Устройство для непрерывного измельчения и смешивания твердых сыпучих материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 37 02 С 19 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМУ С(56) Авторское свидетельство СССР В 933110, кл. В 02 С 19/18, 1979.Авторское свидетельствЬ СССР Ь 906613, кл. В 02 С 19/18, 1980.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ И СМЕШИВАНИЯ ТВЕРДЫХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к области обработки твердых сыпучих материалов, а именно к устройствам для непрерывного измельчения и смешивания твердых сыпучих материалов, и обеспечивает повышение эффективности устройства эа счет ослабления краевых эффектов. Устройство содержит цилиндрическую рабочую камеру 2 из немагнитного материала с магнитоактивными мелющими элементами 3, охватывающий рабочую камеру 2 трехфазный источник вращающегося электромагнитного поля - индуктор 1 и установленный по оси ротор 4 из ферромагнитного материала, Образующая ротора 4 выполнена в виде волнообразной кривой с чередующимися выпуклыми и вогнутыми относительно оси ротора 4 участками, при этом у каждого торца ротор 4 имеет выпуклый участок образующей, Устройство имеет входной 5 и выходной 6 патрубки и решетку 7. 1 З,п.ф-лы, 3 ил,Изобретение относится к области обработки твердых сыпучих материалов, а именно к устройствам для непрерывногоизмельчения и смешивания твердых сыпучих материалов, и может быть использованов различных отраслях промышленности дляпроведения непрерывных процессов обработки материалов, например измельчения иперемешивания их в системах жидкость -твердое и твердое-твердое, аЦель изобретения - повышения эффективности устройства за счет ослаблениякраевых эффектов,На фиг.1 схематически изображено устройство для непрерывного измельчения исмешивания твердых сыпучих материалов,общий вид; на фиг,2 - кривые зависимостииндукции В от расстояниявдоль рабочейкамеры (без ротора и с ним); на фиг,3 -сечение части ротора с волнообразной образующей.Устройство для непрерывного измельчения и смешивания твердых сыпучих материалов содержит трехфазный источниквращающегося электромагнитного поля,индуктор 1, цилиндрическую рабочую камеру 2 из немагнитного материала с магнитоактивными мелющими элементами 3,Внутри рабочей камеры 2 соосно расположен ротор 4 из ферромагнитного материала, выполненный в виде тела вращения.сволнообразной образующей, Устройствоснабжено входным 5 и выходным 6 патрубками, Для предотвращения уноса магнитоактивных мелющих элементов 3 служитрешетка 7.Устройство имеет ротор 4, образующаякоторого выполнена в виде волнообразнойкривой с чередующимися выпуклыми и вогнутыми относительно оси ротора 4 участками, а у каждого торца ротор 4 имеетвыпуклый участок образующей. Наиболееэффективная работа устройства обеспечивается в том случае, если образующая ротора 4 имеет по длине три выпуклых участка,средний из которых расположен в среднейчасти рабочей камеры 2, При этом максимальный радиус го среднего выпуклого участка расположен в центральной частиротора 4, а вогнутые участки выполнены сшириной, равной (0,17-0,2) 1., и глубиной,равной (0,05-0,25) го, при этом центр каждого вогнутого участка размещен на участке(0,25-0,33)от центра ротора 4, где 1длина ротора 4, го - максимальный радиусротора 4 в центральной части,Устройство для непрерывного измельчения и смешивания твердых сыпучих материалов работает следующим образом. Под воздействием вращающегося магнитного поля магнитоактивные мелющие элементы 3 приходят в состояние вихреобразного движения, увлекая частицы обраба тываемого материала, непрерывноподающиеся в рабочую камеру 2 через входной патрубок 5,Ферромагнитный ротор 4, взаимодействуя с электромагнитным полем, благодаря 10 своей форме и размерам, уменьшает неравномерность вихревого слоя по краям рабочей камеры 2.Размеры и форму ротора 4 можно определить из следующего выражения:15у .2 г1ф 1 +2 т г ,г"0 г 1 лп(. )12 лпС 0327 ГПХ (1)+2 т ( +2 л (.+2 т.где ф - магнитный потенциал, определяемый исходя из величины намагничивающей25 силы, А,В - требуемая магнитная индукция взазоре, Тл;1 - длина камеры, м;т - характерный размер, зависящий отреального распределения индукции вдользазора в рабочей камере с цилиндрическимротором (рассчитывается или определяетсяэкспериментально),м;Х - текущее расстояние вдоль рабочейкамеры,м;У - ордината на поверхности ротора, м,Величина щ определяется в процессерасчета по величине го, равной радиусу ротора 4 в центре рабочей камеры 2, и принимается исходя из требуемых величинмагнитной индукции В и намагничивающейсилы Р в рабочей камере 2.Зависимость (1) получена путем разложения функции В (желаемой) в ряд Фурье спериодом +2 с.