RU2040339C1

RU2040339C1 - Planet mill

Info

Publication number: RU2040339C1
Application number: RU92013679A
Authority: RU
Inventors: Виталий Вениаминович Юрисов
Original assignee: Виталий Вениаминович Юрисов
Priority date: 1992-12-10
Filing date: 1992-12-10
Publication date: 1995-07-25

Abstract

FIELD: disintegrating materials. SUBSTANCE: planet mill has housing, carrier, outer friction race, cylindric drums with flanges having the inlet and outlet branch pipes and disintegrating bodies, charging and discharging devices, and drive. The drums have flanges at the top part and concentrically arranged bearing members. The top bearing member underlies the inlet branch pipe and consists of a disk which is coupled with the ring through ribs. The bottom bearing member consists of a disk with rod arranged at the center perpendicular to the disk. The ring is mounted on the rod of the bearing member for permitting free movement with respect to the rod. The disintegrating bodies are interposed between the disks of the bearing members by way of ball supports. EFFECT: improved design. 3 dwg

Description

Изобретение относится к планетарным мельницам и может быть использовано в пищевой, парфюмерной, цветной, лакокрасочной, строительной и горной промышленности для получения тонких порошков. The invention relates to planetary mills and can be used in food, perfumery, color, paint and varnish, construction and mining to obtain fine powders.

Известна планетарная мельница, содержащая вертикальный корпус, водило, наружную фрикционную обойму, цилиндрические помольные барабаны с жестко связанными с ними верхней и нижней опорами, входными и выходными патрубками и мелющими телами, загрузочное и разгрузочное устройства и привод [1]
К недостатком указанной мельницы можно отнести сложность конструкции, обусловленную тем, что при сборке необходимо изготавливать специальные приспособления, иначе собрать конструкцию нельзя, низкую надежность, обусловленную тем, что подшипники опор, жестко связанные с барабанами, испытывают значительные динамические нагрузки со стороны барабанов, действующие с оборотной частотой вращения барабанов вокруг собственных осей, т.е. в среднем 30 Гц, что ведет к их нагреву выше допустимых температур и поломки сепараторов, а это приводит к аварии мельницы.Known planetary mill containing a vertical housing, a carrier, an external friction cage, cylindrical grinding drums with rigidly connected upper and lower supports, inlet and outlet nozzles and grinding bodies, loading and unloading devices and drive [1]
The disadvantage of this mill can be attributed to the complexity of the design, due to the fact that during assembly it is necessary to manufacture special devices, otherwise it is impossible to assemble the structure, low reliability due to the fact that the bearings of the bearings, rigidly connected to the drums, experience significant dynamic loads from the drums, acting with the reverse frequency of rotation of the drums around its own axes, i.e. 30 Hz on average, which leads to their heating above permissible temperatures and breakdown of separators, and this leads to a mill accident.

Цель изобретения упрощение конструкции и повышение надежности мельницы. The purpose of the invention is to simplify the design and increase the reliability of the mill.

Сущность изобретения состоит в том, что в известной планетарной мельнице, содержащей вертикальный корпус, водило, наружную фрикционную обойму, цилиндрические помольные барабаны с жестко связанными с ними верхней и нижней опорами и выходными патрубками и мелющими телами, загрузочное и разгрузочное устройства и привод, барабаны выполнены с отбортовками, верхняя опора концентрично установлена под входным патрубком и выполнена в виде диска с вертикальными ребрами, соединенными с кольцом, а нижняя опора в виде концентрично установленного в основании выходного патрубка диска с перпендикулярным к нему центральным стержнем, на котором смонтирована с возможностью свободного перемещения втулка, причем основание нижнего патрубка выполнено в виде перемычки с образованием зазора между нижним его торцом и водилом, причем величина S зазора находится в пределах 0 < S < δ, где δ толщина перемычки, при этом ребра расположены под углом α к входящему в барабан потоку измельченного материала, величина которого лежит в пределах 0^о < α < 90^о, а мелющие тела установлены между дисками посредством шаровых опор, диаметр D₁ диска нижней опоры имеет пределы D₃< D₁ < D₂, где D₂ внутренний диаметр выходного патрубка; D₃ расстояние между шаровыми опорами нижнего мелющего тела.The essence of the invention lies in the fact that in a known planetary mill containing a vertical housing, a carrier, an external friction cage, cylindrical grinding drums with upper and lower supports rigidly connected to them and outlet pipes and grinding bodies, loading and unloading devices and drive, drums are made with flanges, the upper support is concentrically mounted under the inlet pipe and is made in the form of a disk with vertical ribs connected to the ring, and the lower support in the form of a concentrically mounted in the base of the outlet pipe of the disk with a central rod perpendicular to it, on which the sleeve is mounted with free movement, and the base of the lower pipe is made in the form of a jumper with the formation of a gap between its lower end and the carrier, and the value S of the gap is in the range 0 <S <δ where δ jumper thickness, the ribs are arranged at an angle α to the incoming flow into the drum ground material, whose value lies in the range ⁰ ° <α ^<90, and the grinding bodies are installed between the discs by ball bearings, the diameter D _{1 of the} disk of the lower support has the limits D ₃ <D ₁ <D ₂ , where D _{2 is the} inner diameter of the outlet pipe; D _{3 the} distance between the ball bearings of the lower grinding body.

