Документ описывает изобретение мельницы вибрационной, предназначенной для тонкого помола материалов, преимущественно по мокрому способу. Основная задача изобретения заключается в повышении эффективности и снижении энергоемкости рабочего процесса за счет конструкции, включающей цилиндрические стальные щетки, которые обеспечивают интенсивное измельчение. Улучшенная производительность и сокращение затрат на трение делают данное устройство более эффективным по сравнению с существующими аналогами.

1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28680
(51) B02C 19/16 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/1102.1
(22) 19.08.2013
(45) 15.07.2014, бюл. №7
(72) Унасбеков Берикбай Акибаевич (KZ);
Сиваченко Леонид Александрович (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) BY 14934 C1, 30.10.2011
(54) МЕЛЬНИЦА ВИБРАЦИОННАЯ
(57) Мельница вибрационная относится к области
тонкого помола материалов преимущественно по
мокрому способу, и может быть использована для
получения суспензий и других композиций
жидкотекучих веществ.
Задачей изобретения является повышение
эффективности и снижение энергоемкости рабочего
процесса. Для этого мельница содержит раму,
рабочую камеру, патрубки для ввода и вывода
материала, виброинерционный привод и
измельчающий орган, который выполнен из набора
цилиндрических стальных щеток, плотно
охватывающих цилиндрический стакан с
вибровозбудителем.
Технический результат изобретения заключается
в снижении затрат на трение, и интенсификации
единичных актов разрушения и диспергирования,
что снижает энергоемкость и повышает
производительность оборудования.
(19)KZ(13)A4(11)28680

2. 28680
2
Изобретение относится к области тонкого помола
материалов преимущественно по мокрому способу и
может быть использовано в различных областях
промышленности при реализации различных стадий
дезинтеграторных технологий.
Известна корпусно-инерционная дробилка,
содержащая наружный и внутренний конусы,
дебалансный вибратор, приводимый во вращение
через гибкую трансмиссию. [Денисов Г.А.,
Зарагатский Л.П., Туркин В.Я, Оборудование и
технологии для вибрационного измельчения
материалов с различными физическими свойствами. -
С. Петербург, 1992. с.119].
Подобная конструкция, имея малое количество зон
воздействия рабочих элементов (конусов) на
обрабатываемый материал, не обеспечивает
эффективное измельчение мелкого материала. Кроме
того, конические рабочие поверхности создают осевые
нагрузки, изменяют закономерности реологической
ситуации в аппарате, что позволяет эффективно
управлять рабочим процессом.
Известна также бисерная мельница, содержащая
цилиндрический корпус, установленный в нём с
возможностью вращения вал с дисками, мелющими
телами (бисером), патрубков для подачи и отвода
обрабатываемого продукта и привод.
[Орешкин И.А., Фадин Ю.М. Производительность
бисерных мельниц /Матер, междунар. науч. практ.
конф. Проблемы производства и использования мела в
промышленности и сельском хозяйстве. - Белгород,
2001. с.92 - 95].
Обладая достаточно высокой технологической
эффективностью, бисерная мельница обладает целым
рядом существенных недостатков. Во-первых, это
высокая энергоёмкость процесса, связанная с большой
долей трения между мелющими телами, рабочим
органом и корпусом, причём это трение происходит не
в процессе разрушения, а в результате чисто
механического воздействия тел. Во-вторых,
конструкция машины довольно сложна и требует
хорошо уплотнённых опор, точной установки и
качественного изготовления обязательной рубашки
охлаждения, а обслуживание и особенно - ремонт
машины являются достаточно сложными и дорогими
операциями, особенно в части замены мелющих тел
(бисера) и рабочих элементов на валу. Существуют
также и некоторые технологические ограничения,
такие как вязкость продукта, крупность питания,
рабочая температура и другие.
Наиболее близкой по технической сущности и
достигаемому результату к предлагаемому
изобретению является пружинная мельница,
содержащая раму, рабочую камеру в виде
цилиндрического стакана, измельчающий орган,
патрубки для ввода и вывода материала, причем
приводной электродвигатель связан через эластичную
муфту с вибровозбудителем, помещенным внутри
стакана, который охватывает пружинный
измельчающий орган. [Патент РБ на изобретение
№14934 Пружинная мельница, МПК В02С 19/22.
Опубл. 28.02.2011]
Такая конструкция обладает достаточно высокой
эффективностью при грубом помоле, но в случае
получения высокодисперсных композиций она
становится малоэффективной и имеет низкую
производительность. Это связано с малым
количеством зон, где происходит процесс разрушения,
низкими контактными давлениями, создаваемом в них,
что не позволяет получать однородный и
мелкодисперсный продукт. За счет этого возникает
необходимость повышать количество пропусков
материала через рабочую камеру. Следовательно,
снижается эффективность процесса в целом и его
производительность, резко возрастает энергоемкость,
что является существенным недостатком.
Задачей предлагаемого изобретения является
повышение эффективности и снижение энергоемкости
рабочего процесса.
Поставленная задача решается тем, что в мельнице
вибрационной, содержащей раму, рабочую камеру в
виде цилиндрического стакана, измельчающий орган,
патрубки для ввода исходного материала и вывода
обработанного продукта, и привод, включающий
электродвигатель, связанный через эластичную муфту
с вибровозбудителем, установленным внутри
цилиндрического стакана, согласно изобретению,
измельчающий орган выполнен в виде, по меньшей
мере, одной цилиндрической стальной щетки, плотно
охватывающей цилиндрический стакан с
вибровозбудителем и установленной с зазором в
рабочей камере.
В вариантах выполнения мельницы также
предусмотрено, что измельчающий орган выполнен из
набора щеток, диаметры стержней которых
уменьшаются от нижней щетки к верхней, причем
щетки измельчающего органа могут быть выполнены
из секций, установленных неподвижно друг
относительно друга.
Выполнение измельчающего органа в виде
цилиндрической стальной щетки, установленной
внутри цилиндрического стакана и приводимой в
колебательное движение посредством
вибровозбудителя в сравнении с прототипом
многократно увеличивает контактные напряжения,
возникающие в зонах соударения торцов стержней
стальной щетки с внутренней поверхностью стакана,
что приводит к интенсификации процесса измельчения
и повышению эффективности процесса в целом.
Другие признаки, заложенные в конструкцию
мельницы, направлены на обеспечение ее
работоспособности и технологическую
эффективность. Особо следует отметить высокую
износостойкость металлических стержней,
возможность унификации рабочего оборудования и
его быстрой замены.
Отличительная часть формулы изобретения
соответствует основным критериям по технической
новизне, воспроизводимости и получаемому
положительному эффекту. В такой постановке она не
имеется ни у аналогов, ни у прототипа.
Сущность изобретения поясняется графическими
материалами. На фиг.1 представлен общий вид
мельницы вибрационной, на фиг.2 - поперечный
разрез А-А на фиг.1. Мельница содержит приводной
электродвигатель 1 выходной вал 2 который через
эластичную муфту 3 соединен с валом 4

