UA30015U

UA30015U - Device for processing of paste-like materials

Info

Publication number: UA30015U
Application number: UAU200710016U
Authority: UA
Inventors: Николай Иванович Шишков; Виктор Сидорович Евчик; Константин Викторович Евчик; Василий Николаевич Шишков
Original assignee: Частное Предприятие "Век"
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2007-09-07
Publication date: 2008-02-11

Abstract

A device for processing of paste-like materials contains a housing, lining jackets, a conical corrugated rotor made from truncated cones connected by bases, those are loose on the vertical shaft and equipped with spring for pressing against lining jackets. The upper cone is equipped with blades inclined toward the side of rotation, and the lower cone is equipped with working channels, opened for reception and closed for discharge of initial material and inclined toward the side of rotation, and unloading channels, closed for reception of initial material and opened for discharge of ground material, those alternate between them, walls of which are made with a slant in such a way that in horizontal section between internal circle of lining and walls of working channels the angles of gripping of material are formed, and between internal circle of lining and walls of unloading channels - angles of shear, on chamfered surfaces of which the plate springs are fixed. The rotor is equipped with control unit of its position on the vertical shaft.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до апаратів для переробки в'язких і пастоподібних матеріалів і може бути 2 використана в хімічній, металургійній, лакофарбній та інших галузях промисловості.The utility model refers to devices for processing viscous and pasty materials and can be used in the chemical, metallurgical, paint and other industries.

Відомі пристрої для переробки пастоподібних матеріалів, що містять корпус зі встановленим в нім конічним рифленим ротором, футерувальні сорочки, завантажувальний і розвантажувальний патрубки, привід (1, 2, ЗІ.Known devices for processing paste-like materials, which contain a body with a conical fluted rotor installed in it, lining shirts, loading and unloading nozzles, drive (1, 2, ZI.

Найбільш наближеним технічним рішенням до того, що заявляється є пристрій для переробки пастоподібних матеріалів, що містить корпус, футерувальні сорочки, конічний рифлений ротор, виконаний із набору сполучених 70 основами зрізаних конусів, що вільно сидять на вертикальному валі і оснащених пружиною для незалежного притиску до футерувальних сорочок (прототип) |21.The closest technical solution to what is claimed is a device for processing paste-like materials, which contains a body, lining shirts, a conical fluted rotor, made of a set of connected 70 bases of truncated cones, which sit freely on a vertical shaft and are equipped with a spring for independent pressure against the lining shirt (prototype) |21.

Недоліками відомого пристрою є складність конструкції, і низька ефективність роботи.The disadvantages of the known device are the complexity of the design and low efficiency.

Складність конструкції обумовлена наявністю багаточисельного набору робочих елементів ротора і статора, визначуваних необхідною дисперсністю твердої фази в готовому пастоподібному матеріалі |ЗІ. 19 Низька ефективність роботи пристрою обумовлена наявністю помилкових технічних рішень, покладених в основу конструкції відомого пристрою. Наприклад, автори відомого пристрою помилково вважають, що осьове зусилля, що створюється пружиною і силою тяжіння ротора, рівномірно розподіляється по всій конічній поверхні, дотичних ротора і статора. В цьому випадку нормальні сили, що діють на частинки, матеріалу, що переробляється, будуть пропорційні осьовій силі, що діє на елемент ротора, внаслідок чого достатність зусилля, що руйнує частинки, досягається зміною зусилля пружини. У даній конструкції це явище не досягається по тій простій причині, що осьове зусилля сприймається не всією конічною поверхнею, а тільки поверхнею виступів рифлень, яка стискається з поверхнею футерівки.The complexity of the design is due to the presence of a large set of working elements of the rotor and stator, determined by the required dispersion of the solid phase in the finished paste-like material |ZI. 19 The low efficiency of the device is due to the presence of erroneous technical solutions, which are the basis of the design of the known device. For example, the authors of the known device mistakenly believe that the axial force created by the spring and the force of gravity of the rotor is evenly distributed over the entire conical surface, tangential to the rotor and stator. In this case, the normal forces acting on the particles of the material being processed will be proportional to the axial force acting on the rotor element, as a result of which the sufficiency of the force that destroys the particles is achieved by changing the spring force. In this design, this phenomenon is not achieved for the simple reason that the axial force is not perceived by the entire conical surface, but only by the surface of the protrusions of the grooves, which is compressed with the surface of the lining.