Такое конструктивное решение позволяет значительно упростить конструкцию, не надо никаких приспособлений для выемки и установки барабанов на место. Such a constructive solution makes it possible to significantly simplify the design; no devices are necessary for the extraction and installation of drums in place.

Кроме того, при таком конструктивном исполнении барабанов все динамические нагрузки от них замыкаются на статические корпусные детали мельницы, что повышает надежность мельницы в целом. In addition, with such a design of the drums, all dynamic loads from them are closed on the static body parts of the mill, which increases the reliability of the mill as a whole.

Целесообразно, чтобы ограничить движение мелющих тел при работе вверх и вниз, т.е. упорядочить движение мелющих тел относительно стенок, установить по две опоры в каждом барабане, соответственно верхнюю и нижнюю. В связи с тем, что опоры с одной стороны должны быть жестко связаны с барабанами, а с другой стороны оказывать потоку измельчаемого материала минимально возможное сопротивление, конструктивно предполагается выполнить их следующим образом. Верхняя опора состоит из диска, кольца и двух вертикальных ребер, при этом радиальная связь с барабанами осуществляется через кольцо и ребра. Кольцо находится непосредственно под входным патрубком барабана и практически никакого сопротивления входящему потоку не оказывает, ребра же имеют острые кромки и устанавливают под углом α к потоку входящего в барабан материала для снижения сопротивления. Угол α имеет пределы 0^о < α < 90^о, которые объясняются следующим образом: при α 0^о и α 90^о ребра оказывают потоку максимальное сопротивление, поэтому неравенство правильно. Как правило, α 45^о. Диск верхней опоры других жестких механических связей с барабаном, кроме как через вертикальные ребра и кольцо, не имеет, поэтому верхняя опора оказывает минимальное сопротивление потоку входящего материала.It is advisable to limit the movement of grinding media when working up and down, i.e. to order the movement of the grinding bodies relative to the walls, to establish two supports in each drum, respectively, the upper and lower. Due to the fact that the supports, on the one hand, must be rigidly connected with the drums, and on the other hand, provide the smallest possible resistance to the flow of crushed material, it is structurally proposed to perform them as follows. The upper support consists of a disk, a ring and two vertical ribs, with radial communication with the drums through the ring and ribs. The ring is located directly under the inlet of the drum and practically does not show any resistance to the incoming flow, the ribs have sharp edges and are set at an angle α to the flow of material entering the drum to reduce the resistance. Angle α has limits ^of 0 <α ^<90, which are explained as follows: when α 0 and α ^of the ribs ⁹⁰ have a maximum resistance to flow, so the inequality is correct. As a rule, α 45 ^about . The disk of the upper support has no other rigid mechanical connections with the drum, except through vertical ribs and the ring, therefore the upper support has minimal resistance to the flow of incoming material.

