1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29819
(51) B02C 19/22 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2014/0275.1
(22) 12.03.2014
(45) 15.05.2015, бюл. №5
(72) Унаспеков Берикбай Акибаевич (KZ);
Сиваченко Леонид Александрович (KZ); Багитова
Салтанат Жарылгасовна (KZ); Сиваченко Татьяна
Леонидовна (BY)
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Евразийский
национальный университет им. Л.Н. Гумилева"
Министерства образования и науки Республики
Казахстан
(56) Горловский И.А., Козулин Н.А.
Оборудование заводов лакокрасочной
промышленности, Ленинград, - Ленинград : Химия,
1980, с.376
(54) МЕЛЬНИЦА ДЛЯ СВЕРХТОНКОГО
ПОМОЛА
(57) Мельница для сверхтонкого помола относится
к технологическому оборудованию и может быть
использована для приготовления
высококачественных дисперсных композиций.
Задачей изобретения является повышение
эффективности процесса помола. Для этого в
мельнице, содержащей рабочую камеру с
устройствами для загрузки и выгрузки материала,
привод, ротор с перемешивающими элементами и
мелющие тела, выполненные в виде отрезков
проволоки диаметром 0,01-10,0 мм и длиной,
равной 2 - 20 ее диаметра.
Технический результат изобретения заключается
в повышении производительности оборудования и
снижении затрат на процесс помола.
(19)KZ(13)A4(11)29819

2. 29819
2
Предлагаемое изобретение относится к
технологическому оборудованию,
предназначенному для проведения процессов
тонкого и сверхтонкого помола различных
материалов по мокрому способу, и может быть
использовано для приготовления
высококачественных составов композиций
повышенной дисперсности, в том числе при
решении задач в области нанотехнологий.
Известны, например, пружинные мельницы,
включающие в себя раму, привод, рабочую камеру в
виде дугообразно изогнутой трубы с опорами на ее
концах, на валах которых смонтирован пружинный
рабочий орган, причем концы рабочей камеры
снабжены патрубком для загрузки и выгрузки
материала [Сиваченко Л.А Технологические
аппараты адапптировного действия/Л.А. Сиваченко
[и др.]. Изд. Центр БГУ, Минск, 2008 с.375; с.138 -
139, фиг.3,7, схема 1].
Механизм разрушения в пружинной мельнице
характеризуется сжатием со сдвигом, что позволяет
эффективно обрабатывать минеральные материалы
по классу тонкого и даже сверхтонкого
измельчения. При этом эффективность этого вида
оборудования ограничивается числом рабочих зон,
которое равно числу витков пружины, и наличием
дополнительных механизмов нагружения,
например, истирания, что не позволяет в них
производить обработку частиц до крупности менее
1 мкм. Кроме того, в контактных зонах между
витками невозможно реализовать тот уровень
напряжений, который необходим для получения
значительной части частиц наноуровня.
Наиболее близким по технической сущности и
достигаемому результату к предлагаемому
изобретению является бисерная мельница,
представляющая собой цилиндрический
неподвижный корпус с устройствами для загрузки и
выгрузки материала внутри которого установлено
связанное с приводом быстровращающееся
перемешивающее устройство, причем корпус на
50 - 60% заполнен шаровым бисером [Горловский
И.А., Козулин Н.А. Оборудование заводов
лакокрасочной промышленности, Ленинград,
Химия, Лен. Отделение, 1980, с.376]
В настоящее время этот класс оборудования
является одним из основных для тонкого и
сверхтонкого помола жидкотекучих композиций.
Однако, его применение характеризуется, с одной
стороны, очень высокой энергоемкостью помола, с
другой, повышенной стоимостью мелющих тел
(бисера). Получение мелкого бисера сопряжено со
значительными техническими трудностями. Кроме
того, шаровые мелющие тела не обеспечивают
максимальных контактных напряжений в рабочих
зонах. Таким образом, можно уверенно говорить,
как о существенных недостатках бисерного способа
измельчения посредством мелющих тел в виде
шаров, в том числе и малого размера, так и о
потенциальных возможностях повышения его
эффективности.
Задачей изобретения является повышение
эффективности процесса помола путем
интенсификации единичных актов разрушения
частиц обрабатываемого материала.
Техническая идея изобретения заключается в
использовании в качестве мелющих тел коротких
отрезков проволоки малого диаметра,
взаимодействие между которыми под внешним
механическим воздействием характеризуется
повышенными контактными напряжениями,
приводящими к разрушению или накоплению
дефектов в структуре обрабатываемых продуктов.
Поставленная задача, основанная на
высказанных положениях, достигается тем, что в
мельнице для сверхтонкого помола, содержащей
рабочую камеру с устройствами для загрузки и
выгрузки материала, привод, ротор с
перемешивающими элементами и мелющие тела,
согласно изобретению, мелющие тела выполнены в
виде отрезков проволоки диаметром 0,01 - 10,0 мм и
длиной, равной 2 - 20 ее диаметра.
В вариантах реализации изобретения также
предусмотрено, что мелющие тела могут быть
выполнены из стальной закаленной и
гофрированной проволоки.
Выполнение мелющих тел из тонкой проволоки
соответствует условиям обеспечения максимальных
напряжений в контактных зонах. При этом
преобладающим механизмом взаимодействия
между мелющими телами является контакт по их
образующим, что очень выгодно из условий
разрушения, так как эти поверхности минимальны
по своим поперечным размерам, а нагрузки в них
максимальны.
Диаметры отрезков проволоки мелющих тел
выбраны из условий получения как максимальных
напряжений, в частности измельчаемого материала,
так и возможности использования существующего
оборудования для получения проволоки нужных
размеров. Например, диаметр отрезков проволоки
0,01 мм обусловлен возможностями технологии ее
получения, а диаметр 10,0 мм - снижением эффекта
достижения максимальной дисперсности
измельчаемого материала.
Сущность изобретения поясняется графическими
материалами. На фиг.1 представлен общий вид
мельницы, на фиг.2 - мелющее тело в виде отрезка
проволоки диаметром d и длиной L, на
фиг.3 - мелющее тело в виде отрезка гофрированной
проволоки.
Мельница для сверхтонкого помола содержит
рабочую камеру 1 с устройствами 2 для загрузки и 3
для выгрузки материала, приводной
электродвигатель 4, ротор 5 с перемешивающими
элементами 6 и установленный в опорах 7,8.
Рабочая камера 1 на 50 - 70% заполнена мелющими
телами, выполненными в виде цилиндрических
отрезков 9 или гофрированных 10 отрезков
проволоки. Для исключения выхода с обработанным
продуктом мелющих тел устройство для выгрузки
снабжено сеткой 11.
Мельница работает следующим образом.
Включается приводной электродвигатель 4 и
приводит во вращение ротор 5, перемешивающие
элементы 6 которого приводят в интенсивное

