RU2362627C1

RU2362627C1 - Tubular helical mill

Info

Publication number: RU2362627C1
Application number: RU2007146151/03A
Authority: RU
Inventors: Алексей Юрьевич Марченко (RU); Алексей Юрьевич Марченко; Георгий Васильевич Серга (RU); Георгий Васильевич Серга
Priority date: 2007-12-11
Filing date: 2007-12-11
Publication date: 2009-07-27

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention is related to procedure of hard materials grinding. Tubular helical mill comprises loading, unloading journals, drive and drum made of tetrahedral or octahedral elements joined to each other, creating a helical column. Drum is assembled out of sections made of eight, ten, twelve and other even number of equilateral triangles joined to each other by two lateral sides. Sections are joined to each other by free third sides of triangles with creation of helical drum, on perimeter of which there are four, five, six and more broken right and left helical lines directed opposite to each other, and is equipped with internal four, five, six and more helical grooves directed opposite to each other with identical pitch.

EFFECT: increased frequency of motion and collision of ground materials particles to each other.

8 dwg

Description

Изобретение относится к технике измельчения твердых материалов и может найти применение в строительной, химической, металлургической промышленностях, а также в сельскохозяйственном производстве.The invention relates to techniques for grinding solid materials and can find application in the construction, chemical, metallurgical industries, as well as in agricultural production.

Известна трубная мельница (А.с. СССР №713586, кл. В02С 17/02, 1978), содержащая барабан, загрузочную, разгрузочную цапфы и привод.Known tube mill (AS USSR No. 713586, class. V02C 17/02, 1978), containing a drum, loading, unloading trunnions and drive.

Недостатком известного устройства является ограниченные технологические возможности, обусловленные недостаточной интенсивностью смешивания и недостаточной интенсивностью взаимодействия частиц материала друг с другом. Наиболее близкой к предлагаемому устройству является трубная мельница (А.с. СССР 1349780, кл. В02С 17/04, 1987), содержащая загрузочную, разгрузочную цапфы, привод и барабан, выполненный из соединенных между собой тетраэдальных или октаэдральных элементов, образуя винтовую колонну.A disadvantage of the known device is the limited technological capabilities due to insufficient mixing intensity and insufficient intensity of interaction of material particles with each other. Closest to the proposed device is a tube mill (A.S. USSR 1349780, class B02C 17/04, 1987) containing loading, unloading pins, a drive and a drum made of interconnected tetrahedral or octahedral elements, forming a helical column.

Недостатком известного устройства является недостаточная частота взаимодействия частиц измельчаемого материала друг с другом и мелющими телами, обуславливающая низкую интенсивность смешивания и взаимодействия частиц материала и ограниченные технологические возможности.A disadvantage of the known device is the insufficient frequency of interaction of the particles of the crushed material with each other and the grinding bodies, which leads to a low intensity of mixing and interaction of the particles of the material and limited technological capabilities.

Техническим решением задачи является увеличение частоты движения и соударений частиц измельчаемых материалов друг с другом, с мелющими телами и со стенками барабана, расширение технологических возможностей.The technical solution to the problem is to increase the frequency of movement and collisions of particles of crushed materials with each other, with grinding bodies and with the walls of the drum, expanding technological capabilities.

Техническое решение достигается тем, что в предлагаемой трубной винтовой мельнице барабан смонтирован из секций, выполненных из восьми, десяти, двенадцати и т.д. четного числа равносторонних треугольников, соединенных между собой двумя боковыми сторонами, при этом секции соединены друг с другом свободными третьими сторонами треугольников с образованием винтового барабана, по периметру которого расположены направленные навстречу друг другу четыре, пять, шесть и более ломаных правых и левых винтовых линий, и снабженного внутренними четырьмя, пятью, шестью и более винтовыми канавками, направленными навстречу друг другу с одинаковым шагом.The technical solution is achieved by the fact that in the proposed tube screw mill, the drum is mounted from sections made of eight, ten, twelve, etc. an even number of equilateral triangles connected by two lateral sides, while the sections are connected to each other by the free third sides of the triangles with the formation of a helical drum, along the perimeter of which there are four, five, six or more broken right and left helical lines directed towards each other, and equipped with internal four, five, six or more helical grooves directed towards each other with the same pitch.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что, так как частота движения частиц измельчаемого материала в предлагаемых конструкциях трубных винтовых мельниц определяется не только частотой вращения винтового барабана мельницы, но и количеством плоских элементов по периметру винтового барабана, то такое конструктивное оформление поверхности барабана за счет увеличения количества плоских элементов в каждой секции по периметру увеличивает за каждый оборот винтового барабана частоту соударений частиц измельчаемого материала между собой, с мелющими телами и со стенками винтового барабана, повышает производительность измельчения, увеличивает технологические возможности.The novelty of the invention lies in the fact that, since the frequency of movement of particles of the crushed material in the proposed designs of tube screw mills is determined not only by the frequency of rotation of the screw drum of the mill, but also by the number of flat elements around the perimeter of the screw drum, such a structural design of the drum surface by increasing the number of flat elements in each section along the perimeter increases for each revolution of the screw drum the frequency of collisions of particles of the crushed material and with each other, with grinding media and with the walls of the screw drum, it increases grinding performance and increases technological capabilities.