Нижняя опора, состоящая из диска и стержня, жестко связанных между собой, имеет радиальную связь через перемычку, выполненную в нижнем торце выходного патрубка. По бокам перемычки имеются два проема высотой Н, которая минимум в три раза больше по величине, чем <N>delta<N> толщина перемычки, а ширина проемов S₂ больше ширины перемычки S₁, т.е. площадь выхода для измельченного материала достаточно велика, поэтому поток измельченного материала, не достигая перемычки, будет выходить из барабана. Таким образом, перемычка прямого сопротивления на выходящий поток не оказывает, более того, если выдерживать определенную величину зазора между нижним торцом перемычки и диском водила, относительно которого она вращается, то наблюдается эффект пропеллера, т. е. перемычка начинает тянуть и турбулизовать поток воздуха с измельчаемым материалом из барабана, не давая ему осесть на стенку выходного патрубка. Пределы изменения этого зазора следующие: 0 < S ≅ δ где δ толщина перемычки. Величина 0 нереальна, так как появляются механические задевания, если же S > δ, то пропадает эффект пропллера и турбулизации выходящего потока не будет, что в конце концов может привести к закупориванию выходного патрубка за счет оседания частиц. Поэтому необходимо соблюдать приведенное неравенство. Для дополнительной турбулизации выходящего потока на стержне нижней опоры смонтирована втулка с возможностью свободного перемещения по высоте. Втулка не должна задевать при работе боковых стенок выходного патрубка, чтобы дополнительно не загрязнять выходящий измельченный материал.The lower support, consisting of a disk and a rod, rigidly interconnected, has a radial connection through a jumper made in the lower end of the outlet pipe. On the sides of the lintel there are two openings of height H, which is at least three times larger in size than the <N> delta <N> thickness of the lintel, and the width of the openings S _{2 is} greater than the width of the lintel S ₁ , i.e. the exit area for the crushed material is large enough, therefore, the flow of crushed material, without reaching the bridge, will exit the drum. Thus, the jumper does not provide direct resistance to the output stream; moreover, if a certain amount of clearance is maintained between the lower end of the jumper and the carrier disk, relative to which it rotates, then the propeller effect is observed, i.e., the jumper begins to pull and turbulent the air flow with crushed material from the drum, preventing it from settling on the wall of the outlet pipe. The limits of variation of this gap are as follows: 0 <S ≅ δ where δ is the thickness of the jumper. The value 0 is unrealistic, since mechanical grazing occurs, if S> δ, then the propeller effect disappears and there will be no turbulence in the output stream, which can ultimately lead to clogging of the outlet pipe due to settling of particles. Therefore, it is necessary to observe the above inequality. For additional turbulization of the effluent, a sleeve is mounted on the lower support rod with the possibility of free movement in height. The sleeve should not touch during operation of the side walls of the outlet pipe so as not to further contaminate the outgoing crushed material.

Рекомендуется, чтобы величина диаметра диска нижнего опорного элемента D₁ удовлетворяла следующему неравенству: D₃ < D₁ < D₂, где D₂ внутренний диаметр выходного патрубка; D₃ диаметр расположения шаровых опор нижнего мелющего тела. Пределы изменения D₁ объясняются следующим образом: если D₁ ≅ D₃, шары занимают или неустойчивое положение, или просто выпадают из своих рабочих мест. При D₁ ≥ D₂ резко снижается эффект турбулизации выходного потока частиц измельченного материала от действия перемычки и кольца, так как все внутреннее сечение выходного патрубка будет перекрыто диском. Производительность мельницы будет падать.It is recommended that the diameter of the disk of the lower support element D ₁ satisfy the following inequality: D ₃ <D ₁ <D ₂ , where D _{2 is the} inner diameter of the outlet pipe; D _{3 the} diameter of the location of the ball bearings of the lower grinding body. The limits of change of D ₁ are explained as follows: if D ₁ ≅ D ₃ , the balls either occupy an unstable position or simply fall out of their jobs. When D ₁ ≥ D ₂ , the effect of turbulization of the output stream of particles of crushed material from the action of the bridge and the ring sharply decreases, since the entire internal section of the output pipe will be blocked by the disk. Mill performance will fall.

Целесообразно, чтобы снизить сопротивление потоку измельчаемого материала в барабанах, отказаться от каких-либо дополнительных опор для мелющих тел и установить мелющие тела друг на друга посредством шаровых опор. Если между дисками опор и мелющими телами, а также между торцами мелющих тел установлены шаровые опоры, то трение скольжения заменено трением качения, что позволяет снизить от 10 до 20 раз натир железа в измельчаемый материал и тем самым обеспечить необходимую чистоту измельчаемого материала. It is advisable to reduce the resistance to the flow of the crushed material in the drums, abandon any additional supports for grinding media and install grinding media on top of each other by means of ball bearings. If ball bearings are installed between the support disks and the grinding bodies, as well as between the ends of the grinding bodies, then sliding friction is replaced by rolling friction, which allows reducing iron rubbing from 10 to 20 times in the material to be ground and thereby ensuring the necessary purity of the material being ground.

На фиг. 1 изображена предлагаемая планетарная мельница, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 вид Б на фиг.1. In FIG. 1 shows a proposed planetary mill, a longitudinal section; figure 2 section aa in figure 1; figure 3 view B in figure 1.