3. 29819
3
движение мелющую загрузки в виде мелющих тел 9
или 10, которые многократно соприкасаясь между
собой и с элементами конструкции производят
измельчение материала, который в составе
исходной суспензии принудительно подается в
рабочую камеру 1 через устройство 2 для загрузки.
Процесс помола в аппарате производится
последовательно по мере прохождения
обрабатываемого материала через рабочую камеру 1
и вывода из аппарата через устройство 3 для
выгрузки. При этом сетка 11 исключает выход из
рабочей камеры мелющих тел 9 или 10 вместе с
обработанным продуктом. Для получения
максимальной дисперсности работа мельницы
может производиться в проточно - циркуляционном
режиме. После окончания процесса помола рабочая
камера промывается, например, растворителем.
Использование предлагаемого изобретения в
сравнении с известными устройствами позволяет
повысить производительность мельницы,
уменьшить стоимость обработки, при этом
возможно получение продукта повышенной
дисперсности.
Особо следует остановиться на расширении
технологических возможностей предлагаемой
конструкции как в качестве получаемого продукта,
так и в его номенклатуре, например, это могут быть
строительные материалы, горнорудное сырье,
удобрение, топливо, отходы всех видов и т.д.
включая абразивные и волокнистые. При этом такая
мельница способна обеспечить механоактивацию
исходных компонентов и повышение их
реакционной способности.
Создание новых конструкций технологических
аппаратов может быть реализовано в
промышленности на основе известных образцов
техники. Главной задачей при этом является резка
проволоки на мерные отрезки, что в итоге является
более производительным способом получения
высококачественных мелющих тел, чем
существующее производство мелких мелющих тел
для бисерных мельниц. В целом оснащение
мельницы мелющими телами в виде отрезков
проволоки, особенно мелких, обеспечивает ей на
рынке аналогичного оборудования определенные
конкурентные преимущества.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Мельница для сверхтонкого помола, содержащая
рабочую камеру с устройствами для загрузки и
выгрузки материала, привод, ротор с
перемешивающими элементами и мелющие тела,
отличающаяся тем, что мелющие тела выполнены
в виде отрезков проволоки диаметром 0,01 - 10,0 мм
и длиной равной 2 - 20 ее диаметра.
2. Мельница для сверхтонкого помола по п.1
отличающаяся тем, что мелющие тела выполнены
из стальной проволоки.
3. Мельница для сверхтонкого помола по п.2
отличающаяся тем, что мелющие тела выполнены
из закаленной проволоки.
4. Мельница для сверхтонкого помола по п.2 и п.3
отличающаяся тем, что мелющие тела выполнены
из гофрированной проволоки.

4. 29819
4
Верстка Н. Киселева
Корректор К. Сакалова