Пристрій для подрібнення матеріалів

1 Пристрій для подрібнення матеріалів, що містить корпус із завантажувальним і розвантажувальним отворами, а також послідовно розташованими камерами ущільнення й подрібнення, розміщений у корпусі з можливістю обертання ущільнювальний шнек з молольним ротором, причому камера подрібнення й молольний ротор спо ряджені дискретними робочими виступами, який відрізняється тим, що камера подрібнення й молольний ротор мають щонайменше одну ділянку, на якій робочі виступи виконані поздовжніми зі скошеною боковою гранню, причому на виступах молольного ротора скошена грань направлена в бік його обертання, а на виступах камери подрібнення - у протилежний бік 2 Пристрій за п 1 , який відрізняється тим, що поздовжні робочі виступи молольного ротора розташовані під кутом відносно поздовжніх робочих виступів камери подрібнення 3 Пристрій за п 2, який відрізняється тим, що поздовжні робочі виступи молольного ротора й камери подрібнення розташовані під кутом протилежного напрямку 4 Пристрій за п 1 , який відрізняється тим, що поперечний переріз пазів, утворених поздовжніми робочими виступами камери подрібнення та/або молольного ротора, зменшується в напрямку розвантажувального отвору корпуса Винахід належить до подрібнювального обладнання, а саме до пристроїв для подрібнення виробів, які втратили свої споживчі властивості, й ВІДХОДІВ у першу чергу з матеріалів на основі природних і синтетичних високомолекулярних сполук(гуми, полімерів, пластмас, натуральної та штучної шкіри тощо), і може бути використаний, наприклад, для подрібнення зношених автомобільних камер і шин(у тому числі з текстильним і металевим кордом) Відомий пристрій для подрібнення матеріалів, що містить корпус із завантажувальним і розвантажувальним отворами, а також розміщений у ньому молольний ротор, причому корпус і молольний ротор споряджені дискретними робочими виступами [патент Російської Федерації №2038979, МПК6 В 29 В 17/00, заявл 2104 93, опубл 09 07 95] Подрібнюваний матеріал у цьому пристрої рухається від завантажувального отвору до розвантажувального "самопливом", без необхідного "підштовхування" вздовж осі молольного ротора, що може призвести до забивання пристрою подрібнюваним матеріалом і неможливості виконання пристроєм своєї функції (особливо під час подрібнення м'яких матеріалів еластичних гум, тонких полімерних плівок, м'якої природної та синтетичної шкіри та ш) Крім того, подрібнення в цьому пристрої матеріалів у першу чергу за рахунок різання й зламу забезпечує незначну питому поверхню подрібненого мате ріал у (готового продукту), що значно зменшує його якість як наповнювача для приготування композицій на основі високомолекулярних сполук Найбільш близьким за технічною суттю до технічного рішення, що заявляється, є пристрій для подрібнення матеріалів, що містить корпус із завантажувальним і розвантажувальним отворами, а також послідовно розташованими камерами ущільнення й подрібнення, розміщений у корпусі з можливістю обертання ущільнювальний шнек з молольним ротором, причому камера подрібнення й молольний ротор споряджені дискретними робочими виступами, а на ущільнювальному шнеку з боку молольного ротора виконано кільцеву прото (21)2000095554 (22) 28 09 2000 (24)17 03 2003 О 00 00 ю ю 54588 чку [патент Російської Федерації №2057013, МПК6 В 29 В 17/00, заявл 07 02 94, опубл 27 03 96] На відміну від аналога, що розглянуто, цей пристрій забезпечує гарантоване просування подрібнюваного матеріалу від завантажувального отвору до розвантажувального, уникаючи утворення застійних зон в камері подрібнення Проте, наявність на ущільнювальному шнеку кільцевої проточки призводить до різкого підвищення тиску на цій ДІЛЯНЦІ камери ущільнення, значного зростання деформації зсуву й швидкого розігріву матеріалу навіть до температури його термодеструкції Крім того, наявність дискретних робочих виступів не гарантує ефективного подрібнення тонкоплівкових матеріалів, які можуть "пройти" всю камеру подрібнення між цими виступами без руйнування Отже цей пристрій дозволяє досить ефективно подрібнювати лише тверді жорсткі матеріали, які знаходяться у вигляді волокон, та тверді еластичні матеріали в монолітному стані(у вигляді кусків розміром до Зсм), що передбачає застосування допоміжного устаткування як для подальшого, так і для попереднього подрібнення залежно від характеристик і властивостей перероблюваного матеріалу І, нарешті, як і розглянутий аналог, цей пристрій практично не забезпечує розвинутої питомої поверхні подрібненого матеріалу Воснову винаходу покладено задачу вдосконалення пристрою для подрібнення матеріалів, у якому нове виконання робочих подрібнювальних виступів забезпечили б ефективне подрібнення твердих жорстких і еластичних матеріалів у будьякому вигляді(волокна, плівки, МОНОЛІТНІ куски тощо) у