RU2523289C1 - Laboratory bead mill - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: laboratory bead mill comprises a milling chamber with a cooling jacket and a cover, a rotor with disks, a rotor rotation drive. The milling chamber with the cooling jacket is set coaxially to the rotor and is fixed by hinged bolts in a tilting yoke. The tilting yoke is joined with a movable sleeve and a screw mechanism cross member. The screw mechanism provides for pressing the milling chamber to the cover with the possibility of its lowering and lifting. The rotor drive is installed on a rotating pole. The rotating pole together with the movable sleeve is mounted on a common supporting hollow cylindrical column with grooves for the cross member travelling. The rotating pole and the tilting yoke are fixed in extreme positions. The rotor disks made with radial fins are set at an angle of 90°. The radial fins of a baffle disk are turned to the drain valve side.

EFFECT: invention allows for the increased milling efficiency, easy maintenance at performing process operations, assembly and disassembly.

3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к технике тонкого и сверхтонкого измельчения порошкообразных твердых материалов.The present invention relates to techniques for fine and ultrafine grinding of powdered solid materials.

Известно широкое применение бисерных мельниц при производстве лакокрасочных материалов: П.И.Ермилов Диспергирование пигментов, М.: Химия, 1971 г., журналы «Лакокрасочные материалы и их применение» №9/2012, стр.55, №3/2012, стр.45, №1 - 2/2011 стр.53, а также в процессе изготовления ультрадисперсной фракции перхлората аммония патенты: RU 2246472, МПК C06B 21/00, 29/22, 45/30, C06D 5/00, RU 2247101, МПК C06B 21/00, B02C 17/16.Known for the widespread use of bead mills in the manufacture of paints and varnishes: P.I. Ermilov Dispersion of pigments, M .: Chemistry, 1971, magazines "Paints and varnishes and their application" No. 9/2012, p. 55, No. 3/2012, pp. .45, No. 1 - 2/2011 p. 53, as well as during the manufacture of the ultrafine fraction of ammonium perchlorate, patents: RU 2246472, IPC C06B 21/00, 29/22, 45/30, C06D 5/00, RU 2247101, IPC C06B 21/00, B02C 17/16.

В каталоге «Оборудование для тонкого измельчения», ЦИНТИ-Химнефтемаш, Москва, 1985 г. дано краткое описание конструкций, назначения, области применения серийно изготовляемых бисерных измельчителей с объемом размольного контейнера от 5 до 250 литров.In the catalog “Equipment for fine grinding”, TsINTI-Himneftemash, Moscow, 1985, a brief description of the structures, purpose, scope of commercially available bead grinders with a grinding container from 5 to 250 liters is given.

Указанные измельчители предназначены для работы в непрерывном режиме для тонкого измельчения (диспергирования) в жидкой среде исходных компонентов в производстве красителей, пигментов, эмалей, лаков и др.These shredders are designed to operate continuously for fine grinding (dispersion) of the starting components in a liquid medium in the manufacture of dyes, pigments, enamels, varnishes, etc.

На практике в научно-исследовательских учреждениях и заводских лабораториях требуется применение модельных аппаратов, позволяющих проводить переработку продукции с изготовлением единичных образцов, отличающихся по компонентному составу и их соотношением. В данном случае из-за частой сменяемости композиции одним из основных требований к конструкции аппарата является обеспечение удобства в обслуживании, учитывая многооперационность выполняемых работ: загрузка бисера, исходных компонентов, жидкой среды, измельчение, выгрузка суспензии с отделением от бисера, промывка бисера и сушка его, чистка ротора и контейнера, сушка их, сборка.In practice, the use of model devices is required in research institutions and factory laboratories, which allow processing products with the manufacture of single samples that differ in component composition and their ratio. In this case, due to the frequent change of composition, one of the main requirements for the design of the apparatus is to ensure ease of maintenance, given the multi-operation nature of the work performed: loading beads, initial components, a liquid medium, grinding, unloading the suspension with separation from the beads, washing the beads and drying it , cleaning the rotor and container, drying them, assembly.

К числу малообъемных аппаратов для измельчения твердых материалов относится лабораторная бисерная мельница по патенту RU 2389555C1, МПК B02C 17/16, который принят за прототип. К числу недостатков этой мельницы относятся малый объем размольного контейнера, который не позволяет изготовление укрупненных образцов, необходимых при широкомасштабных испытаниях изделий.Among the small-sized apparatus for grinding solid materials is a laboratory bead mill according to patent RU 2389555C1, IPC B02C 17/16, which is adopted as a prototype. Among the disadvantages of this mill are the small volume of the grinding container, which does not allow the manufacture of enlarged samples necessary for large-scale testing of products.

