Мельница

СОЮЗ СОВЕТ СКИХСОИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 39 б 9) Н 5)5 В 02 С 19/08 ТЕНИЯ ОПИС ТЕНТУ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1375325, кл, В 02 С 15/02, 1986,Авторское свидетельство СССРМ 1011258, кл, В 02 С 19/08, 1981,(57) Использование: при измельчении различных материалов и может быть применено при подготовке препаратов дляспектрального, рентгеновского, химического и других видов анализа. Мельница содержит вертикальный корпус, ступку соСферической рабочей поверхностью у осноИзобретение относится к измельчениюразличных материалов и может быть использовано при подготовке препаратов дляспектрального, рентгеновского, химического и других видов анализа,Известна роликокольцевая мельница,содержащая вертикальный корпус, установленные внутри корпуса размольное кольцои размольные ролики с осями, шарнирнозакрепленными верхними концами на водиле, соединенном с вертикальным приводным валом,Недостатками известной роликокольцевой мельницы являются низкая производительность из-за малой рабочей поверхностиролика, так как используется только его бо- .ковая поверхность, а нижняя торцовая по- .верхность не задействована, что также непозволяет осуществлять помол всей загруженной порции материала, а также сложная вания, наклонный пестик, выполненный в виде штока с шаровой поверхностью на конце, Пестик закреплен посредством подпружиненной оси на водиле, соединенном с вертикальным приводным валом, Пестик снабжен держателем, расположенным между штоком и осью и выполненным в виде пэтрубка с кронштейнами по его контуру, нэ которых установлены посредством горизонтальных.осей двуплечие рычаги на концах с упругими элементами, Шаровая поверхность пестика выполнена переходящей в коническую. Сферическая рабочая поверхность ступки у основания выполнена переходящей в коническую на боковых ее поверхностях. 1 з.п, ф-лы, 4 ил. конструкция, не позволяющая вести помол и выгрузку порций различных высокочистых материалов с быстрой очисткой размалывающий органов или их заменой, например, на изготовление из специальных материалов или различных габаритов.Наиболее блиЗкой по технологической сущности и достигаемому эффекту является мельница, содержащая вертикальный корпус, ступку со сферической рабочей поверхностью у основания, наклонный пестик, выполненный в виде штока с шаровой поверхностью на конце, закрепленный посредством подпружиненной оси на водиле, соединенным с вертикальным валом, вращающимся от привода посредством зубчатой передачи.Недостатком известной мельницы является низкая производительность,Цель изобретения - повышение производительности.Поставленная цель достигается тем, что мельница, содержащая вертикальный корпус, ступку со сферической рабочей поверхностью у основания, наклонный пестик, выполненный в виде. штока с шаровой поверхностью на конце, закрепленный посредством подпружиненной оси на водиле, соединенным с вертикальным валом, вращающимся от привода посредством зубчатой передачи, согласно изобретению, пестик снабжен держателем, расположенным между штоком и осью и выполненном в виде патрубка с кронштейнами по его контуру, на которыхустановлены посредством горизонтальных осей двуплечие рычаги на концах с упругими элементами, а шаровая поверхность пестика выполнена переходящей в коническую, при этом рабочая поверхность ступки.у основания выполнена переходящей в коническую на боковых ее поверхностях.Наличие механизма фиксации пестика- деРжателя, расположенного между штоком и осью и выполненного в виде патрубка с кронштейнами по его контуру, на которых установлены посредством горизонтальных осей двуплечие рычаги на концах с упругими элементами, обеспечивает гибкий автоматический прижим дополнительной рабочей конической поверхности пестика посредством измельчаемого материала к поверхности ступки при помоле, а также позволяет быстро осуществлять переналадку и зажим пестиков различных габаритов и конструкций, что расширяет область использования мельницы и повышает производительность,Конструкция пестика с шаровой поверхностью пестика, выполненной переходящей в коническую, и при этом, рабочая поверхность ступки у основания выполнена переходящей в коническую на боковых ее поверхностях увеличивает площадь рабочих поверхностей пестика и ступки и повышает производительность.Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая мельница отличается тем, что пестик снабжен держателем, расположенным между штоком и осью и выполненным в виде патрубка с кронштейнами по его контуру, на которых установлены посредством горизонтальных осей двуплечие рычаги нэ концах с упругими элементами, а шаровая поверхность пестика выполнена переходящей в коническую, при этом рабочая поверхность ступки у основания выполнена переходящей в коническую на боковых ее поверхностях,На фиг.1 схематически изображена мельница; на фиг.2 - разрез А-А нэ фиг.1: на .фиг,З - разрез Б-Б нэ фиг.1: на фиг,4 - разрез В-В на фиг,1.Мельница устроена следующим образом,Нэ вертикальном корпусе 1, выполненном в виде П-образного контура, установленного горизонтальной перемычкой вниз, зафиксирована ступка 2 со сферической рабочей поверхностью у основания, переходящей в коническую на боковых ее поверхностях, с измельчающим органом - наклонным пестиком 3, выполненным в ви 510 де штока с шаровой поверхностью на конце,положенном между штоком и осью 4 на торце держателя, которая шарнирно закреплена на водиле (на чертеже не обозначено), соединенном с вертикальным приводным валом 5 посредством опоры 6 и 20 болтав 7, Ось 4 шарнирно закреплена на водиле для обеспечения вращения пестика 3 эа счет трения поверхности пестика о поверхность ступки 2 посредством иэмельчаемого материала.Ступка зафиксирована посредством 25 трех съемных упоров - . фиксаторов 8, установленных в отверстиях (на чертеже не обозначено) корпуса 1 и размещенных под углом 120 друг к другу, охватывающих контур ступки, при этом отверстия корпуса 1 на 30 его горизонтальной перемычке размещены в системе координат для ступок различных наименований (габаритов), а между днищем ступки и горизонтальной перемычкой (на чертеже не обозначена) установлена прокладка 9, например, из резины для предотвращения поворота ступки 2 относительно поверхности корпуса 1.Шаровая поверхность 10 с радиусом г пестика 3 дополнена сопрягаемой с ней конической поверхностью 11,Держатель пестика 3 выполнен в виде патрубка 1.2 с кронштейнами 13 по его кон 40 туру, на которых установлены посредством горизонтальных осей 14 двуплечие рычаги 15, одни концы рычагов снабжены упругими элементами 16, а другие зажимают конец пестика 3 посредством прокладок 17, ось пестика наклонена к оси ступки (оси их не обозначены) Между патрубком.12 держателя соосно его оси 4, и водилам установлена пружина 18, прижимающая пестик 3 вдоль его оси,Водило выполнено из двух разъемных горизонтальных частей: рычага 19 с зубча той нарезкой, одним концом соединенного с валом 5, а вторым концом с рычагом 2 с зубчатой нарезкой и пазом (на чертеже не обозначены) посредством болта 21 с гайкой,переходящей в коническую, установленном15 в держателе (на чертеже не обозначен), расна рычаге 19 посредством болта 22 закреплена полумуфта 23 с зубчатой нарезкой, сопрягающаяся с полумуфтой 24, посредствомболта 25, на полумуфте 24 закреплен кронштейн 26 с отверстиями (на чертеже необозначено), соосными оси 22 держателя пестика 3,Разъемное водило из двух частей: рычага 19 и рычага 20 обеспечивает возможностьперемещения пестика 3 в горизонтальнойплоскости для ступок 2 различных габаритов, а разъемные полумуфты 23 и 24 обеспе 10 чивают изменение угла наклона оси пестика 3 для.ступок 2 различной конструкции и пестика 3 установлена упорная вставка 27, обеспечивающая фиксацию пестика 3 вдоль50На фиг,1 контурными линиями показан пестик(на чертеже не обозначен) известной конструкции.