RU2164815C1

RU2164815C1 - Method for disintegrating hard materials and apparatus for performing the same

Info

Publication number: RU2164815C1
Application number: RU2000122054/03A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Калашников; Г.А. Усов
Original assignee: Калашников Василий Николаевич; Усов Гаврил Анатольевич
Priority date: 2000-08-22
Filing date: 2000-08-22
Publication date: 2001-04-10

Abstract

FIELD: disintegration of hard materials. SUBSTANCE: disintegration is realized due to rolling disintegrated hard material being in contact with curvilinear supporting surface of housing, with a large number of milling bodies of revolution placed in retainer of rotor in direction from upwards to downwards. A large number of separate circular flows of air or other gas are generated between retainer of rotor and curvilinear supporting surface in order to provide distribution of disintegrated hard material along the whole disintegration zone in the form of uniform-thickness layer along the whole motion path of milling bodies of revolution. In upper end of rotor under upper inlet duct there is round open reservoir for guiding initial hard material in the form of uniform annular flow into gap between retainer and curvilinear supporting surface for its further disintegration in zones of action of said circular flows of air or other gas. Disintegration process is performed at optimal temperature. EFFECT: enhanced efficiency, increased useful life period of apparatus, improved quality of ready product, lowered energy consumption. 10 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области измельчения твердых материалов и может быть использовано в горной, строительной, химической, комбикормовой, пищевой и других отраслях промышленности, например, для измельчения минерального сырья, композиционных материалов, зерновых и пищевых продуктов (пшеницы, кукурузы, сои, зерен кофе, какао-бобов и пр.)
Известен способ измельчения твердых материалов в барабанной мельнице, содержащей цилиндрический корпус, наполненный мелющими телами, например, в виде шаров или цилиндров, загрузочный и выгрузочный патрубки [1]. Процесс измельчения исходного продукта по данному способу осуществляется за счет перетирания данного продукта движущимися (перекатывающимися и падающими) мелющими телами при вращении корпуса барабанной мельницы.The invention relates to the field of grinding solid materials and can be used in mining, construction, chemical, animal feed, food and other industries, for example, for grinding mineral raw materials, composite materials, grains and food products (wheat, corn, soybeans, coffee beans, cocoa beans, etc.)
A known method of grinding solid materials in a drum mill containing a cylindrical body filled with grinding media, for example, in the form of balls or cylinders, loading and unloading nozzles [1]. The grinding process of the initial product according to this method is carried out by grinding the product with moving (rolling and falling) grinding media during rotation of the drum mill body.

Недостатком вышеизложенного способа является низкая производительность измельчения продукта вследствие малой динамики движения мелющих тел. Увеличить динамику движения мелющих тел в данном способе измельчения твердых материалов нельзя, т.к. при повышении скорости вращения корпуса мельницы мелющие тела, находящиеся в ней, прижимаются к корпусу, отчего процесс измельчения в рабочей камере данной мельницы практически прекращается. The disadvantage of the above method is the low productivity of grinding the product due to the small dynamics of the movement of grinding media. It is impossible to increase the dynamics of the movement of grinding media in this method of grinding solid materials, because with increasing speed of rotation of the mill body, the grinding bodies located in it are pressed against the body, which is why the grinding process in the working chamber of this mill practically stops.

Наиболее близким изобретением к предлагаемому техническому решению являются известный способ измельчения твердых материалов и устройство для его осуществления [2] . Измельчение по данному способу осуществляется путем прокатывания по твердому материалу контактирующих с криволинейной опорной поверхностью корпуса измельчающего устройства множества мелющих тел вращения, установленных в сепараторе ротора данного устройства, в процессе движения потока твердого материала сверху вниз в зазоре между сепаратором ротора и криволинейной опорной поверхностью от верхнего входного до нижнего выходного каналов измельчающего устройства. The closest invention to the proposed technical solution is a known method of grinding solid materials and a device for its implementation [2]. Grinding according to this method is carried out by rolling on a solid material in contact with the curved supporting surface of the body of the grinding device, many grinding media installed in the rotor separator of this device, in the process of moving the flow of solid material from top to bottom in the gap between the rotor separator and the curved supporting surface from the upper input to the lower output channels of the grinding device.

При этом устройство для измельчения твердого материала, реализующее вышеуказанный способ, содержит корпус с верхним входным и нижним выходным каналами, внутри которого расположены соосно вертикальный ротор с сепаратором и размещенные в последнем мелющие тела вращения и криволинейная опорная поверхность. В процессе работы данного устройства при вращении ротора мелющие тела вращения под действием центробежных сил прижимаются к криволинейной опорной поверхности, т. е. футеровке корпуса, и двигаются по ней. В процессе движения мелющие тела вращения прокатываются по криволинейной опорной поверхности и измельчают находящийся в данной зоне исходный продукт за счет преимущественно сжимающих нагрузок, который перемещается в зоне измельчения под силой собственного веса. Готовый продукт поступает из данного устройства через нижний выходной канал. At the same time, a device for grinding solid material that implements the above method comprises a housing with an upper input and lower output channels, inside of which are located a coaxially vertical rotor with a separator and grinding bodies of revolution and a curved supporting surface located in the latter. During the operation of this device during rotation of the rotor, grinding media of rotation under the action of centrifugal forces are pressed against a curved supporting surface, i.e., the lining of the housing, and move along it. During the movement, the grinding media of revolution are rolled along a curved supporting surface and crushed the initial product located in this zone due to predominantly compressive loads, which moves in the grinding zone under the force of its own weight. The finished product comes from this device through the lower output channel.

Недостатком наиболее близкого аналога заявленного технического решения является также недостаточная производительность измельчения твердого материала. Такая недостаточная эффективность измельчения твердых материалов обусловлена тем, что измельчаемый продукт в зоне измельчения при его движении от входного к выходному каналу распределен в ней неравномерно, поскольку распределение исходного продукта в зоне измельчения происходит хаотично и неуправляемо. При этом в зоне измельчения могут иметь место зоны с повышенной толщиной слоя измельчаемого продукта и наоборот. The disadvantage of the closest analogue of the claimed technical solution is also the insufficient productivity of grinding solid material. Such insufficient efficiency of grinding solid materials is due to the fact that the product being crushed in the grinding zone is not evenly distributed in it when it moves from the input to the output channel, since the distribution of the initial product in the grinding zone occurs randomly and uncontrollably. Moreover, in the grinding zone, there may be zones with an increased layer thickness of the crushed product and vice versa.

Реальное движение потока измельчаемого продукта в зоне измельчения имеет, преимущественно, спиральную траекторию. Отсюда в зоне измельчения могут иметь место области, где измельчаемый продукт вообще отсутствует. The actual flow of the milled product in the milling zone has a predominantly spiral path. From here, in the grinding zone, there may be areas where the product being ground is completely absent.

Как показывает практика, в зоне измельчения при данном способе движение измельчаемого твердого материала фактически не упорядочено, а величина шага винтообразной траектории зависит от плотности, крупности, размеров и формы частиц исходного продукта, скорости вращения ротора и величины подачи исходного продукта в мельницу. Такое неравномерное распределение продукта по зоне измельчения приводит либо к переизмельчению, либо недоизмельчению продукта, либо к работе мелющих тел вхолостую на деформирование только одной криволинейной опорной поверхности. Такая работа мелющих тел вхолостую вызывает преждевременный износ и повышенный нагрев мелющих тел вращения и криволинейной опорной поверхности, т.е. футеровки, и приводит к значительным непроизводительным затратам энергии на измельчение твердых материалов. As practice shows, in the grinding zone with this method, the movement of the crushed solid material is not actually ordered, and the pitch of a helical path depends on the density, size, size and shape of the particles of the starting product, the rotor speed and the feed rate of the starting product into the mill. Such an uneven distribution of the product over the grinding zone leads either to regrinding, or undergrinding of the product, or to the work of grinding media idle to deform only one curved supporting surface. Such work of the grinding media idle causes premature wear and increased heating of the grinding media of revolution and a curved supporting surface, i.e. lining, and leads to significant unproductive energy costs for grinding solid materials.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение производительности измельчения твердого материала, снижение энергозатрат на его измельчение, создание оптимальной температуры в зоне измельчения, улучшение качества готового продукта и повышение долговечности работы измельчающего устройства. The objective of the proposed technical solution is to increase the productivity of grinding solid material, reduce energy costs for grinding it, create the optimum temperature in the grinding zone, improve the quality of the finished product and increase the durability of the grinding device.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе измельчения твердых материалов путем прокатывания по нему контактирующих с криволинейной опорной поверхностью корпуса измельчающего устройства множества мелющих тел вращения, установленных в сепараторе ротора, в процессе движения потока твердого материала сверху вниз между сепаратором ротора и криволинейной опорной поверхностью от верхнего входного до нижнего выходного каналов измельчающего устройства, по заявленному способу в зоне между сепаратором ротора и криволинейной опорной поверхностью корпуса создают множество отдельных круговых потоков воздуха или газа с оптимальной температурой для измельчения твердого материала, сообщающихся между собой по периферии или по периферии и их центральной областью, а также с верхним входным и нижним выходным каналами, при этом поток измельчаемого твердого материала при движении его сверху вниз равномерно распределяют в каждом из круговых потоков воздуха или газа в окружном направлении, а измельченный твердый материал удаляют из измельчающего устройства от круговых потоков либо по периферии, либо одновременно по периферии и через центральную область круговых потоков воздуха или газа. This object is achieved by the fact that in the known method of grinding solid materials by rolling through it in contact with a curved supporting surface of the housing of the grinding device, many grinding media installed in the rotor separator, in the process of moving the flow of solid material from top to bottom between the rotor separator and the curved supporting surface from the upper input to the lower output channels of the grinding device, according to the claimed method, in the area between the rotor separator and the curvilinear With the support surface of the casing, a plurality of separate circular air or gas flows are created with an optimum temperature for grinding solid material communicating with each other along the periphery or along the periphery and their central region, as well as with the upper inlet and lower outlet channels, while the flow of crushed solid material at moving it from top to bottom is evenly distributed in each of the circular flows of air or gas in the circumferential direction, and the crushed solid material is removed from the grinding device from cr govyh flows either along the periphery, either simultaneously along the periphery and through the central region of circular air or gas flow.

При этом в известном измельчающем устройстве, реализующем предлагаемый способ, содержащем корпус с криволинейной опорной поверхностью, верхним входным и нижним выходным каналами, вертикально и соосно расположенный внутри корпуса ротор с сепаратором и размещенные в последнем мелющие тела вращения с криволинейной контактирующей поверхностью, согласно предлагаемому техническому решению сепаратор выполнен в виде набора размещенных соосно с ротором и разделенных между собой кольцевых плоских дисков, на периферии которых выполнены радиальные пазы или прорези, в которых с помощью нескольких или, по крайней мере, одной шейки, выполненной на каждом мелющем теле вращения, установлены подвижно, параллельно и с возможностью радиального перемещения мелющие тела вращения, при этом с наружной стороны в стенке корпуса по всей его длине выполнено множество кольцевых полостей, сообщенных между собой по периферии узкими кольцевыми каналами и снабженных входным патрубком, размещенном на одном конце корпуса, и выходным - на другом, а внутри корпуса под верхним входным каналом на верхнем торце ротора соосно закреплена днищем круглая открытая емкость, на боковых стенках которой выполнены равноудаленные прорези или отверстия, причем корпус имеет сообщенный с центральной областью сепаратора и полостями между кольцевыми плоскими дисками дополнительный выходной канал, а нижний выходной канал последовательно сообщен по периферии с вышеуказанными полостями между плоскими кольцевыми дисками. Moreover, in a known grinding device that implements the proposed method, comprising a housing with a curved supporting surface, upper input and lower output channels, a rotor with a separator vertically and coaxially located inside the housing and grinding bodies of revolution located in the latter with a curved contact surface, according to the proposed technical solution the separator is made in the form of a set of annular flat disks placed coaxially with the rotor and divided among themselves, the periphery of which are made for lined grooves or slots in which, with the help of several or at least one neck, made on each grinding body of revolution, the grinding grinding bodies are mounted movably, parallel and with the possibility of radial movement, while on the outside in the housing wall a plurality of annular cavities are made along the periphery of each other, which are interconnected along the periphery by narrow annular channels and provided with an inlet pipe located at one end of the housing and an outlet at the other, and inside the housing under the upper inlet channel to the upper At the end of the rotor, a round open container is coaxially fixed on the bottom, on the side walls of which are made equally spaced slots or holes, the housing having an additional output channel connected to the central region of the separator and the cavities between the ring flat disks, and the lower output channel sequentially communicated at the periphery with the above cavities between flat ring discs.