Але весь матеріал зосереджений між поверхнею западин на роторі і поверхнею футерівки, обмеженими сусідніми виступами рифлень. Тому збільшення осьового зусилля на елемент ротора приводить не до 22 підвищення руйнуючої сили, що діє на частинки матеріалу, який перероблюється, а до підвищення сили тертя - між ротором і футерівкою, яка при постійній швидкості обертання ротора обумовлює підвищення енерговитрат і додаткове нагрівання елементів (ротора і статора) пристрою. Очевидно, що даний ефект знижує ефективність процесу.But all the material is concentrated between the surface of the depressions on the rotor and the surface of the lining, limited by the adjacent protrusions of the grooves. Therefore, an increase in the axial force on the element of the rotor does not lead to an increase in the destructive force acting on the particles of the material being processed, but to an increase in the force of friction between the rotor and the lining, which, at a constant speed of rotation of the rotor, leads to an increase in energy consumption and additional heating of the elements (rotor and stator) of the device. Obviously, this effect reduces the efficiency of the process.

Другим помилковим рішенням даної конструкції є наявність нахилених у бік обертання ротора рифлень. В юю 30 цьому випадку стінки рифлень діють на матеріал, що переробляється, аналогічно стінкам каналів гвинтового «-- насоса, тобто матеріал через рифлення проходить прискорено, за рахунок чого скорочується термін перебування матеріалу в зоні інтенсивної дії. Це обумовлює проходження через пристрій твердих частинок з о розмірами вище, ніж задані, що обумовлює необхідність збільшення кількості робочих елементів або до о збільшення кратності обробки матеріалу, що призводять, загалом, до зниження ефективності пристрою. 3о Наступним помилковим рішенням у даному пристрої є те, що конічні елементи футерівок і ротора повернені со більшими основами у бік завантаження початкового матеріалу. Інтенсивність дії на матеріал залежить від лінійної швидкості ротора, яка більша у більшої основи ротора. Отже, по мірі просування матеріалу в каналах рифлень інтенсивність дії на нього зменшується, а, отже, знижується ефективність диспергування твердих « частинок. 70 Ї останній, істотний недолік даного пристрою полягає в тому, що в нім порушений основний принцип процесу о, с подрібнення - "Не подрібнювати нічого зайвого" |4, стор.31)|. У даній конструкції пристрою, подрібнені з» частинки змішуються з основною масою матеріалу, а це надає гальмуючу дію на весь процес подрібнення і обумовлює перевитрату енергії, що знижує ефективність роботи цього пристрою.The second erroneous decision of this design is the presence of grooves inclined in the direction of rotation of the rotor. In this case, the walls of the corrugations act on the material being processed, similarly to the walls of the channels of the screw pump, that is, the material passes through the corrugations at an accelerated rate, due to which the period of stay of the material in the zone of intensive action is shortened. This leads to the passage through the device of solid particles with o dimensions higher than the given ones, which leads to the need to increase the number of working elements or to o increase the frequency of material processing, which lead, in general, to a decrease in the efficiency of the device. 3o The next erroneous decision in this device is that the conical elements of the liners and the rotor are turned with larger bases in the direction of loading the initial material. The intensity of the effect on the material depends on the linear speed of the rotor, which is greater with a larger rotor base. Therefore, as the material advances in the channels of the corrugations, the intensity of action on it decreases, and, therefore, the effectiveness of dispersing solid particles decreases. 70 The last, significant drawback of this device is that it violates the basic principle of the grinding process - "Do not grind anything superfluous" |4, p.31)|. In this design of the device, the crushed particles are mixed with the main mass of the material, and this has an inhibiting effect on the entire grinding process and leads to excessive consumption of energy, which reduces the efficiency of this device.