Планетарная мельница содержит корпус, состоящий из верхней части 1 и нижней части 2, жестко соединенных друг с другом и со станиной 3, наружную фрикционную обойму 4, установленную в верхней части 1 корпуса соосно оси мельницы и закрепленную посредством демпфирующих элементов 5 болтами 6 с контргайками 7, привод, включающий шкив 8, жестко связанный с центральным валом 9, который базируясь на подшипниковый узел 10, смонтированный в нижней части 2 корпуса, жестко связан с водилом, состоящим из нижнего диска 11, верхнего диска 12, на котором установлено загрузочное устройство 13, причем диски соединены друг с другом неподвижными осями 14 с расположенными на них подшипниками 15 для привода барабанов; барабаны 16 с отбортовками 17, заключенные в наружную фрикционную обойму 4 и расположенные между подшипниками 15, включают входной патрубок 18, под которым соосно оси барабана 16 установлена верхняя опора, содержащая кольцо 19, диск 20 и два ребра 21, жестко связанные между собой, причем ребра 21 развернуты под углом α к потоку измельчаемого материала, выходной патрубок 22, имеющий два проема 23 и перемычку 24 между ними, в которой соосно оси барабана 16 установлена нижняя опора, состоящая из диска 25 и стержня 26, на котором смонтирована с возможностью передвижения втулка 27, мелющие тела: верхнее 28 и нижнее 29, установленные между дисками 20 и 25 посредством шаровых опор 30 и 31, футеровочную оболочку 32; ролик 33 поджимной, прижимающий барабаны 16 к наружной фрикционной обойме 4, верхнюю ограничительную поверхность 34, фиксированную относительно верхней части корпуса 1 стойками 35, служащую для ограничения движения барабанов 16 вверх, крышку 36 защитную для ограничения вращающейся части мельницы, базирующуюся на стойках 35 и прижатую к ним гайками 37, нижний кольцевой канала 38, служащий для выхода измельченного материала, расположенный в нижней части 2 корпуса, лопастей 39, закрепленных на нижнем диске 11 водила и вращающихся в кольцевом канале 38. The planetary mill contains a housing consisting of an upper part 1 and a lower part 2, rigidly connected to each other and with a bed 3, an external friction sleeve 4, mounted in the upper part 1 of the housing coaxially to the axis of the mill and secured by means of damping elements 5 with bolts 6 with locknuts 7 , a drive including a pulley 8, rigidly connected to the central shaft 9, which, based on the bearing assembly 10 mounted in the lower part 2 of the housing, is rigidly connected to the carrier, consisting of a lower disk 11, an upper disk 12, on which agruzochnoe device 13, wherein the wheels are connected to each other with fixed axes 14 located therein bearings 15 for driving the drum; drums 16 with flanges 17, enclosed in an outer friction cage 4 and located between the bearings 15, include an inlet pipe 18, under which an upper support is installed coaxially with the axis of the drum 16, containing a ring 19, a disk 20 and two ribs 21, rigidly connected to each other, the ribs 21 are deployed at an angle α to the flow of the material being ground, the outlet pipe 22 having two openings 23 and a jumper 24 between them, in which a lower support is installed coaxially with the axis of the drum 16, consisting of a disk 25 and a rod 26 on which it is mounted with the possibility of The motion of the sleeve 27, the grinding bodies: an upper 28 and lower 29 installed between the disks 20 and 25 by ball bearings 30 and 31, the socket shell 32; pinch roller 33, pressing the drums 16 to the outer friction cage 4, the upper limiting surface 34, fixed relative to the upper part of the housing 1 by the uprights 35, which serves to limit the movement of the drums 16 upward, the cover 36 is protective to limit the rotating part of the mill, based on the uprights 35 and pressed to them by nuts 37, the lower annular channel 38, which serves to exit the crushed material, located in the lower part 2 of the housing, blades 39, mounted on the lower drive disk 11 and rotating in the annular channel 38.

