RU2053022C1

RU2053022C1 - Device for material grinding

Info

Publication number: RU2053022C1
Application number: RU93008135A
Authority: RU
Inventors: Владимир Алексеевич Детиненко
Original assignee: Владимир Алексеевич Детиненко
Priority date: 1993-03-03
Filing date: 1993-03-03
Publication date: 1996-01-27

Abstract

FIELD: chemical engineering. SUBSTANCE: working members 5 and 5′ in the form of horizontal plates with cleaning members are movably fastened along helical lines on vertical shaft 4 inside axisymmetric housing 1. Stationary working members are fixed between adjacent movable ones along helical lines on the inner wall of housing. The direction of rising of helical line of upper group of working members is contrarily to that of their lower group. There is space between upper and lower groups of working members. EFFECT: enhanced efficiency of material grinding and mixing. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике измельчения различных материалов, в частности вязких, и может быть использовано в строительной, химической, пищевой и других отраслях промышленности. The invention relates to techniques for grinding various materials, in particular viscous, and can be used in the construction, chemical, food and other industries.

Известно устройство для измельчения сырья, содержащее основание, камеру предварительного измельчения, на валу которого установлен шнек и билы Г-образной формы, выступающие над витками шнека, а также камеру окончательного измельчения, представляющую собой молотковую дробилку, на раме которой установлены ряды молотков под углом преимущественно 7^о [1]
Такое устройство обеспечивает удовлетворительное качество измельчения хрупкого материала. Однако известное устройство не обеспечивает требуемого качества измельчения вязкого сырья нужной при этом производительности, т.к. установленные Г-образные билы не могут измельчать бесподборно это сырье, они способствуют только наматыванию сырья на шнек и забиванию его вследствие тормозящего движения бил, осевому перемещению сырья.A device for grinding raw materials is known, comprising a base, a preliminary grinding chamber, on which a screw and L-shaped beater are installed, protruding above the turns of the screw, as well as a final grinding chamber, which is a hammer mill, on the frame of which rows of hammers are installed at an angle mainly 7 ^about [1]
Such a device provides satisfactory grinding quality of brittle material. However, the known device does not provide the required quality of grinding viscous raw materials with the required performance, because the installed L-shaped bills cannot grind these raw materials indiscriminately, they only contribute to winding the raw material onto the screw and clogging it due to the inhibitory movement of the beat, axial movement of the raw material.

Кроме того, попавший в молотковую дробилку материал лишен возможности равномерно распределяться по всей длине ротора, он будет поступать лишь на ее часть вблизи питающего шнека, что, в свою очередь, ухудшает качество измельчения, уменьшает производительность и увеличивает расход энергии на измельчение сырья. In addition, the material that has got into the hammer mill is unable to evenly distribute along the entire length of the rotor, it will come only to its part near the feed screw, which, in turn, affects the quality of grinding, reduces productivity and increases the energy consumption for grinding raw materials.

Известно устройство, в котором устранены вышеописанные недостатки [2] Устройство содержит камеру предварительного измельчения с расположенными в ней питающим шнеком и режущими элементами, смонтированными на ее внутренней поверхности, питающий шнек, установленный вертикально, причем его рабочая поверхность в зоне контакта с режущими элементами выполнена с прерывистыми витками, камеру окончательного измельчения с рабочими органами, выполненными в виде ряда параллельно расположенных усеченных конусов с чередующимися меньшим и большим основанием, причем один из усеченных конусов, обращенный меньшим основанием к шнеку, установлен соосно с последним. A device is known in which the above-mentioned disadvantages are eliminated [2] The device comprises a pre-grinding chamber with a feeding screw and cutting elements mounted on it on its inner surface, a feeding screw installed vertically, and its working surface in the contact zone with the cutting elements is made with intermittent turns, the final grinding chamber with working bodies made in the form of a series of parallel truncated cones with alternating smaller and larger the base, and one of the truncated cones, facing the smaller base to the screw, is installed coaxially with the latter.

