и вытяжная труба приводится во вращательное движение. Как следствие, ситовые каркасы на внешней окружности (периферии) меньше подвержены изнашиванию ввиду меньших разностей окружной скорости ситовых каркасов и увлекаемых в окружном направлении мелющих тел. Thus, the sieve frames are connected to the exhaust pipe with a fixation against rotation relative to it, and the exhaust pipe is set in rotational motion. As a consequence, the sieve frames on the outer circumference (periphery) are less subject to wear due to smaller differences in the circumferential speed of the sieve frames and the grinding bodies carried away in the circumferential direction.
Благодаря тому, что измельчаемый материал вводится с текучим веществом-носителем, обеспечивается промывка области между двумя соседними ситовыми каркасами. Таким образом, от ситовых элементов отделяется возможно откладывающийся на них измельчаемый материал. Это имеет особое значение, когда ситовые каркасы не приводятся во вращение, а остаются неподвижными. Due to the fact that the crushed material is introduced with a flowing carrier substance, the area between two adjacent screen frames is flushed. In this way, any crushed material that may have accumulated on the screen elements is separated from them. This is of particular importance when the screen frames are not set in rotation but remain stationary.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения вытяжная труба снабжена по меньшей мере одним выравнивающим каналом. Через по меньшей мере один выравнивающий канал текучее вещество-носитель с измельчаемым материалом подводится к по меньшей мере одному промежутку и выпускается в него. При этом каждый выравнивающий канал предпочтительно образован трубой, расположенной между вытяжной трубой и центральными втулками и, как правило, зафиксированной ими. Вытяжная труба предпочтительно снабжена несколькими такими питающими каналами. In another preferred embodiment of the invention, the exhaust pipe is provided with at least one equalizing channel. Through at least one equalizing channel, the carrier fluid with the material to be ground is supplied to at least one gap and discharged into it. In this case, each equalizing channel is preferably formed by a pipe located between the exhaust pipe and the central bushings and, as a rule, fixed by them. The exhaust pipe is preferably provided with several such feed channels.
Применение по меньшей мере одного выравнивающего канала с соответствующими отверстиями позволяет уравнивать разрежение, возникающее за счет вращения в промежутке между соседними ситовыми поверхностями. Через отверстия и канал вышеупомянутый промежуток сообщается с ближней к валу областью размольной камеры, в результате чего за счет этого сообщения в указанный промежуток может поступать материал с небольшим содержанием мелющих тел. The use of at least one equalizing channel with corresponding openings makes it possible to equalize the vacuum that occurs due to rotation in the gap between adjacent sieve surfaces. Through the openings and the channel, the above-mentioned gap communicates with the region of the grinding chamber closest to the shaft, as a result of which, due to this communication, material with a small content of grinding bodies can enter the said gap.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения отдельные ситовые отверстия в ситовом элементе, предпочтительно вращающимся с перемешивающим валом, имеют с входной стороны, обращенной по потоку выводимого материала к размольной камере, больший поперечный размер, чем мелющие тела. In another preferred embodiment of the invention, the individual sieve openings in the sieve element, preferably rotating with a stirring shaft, have a larger transverse dimension on the inlet side facing the flow of the discharged material to the grinding chamber than the grinding bodies.
Такое коническое исполнение ситовых отверстий имеет преимущество, что при выключении машины мелющие тела не смогут попадать через сито в выводимый (выгружаемый) материал, поскольку в этом случае мелющие тела, проникшие в ситовое отверстие, будут под действием силы тяжести съезжать по его наклонной поверхности и выпадать обратно в ситовую камеру. This conical design of the sieve openings has the advantage that when the machine is switched off, the grinding bodies will not be able to get through the sieve into the discharged (unloaded) material, since in this case the grinding bodies that have penetrated the sieve opening will, under the force of gravity, slide down its inclined surface and fall back into the sieve chamber.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения вышеупомянутые ситовые отверстия воронкообразно сужаются внутрь. In another preferred embodiment of the invention, the above-mentioned sieve openings taper inward in a funnel-shaped manner.
Таким образом, поперечный размер ситовых отверстий непрерывно уменьшается, начиная с их стороны, противоположной соответствующим ситовым каркасам. Thus, the transverse size of the sieve openings continuously decreases, starting from their side opposite the corresponding sieve frames.
