Бисерная мельница

(72) В,М. А В.Л. Перов, И,Б. Париже тикову МеГе и Н.О. Байт (71) Госуда почета на и проектный промышленно М.С, Сай В.Е. С Миримскиственны чно-исс институ ти .5(088,е 1 ззоЬ, ФРГ,56) 1. Ка 982.2. Пате л. В 02 С лог ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ США 9 3652021 /16, 1972 (прототип).,ЯО 1080859 А(54) (57) БИСЕРНАЯ МЕЛЬНИЦА для тон-кого измельчения твердых веществ,содержащая корпус, вал с дисками,средство для ввода измельчаемоговещества и средство для вывода готового продукта, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью улучшениякачества продукта; получения болееравномерных по размерам частиц,увеличения производительности иуменьшения удельного расхода электроэнергии, внутренняя поверхностькорпуса выполнена гофрированной впродольном направлении, причем науровне середины между каждыми дву"мя соседними дисками расположенодин гребень гофры, а указанныедиски расположены на уровне гребней других близлежащих гофр,1080859 10 15 20 30 3540 Изобретение относится к машино-, строению для тех процессов, в кото рых применяется тонкое измельчание, и может применяться в химических производствах, например в лакокрасочной пищевой промьваленности и других отраслях народного хозяйства,Известны бисерные мельницы, содержащие вал с закрепленными на кем металлическими пальцами и размещенный в корпусе с контрпальцами, каждый из которых проходит между дву.мя пальцами вращающегося вала (,1 .Однако дкспергкрование в таких мельницах происходит главным образом не силами напряжения сдвига, а благодаря интенсивному столкновению мелющих тел в зонах измельчения. Такой метод измельчения требует больших затрат мощности, приводит к. быстрому износу как металлкческиХ пальцев мешалки и контрпальцев, так и мелющих тел. Кроме того, для целого ряда перерабатываемых материалов он не позволяет достичь заданной степени дисперсностк. Областы применения этих мельниц - высоко- вязкие, пастообразные продукты.Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является бисерная мельница, содержащая корпус, вал с плоскими дисками, средство для ввода измельчаемого вещества и средство для вывода готового продукта. Все внутреннее пространство мельницы между дисками заполнено мелющими телами в виде мелких шариков Г 21.Недостатками известной мельницы являются неудовлетворительная однородность измельченного вещества по размерам частиц, вследствие этого недостаточно высокое качество продукта и большой удельный расход энергии. Происходит это по следующим причинам. Между цилиндрическим корпусом мельницы и дисками имеетсядостаточно большой зазор, Этот зазор служит для осевого перемещенияизмельченного вещества от входа ваппарат к выходу иэ него. При этомне вся масса вещества хорошо и равномерно перемешивается, а времяпребывания вещества в аппарате дляразных частиц сильно различается.При этом одни частицы кзмельчаютсябольше, чем это необходимо, и наэто напрасно расходуется энергия,а другие частицы недостаточно размельчаются и имеют существенно большие размеры.Кроме того, для тонкого измельчения необходимо, чтобы возможно большая часть энергии расходозаласьна истирание частиц твердого вещества между поверхностямк мелющих тел, вместо ударного действия (о стенку корпуса), которое недостаточно для разрушения частиц и превращается в 45 50 55 60 65 тепловую энергию выполнения полезной работы.Цель изобретения - улучшение качества продукта, получение более равномерных по размерам частиц, увеличение производительности и умень.шение удельного расхода электроэнергии.Поставленная цель достигается тем, что в бисерной мельнице для тонкого измельчения веществ, содержащей корпус, вал с дисками, средство для ввода иэмельчаемого вещества к средство для вывода готового продукта,. внутренняя поверхность корпуса выполнена гофрированной в продольном направлении, причем на уровне середины между каждыми двумя соседними дискамк расположен .один гребень гофры, а указанные диски расположены на уровне гребней других блкэлежащих гофр.