RU2625488C1

RU2625488C1 - Disintegrator

Info

Publication number: RU2625488C1
Application number: RU2016147760A
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Семикопенко; Александр Сергеевич Юрченко; Андрей Игоревич Пугин; Денис Александрович Беляев
Priority date: 2016-12-06
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2017-07-14

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: disintegrator comprises a cylindrical casing 1 with axial 3 loading and tangential 2 unloading branch pipes. In the housing 1 to counter-rotating upper 4 and lower horizontal discs 7 rigidly attached thereto in concentric circles row of impact elements 5, 6 and 9 are arranged. Each series of impact elements is located between rows of impact elements of the opposite drive. The distances between the impact elements are reduced from the center to the periphery of the discs 4 and 7. Disks 4 and 7 are made of different diameters. Symmetrically placed vertical supports 11 are rigidly attached to the end of the largest 4 disc, which accommodates the penultimate row of the impact elements 6 of the grinding chamber. Conical rings 12 with radial ribs on the upper and lower surface are rigidly fixed over their entire height to the outer surface of the outer row of the impact elements 9 and to the inner surface of the vertical supports 11. Height of the radial ribs (2-10) d_max, where d_max is the maximum particle size of the finished product. The conical rings 12 of the upper 4 and lower 7 discs are arranged vertically one-by-one. Tilt angle α of each conical ring 12 generator exceeds the angle of the natural slope of the material. In the overlapping area of adjacent conical rings, all radial ribs have a geared profile. The geared profile peaks correspond to the cavities of adjacent conical rings with a technological gap. The height of the vertical supports 11 exceeds the height of the impact elements 9.

EFFECT: higher efficiency of grinding and productivity of the finished class of grinded material.

5 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для измельчения различных материалов и может быть использовано при производстве строительных материалов, а также в других отраслях промышленности.The invention relates to devices for grinding various materials and can be used in the production of building materials, as well as in other industries.

Известна конструкция дезинтегратора, содержащего цилиндрический корпус, внутри которого расположены два вращающихся в противоположных направлениях ротора в виде дисков с ударными элементами в виде лопаток и повернутых под углом в смежных концентрических рядах (Авторское свидетельство СССР на изобретение №1572694, B02C 13/22, 1990).A known design of a disintegrator containing a cylindrical body, inside of which are two rotors rotating in opposite directions in the form of disks with impact elements in the form of blades and rotated at an angle in adjacent concentric rows (USSR Author's Certificate for the Invention No. 1572694, B02C 13/22, 1990) .

Известен также дезинтегратор, последний ряд ударных элементов которого выполнен в виде пальцев. Выходной патрубок расположен тангенциально к корпусу дезинтегратора (Авторское свидетельство СССР на изобретение №908383, B02C 13/22, 1979).A disintegrator is also known, the last row of shock elements of which is made in the form of fingers. The outlet pipe is located tangentially to the cage of the disintegrator (USSR Copyright Certificate for the Invention No. 908383, B02C 13/22, 1979).

