RU2396119C1

RU2396119C1 - Disk mill

Info

Publication number: RU2396119C1
Application number: RU2009121915/03A
Authority: RU
Inventors: Виктор Васильевич Труфанов (RU); Виктор Васильевич Труфанов; Александр Петрович Барбицкий (RU); Александр Петрович Барбицкий; Михаил Николаевич Яровой (RU); Михаил Николаевич Яровой; Анна Викторовна Алныкина (RU); Анна Викторовна Алныкина
Priority date: 2009-06-08
Filing date: 2009-06-08
Publication date: 2010-08-10

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: invention refers to devices for grinding materials and in particular for grinding grain. The mill comprises a body with the loading bunker, two rotating disks are installed inside the body mounted in cantilever fashion on the drive shafts with the ability to move through the slots, and the fluctuating tool body placed between them established with the ability to change the eccentricity with regard to the disks. Grinding surface of each disc and the fluctuating tool body consists of inner, middle and outer zones with flute, middle and outer zones are made in one plane parallel to diametrical axes of the disks, and an inner zone is in a plane at an angle to them. Both disks that have the opposite direction of rotation are mounted inside the body symmetrically with respect to each other and grooved grinding surface of the fluctuating tool body, at that conical holes are made between the flutes of the discs on the area of the middle and outer zones, their axes are perpendicular to the radius of the disk and are deflected from the grinding surface of the disk on the friction angle in the direction opposite to the direction of the disk rotation. The fluctuating tool body, made in the form of a plate, is connected to the body with balancing springs and has symmetrically placed grooved grinding surfaces on the opposite sidewalls of the plate opposite the grooved grinding surface of rotating disks and is equipped with the loading channels connecting the loading hopper with the inner zones of the grooved grinding surface on each side of the fluctuating plate.

EFFECT: invention enables to increase productivity of the mill and reduce energy consumption.

4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для измельчения материалов и, в частности, для измельчения зерна.The invention relates to a device for grinding materials and, in particular, for grinding grain.

Известна дисковая мельница (патент Российской Федерации № 2077130, В02С 7/10, опубл. от 10.04.97, Бюл. № 10), содержащая корпус с загрузочным и выгрузным отверстиями, снабженная бункером, внутри корпуса эксцентрично относительно друг друга установлены ведущий диск, консольно закрепленный на приводном валу и выполненный с центральным отверстием для загрузки измельчаемого продукта в междисковое пространство, и размещенный на валу, закрепленном на корпусе, пассивный диск, установленный с возможностью свободного вращения, мелющая поверхность каждого диска состоит из внутреннего, среднего и внешнего поясов с рифлями, при этом пассивный диск смонтирован с возможностью изменения эксцентриситета относительно ведущего диска.A known disk mill (patent of the Russian Federation No. 2077130, V02C 7/10, publ. From 10.04.97, Bull. No. 10), containing a housing with loading and unloading holes, equipped with a hopper, a drive disk is mounted eccentrically relative to each other, cantilever mounted on the drive shaft and made with a Central hole for loading the crushed product into the interdisc space, and placed on the shaft mounted on the housing, a passive disk mounted with the possibility of free rotation, grinding surface of each action consists of an inner, middle and outer zone with riffles, the passive drive is mounted with a possibility of changing the relative eccentricity of the drive disk.

Недостатком приведенной конструкции дисковой мельницы является малая производительность из-за того, что в процессе измельчения участвует площадь рифленой поверхности только одной стороны пассивного диска. Кроме того, поступление измельчаемого продукта в мелющую зону осуществляется через отверстие в ведущем диске, в результате этого при повышении частоты вращения ведущего диска стенки отверстий начинают отсекать продукт, снижая его количество, поступающего в мелющую зону.The disadvantage of the above design of the disk mill is its low productivity due to the fact that the area of the corrugated surface of only one side of the passive disk is involved in the grinding process. In addition, the input of the crushed product into the grinding zone is carried out through the hole in the drive disk, as a result of this, when the speed of the drive drive increases, the walls of the holes begin to cut off the product, reducing its quantity entering the grinding zone.