Особенностью лабораторной мельницы является стыковка размольного контейнера с крышкой путем поджима с помощью пневмоцилиндра, что обеспечивает безопасные условия в процессе эксплуатации.A feature of the laboratory mill is the docking of the grinding container with the lid by pressing with the help of a pneumatic cylinder, which ensures safe conditions during operation.

Малый объем в прототипе связан с тем, что пневмоцилиндр установлен соосно с размольным контейнером, что не позволяет увеличить его объем из-за увеличения габаритов мельницы по высоте.The small volume in the prototype is due to the fact that the pneumatic cylinder is mounted coaxially with the grinding container, which does not allow to increase its volume due to the increase in size of the mill in height.

Требует жестких условий обеспечения и поддержания параметров сжатого воздуха для надежной герметизации в узле стыка контейнера с крышкой.It requires harsh conditions for ensuring and maintaining the parameters of compressed air for reliable sealing at the junction of the container with the lid.

Технической задачей изобретения является создание лабораторной бисерной мельницы с увеличенной загрузкой для тонкого и сверхтонкого измельчения твердых материалов с обеспечением удобства в обслуживании при выполнении технологических операций, сборке и разборке и повышением эффективности измельчения.An object of the invention is the creation of a laboratory bead mill with increased loading for fine and ultrafine grinding of solid materials with ease of maintenance when performing technological operations, assembly and disassembly, and increasing the grinding efficiency.

Технический результат заключается в том, что лабораторная бисерная мельница, содержащая размольную камеру с рубашкой охлаждения и крышкой, ротор с дисками, привод вращения ротора, выполнена таким образом, что размольная камера с рубашкой охлаждения расположена соосно ротору и размещена с закреплением откидными болтами в поворотной обойме, сочлененной с подвижной гильзой и траверсой винтового механизма, служащего для поджима к крышке размольной камеры с возможностью опускания и подъема ее, при этом привод ротора установлен на поворотной стойке, которая вместе с подвижной гильзой смонтирована на общей несущей полой цилиндрической колонне с пазами для хода траверсы, диски ротора выполнены с радиальными ребрами, которые и размещены под углом 90°, при этом у нижнего диска-отбойника радиальные ребра обращены в сторону сливного клапана.The technical result consists in the fact that the laboratory bead mill containing a grinding chamber with a cooling jacket and a lid, a rotor with disks, a rotor rotation drive, is made in such a way that the grinding chamber with a cooling jacket is coaxial to the rotor and is positioned with hinged bolts in a rotary holder articulated with a movable sleeve and a traverse of the screw mechanism, which serves to press to the cover of the grinding chamber with the possibility of lowering and raising it, while the rotor drive is mounted on a rotary To the stand, which, together with the movable sleeve, is mounted on a common supporting hollow cylindrical column with grooves for the traverse, the rotor disks are made with radial ribs, which are placed at an angle of 90 °, with the radial ribs at the lower baffle plate facing the drain valve .

На фигуре 1 показан общий вид лабораторной бисерной мельницы, а на фигурах 2 и 3 соответственно фиксаторы поворотной обоймы и поворотной стойки, где:The figure 1 shows a General view of a laboratory bead mill, and in figures 2 and 3, respectively, the latches of the rotary holder and rotary rack, where:

1 - размольная камера1 - grinding chamber

2 - ротор2 - rotor

3 - колонна3 - column

4 - подвижная гильза4 - movable sleeve

5 - поворотная стойка5 - rotary rack

6 - винтовой механизм6 - screw mechanism

7 - привод вращения ротора7 - rotor rotation drive

8 - клиноременная передача8 - V-belt transmission

9 - подшипниковый узел9 - bearing assembly

10 - сливной клапан10 - drain valve

11 - поворотная обойма11 - rotary holder

12 - крышка12 - cover

13, 14 - откидные болты13, 14 - hinged bolts

15 - рукоятка винтового механизма15 - handle screw mechanism

16 - фиксатор поворотной обоймы16 - clamp rotary cage

17 - заслонка17 - shutter

18 - плита18 - plate

19 - стяжной узел19 - clamping unit

20 - траверса винтового механизма20 - crosshead screw mechanism

21 - стопорный винт21 - locking screw

22 - диск22 - drive

23 - диск отбойный23 - drive disk

24 - фиксатор поворотной стойки24 - a lock of a rotary rack

25 - радиальное ребро диска25 - radial edge of the disk

26 - радиальное ребро диска-отбойника26 - radial edge of the disk-chipper

27 - цапфа27 - axle

28 - рубашка охлаждения.28 - cooling shirt.