Дополнительно предлагаемое измельчающее устройство имеет следующие существенные отличия от известных аналогичных устройств: кольцевые полости корпуса выполнены многоугольного, криволинейного или многоугольно-криволинейного сечения; прорези или отверстия на боковых стенках круглой открытой емкости выполнены прямоугольной, трапецеидальной, многоугольной или другой формы; плоские кольцевые диски в сепараторе выполнены в виде отдельных секторов с возможностью их крепления с ротором на окружностях разного диаметра относительно его оси; на криволинейной контактирующей поверхности каждого мелющего тела вращения, по крайней мере, по одной винтовой линии выполнены борты, при этом высота бортов на разных мелющих телах вращения выполнена различной, причем мелющие тела вращения размещены в сепараторе в направлении от верхнего входного канала к нижнему выходному каналу по мере уменьшения на них высоты бортов, а сами борты выполнены многоугольной, криволинейной или криволинейно-многоугольной формы; в мелющих телах вращения, по крайней мере, с одной стороны выполнены полости, а между криволинейной контактирующей поверхностью мелющих тел вращения и полостями выполнены равноудаленные друг от друга прорези. Additionally, the proposed grinding device has the following significant differences from known similar devices: the annular cavity of the housing is made of a polygonal, curved or polygonal curved section; slots or openings on the side walls of a round open container are rectangular, trapezoidal, polygonal or other shape; flat ring disks in the separator are made in the form of separate sectors with the possibility of their fastening with a rotor on circles of different diameters relative to its axis; on the curved contact surface of each grinding body of rotation, at least one helix is made of boards, while the height of the boards on different grinding bodies of rotation is different, and grinding bodies of rotation are placed in the separator in the direction from the upper input channel to the lower output channel as the height of the sides decreases on them, and the sides themselves are made of a polygonal, curved or curved polygonal shape; in the grinding media of revolution, at least on one side, cavities are made, and between the curvilinear contacting surface of the grinding media of revolution and cavities are made equally spaced from each other.

В заявленном способе при перемещении твердого материала последний, перемещаясь сверху вниз между сепаратором ротора и криволинейной опорной поверхностью, т. е. в зоне измельчения, периодически попадает в зону действия принудительно создаваемых по предлагаемому способу множества отдельных круговых потоков воздуха или газа, необходимого в случае измельчения твердого материала в среде инертных газов. В этих круговых потоках за счет действия аэродинамических сил, обусловленных движением воздуха или газа, частицы измельчаемого твердого материала равномерно распределяются в каждом из множества данных потоков в окружном направлении, образуя потоки воздухо-твердой (или газо-твердой) смеси с круговым движением. In the inventive method, when moving solid material, the latter, moving from top to bottom between the rotor separator and the curved supporting surface, i.e., in the grinding zone, periodically falls into the action zone of the force of the set of separate circular air or gas flows required by the proposed method for grinding solid material in an inert gas environment. In these circular flows, due to the action of aerodynamic forces due to the movement of air or gas, particles of the crushed solid material are uniformly distributed in each of the many data flows in the circumferential direction, forming flows of an air-solid (or gas-solid) mixture with circular motion.

С увеличением концентрации измельчаемых частиц твердого материала в вышеуказанных круговых воздушных или газовых потоках сначала наиболее крупные частицы, а потом агрегаты или ассоциации из более мелких частиц (согласно известным законам аэродинамики) перемещаются к периферии круговых потоков и распределяются равномерным слоем по всей площади криволинейной опорной поверхности корпуса измельчающего устройства. Распределение измельчаемого твердого материала равномерным слоем на криволинейной опорной поверхности корпуса измельчающего устройства по заявленному способу производится преимущественно в зонах взаимодействия искусственно создаваемых вышеуказанных круговых потоков с криволинейной опорной поверхностью, причем данные зоны взаимодействия совпадают с зонами контакта мелющих тел вращения с криволинейной опорной поверхностью при вращении ротора. В результате мелющие тела вращения на всем пути их движения по криволинейной опорной поверхности корпуса измельчающего устройства разрушают по заявленному способу принудительно сформированный слой измельчаемого твердого материала одинаковой толщины. With an increase in the concentration of crushed particles of solid material in the aforementioned circular air or gas flows, first the largest particles, and then aggregates or associations of smaller particles (according to the known laws of aerodynamics) move to the periphery of the circular flows and are distributed uniformly over the entire area of the curved supporting surface of the body chopping device. The distribution of the crushed solid material in a uniform layer on the curved supporting surface of the grinding device body according to the claimed method is carried out mainly in the zones of interaction of the artificially created above-mentioned circular flows with a curved supporting surface, and these interaction zones coincide with the contact areas of the grinding grinding bodies with a curved supporting surface during rotation of the rotor. As a result, grinding bodies of revolution along the entire path of their movement along the curved supporting surface of the grinding device body destroy, according to the claimed method, a forcedly formed layer of crushed solid material of the same thickness.

При правильно выбранных подаче исходного твердого материала в измельчающее устройство и режимах его работы такое формирование измельчаемого материала в зоне измельчения практически исключает переизмельчение или недоизмельчение твердого материала, а также периодическое отсутствие измельчаемого твердого материала под мелющими телами вращения при движении их по криволинейной опорной поверхности. При реализации заявленного способа существенно повышается производительность измельчения твердого материала и значительно снижаются энергозатраты на его измельчение. Это достигается за счет сокращения затрат времени на измельчение исходного твердого материала с оптимальными энергозатратами на его разрушение, а получаемый при этом более однородный по фракционному составу конечный продукт имеет более высокое качество. With correctly selected feeding of the initial solid material into the grinding device and its operating modes, such a formation of the crushed material in the grinding zone virtually eliminates the over-grinding or under-grinding of the solid material, as well as the periodic absence of the crushed solid material under the grinding bodies of revolution when moving along a curved supporting surface. When implementing the inventive method, the productivity of grinding solid material is significantly increased and the energy consumption for grinding it is significantly reduced. This is achieved by reducing the time required to grind the initial solid material with optimal energy consumption for its destruction, and the resulting final product, which is more uniform in fractional composition, has a higher quality.

Обеспечение оптимальной температуры при измельчении исходного продукта в зонах множества отдельных круговых потоков воздуха или газа, т.е. в зонах разрушения твердого материала мелющими телами вращения при реализации заявленного способа за счет предотвращения термодеструкции (т.е. термического необратимого физико-химического изменения состава вещества) готового продукта, существенно улучшается его качество. Ensuring the optimum temperature during grinding of the initial product in the zones of many separate circular flows of air or gas, i.e. in zones of destruction of solid material by grinding bodies of revolution during the implementation of the inventive method by preventing thermal degradation (i.e., thermal irreversible physico-chemical changes in the composition of the substance) of the finished product, its quality is significantly improved.

При необходимости получения максимально измельченного твердого материала по заявленному способу готовый продукт удаляют из зоны измельчения измельчающего устройства только через периферийные области круговых потоков. Поскольку в данном случае, как указывалось выше, измельчение осуществляется при повышенных концентрациях твердо-воздушной (газо-твердой) смеси в круговых потоках и процесс дальнейшего измельчения уже полученных мелких частиц не ограничен. If it is necessary to obtain the maximum crushed solid material according to the claimed method, the finished product is removed from the grinding zone of the grinding device only through the peripheral regions of the circular flows. Since in this case, as mentioned above, grinding is carried out at elevated concentrations of the solid-air (gas-solid) mixture in circular flows and the process of further grinding of already obtained small particles is not limited.

С другой стороны, в случае необходимости предотвращения переизмельчения исходного твердого материала, готовый продукт по заявленному способу удаляется из измельчающего устройства по другому варианту, а именно: готовый продукт удаляется одновременно по периферии и через центральную область круговых потоков. Процесс измельчения при этом идет при пониженных концентрациях твердо-воздушной (газо-твердой) смеси в круговых потоках. В этом случае в круговых потоках происходит непрерывная центробежная пневмоклассификация измельчаемых частиц твердого материала: круглые частицы перемещаются к периферии круговых потоков и продолжают измельчаться дальше мелющими телами вращения, а мелкие частицы определенной крупности, формы и веса через центральную область круговых потоков удаляются из зоны измельчения, например, пневмотранспортом. Переизмельчение готового продукта из твердого материала при такой операции его удаления из измельчающего устройства по заявленному способу практически исключается. On the other hand, if it is necessary to prevent overgrinding of the starting solid material, the finished product according to the claimed method is removed from the grinding device according to another variant, namely: the finished product is removed simultaneously along the periphery and through the central region of the circular flows. The grinding process in this case proceeds at reduced concentrations of the solid-air (gas-solid) mixture in circular flows. In this case, a continuous centrifugal pneumoclassification of the crushed particles of solid material takes place in circular flows: round particles move to the periphery of the circular flows and continue to be crushed further by grinding bodies of revolution, and small particles of a certain size, shape and weight are removed from the grinding zone through the central region of circular flows, for example pneumatic transport. Re-grinding of the finished product from a solid material during such an operation of its removal from the grinding device by the claimed method is practically eliminated.

Реализация заявленного способа обеспечивается предлагаемым измельчающим устройством. Для этого сепаратор ротора измельчающего устройства выполнен в виде набора размещенных соосно с ротором и разделенных между собой кольцевых плоских дисков. Это позволило образовать в зоне измельчения множество отдельных кольцевых полостей, разделенных между собой боковыми плоскостями плоских кольцевых дисков. Размещение же на периферии плоских кольцевых дисков в радиальных пазах или прорезях мелющих тел вращения вышеуказанным образом обеспечивает при вращении ротора создание обособленных кольцевых потоков воздуха или газа в кольцевых полостях между плоскими кольцевыми дисками сепаратора, поскольку мелющие тела при вращении ротора, перемещаясь по криволинейной опорной поверхности в окружном направлении, создают перед собой динамический напор воздуха или газа аналогично лопаткам центробежного вентилятора. The implementation of the claimed method is provided by the proposed grinding device. For this, the separator of the rotor of the grinding device is made in the form of a set of annular flat disks placed coaxially with the rotor. This made it possible to form in the grinding zone a plurality of separate annular cavities separated by lateral planes of flat annular disks. Placing on the periphery of the flat annular disks in radial grooves or slots of the grinding media of rotation in the aforementioned manner ensures the creation of separate annular air or gas flows in the annular cavities between the annular flat disks of the separator when the rotor rotates, since the grinding media moving the rotor moving along a curved supporting surface in circumferential direction, they create in front of them a dynamic pressure of air or gas similar to the blades of a centrifugal fan.