Недостатками известных конструкций является низкая эффективность процесса измельчения и низкая тонкость помола.The disadvantages of the known designs is the low efficiency of the grinding process and low fineness of grinding.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является дезинтегратор (Патент РФ на изобретение №2353431, B02C 13/22, 2007), содержащий цилиндрический корпус с осевым загрузочным и тангенциальным разгрузочным устройствами (патрубками) и с размещенными в корпусе с возможностью встречного вращения верхним и нижним горизонтальными дисками с жестко закрепленными на них рядами ударных элементов, каждый из которых расположен между рядами ударных элементов противолежащего диска, образуя с внутренней поверхностью корпуса камеру помола, ряды ударных элементов расположены по концентрическим окружностям, а осевые зазоры между рядами ударных элементов в поперечном сечении камеры помола равнопеременно изменяются по длине окружности и имеют максимальное и минимальное значение через каждые 180°, причем поперечное сечение ударного элемента при минимальном осевом зазоре между рядами является прямоугольником или близко к прямоугольнику со сторонами b и h, где h=1,1…1,2b, а поперечное сечение ударного элемента при максимальном осевом зазоре между рядами является квадратом или близко к квадрату со стороной b, при этом расстояния между ударными элементами в каждом ряду равны между собой и уменьшаются от центра камеры помола к периферии дисков.The closest technical solution to the proposed one is a disintegrator (RF Patent for the invention No. 2353431, B02C 13/22, 2007) containing a cylindrical body with axial loading and tangential unloading devices (nozzles) and with upper and lower horizontal housings placed in the housing with the possibility of counter rotation disks with rows of percussion elements rigidly fixed on them, each of which is located between the rows of percussion elements of the opposite disk, forming a grinding chamber with the inner surface of the body, rows of beats The arched elements are arranged in concentric circles, and the axial gaps between the rows of percussion elements in the cross section of the grinding chamber vary equally along the circumference and have a maximum and minimum value every 180 °, and the cross section of the percussion element with a minimum axial clearance between the rows is a rectangle or close to a rectangle with sides b and h, where h = 1,1 ... 1,2b, and the cross section of the impact element with a maximum axial clearance between the rows is a square or close to square fight side b, while the distance between the impact elements in each row are equal to each other and grinding chamber decreases from the center to the periphery of the discs.

С существенными признаками заявленного изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: цилиндрический корпус с осевым загрузочным и тангенциальным разгрузочным патрубками и с размещенными в корпусе с возможностью встречного вращения верхним и нижним горизонтальными дисками с жестко закрепленными на них по концентрическим окружностям рядами ударных элементов, каждый из которых расположен между рядами ударных элементов противолежащего диска, расстояния между ударными элементами уменьшаются от центра камеры помола к периферии дисков.The following features of the prototype coincide with the essential features of the claimed invention: a cylindrical body with axial loading and tangential unloading nozzles and with upper and lower horizontal disks placed in the body with the possibility of counter rotation with rows of percussion elements rigidly fixed to them along concentric circles, each of which is located between the rows of shock elements of the opposite disk, the distance between the shock elements decreases from the center of the camera and the periphery of the discs.

Однако данное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с недостаточным количеством соударений частиц и незначительными истирающими и раздавливающими нагрузками на измельчаемый материал в периферийной части камеры помола.However, this device is characterized by low efficiency of the grinding process. This is due to the insufficient number of particle collisions and insignificant abrasion and crushing loads on the crushed material in the peripheral part of the grinding chamber.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет увеличения количества соударений частиц и увеличения истирающих и раздавливающих нагрузок на измельчаемый материал в периферийной части камеры помола.The invention is aimed at improving the efficiency of the grinding process by increasing the number of particle collisions and increasing abrasion and crushing loads on the crushed material in the peripheral part of the grinding chamber.