Это имеет, во-первых, то преимущество, что еще лучше обеспечивает описанный выше плоскостной контакт мелющих тел с ситовыми отверстиями. Во-вторых, это гарантирует, что мелющие тела, полностью или частично проникшие в ситовые отверстия, не могут в них задерживаться. Напротив, такие мелющие тела соскальзывают или скатываются по наклонной поверхности ситового отверстия и выпадают из него. Кроме того, в частном случае вращающихся ситовых элементов перемещение мелющих тел, проникших в ситовые отверстия, из ситовых отверстий обеспечивается действием центробежных сил в сочетании с наклонными поверхностями ситовых отверстий. This has, firstly, the advantage that it ensures even better the above-described flat contact of the grinding bodies with the sieve openings. Secondly, it ensures that grinding bodies that have completely or partially penetrated the sieve openings cannot be retained in them. On the contrary, such grinding bodies slide or roll down the inclined surface of the sieve opening and fall out of it. In addition, in the particular case of rotating sieve elements, the movement of grinding bodies that have penetrated the sieve openings from the sieve openings is ensured by the action of centrifugal forces in combination with the inclined surfaces of the sieve openings.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения воронкообразно сужающийся участок ситового отверстия в своем наиболее узком месте переходит в канал. Этот переход предпочтительно является скачкообразным. (Наименьший) поперечный размер (или диаметр) такого канала меньше наименьшего поперечного размера мелющих тел. In another preferred embodiment of the invention, the funnel-shaped narrowing section of the sieve opening transitions into a channel at its narrowest point. This transition is preferably abrupt. The (smallest) transverse dimension (or diameter) of such a channel is smaller than the smallest transverse dimension of the grinding bodies.
При этом участок ситового отверстия, на котором его поперечный размер меньше среднего поперечного размера мелющих тел, находится столь глубоко внутри ситового отверстия, что для достижения этого участка мелющим телам приходится покидать свою обычную траекторию движения. Поэтому мелющие тела достигают участка ситового отверстия с этим поперечным размером лишь после уменьшения своей кинетической энергии и поэтому не причиняют значительных повреждений на ситовых отверстиях.In this case, the section of the sieve opening where its transverse dimension is smaller than the average transverse dimension of the grinding bodies is located so deep inside the sieve opening that the grinding bodies have to leave their normal trajectory of movement to reach this section. Therefore, the grinding bodies reach the section of the sieve opening with this transverse dimension only after their kinetic energy has decreased and therefore do not cause significant damage to the sieve openings.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения с выходной стороны ситовых отверстий на соответствующей внутренней рабочей поверхности ситового элемента установлена расположенная на расстоянии от нее перегородка. Эта перегородка предпочтительно выполнена в виде щитка. Она установлена на ситовом элементе таким образом, что между внутренней рабочей поверхностью ситового элемента и перегородкой образован зазор. Через этот зазор после прохождения наиболее узкого места ситового отверстия должно проходить текучее вещество-носитель с транспортируемым им измельчаемым материалом. Зазор предпочтительно имеет ширину, как правило меньшую поперечного размера мелющих тел, в некоторых случаях применения – меньшую по меньшей мере 30%. In another preferred embodiment of the invention, a partition is mounted at a distance from the outlet side of the sieve openings on the corresponding inner working surface of the sieve element. This partition is preferably designed as a shield. It is mounted on the sieve element in such a way that a gap is formed between the inner working surface of the sieve element and the partition. The flowing carrier substance with the material to be ground transported by it must pass through this gap after passing the narrowest point of the sieve opening. The gap preferably has a width that is generally smaller than the transverse dimension of the grinding bodies, in some applications it is smaller by at least 30%.
В этом случае собственно отделение текучего вещества-носителя и транспортируемого им измельчаемого материала от мелющих тел происходит в области, в которой удается исключить абразивное воздействие мелющего тела, попавшего в ситовое отверстие и дошедшего до перегородки, на элементы конструкции сита. In this case, the actual separation of the fluid carrier substance and the crushed material transported by it from the grinding bodies occurs in an area in which it is possible to eliminate the abrasive effect of the grinding body that has entered the sieve opening and reached the partition on the elements of the sieve structure.
"Выходной стороной" ситового отверстия является сторона ситового отверстия, которая в смонтированном состоянии ситового элемента обращена во внутреннее пространство ситового каркаса. The "output side" of the sieve opening is the side of the sieve opening that, when the sieve element is mounted, faces the interior space of the sieve frame.
"Внутренней" рабочей поверхностью ситового элемента является его рабочая поверхность, которая в смонтированном состоянии ситового элемента обращена во внутреннее пространство ситового каркаса. The "inner" working surface of the sieve element is its working surface, which, in the mounted state of the sieve element, faces the inner space of the sieve frame.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения в самой перегородке выполнены отверстия, продольные оси которых проходят параллельно продольной оси мельницы с перемешиванием мелющей среды. При этом отверстия в перегородке и соответствующие отверстия в ситовом элементе расположены со смещением друг от друга в радиальном и/или окружном направлении. Это смещение реализовано так, что для выхода из ситового отверстия через отверстие в перегородке текучее вещество-носитель с транспортируемым им измельчаемым материалом должно проходить через зазор между внутренней рабочей поверхностью ситового элемента. In another preferred embodiment of the invention, openings are made in the partition itself, the longitudinal axes of which run parallel to the longitudinal axis of the mill with mixing of the grinding medium. In this case, the openings in the partition and the corresponding openings in the sieve element are arranged with an offset from each other in the radial and/or circumferential direction. This offset is implemented in such a way that in order to exit the sieve opening through the opening in the partition, the fluid carrier substance with the material being ground transported by it must pass through the gap between the inner working surface of the sieve element.