Это приводит к образованию в каждой из кольцевых полостей между плоскими кольцевыми дисками сепаратора отдельных круговых потоков воздуха или газа. Измельчаемый твердый материал, перемещаясь вдоль зоны измельчения от верхнего входного канала к нижнему выходному каналу измельчающего устройства, поочередно попадает в зоны действия этих круговых потоков воздуха или газа, где, как указывалось выше, равномерно распределяется в окружном направлении внутри данных потоков. This leads to the formation in each of the annular cavities between the planar annular disks of the separator of separate circular flows of air or gas. The crushed solid material, moving along the grinding zone from the upper input channel to the lower output channel of the grinding device, alternately falls into the zones of action of these circular air or gas flows, where, as mentioned above, it is evenly distributed in the circumferential direction inside these flows.

Равномерному распределению частиц измельчаемого твердого материала в круговых потоках воздуха или газа в значительной мере способствует также перемешивающее действие вращающихся мелющих тел вращения в этих круговых потоках. В процессе перемешивания и классификации частиц измельчаемого твердого материала в круговых потоках воздуха или газа измельчаемый твердый материал распределяется равномерным по толщине слоем на пути движения мелющих тел вращения по криволинейной опорной поверхности корпуса на всей площади последней, что позволяет, как указывалось выше, реализовать заявленный способ. The uniform distribution of particles of the crushed solid material in circular flows of air or gas is also greatly facilitated by the mixing action of the rotating grinding bodies of revolution in these circular flows. In the process of mixing and classification of particles of crushed solid material in circular flows of air or gas, the crushed solid material is distributed with a uniform thickness layer along the path of movement of the grinding media of revolution along the curved supporting surface of the housing over the entire area of the latter, which allows, as mentioned above, to implement the claimed method.

Выполнение с наружной стороны в стенке корпуса по всей его длине множества кольцевых полостей, сообщающихся между собой вышеуказанных образом, позволяет в процессе работы измельчающего устройства эффективно отбирать тепло охлаждающей жидкостью от корпуса, образующееся при измельчении твердого материала и трении рабочих органов данного устройства. The execution from the outside in the wall of the housing along its entire length of a plurality of annular cavities communicating with each other in the aforementioned manner allows, during the operation of the grinding device, it is possible to efficiently remove heat from the body from the body through the grinding of solid material and the friction of the working bodies of this device.

Это достигается тем, что при протекании через вышеуказанные кольцевые полости охлаждающей жидкости предлагаемое конструктивное выполнение совокупности кольцевых полостей вызывает высокочастотные колебания в этой жидкости аналогично кольцевому гидродинамическому излучателю колебаний. Данные высокочастотные колебания разрушают пограничный слой жидкости с ламинарным течением, препятствующий эффективному теплообмену центральной нагревающейся части корпуса (в процессе работы измельчающего устройства) потоком охлаждающей жидкости. This is achieved by the fact that when flowing through the aforementioned annular cavities of the coolant, the proposed structural embodiment of the aggregate of annular cavities causes high-frequency oscillations in this fluid similarly to the annular hydrodynamic oscillator. These high-frequency oscillations destroy the boundary layer of a liquid with a laminar flow, which prevents the efficient heat transfer of the central heating part of the body (during the operation of the grinding device) by the flow of coolant.

При этом выполнение кольцевых полостей в корпусе многоугольного, криволинейного или многоугольно-криволинейного сечения позволяет устанавливать различные гидродинамические режимы излучения высокочастотных колебаний в охлаждающей жидкости, необходимые для конкретных конструкций предлагаемого измельчающего устройства. Как показывает практика, вышеперечисленные конструктивные отличия предлагаемого измельчающего устройства позволяют существенно снизить температуру в его зоне измельчения, увеличив теплообмен корпуса с охлаждающей жидкостью в 5-10 раз и более, и повысить качество готового продукта за счет предотвращения его термодеструкции при измельчении. Moreover, the implementation of the annular cavities in the housing of a polygonal, curvilinear or polygonal curvilinear section allows you to set various hydrodynamic modes of radiation of high-frequency vibrations in the coolant, necessary for the specific designs of the proposed grinding device. As practice shows, the above design differences of the proposed grinding device can significantly reduce the temperature in its grinding zone, increasing the heat exchange of the body with coolant by 5-10 times or more, and to improve the quality of the finished product by preventing its thermal degradation during grinding.

Предлагаемая установка внутри корпуса на верхнем торце ротора круглой открытой емкости с равноудаленными прорезями или отверстиями на ее боковых стенках обеспечивает при вращении ротора практически равномерную подачу исходного твердого материала из верхнего входного канала измельчающего устройства в зазор между сепаратором и криволинейной опорной поверхностью корпуса. При этом в зависимости от текучести исходного твердого материала, зависящей от его размеров, формы, шероховатости и других физико-механических характеристик, прорези или отверстия на боковых стенках круглой открытой емкости выполнены прямоугольной, трапецеидальной, многоугольной или другой формы. Такое предлагаемое техническое решение подачи исходного твердого материала существенно улучшает дальнейшее формирование слоя измельчаемого твердого материала постоянной толщины на пути движения мелющих тел вращения в зоне измельчения, что также значительно повышает, как показывает практика, эффективность измельчения заявленным способом. The proposed installation inside the casing at the upper end of the rotor of a round open container with equidistant slots or holes on its side walls ensures, when the rotor rotates, the raw solid material from the upper input channel of the grinding device is almost uniformly fed into the gap between the separator and the curved supporting surface of the casing. Moreover, depending on the fluidity of the original solid material, depending on its size, shape, roughness and other physical and mechanical characteristics, the slots or openings on the side walls of a circular open container are made of rectangular, trapezoidal, polygonal or other shape. This proposed technical solution for supplying the original solid material significantly improves the further formation of a layer of crushed solid material of constant thickness on the path of movement of the grinding media of revolution in the grinding zone, which also significantly increases, as practice shows, the grinding efficiency of the claimed method.

Снабжение корпуса измельчающего устройства дополнительным выходным каналом, сообщающимся с центральной областью сепаратора и полостями между кольцевыми плоскими дисками, позволяет, применяя принцип пневмотранспорта, удалять мелкие частицы измельчаемого твердого материала необходимой крупности из круговых потоков воздухо-твердой (или газо-твердой) смеси, образующейся в вышеуказанных полостях между кольцевыми дисками при работе предлагаемого измельчающего устройства. В результате обеспечивается существенное снижение переизмельчения готового продукта, а также получение отдельного тонкоизмельченного продукта из твердого материала, достаточного однородного по фракционному составу. Providing the housing of the grinding device with an additional output channel communicating with the central region of the separator and the cavities between the annular flat disks allows, using the principle of pneumatic conveying, to remove small particles of the crushed solid material of the required size from the circular flows of the air-solid (or gas-solid) mixture formed in the above cavities between the annular disks during operation of the proposed grinding device. The result is a significant reduction in the regrinding of the finished product, as well as obtaining a separate finely ground product from a solid material that is sufficiently uniform in fractional composition.

С другой стороны, выполнение нижнего выходного канала последовательно сообщенным по периферии с полостями между плоскими кольцевыми дисками позволяет, как указывалось выше, получать конечный продукт из измельчаемого твердого материала с высокой степенью дисперсности. On the other hand, the implementation of the lower output channel sequentially communicated on the periphery with the cavities between the flat annular disks allows, as mentioned above, to obtain the final product from the crushed solid material with a high degree of dispersion.

Предлагаемое выполнение плоских кольцевых дисков в виде отдельных секторов и их установка в сепараторе измельчающего устройства позволяет регулировать скорость перемещения измельчаемого твердого материала в зоне измельчения и величину концентрации воздухо-твердой (или газо-твердой) смеси измельчаемых частиц данного материала. Это позволяет регулировать степень измельчения твердого материала и тем самым существенно повысить качество готового продукта и снизить энергозатраты на его получение. The proposed implementation of flat annular disks in the form of separate sectors and their installation in the separator of the grinding device allows you to adjust the speed of movement of the crushed solid material in the grinding zone and the concentration of the air-solid (or gas-solid) mixture of crushed particles of this material. This allows you to adjust the degree of grinding of the solid material and thereby significantly improve the quality of the finished product and reduce the energy consumption for its production.

Наличие вышеуказанных бортов на мелющих телах вращения и уменьшение их высоты при размещении мелющих тел вращения в сепараторе ротора в направлении от верхнего входного канала к нижнему выходному каналу в предлагаемом измельчающем устройстве обеспечивает постадийное деформирование с определенными величинами деформации частиц измельчаемого твердого материала в процессе его разрушения и перемещения в зоне измельчения. При этом выполнение бортов на мелющих телах вращения многоугольной, криволинейной или криволинейно-многоугольной формы и количество винтовых линий размещения бортов на мелющих телах вращения позволяет значительно улучшить формирование слоя разрушаемого твердого материала на криволинейной опорной поверхности корпуса в зависимости от формы, размеров, шероховатости, крупности и других физико-механических свойств частиц измельчаемого материала при их разрушении мелющими телами вращения. The presence of the above sides on the grinding bodies of revolution and a decrease in their height when placing the grinding bodies of rotation in the rotor separator in the direction from the upper inlet channel to the lower outlet channel in the proposed grinding device provides stepwise deformation with certain deformations of particles of the crushed solid material in the process of its destruction and movement in the grinding zone. Moreover, the implementation of the sides on the grinding bodies of revolution of a polygonal, curvilinear or curved polygonal shape and the number of helical lines for placing the sides on the grinding bodies of rotation can significantly improve the formation of a layer of destructible solid material on the curved supporting surface of the body depending on the shape, size, roughness, size and other physical and mechanical properties of the particles of the crushed material during their destruction by grinding bodies of revolution.

Такое постадийное деформирование при измельчении твердого материала в предлагаемом измельчающем устройстве позволяет существенно повысить однородность готового измельчаемого материала по фракционному составу. При этом существенно повышается качество готового продукта и уменьшаются затраты на его получение вследствие предотвращения его переизмельчения за счет, как указывалось выше, постадийного деформирования при разрушении твердого материала в предлагаемом измельчающем устройстве. Such stepwise deformation during grinding of solid material in the proposed grinding device can significantly increase the uniformity of the finished crushed material in fractional composition. This significantly improves the quality of the finished product and reduces the cost of its production due to the prevention of its overgrinding due to, as mentioned above, stepwise deformation during the destruction of the solid material in the proposed grinding device.

Выполнение полостей, по крайней мере, с одной стороны в торцах мелющих тел вращения и равноудаленных друг от друга прорезей между контактирующей поверхностью мелющих тел вращения и вышеуказанных в них полостях обеспечивают эффективный отбор тепла от частиц измельчаемого твердого материала и от самих мелющих тел вращения. Это достигается за счет создаваемой предлагаемой конструкцией мелющих тел вращения, высокой турбулизации окружающей их воздушной или газовой среды и существенного увеличения площади теплообмена мелющих тел вращения с окружающей средой. Кроме того, при этом значительно увеличиваются контактные разрушающие нагрузки мелющих тел вращения на измельчаемый твердый материал в зоне контакта с ним мелющих тел вращения вблизи вышеуказанных прорезей. The implementation of the cavities, at least on one side, at the ends of the grinding bodies of revolution and the slots equidistant from each other between the contacting surface of the grinding bodies of revolution and the cavities mentioned above, provide efficient heat removal from the particles of the crushed solid material and from the grinding bodies themselves. This is achieved due to the created design of the grinding media of rotation, high turbulization of the surrounding air or gas environment and a significant increase in the heat exchange area of the grinding media of rotation with the environment. In addition, this significantly increases the contact breaking load of the grinding media of rotation on the crushed solid material in the area of contact with the grinding media of rotation near the above slots.