Это достигается тем, что дезинтегратор содержит цилиндрический корпус с осевым загрузочным и тангенциальным разгрузочным патрубками. В корпусе размещены с возможностью встречного вращения верхний и нижний горизонтальные диски с жестко закрепленными на них по концентрическим окружностям рядами ударных элементов, каждый из которых расположен между рядами ударных элементов противолежащего диска. Расстояния между ударными элементами уменьшаются от центра к периферии дисков. В предложенном решении диски выполнены разных диаметров. К торцу наибольшего диска, которому принадлежит предпоследний ряд ударных элементов камеры помола, жестко прикреплены симметрично расположенные вертикальные опоры. К внешней поверхности наружного ряда ударных элементов и к внутренней поверхности вертикальных опор жестко прикреплены по всей их высоте конические кольца с радиальными ребрами на верхней и нижней поверхности высотой (2…10)d_max, где d_max - максимальный размер частиц готового продукта. Конические кольца верхнего и нижнего дисков расположены поочередно по вертикали. Угол наклона α образующей каждого конического кольца превышает угол естественного откоса материала. На участке перекрывания смежных конических колец все радиальные ребра имеют зубчатый профиль, выступы которого соответствуют впадинам смежных конических колец с технологическим зазором. Высота вертикальных опор превышает высоту ударных элементов.This is achieved by the fact that the disintegrator comprises a cylindrical body with axial loading and tangential unloading nozzles. The upper and lower horizontal disks with rows of percussion elements rigidly mounted on them along concentric circles in each case located between the rows of percussion elements of the opposite disk are placed in the housing with counter rotation. The distance between the shock elements decreases from the center to the periphery of the discs. In the proposed solution, the disks are made of different diameters. Symmetrically located vertical supports are rigidly attached to the end face of the largest disk, to which the penultimate row of shock elements of the grinding chamber belongs. Conical rings with radial ribs on the upper and lower surfaces with a height of (2 ... 10) d _max , where d _max is the maximum particle size of the finished product, are rigidly attached to the outer surface of the outer row of the shock elements and to the inner surface of the vertical supports. The conical rings of the upper and lower discs are arranged alternately vertically. The inclination angle α of the generatrix of each conical ring exceeds the angle of repose of the material. In the overlapping section of adjacent conical rings, all radial ribs have a toothed profile, the protrusions of which correspond to the depressions of adjacent conical rings with a technological gap. The height of the vertical supports exceeds the height of the shock elements.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен продольный разрез А-А на фиг. 5 (дезинтегратор с коническими кольцами и радиальными ребрами); на фиг. 2 - вид В на фиг. 1 (разрез конических колец); на фиг. 3 - вид Г на фиг. 2 (проточная часть между радиальными ребрами), на фиг. 4 - вид Д на фиг. 2 (клиновые отбойники); на фиг.5 - поперечный разрез Б-Б на фиг. 1.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a longitudinal section AA in FIG. 5 (disintegrator with conical rings and radial ribs); in FIG. 2 is a view B in FIG. 1 (section of conical rings); in FIG. 3 is a view D in FIG. 2 (flow part between radial ribs), in FIG. 4 is a view D in FIG. 2 (wedge chippers); 5 is a transverse section bB in FIG. one.

Дезинтегратор состоит из цилиндрического корпуса 1, в боковой части которого установлен тангенциальный разгрузочный патрубок 2. В центре на верхней части цилиндрического корпуса 1 закреплена, например с помощью болтового соединения, подшипниковая опора, в которой установлен осевой загрузочный патрубок 3 с возможностью вращения. Вращение осевой загрузочный патрубок 3 получает от электродвигателя через клиноременную передачу (на фиг. не показаны). К нижнему торцу осевого загрузочного патрубка 3 жестко закреплен, например болтовым соединением, верхний 4 горизонтальный диск, который содержит ударные элементы 5 внутреннего ряда и 6 наружного ряда, расположенные по концентрическим окружностям.The disintegrator consists of a cylindrical housing 1, in the lateral part of which a tangential discharge pipe 2 is installed. In the center on the upper part of the cylindrical housing 1 is mounted, for example, by means of a bolt connection, a bearing support in which an axial loading pipe 3 is mounted for rotation. The rotation of the axial loading pipe 3 receives from the electric motor through a V-belt drive (not shown in FIG.). To the lower end of the axial loading nozzle 3 is rigidly fixed, for example by bolting, the upper 4 horizontal disk, which contains the shock elements 5 of the inner row and 6 of the outer row located in concentric circles.

В нижней части цилиндрического корпуса 1 установлен нижний 7 горизонтальный диск с возможностью вращения. Вращение нижний 7 горизонтальный диск получает от вала 8, установленного, например, в подшипниковом узле (на фиг. не показан), закрепленном на нижней поверхности внешней стороны цилиндрического корпуса 1, например болтовым соединением. Вал 8 вращается от электродвигателя через клиноременную передачу (на фиг. не показаны).In the lower part of the cylindrical body 1 is installed lower 7 horizontal disk with the possibility of rotation. Rotation of the lower 7 horizontal disk receives from the shaft 8, mounted, for example, in a bearing assembly (not shown in Fig.), Mounted on the lower surface of the outer side of the cylindrical housing 1, for example by bolting. The shaft 8 rotates from the electric motor through a V-belt drive (not shown in FIG.).