В силу условия,и = со поверхность индуктора 1 является эквипотенциальной и еемагнитный потенциал принимается равным50 нулю. Поверхность ротора 4 также являетсяэквипотенциальной ф = оо) и ее магнитныйпотенциал определяется из условияфр-ф, =Р. Е,где фр - магнитный потенциал ротора 4;ф - магнитный потенциал индуктора 15 10 15 20 25 30 35 40 50 55 В таком представлении производная от магнитного потенциала дает непосредственно значение индукции В. Величина же намагничивающей силы Г определяется обмоточными данными индуктора 1 и величиной тока в его обмотках. Для многофазной распределенной сфмоткип)у У 2 Ю Кобл Ргде вф - число фаз обмотки (аф = 3) индуктора;ЧЧ - число витков обмотки индуктора; Р - число пар полюсов обмотки индуктора;Коб - обмоточный коэффициент;1 - ток обмотки индуктора, А.Между выражением ф - ф, и индукциейсуществует взаимосвязьф = В; д (так как фЪ = О),где В - индукция в зазоре между ротором 4 и индуктором 1, Тл;б - величина зазора между ротором 4 и индуктором 1 в среднем сечении, м.Таким образом, соотношение (1) может быть представлено в чисто геометрическом виде: 1 1 +2 г1= +2.У+,Р кп. 2 кп 2 тгпРУГ - р р УСОВ)р Х, (2) Для определения достаточной величины в в выражении (2) значение Х, соответствующее среднему сечению, задаетсяравным нулю, У задается равным б и согласно (2) берется такое число в членов ряда,чтобы равенство 2) выполнялось с необходимой степенью точности, при этом междуУ (в частности, У=с и го существует связьго=Вы - б,где Ко - внутренний радиус индуктора 1.Выражение (2) справедливо при неболь 2 б 2 бших отношениях - ( - 0,5) что харак 1терно для большинства конструкцийиндукторов 1. Установлено, что для множества геометрических параметров индуктора1 и ротора 4 выражение (2) соответствуетволнообразной кривой, форма которой является оптимальной и характеризуется наличием участков выпуклости и вогнутости,образуя пять зон, из которых первая, третьяи пятая, считая от любого иэ торцов ротора4(фиг.2), представляют собой выпуклые участки, а вторая и четвертая - вогнутые, причем ширина участков вогнутости составляет(0,17-0,2) от , глубина вогнутости (0,05 -0,15) относительно го, а центр их находится для второй зоны на участке (0,25 - 0,33) от 3, для четвертой зоны - на участке (0,66 - 0,75) от 1.Устойчивое формирование указанных пяти участков обусловлено влиянием третьей гармоники индукции, тогда как более высокие гармоники (пятая и седьмая), не говоря уже о высших, вносят несущественный вклад в формирование волнообразной кривой образующей ротора. ибо их амплитуда значительно меньше амплитуды третьей гармоники, Это следует из гармонического анализа кривой распределения индукции в зазоре.Определение координат Х и У, описывающих поверхность ротора, производится на основании неявной функции (2), их связывающей, путем, например, решения с помощью ЭВМ.Величина т определяется, например, экспериментально с помощью многовитковой катушки-датчика известным методом.На фиг,З представлен пример решения уравнения (2) с помощью ЭВМ при следующих параметрах: го = 12,5 мм; 1 = 76 мм; Я= 30 мм; г=-90 мм; а =,10,Ось Х из соображений симметрии магнитного поля в зазоре расположена посередине между поверхностью ротора и внутренней поверхностью расточки индуктора.Положительный эффект от применения данного устройства достигается за счет однородного распределения магнитного поля по оси рабочей камеры вплоть до границы ее рабочего обьема (фиг.2, кривая в), чем обеспечивается равномерное распределение ферромагнитных мелющих элементов,т.е, увеличение эффективного объема, а следовательно, эффективность, а также производительность, тогда как в прототипе(фиг.2,кривая а) такой эффект не достигается. Формула изобретения 1, Устройство для непрерывного измельчения и смешивания твердых сыпучих материалов, содержащее цилиндрическую рабочую камеру из немагнитного материала с магнитоактивными мелющими элементами и с установленным по оси ротором из ферромагнитного материала, и охватывающую рабочую камеру трехфазный источник вращающегося электромагнитного поля, о тл и ч а ю ще е с я тем, что, с целью повышения эффективности устройства эа счет ослабления краевых эффектов, образующая ротора выполнена в виде волнообразной кривой с чередующимися выпуклыми и вогнутыми относительно оси ротора участками, 1650737при этом у каждого торца ротор имеет выпуклый участок образующей.2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что образующая ротора имеет по длине последнего при выпуклых участка, средний из которых расположен в средней части рабочей камеры, при этом максимальный радиус го среднего выпуклого участкаФ выполнен в центральной части ротора, а вогнутые участки выполнены с шириной, равной (0,17 - 0,2) , и глубиной, равной (0,05-0,25) го, причем центр каждого вогну того участка размещен на участке (0,25 -0,33)от торца ротора; где- длина ротора: г, - максимальный радиус ротора в центральной части.1660737гю в югаююилггггхгдмлю О 2 ф Ф б 18Составитель В.Ревва Редактор С.Пекарь Техред М.Моргентал Корректор В. Гирняк каз 2074 . Тираж 379. Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10