Эффективный отбор тепла от мелющих тел вращения и от самого измельчаемого материала в зоне измельчения воздушной или газовой средой предотвращает термодеструкцию измельчаемого твердого материала, а, следовательно, во многих случаях значительно повышает качество готового продукта. Увеличение же контактных нагрузок отдельными участками контактной поверхности мелющих тел вращения вблизи прорезей на измельчаемый твердый материал существенно увеличивает эффективность измельчения предлагаемым измельчающим устройством. Качество готового продукта при этом также в большинстве случаев значительно повышается. Effective heat removal from grinding media of revolution and from the material to be ground in the grinding zone by air or gas prevents thermal degradation of the ground solid material, and, therefore, in many cases significantly improves the quality of the finished product. The increase in contact loads of individual sections of the contact surface of the grinding media of revolution near the slots on the crushed solid material significantly increases the grinding efficiency of the proposed grinding device. The quality of the finished product is also significantly improved in most cases.

Предлагаемый способ измельчения твердого материала и измельчающее устройство для его осуществления поясняются чертежами, где на фиг. 1 показано измельчающее устройство для осуществления предлагаемого способа (продольный разрез по Б-Б); на фиг.2 дан поперечный разрез по А-А измельчающего устройства; на фиг.3 приведен фрагмент множества отдельных круговых потоков смеси воздуха или газа с частицами измельчаемого твердого материала, создаваемых по предлагаемому способу в измельчающем устройстве; на фиг.4 (а, б, в, г) приведены фрагменты сепаратора ротора измельчающего устройства с мелющими телами вращения; на фиг.5 показано измельчающее устройство для осуществления предлагаемого способа с общим кольцевым каналом внутри ротора и дополнительным нижним выходным каналом (продольный разрез по Г-Г); на фиг.6 дан поперечный разрез по В-В измельчающего устройства с общим кольцевым каналом внутри ротора и дополнительным нижним выходным каналом; на фиг. 7 (а ,б, в) показаны фрагменты выполнения корпуса измельчающего устройства; на фиг.8 (а, б) приведены виды выполнения мелющих тел вращения с винтообразными бортами измельчающего устройства; на фиг.9 (а, б) показаны виды выполнения мелющих тел вращения с полостями на торцевых сторонах. The proposed method for grinding solid material and a grinding device for its implementation are illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a grinding device for implementing the proposed method (longitudinal section along BB); figure 2 is a cross section along aa of the grinding device; figure 3 shows a fragment of many separate circular flows of a mixture of air or gas with particles of crushed solid material created by the proposed method in a grinding device; figure 4 (a, b, c, d) shows fragments of the separator of the rotor of the grinding device with grinding bodies of revolution; figure 5 shows a grinding device for implementing the proposed method with a common annular channel inside the rotor and an additional lower output channel (longitudinal section along G-G); figure 6 is a cross-section along BB of the grinding device with a common annular channel inside the rotor and an additional lower output channel; in FIG. 7 (a, b, c) shows fragments of a housing of a grinding device; on Fig (a, b) shows the types of performance of grinding media of revolution with helical sides of the grinding device; figure 9 (a, b) shows the types of performance of grinding media of revolution with cavities on the end sides.

Измельчение твердого материала по предлагаемому способу (фиг. 1, 2, 3) производится путем прокатывания по твердому материалу контактирующих с криволинейной опорной поверхностью 1 корпуса 2 измельчающего устройства множества мелющих тел вращения 3, установленных в сепараторе 4 ротора 5, в процессе движения потока твердого материала сверху вниз между сепаратором 4 ротора 5 и криволинейной опорной поверхностью 1 от верхнего входного канала 6 до нижнего выходного канала 7 измельчающего устройства. При этом основными отличительными признаками предлагаемого способа являются существенная совокупность трех операций, реализующая данный способ:
- создание множества отдельных круговых потоков 8 воздуха или газа между сепаратором 4 ротора 5 и опорной криволинейной поверхностью 1 корпуса 2 измельчающего устройства, сообщающихся между собой по периферии или по периферии и их центральной областью данных круговых потоков 8, а также с верхним входным каналом 6, нижним выходным каналом 7 и дополнительным выходным каналом 9 измельчающего устройства;
- в каждом из принудительно создаваемых круговых потоков 8 воздуха или газа при оптимальной температуре для измельчения твердого материала равномерно в окружном направлении данных круговых потоков 8 распределяют измельчаемый материал при его движении сверху вниз;
- измельчаемый материал удаляют из измельчающего устройства от круговых потоков 8 либо по периферии, либо одновременно по периферии и через центральную область круговых потоков 8 воздуха или газа.The grinding of solid material by the proposed method (Fig. 1, 2, 3) is carried out by rolling on a solid material in contact with a curved supporting surface 1 of the housing 2 of the grinding device of the set of grinding media of rotation 3 installed in the separator 4 of the rotor 5, in the process of moving the flow of solid material from top to bottom between the separator 4 of the rotor 5 and the curved supporting surface 1 from the upper input channel 6 to the lower output channel 7 of the grinding device. In this case, the main distinguishing features of the proposed method are a substantial combination of three operations that implements this method:
- the creation of many separate circular flows of air or gas 8 between the separator 4 of the rotor 5 and the supporting curved surface 1 of the housing 2 of the grinding device, communicating with each other along the periphery or along the periphery and their central region of these circular flows 8, as well as with the upper input channel 6, lower output channel 7 and an additional output channel 9 of the grinding device;
- in each of the forcedly created circular flows of air or gas 8 at the optimum temperature for grinding solid material evenly in the circumferential direction of these circular flows 8 distribute the crushed material when it moves from top to bottom;
- the crushed material is removed from the grinding device from the circular flows 8 either on the periphery, or simultaneously on the periphery and through the central region of the circular flows 8 of air or gas.

При реализации заявленного способа поток измельчаемого твердого материала в измельчающем устройстве в процессе его движения вдоль поверхности корпуса 2 материал принудительно размещается равномерным слоем по всей поверхности зоны контакта мелющих тел вращения 3 с криволинейной опорной поверхностью 1 корпуса 2 (т. е. по окружностям или,вернее, орбитам), а не по винтообразной неуправляемой траектории, как это происходит в ближайшем аналоге - прототипе. Принудительное, равномерное распределение измельчаемого материала на всем пути контакта множества мелющих тел вращения 3 при движении их по криволинейной опорной поверхности 1 корпуса 2 в заявленном способе достигается за счет создания в зоне измельчения множества отдельных независимых друг от друга соосных круговых потоков 8 смеси воздуха (газа) и витающих в нем частиц измельчаемого материала, проходящего через данные круговые потоки 8 в измельчающем устройстве. When implementing the inventive method, the flow of crushed solid material in the grinding device during its movement along the surface of the housing 2, the material is forcibly placed in a uniform layer over the entire surface of the contact zone of grinding media of revolution 3 with a curved supporting surface 1 of the housing 2 (i.e., around circles or rather , orbits), and not along a helical uncontrolled trajectory, as happens in the closest analogue - the prototype. Forced, uniform distribution of the crushed material along the entire contact path of many grinding bodies of revolution 3 when moving along the curved supporting surface 1 of the housing 2 in the claimed method is achieved by creating in the grinding zone a plurality of separate coaxial circular flows 8 of an air (gas) mixture independent of each other and particles of ground material flowing through it, passing through these circular flows 8 in a grinding device.

В круговых потоках 8 воздуха или газа (необходимого в случае измельчения химически активных твердых материалов в среде нейтральных газов) за счет турбулентности данных потоков измельчаемый твердый материал хорошо перемешивается в них в окружном направлении. При этом за счет принципа центробежной классификации наиболее крупные частицы измельчаемого твердого материала или образующиеся ассоциации частиц равномерным по толщине слоем распределяются на криволинейной опорной поверхности 1 на пути движения по ней мелющих тел вращения 3. В результате при реализации заявленного способа фактически все мелющие тела вращения 3 будут разрушать практически одинаковый по толщине слой частиц измельчаемого материала, что предотвращает его переизмельчение или недоизмельчение, а тем более предотвращает работу мелющих тел вращения 3 вхолостую (т.е. работу мелющих тел вращения 3 вне контакта с измельчаемым продуктом). In circular streams 8 of air or gas (necessary in the case of grinding reactive solid materials in a neutral gas environment) due to the turbulence of these streams, the crushed solid material mixes well in them in the circumferential direction. In this case, due to the principle of centrifugal classification, the largest particles of crushed solid material or the resulting particle associations with a uniform thickness layer are distributed on a curved supporting surface 1 along the path of movement of grinding bodies 3 through it. As a result, when implementing the inventive method, virtually all grinding bodies of rotation 3 will be destroy almost the same thickness layer of particles of the crushed material, which prevents its over-grinding or under-grinding, and even more so prevents p the work of grinding bodies of revolution 3 idle (i.e., the work of grinding bodies of rotation 3 out of contact with the product being ground).

Однородность фракционного состава измельчаемого продукта по заявленному способу обеспечивает, с одной стороны, существенное улучшение качества готового продукта и значительное снижение энергозатрат на его измельчение. Поддержание оптимальной температуры измельчаемого твердого материала, т.е. предотвращение его чрезмерного нагрева, в предлагаемом способе снижает энергоемкость разрушения твердого материала и в ряде случаев (например, при измельчении композиционных материалов, зерна и др.) существенно повышает качество готового продукта. The uniformity of the fractional composition of the crushed product according to the claimed method provides, on the one hand, a significant improvement in the quality of the finished product and a significant reduction in energy consumption for grinding it. Maintaining the optimum temperature of the crushed solid material, i.e. preventing its excessive heating, in the proposed method reduces the energy consumption of the destruction of solid material and in some cases (for example, when grinding composite materials, grain, etc.) significantly improves the quality of the finished product.

Кроме того, повышенному снижению энергозатрат способствует также вышеуказанное предотвращение работы мелющих тел вращения 3 вхолостую по заявленному способу. Возможность передачи постоянной величины удельной энергии на измельчение исходного продукта при его равномерном распределении под мелющими телами вращения 3 по всей зоне контакта мелющих тел вращения 3 с криволинейной опорной поверхностью 1 (т.е. футеровкой измельчающего устройства) позволяет при одних и тех же затратах энергии измельчить большее его количество по сравнению с ближайшим аналогом, для которого характерно, как отмечалось выше, измельчение твердых материалов в режиме их недоизмельчения, переизмельчения или работы мелющих тел вращения 3 вхолостую. Это в конечном итоге позволяет значительно увеличить производительность и качество измельчения твердых материалов по заявленному способу. In addition, the above-mentioned prevention of the operation of grinding media of rotation 3 idle by the claimed method also contributes to an increase in energy consumption. The possibility of transferring a constant specific energy to the grinding of the initial product with its uniform distribution under the grinding bodies of revolution 3 over the entire contact zone of the grinding bodies of revolution 3 with a curved supporting surface 1 (i.e., the lining of the grinding device) makes it possible to grind at the same energy costs its greater amount in comparison with the closest analogue, which is characterized, as noted above, grinding of solid materials in the mode of their undergrinding, regrinding or grinding ate rotation 3 idle. This ultimately allows you to significantly increase the productivity and quality of grinding solid materials according to the claimed method.