Нижний 7 горизонтальный диск, как и верхний 4 горизонтальный диск, содержит ударные элементы 9, расположенные по концентрическим окружностям, причем ударные элементы 6 верхнего 4 горизонтального диска находятся между ударными элементами 9 нижнего 7 горизонтального диска. Рабочая поверхность ударных элементов 5, 6 и 9 выполнена традиционно плоской.The lower 7 horizontal disk, like the upper 4 horizontal disk, contains percussion elements 9 arranged in concentric circles, and the percussion elements 6 of the upper 4 horizontal disk are located between the percussion elements 9 of the lower 7 horizontal disk. The working surface of the shock elements 5, 6 and 9 is made traditionally flat.

На нижнем 7 горизонтальном диске жестко закреплено, например на болтах, устройство для равномерного ускоренного распределения материала, представляющее собой горизонтальный 10 диск с вертикальными лопатками.On the lower 7 horizontal disk is rigidly fixed, for example on bolts, a device for uniform accelerated distribution of material, which is a horizontal 10 disk with vertical blades.

Расстояния между смежными ударными элементами в ряду уменьшаются от центра к периферии дисков 4 и 7, которые выполнены разных диаметров. К торцу наибольшего диска 4, которому принадлежит предпоследний ряд ударных элементов 6 камеры помола, жестко прикреплены, например сваркой, симметрично расположенные вертикальные опоры 11. К внешней поверхности наружного ряда ударных элементов 9 и к внутренней поверхности вертикальных опор 11 жестко прикреплены, например сваркой, по всей их высоте конические кольца 12 с радиальными ребрами 13 на верхней и нижней поверхностях высотой (2…10)d_max, где d_max - максимальный размер частиц готового продукта. Конические кольца 12, прикрепленные к ударным элементам 9 и к вертикальным опорам 11, расположены поочередно по вертикали. Угол наклона α образующей каждого конического кольца 12 превышает угол естественного откоса материала. На участке перекрывания смежных конических колец 12 все радиальные ребра 13 имеют зубчатый профиль, на смежных радиальных ребрах 13 выступы соответствуют впадинам с технологическим зазором. Высота вертикальных опор 11 превышает высоту ударных элементов 9.The distances between adjacent shock elements in a row decrease from the center to the periphery of the disks 4 and 7, which are made of different diameters. To the end of the largest disk 4, which belongs to the penultimate row of impact elements 6 of the grinding chamber, are mounted, for example, by welding, symmetrically located vertical supports 11. To the outer surface of the outer row of impact elements 9 and to the inner surface of the vertical supports 11 are rigidly attached, for example by welding, over their entire height, conical rings 12 with radial ribs 13 on the upper and lower surfaces of height (2 ... 10) d _max , where d _max is the maximum particle size of the finished product. The conical rings 12 attached to the shock elements 9 and to the vertical supports 11 are arranged alternately vertically. The inclination angle α of the generatrix of each conical ring 12 exceeds the angle of repose of the material. On the overlapping section of adjacent conical rings 12, all radial ribs 13 have a toothed profile, on adjacent radial ribs 13, the protrusions correspond to troughs with a technological gap. The height of the vertical supports 11 exceeds the height of the shock elements 9.

Верхний 4 и нижний 7 горизонтальные диски разного диаметра обеспечивают зазор между вертикальными опорами 11 и торцом нижнего 7 диска, вращающихся в противоположных направлениях. На внутренних поверхностях вертикальных опор 11 жестко закреплены, например сваркой, клиновые отбойники 14 для разделения потоков материала перед вертикальными опорами.The upper 4 and lower 7 horizontal disks of different diameters provide a gap between the vertical supports 11 and the end face of the lower 7 disk, rotating in opposite directions. On the inner surfaces of the vertical supports 11, wedge chippers 14 are rigidly fixed, for example by welding, to separate the material flows in front of the vertical supports.