Известна дисковая мельница для измельчения сельскохозяйственных продуктов на комбикорма (патент СССР № 1349777, В02С 7/06, 7/18 от 07.11.87. Бюл. № 41), содержащая опорную раму, корпус с расположенным в его нижней части патрубком для удаления измельченного продукта и с выполненными соосно в его боковых стенах загрузочными отверстиями, сопряженными с загрузочными патрубками, в которых смонтированы шнеки для подачи материала в рабочие камеры, образованные вертикально установленными в корпусе соосно со шнеками двумя коническими дисками с центральными отверстиями и с радиальными рифлями зубчатой формы на их рабочей поверхности, между которыми выполнены отверстия.Known disk mill for grinding agricultural products on compound feeds (USSR patent No. 1349777, V02C 7/06, 7/18 of 11/07/87. Bull. No. 41), containing a support frame, a housing with a pipe located in its lower part to remove the crushed product and with loading openings made coaxially in its side walls, interfaced with loading nozzles, in which screws are mounted for feeding material into the working chambers, formed by two conical disks with central screws vertically mounted in the housing coaxially with the screws tverstiyami riffles and with radial toothed shape on their working surface, between which openings.

Конические диски снабжены механизмом осевого перемещения в виде подпружиненных полых ходовых винтов с гайкой штурвалом. Между коническими дисками вращается плоский диск с рифлями зубчатой формы и по периферии снабженный цилиндрической ограничительной обечайкой. Для удаления измельченного продукта мельница снабжена цилиндрическими ободами с наружными лопатками (прототип).The conical disks are equipped with an axial movement mechanism in the form of spring-loaded hollow spindles with a helm nut. Between the conical disks a flat disk rotates with serrated corrugations and equipped on the periphery with a cylindrical bounding shell. To remove the crushed product, the mill is equipped with cylindrical rims with outer blades (prototype).

Недостатком данной дисковой мельницы является ее малая производительность и высокий расход энергии. Низкая производительность из-за того, что в процессе измельчения участвует малая площадь рифленой поверхности дисков. Действительно, коническая и плоская поверхности не могут соприкасаться по всей площади, поэтому измельчение будет наблюдаться только на наибольшем радиусе плоского вращающегося диска и конических неподвижных дисков. Именно здесь будет происходить и сепарирование проходовых частиц через отверстия конических дисков. В остальном объеме рабочей камеры измельчение будет малоэффективным, здесь будет мало образовываться проходовых частиц, и соответственно ситовая поверхность конических дисков в этом месте «работать» не будет. Снижение производительности происходит также из-за того, что выход частиц из рабочей камеры происходит через отверстия неподвижных конических дисков, где не действуют центробежные силы. Кроме того, в данной конструкции трудно передать энергию измельчаемому продукту, т.к. только один диск вращается, а два других неподвижны, и их невозможно установить эксцентрично относительно друг друга. А именно при эксцентричном расположении подвижного и неподвижного дисков улучшается процесс измельчения и снижается удельный расход энергии.The disadvantage of this disk mill is its low productivity and high energy consumption. Low productivity due to the fact that the grinding process involves a small area of the corrugated surface of the disks. Indeed, the conical and flat surfaces cannot be in contact over the entire area; therefore, grinding will be observed only at the largest radius of the flat rotating disk and conical fixed disks. It is here that the separation of passage particles through the openings of the conical disks will take place. In the remaining volume of the working chamber, grinding will be ineffective, there will be little passage particles formed, and accordingly, the sieve surface of the conical disks in this place will not “work”. The decrease in productivity also occurs due to the fact that the exit of particles from the working chamber occurs through the holes of the stationary conical disks, where centrifugal forces do not act. In addition, in this design it is difficult to transfer energy to the crushed product, because only one disk rotates, while the other two are stationary, and it is impossible to install them eccentrically relative to each other. Namely, with the eccentric arrangement of the movable and fixed disks, the grinding process improves and the specific energy consumption is reduced.