Метою пропонованої корисної моделі є спрощення конструкції пристрою для переробки пастоподібних 45 матеріалів і підвищення ефективності його роботи. со Поставлена мета досягається тим, що в пристрої для переробки пастоподібних матеріалів, що містить о корпус, футерувальні сорочки, конічний рифлений ротор, виконаний з набору сполучених основами зрізаних конусів, що вільно сидять на вертикальному валі і забезпечених пружиною для незалежного притиснення до о футерувальних сорочок, ротор складається тільки із одного з'єднання зрізаних конусів, в якому верхній конус - 20 оснащений нахиленим у бік обертання лопатями, а нижній - нахиленими у бік обертання робочими, відкритими для прийому і закритими для виходу початкового матеріалу, і розвантажувальними, закритими для прийому «сл початкового і відкритими для виходу подрібненого матеріалу, каналами, що чередуються між собою і стінки яких виконані зі скосом ребер таким чином, що в горизонтальному перетині між внутрішнім колом футерівки і стінкою робочого каналу утворюється кут захвату матеріалу, а між внутрішнім колом футерівки і стінкою розвантажувального каналу - кут зрізу, на поверхні, якого закріплена пластинчаста пружина, при цьому ротор с забезпечений пристроєм для регулювання його положення на вертикальному валі.The purpose of the proposed useful model is to simplify the design of the device for processing paste-like 45 materials and increase the efficiency of its operation. The set goal is achieved by the fact that in the device for processing paste-like materials, which contains a body, lining shirts, a conical fluted rotor, made of a set of truncated cones connected by bases, freely sitting on a vertical shaft and provided with a spring for independent pressing against the lining shirts , the rotor consists of only one connection of truncated cones, in which the upper cone - 20 is equipped with blades inclined in the direction of rotation, and the lower one - inclined in the direction of rotation working ones, open for receiving and closed for the output of the initial material, and unloading ones, closed for receiving "sl of the initial and open for the exit of crushed material, channels alternating with each other and the walls of which are made with beveled ribs in such a way that in the horizontal intersection between the inner circle of the liner and the wall of the working channel, an angle of capture of the material is formed, and between the inner circle of the liner and the wall discharge channel - cut angle, on the surface, i to which a plate spring is fixed, while the rotor is equipped with a device for adjusting its position on the vertical shaft.

На Фіг.1 схемно зображений пропонований пристрій, вертикальний розріз: на Фіг.2 - перетин А-А на Фіг.1 - збільшене.Fig. 1 schematically shows the proposed device, a vertical section: Fig. 2 - section A-A in Fig. 1 - enlarged.

Пристрій складається з корпусу 1, оснащеного сорочкою 2 для холодоагента, закріпленої у корпусі футерівки 60 З, вільно насадженого на вертикальний вал 10 з'єднання конусів 4, верхньої кришки 15 і царги 16 з патрубком для подачі початкового матеріалу, збірника готового продукту 5, упорного шарикопідшипника 11, пружини 9, гайки б і контргайки 7. Верхній конус ротора оснащений нагнітальними лопатями 8, а нижній - робочими і розвантажувальними каналами, простір яких обмежений робочою 12 і розвантажувальною 13 стінками. До скошеної поверхні стінки розвантажувального каналу прикріплена пластинчаста пружина 17. бо Пристрій працює наступним чином.The device consists of a body 1, equipped with a jacket 2 for the refrigerant, a lining 60 Z fixed in the body, freely mounted on a vertical shaft 10, a connection of cones 4, an upper cover 15 and a gate 16 with a nozzle for supplying the initial material, a collector of the finished product 5, a stop ball bearing 11, springs 9, nuts b and locknuts 7. The upper cone of the rotor is equipped with discharge blades 8, and the lower one with working and unloading channels, the space of which is limited by the working 12 and unloading 13 walls. A plate spring 17 is attached to the beveled surface of the unloading channel wall, because the device works as follows.

