RU2633557C1

RU2633557C1 - Centrifugal mill

Info

Publication number: RU2633557C1
Application number: RU2017100614A
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Семикопенко; Татьяна Леонидовна Горбань; Андрей Игоревич Пугин; Денис Александрович Беляев
Priority date: 2017-01-10
Filing date: 2017-01-10
Publication date: 2017-10-13

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: centrifugal mill has two bodies 1 arranged in one plane and connected therebetween by a tangential channel 2. The side walls of the tangential channel 2 converge in the plane of centrifugal mill symmetry at the angle from 120-150°. In each body 1 there is a rotor 4 configured for rotation in the direction of a corresponding channel outlet, on which acceleration blades 5 are fixed and curved in the direction of rotation of the rotor 4. The height of each acceleration blade 5 is greater than 2d_max, where d_max is maximum particle size of loaded material. In the tangential channel 2 there is a discharge pipe 7 which is equidistant from rotation axis of the rotors 4. There are loading branch pipes 8 in each body 1 for feeding material to be ground and arranged on an arc of a circle equal to 50…280°, and a radius of 1/4…3/4 of the radius of the rotor 4. There are vertical rectilinear ribs 9 rigidly fixed on the upper plane of each rotor 4, the height of which equals (0.1… 0.2)d_max. At the lower end of each loading branch pipe 8 there is an inclined cut at the angle of 45° the side opposite to the rotation of the corresponding rotor 4. Each acceleration blade 5 and rectilinear rib 9 have a cut corresponding to the profile of loading branch pipe 8 provided with a technological gap. A rectilinear step 6 is rigidly connected to each acceleration blade 5, the height of which equals the height of the rectilinear ribs 9. The rectilinear step 6 is in the form of a segment with a chord connecting the extreme points of the acceleration blade 5.

EFFECT: increased efficiency of the grinding process.

4 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 центробежной мельницы, содержащей ступенчатый корпус, каждая последующая ступень в котором, считая по ходу перемещения материала, выполнена большего диаметра, горизонтально расположенный в корпусе ступенчатый ротор с билами, загрузочный и разгрузочный патрубок (Авторское свидетельство СССР на изобретение №671839, В02С 13/14, 1979).A known design of a centrifugal mill containing a stepped housing, each subsequent step in which, counting along the movement of the material, is made of a larger diameter, a stepped rotor with beams horizontally located in the housing, a loading and unloading pipe (USSR Author's Certificate for the Invention No. 671839, В02С 13 / 14, 1979).

Известна также центробежная мельница, содержащая цилиндрический корпус, загрузочное устройство, ротор с лопатками, на которых имеется ряд поперечных полок, рассредоточенных по всей длине каждой лопатки (Патент США №3860184, В02С 19/00, 1975).Also known is a centrifugal mill containing a cylindrical body, a loading device, a rotor with blades, on which there are a number of transverse shelves dispersed along the entire length of each blade (US Patent No. 3860184, B02C 19/00, 1975).