На фиг. 1 изображена бисерная мельнкца, вертикальный разрез; на фиг. 2 - взаимное расположение корпуса к дисков и схема направленныхпотоков внутри бисерной мельницы,Бисерная мельница состоит кзкорпуса 1 с водяной рубашкой 2, в котором размещен вал 3 с закрепленными на нем дисками 4. В дисках 4 вблизи оси имеются отверстия. Между дисками на валу касажены дкстанционные втулки 5 и вместе с дискамистянуты гайкой б, навернутой наконец вала 3, Вал 3 уплотнен. в корпусе сальником 7. Вал укреплен вкорпусе консольно и потому имеетзакрепленные опоры 8. В нижней внутренней части корпуса над днищем закреплена сетка 9. Верхняя часть цилиндрического корпуса имеет расширение, внутри которого закреплена сетка 10. Рабочая внутренняя часть корпуса имеет волнистую или гофрированную поверхность с плавными переходами, причем диски расположены на уровне гребней гофр с минимальным диаметром корпуса, чередуясь через одкк гофр. Радиус закругления гребней в глубине между гофрами на большем дкаметре корпуса должен выбираться в интервале от 10 мм до 100 вел, предпочтительно от 15 мм до 50 мм, Рабочую поверхность корпуса полу чают либо выдавливанием либо обточкой.Корпус 1 с сетками 9 и 10 вместе с крышкой 11 образует замкнутый объем, заполненный мелкщими телами, Мелющие тела - бисер, представляют собой шарики, выполненные из металла, стекла, твердых окислов и сплавов. Размер шарика больше размера ячейки сетки. В днище корпуса расположен штуцер 12, который вместе с насосом (не показан) служит средством для ввода вместе с жидкостью предварительно подготовленного вещества. Средством для вывода измельченного вещества является сетка 10 и штуцер 13.В водяной рубашке 2, которая служит для отвода избыточного тепла, имеется штуцер 14 для ввода воды или иного хладагента и штуцер 15 для вывода хладагента.Устройство работает следующим 10 образом.Подготовленная измельчаемая масса в виде суспензии подается насосом в штуцер 12 мельницы и, проходя между мелющими телами (твердыми 15 шариками), заполняет весь свободный объем бисерной мельницы.При вращении вала 3 диски 4вследствие силы трения увлекают во вращательное движение вокруг вала 3 ъ всю массу мелющих тел и измельчае" мого вещества. Однако вследствие проскальзывания дисков относительно вращающейся массы и каждых час" тичек относительно вала 3 скорость частиц массы различна, постепенно уменьшается от дисков к средней зоне между двумя дисками.Вследствие вращения вокруг вала 3 все частицы приобретают центробежную силу, которая различна для различных частиц. Эти силы, складыва-.ясь, действуют на волнистую (гофри" рованную) поверхность корпуса 1.Поскольку в центральной зоне между дисками на поверхность корпуса дей- З 5 ствует меньшая сила, чем около дисков, вся масса отражаясь от поверх. ности, корпуса, приобретает направлен-. ное кольцевое движение в осевых плоскостях 40При этом все частицы перемещаются относительно друг друга, оказывая юстирующее воздействие на очень большой поверхности мелющих тел и иэмельчаемых тел. Если диски сместить вдоль оси, например, на половину шага, то наибольшее воздействие будет прихо диться иа фямуф между гофрами, отражение от стенок будет минимальным и большая часть скорости будет гаситься, а энергия движения превращается в тепло, не производя полезной работы.По указанной причине необходимо точное совмещение плоскостей дисков с гребнями гофр по их наименьшему диаметру. Хорошая, циркуляций "в осевых плоскостях обеспечивает хорошее перемешивание и более или менее одинаковое время пребывания всех измельчаемых частиц.Осевое перемещение частиц от входа в аппарат и выход из него обеспечиваются частично через отверстия в дисках, где имеет место их подсос, а частично через зазор между корпусом и дисками Положительный эффект от применения изобретения выражается в увеличении производительности мельницы от 10 до 20 и таком же,умеиьшеиии, удельного расхода электроэнергии. При этом одновременно имеет место увеличение однородности по размерам частиц. Если, например, об однородности частиц судить по разности между рамерами самых крупных и наиболее вероятных частиц, то применение предлагаемого устройства может дать увеличение однородности частиц иа 10-20.Именно из-за более узкой дисперсности частиц, из-за того, что не тратится энергия на бесполезное, излишнее размалывание значительной части частиц, имеет место экономия энергии, увеличение производительности аппарата и улучшение качества продукции эа счет уменьшения наиболее вероятного размера частиц.1080859 Л. Чубуковаелевич Корректор А. Тяск дактор О. Бугир 5 Тираж 616ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и отк 13035, Москва, Ж, Раушская н аз 141 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная СоставительТехред Ж.Кас Подписнота СССРтий, д, 4/5