В этом варианте осуществления изобретения собственно отделение текучего вещества-носителя и транспортируемого им измельчаемого материала от мелющих тел также происходит в области, в которой удается исключить абразивное воздействие мелющего тела, попавшего в ситовое отверстие и дошедшего до перегородки, на элементы конструкции сита. In this embodiment of the invention, the actual separation of the fluid carrier substance and the ground material transported by it from the grinding bodies also occurs in a region in which it is possible to eliminate the abrasive effect of the grinding body that has entered the sieve opening and reached the partition on the structural elements of the sieve.
В принципе можно сказать, что в случае динамического исполнения сита, в котором его ситовые каркасы вращаются (вместе с перемешивающим валом), ситовые отверстия могут быть больше, чем поперечный размер мелющих тел. В случае же статического исполнения сита, в котором его ситовые каркасы не вращаются (вместе с перемешивающим валом), а являются неподвижными, ситовые отверстия должны быть меньше поперечного размера мелющих тел. In principle, it can be said that in the case of a dynamic sieve design, in which its sieve frames rotate (together with the mixing shaft), the sieve openings can be larger than the transverse size of the grinding bodies. In the case of a static sieve design, in which its sieve frames do not rotate (together with the mixing shaft), but are stationary, the sieve openings must be smaller than the transverse size of the grinding bodies.
Перечень чертежей List of drawings
На фиг. 1 приведено схематическое изображение мельницы с перемешиванием мелющей среды. Fig. 1 shows a schematic representation of a mill with mixing of the grinding medium.
На фиг. 2 в продольном разрезе показано сито предлагаемой в изобретении мельницы с перемешиванием мелющей среды. Fig. 2 shows a longitudinal section of the sieve of the mill with mixing of the grinding medium proposed in the invention.
На фиг. 2а приведен увеличенный фрагмент, показанный на фиг. 2. Fig. 2a shows an enlarged fragment shown in Fig. 2.
На фиг. 2б приведен вид в перспективе показанного на фиг. 2 узла. Fig. 2b shows a perspective view of the unit shown in Fig. 2.
На фиг. 3 приведено изометрическое изображение ситового каркаса со смонтированным на нем ситовым элементом и вытяжной трубы в разобранном состоянии. Fig. 3 shows an isometric view of the sieve frame with a sieve element mounted on it and the exhaust pipe in a disassembled state.
На фиг. 4 в продольном разрезе показано сито предлагаемой в изобретении мельницы с перемешиванием мелющей среды, снабженное выравнивающим каналом, т.е. сито во втором, особенно предпочтительном примере осуществления изобретения. Fig. 4 shows a longitudinal section of the sieve of the mill with mixing of the grinding medium according to the invention, provided with a leveling channel, i.e. the sieve in the second, particularly preferred embodiment of the invention.
На фиг. 4а приведен вид в перспективе показанного на фиг. 4 узла. Fig. 4a shows a perspective view of the unit shown in Fig. 4.
На фиг. 5 приведен ступенчатый разрез изображенного на фиг. 4 сита. Fig. 5 shows a stepped section of the sieve shown in Fig. 4.
На фиг. 6 показан фрагмент с ситовыми каркасами, ситовые элементы которых выполнены с ситовыми отверстиями особой, предпочтительно воронкообразной, формы. Fig. 6 shows a fragment with sieve frames, the sieve elements of which are made with sieve openings of a special, preferably funnel-shaped, shape.
На фиг. 6а в увеличенном масштабе показан фрагмент левого ситового каркаса на фиг. 6. Fig. 6a shows a fragment of the left sieve frame in Fig. 6 on an enlarged scale.
На фиг. 6б в увеличенном масштабе показан фрагмент правого ситового каркаса на фиг. 6. Fig. 6b shows a fragment of the right sieve frame in Fig. 6 on an enlarged scale.
На фиг. 7 показан вариант показанного на фиг. 6 узла, снабженный лопатками. Fig. 7 shows a variant of the unit shown in Fig. 6, equipped with blades.
На фиг. 8 показан фрагмент с ситовыми каркасами, имеющими ситовые 10 элементы с дополнительными перегородками. Fig. 8 shows a fragment with sieve
Примеры осуществления изобретения Examples of implementation of the invention
Принцип действия изобретения в разных примерах его осуществления рассматривается со ссылкой на фиг. 2-8. The principle of operation of the invention in various examples of its implementation is considered with reference to Fig. 2-8.