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 центробежная мельница (Патент РФ на изобретение №2567522, В02С 13/26, 2014), содержащая два корпуса, размещенных в одной плоскости и соединенных между собой тангенциальным каналом, общим для обоих корпусов, в каждом корпусе имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия канала ротор, на котором закреплены разгонные лопатки, изогнутые в сторону вращения ротора, в тангенциальном канале имеется выгрузочный патрубок, равноудаленный от осей вращения роторов, загрузочные патрубки в каждом корпусе для подачи измельчаемого материала расположены на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов, и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора с центром на вертикальной оси последнего, на верхней плоскости каждого ротора жестко закреплены вертикальные прямолинейные ребра, высота которых равна (0,1-0,2)d_max, на нижнем торце каждого загрузочного патрубка имеется наклонный срез под углом 45° со стороны, противоположной вращению соответствующего ротора, каждая разгонная лопатка и прямолинейное ребро имеют вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка с обеспечением технологического зазора, боковые стенки тангенциального канала сходятся в плоскости симметрии мельницы, угол между сходящимися стенками составляет 120-150°, при этом высота каждой разгонной лопатки больше 2d_max, где d_max - максимальный размер частицы загружаемого материала.The closest technical solution to the proposed one is a centrifugal mill (RF Patent for the invention No. 2567522, В02С 13/26, 2014), containing two housings located in one plane and interconnected by a tangential channel common to both buildings, each housing has with the possibility of rotation in the direction of the corresponding outlet of the channel, the rotor, on which are mounted accelerating blades curved in the direction of rotation of the rotor, in the tangential channel there is an unloading nozzle equidistant from rotations of the rotors, loading nozzles in each case for feeding the crushed material are located on an arc of a circle equal to 50 ... 280 °, counting from a straight line passing through the centers of rotation of the rotors, and a radius equal to 1/4 ... 3/4 of the radius of the rotor centered on the vertical axis of the latter, on the upper plane of each rotor are rigidly fixed vertical straight edges, the height of which is equal to (0,1-0,2) d _max, at the lower end of each loading tube has an inclined section at an angle of 45 ° from the side opposite the rotation of the respective mouth ra, each accelerating rectilinear edge blade and have a notch corresponding to the profile of the loading pipe ensuring the technological gap, the tangential channel sidewalls converge in the plane of symmetry of the mill, the angle between the converging walls is 120-150 °, while the height of each blade greater booster 2d _max, where d _max is the maximum particle size of the loaded material.

С существенными признаками заявленного изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: два корпуса, размещенных в одной плоскости и соединенных между собой тангенциальным каналом. В каждом корпусе имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия канала ротор, на котором закреплены разгонные лопатки, изогнутые в сторону вращения ротора. Высота каждой разгонной лопатки больше 2d_max, где d_max - максимальный размер частицы загружаемого материала. В тангенциальном канале имеется выгрузочный патрубок, равноудаленный от осей вращения роторов. Загрузочные патрубки в каждом корпусе для подачи измельчаемого материала расположены на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора с центром на вертикальной оси последнего. На верхней плоскости каждого ротора жестко закреплены вертикальные прямолинейные ребра, высота которых равна (0,1-0,2)d_max. На нижнем торце каждого загрузочного патрубка имеется наклонный срез под углом 45° со стороны, противоположной вращению соответствующего ротора. Каждая разгонная лопатка и прямолинейное ребро имеют вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка с обеспечением технологического зазора. Боковые стенки тангенциального канала сходятся в плоскости симметрии мельницы. Угол между сходящимися стенками составляет 120-150°. Несмотря на то, что в данной конструкции относительная скорость движения измельчаемого материала составляет 300-400 м/с, имеет место недостаточная эффективность помола материала в тангенциальном канале. Это обусловлено наличием различных по величине частиц в потоке измельчаемого материала, сходящих с роторов. Мелкие частицы, находясь во встречных потоках, смягчают соударение крупных частиц, чем снижают эффективность их измельчения.With the essential features of the claimed invention the following set of features of the prototype coincides: two buildings placed in the same plane and connected by a tangential channel. In each casing there is a rotor arranged to rotate in the direction of the corresponding channel outlet, on which accelerating blades are mounted, curved in the direction of rotation of the rotor. The height of each accelerating blade is more than 2d _max , where d _max is the maximum particle size of the loaded material. In the tangential channel there is an unloading pipe equidistant from the axis of rotation of the rotors. The loading nozzles in each housing for feeding the material to be ground are located on an arc of a circle equal to 50 ... 280 °, counting from a straight line passing through the centers of rotation of the rotors and a radius equal to 1/4 ... 3/4 of the radius of the rotor centered on the vertical axis of the latter. On the upper plane of each rotor, vertical straight ribs are rigidly fixed, the height of which is (0.1-0.2) d _max . At the lower end of each loading nozzle there is an inclined cut at an angle of 45 ° from the side opposite to the rotation of the corresponding rotor. Each booster blade and a straight rib have a cutout corresponding to the profile of the loading pipe with a technological gap. The side walls of the tangential channel converge in the plane of symmetry of the mill. The angle between the converging walls is 120-150 °. Despite the fact that in this design the relative speed of movement of the crushed material is 300-400 m / s, there is insufficient efficiency of grinding the material in the tangential channel. This is due to the presence of particles of different sizes in the flow of crushed material, coming off the rotors. Small particles, being in oncoming streams, soften the collision of large particles, thereby reducing the efficiency of their grinding.