Технологический процесс измельчения продукта проводят следующим образом. В размольную камеру 1 (состыкованную с крышкой) через люк в крышке 12 загружают бисер (стеклянные шарики). Затем заливают приготовленную суспензию измельчаемого компонента в жидкой среде и люк закрывают заслонкой 17. Включают подачу охлаждающей среды в рубашку 28 размольной камеры 1. Включают привод 7 вращения ротора 2. При вращении ротора 2 с дисками 22 и 23 стеклянные шарики приходят в интенсивное движение и измельчаемый компонент между шариками подвергается трению, ударному воздействию и происходит измельчение. По истечении заданного времени измельчения выключают привод 7 вращения ротора, отключают подачу охлаждающей среды в рубашку 28 размольной камеры 1. При помощи откидных болтов 13 освобождают соединение размольной камеры 1 от крышки 12. Используя винтовой механизм 6 и рукоятку 15, постепенно опускают в нижнее положение размольную камеру 1. Опускание размольной камеры 1 происходит за счет связи ее с поворотной обоймой 11, соединенной с откидными болтами 14, траверсой 20, подвижной гильзой 4. Траверса 20 сочленена с цапфой 27 поворотной обоймы 11, которые фиксируют стопорным винтом 21. По мере опускания размольной камеры проводят очищение дисков 22, 23 от остатков суспензии, бисера, направляя их в размольную камеру. Размольную камеру 1 опускают до положения вывода ротора 2 из ее полости. На ротор 1 надевают чехол. Фиксатором 24 растормаживают поворотную стойку 5, затем ее поворачивают вместе с приводом 7, клиноременной передачей 8, подшипниковым узлом 9 и тем самым выводят ротор 2 из зоны измельчения. Подставляют под размольную камеру приемную емкость с сеткой, освобождают фиксатор 16 и медленно, держа за ручки размольную камеру, наклоняют. Суспензию вместе с бисером сливают. При этом бисер остается на сетке, а суспензия проходит и собирается в приемной емкости. Бисер с сетки переносят в другую емкость, где проводят промывку с последующей сушкой. Суспензию из приемной емкости перегружают в транспортную тару и направляют потребителю. Размольную камеру 1 после освобождения от суспензии подвергают промывке и сушке. Под ротор помещают емкость, снимают чехол, проводят мойку и сушку продувкой горячим воздухом. The technological process of grinding the product is as follows. Beads (glass beads) are loaded into the grinding chamber 1 (docked with the lid) through the hatch in the lid 12. Then, the prepared suspension of the crushed component is poured into the liquid medium and the hatch is closed by the shutter 17. The cooling medium is turned on to the jacket 28 of the grinding chamber 1. The rotor 2 drive 7 is turned on. When the rotor 2 is rotated with disks 22 and 23, the glass balls come into intensive motion and are crushed the component between the balls is subjected to friction, impact and grinding occurs. After the specified grinding time has passed, the rotor rotation drive 7 is turned off, the cooling medium is turned off in the jacket 28 of the grinding chamber 1. Using the hinged bolts 13, the grinding chamber 1 is disconnected from the cover 12. Using the screw mechanism 6 and the handle 15, the grinding mill is gradually lowered to the lower position chamber 1. Lowering of the grinding chamber 1 occurs due to its connection with the rotary cage 11 connected to the hinged bolts 14, the traverse 20, the movable sleeve 4. The traverse 20 is articulated with the pin 27 of the rotary cage 11, which x with a locking screw 21. As the grinding chamber is lowered, the disks 22, 23 are cleaned from the remains of the suspension, beads, directing them into the grinding chamber. The grinding chamber 1 is lowered to the position of the output of the rotor 2 from its cavity. A cover is put on the rotor 1. With the latch 24, the rotary column 5 is released, then it is rotated together with the drive 7, the V-belt drive 8, the bearing assembly 9 and thereby the rotor 2 is removed from the grinding zone. Substitute a receiving container with a mesh under the grinding chamber, release the latch 16 and slowly, holding the grinding chamber by the handles, tilt it. The suspension is drained along with the beads. In this case, the beads remain on the grid, and the suspension passes and collects in a receiving container. The beads from the net are transferred to another container, where they are washed and then dried. The suspension from the receiving container is loaded into a shipping container and sent to the consumer. The grinding chamber 1, after being released from the suspension, is washed and dried. A container is placed under the rotor, the cover is removed, washing and drying are carried out by blowing with hot air.

Далее выполняют работы по подготовке установки для измельчения другого компонента. При помощи ручек поворачивают размольную камеру 1 до строго вертикального положения и фиксируют фиксатором 16. Затем поворачивают поворотную стойку по ходу часовой стрелки, установив на положение ротора над размольной камерой, и фиксируют фиксатором 24. Поднимают при помощи рукоятки 15 винтового механизма 6 размольную камеру 1 до стыковки с крышкой 12 и соединяют их между собой при помощи откидных болтов 13. Далее проводят изготовление очередной порции измельченного компонента вышеуказанным образом. При изготовлении нескольких загрузок одного и того же компонента процесс проводят без изменения положения размольной камеры и ротора. В этом случае последовательно изготовленные порции суспензии выгружают через сливной клапан 10. Чистку с промывкой и сушкой размольной камеры 1 и ротора 2 осуществляют после изготовления последней порции. Колонна 3 закреплена на плите 18 стяжным узлом 19.Next, work is carried out to prepare the installation for grinding another component. Using the handles, rotate the grinding chamber 1 to a strictly vertical position and fix it with a lock 16. Then turn the rotary stand clockwise, setting the rotor above the grinding chamber, and fix it with a lock 24. Raise the grinding chamber 1 with the handle 15 of the screw mechanism 6 to docking with the cover 12 and connect them together using hinged bolts 13. Next, the next portion of the crushed component is manufactured in the above manner. In the manufacture of several downloads of the same component, the process is carried out without changing the position of the grinding chamber and the rotor. In this case, successively prepared portions of the suspension are discharged through the drain valve 10. Cleaning with washing and drying of the grinding chamber 1 and rotor 2 is carried out after the last portion is manufactured. The column 3 is mounted on the plate 18 by the coupling unit 19.

Выполнение дисков 22 с радиальными ребрами 25 под углом 90° способствует интенсификации процесса измельчения за счет исключения возможного проскальзывания шариков, а расположенные с обратной стороны радиальные ребра 26 у нижнего диска-отбойника 23 обеспечивают отвод шариков из зоны решетки сливного клапана 10.The implementation of the disks 22 with radial ribs 25 at an angle of 90 ° helps to intensify the grinding process by eliminating the possible slipping of the balls, and the radial ribs 26 located on the back side of the lower baffle disk 23 allow the balls to be removed from the grate of the drain valve 10.

Заявленные отличительные признаки и их применение, а именно поворотной обоймы, поворотной стойки, стыковка размольной камеры с крышкой, возможность опускания и подъема при помощи винтового механизма, обеспечивают удобные условия эксплуатации при выполнении технологических операций, при разборке, сборке и переходе измельчения от одной порции к другой. Применение винтового механизма в полости колонны позволяет увеличить объем размольной камеры и обеспечить удобную ее разгрузку.The claimed distinguishing features and their application, namely, a rotary cage, a rotary rack, docking of the grinding chamber with a lid, the possibility of lowering and raising by means of a screw mechanism, provide convenient operating conditions when performing technological operations, when disassembling, assembling and transferring grinding from one portion to other. The use of a screw mechanism in the cavity of the column allows you to increase the volume of the grinding chamber and provide convenient unloading.

Основные узлы лабораторной бисерной мельницы испытаны с положительными результатами в условиях опытного химического завода ОАО «Научно-исследовательского института полимерных материалов».The main components of the laboratory bead mill were tested with positive results in the conditions of a pilot chemical plant of the OJSC “Research Institute of Polymer Materials”.

Claims (1)

Лабораторная бисерная мельница, содержащая размольную камеру с рубашкой охлаждения и крышкой, ротор с дисками, привод вращения ротора, отличающаяся тем, что размольная камера с рубашкой охлаждения расположена соосно ротору и закреплена откидными болтами в поворотной обойме, сочлененной с подвижной гильзой и траверсой винтового механизма, поджимающего к крышке размольную камеру с возможностью опускания и подъема ее, привод ротора установлен на поворотной стойке, которая вместе с подвижной гильзой смонтирована на общей несущей полой цилиндрической колонне с пазами для хода траверсы, при этом поворотные стойку и обойму при крайних положениях фиксируют, диски ротора, выполненные с радиальными ребрами, расположенными под углом 90°, а у диска-отбойника радиальные ребра обращены в сторону сливного клапана. A laboratory bead mill containing a grinding chamber with a cooling jacket and a cover, a rotor with disks, a rotor rotation drive, characterized in that the grinding chamber with a cooling jacket is coaxial to the rotor and secured with hinged bolts in a rotary cage articulated with a movable sleeve and a traverse of the screw mechanism, pressing the grinding chamber to the cover with the possibility of lowering and raising it, the rotor drive is mounted on a rotary column, which, together with the movable sleeve, is mounted on a common supporting hollow chi indricheskoy column with slots for traverse stroke, the swivel rack and the holder is fixed in the extreme positions, the rotor wheels made with radial ribs arranged under an angle of 90 °, while the disk-impingement radial ribs pointing toward the drain valve.

Images