Кроме того, новизна обусловлена тем, что элементы, из которых собран винтовой барабан, смонтированы под некоторыми углами друг к другу, поэтому интенсивность смешивания возрастает, так как эти элементы, работая, как полки захватывают порции измельчаемого материала и мелющих тел, направляют их навстречу друг другу, нарушая, таким образом, стационарность их движения.In addition, the novelty is due to the fact that the elements from which the screw drum is assembled are mounted at certain angles to each other, so the mixing intensity increases, since these elements, working like shelves capture portions of the material being ground and grinding media, direct them towards each other friend, thus violating the stationarity of their movement.

Новизна усматривается в том, что площадь и форма поперечного сечения винтового барабана изменяется в каждом поперечном сечении винтового барабана от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия частиц измельчаемого материала друг с другом и мелющими телами, расширяет технологические возможности.The novelty is that the area and cross-sectional shape of the screw drum changes in each cross-section of the screw drum from loading to unloading, which intensifies the mixing process, increases the energy intensity of the interaction of the particles of the crushed material with each other and grinding media, expands technological capabilities.

Новизна обусловлена также тем, что не только треугольники, из которых собраны секции винтового барабана, но и сами секции смонтированы под некоторыми углами друг к другу с образованием ломаных винтовых линий, что увеличивает смешиваемость, энергоемкость и изменяет частоту взаимодействия частиц материала друг с другом и со стенками винтового барабана, что расширяет технологические возможности.The novelty is also due to the fact that not only the triangles from which the screw drum sections are assembled, but the sections themselves are mounted at certain angles to each other with the formation of broken helical lines, which increases the miscibility, energy intensity and changes the frequency of interaction of material particles with each other and with the walls of the screw drum, which expands the technological capabilities.

Новизна заключается также в том, что поперечное проходное сечение винтового барабана имеет форму многоугольника, площадь которого по длине винтового барабана многократно меняется от загрузки к выгрузке, обеспечивая периодическое поджатие масс измельчаемого материала, что увеличивает интенсивность смешивания и энергоемкость соударений, расширяет технологические возможности.The novelty also lies in the fact that the cross-sectional cross-section of the screw drum has the shape of a polygon, the area of which along the length of the screw drum varies many times from loading to unloading, providing periodic compression of the masses of the crushed material, which increases the intensity of mixing and the energy intensity of the collisions, expanding technological capabilities.

Новизна обусловлена тем, что винтовой барабан снабжен четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми ломаными линиями равного шага, направленными навстречу друг к другу по периметру барабана, и соответственно четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми канавками внутри барабана, направленными тоже навстречу друг другу, что обеспечивает создание направленных навстречу друг другу потоков измельчаемых материалов с максимальной энергоемкостью соударений частиц и со стенками барабана под разными углами, увеличивает частоту взаимодействия частиц измельчаемых материалов друг с другом, с мелющими телами и со стенками барабана, увеличивает производительность и расширяет технологические возможности.The novelty is due to the fact that the screw drum is equipped with four, five, six, etc. screw broken lines of equal pitch, directed towards each other along the perimeter of the drum, and accordingly four, five, six, etc. helical grooves inside the drum, also directed towards each other, which ensures the creation of directed towards each other flows of crushed materials with maximum energy intensity of particle collisions and with the walls of the drum at different angles, increases the frequency of interaction of particles of crushed materials with each other, with grinding bodies and walls drum, increases productivity and expands technological capabilities.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена трубная винтовая мельница, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; фиг.3 - барабан мельницы, общий вид, вид спереди с секциями, собранными из 10 треугольников; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3; фиг.5 - барабан мельницы, общий вид, вид спереди с секциями, собранными из 8 треугольников; фиг.6 - разрез В-В на фиг.5; фиг.7 - барабан мельницы, общий вид, вид спереди с секциями, собранными из 12 треугольников; фиг.8 - разрез Г-Г на фиг.7.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a tube screw mill, General view; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 - mill drum, General view, front view with sections assembled from 10 triangles; figure 4 is a section bB in figure 3; 5 is a mill drum, General view, front view with sections assembled from 8 triangles; 6 is a section bb in figure 5; Fig.7 - mill drum, General view, front view with sections assembled from 12 triangles; Fig.8 is a section GG in Fig.7.