Следовательно, в известном устройстве не полностью используются возможности рифленой поверхности вращающегося и неподвижных дисков, что снижает производительность мельницы и повышает удельный расход энергии.Therefore, in the known device, the possibilities of the corrugated surface of the rotating and fixed disks are not fully used, which reduces the productivity of the mill and increases the specific energy consumption.

Предлагаемое устройство позволяет устранить приведенные выше недостатки и получить более высокую производительность и снизить удельный расход энергии за счет изменения компоновки измельчающих рабочих органов вращающихся и неподвижного дисков, приводящего к увеличению площади рифленой поверхности, участвующей в процессе измельчения, а также улучшения условия выхода измельченного продукта из мелющей зоны.The proposed device allows to eliminate the above disadvantages and to obtain higher productivity and reduce specific energy consumption by changing the layout of the grinding working bodies of the rotating and stationary disks, leading to an increase in the area of the corrugated surface involved in the grinding process, as well as improving the conditions for the output of the crushed product from the grinding zones.

Указанный технический результат достигается тем, что в дисковой мельнице, содержащей корпус с загрузочным бункером, внутри корпуса установлены вращающиеся диски, консольно закрепленные на приводных валах с возможностью перемещения по шлицам, и размещенный между ними колеблющийся рабочий орган, установленный с возможностью изменения эксцентриситета относительно вращающихся дисков, мелющая поверхность каждого диска и колеблющегося рабочего органа состоит из внутреннего, среднего и внешнего поясов с рифлями, средний и внешний пояса выполнены в одной плоскости, параллельной диаметральным осям диска, а внутренний пояс - в плоскости под углом к ним, отличающейся тем, что оба вращающихся диска, имеющие противоположное направление вращения, установлены внутри корпуса симметрично относительно друг друга и рифленой мелющей поверхности колеблющегося рабочего органа, при этом между рифлями вращающихся дисков на площади среднего и внешнего поясов выполнены конусные отверстия, оси которых перпендикулярны радиусу диска и отклонены от мелющей поверхности диска на угол трения в сторону, противоположную направлению вращения диска, а колеблющийся рабочий орган, выполненный в виде пластины, соединен с корпусом амортизирующими пружинами и имеет симметрично расположенные рифленые мелющие поверхности на противоположных боковинах пластины напротив рифленой мелющей поверхности вращающихся дисков и снабжен загрузочными каналами, соединяющими загрузочный бункер с внутренними поясами рифленой мелющей поверхности на каждой стороне колеблющегося диска.The specified technical result is achieved by the fact that in a disk mill containing a housing with a loading hopper, rotating disks are mounted inside the housing, cantileverly mounted on the drive shafts with the ability to move along the splines, and an oscillating working element placed between them, installed with the possibility of changing the eccentricity relative to the rotating disks , the grinding surface of each disk and the oscillating working body consists of an inner, middle and outer belt with grooves, the middle and outer belt you are filled in one plane parallel to the diametrical axes of the disk, and the inner belt is in a plane at an angle to them, characterized in that both rotating disks having the opposite direction of rotation are mounted symmetrically relative to each other and to the corrugated grinding surface of the oscillating working body, when between the flutes of the rotating disks in the area of the middle and outer zones, conical holes are made, the axes of which are perpendicular to the radius of the disk and deviated from the grinding surface of the disk by an angle of friction of the side opposite to the direction of rotation of the disk, and the oscillating working body, made in the form of a plate, is connected to the housing by shock absorbing springs and has symmetrically grooved grinding surfaces on opposite sides of the plate opposite the grooved grinding surface of the rotating disks and is equipped with loading channels connecting the loading hopper to the inner belts a corrugated grinding surface on each side of the oscillating disk.

Так как колеблющийся рабочий орган имеет рифленую мелющую поверхность с обеих сторон и они контактируют с рифленой мелющей поверхностью вращающихся дисков по всей площади, то общая площадь мелющей поверхности у предлагаемой конструкции значительно больше, чем у прототипа. Следовательно, при всех прочих равных условиях производительность предлагаемой конструкции будет выше, а удельная металлоемкость ниже.Since the oscillating working body has a corrugated grinding surface on both sides and they are in contact with the corrugated grinding surface of the rotating discs over the entire area, the total area of the grinding surface of the proposed design is much larger than that of the prototype. Therefore, ceteris paribus, the performance of the proposed design will be higher, and the specific metal consumption is lower.

Выполнение рифленых мелющих поверхностей симметрично на противоположных сторонах колеблющегося рабочего органа и установка ведущих дисков внутри корпуса симметрично относительно друг друга и относительно рифленой мелющей поверхности колеблющегося рабочего органа позволяет осуществлять процесс измельчения на одинаковых площадях мелющих поверхностей, расположенных также симметрично на противоположных сторонах колеблющегося рабочего органа. Это приводит к взаимному уничтожению сил, действующих на колеблющийся рабочий орган и соответственно на корпус мельницы.The implementation of the corrugated grinding surfaces symmetrically on opposite sides of the oscillating working body and the installation of the drive discs inside the housing are symmetrical with respect to each other and with respect to the corrugated grinding surface of the oscillating working body, the grinding process can be performed on the same areas of grinding surfaces located also symmetrically on opposite sides of the oscillating working body. This leads to the mutual annihilation of forces acting on the oscillating working body and, accordingly, on the mill body.

Противоположное направление вращения мелющих дисков позволяет увеличить путь перемещения колеблющегося рабочего органа за счет изменения пульсирующей нагрузки, имеющей место в измельчающих устройствах. В результате такого взаимодействия мелющих поверхностей колеблющегося рабочего органа и вращающегося диска улучшится продвижение продукта по загрузочным каналам и увеличится доля наименее энергоемкого процесса измельчения - скалывания, что в конечном итоге приведет к увеличению производительности и снижению энергоемкости процесса.The opposite direction of rotation of the grinding discs allows you to increase the path of movement of the oscillating working body due to changes in the pulsating load that occurs in the grinding devices. As a result of such an interaction of the grinding surfaces of the oscillating working body and the rotating disk, the product advancement along the loading channels will improve and the proportion of the least energy-intensive grinding-chipping process will increase, which will ultimately lead to an increase in productivity and a decrease in the energy consumption of the process.

Выполнение между рифлями вращающихся дисков на площади среднего и внешнего поясов конусных отверстий, оси которых перпендикулярны радиусу диска и отклоненных от мелющей поверхности диска на угол трения в сторону, противоположную направлению вращения диска, позволяет увеличить производительность мельницы за счет улучшения условий выхода измельченного продукта из мелющей зоны и одновременного увеличения скорости прохождения частиц по толщине диска в сторону постоянно увеличивающегося диаметра отверстия конуса под действием центробежных сил.The implementation of between the flutes of the rotating disks in the area of the middle and outer zones of the conical holes, the axes of which are perpendicular to the radius of the disk and deviated from the grinding surface of the disk by an angle of friction in the direction opposite to the direction of rotation of the disk, allows to increase the mill productivity by improving the conditions for the output of the crushed product from the grinding zone and at the same time increasing the speed of passage of particles through the thickness of the disk in the direction of the ever-increasing diameter of the hole of the cone under the action of a centrob human powers.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами. На фиг.1 показан общий вид дисковой мельницы; на фиг.2 показан вид А фиг.1; на фиг.3 показан разрез ББ фиг.1; на фиг.4 показан разрез ВВ фиг.3.The proposed device is illustrated by drawings. Figure 1 shows a General view of a disk mill; figure 2 shows a view a of figure 1; figure 3 shows a section of the BB of figure 1; figure 4 shows a section BB of figure 3.

