XLVIII международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий

Измельчитель динамического самоизмельчения


НазваниеИзмельчитель динамического самоизмельчения
Разработчик (Авторы)Дровников А.Н., Остановский А.А., Никитин Е.В., Павлов И.А, Осипенко Л.А., Агафонов Н.А.
Вид объекта патентного праваИзобретение
Регистрационный номер 2465960
Дата регистрации10.11.2012
ПравообладательГосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт
Область применения (класс МПК) МПК В02С13/14
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Мельница содержит раму 1, которой с помощью болтовых соединений присоединён электродвигатель 2 (фиг. 1) На конце вала электродвигателя 2 смонтирована с помощью шпоночного соединения муфта 3, которая по внутренней поверхности сопряжена с наружной поверхностью нижнего конца вертикального вала 4, а его противоположный конец с помощью подшипников смонтирован в верхней подшипниковой опоры 6. На муфте 3 с помощью болтовых соединений смонтирована ведущая звёздочка 7 привода чаши ротора 8. К раме 1 с помощью болтовых соединений присоединена дополнительная опора 5, на котором установлена верхняя подшипниковая опора 6. На верхнем конце вертикального вала 4 с помощью шпоночного соединения смонтирована ведущая звёздочка 9 привода барабана 10. На раме 1 с помощью болтовых соединений смонтированы четыре стойки 11, а с помощью болтовых соединений присоединена нижняя опора 12. К нижней опоре 12 с помощью болтовых соединений присоединена ось 13, на которой помощью подшипников смонтирована чаша ротора 8. На чаше ротора 8 с помощью болтовых соединений смонтирована ведомая звёздочка 14 привода чаши ротора 8. Чаша ротора 8 с помощью шести рёбер 15, установленных внутри её полости, равномерно разделена на шесть сегментов. К верхней части барабана 10 с помощью болтовых соединений присоединена ведомая звёздочка 16 привода барабана 10, а к его внутренней части прикреплены шесть лопастей 19. В нижней части барабана 10 выполнены выпускные отверстия 17, служащие для эвакуации за его внешние пределы достигших определённых размера частиц, образующиеся в процессе измельчения исходного материала. Передача крутящего момента от электродвигателя 2 к чаше ротора 8 и барабану 10 осуществляется через вертикальный вал 4, ведущие звёздочки 7, 9 и ведомые 14, 16 с помощью цепных передач нижней 37 и верхней 38 ветви замкнутого контура. Кинематические передачи могут быть цепные (как в рассматриваемом случае), а также клиноременные, зубчатые, винтовые и другого типа. Мельница имеет замыкающий кинематический механизм, образованный валом электродвигателя 2, вертикальным валом 4, чашей ротора 8, барабаном 10, столбом материала, 33 находящемся в барабане 10 и кинематическими передачами между ними, причём передаточные отношения между нижней 36 и верхней 37 ветвью замкнутого контура не равны между собой. Материал, загруженный в барабан 10, образует столб 33, который связывает между собой чашу ротора 8 и барабан 10. Поддержание и регулирование барабана 10 в вертикальной плоскости осуществляется с помощью подшипниковых опорных узлов 18 (фиг. 1, 2). Подшипниковые опорные узлы 18 смонтированы на верхнем 20 и нижнем 21 опорном кольце, которые жёстко прикреплены к стойкам 11 (фиг. 2). Это позволяет подшипниковым опорным узлами 18 воспринимать вертикальную нагрузку, создаваемую весом загруженного в мельницу материала, барабана 10, ведомой звёздочки 16 привода барабана 10, а также радиальных усилий, создаваемых центробежными силами, возникающими при вращении чаши ротора 8, барабана 10 и находящемся в нём материалом. Закреплённые на стойках 11 верхнее 20 и нижнее 21 опорное кольцо, опираются на пластины 22, которые жёстко прикреплены к стойкам 11 (фиг. 2). Верхнее 20 и нижнее 21 опорное кольцо соединены между собой с помощью четырёх болтов- фиксаторов 23. На стойках 11 выполнены по два отверстия, через которые проходит резьбовая часть откидного болта 24, являющегося частью подшипникового опорного узла 18, включающегося откидной болт 24, щеки 25 с выполненными в них двумя отверстиями по краям их и одним отверстием, находящимся посередине её длины и ширины. Верхняя и нижняя щеки 25 соединены между собой