Трубная винтовая мельница (фиг.1, фиг.2) состоит из винтового барабана 1, загрузочной 2 и разгрузочной 3 цапф. Винтовой барабан 1, например, собран из секций 4 (фиг.3), каждая из которых образована из последовательно соединенных между собой одинаковых по площади десяти равносторонних треугольников 5 (показан на фиг.3 двойной линией), соединенных между собой двумя боковыми сторонами 6 и 7, при этом секции 4 соединены между собой третьими, свободными сторонами 8 треугольников 5.Tube screw mill (figure 1, figure 2) consists of a screw drum 1, loading 2 and unloading 3 pins. The screw drum 1, for example, is assembled from sections 4 (Fig. 3), each of which is formed of ten equilateral triangles 5 (shown in Fig. 3 by a double line) of the same size, connected to each other by two lateral sides 6 and 7, while sections 4 are interconnected by third, free sides 8 of triangles 5.

Вершины треугольников образуют по периметру винтового барабана 1 пять правых и пять левых ломаных винтовых линий (фиг.3, фиг.4) с одинаковым шагом S₁ и S₂. Одна из пяти левых ломаных винтовых линий с шагом S₁ показана на фиг.3 утолщенной линией 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17. Одна из пяти правых ломаных винтовых линий с шагом S₂ показана на фиг.3 утолщенной линией 18, 16, 19, 20, 21, 22, 11, 23, 24.The vertices of the triangles form along the perimeter of the screw drum 1 five right and five left broken helical lines (figure 3, figure 4) with the same step S ₁ and S ₂ . One of the five left broken helix lines with step S _{1 is} shown in FIG. 3 with a thickened line 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17. One of the five right broken helix lines with step S _{2 is} shown in FIG. .3 thickened line 18, 16, 19, 20, 21, 22, 11, 23, 24.

На фиг.5 показан винтовой барабан, секции которого собраны из восьми одинаковых равносторонних треугольников 25 (на фиг.5 треугольник 25 показан двойной линией) с образованием по периметру барабана направленных навстречу друг другу четырех правых и четырех левых ломаных винтовых линий с одинаковым шагом. На фиг.5 показаны утолщенными линиями 26, 27, 28, 20, 30, 31 одна из четырех правых ломаных винтовых линий с шагом S₃ и 32, 33, 29, 34, 35, 36 одна из четырех левых ломаных винтовых линий с шагом S₄.Figure 5 shows a helical drum, sections of which are assembled from eight identical equilateral triangles 25 (in figure 5, triangle 25 is shown by a double line) with the formation along the perimeter of the drum four right and four left broken helical lines directed at the same pitch. Figure 5 shows the thickened lines 26, 27, 28, 20, 30, 31 one of the four right broken helical lines with a step S ₃ and 32, 33, 29, 34, 35, 36 one of the four left broken helical lines with a step S ₄ .

На фиг.7 показан винтовой барабан, секции которого собраны из 24 одинаковых равносторонних треугольников 37 (показан на фиг.7 двойными линиями) с образованием по периметру барабана двенадцати правых и левых ломаных винтовых линий направленных навстречу друг другу. Одна из 12 правых ломаных винтовых линий с шагом S₅ показана на фиг.7 утолщенной линией 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49. Одна из 12 левых ломаных винтовых линий с шагом S₆ показана на фиг.7 утолщенной линией 50, 51, 52, 53, 54, 55, 43, 56, 57, 58, 59, 60.Figure 7 shows a helical drum, sections of which are assembled from 24 identical equilateral triangles 37 (shown in Fig. 7 by double lines) with the formation along the perimeter of the drum of twelve right and left broken helical lines directed towards each other. One of the 12 right broken helix lines with step S _{5 is} shown in FIG. 7 with a thickened line 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49. One of the 12 left broken helix lines with step S _{6 is} shown in FIG. 7 with a thickened line 50, 51, 52, 53, 54, 55, 43, 56, 57, 58, 59, 60.