При необходимости получения наиболее тонко измельченного готового продукта его удаляют в измельчающем устройстве по заявленному способу только через периферийные области круговых потоков 8 воздуха или газа и далее через нижний выходной канал 7 (см. фиг.1 и 3). В данных круговых потоках 8 при достижении определенной величины концентрации измельчаемых частиц твердого материала последние в виде крупных частиц и ассоциаций мелких частиц, как известно, будут под действием центробежных сил перемещаться к периферии круговых потоков и продолжать измельчаться мелющими телами вращения 3, периодически попадая под воздействие нижележащих круговых потоков 8 в зоне измельчения. If it is necessary to obtain the finest chopped finished product, it is removed in the grinding device according to the claimed method only through the peripheral regions of the circular air or gas flows 8 and then through the lower outlet channel 7 (see Figs. 1 and 3). In these circular flows 8, upon reaching a certain concentration of the crushed particles of solid material, the latter in the form of large particles and associations of small particles, as is known, under the action of centrifugal forces will move to the periphery of the circular flows and continue to grind by grinding bodies of revolution 3, periodically falling under the influence of the underlying circular flows 8 in the grinding zone.

Процесс дальнейшего измельчения уже полученных мелких частиц в данном случае не ограничен зоной действия на них одного кругового потока 8, т.е. действия мелющих тел вращения 3, только в данном круговом потоке 8. Поэтому при таком вышеуказанном удалении готового продукта из измельчающего устройства степень измельчения твердого материала по заявленному способу существенно повышается. The process of further grinding the already obtained small particles in this case is not limited to the zone of action of one circular flow 8 on them, i.e. the action of grinding media of rotation 3, only in this circular stream 8. Therefore, with the above removal of the finished product from the grinding device, the degree of grinding of the solid material according to the claimed method is significantly increased.

С другой стороны, по заявленному способу можно осуществить дополнительный отбор (т. е. удаление) измельченного твердого материала из центральной области множества отдельных круговых потоков 8 через дополнительный выходной канал 9 (фиг. 5). Это позволяет вовремя выводить достаточно измельченный готовый продукт из измельчающего устройства, предотвращая его переизмельчение в случае его дальнейшего перемещения в зоне контакта мелющих тел вращения 3 с криволинейной опорной поверхностью 1 к нижнему выходному каналу 7 из измельчающего устройства. В результате существенно снижаются энергозатраты при получении готового продукта, связанные с предотвращением переизмельчения исходного продукта, а дополнительный вышеуказанный отбор готового продукта значительно повышает производительность заявленного способа измельчения твердых материалов. Качество продукта при этом также повышается за счет поддержания однородности его гранулометрического состава фактически без переизмельченных частиц готового продукта. On the other hand, according to the claimed method, it is possible to carry out additional selection (i.e., removal) of crushed solid material from the central region of a plurality of separate circular flows 8 through an additional output channel 9 (Fig. 5). This allows you to timely remove sufficiently crushed finished product from the grinding device, preventing its overgrinding in case of its further movement in the contact zone of grinding media of revolution 3 with a curved supporting surface 1 to the lower output channel 7 from the grinding device. As a result, energy costs are significantly reduced when obtaining the finished product associated with the prevention of overgrinding of the starting product, and the additional selection of the finished product mentioned above significantly increases the productivity of the claimed method for grinding solid materials. The quality of the product also increases by maintaining the uniformity of its particle size distribution practically without over-crushed particles of the finished product.

Устройство для реализации заявленного способа (фиг.1, 2, 4, фиг.5 и 6) содержит корпус 2, футерованный с внутренней стороны, в котором соосно расположен на валу 10 вертикальный ротор 5 с сепаратором 4, снабженным множеством мелющих тел вращения 3. При этом сепаратор 4 ротора 5 выполнен в виде набора размещенных соосно с ротором 5 и разделенных между собой кольцевых плоских дисков 11, на периферии которых выполнены радиальные пазы или прорези 12, в которых с помощью нескольких или, по крайней мере, одной шейки 13, выполненной на каждом мелющем теле вращения 3, установлены подвижно, параллельно и с возможностью радиального перемещения мелющие тела вращения 3 (фиг. 4 а, б, в, г). Далее с наружной стороны в стенке корпуса 2 по всей его длине выполнено множество кольцевых полостей 14, сообщенных между собой по периферии узкими кольцевыми каналами 15 и снабженных входным патрубком 16, размещенном на одном конце корпуса 2, и выходными патрубком 17 - на другом (фиг. 1, 5 и 7). При этом внутри корпуса 2 под верхним входным каналом 6 на верхнем торце ротора 5 соосно закреплена днищем круглая открытая емкость 18, на боковых стенках которой выполнены равноудаленные прорези или отверстия 19. Корпус 2 предлагаемого измельчающего устройства имеет сообщенный с центральной областью сепаратора 4 и полостями 20 между кольцевым плоским дисками 11 дополнительный выходной канал 9. Для обеспечения чего внутри ротора 5 выполнен кольцевой канал 21, сообщающийся с полостями 20, ограниченными плоскими кольцевыми дисками 11 сепаратора 4, а также сообщающийся с дополнительным выходным каналом 9. При этом нижний выходной канал 7 измельчающего устройства последовательно сообщен с вышеуказанными полостями 20 между плоскими кольцевыми дисками 11. A device for implementing the inventive method (FIGS. 1, 2, 4, FIGS. 5 and 6) comprises a housing 2 lined on the inside, in which a vertical rotor 5 with a separator 4 provided with a plurality of grinding bodies of revolution 3 is arranged coaxially on the shaft 10. In this case, the separator 4 of the rotor 5 is made in the form of a set of annular flat disks 11 arranged coaxially with the rotor 5 and separated from each other, on the periphery of which there are made radial grooves or slots 12, in which with the help of several or at least one neck 13 made on each grinding body rotation I 3, are mounted movably, parallel and with the possibility of radial movement of the grinding bodies of revolution 3 (Fig. 4 a, b, c, d). Further, from the outside, in the wall of the housing 2 along its entire length, a plurality of annular cavities 14 are made, interconnected along the periphery by narrow annular channels 15 and provided with an inlet pipe 16 located at one end of the housing 2 and an outlet pipe 17 on the other (FIG. 1, 5 and 7). At the same time, inside the casing 2, under the upper inlet channel 6, on the upper end of the rotor 5, a round open container 18 is coaxially fixed to the bottom, on the side walls of which there are equally spaced slots or openings 19. The casing 2 of the proposed grinding device has a separator 4 connected to the central region and cavities 20 between ring flat disks 11 an additional output channel 9. To ensure that inside the rotor 5 is made of the annular channel 21, communicating with the cavities 20 bounded by flat ring disks 11 of the separator 4, also communicates with the additional outlet passage 9. In this case, the lower output port 7 of the grinding device sequentially communicates with said cavity 20 between the flat annular disk 11.

Для обеспечения различных режимов теплообмена корпуса 2 с охлаждающей жидкостью в процессе работы предлагаемого измельчающего устройства кольцевые полости 14 внутри его стенки выполнены многоугольного, криволинейного или многоугольно-криволинейного сечения (фиг.7 а, б, в). To ensure different modes of heat transfer of the housing 2 with the coolant during operation of the proposed grinding device, the annular cavities 14 inside its wall are made of a polygonal, curvilinear or multi-angle curvilinear cross section (Fig. 7 a, b, c).

В зависимости от текучести исходного твердого материала и скорости вращения ротора 5 равноудаленные прорези или отверстия 19 на боковых стенках круглой открытой емкости 18 выполнены прямоугольной, трапецеидальной, многоугольной и другой формы. Depending on the fluidity of the original solid material and the speed of rotation of the rotor 5, equidistant slots or holes 19 on the side walls of a circular open container 18 are made of rectangular, trapezoidal, polygonal and other shapes.

Для регулирования скорости прохождения измельчаемого твердого материала от верхнего входного канала 6 к нижнему выходному каналу 7 измельчающего устройства и накапливания данного измельчаемого твердого материала в полостях 20, ограниченных плоскими кольцевыми дисками 11, последние в сепараторе 4 выполнены в виде отдельных секторов 22 с возможностью их крепления с ротором 5 на окружностях разного диаметра относительно его оси (фиг.6). To regulate the speed of passage of the crushed solid material from the upper input channel 6 to the lower output channel 7 of the grinding device and the accumulation of this crushed solid material in the cavities 20 bounded by flat annular disks 11, the latter in the separator 4 are made in the form of separate sectors 22 with the possibility of their fastening with rotor 5 on circles of different diameters relative to its axis (Fig.6).

Для обеспечения постадийного деформирования с определенными величинами деформаций при разрушении твердого материала мелющими телами вращения 3 в предлагаемом измельчающем устройстве на криволинейной контактирующей поверхности 23 каждого мелющего тела вращения 3, по крайней мере по одной винтовой линии, выполнены борты 24 (фиг.8 а, б). Причем высота h бортов 24 на различных мелющих телах вращения 3 выполнена различной, а сами мелющие тела вращения 3 размещены в сепараторе 4 в направлении от верхнего входного канала 6 к нижнему выходному каналу 7 по мере уменьшения на них высоты бортов 24, которые выполнены многоугольной, криволинейной или криволинейно-многоугольной формы. Конструкция бортов 24 может представлять как одно целое с мелющим телом вращения 3 (фиг.8а), так и в виде отдельного элемента (фиг. 8б). To ensure stepwise deformation with certain strains when the solid material is destroyed by grinding bodies of revolution 3 in the proposed grinding device on the curved contacting surface 23 of each grinding body of revolution 3, at least one helix, the sides 24 are made (Fig. 8 a, b) . Moreover, the height h of the sides 24 on different grinding bodies of revolution 3 is made different, and the grinding bodies of rotation 3 themselves are placed in the separator 4 in the direction from the upper input channel 6 to the lower output channel 7 as the height of the sides 24, which are polygonal, curved, decreases on them. or curved polygonal shape. The design of the sides 24 can be as one with the grinding body of rotation 3 (figa), and in the form of a separate element (Fig. 8b).

Наконец, для снижения нагрева твердого материала при его измельчении в предлагаемом измельчающем устройстве в мелющих телах вращения 3 (фиг.9а), по крайней мере с одной стороны (т.е. с торца), выполнены полости 25, а между криволинейной контактирующей поверхностью 23 мелющих тел вращения 3 и полостями 25 выполнены равноудаленные друг от друга прорези 26 (фиг.9б). Finally, to reduce the heating of the solid material during its grinding in the proposed grinding device in grinding media of revolution 3 (Fig. 9a), at least on one side (i.e., from the end), cavities 25 are made, and between the curved contact surface 23 grinding bodies of revolution 3 and cavities 25 are made equally spaced from each other slots 26 (figb).

Реализация заявленного способа обеспечивается измельчающим устройством, в котором в зазоре между сепаратором ротора 5 и опорной криволинейной поверхностью 1 обеспечивается принудительное разделение потока измельчаемого твердого материала (при движении его сверху вниз в измельчающем устройстве) на множество отдельных круговых потоков 8, сообщающихся, как указывалось выше, между собой. Такое разделение потока измельчаемого материала на отдельные круговые потоки 8 в измельчающем устройстве обеспечивается за счет выполнения сепаратора 4 ротора 5 в виде набора разделенных между собой плоских кольцевых дисков 11, закрепленных и размещенных соосно с ротором 5. The implementation of the inventive method is provided by a grinding device, in which in the gap between the rotor separator 5 and the supporting curved surface 1, a forced separation of the flow of crushed solid material (when moving from top to bottom in the grinding device) is provided for many separate circular flows 8, communicating, as indicated above, between themselves. This separation of the flow of the crushed material into separate circular streams 8 in the grinding device is achieved by performing the separator 4 of the rotor 5 in the form of a set of separated flat annular disks 11, fixed and coaxially aligned with the rotor 5.