На фиг. 2 в продольном разрезе изображен фрагмент предлагаемой в изобретении мельницы 1 с перемешиванием мелющей среды в первом примере ее выполнения, иллюстрирующий сито 4. Fig. 2 shows a longitudinal section of a fragment of the mill 1 proposed in the invention with mixing of the grinding medium in the first example of its implementation, illustrating the sieve 4.
Сито 4 находится в ситовой камере 21. Ситовая камера 21 образована участком перемешивающего вала 3, который выполнен пустотелым (в виде полого вала). Кроме того, вместо такого исполнения ситовой камеры на перемешивающем валу 3 может быть закреплена роторная клетка, образующая ситовую камеру 21. Кроме того, на обращенной от сита 4 стороне образующего ситовую камеру 21 участка перемешивающего вала 3 предпочтительно расположены перемешивающие элементы 8. Они приводят в движение мелющие тела. В результате этого измельчаемый материал, транспортируемый веществом-носителем в направлении сита 4, при прохождении перемешивающих элементов 8 измельчается мелющими телами. The sieve 4 is located in the
Поскольку мелющие тела приводятся перемешивающим валом 3 и перемешивающими элементами 8 в движение в окружном направлении перемешивающего вала, они в принципе удерживаются на расстоянии от сита 4 возникающими при этом центробежными силами. Кроме того, образующий ситовую камеру 21 участок перемешивающего вала 3 и размольная емкость 2 совместно образуют канал, через который вещество-носитель и измельчаемый материал, а также мелющие тела должны проходить при их движении в направлении сита 4. Соответственно, поступление мелющих тел к ситу 4 затруднено и при нахождении перемешивающего вала 3 в неподвижном состоянии. Since the grinding bodies are set in motion by the mixing
Сито 4 собрано из нескольких ситовых каркасов (см., в частности, увеличенное изображение на фиг. 2а), на каждом из которых смонтирован один или два ситовых элемента 12. При этом ситовые каркасы 15 расположены параллельно друг другу и посредством центральных втулок 17 установлены друг за другом на вытяжной трубе 20. The sieve 4 is assembled from several sieve frames (see, in particular, the enlarged image in Fig. 2a), on each of which one or two
Для фиксации ситовых каркасов 15 от осевого смещения один из ситовых каркасов 15 в смонтированном состоянии сита прилегает к размольной емкости 2. Далее, между отдельными ситовыми каркасами 15 предусмотрены дистанционные (распорные) втулки 26. Кроме того, ситовый каркас 15, установленный на свободном конце вытяжной трубы 20, зафиксирован осевым фиксатором 29. To fix the sieve frames 15 from axial displacement, one of the sieve frames 15 in the mounted state of the sieve is adjacent to the grinding
В предпочтительном исполнении первый и последний ситовые каркасы 15 имеют только по одному ситовому элементу 12, установленному на их соответствующей свободной торцевой стороне. Каждый из ситовых каркасов 15, расположенных между первым и последним ситовыми каркасами 15, снабжен ситовыми элементами 12 на обеих своих торцевых сторонах. In a preferred embodiment, the first and last sieve frames 15 have only one
Ситовые элементы 12 имеют ситовые отверстия 13, как показано, в частности, на фиг. 2б. Ситовые отверстия 13 имеют такие поперечные размеры (размеры в поперечнике), чтобы пропускать через себя только поступающее из размольной камеры 7 вещество-носитель вместе с размолотым измельчаемым материалом. Мелющие же тела через ситовые отверстия 13 не проходят. The
После того как вещество-носитель, пройдя вместе с измельчаемым материалом через ситовый элемент 12, оказывается во внутреннем пространстве ситового каркаса 15, оно может уходить в вытяжную трубу 20 через соответствующие отводные отверстия 19 в центральных втулках 17 ситовых каркасов 15 и отводные отверстия 27 в вытяжной трубе 20. Оттуда вещество-носитель с измельчаемым материалом окончательно выводится из размольной емкости 2. After the carrier substance, having passed together with the crushed material through the
Благодаря тому, что сито 4 находится в ситовой камере 21, мелющие тела в принципе удерживаются на расстоянии от сита 4. Тем не менее, вполне возможно попадание мелющих тел в ситовую камеру 21 через канал между образующим ситовую камеру 21 перемешивающим валом 3 и стенкой размольной емкости 2. Вместе с тем, вследствие вращательного движения образующего ситовую камеру 21 участка перемешивающего вала 3 во вращательное движение вокруг продольной оси перемешивающего вала 3 также приводятся мелющие тела, находящиеся в ситовой камере 21. Чтобы обеспечить перемещение мелющих тел из ситовой камеры 21 под действием возникающих при этом центробежных сил, в образующем ситовую камеру 21 участке перемешивающего вала 3 предусмотрены щели 22. Таким образом, ситовые элементы 12 практически не входят в контакт с движущимися мелющими телами. Это позволяет в значительной степени исключить изнашивание ситовых элементов 12 от контакта с мелющими телами. На наружных же кольцах 16 ситовых каркасов 15 может иметь место усиленный контакт с мелющими телами, если в ситовой камере 21 оказалось достаточно много мелющих тел, скопившихся в области щелей 22, прежде чем они смогут выйти из ситовой камеры 21 через щели 22 под действием центробежных сил. По этой причине наружные кольца 16 предпочтительно изготавливаются из износостойкого, часто керамического, материала. Due to the fact that the sieve 4 is located in the
Поскольку отдельные компоненты измельчаемого материала имеют заметно меньший вес, чем мелющие тела, центробежные силы, действующие на измельчаемый материал, недостаточны для преодоления всасывающей силы, действующей на ситовых элементах 12. Since the individual components of the material being ground have a significantly lower weight than the grinding bodies, the centrifugal forces acting on the material being ground are insufficient to overcome the suction force acting on the
На фиг. 3 показан отдельный ситовый каркас 15 вместе с ситовым элементом 12 перед его установкой на вытяжную трубу 20. Ситовый элемент 12 при этом изображен с частичным вырезом, чтобы показать внутреннее пространство ситового каркаса 15.Fig. 3 shows a
Как видно на чертеже, ситовый элемент предпочтительно выполнен в основном или полностью плоским. Ситовый элемент предпочтительно выполнен в виде диска, рабочие поверхности (большие поверхности) которого полностью или по меньшей мере в основном простираются в радиальном направлении. As can be seen in the drawing, the screen element is preferably designed as essentially or completely flat. The screen element is preferably designed as a disk, the working surfaces (large surfaces) of which extend completely or at least essentially in the radial direction.
Наружное кольцо 16 ситового каркаса 15 соединено с центральной втулкой 17 посредством спиц 18. Благодаря этому во внутреннем пространстве ситового каркаса 15 имеется много места для проходящего в него через ситовый элемент 12 вещества-носителя и измельчаемого материала. Затем через отводные отверстия 19 в центральной втулке 17, которые в смонтированном состоянии ситового каркаса совмещены с отводными отверстиями 27 в вытяжной трубе 20, вещество-носитель вместе с измельчаемым материалом может отводиться в вытяжную трубу 20. The
На фиг. 4, 4а и 5 показан еще один пример осуществления изобретения. В нем дополнительно предусмотрен один или – чаще всего – несколько выравнивающих каналов 23. Выравнивающие каналы 23 образованы трубами, которые в смонтированном состоянии сита проходят между вытяжной трубой 20 и центральными втулками 17 ситовых каркасов 15. Выравнивающие каналы 23 могут обеспечивать вышеупомянутое выравнивание давления. Для этого выравнивающие каналы 23 имеют отверстия 30. Эти отверстия в смонтированном состоянии сита совпадают с отверстиями 28 в дистанционных втулках 26, расположенных между ситовыми каркасами 15. In Fig. 4, 4a and 5 another embodiment of the invention is shown. In it, one or - most often -
На фиг. 6-8 показаны различные варианты выполнения ситовых отверстий 13 в ситовых элементах 12. Fig. 6-8 show various embodiments of
Как показано на фиг. 6 и 6а, по меньшей мере некоторые из ситовых отверстий 13 имеют со стороны ситового элемента 12, через которую вещество-носитель вместе с измельчаемым материалом проходит в ситовый каркас 15, бóльший поперечный размер, чем со стороны ситового элемента 12, обращенной во внутреннее пространство ситового каркаса 15. При этом переход от большего поперечного размера к меньшему поперечному размеру предпочтительно выполнен воронкообразным или коническим. При таком выполнении ситовых отверстий 13 в ситовое отверстие 13, помимо измельчаемого материала, вначале также могут по меньшей мере частично входить мелющие тела. Соответственно наибольший поперечный размер A ситового отверстия 13 больше поперечного размера мелющих тел. Этот дает то преимущество, что мелющие тела не могут с силой ударяться о кромку ситового отверстия 13, значимую для работы сита, поскольку до этого они проникают в соответствующее ситовое отверстие 13. Мелющие тела контактируют не столько с кромками, сколько с поверхностью ситового отверстия 13, что дополнительно уменьшает изнашивание. As shown in Fig. 6 and 6a, at least some of the
При этом наименьший поперечный размер B ситового отверстия 13, или его наименьшее поперечное сечение в свету, может быть меньше, чем у мелющих тел, что не позволяет мелющим телам проходить через соответствующее ситовое отверстие 13. В качестве альтернативы, в показанном на фиг. 6, 6а исполнении вышеупомянутый наименьший поперечный размер также может быть больше, чем у мелющих тел – в зависимости от того, идет ли речь о динамическом или статическом исполнениях, упомянутых выше. In this case, the smallest transverse dimension B of the
Рассматриваемое исполнение сита способствует тому, что мелющие тела не могут проходить через ситовые отверстия, в частности не могут проходить через них и при неподвижном сите, поскольку тогда они даже после проникновения в ситовое отверстие будут съезжать по его наклонной поверхности под действием собственного веса и выпадать наружу, т.е. обратно в ситовую камеру. The considered design of the sieve contributes to the fact that the grinding bodies cannot pass through the sieve openings, in particular, they cannot pass through them even when the sieve is stationary, since then, even after penetrating the sieve opening, they will slide down its inclined surface under the action of their own weight and fall out, i.e. back into the sieve chamber.