Данное устройство характеризуется повышенной надежностью работы и уменьшением затрат энергии на измельчение. Однако достигается это за счет резкого конструктивного усложнения устройства, что и является его основным недостатком. This device is characterized by increased reliability and reduced energy costs for grinding. However, this is achieved due to a sharp structural complication of the device, which is its main drawback.

Наиболее близким к предлагаемому решению является устройство для измельчения материалов, содержащее осесимметричный корпус, в котором вертикально установлен вал с рабочими элементами, закрепленными по винтовой линии и выполненными в виде горизонтальных пластин, на концах которых смонтированы очищающие элементы [3]
Основным недостатком данного устройства является недостаточная эффективность измельчения вследствие малого времени нахождения сырья в зоне обработки и необходимость использования специальных добавок для предотвращения слипания измельчаемого материала.Closest to the proposed solution is a device for grinding materials, containing an axisymmetric housing in which a shaft is mounted vertically with working elements fixed along a helical line and made in the form of horizontal plates at the ends of which cleaning elements are mounted [3]
The main disadvantage of this device is the insufficient grinding efficiency due to the short residence time of the raw materials in the processing zone and the need to use special additives to prevent sticking of the crushed material.

Целью изобретения является повышение эффективности измельчения и перемещения разнородных материалов. Дополнительной целью изобретения является исключение специальных добавок, предотвращающих слипание измельчаемого материала. The aim of the invention is to increase the efficiency of grinding and moving dissimilar materials. An additional objective of the invention is the exclusion of special additives that prevent the adhesion of the crushed material.

В основу изобретения поставлена задача такого изменения конструкции, чтобы увеличить время нахождения измельчаемого материала в зоне обработки с одновременным повышением частоты соударения измельчаемых частиц материала. The basis of the invention is the task of such a design change in order to increase the residence time of the crushed material in the processing zone while increasing the frequency of impact of the crushed particles of the material.

Сущность решения поставленной задачи согласно изобретению, заключается в том, что устройство, содержащее осесимметричный корпус, в котором вертикально установлен вал с закрепленными по винтовой линии рабочими элементами в виде горизонтальных пластин и смонтированными на них очищающими элементами, снабжено расположенными между смежными рабочими элементами на валу и закрепленными по винтовой линии на стенках корпуса неподвижными рабочими элементами, при этом рабочие элементы на валу закреплены на нем неподвижно, и подвижные и неподвижные рабочие элементы разделены вдоль оси вала на две группы, между которыми имеется промежуток, направление подъема винтовой линии верхней группы подвижных рабочих элементов противоположно направлению подъема винтовой линии нижней группы рабочих элементов, а передние кромки соседних подвижных и неподвижных рабочих элементов скошены со стороны, обращенных друг к другу поверхностей. The essence of the solution of the problem according to the invention is that a device containing an axisymmetric housing in which a shaft is vertically mounted with working elements fixed in a helical line in the form of horizontal plates and cleaning elements mounted on them is provided with adjacent working elements on the shaft and fixed working elements fixed along a helical line on the housing walls, while working elements on the shaft are fixed on it fixedly, both movable and non-moving The working elements are divided along the shaft axis into two groups, between which there is a gap, the direction of elevation of the helical line of the upper group of movable working elements is opposite to the direction of elevation of the helical line of the lower group of working elements, and the leading edges of adjacent movable and fixed working elements are beveled from the side facing each other to friend surfaces.