Задачей изобретения является повышение эффективности процесса измельчения за счет повышения эффективности соударения крупных частиц и истирания мелких частиц благодаря разделению всего измельчаемого материала по углу вылета крупной и мелкой фракций в тангенциальном канале.The objective of the invention is to increase the efficiency of the grinding process by increasing the efficiency of collision of large particles and the abrasion of small particles due to the separation of all the crushed material at the angle of departure of large and small fractions in the tangential channel.

Это достигается тем, что центробежная мельница содержит два корпуса, размещенных в одной плоскости и соединенных между собой тангенциальным каналом, боковые стенки которого сходятся в плоскости симметрии мельницы под углом 120-150°. В каждом корпусе имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия канала ротор, на котором закреплены разгонные лопатки, изогнутые в сторону вращения ротора. Высота каждой разгонной лопатки больше 2d_max, где d_max - максимальный размер частицы загружаемого материала. В тангенциальном канале имеется выгрузочный патрубок, равноудаленный от осей вращения роторов. Загрузочные патрубки в каждом корпусе для подачи измельчаемого материала расположены на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов, и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора с центром на вертикальной оси последнего. На верхней плоскости каждого ротора жестко закреплены вертикальные прямолинейные ребра, высота которых равна (0,1…0,2)d_max. На нижнем торце каждого загрузочного патрубка имеется наклонный срез под углом 45° со стороны, противоположной вращению соответствующего ротора. Каждая разгонная лопатка и прямолинейное ребро имеют вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка с обеспечением технологического зазора. В предложенном решении к каждой разгонной лопатке жестко примыкает прямолинейный уступ, высота которого равна высоте прямолинейных ребер. Прямолинейный уступ представляет собой сегмент с хордой, соединяющей крайние точки разгонной лопатки.This is achieved by the fact that the centrifugal mill contains two housings located in the same plane and connected by a tangential channel, the side walls of which converge in the plane of symmetry of the mill at an angle of 120-150 °. In each casing there is a rotor arranged to rotate in the direction of the corresponding channel outlet, on which accelerating blades are mounted, curved in the direction of rotation of the rotor. The height of each accelerating blade is more than 2d _max , where d _max is the maximum particle size of the loaded material. In the tangential channel there is an unloading pipe equidistant from the axis of rotation of the rotors. The loading nozzles in each housing for feeding the material to be ground are located on an arc of a circle equal to 50 ... 280 °, counting from a straight line passing through the centers of rotation of the rotors and a radius equal to 1/4 ... 3/4 of the radius of the rotor centered on the vertical axis of the latter. On the upper plane of each rotor, vertical straight ribs are rigidly fixed, the height of which is (0.1 ... 0.2) d _max . At the lower end of each loading nozzle there is an inclined cut at an angle of 45 ° from the side opposite to the rotation of the corresponding rotor. Each booster blade and a straight rib have a cutout corresponding to the profile of the loading pipe with a technological gap. In the proposed solution, a straight ledge is rigidly adjacent to each accelerating blade, the height of which is equal to the height of the straight edges. A straight ledge is a segment with a chord connecting the extreme points of the accelerating blade.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен поперечный разрез Б-Б на фиг. 2 (центробежная мельница); на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (продольный разрез центробежной мельницы); на фиг. 3 - вид В на фиг. 2 (загрузочный патрубок); на фиг. 4 - вид Г на фиг. 3.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a cross section BB in FIG. 2 (centrifugal mill); in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1 (longitudinal section of a centrifugal mill); in FIG. 3 is a view B in FIG. 2 (loading branch pipe); in FIG. 4 is a view D in FIG. 3.