Конец водила может быть соединен с рычагом 20 посредством винтовой пары, что 55 обеспечивает возможность быстро путем поворота винта перемещать рычаг 20 относительно конца водила и таким образом уве- . личивать или уменьшать зазор между поверхностями ступки 2 и пестика 3, что габаритов. Водило может быть другой конструкции,Между днищем патрубка 12 и торцом 15 оси. 20Вал 5 установлен шарнирйо в отверстии(на чертеже не обозначено) перекладины 28,которая смонтирована в торцовых пазахстоек (на чертеже не обозначены) корпуса 1посредством выдвижных фиксаторов 29, сопрягающихся с отверстиями (на чертеже необозначены) стоек и перекладины 28.Вал 5 снабжен ручным приводом (возможен электропривод ), содержащим закрепленную на его конце шестерню 30, 30взаимодействующую с приводной шестерней 31, установленной шарнирно, на оси 32, .которая закреплена на перекладине 28, нашестерне 31 закреплен рычаг 33 с осью 34,на которой шарнирно смонтирована ручка 3535.На рычаге 19 соосно валу 5 закрепленапосредством болта 36 чашечка 37 для сборачастиц металла. образующихся при трениивала 5 и перекладины 28. На пестике 3 соосно его оси закреплена (например, установлена с натягом) чашечка 38 для сбора частицметалла, образующихся при трении: оси 4 иповерхности отверстия кронштейна 26; торцов пружины 18 и поверхностей торца патрубка 12 и торца кронштейна 26; осей 14 икронштейнов 12, прокладок 17 и пестика 3,упругих элементов 16 и рычагов 15 держателя пестика 3,позволит быстрее измельчать порошкикрупных фракций материалов б мм.Мельница работает следующим образом,Измельчаемый материал крупностью доб мм засыпают в ступку 2, Далее, вращаяручку 35 в любую сторону относительно оси32, приводят в действие пару шестерен 31,30 и осуществляют поворот вала 5 с водилом(на чертеже не обозначено), выполненнымиз двух разъемных рычагов 19, 20, и закрепленным на водиле шарнирно посредствомоси 4 держателем (на чертеже не обозначен)с пестйком 3, при этом пестик 3 совершаетпланетарное движение и одновременновращается в ту же сторону относительносвоей оси за счет сил трения между поверхностью ступки 2, измельчаемым материалом и поверхностью пестика 3.Вращейие пестика .3 относительносвоей оси в одну сторону с его планетарнымдвижением способствует лучшему захватугранул измельчаемого материала, так какосуществляется накатывание пестика награнулы и затягивание их под пестик поверхностью пестика 3.Пестик 3 автоматически прижимается кступке 2 вдоль своей оси посредством пружины 18 и сопрягается своей боковой поверхностью с поверхностью ступки 2.При накатывании пестика 3 торцовойшаровой поверхностью 10 на гранулы иэмельчаемого материала пестик 3 перемещается вдоль своей оси, от днища ступки 2 иторцом патрубка 12 держателя пестика 3сжимает пружину 18, создавая необходи- .мый зазор для перемещения через гранулу,При завершении перекатывания пестика 3 через гранулуи возникновении свободного пространства между поверхностямиторца пестика 3 и ступки 2 под действиемсжатой йружины 18 патрубок 12 держателяс пестиком 3 перемещается вдоль оси пестика 3 к днищу ступки 2, т,е. возвращаетпестик 3 в исходное положение.При накатывании пестика на гранулыизмельченного материала и затягивании ихмежду конической рабочей поверхностьюпестика 3 его рабочая часть перемещается внаправлении от поверхности ступки 2, создавая необходимый зазор для перемещения через грунулу. а нерабочая часть штокапеСтика одновременно воздействует приэтом своим концом на рычаги с прокладками17 двуплечих рычагов 15 и поворачивает ихотносительно осей 14, растягивая или сжимая упругие элементы 16, закрепленные надругих концах двуплечих рычагов 15, обеспечивая постоянный автоматический зажимпестика 3 при его указанных выше переме10 15 20 30 40 4550 щениях, при завершении перекатывания пестика через гранулы и возникновении свободного пространствамежду поверхностями пестика 3 и ступки 2 под действием упругих элементов 16, рычаги с прокладками 