Через патрубок у цагзі 16 початковий матеріал подається у верхню частину корпусу 1 і підхоплюється лопатями 8 закріпленими на верхньому зрізаному конусі. Оскільки лопаті 8 мають нахил у бік обертання ротора 4, то вони нагнітають початковий матеріал у відкриті для його прийому робочі канали. У робочих каналах початковий матеріал піддається стиранню об стінки каналів 12, 13 і футерівку 3, роздавлюванню в клиновидному просторі між стінкою робочого каналу 12 і футерівкою 3. Пройшовши гарантований зазор між незрізаною ділянкою стінки робочого каналу і футерівкою, поступає в розвантажувальний канал 13, де він зрізається із стінок футерівки пластинчастою пружиною 17. За рахунок нахилу стінки розвантажувального каналу у бік обертання, матеріал транспортується до вихідних отворів каналів 13 і поступає в збірник 5. Тепло, яке 7/0 Виділяється відводиться холодоагентом, наприклад водою, через сорочку.Through the nozzle in the crucible 16, the initial material is fed into the upper part of the housing 1 and picked up by the blades 8 fixed on the upper truncated cone. Since the blades 8 have an inclination in the direction of rotation of the rotor 4, they inject the initial material into the working channels open for receiving it. In the working channels, the initial material is subject to abrasion against the walls of the channels 12, 13 and the lining 3, to crushing in the wedge-shaped space between the wall of the working channel 12 and the lining 3. After passing through the guaranteed gap between the uncut section of the wall of the working channel and the lining, it enters the unloading channel 13, where it is cut from the walls of the lining by a plate spring 17. Due to the inclination of the wall of the unloading channel in the direction of rotation, the material is transported to the outlet openings of the channels 13 and enters the collector 5. The heat that is released is removed by a refrigerant, for example, water, through the shirt.

Конічна форма ротора у поєднанні з регулювальним пристроєм, що складається з пружини і гвинтового з'єднання, дозволяє встановлювати необхідний зазор між стінками робочих каналів і футерівкою, чим досягається певний розмір твердих частинок. Наявність робочих і розвантажувальних каналів дозволяє своєчасно і постійно відводити із зони подрібнення частинки певного розміру, чим досягається виконання /5 основного правила процесу подрібнення, тобто матеріал не переподрібнюється, чим обумовлюється покращення умов подрібнення крупних частинок при менших енергетичних витратах.The conical shape of the rotor in combination with the adjusting device, consisting of a spring and a screw connection, allows you to set the necessary gap between the walls of the working channels and the lining, which achieves a certain size of solid particles. The presence of working and unloading channels allows timely and constant removal of particles of a certain size from the grinding zone, which achieves the fulfillment of /5 of the main rule of the grinding process, i.e. the material is not over-grinded, which determines the improvement of the grinding conditions of large particles with lower energy costs.

Використання в даному пристрої тільки одного з'єднання конусів істотно спрощує конструкцію пристрою і зменшує витрату енергії на подолання сил тертя.The use of only one connection of cones in this device significantly simplifies the design of the device and reduces energy consumption to overcome frictional forces.