Благодаря указанным нововведениям при работе устройства в каждой из групп рабочих элементов за счет их расположения по винтовой линии создаются направленные вдоль оси два встречных потока измельчаемого материала. Материал при столкновении этих потоков измельчается и перемешивается рабочими элементами более тщательно за счет его удержания в области промежутка между группами рабочих элементов. Кроме того, повышается эффективность измельчения сырья, т.к. частота соударения и скорость разрушаемых частиц материала возрастает в процессе сближения скошенных поверхностей рабочих элементов. Таким образом, между подвижными и неподвижными элементами происходят процессы резания и соударения. Кроме того, между этими элементами образуются микровихревые области, в которых происходит интенсивное перемешивание материалов, что позволяет измельчать вязкое сырье без добавления специальных порошкообразных материалов препятствующих слипанию. Thanks to these innovations, when the device is operating in each of the groups of working elements, due to their location along a helical line, two oncoming flows of crushed material directed along the axis are created. The material in the collision of these flows is crushed and mixed by the working elements more carefully due to its retention in the gap between the groups of working elements. In addition, increases the efficiency of grinding raw materials, because the frequency of collision and the speed of destructible particles of the material increases in the process of convergence of the beveled surfaces of the working elements. Thus, between moving and stationary elements, cutting and impact processes occur. In addition, between these elements microvortex regions are formed in which intensive mixing of the materials occurs, which allows grinding viscous raw materials without adding special powdery materials that prevent adhesion.

Целесообразно угол скоса передних кромок рабочих элементов сделать равным углу подъема соответствующей винтовой линии данной группы рабочих элементов, поскольку в результате оптимизируются аэродинамические процессы в рабочей зоне. It is advisable to make the bevel angle of the leading edges of the working elements equal to the elevation angle of the corresponding helical line of this group of working elements, since the aerodynamic processes in the working area are optimized as a result.

Допустимо очищающие элементы выполнить клинообразной формы с направлением вершины клина в сторону вращения подвижных рабочих элементов. В результате удается предотвратить налипание материала на внутреннюю стенку камеры. Acceptable cleaning elements perform a wedge-shaped with the direction of the wedge top in the direction of rotation of the movable working elements. As a result, it is possible to prevent sticking of the material to the inner wall of the chamber.

Разумно на обращенных друг к другу выпуклых поверхностях смежных подвижных и неподвижных рабочих элементов выполнить клинообразные выступы с вершинами клиньев, направленными в сторону передних кромок рабочих элементов. Это позволяет создавать потоки отраженного измельчаемого материала к центру камеры, а также повышает эффективность взаимодействия рабочих элементов с измельчаемым и с смешиваемым материалом. It is reasonable to make wedge-shaped protrusions with wedge vertices facing the front edges of the working elements on the convex surfaces of adjacent movable and stationary work elements facing each other. This allows you to create flows of reflected crushed material to the center of the chamber, and also increases the efficiency of interaction of working elements with crushed and mixed material.

Таким образом, благодаря указанным нововведениям предлагаемое устройство обеспечивает высокую эффективность измельчения и перемешивания разнородных материалов. Thus, thanks to these innovations, the proposed device provides high efficiency grinding and mixing dissimilar materials.

На фиг. 1 приведена схема осевого разреза устройства; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез В-В на фиг. 2. In FIG. 1 shows a diagram of an axial section of a device; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a section BB of FIG. 2.