3. 28680
3
вибровозбудителя 13. Рабочая камера 5 смонтирована
на раме 6 с установленным в ней с зазором
измельчающим органом 9 в виде цилиндрической
стальной щетки, состоящей из секции 7, щётка 9
смонтирована на цилиндрическом стакане внутри
которого в подшипниках 10, 11 вращается вал 4
вибровозбудителя 13. Для подачи исходного
материала предусмотрен патрубок 8, а для выбора
обработанного продукта - патрубок 12.
Рабочий процесс мельницы вибрационной
осуществляется следующим образом. Включается
приводной электродвигатель 1 через вал 2 и
эластичную муфту 3 приводит во вращение
установленный в подшипниках 10, 11 вал 4
вибровозбудителя 13. Возникающая при его вращении
вынуждающая сила от действия неуравновешенной
массы - дебаланса приводит в колебательное движение
измельчающий щеточный рабочий орган 9, рабочие
элементы внутренней поверхности рабочей камеры 5.
Сразу после включения привода через патрубок 8 под
давлением в полость рабочей камеры 5 подается
подлежащий обработке жидкотекучий материал в виде
суспензии исходной крупностью до 3 - 5 мм. Проходя
через рабочую камеру в верх твердые частицы
интенсивно измельчаются торцами стержней
измельчающей щетки 9, постепенно уменьшаясь в
размерах. После прохождения цикла измельчения,
состоящего из множества единичных актов
разрушения, обработанный продукт выгружается
самотекам из аппарата через патрубок 12. В
зависимости от требуемых условий обработки, т.е.
степени помола или диспергирования возможна
однократная или многократная прогонка материала
через аппарат.
Использование предлагаемого изобретения в
сравнении с известными устройствами позволяет
интенсифицировать процесс измельчения путем
увеличения контактных давлений, множественности
единичных актов воздействий, адаптивных свойств
рабочего органа и возможности работы в проточно -
циркуляционном режиме. При этом в сравнении с
бисерными мельницами, которые сегодня являются
основным видом машин для тонкого помола
жидкотекучих композиций, мелющие тела которых
свободно движутся в рабочей камере, в предлагаемой
конструкции мелющие тела жестко закреплены. Это
позволяет повысить крупность и прочность частиц
исходного материала и работать на составах меньшей
подвижности, т.е. большей вязкости.
Мельница вибрационная обеспечивает расширение
технологических возможностей по переработке
различных материалов, уменьшение
энергопотребления, упрощение конструкции и
повышение ее надежности за счет применения
износостойких и дешевых элементов - стальных
щеток. Предлагаемая конструкция мельницы может
найти применения для обработки различных
материалов по мокрому способу с
производительностью 0,2 - 50,0 тонн в час.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Мельница вибрационная, содержащая раму,
рабочую камеру в виде цилиндрического стакана,
измельчающий орган, патрубки для ввода исходного
материала и вывода обработанного материала и
привод, включающий электродвигатель, связанный
через эластичную муфту с вибровозбудителем,
установленным внутри цилиндрического стакана,
отличающаяся тем, что измельчающий орган
выполнен в виде по меньшей мере одной
цилиндрической стальной щётки, плотно
охватывающей цилиндрический стакан с
вибровозбудителем и установленной с зазором в
рабочей камере.
2. Мельница вибрационная по п.1, отличающаяся
тем, что измельчающий орган выполнен из набора
щеток.
3. Мельница вибрационная по п.2, отличающаяся
тем, что диаметры стержней щеток уменьшаются от
нижней щетки к верхней.
4. Мельница вибрационная по п.п.2, 3,
отличающаяся тем, что щетки измельчающего
органа выполнены из секций, установлены
неподвижно друг относительно друга.

4. 28680
4
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч