1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 7172
(13) U
(46) 2011.04.30
(51) МПК (2009)
B 02C 19/00
(54) РЕССОРНО-СТЕРЖНЕВАЯ МЕЛЬНИЦА
(21) Номер заявки: u 20100701
(22) 2010.08.09
(71) Заявитель: Государственное учре-
ждение высшего профессионально-
го образования "Белорусско-
Российский университет" (BY)
(72) Авторы: Сиваченко Леонид Алексан-
дрович; Шаройкина Елена Алексан-
дровна; Сиваченко Татьяна
Леонидовна; Гарафонов Андрей Алек-
сеевич; Кулешов Максим Иванович;
Шаройкина Анастасия Анатольевна
(BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
учреждение высшего профессиональ-
ного образования "Белорусско-Россий-
ский университет" (BY)
(57)
1. Рессорно-стержневая мельница, содержащая помольную камеру, привод, рабочий
орган, устройство для подачи и отвода обрабатываемого продукта, отличающаяся тем,
что помольная камера установлена на раме и выполнена лоткообразной формы, а рабочий
орган выполнен, по меньшей мере, из одного дугообразно изогнутого элемента, смонти-
рованного на подвижной штанге посредством держателей, причем подвижная штанга од-
ним концом закреплена в шарнире, а вторым опирается на пружинный амортизатор.
2. Рессорно-стержневая мельница по п. 1, отличающаяся тем, что рабочий орган вы-
полнен из набора стержней, установленных параллельно между собой вдоль днища по-
мольной камеры.
3. Рессорно-стержневая мельница по п. 2, отличающаяся тем, что стержни рабочего
органа имеют круглое сечение.
4. Рессорно-стержневая мельница по п. 2, отличающаяся тем, что стержни рабочего
органа имеют прямоугольное сечение.
5. Рессорно-стержневая мельница по п. 1, отличающаяся тем, что помольная камера
установлена под углом к горизонту £ = 0-45°.
Фиг. 1
BY7172U2011.04.30
2. BY 7172 U 2011.04.30
2
6. Рессорно-стержневая мельница по одному из пп. , отличающаяся тем, что элемен-
ты рабочего органа изготовлены из пружинных сталей.
(56)
1. Сиваченко Л.А., Шуляк В.А., Бочков С.Л. Поставьте пружину и все развалится //
Наука и жизнь. - № 4. - 1992. - С. 46-47.
2. Денисов Г.А., Зарогатский Л.П. , Туркин В.Я. Оборудование и технологии для виб-
рационного измельчения материалов с различными физическими свойствами. - С. Петер-
бург, 1992. - С. 30-31, рис. 7.
3. Орешкин И.А., Фадин Ю.М. Производительность бисерных мельниц. Проблемы
производства и использования в промышленности и сельском хозяйстве. Матер. между-
нар. научн.-практ. конф. - Белгород, 2001. - С. 92-95.
Полезная модель относится к области тонкого помола материалов и может быть ис-
пользована в различных отраслях промышленности при реализации различных стадий
дезинтеграторных технологий.
Известны пружинные мельницы, представляющие собой дугообразно изогнутые пру-
жины, концы которых установлены в опорах и связаны с приводом вращения [1].
В этих аппаратах измельчение материалов происходит в сходящихся клиновых про-
странствах между витками, что связано со сложностью обеспечения гарантированного
попадания частиц измельчаемого материала в зоны разрушения, сложностью привода,
усталостным нагружением витков пружины, приводящим к их разрушению, необходимо-
стью уплотнения опорных узлов, а также издержками, связанными с ремонтом такого
оборудования.
Достаточно близким по технологической сущности к предлагаемой полезной модели
является конусно-инерционная дробилка, содержащая наружный и внутренний конуса,
дебалансный вибратор, приводимый во вращение через гибкую трансмиссию [2].
Подобная конструкция, имея малое количество зон воздействия рабочих элементов
(конусов) на обрабатываемый материал, не обеспечивает эффективное измельчение мел-
кого материала. Кроме того, конические рабочие поверхности создают осевые нагрузки,
изменяют закономерности реологической ситуации в аппарате, что не позволяет эффек-
тивно управлять рабочим процессом.
Наиболее близким по технической сущности и по достигаемому технологическому ре-
зультату к предлагаемой полезной модели является бисерная мельница, содержащая по-
мольную камеру, рабочий орган, устройство для подачи и отвода обрабатываемого
продукта и привод [3].
Обладая достаточно высокой технологической эффективностью, бисерные мельницы
характеризуются рядом существенных недостатков. Во-первых, это высокая энергоем-
кость процесса, связанная с большой долей трения между мелющими телами, рабочим ор-
ганом и корпусом, причем это трение в основном не от разрушения, а чисто механическое;
во-вторых, конструкция машины достаточно сложна и требует хорошо уплотняемых опор,
точной установки и качественного изготовления обязательной рубашки охлаждения, а об-
служивание и особенно ремонт машины являются достаточно сложными и дорогими опе-
рациями, особенно в части замены мелющих тел (бисера) и рабочих элементов на валу.
Есть также и некоторые технологические ограничения: вязкость продукта, хрупкость пи-
тания, рабочая температура и др.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции и снижение энергоемко-
сти процесса измельчения.
Поставленная задача достигается тем, что в рессорно-стержневой мельнице, содержа-
щей помольную камеру, привод, рабочий орган, согласно полезной модели, помольная
3. BY 7172 U 2011.04.30
3
камера, установленная на раме, выполнена в лоткообразной форме, а рабочий орган вы-
полнен по меньшей мере из одного дугообразно изогнутого элемента, смонтированного на
подвижной штанге посредством держателей, причем подвижная штанга одним концом
закреплена в шарнире, а вторым опирается на пружинный амортизатор. Кроме того, в до-
полнительных вариантах реализации мельницы предусмотрено, что рабочий орган выпол-
нен из набора стержней круглого или прямоугольного сечения, установленных
параллельно между собой вдоль днища помольной камеры, которая может быть установ-
лена под углом к горизонту 0-45°. Для эффективной работы мельницы также важно, что-
бы элементы рабочего органа были изготовлены из пружинных сталей.
Выполнение измельчающего органа в виде дугообразных элементов, помещенных в
пространство между помольной камерой и вибровозбудителем, позволяет максимально
упростить конструкцию мельницы путем исключения сложного придаточного механизма
от привода, функции которого выполняет вибровозбудитель, исключить наличие в кон-
струкции сложных опорных подшипниковых узлов, требующих уплотнений от попаданий
в них рабочей среды.
Переход от дискретных мелющих тел (бисера) к пружинным дугообразным рабочим
элементам приводит к упорядочению рабочего процесса в мельнице и существенно сни-
жает долю холостого трения между пружинным рабочим оборудованием и другими эле-
ментами конструкции. Механизм разрушения из практически преобладающего истирания
переходит в разряд удара, раздавливания и некоторой доли истирания, что энергетически
выгоднее. В результате такого технического исполнения решается главная поставленная
цель - снижение энергоемкости помола.
Другие отличительные признаки полезной модели связаны с конструктивным исполне-
нием мельницы и решают частные задачи обеспечения ее нормального функционирования.
Пример реализации рессорно-стержневой мельницы представлен на графических ма-
териалах. На фиг. 1 приведена общая конструктивная схема предлагаемой мельницы; на
фиг. 2 - предельный разрез помольной камеры; на фиг. 3 и 4 соответственно варианты вы-
полнения сечений элементов рабочего органа круглой и прямоугольной формы.
Рессорно-стержневая мельница содержит раму 1 с установленной на ней лоткообраз-
ной помольной камерой 2, вибратор 3 дебалансного типа, подвижную штангу 4 и смонти-
рованный на ней посредством держателей 5 рабочий орган 6. Подвижная штанга 4 одним
концом закреплена в шарнире 7, а вторым опирается на пружинный амортизатор 8, уста-
новленный на стойке 9. Рабочий орган может быть выполнен из набора 10 стержней круг-
лого 11 или прямоугольного 12 сечения. Помольная камера расположена к горизонту под
углом £ = 0-45°.
Рессорно-стержневая мельница работает следующим образом. Включается вибратор 3
и приводит в колебательное движение штангу 4 с закрепленным на ней в держателях 5 ра-
бочий орган 6. Подлежащий измельчению материал подается в пространство между дни-
щем помольной камеры 2 и рабочим органом 6. Пружинный амортизатор 8 при этом
выполняет функции возвратного механизма. Установка помольной камеры 2 под углом
обеспечивает свободное прохождение материала через рабочие зоны, где под действием
набора 10 стержней происходит его интенсивное разрушение путем удара, сжатие и исти-
рание. Варианты исполнения стержней круглого 11 и прямоугольного 12 сечения служат
как для создания нужного механизма разрушения, так и для унификации их производства,
например, из автомобильных рессор.
Использование предлагаемой рессорно-стержневой мельницы позволяет упростить кон-
струкцию и уменьшить энергоемкость процесса измельчения. Это обусловлено исключени-
ем из конструкции аппарата сложных передаточных звеньев и устройств и выполнением
рабочего органа адаптивным, т.е. приспосабливающимся к свойствам перерабатываемого
материала и имеющего возможность деформироваться и совершать собственные колебания.
4. BY 7172 U 2011.04.30
4
Предпочтительная область использования рессорно-стержневой мельницы - мелкое
дробление, грубый и тонкий помол преимущественно минеральных материалов любой
прочности.
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
![BY 7172 U 2011.04.30
2
6. Рессорно-стержневая мельница по одному из пп. , отличающаяся тем, что элемен-
ты рабочего органа изготовлены из пружинных сталей.
(56)
1. Сиваченко Л.А., Шуляк В.А., Бочков С.Л. Поставьте пружину и все развалится //
Наука и жизнь. - № 4. - 1992. - С. 46-47.
2. Денисов Г.А., Зарогатский Л.П. , Туркин В.Я. Оборудование и технологии для виб-
рационного измельчения материалов с различными физическими свойствами. - С. Петер-
бург, 1992. - С. 30-31, рис. 7.
3. Орешкин И.А., Фадин Ю.М. Производительность бисерных мельниц. Проблемы
производства и использования в промышленности и сельском хозяйстве. Матер. между-
нар. научн.-практ. конф. - Белгород, 2001. - С. 92-95.
Полезная модель относится к области тонкого помола материалов и может быть ис-
пользована в различных отраслях промышленности при реализации различных стадий
дезинтеграторных технологий.
Известны пружинные мельницы, представляющие собой дугообразно изогнутые пру-
жины, концы которых установлены в опорах и связаны с приводом вращения [1].
В этих аппаратах измельчение материалов происходит в сходящихся клиновых про-
странствах между витками, что связано со сложностью обеспечения гарантированного
попадания частиц измельчаемого материала в зоны разрушения, сложностью привода,
усталостным нагружением витков пружины, приводящим к их разрушению, необходимо-
стью уплотнения опорных узлов, а также издержками, связанными с ремонтом такого
оборудования.
Достаточно близким по технологической сущности к предлагаемой полезной модели
является конусно-инерционная дробилка, содержащая наружный и внутренний конуса,
дебалансный вибратор, приводимый во вращение через гибкую трансмиссию [2].
Подобная конструкция, имея малое количество зон воздействия рабочих элементов
(конусов) на обрабатываемый материал, не обеспечивает эффективное измельчение мел-
кого материала. Кроме того, конические рабочие поверхности создают осевые нагрузки,
изменяют закономерности реологической ситуации в аппарате, что не позволяет эффек-
тивно управлять рабочим процессом.
Наиболее близким по технической сущности и по достигаемому технологическому ре-
зультату к предлагаемой полезной модели является бисерная мельница, содержащая по-
мольную камеру, рабочий орган, устройство для подачи и отвода обрабатываемого
продукта и привод [3].
Обладая достаточно высокой технологической эффективностью, бисерные мельницы
характеризуются рядом существенных недостатков. Во-первых, это высокая энергоем-
кость процесса, связанная с большой долей трения между мелющими телами, рабочим ор-
ганом и корпусом, причем это трение в основном не от разрушения, а чисто механическое;
во-вторых, конструкция машины достаточно сложна и требует хорошо уплотняемых опор,
точной установки и качественного изготовления обязательной рубашки охлаждения, а об-
служивание и особенно ремонт машины являются достаточно сложными и дорогими опе-
рациями, особенно в части замены мелющих тел (бисера) и рабочих элементов на валу.
Есть также и некоторые технологические ограничения: вязкость продукта, хрупкость пи-
тания, рабочая температура и др.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции и снижение энергоемко-
сти процесса измельчения.
Поставленная задача достигается тем, что в рессорно-стержневой мельнице, содержа-
щей помольную камеру, привод, рабочий орган, согласно полезной модели, помольная](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)