Установка конических колец 12 в периферийной части камеры помола, вращающихся в противоположные стороны и имеющих радиальные ребра 13 на верхней и нижней поверхности с зубчатым профилем на участках перекрывания, позволяет увеличить количество взаимодействий частиц материала между собой и коническими кольцами 12, раздавливающую силу и обеспечить возрастание эффекта разрушения материала от действия истирающих сил вследствие увеличения концентрации частиц материала между рабочими поверхностями конических колец 12.The installation of conical rings 12 in the peripheral part of the grinding chamber, rotating in opposite directions and having radial ribs 13 on the upper and lower surfaces with a toothed profile in the overlapping areas, allows to increase the number of interactions of the material particles between themselves and the conical rings 12, crushing force and increase the effect destruction of the material from the action of abrasive forces due to an increase in the concentration of particles of material between the working surfaces of the conical rings 12.

Дезинтегратор работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 4%, попадает в осевой загрузочный патрубок 3, к которому прикреплен верхний 4 горизонтальный диск, после чего направляется на нижний 7 горизонтальный диск и под действием центробежных сил, возникающих при вращении нижнего 7 горизонтального диска и горизонтального 10 диска от вала 8, отбрасывается к первому ряду ударных элементов 5, где происходит частичное измельчение. Пройдя первый ряд ударных элементов 5, материал попадает в промежутки между смежными ударными элементами 6 и 9 последующих рядов. Здесь материал подвергается интенсивным ударным и истирающим нагрузкам.The disintegrator works as follows. The crushed material, for example limestone with a humidity of up to 4%, enters the axial loading nozzle 3, to which the upper 4 horizontal disk is attached, and then sent to the lower 7 horizontal disk and under the action of centrifugal forces arising from the rotation of the lower 7 horizontal disk and horizontal 10 disk from the shaft 8, is discarded to the first row of impact elements 5, where partial grinding occurs. Having passed the first row of shock elements 5, the material falls into the spaces between adjacent shock elements 6 and 9 of subsequent rows. Here, the material is subjected to intense impact and abrasion.

После прохождения всех рядов ударных элементов 5, 6, 9 частицы измельченного материала посредством радиальных ребер 13 направляются в зазоры между коническими кольцами 12, жестко прикрепленными к вертикальным опорам 11 и к внешнему ряду ударных элементов 9. При этом увеличивается концентрация частиц и происходит дополнительное измельчение частиц в рабочем пространстве между противоположно вращающимися поверхностями конических колец 12. На участке перекрывания смежных конических колец 12 возникают нагрузки на измельчаемый материал, связанные с истирающими и раздавливающими силами в технологических зазорах между зубьями и впадинами на радиальных ребрах. Материал, прошедший зону действия конических колец 12, разделяется на потоки посредством клиновых отбойников 14. Готовый продукт вылетает из корпуса 1 через тангенциальный разгрузочный патрубок 2.After passing through all the rows of shock elements 5, 6, 9, particles of crushed material are directed through the radial ribs 13 into the gaps between the conical rings 12, which are rigidly attached to the vertical supports 11 and to the outer row of the shock elements 9. This increases the concentration of particles and additional particle grinding in the working space between the oppositely rotating surfaces of the conical rings 12. On the overlapping area of adjacent conical rings 12 there are loads on the crushed material connected with abrasive and crushing forces in the technological gaps between the teeth and depressions on the radial ribs. The material that has passed the zone of action of the conical rings 12 is divided into flows by means of wedge chippers 14. The finished product flies out of the housing 1 through the tangential discharge pipe 2.