першу чергу за рахунок стирання й зсуву при температурі, значно нижчій від температури плавлення або термодеструкції подрібнюваного матеріалу, з одержанням високоякісного тонкодисперсного продукту з розвинутою питомою поверхнею Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для подрібнення матеріалів, що містить корпус із завантажувальним і розвантажувальним отворами, а також послідовно розташованими камерами ущільнення й подрібнення, розміщений у корпусі з можливістю обертання ущільнювальний шнек з молольним ротором, причому камера подрібнення й молольний ротор споряджені дискретними робочими виступами, згідно з пропонованим винаходом новим є те, що камера подрібнення й молольний ротор мають щонайменше одну ділянку, на якій робочі виступи виконані поздовжніми зі скошеною боковою гранню, причому на виступах молольного ротора скошена грань направлена в бік його обертання, а на виступах камери подрібнення - у протилежний бік У найприйнятніших прикладах виконання пристрою поздовжні робочі виступи молольного ротора можуть бути розташовані під кутом відносно поздовжніх робочих виступів камери подрібнення, поздовжні робочі виступи молольного ротора й камери подрібнення можуть бути розташовані під кутом протилежного напрямку, а також поперечний переріз пазів, утворених поздовжніми робочими виступами камери подрібнення та/або молольного ротора, може зменшуватися в напрямку розвантажувального отвору корпуса Вихідний матеріал, що підлягає подрібненню, надходить у завантажувальний отвір, де захоплюється витками ущільнювального шнека й через камеру ущільнення транспортується ним у напрямку до камери подрібнення У камері ущільнення оброблюваний матеріал ущільнюється, стискається й завдяки зсувним деформаціям й стиранню розігрівається й піддається попередньому подрібнюванню Ущільнений оброблюваний матеріал під тиском надходить у камеру подрібнення, в якій розташовано обертовий молольний ротор Рухаючись між робочими виступами камери подрібнення й молольного ротора, матеріал піддається інтенсивному руйнуванню, внаслідок чого з розвантажувального отвору корпуса видаляється готовий продукт Дискретні робочі виступи камери подрібнення й молольного ротора забезпечують подрібнення оброблюваного матеріалу головним чином внаслідок зрізу й злому, здійснюючи зменшення розмірів частинок матеріалу в основному до 200 - ЮООмкм Наявність же на камері подрібнення й молольному роторі щонайменше однієї ділянки, на якій робочі виступи виконані поздовжніми зі скошеною боковою гранню, причому на виступах молольного ротора скошена грань направлена в бік його обертання, а на виступах камери подрібнення - у протилежний бік, створюють умови для остаточного ефективного подрібнення матеріалу до частинок розміром у десятки мікрометрів При цьому це здійснюється у першу чергу за рахунок зсуву, тобто матеріал не ріжеться, а розривається, утворюючи в частинках дуже розвинуту активну поверхню, що забезпечує високі адгезійні сили під час подальшого з'єднання цих частинок з іншими інгредієнтами композиційних матеріалів на основі подрібненого продукту, одержаного із застосуванням пропонованого винаходу Виконання поздовжніх робочих виступів зі скошеними боковими гранями, крім того, забезпечить "втягування" матеріалу в зазор між камерою подрібнення й молольним ротором, а отже - гарантоване подрібнення всіх частинок матеріалу Розташування поздовжніх робочих виступів молельного ротора під кутом відносно ВІДПОВІДНИХ виступів камери подрібнення забезпечить плавний, без поштовхів і вібрації процес руйнування матеріалу При цьому розташування поздовжніх робочих виступів молольного ротора й камери подрібнення під кутом протилежного напрямку дозволить за необхідності регулювати час перебування подрібнюваного матеріалу на ДІЛЯНЦІ розташування зазначених виступів наприклад, при співпадати напрямку куга поздовжніх робочих виступів молольного ротора з напрямком кута виступів ущільнювального шнека(і ВІДПОВІДНО протилежним напрямком кута ВІДПОВІДНИХ виступів камери подрібнення) рух матеріалу крізь камеру подрібнення прискорюється, що зменшує час перебування в ній матеріалу й зменшує ймовірність його термодеструкції, при іншому розташуванні рух подрібнюваного матеріалу крізь камеру подрібнення уповільнюється, що створює умови для максимального зменшення частинок продукту Зменшення поперечного перерізу пазів, утворених поздовжніми робочими виступами камери подрібнення та/або молольного ротора, у напрям 54588 Матеріал, що підлягає подрібненню, надходить у завантажувальний отвір 2 корпуса 1, де він захоплюється нарізкою ущільнювального шнека 6 Матеріал рухається до камери подрібнення 5, поступово ущільнюючись і нагріваючись за рахунок тертя по поверхні камери ущільнення 4 і ущільнювального шнека 6 Проходячи далі крізь камеру подрібнення 5 з молольним ротором 