Мелющие тела вращения 3, установленные шейками 13 между кольцевыми плоскими дисками 11 в прорезях или пазах 12 подвижно в радиальном направлении, при своем движении по криволинейной опорной поверхности 1, подобно лопаткам вентилятора, создают отдельные круговые потоки 8 воздуха (или другого газа) и круговое движение находящихся в них частиц измельчаемого твердого материала на всем пространстве, ограниченном боковыми плоскостями кольцевых плоских дисков 11. Более того, планетарное движение мелющих тел вращения 3, имеющее место в предлагаемом измельчающем устройстве, обеспечивает также равномерное распределение твердого материала в зоне контакта между мелющими телами вращения 3 и криволинейной опорной поверхностью 1 по всей периферии этих круговых потоков 8, т.е. на футеровке предлагаемого измельчающего устройства. Такое равномерное распределение измельчаемого твердого материала по всей зоне контакта мелющих тел вращения 3 с криволинейной опорной поверхностью 1 измельчающего устройства, как указывалось выше, обеспечивает существенное повышение производительности измельчения твердого материала в предлагаемом измельчающем устройстве, а также снижение энергозатрат на измельчение данных твердых материалов и улучшение качества готового продукта. Grinding bodies of revolution 3 installed by the necks 13 between the annular flat disks 11 in the slots or grooves 12 are movable in the radial direction, when they move along a curved supporting surface 1, like fan blades, they create separate circular flows of air 8 (or other gas) and circular motion the particles of ground solid material contained in them over the entire space bounded by the lateral planes of the annular flat disks 11. Moreover, the planetary movement of grinding media of revolution 3, which takes place in the proposed zmelchayuschem device also ensures a uniform distribution of the solid material in the contact area between the milling bodies of rotation 3 and the curved supporting surface 1 along the entire periphery of the circular flow 8, i.e. on the lining of the proposed grinding device. Such a uniform distribution of the crushed solid material over the entire contact zone of the grinding media of revolution 3 with the curved supporting surface 1 of the grinding device, as mentioned above, provides a significant increase in the performance of grinding solid material in the proposed grinding device, as well as reducing energy consumption for grinding these solid materials and improving quality finished product.

Сообщающиеся между собой кольцевые полости 14, выполненные внутри стенки корпуса 2 предлагаемого измельчающего устройства, обеспечивают в нем интенсивный отбор тепла через корпус 2 при работе данного устройства. Это достигается в результате движения потока охлаждающего агента, например воды, внутри стенки корпуса от входного патрубка 16 к выходному 17 при протекании потока охлаждающего агента через множество кольцевых полостей 14. Поскольку в корпусе 2 измельчающего устройства кольцевые полости 14 сообщаются по периферии между собой узкими кольцевыми каналами 15, а сами кольцевые полости 14 имеют многоугольное, криволинейное или многоугольно-криволинейное сечение, то в целом совокупность этих кольцевых полостей 14 внутри корпуса 2 конструктивно представляет собой гидродинамический излучатель, состоящий из множества отдельных гидродинамических излучателей колебаний типа "свистка" кольцевой формы. The annular cavities 14 communicating with each other, made inside the wall of the housing 2 of the proposed grinding device, provide intensive heat extraction through the housing 2 during operation of this device. This is achieved as a result of the movement of the flow of the cooling agent, for example, water, inside the wall of the housing from the inlet pipe 16 to the outlet 17 when the flow of the cooling agent flows through the plurality of annular cavities 14. Since the annular cavities 14 are connected along the periphery with each other by narrow annular channels 15, and the annular cavities 14 themselves have a polygonal, curvilinear or polygonal-curvilinear cross section, the whole combination of these annular cavities 14 inside the housing 2 is structurally pre constitutes a hydrodynamic emitter, consisting of many separate hydrodynamic emitters of oscillations of the "whistle" type of a ring shape.

При движении охлаждающего агента через данные кольцевые излучатели колебаний в кольцевых полостях 14 в охлаждающем агенте, например воде, возникают интенсивные колебательные процессы в зависимости от скорости движения и плотности охлаждающего агента и формы сечения кольцевых полостей 14, которые могут достигать звукового и ультразвукового диапазонов. Данные колебания, как известно, обеспечивают "срыв" "теплоизоляционных" пограничных слоев жидкости с ламинарным течением охлаждающего агента с поверхности кольцевых полостей 14, и, самое главное, с их поверхности, обращенной к центру корпуса 2. В результате отбор тепла с данных поверхностей резко возрастает. Производственными исследованиями работы предлагаемого измельчающего устройства было установлено, что отбор тепла от корпуса 2, в том числе и из зоны измельчения через данный корпус 2, увеличился в 6-10 раз и более. When the cooling agent moves through these ring oscillation emitters in the annular cavities 14 in the cooling agent, for example, water, intense oscillatory processes occur depending on the speed and density of the cooling agent and the cross-sectional shape of the annular cavities 14, which can reach the sound and ultrasonic ranges. These oscillations, as you know, provide a “breakdown” of the “heat-insulating” boundary fluid layers with a laminar flow of a cooling agent from the surface of the annular cavities 14, and, most importantly, from their surface facing the center of the housing 2. As a result, the heat is abruptly taken from these surfaces increasing. Industrial studies of the operation of the proposed grinding device, it was found that the heat removal from the housing 2, including from the grinding zone through the housing 2, increased by 6-10 times or more.

Это, в конечном итоге, позволяет значительно повысить качество готового продукта из-за предотвращения его перегрева внутри измельчающего устройства в процессе измельчения, т.е. обеспечить работу данного устройства при оптимальной температуре. В ряде случаев избежание перегрева измельчаемого продукта существенно снижает энергозатраты и повышает на десятки процентов производительность данного измельчающего устройства из-за устранения большой величины пластического деформирования при разрушении твердого материала, возникающего при его нагревании в процессе работы измельчающего устройства и увеличения при этом энергозатрат на разрушение твердого материала мелющими телами вращения 3. This, ultimately, can significantly improve the quality of the finished product due to the prevention of its overheating inside the grinding device during the grinding process, i.e. ensure the operation of this device at the optimum temperature. In some cases, avoiding overheating of the crushed product significantly reduces energy consumption and increases the performance of this grinding device by tens of percent due to the elimination of a large amount of plastic deformation during the destruction of solid material that occurs when it is heated during the operation of the grinding device and the increase in energy consumption for the destruction of solid material grinding bodies of rotation 3.

Размещение внутри корпуса 2 под верхним входным каналом 6 на верхнем торце ротора 5 круглой открытой емкости 18 вышеуказанным образом позволяет существенно повысить равномерность распределения исходного твердого материала при дальнейшем движении его в кольцевом зазоре между криволинейной опорной поверхностью 1, (т.е. футеровкой корпуса 2) и сепаратором 4 ротора 5. Это достигается за счет того, что в процессе работы измельчающего устройства исходный твердый материал, перемещаясь от верхнего входного канала 6 во внутрь корпуса 2, вначале наполняет данную круглую открытую емкость 18, а затем отдельными равноудаленными радиальными потоками через прорези или отверстия 19 в боковых стенках круглой открытой емкости 18 попадает в зону измельчения. The placement inside the casing 2 under the upper inlet channel 6 on the upper end of the rotor 5 of a round open container 18 in the above manner can significantly increase the uniformity of the distribution of the original solid material with its further movement in the annular gap between the curved supporting surface 1, (i.e., the lining of the casing 2) and rotor separator 4 5. This is achieved due to the fact that during the operation of the grinding device, the original solid material, moving from the upper inlet channel 6 to the inside of the housing 2, first picks up this round open container 18, and then, by separate equidistant radial flows through slots or openings 19 in the side walls of the round open container 18, enters the grinding zone.

Такая подача исходного твердого материала в зону измельчения в виде множества отдельных, равномерных, равноудаленных, радиальных потоков позволяет существенно повысить равномерность распределения исходного твердого материала слоем одинаковой толщины на криволинейной опорной поверхности 1 на пути движения по ней мелющих тел вращения 3, поскольку подача материала в данную зону одним отдельным радиальным потоком, как показывает практика, приводит преимущественно к спиралеобразному движению потока измельчаемого материала в зоне измельчения, т.е. к значительному уменьшению равномерности распределения слоя измельчаемого материала в зоне измельчения, как указывалось выше. Such a supply of the original solid material to the grinding zone in the form of many separate, uniform, equidistant, radial flows can significantly increase the uniformity of the distribution of the original solid material with a layer of the same thickness on a curved supporting surface 1 along the path of grinding grinding bodies 3 along it, since the material is fed into this the practice of a single radial flow zone, as practice shows, leads predominantly to a spiral-like movement of the flow of crushed material in the grinding zone reading, i.e. to a significant reduction in the uniformity of the distribution of the layer of the crushed material in the grinding zone, as mentioned above.

Выполнение в боковых стенках круглой открытой емкости 18 прорезей или отверстий 19 прямоугольной, трапецеидальной, треугольной, круглой или другой формы дает возможность обеспечить равномерное истечение через них потока измельчаемого твердого материала в зависимости от его текучести, плотности, грансостава, формы и размера частиц и т.д. Данные конструктивные отличия, обеспечивая существенное повышение равномерности распределения слоя измельчаемого материала в зоне измельчения, в соответствии с вышеизложенным, дополнительно позволяют значительно повысить производительность измельчения твердого материала в предлагаемом измельчающем устройстве, существенно снизить энергозатраты на измельчение данных твердых материалов и улучшить качество готового продукта. The execution in the side walls of a round open container 18 of slots or holes 19 of a rectangular, trapezoidal, triangular, round or other shape makes it possible to ensure uniform flow through them of the crushed solid material depending on its fluidity, density, particle size, particle shape and size, etc. d. These design differences, providing a significant increase in the uniformity of the distribution of the layer of crushed material in the grinding zone, in accordance with the foregoing, additionally significantly increase the performance of grinding solid material in the proposed grinding device, significantly reduce energy consumption for grinding these solid materials and improve the quality of the finished product.

Более того, равномерная подача исходного продукта в зону измельчения в виде сформированного кольцевого, равномерного потока позволяет обеспечить динамическую балансировку вращения ротора 5 на больших скоростях, поскольку круговые потоки 8 с частицами измельчаемого твердого материала в зоне измельчения вращаются вместе с ротором 5 и подвижно механически связаны с ним через сепаратор 4 и мелющие тела вращения 3. Другими словами, ротор 5 через мелющие тела вращения 3 имеет с измельчаемым материалом механические подвижные связи через многочисленные соударения с частицами данного материала, а значит эти связи оказывают существенное влияние на динамическую балансировку ротора 5. Как показывает практика, работа ближайшего аналога при неравномерном распределении измельчаемого твердого материала как вдоль, так и поперек криволинейной опорной поверхности 1, т.е. футеровки измельчающего устройства, приводит к динамической разбалансировке ротора 5 при его вращении, особенно на повышенных скоростях. Это, как известно из динамической механики, приводит к недопустимой вибрации ротора 5, корпуса 2 и мелющих тел вращения 3 измельчающего устройства. В результате резко нарушается стабильность движения мелющих тел вращения 3, ухудшается равномерность их контакта с измельчаемым продуктом, т.е. при движении мелющих тел вращения 3 они могут воздействовать на измельчаемый твердый материал с повышенными нагрузками, переизмельчая его, или с пониженными нагрузками, недоизмельчая его, или же в какой-то момент не контактируя с данным твердым материалом и не измельчая его. В результате значительно снижается эффективность и производительность измельчения. Поэтому устранение динамической разбалансировки в предлагаемом измельчающем устройстве за счет равномерной подачи твердого материала в зону измельчения по предлагаемому способу существенно повышает производительность измельчения твердого материала и энергозатраты на его измельчение, а также долговечность работы данного измельчающего устройства. Moreover, a uniform feed of the initial product into the grinding zone in the form of an annular, uniform flow allows dynamic balancing of the rotation of the rotor 5 at high speeds, since circular flows 8 with particles of crushed solid material in the grinding zone rotate together with the rotor 5 and are mechanically mechanically connected to through the separator 4 and the grinding bodies of revolution 3. In other words, the rotor 5 through the grinding bodies of rotation 3 has mechanical movable connections with the material being ground through many techniques, are collisions with the particles of the material, and thus these connections have a significant effect on the dynamic balancing of the rotor 5. In practice, the closest prior work at non-uniform distribution of the crushed solid material both longitudinally and transversely curved support surface 1, i.e. the lining of the grinding device, leads to the dynamic imbalance of the rotor 5 during its rotation, especially at higher speeds. This, as is known from dynamic mechanics, leads to unacceptable vibration of the rotor 5, the housing 2 and the grinding bodies of revolution 3 of the grinding device. As a result, the stability of the movement of the grinding bodies of revolution 3 is sharply violated, and the uniformity of their contact with the product being ground deteriorates, i.e. during the movement of grinding media of revolution 3, they can act on the crushed solid material with increased loads, over-grinding it, or with reduced loads, under-grinding it, or at some point not in contact with this solid material and not grinding it. As a result, grinding efficiency and productivity are significantly reduced. Therefore, the elimination of dynamic imbalance in the proposed grinding device due to the uniform supply of solid material into the grinding zone according to the proposed method significantly increases the performance of grinding solid material and energy consumption for grinding, as well as the durability of this grinding device.

