RU2279919C1

RU2279919C1 - Disk mill

Info

Publication number: RU2279919C1
Application number: RU2005105769/03A
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Нечаев (RU); Александр Иванович Нечаев; Михаил Александрович Нечаев (RU); Михаил Александрович Нечаев
Priority date: 2005-03-01
Filing date: 2005-03-01
Publication date: 2006-07-20

Abstract

FIELD: disintegrating.

SUBSTANCE: disk mill comprises housing and disk assembly secured to the housing. The disk assembly has rotor disk interposed between the stator disks with a space relation. The rotor disks are mounted on the driving shaft for permitting movement along the key. The outer surface of the rotor disks and inner surfaces of the washers are provided with hollows in the direction of rotation of the disks. The face surfaces of the disks of the rotor and stator are provided with the through openings arranged over the concentric circumferences. The disk mill is additionally provided with the stator disk, rotor disk, and washer for additional disintegrating.

EFFECT: enhanced efficiency.

2 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к области тонкого измельчения веществ в сухом состоянии и сверхтонкого измельчения в жидкостях.The invention relates to the field of fine grinding of substances in the dry state and ultrafine grinding in liquids.

В химической промышленности для измельчения твердых веществ используются дисмембраторы, дезинтеграторы, бильные мельницы, дисковые мельницы и другие измельчители (П.М.Сиденко. Измельчение в химической промышленности. М.: Химия, 1977. С.149-156, 240, 129).In the chemical industry, disintegrators, disintegrators, beating mills, disk mills and other grinders are used to grind solids (P. M. Sidenko. Grinding in the chemical industry. M: Chemistry, 1977. S.149-156, 240, 129).

Недостатком известных устройств является интенсивный нагрев и износ рабочих органов ротора и статора; большой интервал в размерах частиц фракции, полученной после измельчения.A disadvantage of the known devices is the intense heating and wear of the working bodies of the rotor and stator; a large interval in particle sizes of the fraction obtained after grinding.

Из всех известных конструкций измельчителей наиболее близкой является коллоидная мельница горизонтального исполнения, содержащая охлаждаемый корпус, в котором на приводном валу на шпонке свободно установлены перфорированные диски ротора (SU №328933 МКИ В 02 С 7/06, опубл. 09.11.1972, бюл. №7). Между дисками ротора помещены диски статора, имеющие свободное осевое перемещение по шпонкам, расположенным на внутренней поверхности корпуса с диаметрально противоположных сторон. Перфорация на дисках ротора и статора выполнена в виде прямых или кривых радиальных щелей.Of all the known designs of shredders, the closest is a horizontal colloidal mill containing a cooled case in which perforated rotor disks are freely mounted on the drive shaft on a key (SU No. 328933 MKI B 02 C 7/06, published on November 9, 1972, bull. No. 7). Between the rotor disks are placed the stator disks having free axial movement along the dowels located on the inner surface of the housing from diametrically opposite sides. Perforation on the rotor and stator disks is made in the form of straight or curved radial slots.

Известная мельница имеет ряд существенных недостатков, а именно: диски статора установлены в корпусе с технологическим зазором, необходимым для обеспечения свободного осевого перемещения дисков статора. Этот зазор образует круговую щель, через которую проходит большая часть суспензии и не подвергается измельчению. Используется большое число дисков, где каждый диск статора ограничен отдельно двумя дисками ротора. Однако измельчение между наружными поверхностями дисков ротора и внутренней поверхностью корпуса не происходит, так как они имеют гладкие поверхности и установлены с большим зазором. Мельница не может быть использована для тонкого измельчения твердых веществ в сухом состоянии и не может быть использована для измельчения полимерных материалов.The known mill has a number of significant drawbacks, namely: the stator disks are installed in the housing with the technological gap necessary to ensure free axial movement of the stator disks. This gap forms a circular gap through which the bulk of the suspension passes and is not subjected to grinding. A large number of disks are used, where each stator disk is limited separately by two rotor disks. However, grinding between the outer surfaces of the rotor discs and the inner surface of the housing does not occur, since they have smooth surfaces and are installed with a large gap. The mill cannot be used for fine grinding of solids in a dry state and cannot be used for grinding polymer materials.

Изобретение решает задачу повышения эффективности работы дисковой мельницы с учетом повышения производительности измельчения материала, получения более однородного продукта измельчения, расширения наименований материалов для измельчения.The invention solves the problem of increasing the efficiency of the disk mill, taking into account the increase in the performance of grinding material, obtaining a more homogeneous grinding product, expanding the names of materials for grinding.

Технический результат заключается в повышения эффективности работы дисковой мельницы.The technical result is to increase the efficiency of the disk mill.

Для достижения указанного технического результата в дисковой мельнице, содержащей корпус, внутри которого установлены перфорированные диски статора, а на приводном валу установлены перфорированные диски ротора, с возможностью осевого перемещения по шпонке, согласно изобретению, ее корпус жестко связан с дисковым комплектом, в котором диски ротора установлены между дисками статора с зазором, ограниченным толщиной шайб, жестко связанных с дисками статора, при этом на наружных поверхностях дисков ротора и на внутренних поверхностях шайб выполнены впадины в направлении оси вращения дисков, а на торцевых поверхностях дисков ротора и статора по концентрическим окружностям выполнены сквозные отверстия так, что промежутки между отверстиями перекрывают диаметры отверстий, причем установка дисков ротора на приводном валу и дисков статора в дисковом комплекте выполнена как с совмещением отверстий, так и с перекрытием отверстий.To achieve this technical result, in a disk mill containing a housing inside which perforated stator disks are installed, and perforated rotor disks are mounted on the drive shaft, with the possibility of axial movement along the key, according to the invention, its housing is rigidly connected to a disk set in which rotor disks installed between the stator disks with a gap limited by the thickness of the washers rigidly connected to the stator disks, while on the outer surfaces of the rotor disks and on the inner surfaces of the washers cavities are made in the direction of the axis of rotation of the disks, and through holes are made on the end surfaces of the rotor and stator disks along concentric circles so that the gaps between the holes overlap the diameters of the holes, and the installation of the rotor disks on the drive shaft and the stator disks in the disk set is made as with a combination of holes , and with overlapping holes.

Для дополнительного измельчения и получения более однородного продукта дисковый комплект дополнен диском статора, диском ротора и шайбой, причем на дисках статора и ротора выполнены сквозные отверстия так, что диск ротора перекрывает отверстия статора, а диск статора перекрывает отверстия ротора в направлении оси вращения дисков.For additional grinding and obtaining a more homogeneous product, the disk set is supplemented with a stator disk, a rotor disk and a washer, and through holes are made on the stator and rotor disks so that the rotor disk overlaps the stator holes and the stator disk overlaps the rotor holes in the direction of the axis of rotation of the disks.

На приводном валу сверху установлен било-резец с возможностью перемещения по шпонке.A beater cutter is installed on top of the drive shaft with the ability to move along the key.

Диски ротора установлены на приводном валу с возможностью осевого перемещения по шпонке, при этом шпоночные пазы на дисках ротора выполнены так, что позволяют устанавливать диски ротора с совмещением отверстий дисков и с перекрытием отверстий в направлении оси вращения дисков. Зазор между дисками ротора и статора ограничен высотой шайбы. Выполнение на торцовых поверхностях дисков ротора и на торцовых поверхностях дисков статора промежутков между отверстиями больше отверстий позволяет перекрывать диаметры отверстий. Связь дисков статора и шайб между собой посредством штифтов позволяет устанавливать диски статора с совмещением отверстий и с перекрытием отверстий в направлении оси вращения дисков.The rotor disks are mounted on the drive shaft with the possibility of axial movement along the key, while the keyways on the rotor disks are made so that they allow the installation of rotor disks with the alignment of the holes of the disks and with the overlapping of the holes in the direction of the axis of rotation of the disks. The gap between the rotor and stator disks is limited by the height of the washer. The execution on the end surfaces of the rotor disks and on the end surfaces of the stator disks of the spaces between the holes more holes allows you to overlap the diameters of the holes. The interconnection of the stator disks and the washers by means of pins allows the stator disks to be installed with the holes aligned and the holes overlapping in the direction of the axis of rotation of the disks.

Дополнение дискового комплекта дисками ротора и статора позволяет производить дополнительное измельчение и получать более однородный готовый продукт. Зазор между диском ротора и статора составляет 0,05-0,2 мм.The addition of a disk set with rotor and stator disks allows for additional grinding and a more homogeneous finished product. The gap between the rotor disk and the stator is 0.05-0.2 mm.

На фиг.1 изображена дисковая мельница; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - било-резец; на фиг.4-11 - условные развертки дискового комплекта по концентрической окружности для различных случаев совпадения и перекрытия отверстий дисков ротора и статора.Figure 1 shows a disk mill; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 - beater-cutter; figure 4-11 - conventional scan of the disk set in a concentric circle for various cases of coincidence and overlap of the holes of the disks of the rotor and stator.

Дисковая мельница содержит охлаждаемый корпус 1 (фиг.1, 2), внутри которого закреплен дисковый комплект, составленный из дисков статора 2, дисков ротора 3 и шайб 4. Диски ротора 3 установлены между дисками статора 2 с зазором. Зазор между дисками ротора 3 и статора 2 представляет разность между толщиной шайбы 4 и высотой диска статора 3. Зазор зависит от рода материала и от степени его измельчения. На наружной поверхности дисков ротора 3 и на внутренней поверхности шайб 4 выполнены впадины 5 по дуге окружности в направлении оси вращения дисков.The disk mill comprises a cooled case 1 (FIGS. 1, 2), inside of which a disk set is made up of stator disks 2, rotor disks 3 and washers 4. The rotor disks 3 are installed between the stator disks 2 with a gap. The gap between the disks of the rotor 3 and the stator 2 is the difference between the thickness of the washer 4 and the height of the disk of the stator 3. The gap depends on the type of material and on the degree of grinding. On the outer surface of the disks of the rotor 3 and on the inner surface of the washers 4, hollows 5 are made along an arc of a circle in the direction of the axis of rotation of the disks.

На торцовых поверхностях дисков ротора 3 и на торцовых поверхностях дисков статора 2 по концентрическим окружностям с одинаковым шагом совместно выполнены сквозные отверстия 6 так, что промежутки между отверстиями больше диаметров отверстий 6, при этом они перекрывают диаметры отверстий 6.On the end surfaces of the disks of the rotor 3 and on the end surfaces of the disks of the stator 2 along concentric circles with the same pitch, through holes 6 are jointly made so that the gaps between the holes are larger than the diameters of the holes 6, while they overlap the diameters of the holes 6.

Все диски статора 2 и все шайбы 4 связаны между собой посредством штифтов 7 так, что обеспечивают установку дисков статора 2 в дисковом комплекте с совмещением и с перекрытием отверстий 6 в направлении оси вращения дисков 2 и 3.All disks of the stator 2 and all washers 4 are interconnected by means of pins 7 so that they provide the installation of disks of the stator 2 in the disk set with alignment and overlapping of the holes 6 in the direction of the axis of rotation of the disks 2 and 3.

Диски ротора 3 установлены на приводном валу 8 с возможностью осевого перемещения по шпонке 9, при этом шпоночные пазы на дисках ротора 3 выполнены так, что позволяют устанавливать диски ротора 3 с совмещением и с перекрытием отверстий 6 в направлении оси вращения дисков 2 и 3.The disks of the rotor 3 are mounted on the drive shaft 8 with the possibility of axial movement along the key 9, while the keyways on the disks of the rotor 3 are made so that they allow the installation of the disks of the rotor 3 with the alignment and overlapping of the holes 6 in the direction of the axis of rotation of the disks 2 and 3.