Центробежная мельница содержит два корпуса 1, размещенных в одной плоскости и соединенных между собой тангенциальным каналом 2, общим для обоих корпусов 1. Боковые стенки тангенциального канала 2 сходятся в плоскости симметрии мельницы. Угол между сходящимися стенками составляет 120-150°. Внутренняя поверхность тангенциального канала 2 футерована отбойными плитами 3.The centrifugal mill contains two housings 1 located in the same plane and connected by a tangential channel 2, common to both buildings 1. The side walls of the tangential channel 2 converge in the plane of symmetry of the mill. The angle between the converging walls is 120-150 °. The inner surface of the tangential channel 2 is lined with baffle plates 3.

В каждом корпусе 1 имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия канала ротор 4, на котором закреплены разгонные лопатки 5, изогнутые в сторону вращения ротора 4. Высота каждой разгонной лопатки 5 больше 2d_max, где d_max - максимальный размер частицы загружаемого материала. К каждой разгонной лопатке 5 жестко, например с помощью сварки, примыкает прямолинейный уступ 6. Прямолинейный уступ 6 представляет собой сегмент с хордой, соединяющей крайние точки разгонной лопатки 5.In each casing 1 there is a rotor 4, which is rotatably rotatable in the direction of the corresponding channel outlet, on which the acceleration vanes 5 are mounted, bent in the direction of rotation of the rotor 4. The height of each acceleration vanes 5 is more than 2d _max , where d _max is the maximum particle size of the loaded material . Each ramp blade 5 is rigidly adjacent, for example, by welding, to a straight ledge 6. A straight ledge 6 is a segment with a chord connecting the extreme points of the ramp 5.

В тангенциальном канале 2 имеется выгрузочный патрубок 7, равноудаленный от осей вращения роторов 4. Загрузочные патрубки 8 в каждом корпусе 1 для подачи измельчаемого материала расположены на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов 4 и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора 4 с центром на вертикальной оси последнего. На верхней плоскости каждого ротора 4 жестко закреплены, например сваркой, вертикальные прямолинейные ребра 9, высота которых равна (0,1…0,2)d_max. При этом высота прямолинейного уступа 6 равна высоте прямолинейных ребер 9. Каждая разгонная лопатка 5 и прямолинейное ребро 9 имеют вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка 8 с обеспечением технологического зазора. На нижнем торце каждого загрузочного патрубка 8 имеется наклонный срез под углом 45° со стороны, противоположной вращению соответствующего ротора 4. Между выходным торцом каждого ротора 4 и внутренней поверхностью корпуса 1 имеется технологический зазор, обеспечивающий вращение ротора 4.In the tangential channel 2 there is an unloading nozzle 7 equidistant from the axes of rotation of the rotors 4. The loading nozzles 8 in each housing 1 for feeding the material to be ground are located on an arc of a circle equal to 50 ... 280 °, counting from a straight line passing through the centers of rotation of the rotors 4 and a radius equal to 1/4 ... 3/4 of the radius of the rotor 4 centered on the vertical axis of the latter. On the upper plane of each rotor 4 are rigidly fixed, for example by welding, vertical straight ribs 9, the height of which is (0.1 ... 0.2) d _max . The height of the straight ledge 6 is equal to the height of the straight ribs 9. Each accelerating blade 5 and the straight rib 9 have a cutout corresponding to the profile of the loading pipe 8 with a technological gap. At the lower end of each loading nozzle 8 there is an oblique cut at an angle of 45 ° from the side opposite to the rotation of the corresponding rotor 4. Between the output end of each rotor 4 and the inner surface of the housing 1 there is a technological gap ensuring the rotation of the rotor 4.

Центробежная мельница работает следующим образом.Centrifugal mill operates as follows.