Удаление готового продукта из предлагаемого измельчающего устройства производится по двум вариантам, а именно: либо только через нижний выходной канал 7, либо одновременно через нижний выходной канал 7 и дополнительный выходной канал 9. При осуществлении удаления готового продукта по первому варианту удаление измельчаемого материала из измельчающего устройства производится последовательно через периферии полостей 20 между кольцевыми плоскими дисками 11 и далее через нижний выходной канал 7. При этом, как указывалось выше, достигается наибольшее измельчение готового продукта и во многих случаях существенное улучшение его качества. Removing the finished product from the proposed grinding device is carried out in two ways, namely: either only through the lower output channel 7, or simultaneously through the lower output channel 7 and the additional output channel 9. When removing the finished product according to the first embodiment, remove the crushed material from the grinding device is made sequentially through the periphery of the cavities 20 between the annular flat disks 11 and then through the lower output channel 7. Moreover, as mentioned above, is achieved on greater refinement of the finished product and in many cases a significant improvement in its quality.

В случае удаления готового продукта по второму варианту в предлагаемом измельчающем устройстве обеспечивается возможность избирательного вывода измельченных частиц до определенной крупности из зоны измельчения, предотвращая их переизмельчение на пути движения твердого материала в зоне измельчения. При этом переизмельчение готового продукта существенно снижается. Удаление готового продукта через дополнительный выходной канал 9 в предлагаемом устройстве реализуется методом пневмотранспорта тонкоизмельченных частиц из центральной области круговых потоков 8 через кольцевой канал 21 внутри ротора 5, поскольку в полостях 20 между кольцевыми плоскими дисками 11, как указывалось выше, создаются при вращении ротора 5 круговые потоки 8 воздуха (или газа) с витающими в нем частицами измельчаемого твердого материала. В данных круговых потоках 8 измельчаемый материал, как известно, классифицируется: крупные и тяжелые частицы твердого материала распределяются на периферии круговых потоков 8, а мелкие и легкие в центре. В конечном итоге это позволяет дополнительно получить высококачественный, тонкодисперсный продукт с высокими технологическими и другими свойствами из измельчаемого твердого материала без дополнительной классификации. Например, получать высокодисперсные механоактивированные порошки из различных твердых материалов или при измельчении зерна получать высокобелковую муку, т.е. там, где технологии производства данных продуктов базируются на тонком и сверхтонком измельчении. Кроме того, существенно повышается качество готового продукта за счет предотвращения его переизмельчения по ходу движения потока измельчаемого твердого материала к выходу из измельчающего устройства. Производительность предлагаемого измельчающего устройства при этом существенно повышается, а энергозатраты значительно уменьшаются. In the case of removal of the finished product according to the second embodiment, in the proposed grinding device, it is possible to selectively remove the crushed particles to a certain size from the grinding zone, preventing them from being crushed on the path of movement of solid material in the grinding zone. In this case, the regrinding of the finished product is significantly reduced. The removal of the finished product through an additional output channel 9 in the proposed device is carried out by the method of pneumatic conveying of finely divided particles from the central region of the circular flows 8 through the annular channel 21 inside the rotor 5, since, as mentioned above, in the cavities 20 between the circular flat disks 11 are created circular streams 8 of air (or gas) with particles of crushed solid material floating in it. In these circular flows 8, the milled material is known to be classified: large and heavy particles of solid material are distributed on the periphery of the circular flows 8, and small and light in the center. Ultimately, this allows you to additionally obtain a high-quality, finely divided product with high technological and other properties from the crushed solid material without additional classification. For example, to obtain highly dispersed mechanically activated powders from various solid materials, or to obtain high-protein flour when grinding grain, i.e. where the production technologies of these products are based on fine and ultrafine grinding. In addition, significantly improves the quality of the finished product by preventing its overgrinding along the flow of the crushed solid material to the exit of the grinding device. The performance of the proposed grinding device is significantly increased, and energy consumption is significantly reduced.

Выполнение плоских кольцевых дисков 11 в сепараторе 4 ротора 5 в виде отдельных секторов 22 с возможностью их крепления с ротором 5 на окружностях разного диаметра относительно его оси (т.е. оси вала 10 ротора 5) позволяет изменять "живое сечение" потока измельчаемого твердого материала при прохождении последнего в зоне измельчения через измельчающее устройство. Изменяя вышеуказанное "живое сечение", т.е. зазор между опорной криволинейной поверхностью 2 и периферийной кромкой кольцевых плоских дисков 11, разделенных на отдельные секторы 22, в предлагаемом измельчающем устройстве обеспечивается изменение скорости перемещения в нем потока измельчаемого твердого материала. Это позволяет предотвратить переизмельчение или недоизмельчение исходного твердого материала в предлагаемом измельчающем устройстве за счет регулирования времени, необходимого для нахождения измельчаемого твердого материала как в целом в измельчающем устройстве при его работе, так и в отдельных зонах измельчения между кольцевыми плоскими дисками 11, разделенных на отдельные секторы 22. В конечном итоге данные конструктивные отличия обеспечивают значительные повышение качества конечного продукта из измельчаемого твердого материала и уменьшение энергозатрат на его измельчение. При этом дополнительно существенно упрощается технологичность изготовления кольцевых плоских дисков 11 из отдельных элементов вместо изготовления цельных секторов 22 и повышается качество их изготовления (например, при необходимости изготовления стальных кольцевых плоских дисков 11 твердостью 60-62 HRC, диаметром порядка 0,8-1,0 м и более). The implementation of flat annular disks 11 in the separator 4 of the rotor 5 in the form of separate sectors 22 with the possibility of their fastening with the rotor 5 on circles of different diameters relative to its axis (i.e., the axis of the shaft 10 of the rotor 5) allows you to change the "live section" of the flow of crushed solid material when passing the latter in the grinding zone through the grinding device. By changing the above "live section", i.e. the gap between the supporting curved surface 2 and the peripheral edge of the annular flat disks 11, divided into separate sectors 22, in the proposed grinding device provides a change in the speed of movement in it of the flow of crushed solid material. This allows you to prevent overgrinding or undergrinding of the original solid material in the proposed grinding device by adjusting the time required to find the crushed solid material as a whole in the grinding device during its operation, and in separate grinding zones between the annular flat disks 11, divided into separate sectors 22. Ultimately, these design differences provide a significant improvement in the quality of the final product from the crushed solid material. and reduction of energy consumption for its grinding. At the same time, the manufacturability of manufacturing ring flat disks 11 from individual elements instead of manufacturing integral sectors 22 is significantly simplified and the quality of their manufacturing is improved (for example, if it is necessary to manufacture steel ring flat disks 11 with a hardness of 60-62 HRC and a diameter of about 0.8-1.0 m and more).

Размещение одного или нескольких бортов 24 на криволинейной контактирующей поверхности 23 мелющих тел вращения 3 по винтовой линии обеспечивает возможность создания ограниченной по величине деформации разрушаемого твердого материала при его измельчении данными мелющими телами вращения 3. Это, как показывает практика, приводит к существенному увеличению однородности по фракционному составу получаемого готового продукта, а значит и повышению его качества и улучшению технологических свойств самого продукта во многих случаях и для большинства производств. Кроме того, при этом предотвращается переизмельчение твердого материала, что существенно снижает энергозатраты на получение готового измельченного продукта из твердого материала. Placing one or more boards 24 on a curved contact surface 23 of grinding media of revolution 3 along a helical line makes it possible to create a limited deformation of destructible solid material during grinding by these grinding media of revolution 3. This, as practice shows, leads to a significant increase in fractional uniformity the composition of the resulting finished product, and therefore increase its quality and improve the technological properties of the product itself in many cases and for more production facilities. In addition, this prevents the crushing of solid material, which significantly reduces the energy consumption for obtaining the finished crushed product from solid material.

Выполнение различной высоты бортов 24 над криволинейной контактирующей поверхностью 23 мелющих тел вращения 3 и размещение последних вдоль сепаратора 4 ротора 5 от верхнего входного канала 6 к нижнему выходному каналу 7 по мере уменьшения выполненной на них высоты h бортов 24 обеспечивает постадийное деформирование твердого материала в процессе его измельчения. Это, как известно, приводит к существенному повышению однородности по фракционному составу конечного измельченного продукта из твердого материала, а, следовательно, значительному улучшению его качества в тех случаях, когда к данному продукту предъявляются высокие требования по однородности его фракционного состава. Дополнительно предотвращение переизмельчения конечного продукта существенно снижает энергозатраты на его разрушение при измельчении. В зависимости от формы, размеров, шероховатости, крупности и других физико-механических свойств измельчаемого твердого материала, а также скорости вращения ротора 5, как указывалось выше, в сепараторе 4 устанавливаются мелющие тела вращения 3 с различной по форме бортами 24, а именно с бортами 24 либо многоугольной, либо криволинейной, либо многоугольно-криволинейной формы. The implementation of different heights of the sides 24 above the curved contact surface 23 of the grinding bodies of revolution 3 and the placement of the latter along the separator 4 of the rotor 5 from the upper inlet channel 6 to the lower output channel 7 as the height h of the sides 24 made on them decreases, provides stepwise deformation of the solid material in the process chopping. This, as is known, leads to a significant increase in the uniformity in fractional composition of the final crushed product from a solid material, and, consequently, to a significant improvement in its quality when high demands are placed on this product for the uniformity of its fractional composition. Additionally, the prevention of overgrinding of the final product significantly reduces the energy consumption for its destruction during grinding. Depending on the shape, size, roughness, size and other physical and mechanical properties of the crushed solid material, as well as the speed of rotation of the rotor 5, as mentioned above, grinding bodies of rotation 3 are installed in the separator 4 with sides 24 different in shape, namely with sides 24 either polygonal, or curved, or polygonal-curved.