На фиг. 6 и 6а хорошо виден износостойкий слой VSS, окружающий или опоясывающий проходящую по окружности боковую поверхность ситового каркаса 15.In Fig. 6 and 6a, the wear-resistant layer VSS surrounding or encircling the circumferential side surface of the
В показанном на фиг. 6 примере выполнения сита поперечный размер по меньшей мере некоторых или же всех ситовых отверстий 13 также сначала, начиная от стороны ситового элемента 12, с которой вещество-носитель входит в ситовый каркас 15, уменьшается воронкообразно или конически, а затем уменьшается скачкообразно (см. фиг. 6б). С того места, где поперечный размер ситового отверстия уменьшается скачкообразно, оно в конечном итоге образует канал 14, имеющий, как правило, постоянный поперечный размер. При этом только у этого канала 14 поперечный размер меньше среднего поперечного размера, или диаметра, мелющих тел. Соответственно, мелющие тела могут проникать в ситовое отверстие 13 вплоть до этого канала 14. Однако канал 14 находится столь далеко во внутреннем пространстве ситового отверстия 13, что для достижения этого канала проникшее в ситовое отверстие мелющее тело должно сойти со своей обычной траектории движения. Соответственно мелющее тело достигает канала 14 лишь после уменьшения своей кинетической энергии и поэтому не причиняет значительных повреждений в районе канала 14. In the embodiment of the sieve shown in Fig. 6, the transverse dimension of at least some or all of the
Показанный на фиг. 7 пример выполнения ситовых каркасов полностью соответствует примеру, показанному на фиг. 6. Между представленными на этих чертежах вариантами осуществления изобретения имеется только одно различие. Между непосредственно соседствующими ситовыми каркасами предусмотрены перемычки или лопатки PF. Они выполнены так, чтобы создавать откачивающий эффект, обеспечивающий перемещение мелющих тел наружу, т.е. к периферии, или способствующий такому перемещению. The example of the sieve frame design shown in Fig. 7 fully corresponds to the example shown in Fig. 6. There is only one difference between the embodiments of the invention shown in these drawings. Between the immediately adjacent sieve frames, jumpers or blades PF are provided. They are designed to create a pumping effect that ensures the movement of the grinding bodies outward, i.e. to the periphery, or facilitates such movement.
В примере осуществления изобретения, показанном на фиг. 8 (с левой стороны), ситовые отверстия 13 также имеют сечение, которое, в частности, сужается воронкообразно, т.е. конически, или трапециевидно. При этом их наименьший поперечный размер C или поперечное сечение в свету может быть больше, чем поперечный размер мелющих тел. Кроме того, на стороне ситового элемента 12, обращенной во внутреннее пространство ситового каркаса 15, установлена перегородка 24, расположенная таким образом, чтобы перекрывать ситовые отверстия 13. Однако между перегородкой 24 и ситовым элементом 12 расположен дистанционный элемент 26. Соответственно между перегородкой 24 и ситовым элементом 12 имеется небольшой "просвет", а именно зазор. Этот зазор имеет такую ширину, чтобы через него не могли проходить мелющие тела, попавшие в ситовое отверстие 13. Однако вещество-носитель вместе с измельчаемым материалом может проходить через зазор во внутреннее пространство ситового каркаса 15. В этом варианте осуществления изобретения также удается исключить абразивное воздействие мелющего тела, попавшего в ситовое отверстие 13 и дошедшего до перегородки 24, на элементы конструкции сита. In the embodiment of the invention shown in Fig. 8 (left side), the
В примере осуществления изобретения, показанном на фиг. 8 (с правой стороны), ситовые отверстия 13 имеют коническое продольное сечение. Вместе с тем, они также могут иметь постоянное продольное сечение. В любом случае со стороны ситового элемента 12, обращенной во внутреннее пространство ситового каркаса 15, предусмотрена перегородка 24. Она непосредственно прилегает к ситовому элементу 12 и перекрывает ситовые отверстия 13. Однако в этом исполнении перегородка 24 имеет по меньшей мере одно отверстие 25, расположенное со смещением относительно ситовых отверстий 13, а в остальном предпочтительно выполнена полностью непроницаемой. В области указанного смещения между ситовым отверстием 13 и отверстием 25 в перегородке 24 ширина ситового элемента 12 уменьшена с образованием между перегородкой 24 и ситовым элементом 12 зазора. Через этот зазор во внутреннее пространство ситового каркаса 15 может проходить вещество-носитель вместе с измельчаемым материалом. Мелющие же тела через этот зазор проходить не могут. В этом случае также удается исключить абразивное воздействие мелющих тел, попавших в ситовое отверстие 13 и дошедших до перегородки 24, на элементы конструкции сита. In the embodiment of the invention shown in Fig. 8 (on the right side), the
ПрочееOther