17 двуплечих рычагов 15 поворачиваются относительно осей 14 и, воздействуя на нерабочую часть штока пестика 3, возвращают его в исходное равновесное положение, когда прокладки 17 сопрягаются с поверхностью нерабочей части штока пестика 3 и ориентируют пестик 3 соосно оси 4, Таким образом пестик 3 совершает колебательные перемещения на величину в зависимости от перепадов размеров гранул в плоскостях, перпендикулярных и наклонных его оси и вдоль оси.. Перемещениепестика 3 качением по гранулам осуществляется с одновременной автоматической протяжкой поверхности пестика 3 вдоль поверхности гранул за счет. описанной выше гибкой фиксации его в установленном положении (сопряжение с по.верхностью ступки) посредством упругих элементов 16 держателя пестика 3 и пружины 18, при этом пестик 3 прижимает гранулы к поверхностям ступки, шаровой торцовой и боковой конической и происходит истирание материала в результате вращения пестика 3 и его планетарного движения, что способствует наиболее эффективному измельчению материала и повышает производительность,Вращение пестика 3 в противоположную сторону его планетарного движения в известном решении способствует выталкиванию гранул материала из-под пестика 3; особенно крупных, и снижает производительность.Гибкая фиксация. пестика 3 способствует истиранию в первую очередь более крупных гранул измельчаемого материала, постепенно доводя их до необходимого размера - тонины помола.После завершения измельчения материала освобождают перекладину 28 от фиксаторов 29 путем ручной протяжки их, поднимают ее вручную с пестиком 3 вверх и укладывают на рабочий стол.Затем вручную извлекают ступку 2 из корпуса 1, высыпают материал в специальную емкость и очищают ступку 2 от остатков материала в виде частиц пыли волосяной щеткой,Далее пустую ступку 2 устанавливают в корпус 1. волосяной щеткой сметают накопившиесячастицы металла с чашечек 37, 38 и устанавливают перекладину 28 с пестиком 3 в пазы стоек корпуса 1, фиксируют ее фиксаторами 29. Мельница готова к работе. Механизм вращения пестика 3 относительно своей оси при его планетарном движении может быть устроен, например,следующим образом.На конце прямоугольного сечения оси 4устанавливают раздвижной рычаг в видепатрубка с возможностью челночного перемещения оси 4 вдоль своей оси, которыйфиксируют от перемещения вдоль оси 4 посредством вилочного упора, закрепленногона кронштейне 26, и установленного в патрубке рычага, конец которого закреплен посредством шарнирного соединения сгоризонтальной осью вращения и фиксатором с кронштейном, на котором установленролик с вертикальной осью вращения, взаимодействующий с поверхностью паза горизойтального кольца, установленного сооснооси вертикального вала 5, на перекладине28. Возможность применения на мельницепестиков 3 с различными углами наклона и .габаритами обеспечивают;раздвижной рычаг, несущий ролик, перемещающийся в пазу по контуру окружности кольца, установленного на перекладине28;. шарнирное соединение конца раздвижного рычага с кронштейном, несущим ролик, позволяет ориентировать ось ролика ввертикальном положении и обеспечиватьего сопряжение и взаимодействие пазакольца, установленного на перекладине 28,а фиксатор соединения закрепляет эту ори-ентацию,Механизм вращения пестика 3 относительно своей оси работает следующим образом.При вращении водила с пестиком 3 последний совершает планетарное движение,При этом ролик взаимодействует с поверхностью паза кольца, установленного на перекладине 28, и перемещается (катится) поконтуру окружности его поверхности, поворачивая ось 4 и с ней пестик 3 посредствомкронштейна, в котором она закреплена, ираздвижного рычага относительно своейоси, в ту ке сторону, что и при планетарномдвижении.