7, матеріал піддається інтенсивним зсувним деформаціям, що сприяє його ефективному подрібненню з утворенням дрібнодисперсного продукту з розвинутою питомою поверхнею Теплота, що виділяється внаслідок перероблення матеріалу, звичайно відводиться засобами охолодження елементів пристрою(не показані) ку розвантажувального отвору корпуса змушує подрібнюваний матеріал під час його просування в зазначеному напрямку обов'язково потрапити в кільцевий зазор між камерою подрібнення й молольним ротором, що забезпечує його гарантоване подрібнення(практично виключається "проскок" частинок матеріалу, що підлягає обробленню, крізь камеру подрібнення без їх руйнування) Суть винаходу пояснюється кресленнями, на яких зображено на фіг 1 - загальний вигляд пристрою, поздовжній розріз, на фіг 2 і 3 - розгортай внутрішньої поверхні камери подрібнення й зовнішньої поверхні молельного ротора ВІДПОВІДНО, на фіг 4 і 5 - те саме, при розташуванні поздовжніх робочих виступів молольного ротора під кутом протилежного напрямку відносно ВІДПОВІДНИХ виступів камери подрібнення, на фіг 6 - приклад розташування поздовжніх робочих виступів молольного ротора й камери подрібнення, коли забезпечується прискорене проходження оброблюваним матеріалом камери подрібнення, на фіг 7 - те саме, уповільнене проходження, на фіг 8 - 1 0 приклади виконання поперечного перерізу поздовжніх робочих виступів камери подрібнення й молольного ротора(перерізу по А-А на фіг 1), на фіг 11 - виносний елемент Б на фіг 1 Наявність у камері подрібнення 5 і молольному роторі 7 щонайменше однієї ділянки з поздовжніми робочими виступами 10 зі скошеними певним чином гранями забезпечує ефективне подрібнення матеріалу(у першу чергу за рахунок "перетирання", а не зрізу, як у більшості інших аналогічних пристроях) Найбільш ефективно виконання двох зазначених ділянок - на початку та в КІНЦІ камери подрібнення 5 і молельного ротора 7, перша забезпечує надійне надходження подрібнюваного матеріалу на ділянку розташування дискретних робочих виступів 8, а друга - остаточне подрібнення матеріалу й надійне видалення готового продукту з пристрою без утворення застійних зон, що може призвести до перегріву й термодеструкції матеріалу, а також забивання й виходу з ладу пристрою Пристрій для подрібнення матеріалів(фіг 1) містить корпус 1 із завантажувальним 2 і розвантажувальним 3 отворами, а також послідовно розташованими камерами ущільнення 4 і подрібнення 5 У корпусі 1 з можливістю обертання розміщено ущільнювальний шнек 6 з молольним ротором 7 Камера подрібнення 5 і молольний ротор 7 споряджені дискретними робочими виступами 8(фіг2 5), а також щонайменше однією ділянкою 9, на якій робочі виступи 10 виконані поздовжніми зі скошеною боковою гранню, причому на виступах 10 молольного ротора 7 скошена грань 11 направлена в бік його обертання, а на виступах 10 камери подрібнення 5 грань 12-у протилежний бік(фіг 8, 9) Розташуванням поздовжніх робочих виступів 10 можна досягти різного часу перебування матеріалу в камері подрібнення 5, а отже і ступеня його подрібнення Так, розташування поздовжніх робочих 10 у формі обернених "ножиць"(див фіг 6, де суцільними ЛІНІЯМИ показано пази 13 на молольному роторі 7, а пунктирними - на камері подрібнення 5) сприяє затримці оброблюваного матеріалу в пристрої, це може бути використано для подрібнення термонечутливих матеріалів, які не "бояться" перегріву Розташування ж виступів 10 у формі прямих "ножиць"(див фіг 7) навпаки забезпечує швидке просування матеріалу крізь камеру подрібнення 5, що може бути використано для оброблення термочутливих матеріалів Поздовжні робочі виступи 10 молольного ротора 7 можуть бути розташовані під кутом відносно ВІДПОВІДНИХ виступів 10 камери подрібнення 5(фіг4 - 7), а в найприйнятнішому прикладі виконання пристрою ці виступи 10 молольного ротора 7 і камери подрібнення 5 розташовані під кутом протилежного напрямку(фіг 6, 7) Поперечний переріз пазів 13, утворених поздовжніми робочими виступами 10 камери подрібнення 5 і молольного ротора 7, може зменшуватися в напрямку розвантажувального отвору З корпуса 1 Камери ущільнення 4 і подрібнення 5, а також ущільнювальний шнек 6 і молольний ротор 7 можуть бути споряджені засобами охолодження (не показано) Пристрій працює таким чином Виконання пазів 13 таким чином, що їх поперечний переріз зменшується в напрямку руху подрібнюваного матеріалу гарантує його надходження безпосередньо в зазор між камерою подрібнення 5 і молольним ротором 7, де і відбувається інтенсивне руйнування матеріалу Пропонований пристрій забезпечує одержання високоякісного дрібнодисперсного порошку з найрізноманітніших матеріалів ФІГ.1 54588 Фіг.2 ФІГ.З Фіг.4 m m w Фіг.5 Фіг.6 Фіг.7 10 аіїергяння ротора Фіг.8 обертяння роторя Фіг.9 й Фіг.10 Фіг.11 Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24