На данное время охрана при необходимости также может испрашиваться в отношении следующей совокупности признаков, в приведенном ниже виде либо дополненной дополнительными техническими признаками, раскрытыми в описании и/или на чертежах, и/или дополненной отдельными или всеми признаками одного или нескольких зависимых пунктов в текущей редакции формулы изобретения, несмотря на их ссылку на пункт 1 формулы изобретения в его текущей редакции: At the present time, protection may also be sought, if necessary, in relation to the following set of features, in the form given below or supplemented by additional technical features disclosed in the description and/or in the drawings, and/or supplemented by individual or all features of one or more dependent claims in the current version of the claims, despite their reference to claim 1 of the claims in its current version:
Мельница с перемешиванием мелющей среды, в частности бисерная мельница, содержащая размольную емкость, в которой с возможностью вращения установлен перемешивающий вал, предпочтительно несущий перемешивающие элементы, с образованием между перемешивающим валом и стенкой размольной емкости размольной камеры, в которую вводится измельчаемый материал, транспортируемый текучим веществом-носителем, как правило в виде суспензии, причем размольная камера частично заполнена мелющими телами, а транспортируемый текучим веществом-носителем измельчаемый материал вместе с самим веществом-носителем выводится через сито 4, задерживающее попадающие в область сита 4 мелющие тела, причем сито 4 либо состоит только из одного ситового элемента, в идеале проходящего по существу радиально или же, в частности, наклонно, что позволяет отказаться от применения ситового элемента, образующего проходящую по окружности боковую поверхность; либо состоит в основном из нескольких, предпочтительно по меньшей мере десяти, ситовых элементов, расположенных друг за другом вдоль продольной оси L бисерной мельницы 1 с возможностью параллельного прохождения через них выводимого из мельницы материала. A mill with agitation of the grinding medium, in particular a bead mill, comprising a grinding container in which a stirring shaft is mounted so as to rotate, preferably carrying stirring elements, with the formation between the stirring shaft and the wall of the grinding container of a grinding chamber, into which the material to be ground is introduced, transported by a flowing carrier substance, as a rule in the form of a suspension, wherein the grinding chamber is partially filled with grinding bodies, and the material to be ground transported by the flowing carrier substance together with the carrier substance itself is discharged through a sieve 4, which retains the grinding bodies entering the region of the sieve 4, wherein the sieve 4 either consists of only one sieve element, ideally extending substantially radially or, in particular, obliquely, which makes it possible to dispense with the use of a sieve element forming a side surface extending along the circumference; or consists essentially of several, preferably at least ten, sieve elements arranged one after the other along the longitudinal axis L of the bead mill 1 with the possibility of parallel passage of the material discharged from the mill through them.
Перечень ссылочных обозначений:List of reference designations:
1 мельница с перемешиванием мелющей среды / бисерная мельница 1 stirring mill/bead mill
2 размольная емкость 2 grinding container
3 перемешивающий вал 3 mixing shaft
4 разделительная система / сито 4 separation system / sieve
5 вход 5 entrance
6 выход 6 exit
7 размольная камера 7 grinding chamber
8 перемешивающие элементы 8 mixing elements
9 электродвигатель 9 electric motor
10 ременная передача 10 belt drive
11 корпус 11th building
12 ситовый элемент 12 sieve element
13 ситовые отверстия 13 sieve holes
14 канал ситового отверстия 14 channel sieve hole
15 ситовый каркас 15 sieve frame
16 наружное кольцо ситового каркаса 16 outer ring of the sieve frame
17 центральная втулка 17 central bushing
18 спицы 18 spokes
19 отводные отверстия в центральной втулке 19 drain holes in the center bushing
20 вытяжная труба 20 exhaust pipe
21 ситовая камера 21 sieve chamber
22 роторное отверстие / щель 22 rotor hole/slot
23 выравнивающий канал 23 equalizing channel
24 перегородка 24 partition
25 отверстие в перегородке 25 hole in the partition
26 дистанционный элемент / дистанционная втулка 26 spacer element / spacer sleeve
27 отводные отверстия в вытяжной трубе 27 outlet holes in the exhaust pipe
28 питающее отверстие в дистанционной втулке 28 feed hole in spacer sleeve
29 осевой фиксатор 29 axis lock
30 отверстия в выравнивающем канале 30 holes in the alignment channel
VSS износостойкий слой VSS wear layer
A наибольшее поперечное сечение в свету / поперечный размер ситового отверстия 13 A largest clear cross-section / cross-sectional dimension of the
B наименьшее поперечное сечение в свету / поперечный размер ситового отверстия 13 B smallest clear cross-section / cross-sectional dimension of
C поперечное сечение в свету / поперечный размер ситового отверстия 13 C clear cross-section / cross-sectional dimension of
PF лопатка PF blade
L продольная ось мельницы, ось вращения.L is the longitudinal axis of the mill, the axis of rotation.