За один оборот планетарного движенияпестик поворачивается на один оборот относительно своей оси. Ввиду того, что диаметры образующих рабочей поверхностипестика меньше диаметров образующихконтура его планетарного движения, линейные скорости точек рабочей поверхностипестика при его вращении относительносвоей оси меньше линейных скоростей точек рабочей поверхности пестика при егопланетарном вращении, что создает протяжку - перемещение поверхности пестикапо поверхности ступки 2 посредством измельчаемого материала и по поверхности измельчаемого материала и обеспечивает наиболее эффективный помол с использованием истирающих усилий. 5 Описанная выше конструкция механизма вращения пестика относительно своей оси при его планетарном движении позволяет применять на мельнице ступки с пестиками различной конструкции и габаритов, 10что расширяет область применения ее и повышает производительность, в отличие от прототипа, в котором механизм рассчитан только на одну конструкцию конфигурацию) ступки и пестика и их габариты, а также 15 постоянный наклон пестика 3, Заявляемая мельница может быть оснащена ударным механизмом пестика другой конструкции, в отличие от известной, На оси 4 и соосно ей закрепляют кольцо, 20 на нижней плоскости его, по образующей окружности устанавливают симметрично шарики, например, заглубив их в кольцо,например, на половину диаметра шарика, ана кронштейне рычага 20 водила закрепля ют шарнирно второе кольцо, соосно оси 4 и ниже первого кольца, при этом на верхней поверхности второго кольца устанавливают аналогично первому кольцу три шарика 3 шарика для устойчивости кольца). Пружина 18; взаимодействуя с первым кольцом, прижимает его ко второму кольцу, а при вращении пестика относительно своей оси шарики первого кольца перемещаются по 30 плоскости второго кольца вдоль контура окружности, симметрично их контуру окружности, и, взаимодействуя с шариками второго кольца, перемещаются вверх по жутках между приложением истирающих усилий за один оборот оси 4 в три раза больше ударов в разные места ступки, чем механизм в известной мельнице 23, что увеличивает производительность в три раза. При этом высота шариков, выступающих.контурам шариков, при этом ось 4 и пестик 3 перемещаются вверх, пружина 18 сжима ется, гранулы измельчаемого материала скатываются в область шаровой поверхности ступки 2, под торец пестика 3, а далее шарики первого кольца под действием пружины 18 перемещаются вниз по контуру 45 второго кольца, при этом ось 4 и пестик 3 перемещаются вниз и шток пестика 3 своей шаровой поверхностью 10 наносит удар по шаровой поверхности ступки 2, измельчая материал. За один оборот оси 4 осуществля ется три челночных перемещения пестика 3 и наносится три удара пестиком 3,Таким образом предлагаемый ударный механизм пестика 3 обеспечивает в променад поверхностями колец должна, быть несколько больше максимального размера гранул; например, 8 мм при размерах гранул до 6 мм, чтобы.гранулы могли прокаты ваться под пестиком на дно ступки 2.Кроме того, предлагаемый ударный механизм пестика 3 проще по конструкции, так как отсутствует механизм реверсирования привода, вторая пружина пестика (нижняя), что удешевляет его изготовление, расширяет область применения и повышает производительность.Возможны и другие варианты количества шариков на первом и втором кольцах и схемы их размещения,О герметизации корпуса 1 заявляемой мельницы для обеспечения воэможности , измельчения высоко реактивных, гигроскопичных и др, веществ как в вакууме, так и в инертной атмосфере.с повышением техники безопасности и культуры обслуживания мельнйцы.Описанное выше конструктивное оформление привода вращения пестика относительно своей оси позволяет выполнить корпус мельницы герметичным.С этой целыю корпус 1 в области ступки 2 выполняют в виде цилиндрической емкости с опорным фланцем в верхней части и снабжают устанавливаемой на него герметизирующей крышкой. Соосно оси ступки 2 в крышке выполняют круглый проем, герметично посредством кольцевых уплотйений сопрягающихся с горизонтальным фланцем водила. В горизонтальном фланце водилавыполняют .