с помощью откидного болта 24, штифта 26 и упора 27, на котором смонтирован радиально-упорный подшипник 28. Болт-фиксатор 23, проходя через середину щек 25, соединяет в единый элемент щеки 25, откидной болт 24, штифт 26 и упор 27. На упоре 27 смонтирован радиально-упорный подшипник 28. Это позволяет с помощью навинчивания или свинчивания гайки 29 и контргайки 30 на резьбовую часть откидного болта 24, осуществлять поворот подшипникового опорного узла 18 по ходу и против хода часовой стрелки относительно точки опоры 35, находящейся на середине длины и ширины щек 25. Поворот подшипникового опорного узла 18 позволяет вводить и выводить из канавку 31, выполненную на внешней поверхности барабана 10, внешнюю обойму 32 радиально-упорного подшипника 28, что обеспечивает поддержку барабана 10 при передаче на него крутящего момента от вертикального вала 4 и через ведущую 9 и ведомую 16 звёздочку привода барабана 10. При выходе внешней обоймы 32 радиально-упорного подшипника 28 из канавки 31 образуется зазор размером Δ, достаточный для исключения контакта внешней обоймы 32 с бараном 10. На раме 1 смонтирована приёмная ёмкость 38, служащая для аккумулирования в ней измельчённого до определенного размера готового продукта. Мельница данной конструкции работает следующим образом. Первоначально исходный материал для измельчения загружается в барабан 10 приблизительно на ¾ его высоты. После этого включается электродвигатель 2 и его крутящий момент передаётся через его вал, вертикальный вал 4, ведущие звёздочки 7 и 9, ведомые 14 и 16 на чашу ротора 8 и барабан 10. При включении электродвигателя 2 куски измельчаемого материала, находящиеся в полости чаши ротора 8, начинают перемещаться к ее периферии под действием центробежной силы, одновременно прижимаясь к радиальным ребрам 15, и, попав в активную зону 34, образующуюся в результате циркуляции материала по тороидальной траектории, где разрушаются за счет ударов, скалывания и истирания (фиг. 1). Частицы материала, соразмерные с размерами боковых отверстий 17, выполненных в боковой стенке барабана 10, выводятся за его внешние пределы за счет центробежной силы через выпускные отверстия 17 и попадают в приемную ёмкость 38. Частицы материала крупнее размеров отверстий 17 в боковой поверхности барабан 10 совершают в нём движение по восходящей винтовой линии и далее вместе с исходным кусковым материалом и частично измельченным ранее опускаются в активную рабочую зону 34 полости чаши ротора 8. При этом из-за разных передаточных отношений нижней 36 и верхней 37 ветвей замкнутого контура мельницы, получаемых переустановкой сменных приводных звёздочек 7 и 9 с разным числом зубьев, устанавливаемых на вертикальном вале 4, происходит накопление за каждый оборот в нём потенциальной энергии, образующейся за счёт деформации (скручивания) этого вала. Это приводит к возникновению дополнительного напряжения в кусках материала, попавшего в зону контакта восходящих частиц, находящихся в чаше ротора 8, и других, опускающихся вниз под действием собственного веса к границе соприкосновения их с рабочей поверхностью чаши ротора 8 . Этим обеспечивается измельчение соприкасающихся кусков материала с повышенным контактным напряжением при интенсивном их перемешивании. Измельчённый материал, после эвакуации через выпускные отвер-стия 17 аккумулируется в приемной ёмкости 38. После этого цикла процесс повторяется в такой же последовательно-сти, описанной выше. Далее рабочий процесс многократно повторяется до достижения тре-буемой степени измельчения, вывода и аккумулирования в приёмной ёмкости 38 измельченного материала, через боковые отверстия 17, выполненные в боковой поверхности барабана 10. Техническим результатом технического решения является упрощение конструкции устройства, снижение эксплуатационных затрат и улучшения способа регулирования положения барабана в вертикальной и горизонтальной плоскости. .

Комментарии

Изобретение "Измельчитель динамического самоизмельчения" (Дровников А.Н., Остановский А.А., Никитин Е.В., Павлов И.А, Осипенко Л.А., Агафонов Н.А.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
ЛЕОНАРДО да ВИНЧИ (Leonardo da Vinci) С УДОСТОВЕРЕНИЕМ ЛАУРЕАТА