Claims (20)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102020130055.7 | 2020-11-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2842064C1 true RU2842064C1 (en) | 2025-06-19 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5379952A (en) * | 1993-02-25 | 1995-01-10 | Buhler Ag | Agitator mill |
| DE4216939C2 (en) * | 1992-05-22 | 1995-01-26 | Kneisl Wendelin Dipl Ing Th | Agitator mill with dynamic grinding media separation |
| RU2053023C1 (en) * | 1994-02-22 | 1996-01-27 | Акционерное общество открытого типа Ярославского научно-исследовательского института лакокрасочной промышленности | Pearl mill |
| RU2302902C1 (en) * | 2006-01-23 | 2007-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" | Operating cylinder for bead mill |
| RU2343979C2 (en) * | 2003-08-22 | 2009-01-20 | МАШИНЕНФАБРИК ГУСТАВ ЭЙРИХ Гмбх энд Ко. КГ | Spherical stirring mill |
| RU2744212C2 (en) * | 2017-01-30 | 2021-03-03 | Неч-Файнмальтехник Гмбх | Bead mill |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4216939C2 (en) * | 1992-05-22 | 1995-01-26 | Kneisl Wendelin Dipl Ing Th | Agitator mill with dynamic grinding media separation |
| US5379952A (en) * | 1993-02-25 | 1995-01-10 | Buhler Ag | Agitator mill |
| RU2053023C1 (en) * | 1994-02-22 | 1996-01-27 | Акционерное общество открытого типа Ярославского научно-исследовательского института лакокрасочной промышленности | Pearl mill |
| RU2343979C2 (en) * | 2003-08-22 | 2009-01-20 | МАШИНЕНФАБРИК ГУСТАВ ЭЙРИХ Гмбх энд Ко. КГ | Spherical stirring mill |
| RU2302902C1 (en) * | 2006-01-23 | 2007-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" | Operating cylinder for bead mill |
| RU2744212C2 (en) * | 2017-01-30 | 2021-03-03 | Неч-Файнмальтехник Гмбх | Bead mill |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4356085A (en) | Rotary screening machine for pulp suspensions | |
| CA2165886C (en) | Stirring bead mill with separator to strain out grinding beads | |
| KR0166984B1 (en) | Method and apparatus for screening waste paper pulp | |
| FI58525C (en) | SORTERARE OF AVLAEGSNANDE AV LAETT REJEKT | |
| US3713536A (en) | Pressure pulp screen | |
| CA1330207C (en) | Reject screen | |
| FI70058B (en) | FOERFARANDE FOER SORTERING AV FIBERSUSPENSIONER SAMT TRYCKSORTERARE FOER UTFOERANDE AV FOERFARANDET | |
| US4663030A (en) | Disk rotor for selectifier screen | |
| US20240001373A1 (en) | Agitating Mill | |
| US4302327A (en) | Center flow screening apparatus | |
| JPH0784717B2 (en) | Sorting device with a reducer | |
| CA2067794C (en) | Pulseless screen | |
| JP4832648B2 (en) | Screening device including two screen means | |
| US4166028A (en) | Apparatus for screening paper fiber stock | |
| US4067800A (en) | Screening apparatus | |
| US4880532A (en) | Sorting apparatus for fiber suspensions | |
| US4328096A (en) | Dual flow screening apparatus | |
| JPS6152280B2 (en) | ||
| RU2842064C1 (en) | Mill with mixing of grinding medium | |
| US3817446A (en) | Pitot pump with centrifugal separator | |
| FI93236C (en) | Apparatus for sorting a fibrous cellulosic pulp suspension | |
| FI71672C (en) | Silmaskin. | |
| US5051167A (en) | Apparatus for screening a suspension of fibrous cellulose material | |
| US3690571A (en) | Apparatus for disintegrating and separating material in fluid suspension | |
| US20070199883A1 (en) | Device for cleaning fibrous suspensions for paper production |