Дисковая мельница включает в себя корпус 1, на котором установлен бункер 2, соединенный двумя трубопроводами 3 и 4 через резиновые гофры 5 с загрузочными каналами 6 и 7, выполненными в корпусе колеблющегося рабочего органа 8. Колеблющийся рабочий орган 8 представляет собой пластину, закрепленную в корпусе 1 с помощью пружин 9, имеющую на своих боковинах симметрично расположенные рифленые мелющие поверхности 10 и 11, аналогичные рифленой поверхности вращающихся дисков 12 и 13.The disk mill includes a housing 1, on which a hopper 2 is mounted, connected by two pipelines 3 and 4 through rubber corrugations 5 with loading channels 6 and 7, made in the housing of the oscillating working body 8. Oscillating working body 8 is a plate mounted in the housing 1 by means of springs 9, having symmetrically located corrugated grinding surfaces 10 and 11 on their sides, similar to the corrugated surface of rotating disks 12 and 13.

Вращающиеся диски 12 и 13 размещены внутри корпуса 1 и закреплены на щлицах консольно на приводных валах 14 и 15, что позволяет им перемещаться в продольном направлении за счет пружинных механизмов 16 и 17, которые регулируют зазор между рифлеными мелющими поверхностями вращающихся дисков 12 и 13 и рифлеными мелющими поверхностями 10 и 11 колеблющегося рабочего органа, в зависимости от требуемого качества получаемого продукта. Колеблющийся рабочий орган 8 смонтирован с возможностью изменения эксцентриситета между рифлеными мелющими поверхностями 10 и 11 колеблющегося рабочего органа и рифлеными мелющими поверхностями вращающихся дисков 12 и 13 с помощью механизма 21.The rotating disks 12 and 13 are placed inside the housing 1 and mounted on the slots cantilever on the drive shafts 14 and 15, which allows them to move in the longitudinal direction due to spring mechanisms 16 and 17, which regulate the gap between the grooved grinding surfaces of the rotating disks 12 and 13 and the corrugated grinding surfaces 10 and 11 of the oscillating working body, depending on the required quality of the resulting product. The oscillating working body 8 is mounted with the possibility of changing the eccentricity between the corrugated grinding surfaces 10 and 11 of the oscillating working body and the corrugated grinding surfaces of the rotating disks 12 and 13 using the mechanism 21.

Рифленая мелющая поверхность вращающихся дисков и боковин колеблющегося рабочего органа состоит из внутреннего 18, среднего 19 и внешнего 20 поясов с рифлями, средний 19 и внешний 20 пояса выполнены в одной плоскости, параллельной диаметральным осям, а внутренний пояс 18 - в плоскости под углом к ним. Между рифлями среднего 19 и внешнего 20 мелющих поясов вращающихся дисков выполнены по кругу конусные отверстия 22 с постоянно возрастающим диаметром по мере удаления от мелющей поверхности. Оси отверстий перпендикулярны радиусу диска и отклонены от мелющей поверхности диска на угол трения в сторону, противоположную направлению вращения диска.The corrugated grinding surface of the rotating disks and sides of the oscillating working body consists of an inner 18, middle 19 and outer 20 belts with flutes, the middle 19 and outer 20 belts are made in one plane parallel to the diametrical axes, and the inner belt 18 is in a plane at an angle to them . Between the flutes of the middle 19 and the outer 20 grinding belts of the rotating disks, conical openings 22 are made in a circle with a constantly increasing diameter as they move away from the grinding surface. The axis of the holes is perpendicular to the radius of the disk and deviated from the grinding surface of the disk by the angle of friction in the direction opposite to the direction of rotation of the disk.

Дисковая мельница работает следующим образом.Disk mill operates as follows.