Для дополнительного измельчения и получения более однородного продукта измельчения дисковый комплект дополнен диском ротора 10, диском статора 11 и шайбой 4. На наружной поверхности диска ротора 10 и на внутренней поверхности шайбы 4 также выполнены впадины 5. На периферии диска статора 11 по окружности выполнены сквозные отверстия 12, в направлении оси вращения диска, (фиг.2) для выгрузки готового продукта. Эти отверстия перекрыты диском ротора 10, на котором в центральной части диска по концентрическим окружностям выполнены сквозные отверстия 13 в направлении оси вращения диска, перекрытые диском статора 11. Зазор между диском ротора 10 и диском статора 11 составляет 0,05-0,2 мм. На приводном валу 8 (фиг.1) снизу установлена крыльчатка 14 для выгрузки измельченного продукта. Сверху на приводном валу установлен било-резец 15 с возможностью осевого перемещения по шпонке 9.For additional grinding and obtaining a more homogeneous grinding product, the disk set is supplemented with a rotor disk 10, a stator disk 11 and a washer 4. On the outer surface of the rotor disk 10 and on the inner surface of the washer 4 there are also hollows 5. Through holes are made around the circumference of the stator disk 11 12, in the direction of the axis of rotation of the disk, (FIG. 2) for unloading the finished product. These holes are blocked by the rotor disk 10, on which through holes 13 are made in concentric circles in the central part of the disk in the direction of the axis of rotation of the disk, overlapped by the stator disk 11. The gap between the rotor disk 10 and the stator disk 11 is 0.05-0.2 mm. On the drive shaft 8 (Fig. 1), an impeller 14 is installed from below for unloading the crushed product. A beater-cutter 15 is mounted on top of the drive shaft with the possibility of axial movement along the key 9.

Для подачи материала в дисковую мельницу служит штуцер 16. Для выгрузки материала в накопитель или циклон (на фиг.1 не показаны) служит штуцер 17.To supply material to the disk mill, the nozzle 16. To unload the material into the drive or cyclone (not shown in figure 1) is the nozzle 17.

В процессе вращения дисков ротора 3 все отверстия дисков статора 2 периодически открываются и закрываются. За один оборот приводного вала 8 количество таких периодов равно количеству отверстий 6 на концентрических окружностях диска ротора 3 или статора 2. На фиг.4-11 показан один период, где а - отверстия дисков открыты; б - отверстия дисков закрыты:In the process of rotation of the disks of the rotor 3, all openings of the disks of the stator 2 periodically open and close. For one revolution of the drive shaft 8, the number of such periods is equal to the number of holes 6 on the concentric circles of the disk of the rotor 3 or stator 2. Figure 4-11 shows one period where a - the holes of the disks are open; b - disc openings are closed:

а) на фиг.4 - для дисков статора и ротора, когда их отверстия совпадают;a) in figure 4 - for the disks of the stator and rotor, when their holes coincide;

б) на фиг.5-7 - когда отверстия одного диска статора перекрыты, а отверстия дисков ротора совпадают;b) in FIGS. 5-7, when the openings of one stator disk are closed and the openings of the rotor disks coincide;

в) на фиг.8 - когда отверстия дисков статора совпадают, а отверстия дисков ротора перекрыты;c) in Fig. 8, when the openings of the stator disks coincide, and the openings of the rotor disks are closed;

г) на фиг.9-11 - когда отверстия одного диска статора перекрыты и отверстия дисков ротора перекрыты.g) in Fig.9-11 - when the holes of one stator disk are closed and the holes of the rotor disks are closed.

Дисковая мельница работает следующим образом. Во время работы материал из штуцера 16 подается на торцовую поверхность дискового комплекта (на диск статора 2). Крупные частицы материала подвергаются измельчению режущими кромками шайбы 4 и била-резца 15.Disk mill operates as follows. During operation, material from the nozzle 16 is fed to the end surface of the disk set (to the stator disk 2). Large particles of material are subjected to grinding by the cutting edges of the washer 4 and the saw-cutter 15.