Конічна форма ротора в даному пристрої необхідна не для створення зусиль розпорів між ротором і футерівкою, а для регулювання зазору між ними. Тому кут між вертикаллю і твірною конуса великим не потрібен, внаслідок чого діаметри верхньої і нижньої основ конуса мають не істотну відмінність, чим досягається приблизно однакова швидкісна дія на матеріал на вході і на виході із зони подрібнення.The conical shape of the rotor in this device is not necessary to create spacer forces between the rotor and the lining, but to adjust the gap between them. Therefore, the angle between the vertical and the base of the cone does not need to be large, as a result of which the diameters of the upper and lower bases of the cone do not have a significant difference, which achieves approximately the same speed effect on the material at the entrance and exit of the grinding zone.

Наявність на верхньому конусі нахилених у бік обертання лопатей обумовлює примусову подачу матеріалу в робочі канали, а також його перемішування, що забезпечує гомогенність середовища, що переробляється.The presence of blades inclined in the direction of rotation on the upper cone determines the forced supply of material into the working channels, as well as its mixing, which ensures the homogeneity of the processed medium.

Наявність в розвантажувальних каналах пластинчастих пружин, використовуваних як зрізаючі ножі, забезпечує автоматичне їх притиснення до поверхні футерівки при зміні зазору між стінками робочих каналів і - футерівкою.The presence of plate springs used as cutting knives in the unloading channels ensures their automatic pressing against the surface of the lining when the gap between the walls of the working channels and the lining changes.

Таким чином, сукупність відмінних ознак корисної моделі, що заявляється, дозволяє спростити конструкцію пристрою для переробки пастоподібних матеріалів і підвищити ефективність його роботи. ю зо Джерела інформації: 1. А.С. СССР Мо281139, кл В02С7/08, 1973Гг. ч- 2. А.С. СССР Моб43187 М.кл? ВОС19/00, БИ МоЗ3, 1979Г. оThus, the set of distinctive features of the claimed useful model allows to simplify the design of the device for processing paste-like materials and to increase the efficiency of its operation. Sources of information: 1. A.S. USSR Mo281139, kl В02С7/08, 1973Гг. h- 2. A.S. USSR Mob 43187 M.kl? VOS19/00, BI MoZ3, 1979. at

З. Полиивец Ю.Г., Скулин В.Д. Исследование и разработка диспергатора для вязких суспензий, Хим. машиностроение; Респ. межвед. научн.-техн. сб., 1980г., вьіп.З5, с.17-24. о 4. Сиденко П.М. Измельчение в химической промьішленности. М:, Химия, 1968г. 3826. сZ. Polyivets Y.G., Skulin V.D. Research and development of a dispersant for viscous suspensions, Chem. mechanical engineering; Rep. interdisciplinary scientific and technical Sat., 1980, issue Z5, pp. 17-24. at 4. Sydenko P.M. Grinding in the chemical industry. M:, Chemistry, 1968. 3826. p

Claims

The formula of the invention "

1. A device for the processing of paste-like materials, containing a body, lining shirts, a conical - c fluted rotor, made of connected bases of truncated cones, freely sitting on a vertical shaft, equipped with a spring for pressing against the lining shirts, which is characterized by the fact that the upper cone "z" is equipped with blades tilted in the direction of rotation, and the lower one - working channels tilted in the direction of rotation, open for receiving and closed for the output of the initial material, and unloading channels, closed for receiving the initial and open for the output of crushed material, alternating between each other and the walls of which are made with a bevel in such a way that in the horizontal section between the inner circle of the liner and the walls of the working channels, material capture angles are formed, and between the inner circle of the liner and the walls of the unloading channels - cut angles, on the beveled surfaces of which plate springs are fixed, with this rotor is equipped with a device for adjusting it th position on the vertical shaft.

2. The device according to claim 1, which differs in that the walls of the working and unloading channels are removable. -th Z.

The device according to claim 1, which differs in that the position of the rotor on the vertical shaft is adjustable. sl

4. The device according to claims 1, C, which is characterized by the fact that the adjusting device consists of a spring and a screw pair.

5. The device according to claim 1, which differs in that the bevel angle of the edges of the working channel wall is smaller than the angle of friction of the material. p. 60 b5