Зерновой продукт из бункера 2 по трубопроводам 3 и 4, сечение которых можно регулировать заслонками, поступает в загрузочные каналы 6 и 7. По одному каналу продукт поступает в мелющий дворик, образованный внутренними поясами 18 рифленой мелющей поверхности вращающегося диска и колеблющегося рабочего органа, а по второму каналу в аналогичный мелющий дворик, только с противоположной стороны колеблющегося рабочего органа. Продукт, поступивший в мелющий дворик, захватывается рифлями внутреннего пояса 18 и увлекается во вращательное движение. Под действием центробежных сил, а также давления, создаваемого вновь поступающим продуктом, предварительно измельченное зерно поступает в средний пояс 19, где измельчается рифлями, совершающими вращательные и одновременно возвратно-поступательные движения относительно друг друга за счет пружин 9. В результате такого взаимодействия рифленых мелющих поверхностей 10 и 12, а также 11 и 13, во-первых, улучшается продвижение продукта по загрузочным каналам 6 и 7 и, во-вторых, увеличивается количество проходовых частиц за счет наименее энергоемкого процесса измельчения - скалывания, имеющего место при возвратно-поступательном движении рифленой поверхности. Окончательное измельчение осуществляется рифлями внешнего 20 пояса. Выход готового продукта осуществляется как через зазор между мелющими поверхностями 10 и 12, 11 и 13, так и через конусные отверстия 22, выполненные между рифлями вращающихся дисков 12 и 13 на площади среднего 19 и внешнего 20 поясов.The grain product from the hopper 2 through pipelines 3 and 4, the cross section of which can be adjusted by dampers, enters the feed channels 6 and 7. Through one channel, the product enters the grinding yard, formed by the inner belts 18 of the corrugated grinding surface of the rotating disk and the oscillating working body, and the second channel into a similar grinding courtyard, only on the opposite side of the oscillating working body. The product entering the grinding courtyard is captured by the corrugations of the inner belt 18 and carried away in a rotational movement. Under the action of centrifugal forces, as well as the pressure created by the newly incoming product, the pre-crushed grain enters the middle belt 19, where it is crushed by corrugations that perform rotational and simultaneously reciprocating movements relative to each other due to the springs 9. As a result of this interaction of the corrugated grinding surfaces 10 and 12, as well as 11 and 13, firstly, the promotion of the product along the loading channels 6 and 7 is improved and, secondly, the number of passage particles is increased due to the least energy-intensive Processes grinding - chipping which occurs during the reciprocating motion of a grooved surface. The final grinding is carried out by corrugations of the outer 20 belt. The output of the finished product is carried out both through the gap between the grinding surfaces 10 and 12, 11 and 13, and through the conical holes 22 made between the flutes of the rotating disks 12 and 13 on the area of the middle 19 and the outer 20 zones.

Claims

A disk mill comprising a case with a loading hopper, inside the case there are rotating disks mounted cantileverly mounted on drive shafts with the ability to move along the splines, and an oscillating working element placed between them, installed with the possibility of changing the eccentricity relative to the rotating disks, the grinding surface of each disk and the oscillating working The body consists of inner, middle and outer belts with flutes, the middle and outer belts are made in one plane parallel to the diametrical disc, and the inner belt is in a plane at an angle to them, characterized in that the discs are made with the possibility of the opposite direction of rotation, are installed inside the housing symmetrically relative to each other and the corrugated grinding surface of the oscillating working body, while between the flutes of the discs in the middle and the outer belts are made of conical holes, the axes of which are perpendicular to the radius of the disk and deviated from the grinding surface by the angle of friction in the direction opposite to the direction of rotation of the disk, and the oscillating rking body made of a plate and connected to the housing and has a shock absorbing springs symmetrically disposed grooved grinding surface on opposite sidewalls of the plate opposite the grooved grinding surface of the rotating disks and provided with the feed channel connecting the hopper with the internal surface of the grinding belts ribbed on each side of the vibrating plate.