Мельница работает следующим образом. Винтовой барабан 1 заполняется шарами или другой дробящей средой и измельчаемым материалом или одним измельчаемым материалом. При вращении винтового барабана 1 плоские элементы - равносторонние треугольники, смонтированные по периметру винтового барабана разнонаклоненными к оси вращения винтового барабана и друг к другу, работая как ковши (полки), захватывают различные по объему смеси мелющих тел и материала или смеси частиц различной крупности материала, поднимают их по направлению вращения винтового барабана несколько выше угла естественного откоса, а затем направляют эти порции смеси материала и мелющих тел в направлениях, перпендикулярных этим полкам (ковшам), под некоторым углом не только к оси вращения винтового барабана, но и к другим по массе потокам масс измельчаемого материала, движущихся внутри винтового барабана под другими углами и с другими скоростями. Длина траектории движения (амплитуда) масс материала и мелющих тел в значительной степени зависит от диаметра винтового барабана, от углов наклона плоских элементов друг к другу и к оси вращения. Частота движения и соударений масс материала и мелющих тел определяется не только частотой вращения винтового барабана, но и количеством плоских элементов по периметру винтового барабана. Поэтому в предлагаемой конструкции трубной винтовой мельницы обеспечивается повышение частотных характеристик в десятки раз, расширяются технологические возможности. Так как по длине винтового барабана от загрузки к выгрузке меняется многократно форма и размеры поперечного сечения, имеющего форму многоугольника, то обеспечивается многократное периодическое поджатие масс измельчаемого материала, что увеличивает интенсивность смешивания, энергоемкость соударений, расширяет технологические возможности.The mill operates as follows. The screw drum 1 is filled with balls or other grinding medium and crushed material or one crushed material. When the screw drum 1 rotates, flat elements - equilateral triangles mounted around the perimeter of the screw drum are differently inclined to the axis of rotation of the screw drum and to each other, working as buckets (shelves), capture different volume mixtures of grinding media and material or mixture of particles of different particle sizes, lift them in the direction of rotation of the screw drum slightly above the angle of repose, and then send these portions of the mixture of material and grinding media in directions perpendicular to these shelves (for sham), at a certain angle, not only to the axis of rotation of the screw drum, but also to other mass flows of masses of crushed material moving inside the screw drum at different angles and at different speeds. The length of the trajectory of motion (amplitude) of the masses of the material and grinding media largely depends on the diameter of the screw drum, on the angles of inclination of the flat elements to each other and to the axis of rotation. The frequency of movement and collisions of the masses of material and grinding media is determined not only by the frequency of rotation of the screw drum, but also by the number of flat elements around the perimeter of the screw drum. Therefore, the proposed design of a tube screw mill provides an increase in the frequency characteristics of tens of times, expanding technological capabilities. Since the shape and dimensions of the cross section having the shape of a polygon change many times along the length of the screw drum from loading to unloading, multiple periodic compression of the masses of the crushed material is ensured, which increases the intensity of mixing, the energy intensity of the collisions, and expands technological capabilities.

Технико-экономическое преимущества возникают за счет увеличения частоты взаимодействия мелющих тел и частиц измельчаемого материала не только друг с другом, но и со стенками винтового барабана, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия мелющих тел и материала, повышает производительность и расширяет технологические возможности.Technical and economic advantages arise due to an increase in the frequency of interaction between grinding bodies and particles of the crushed material, not only with each other, but also with the walls of the screw drum, which increases the mixing intensity, increases the energy consumption of the interaction of grinding bodies and material, increases productivity and expands technological capabilities.

Claims

A tube screw mill containing loading and unloading pins, a drive and a drum made of interconnected tetrahedral or octahedral elements, forming a helical column, characterized in that the drum is mounted from sections made of eight, ten, twelve, etc. an even number of equilateral triangles connected to each other by two lateral sides, while the sections are connected to each other by the free third sides of the triangles with the formation of a helical drum, along the perimeter of which four, five, six or more broken right and left helical lines are directed towards each other, and equipped with an inner four, five, six or more helical grooves directed towards each other with the same pitch.