При высокоскоростном встречном вращении конических колец 12 с сопрягаемым расположением зубчатых профилей радиальных ребер 13 смежных конических колец 12 возникают раздавливающие и истирающие усилия на частицы материала в зазорах между коническими кольцами 12, что обеспечивает окончательное измельчение материала перед его выходом в тангенциальный разгрузочный патрубок 2.When high-speed counter rotation of the conical rings 12 with the mating arrangement of the tooth profiles of the radial ribs 13 of the adjacent conical rings 12, crushing and abrasion forces occur on the particles of material in the gaps between the conical rings 12, which ensures the final grinding of the material before it enters the tangential discharge pipe 2.

Для обеспечения необходимой пропускной способности зазоров между коническими кольцами 12 общая площадь поперечного сечения зазоров должна превышать суммарную площадь пространства между ударными элементами 5 первого внутреннего ряда. Количество конических колец 12 определяется высотой ударных элементов 9 и величиной зазора между коническими кольцами 12. Размер взаимного перекрывания противоположно вращающихся конических колец 12 равен (1/2…2/3)l, где l - радиальная длина конического кольца 12.To ensure the necessary throughput of the gaps between the conical rings 12, the total cross-sectional area of the gaps must exceed the total area of the space between the shock elements 5 of the first inner row. The number of conical rings 12 is determined by the height of the shock elements 9 and the gap between the conical rings 12. The size of the mutual overlap of the oppositely rotating conical rings 12 is (1/2 ... 2/3) l, where l is the radial length of the conical ring 12.

Расстояния между смежными ударными элементами в каждом ряду уменьшаются от центра к периферии дисков 4 и 7 с целью исключения возможности проскока частицы материала через ряд без соударения с ударным элементом этого ряда.The distances between adjacent impact elements in each row are reduced from the center to the periphery of the disks 4 and 7 in order to exclude the possibility of a material particle passing through the row without impacting the impact element of this row.

Применение дезинтегратора с противоположно вращающимися в периферийной части коническими кольцами, рабочая поверхность которых содержит радиальные ребра с зубьями и впадинами в области перекрывания конических колец, наряду с остальными конструктивными элементами камеры помола позволяет увеличить количество соударений частиц материала между собой, а также с рабочими поверхностями конических колец, раздавливающие и истирающие усилия на материал в периферийной части камеры помола дезинтегратора.The use of a disintegrator with conical rings that oppositely rotate in the peripheral part, the working surface of which contains radial ribs with teeth and cavities in the area of overlapping of the conical rings, along with the other structural elements of the grinding chamber, allows to increase the number of collisions of material particles with each other, as well as with the working surfaces of the conical rings crushing and abrasion forces on the material in the peripheral part of the grinding chamber of the disintegrator.

Все вышесказанное позволит значительно интенсифицировать процесс измельчения и увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала.All of the above will significantly intensify the grinding process and increase productivity in the finished class of crushed material.

Claims

A disintegrator comprising a cylindrical body with axial loading and tangential unloading nozzles, with upper and lower horizontal disks placed in the body with the possibility of counter rotation with rows of percussion elements rigidly fixed to them along concentric circles, each of which is located between the rows of percussion elements of the opposing disk, distance between the shock elements decrease from the center to the periphery of the disks, characterized in that the disks are made of different diameters, to the end face of the greatest of the disk, which belongs to the penultimate row of impact elements of the grinding chamber, symmetrically located vertical supports are rigidly attached, and conical rings with radial ribs on the upper and lower surfaces with height are rigidly attached to the outer surface of the outer row of the shock elements and to the inner surface of the vertical supports ( 2-10) d _max, where d _max - the maximum size of the finished product particles, the conical upper and lower ring disks are arranged alternately in the vertical, the angle of inclination α generatrix kazh th conical ring exceeds the angle of repose of the material in the area of overlapping of adjacent conic rings all radial ribs have toothed profile, which projections correspond to the troughs of adjacent conical rings with technological gap, and the height of the vertical supports is greater than the height of the impact elements.