Пружинная мельница

МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ пружинная мельница, содержит раму, привод,пружинный рабочий орган, камеру для обработки материала, выполненную в виде дугообразно изогнутой трубы, устройство для подачи исходного и выгрузки отработанного материала, причем пружинный рабочий орган содержит на свободном конце смещенный относительно его центральной оси дебаланс, причем витки свободного конца пружины установлены с зазором в опорном кольце,закрепленном на консольной части рабочей камеры,а сам дебаланс установлен в плоскости монтажного деформирования рабочего органа в направлении,противоположном изгибу рабочего органа. Усилие от монтажного изгиба рабочего органа меньше величины инерционной силы дебаланса. Пружинный смеситель-активатор целесообразно использовать для переработки при приготовлении строительных смесей.(72) Унасбеков Берикбай АкибаевичСиваченко Леонид АлександровичБогатырев Михаил Геннадьевич(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Предложенная пружинная мельница относится к оборудованию для измельчения и механоактивации компонентов высококачественных строительных смесей. Задачей изобретения является интенсификация процесса механоактивации материала. Для этого, 29239 Настоящее изобретение относится к области машиностроения, в частности, к технологическому оборудованию для помола и механоактивации дисперсных материалов и может быть использовано в различных производствах, преимущественно в промышленности строительных материалов для переработки различных композиций. Известен смеситель-активатор непрерывного действия, содержащий корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, установленные на валах рабочие органы в виде дугообразно изогнутых спиралей, расположенных параллельными рядами по длине корпуса Патент Республики Беларусь 17490 Смеситель-активатор,опубликовано 30.08.2013, авторы Сиваченко Л, Сиваченко .Л,Гонорова С.В., Башаримова В.Л Разрушение материала в таких аппаратах производится путем захвата частиц материала в расходящиеся части витков и протягивании их в зоны обжатия витков. Такой механизм разрушения является очень эффективным. Материал также транспортируется пружиной, работающей подобно винтовому транспортеру. Подобные конструкции,обладая конструктивной простотой обеспечивают эффективное измельчение частиц материала с исходной крупностью 5 мм до конечной - 0,2 мм и менее. Однако выполнение в одном агрегате нескольких рабочих органов не только значительно усложняет конструкцию, но и приводит к нарушению ее работоспособности из-за образования застойных зон наслоений материала и т.д. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является измельчитель, содержащий раму, опору, помольную камеру в виде изогнутой трубы с устройством для загрузки и выгрузки, в которой установлен спиральный рабочий орган,свободный конец которого расположен в опорном элементе Патент Российской Федерации 2058825 Измельчитель МКЛ 4 02 19/22, опубликовано 27.0496 Бюл. 12, авторы Сиваченко Л.А.,Селезнев Н.Г., Шуляк В.А. и др К числу недостатков измельчителя следует отнести необходимость выполнения дополнительной опоры,которая усложняет конструкцию и ухудшает условия обслуживания и ремонта. Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности и долговечности рабочего органа мельницы - пружины, а также увеличение интенсивности воздействия на материал и повышение эффективности процесса механоактивации. Решение поставленной задачи достигается тем,что пружинная мельница, содержит раму, привод,пружинный рабочий орган, камеру для обработки материала, выполненную в виде дугообразно изогнутой трубы, устройство для подачи исходного и выгрузки отработанного материала, причем пружинный рабочий орган содержит на свободном конце смещенный относительно его центральной оси дебаланс, причем витки свободного конца 2 пружины установлены с зазором в опорном кольце,закрепленном на консольной части рабочей камеры,а сам дебаланс установлен в плоскости монтажного деформирования рабочего органа в направлении,противоположном изгибу рабочего органа. Усилие от монтажного изгиба рабочего органа меньше величины инерционной силы дебаланса. Это улучшает условия эксплуатации и повышает технологическую эффективность работы мельницы. Исключение дополнительной опоры на свободном конце рабочего органа улучшает продвижение обрабатываемого материала в камере,позволяет отказаться от сложных уплотнений и делает всю конструкцию малогабаритной и компактной. Установка свободного конца пружины с зазором в кольце и наличие дебаланса позволяет уменьшить высокочастотные колебания витков рабочего органа в продольной плоскости и компенсирует монтажные усилия, что позволяет выходить на режимы близкие к перекатыванию витков пружины в кольце. Эти явления в свою очередь увеличивает срок службы пружины и делает работу аппарата более стабильной и плавной. Также повышаются качественные характеристики готового продукта, что выражается в большей стабильности зернового состава измельченных материалов. Совокупность отличительных признаков позволяет в полной мере реализовать предлагаемое техническое решение и, главное, обеспечить решение