прямоугольный проем в радиальном направлении, который закрывают герметично задвижкой, фиксируя ее с помощью прижима, например резьбового соединения, в разных положениях вдоль радиуса фланца,.а пестик 3 устанавливают в задвижке посредством сопрягающегося с ним герметично шарового шарнира, в области охватывающего шара шарнира, при этом ось 4 держателя пестика 3 устанавливают в сквозном отверстии охвагываемого шара шарнира соосно его оси и герметизируют посредством кольцевых уплотнений на входе и выходе штока. В охватывающем шаре со стороны входа и выхода штока пестика 3 выполнены проемы - области перемещения оси 4 при изменении ее наклона (при необходимости применения ступки и пестика другой конструкции и габаритов). После фиксации оси 4 в новом положении области сопряжения контура проема в охватывающем шаре с поверхностью охватываемого шара (с осью 4) герметизируют со стороны рабочей поверхности ступки посредством эластичной фигурной прокладки с жесткой рамой с12 1793968 30 помощью болтов и резьбовых отверстий в охватывающем шаре шарнира, Одновре-менно охватываемый шар фиксируется.относительно охватывающего.Герметизация корпуса заявляемой 5 мельницы расширяет область ее применения, что повышает производительность,Заявляемая конструкция мельницы обладает рядом преимуществ по сравнениЮ с 10 известной конструкцией: пестик снабжен держателем, расположенным между штоком и осью и выполненным в виде патрубка с кронштейнами по его 15 контуру, на которых установлены посредством. горизонтальных осей двуплечие рычаги на концах с упругими элементами, что обеспечивает гибкий, автоматический прижим дополнительной рабочей конической повер хности пестика к поверхности ступки при измельчении материала, а также позволяет быстро осуществлять переналадкуи зажим пестиков раэличныхгабаритов н конструкции, втом числе и ступок с пестиками по ГОСТ 9147- 25 80 Е, что расширяет область использования мельницы и повышает производительность; Формула изобретения 1. Мельница, содержащая вертикальный корпус, ступку со сферической рабочей поверхностью у основания, наклонный пестик, выполненный в виде штока с шаровой поверхностью на конце и закрепленный посредством подпружиненной оси на водиле, соединенным с вертикальным приводным валом посредством зубчатой передачи, о- тличающаяс,что, сцельюповышения производительности, пестик снабжен держателем, расположенным между штоувеличена рабочая поверхность пестика за счет конструкции пестика с шаровой поверхностью пестика, выполненной переходящей в коническую, при этом рабочая поверхность ступки у основания выполнена переходящей в коническую на боковых ее поверхностях, что повышает производительность;мельница снабжена разъемным водилом и на его конце разъемными полумуфтами, несущими закрепленный посредством подпружиненной оси держатель с пестиком и обеспечивающими возможность переналадки перемещением пестиков в горизонтальной плоскости и поворотом пестика относительно горизонтальной оси полу- муфт, что позволяет применять ступки с пестиками различных габаритов и конструкции, регулировать зазоры между поверхностями пестика и ступки в зависимости от диаметра гранул измельчаемого материала и необходимой тонинь 1 помола и повышает,пройэводительность;надежная в работе за счет гибкого взаимодействия держателя с пестиком, измельчаемым материалом и поверхностями пестика и ступки. ком и осью и выполненным в виде патрубка с кроштейнами по его контуру, на которых установлены посредством горизонтальнь 1 х осей двуплечие рычаги на концах с упругими элементами, а шаровая поверхность пестика выполнена переходящей вконическую,2, Мельница по п,1, от л и ч а ю щ а я с я тем, что сферическая рабочая поверхность ступки у основания выполнена переходящей в коническую на боковых ее поверхностях.1793968 б.Ю едактор С,Кулаков Заказ 518 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Составитель А,Ои Техред М.Моргент ко Корректор Н.Кешеля