Работа планетарной мельницы непрерывного действия для сухого и чистого измельчения материалов осуществляется следующим образом. От электродвигателя определенной мощности посредством привода и водила мельница выводится на рабочие обороты. После выхода на рабочие обороты измельчаемый материал подается через загрузочное устройство 13 в барабаны 16 и попадает на диск 20 верхней опоры, где за счет центробежных сил, минуя ребра 21, развернутые к потоку измельчаемого материала под углом 45^о для снижения сопротивления потоку, попадает на футеровочную оболочку 32 и за счет центробежных сил, силы Кариолиса, гравитационной силы и вибрационных сил движется вниз, подвергаясь измельчению со стороны мелющих тел 28 и 29, причем механическое воздействие мелющих тел при движении измельчаемого материала вниз увеличивается. Увеличение механического воздействия со стороны мелющих тел достигается несколькими путями: увеличение их массы, введение эксцентриситетов, изменение конфигурации боковых поверхностей и т.д. Подвергнувшись механическому воздействию со стороны мелющих тел 28 и 29, измельченный материал попадает в выходной патрубок 22, где за счет турбулизации, производимой перемычкой 24 и кольцом через проемы 23, центробежными силами и силами тяги, создаваемыми лопастями 39 через кольцевой канал 38 и тангенциальный выход (не показан), подается в аэродинамический циклон, где происходит его оседание и выгрузка.The operation of a planetary mill of continuous action for dry and clean grinding of materials is as follows. From a motor of a certain power by means of a drive and a carrier, the mill is brought to operating revolutions. After reaching the operating speed ground material fed through the loading device 13 in the drums 16 and is incident on the disk 20 of the upper support, wherein due to centrifugal forces, bypassing ribs 21 are deployed to the flow of material to be ground at an angle of ⁴⁵ ° to the flow resistance reduction hits the lining the shell 32 and due to centrifugal forces, the Cariolis force, gravitational force and vibrational forces moves downward, being subjected to grinding by the grinding bodies 28 and 29, and the mechanical effect of the grinding bodies during the movement of the crushed ma Methods and material down increases. An increase in the mechanical effect from the grinding media is achieved in several ways: an increase in their mass, the introduction of eccentricities, a change in the configuration of the side surfaces, etc. Subjected to mechanical action from the grinding media 28 and 29, the crushed material enters the outlet pipe 22, where due to turbulization produced by the jumper 24 and the ring through the openings 23, the centrifugal and traction forces created by the blades 39 through the annular channel 38 and the tangential exit ( not shown), is fed into the aerodynamic cyclone, where it settles and unloads.

Испытания показали, что перенос опор внутрь барабанов, установление между ними мелющих тел на шаровых опорах, а также наличие отбортовок на барабанах упростили конструкцию в целом, увеличили ее надежность при одновременном значительном улучшении качества измельченного материала, как по натиру железа, не более 0,02% так и по среднему размеру частиц (не более 12 мкм). Tests have shown that the transfer of supports inside the drums, the installation of grinding bodies between them on ball bearings, as well as the presence of flanges on the drums simplified the design as a whole, increased its reliability while significantly improving the quality of the crushed material, as with iron natrium, not more than 0.02 % and the average particle size (not more than 12 microns).

Claims

Планетарная мельница, содержащая вертикальный корпус, водило, наружную фрикционную обойму, цилиндрические помольные барабаны с жестко связанными с ними верхней и нижней опорами, входными и выходными патрубками и мелющими телами, отличающаяся тем, что барабаны выполнены с отбортовками, верхняя опора концентрично установлена под входным патрубком и выполнена в виде диска с вертикальными ребрами, соединенными с кольцом, а нижняя опора в виде концентрично установленного в основании выходного патрубка диска с перпендикулярным к нему центральным стержнем, на котором смонтирована с возможностью свободного перемещения втулка, причем основание нижнего патрубка выполнено в виде перемычки с образованием зазора между нижним его торцом и водилом, причем величина S зазора находится в пределах 0 < S < δ, где δ - толщина перемычки, при этом ребра расположены под углом a к входящему потоку измельченного материала, величина которого лежит в пределах 0^°< α < 90^° а мелющие тела установлены между дисками посредством шаровых опор, диаметр D₁ диска нижней опоры имеет пределы D₃ < D₁ < D₂, где D₂ внутренний диаметр выходного патрубка, D₃ расстояние между шаровыми опорами нижнего мелющего тела.A planetary mill containing a vertical housing, a carrier, an external friction cage, cylindrical grinding drums with upper and lower supports rigidly connected to them, inlet and outlet nozzles and grinding bodies, characterized in that the drums are made with flanges, the upper support is concentrically mounted under the inlet nozzle and is made in the form of a disk with vertical ribs connected to the ring, and the lower support in the form of a disk outlet pipe concentrically mounted at the base with a center perpendicular to it with a rod on which the sleeve is mounted with free movement, and the base of the lower pipe is made in the form of a jumper with the formation of a gap between its lower end and the carrier, and the value S of the gap is in the range 0 <S <δ, where δ is the thickness of the jumper, at the ribs are located at an angle a to the incoming flow of crushed material, the value of which lies in the range 0 ^° <α <90 ^° and the grinding bodies are installed between the disks by means of ball bearings, the diameter D _{1 of the} disk of the lower support has the limits D ₃ <D ₁ <D ₂ where D ₂ int The lower diameter of the outlet pipe, D _{3 the} distance between the ball bearings of the lower grinding body.