поставленных задач. Признаки, введенные в отличительную часть формулы изобретения являются новыми, они не имеются ни у аналогов, ни у прототипа и в полной мере служат достижению поставленной задачи. Сущность изобретения поясняется графическими материалами. На фиг.1 представлена аксонометрическая модель пружинной мельницы,фиг.2 представлена аксонометрическая модель пружинной мельницы, вариант с повернутым рабочим органом, на фиг.3 вид снизу на рабочую камеру, на фиг.4 - схема установки пружины с геометрическими параметрами и силами,действующими на витки пружины. В рассматриваемой пружинной мельнице рабочие органы (пружины) расположены в трубном корпусе с изгибом в 90 и более, что позволяет улучшить удобство обслуживания и ремонта и повысить эксплутационную надежность. Работа осуществляется следующим образом. Привод 1 через гайку 2 задает вращение рабочему органу 3, который выполнен в виде спиральной пружины, на последних витках которой установлен дебаланс 7, а сами витки расположены в кольце 8,которое образует зазор с витками пружины. Загрузка материала происходит через раструб 5,смолотый материал выгружается через отверстие 6 корпуса. Целесообразно привод аппарата осуществлять через повышающую или понижающую передачу,чтобы варьировать частоту вращения пружины. Вращение пружины будет сопровождаться высокочастотными колебаниями. В идеальном случае пружина может плавно перекатываться по внутренней поверхности корпуса мельницы. Величина инерционной силы дебаланса определяется из выражения. где д - масса дебаланса, - частота вращения рабочего органа, - расстояние от центра вращения до центра масс дебаланса. Определим усилие прижатия консольной части пружины к корпусу мельницы. Рассмотрим изгиб пружинного рабочего органа длиной , радиусом изгиба геометрической оси 0, средним диаметром 0, диаметром поперечного сечения виткаи величиной центрального угла изгиба . Усилие, возникающее от изгиба рабочего органа определяется зависимостью Патент Российской Федерации 2058825 Измельчитель МКЛ 4 В 02 С 19/22, опубликовано 27.04.96 Бюл. 12, авторы Сиваченко Л.А., Селезнев Н.Г., Шуляк В.А. и др где- удлинение геометрической оси рабочего органа Ес - модуль упругости материала спирали, равен для стали Ес 200 ГПа- коэффициент Пуассона, равен для стали 0,3- диаметр поперечного сечения витка. Для определения удлинения геометрической оси рабочего органа воспользуемся следующей зависимостью 3 где 0 радиус изгиба геометрической оси, при угле центрального угла изгиба . Величина усилия прижатия консольной части пружины с учетом (2) и будет определяться из выражения где- величина отклонения витков консольной части пружины от исходного положения, вид которого приведен на фиг.3. При вращении пружины геометрический центр витка в поперечной плоскости будет смещаться на величину х,максимум которой соответствует эксцентриситету е. Эффективность применения новой конструкции обеспечивается удачным выполнением конструкции, которая характеризуется хорошей циркуляцией материала и реологической обстановки в аппарате и высокой дезинтеграторной способностью пружин, производящих комплексное воздействие на обрабатываемую среду путем не только раздавливания частиц между витками, но и истирания их в опорных зонах, а также исключения проскоков через рабочие зоны. Благодаря подбору параметров дебаланса и частоты вращения пружины, можно добиться таких значений собственной частоты рабочего органа, при которых возможна работа аппарата в резонансной зоне, что значительно повышает эффект механоактивации обрабатываемого материала. В этом заключаются адаптивные свойства аппарата. Пружинная мельница предлагаемой конструкции предназначена для помола и механоактивации минеральных материалов твердостью до 6 единиц по шкале Мооса с исходной крупностью 0-5 мм до конечной - 0,3 мм при производительности 0,1 5,0 тонн в час. Наилучшие условия работы пружин,безусловно, в случае переработки жидкотекучих композиций - строительных смесей, клинкеров,шламов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 Пружинная мельница, содержащая раму,привод, пружинный рабочий орган, камеру для обработки материала, выполненную в виде дугообразно изогнутой трубы, устройство для подачи исходного и выгрузки отработанного материала, отличающаяся тем, что пружинный рабочий орган содержит на свободном конце смещенный относительно его центральной оси дебаланс, причем витки свободного конца пружины установлены с зазором в опорном кольце,закрепленном на консольной части рабочей камеры,а дебаланс установлен в плоскости монтажного деформирования рабочего органа в направлении,противоположном изгибу рабочего органа. 2 Пружинная мельница по п.1, отличающаяся тем, что усилие от монтажного изгиба рабочего органа, определяемое зависимостью где- удлинение геометрической оси рабочего органа,Ес - модуль упругости материала спирали, равен для стали Ес 200 ГПа, - коэффициент Пуассона, равен для стали 0,3, - диаметр поперечного сечения витка, меньше величины инерционной силы дебаланса, которая определяется из выражения д 2,где д - масса дебаланса, - частота вращения рабочего органа, - расстояние от центра вращения до центра масс дебаланса.