В период, когда отверстия диска статора 2 совпадают с отверстиями ниже расположенных дисков (фиг.4а-11а), материал через отверстия 6 диска статора 2 заполняет все отверстия нижних дисков, а затем на острых кромках отверстий подвергается интенсивному срезу, скалывания и истиранию, когда окна дисков перекрываются (фиг.4б-11б).At a time when the openings of the stator disk 2 coincide with the openings below the located disks (Figs. 4a-11a), the material through the openings 6 of the stator disk 2 fills all the openings of the lower disks, and then undergoes intensive cutting, chipping, and abrasion on the sharp edges of the holes when the windows of the disks overlap (figb-11b).

Далее материал перемещается от центра дисков к периферии дисков за счет центробежной силы и силы инерции, где подвергается измельчению в отверстиях 6 дисков 2, 3 и истиранию в стесненном пространстве между дисками статора 2.Further, the material moves from the center of the disks to the periphery of the disks due to centrifugal and inertial forces, where it is subjected to grinding in the holes 6 of the disks 2, 3 and abrasion in the cramped space between the disks of the stator 2.

Интенсивный этап измельчения, в дисковом комплекте, осуществляется за счет колебательного движения измельчаемых частиц между выступами и впадинами 5, выполненных на дисках ротора 3 и шайбах 4. При частоте вращения приводного вала 8 около 16000 об/мин колебания частиц близки к ультразвуковым (20 кГц).The intensive grinding stage, in the disk set, is carried out due to the oscillatory movement of the crushed particles between the protrusions and depressions 5, made on the rotor disks 3 and washers 4. When the drive shaft has a rotation frequency of 8 about 16000 rpm, the particle vibrations are close to ultrasonic (20 kHz) .

Затем материал через отверстия 13 поступает в зазор между дисками ротора 10 и статора 11 и под действием центробежных сил и сил инерции перемещается от центра диска статора 11 до отверстий 12, из которых вытесняется и крыльчаткой 14 выгружается через штуцер 17 в накопитель или циклон. Здесь материал подвергается дополнительному истиранию и получению более однородного продукта измельчения.Then the material through the holes 13 enters the gap between the disks of the rotor 10 and the stator 11 and, under the action of centrifugal and inertial forces, moves from the center of the stator disk 11 to the holes 12, from which it is forced out and the impeller 14 is unloaded through the nozzle 17 into the storage ring or cyclone. Here, the material undergoes additional abrasion and a more uniform grinding product.

Применение заявляемого решения позволит производить интенсивное измельчение многих различных материалов.The application of the proposed solution will allow intensive grinding of many different materials.

Claims

1. A disk mill comprising a housing inside which perforated stator disks are installed, and perforated rotor disks with axial displacement along the key are installed on the drive shaft, characterized in that its casing is rigidly connected to a disk set in which rotor disks are installed between the stator disks with a gap limited by the thickness of the washers rigidly connected with the disks of the stator, while on the outer surfaces of the rotor disks and on the inner surfaces of the washers, depressions are made in the direction of the axis of rotation of the disks and through holes are made on the end surfaces of the rotor and stator disks along concentric circles so that the gaps between the holes overlap the diameters of the holes, and the installation of the rotor disks on the drive shaft and the installation of the stator disks in the disk set are made both with the alignment of the holes and with the overlapping of the holes .

2. The disk mill according to claim 1, characterized in that it further comprises a stator disk, a rotor disk and a washer, and through holes are made on the stator and rotor disks so that the rotor disk overlaps the stator holes and the stator disk overlaps the rotor holes in the direction axis of rotation of the discs.

3. The disk mill according to claim 1 or 2, characterized in that a beater cutter is installed on the drive shaft with the ability to move along the key.