Устройство состоит (фиг. 1) из корпуса 1, имеющего загрузочный 2 и разгрузочный 3 патрубки. Вал 4 с подвижными рабочими элементами 5 и 5¹, закрепленными по винтовой линии, установлен по оси корпуса 1. Вал 4 соединен ременной передачей 6 с приводом (не показан). На внутренней стенке корпуса 1 по винтовой линии закреплены неподвижные рабочие элементы 7 и 7¹. Подвижные 5 и 5¹ и неподвижные 7 и 7¹ рабочие элементы разделены по оси на верхнюю и нижнюю рабочие группы соответственно, между которыми имеется промежуток 8. Все устройство крепится на основании 9. Направление подъема винтовой линии верхней группы рабочих элементов 5 и 7 противоположно направлению подъема винтовой линии нижней группы рабочих элементов 5¹ и 7¹. На подвижных рабочих элементах 5 и 5¹ смонтированы очищающие элементы 10 клинообразной формы, а также выполнены клинообразные выступы 11. Передние кромки соседних подвижных 5 и 5¹ и неподвижных 7 и 7¹ рабочих элементов скошены со стороны обращенных друг к другу поверхностей (фиг. 2 и 3).The device consists (Fig. 1) of a housing 1 having a loading 2 and unloading 3 pipes. Shaft 4 with movable working elements 5 and 5 ¹ , mounted on a helical line, is installed along the axis of the housing 1. Shaft 4 is connected by a belt drive 6 to a drive (not shown). On the inner wall of the housing 1 along a helical line fixed working elements 7 and 7 ¹ are fixed. The movable 5 and 5 ¹ and stationary 7 and 7 ¹ working elements are divided along the axis into the upper and lower working groups, respectively, between which there is a gap 8. The whole device is mounted on the base 9. The direction of lift of the helical line of the upper group of working elements 5 and 7 is opposite to the direction lifting the helix of the lower group of working elements 5 ¹ and 7 ¹ . The wedge-shaped cleaning elements 10 are mounted on the movable working elements 5 and 5 ¹ , and the wedge-shaped protrusions 11 are also made. The leading edges of the adjacent movable 5 and 5 ¹ and fixed 7 and 7 ¹ working elements are beveled on the side of the facing surfaces (Fig. 2 and 3).

Устройство для измельчения материала работает следующим образом. A device for grinding material works as follows.

Вал 4 с закрепленными на нем подвижными рабочими элементами 5 и 5¹ приводится во вращение приводом посредством ременной передачи 6. Подвижные рабочие элементы 5 и 5¹ под действием центробежных сил устанавливаются в радиальных направлениях. Измельчаемый материал подается через загрузочный патрубки 2. Перемещаясь вниз под действием силы тяжести, частицы материала соударяются с вращающимися подвижными рабочими элементами 5 и 5¹ и разрушаются в результате соударения. Поскольку передние кромки упомянутых элементов скошены, измельченные частицы материала получают как радиальную, так и аксиальную составляющую скорости. Поэтому неизбежно повторное соударение и, следовательно, вторичный акт разрушения частиц при столкновении с неподвижными рабочими элементами 7 и 7¹. А поскольку передние кромки неподвижных элементов 7 и 7¹ также скошены, то происходит отбрасывание вторично разрушенных частиц материала вновь на подвижные рабочие элементы 5 и 5¹. Рассмотренные акты соударения происходят многократно в процессе перемещения материала по оси корпуса 1, что обеспечивает высокую эффективность измельчения и перемешивания материала.The shaft 4 with the movable working elements 5 and 5 ¹ fixed to it is driven by a drive by means of a belt drive 6. The movable working elements 5 and 5 ¹ are mounted in radial directions under the action of centrifugal forces. The crushed material is fed through the loading nozzles 2. Moving down under the action of gravity, the particles of the material collide with the rotating movable working elements 5 and 5 ¹ and are destroyed as a result of the collision. Since the leading edges of these elements are beveled, the crushed material particles receive both radial and axial velocity components. Therefore, a repeated collision and, therefore, a secondary act of particle destruction in collision with stationary working elements 7 and 7 ^{1 is} inevitable. And since the front edges of the stationary elements 7 and 7 ^{1 are} also beveled, the secondly destroyed material particles are discarded again onto the movable working elements 5 and 5 ¹ . The considered acts of collision occur repeatedly in the process of moving the material along the axis of the housing 1, which ensures high efficiency of grinding and mixing of the material.