Отличительной и существенной функциональной особенностью вышеуказанных бортов 24 на мелющих телах вращения 3 является то, что при работе предлагаемого измельчающего устройства данные борта 24 равномерно изнашивают футеровку корпуса 2 по всей длине мелющих тел вращения 3 за счет качения их по криволинейной опорной поверхности 1 корпуса 2 с неизбежным некоторым проскальзыванием. Это, в свою очередь, обеспечивает значительные увеличение долговечности работы измельчающего устройства и длительности поддержания равномерного зазора между криволинейной контактирующей поверхностью 23 мелющих тел вращения 3 и криволинейной опорной поверхностью 1, т.е. более длительного сохранения необходимых величин деформации при разрушении твердого материала мелющими телами вращения 3. Более того, это позволяет по мере износа бортов 24 по высоте устанавливать данные мелющие тела вращения 3 все ниже и ниже в сепараторе 4 ротора 5, т.е. все ближе к нижнему выходному каналу 7 и вплоть до полного износа бортов 24 в отдельных случаях. Это существенно повышает долговечность предложенных мелющих тел вращения 3 и измельчающего устройства в целом. A distinctive and essential functional feature of the above-mentioned sides 24 on the grinding bodies of revolution 3 is that during operation of the proposed grinding device, these boards 24 uniformly wear the lining of the housing 2 along the entire length of the grinding bodies of rotation 3 due to their rolling along a curved supporting surface 1 of the housing 2 with the inevitable some slippage. This, in turn, provides a significant increase in the durability of the grinding device and the duration of maintaining a uniform gap between the curved contacting surface 23 of the grinding bodies of revolution 3 and the curved supporting surface 1, i.e. longer preservation of the required values of deformation during the destruction of solid material by grinding bodies of revolution 3. Moreover, this allows you to set the grinding media of rotation 3 lower and lower in the separator 4 of the rotor 5, as the sides 24 wear in height. closer to the lower output channel 7 and up to the complete wear of the sides 24 in some cases. This significantly increases the durability of the proposed grinding bodies of revolution 3 and the grinding device as a whole.

Наличие полостей 25 на торцах мелющих тел вращения 3 существенно увеличивает их теплоотдачу при работе предлагаемого измельчающего устройства. Это обеспечивается за счет того, что внутри данных полостей 25 создаются интенсивные турбулентные потоки воздуха (или газа), т.к. при работе предлагаемого измельчающего устройства мелющие тела вращения 3 при их движении вдоль криволинейной опорной поверхности 1 (т.е. футеровки корпуса 2) вращаются обычно в пределах 5-10 тыс. оборотов в минуту и более. Образующиеся при этом внутри полостей 25 мелющих тел вращения 3 высокоскоростные вихревые потоки воздуха (или газа), естественно, имеют высокий уровень турбулентности и массообмена горячих и холодных потоков воздуха (газа), и, как следствие, обеспечивают эффективный отбор тепла от мелющих тел вращения 3 и от самого измельчаемого твердого материала. The presence of cavities 25 at the ends of the grinding bodies of revolution 3 significantly increases their heat transfer during operation of the proposed grinding device. This is ensured by the fact that intense turbulent flows of air (or gas) are created inside these cavities 25, because during the operation of the proposed grinding device, grinding bodies of revolution 3 when they move along a curved supporting surface 1 (i.e., lining of the housing 2) usually rotate within 5-10 thousand revolutions per minute or more. The high-speed vortex flows of air (or gas) formed inside the cavities of 25 grinding bodies of revolution 3, of course, have a high level of turbulence and mass transfer of hot and cold air (gas) flows, and, as a result, provide effective heat removal from grinding grinding bodies 3 and from the most ground solid material.

Это существенно снижает нагрев измельчаемого твердого материала, предотвращая в ряде случаев его термодеструкцию, например, при измельчении твердых материалов органического происхождения (зерна, сои, какао-бобов и др.). В конечном итоге предложенные конструктивные отличия, обеспечивающие эффективный отбор тепла от измельчаемого твердого материала, существенно повышают качество готового продукта, получаемого из многих измельчаемых твердых материалов. Дополнительное выполнение равноудаленных друг от друга прорезей 26 в торцах мелющих тел вращения 3 между их криволинейной контактирующей поверхностью 23 и полостями 25 в торцах данных тел также обеспечивает:
- во-первых, более эффективное раскручивание за счет наличия прорезей 26 воздушного потока (или газа) и его турбулизацию внутри полостей 25 подобно действию лопаток вентилятора. Это увеличивает интенсивность отбора тепла от мелющих тел вращения 3 со стороны данных полостей 25 и от самого измельчаемого твердого материала;
- во-вторых, выполнение прорезей 26 на торцах мелющих тел вращения 3 при измельчении твердого материала обеспечивает создание на него повышенных контактных нагрузок криволинейной контактирующей поверхностью 23 мелющих тел вращения 3 на их торцах, в зонах вблизи расположения данных прорезей 28. Такое увеличение контактных нагрузок на измельчаемый твердый материал существенно увеличивает степень его измельчения.This significantly reduces the heating of the crushed solid material, preventing in some cases its thermal degradation, for example, when grinding solid materials of organic origin (grain, soy, cocoa beans, etc.). Ultimately, the proposed design differences, providing effective heat removal from the crushed solid material, significantly increase the quality of the finished product obtained from many crushed solid materials. The additional implementation of equally spaced slots 26 at the ends of grinding media of revolution 3 between their curved contacting surface 23 and cavities 25 at the ends of these bodies also provides:
- firstly, more efficient unwinding due to the presence of slots 26 of the air flow (or gas) and its turbulence inside the cavities 25 similar to the action of the fan blades. This increases the intensity of heat removal from the grinding bodies of revolution 3 from the side of these cavities 25 and from the most ground solid material;
- secondly, the implementation of the slots 26 at the ends of the grinding bodies of revolution 3 when grinding solid material ensures the creation of increased contact loads on it with a curved contact surface 23 of the grinding bodies of revolution 3 at their ends, in areas near the location of these slots 28. Such an increase in contact loads by crushed solid material significantly increases the degree of grinding.

Таким образом, обеспечение в данном случае увеличения эффективности отбора тепла, возникающего при измельчении твердого материала, как указывалось выше, дополнительно существенно повышает качество готового продукта из-за предотвращения в ряде случаев его температурной деструкции (т.е. температурного разложения с изменением состава вещества). С другой стороны, существенное увеличение при этом степени измельчения исходного твердого материала также повышает качество продукта, полученного при измельчении предлагаемым измельчающим устройством. Thus, providing in this case an increase in the efficiency of heat removal that occurs when grinding solid material, as mentioned above, additionally significantly improves the quality of the finished product due to the prevention in some cases of its thermal degradation (i.e., temperature decomposition with a change in the composition of the substance) . On the other hand, a significant increase in this degree of grinding of the original solid material also improves the quality of the product obtained by grinding the proposed grinding device.

Заявленный способ и устройство для его осуществления, по сравнению с ближайшим аналогом, позволяет существенно увеличить производительность измельчения твердого материала до 20-35% и более, повысить качество готового продукта и долговечность работы измельчающего устройства за счет обеспечения принудительного распределения измельчаемого материала равномерным по толщине слоем под мелющими телами вращения на всем пути их движения в зоне измельчения и создание эффективного отбора тепла от мелющих тел вращения и измельчаемого продукта. Кроме того, предлагаемое техническое решение позволяет значительно повысить эффективность процесса измельчения вследствие обеспечения оптимальных условий разрушения твердого материала мелющими телами вращения, регулирования скорости перемещения измельчаемого продукта в зоне измельчения и обеспечения возможности своевременного избирательного вывода измельченных частиц твердого материала с заданными размерами из общего потока данного твердого материала в зоне измельчения. Исходя из вышеизложенного предлагаемый способ и устройство для его осуществления могут найти широкое применение в самых различных отраслях промышленности при измельчении твердых материалов и позволят получить значительный экономический эффект. The claimed method and device for its implementation, compared with the closest analogue, can significantly increase the performance of grinding solid material up to 20-35% or more, improve the quality of the finished product and the durability of the grinding device by ensuring the forced distribution of the crushed material with a uniform thickness layer under grinding bodies of revolution along the entire path of their movement in the grinding zone and the creation of effective heat removal from grinding bodies of rotation and the crushed product. In addition, the proposed technical solution can significantly improve the efficiency of the grinding process due to the provision of optimal conditions for the destruction of solid material by grinding bodies of rotation, regulation of the speed of movement of the crushed product in the grinding zone and the possibility of timely selective withdrawal of crushed particles of solid material with specified sizes from the total flow of this solid material in the grinding zone. Based on the foregoing, the proposed method and device for its implementation can be widely used in various industries for grinding solid materials and will allow to obtain a significant economic effect.

Источники информации
1. SU 1538930 A, 30.01.1990
2. RU 2014892 C1, 30.06.1994дSources of information
1.SU 1538930 A, 01/30/1990
2. RU 2014892 C1, 06/30/1994d

Claims

1. The method of grinding solid material by rolling on it a grinding device in contact with a curved supporting surface of the housing of the grinding device, a plurality of grinding media of rotation installed in the rotor separator, in the process of moving the flow of solid material from top to bottom between the rotor separator and the curved supporting surface from the upper input to the lower output channels of the grinding device, characterized in that in the area between the rotor separator and the curved supporting surface of the housing create a lot of separate circular flows of air or gas with an optimum temperature for grinding solid material communicating with each other along the periphery or along the periphery and their central region, as well as with the upper inlet, lower outlet and additional outlet channels, while the flow of crushed solid material when moving from above down evenly distributed in each of the circular flows of air or gas in the circumferential direction, and the crushed solid material is removed from the grinding device from the circular flows or along the periphery Rhee, either simultaneously along the periphery and in the central region of the circular air or gas flow.

2. A grinding device for a solid material, comprising a housing with a curved supporting surface, upper input and lower output channels, a rotor with a separator vertically and coaxially inside the housing, and grinding bodies of revolution located in the latter with a curved contact surface, characterized in that the separator is made in in the form of a set of annular flat disks placed coaxially with the rotor and divided among themselves, on the periphery of which there are made radial grooves or slots, in which with the help of several and at least one neck, made on each grinding body of revolution, is mounted movably, parallel and with the possibility of radial movement of the grinding body of rotation, while on the outside in the housing wall along its entire length there are many annular cavities communicated with each other along peripherals with narrow annular channels and equipped with an inlet pipe located at one end of the housing and an outlet at the other, and inside the housing, under the upper inlet channel at the upper end of the rotor, is coaxially fixed with a round open bottom I have a tank, on the side walls of which are made equally spaced slots or openings, the housing having an additional output channel connected to the central region of the separator and the cavities between the ring flat disks, and the lower output channel sequentially communicated at the periphery with the above cavities between the flat ring disks.

3. The grinding device according to claim 2, characterized in that the annular cavity of the body is made of polygonal, curved or polygonal curved section.

4. The grinding device according to claim 2, characterized in that the slots or holes on the side walls of a round open container are made of rectangular, trapezoidal, polygonal or other shape.

5. The grinding device according to claim 2, characterized in that the flat annular disks in the separator are made in the form of separate sectors with the possibility of their fastening with a rotor on circles of different diameters relative to its axis.

6. The grinding device according to claim 2, characterized in that on the curvilinear contacting surface of each grinding body of rotation of at least one helix, the sides are made.

7. The grinding device according to claim 2 or 6, characterized in that the height of the sides on different grinding bodies of revolution is different, and the grinding bodies of rotation are placed in the separator in the direction from the upper input channel to the lower output channel as the height of the sides decreases on them.

8. The grinding device according to claim 6, characterized in that the sides are made of a polygonal, curved or curved polygonal shape.

9. The grinding device according to claim 2, characterized in that the cavities are made in the grinding media of revolution, at least on one side.

10. The grinding device according to claim 9, characterized in that between the curved contacting surface of the grinding media of revolution and the cavities are made equally spaced from each other slots.