Более длительному удержанию материала в зоне обработки способствует то, что рабочие элементы как подвижные 5 и 5¹, так и неподвижные 7 и 7¹ расположены по винтовым линиям и разбиты на две группы. При этом верхняя группа элементов способствует перемещению измельчаемого материала вниз, а нижняя, наоборот, препятствует такому перемещению. В результате два встречных потока частиц материала сталкивается в промежутке 8, где происходит наиболее эффективная стадия процессов разрушения и перемешивания материала. Фактически промежуток 8 представляет собой вихревую камеру для измельчения материала. Улучшению процессов аэродинамики в корпусе 1, в частности в промежутке 8, способствует то, что угол скоса всех рабочих элементов равен углу подъема соответствующей винтовой линии, по которой они расположены.A longer retention of the material in the processing zone is facilitated by the fact that the working elements, both movable 5 and 5 ¹ and stationary 7 and 7 ^1, are located along helical lines and are divided into two groups. In this case, the upper group of elements promotes the movement of the crushed material down, and the lower, on the contrary, prevents such movement. As a result, two counter flows of particles of material collide in the gap 8, where the most effective stage of the processes of destruction and mixing of the material occurs. In fact, the gap 8 is a vortex chamber for grinding material. Improving the processes of aerodynamics in the housing 1, in particular in the interval 8, contributes to the fact that the bevel angle of all working elements is equal to the angle of elevation of the corresponding helical line along which they are located.

Под действием силы тяжести в конечном счете измельченный материал поступает в нижнюю часть корпуса 1 и удаляется из него через разгрузочный патрубок 3. Благодаря тому, что очищающие элементы 10 выполнены в форме клина с направлением его вершины в сторону вращения подвижных рабочих элементов 5 и 5¹, удается избежать налипания измельчаемого материала на внутреннюю стенку корпуса 1 и отбросить его к оси вращения. Последнему способствует также и клинообразные выступы 11.Under the action of gravity, ultimately, the crushed material enters the lower part of the housing 1 and is removed from it through the discharge pipe 3. Due to the fact that the cleaning elements 10 are made in the form of a wedge with the direction of its top in the direction of rotation of the movable working elements 5 and 5 ¹ , it is possible to avoid sticking of the crushed material to the inner wall of the housing 1 and discard it to the axis of rotation. The latter also contributes to the wedge-shaped protrusions 11.

Согласно предложенному устройству была изготовлена установка с диаметром корпуса 350 мм, числом подвижных рабочих элементов 20, из которых 12 нижних и 8 верхних. При мощности двигателя 7 кВт и скорости вращения вала 260 об/мин обеспечивалась производительность устройства при измельчении смеси для грунтоблоков 4 м³/ч.According to the proposed device, an installation was made with a case diameter of 350 mm, the number of movable working elements 20, of which 12 lower and 8 upper. With an engine power of 7 kW and a shaft rotation speed of 260 rpm, the device performance was provided when grinding the mixture for soil blocks of 4 m ³ / h.

Результаты испытаний показали достигаемые высокие показатели качества дробления и степени перемешивания, что позволяет уменьшить в два раза количество цемента, вводимого в смесь. При этом качество получаемых изделий существенно улучшается. В частности марка кирпича после обжига увеличивается в два раза. The test results showed the achieved high indicators of crushing quality and degree of mixing, which allows to halve the amount of cement introduced into the mixture. At the same time, the quality of the products obtained is significantly improved. In particular, the brand of brick after firing doubles.

Claims

1. DEVICE FOR GRINDING MATERIALS, comprising an axisymmetric housing, a vertically mounted shaft with helical elements mounted in the form of horizontal plates and cleaning elements mounted on them, characterized in that it is provided between adjacent working elements on the shaft and fixed in a helical line on the walls of the housing with stationary working elements, while the working elements on the shaft are movably fixed on it and the movable and fixed working elements are divided into two s shaft axis into two groups, between which there is a gap, the direction of lifting helix upper group of working elements movable lifting direction opposite helix lower group of working elements and the front edge of the adjacent fixed and movable working elements facing beveled side surfaces to one another.

2. The device according to claim 1, characterized in that the bevel angle of the leading edges of the working elements is equal to the elevation angle of the corresponding helix of the location of this group of working elements.

3. The device according to claim 1, characterized in that the cleaning elements are wedge-shaped, with the top of the wedge directed towards the rotation of the movable working elements.

4. The device according to claim 1, characterized in that the surfaces of adjacent movable and stationary working elements facing one another are made convex and with wedge-shaped protrusions, the vertices of which are directed towards the front edges of the working elements.