Измельчаемый материал, например известняк, через загрузочные патрубки 8 одновременно подается на разгонные лопатки 5, прямолинейные ребра 9 и прямолинейные уступы 6 обоих роторов 4. Ввиду того, что загрузочные патрубки 8 смещены относительно осей вращения роторов 4, измельчаемый материал в каждый промежуток времени попадает только на одну из разгонных лопаток 5, прямолинейных ребер 9 или прямолинейных уступов 6. При этом в зависимости от свойств и размера измельчаемого материала расположение загрузочных патрубков 8 на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов 4 и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора с центром на вертикальной оси последнего.The crushed material, for example limestone, is simultaneously fed through the loading nozzles 8 to the accelerating blades 5, straight ribs 9 and straight ledges 6 of both rotors 4. Due to the fact that the loading nozzles 8 are offset relative to the rotational axes of the rotors 4, the crushed material only falls into each time interval on one of the accelerating blades 5, rectilinear ribs 9 or rectilinear ledges 6. Moreover, depending on the properties and size of the crushed material, the location of the loading nozzles 8 on an arc of a circle equal to 50 ... 280 °, counting from a straight line passing through the centers of rotation of the rotors 4 and a radius equal to 1/4 ... 3/4 of the radius of the rotor centered on the vertical axis of the latter.

Мелкие частицы, попадая на прямолинейные ребра 9, перемещаются вдоль их вертикальной поверхности и сходят с плоскости роторов 4 на их периферии под углом 15…30° к оси, соединяющей центры вращения роторов 4. Мелкие частицы, попавшие на каждый участок между прямолинейным ребром 9 и вогнутой стороной разгонной лопатки 5, захватываются вертикальным торцом прямолинейного уступа 6 и также сходят с плоскости роторов 4 с остальными мелкими частицами. Крупные частицы, миновав прямолинейные ребра 9 и вертикальные торцы прямолинейных уступов 6, попадают на разгонные лопатки 5, и за счет центробежных сил и сил трения накапливаются на них. Процесс накопления протекает до тех пор, пока измельчаемый материал не заполнит вогнутую сторону разгонных лопаток 5. Следующие частицы начинают скользить по накопившемуся материалу и за счет центробежной силы с разгонных лопаток 5 направляются в тангенциальный канал 2 и выгрузочный патрубок 7. Благодаря прямолинейным ребрам 9 и прямолинейным уступам 6 мелкие частицы перемещаются по их вертикальным поверхностям, а крупные частицы перемещаются вдоль разгонных лопаток 5. Благодаря тому, что длина пути, проходимому мелкими частицами вдоль прямолинейных ребер 9 и прямолинейных уступов 6 меньше длины пути, проходимому крупными частицами вдоль разгонных лопаток 5, мелкие частицы отрываются раньше крупных и вылетают вдоль боковых стенок тангенциального канала 2, а крупные частицы вылетают навстречу друг другу по прямой с обеспечением лобового встречного соударения. Таким образом, происходит разделение всего измельчаемого материала по углу вылета крупной и мелкой фракций из корпусов 1 в тангенциальный канал 2, благодаря чему эффективность соударений крупных частиц повышается, а также обеспечивается истирание мелких частиц. Скорость крупных частиц, направляемых навстречу друг другу из корпусов 1 в тангенциальный канал 2, превышает скорость разрушения частицы материала, в результате чего происходит их эффективное измельчение. Частицы, отклонившиеся от основного потока, направляются на отбойные плиты 3, находящиеся в тангенциальном канале 2 и после соударения с отбойными плитами 3 направляются в выгрузочный патрубок 7.Small particles falling on rectilinear ribs 9 move along their vertical surface and leave the plane of rotors 4 at their periphery at an angle of 15 ... 30 ° to the axis connecting the centers of rotation of rotors 4. Small particles falling into each section between rectilinear rib 9 and the concave side of the accelerating blade 5, are captured by the vertical end face of the straight ledge 6 and also go off the plane of the rotors 4 with the remaining small particles. Large particles, having passed rectilinear ribs 9 and vertical ends of rectilinear ledges 6, fall on accelerating blades 5, and are accumulated on them due to centrifugal and friction forces. The accumulation process continues until the material to be crushed fills the concave side of the accelerating vanes 5. The next particles begin to slide along the accumulated material and are sent to the tangential channel 2 and discharge pipe 7 due to centrifugal forces from the accelerating vanes 5. Due to the rectilinear ribs 9 and rectilinear ledges 6 small particles move along their vertical surfaces, and large particles move along the accelerating blades 5. Due to the fact that the length of the path traveled by small particles along yamolineynyh ribs 9 and rectilinear ledges 6 smaller path length traversed coarse particle acceleration along the blades 5, the fine particles come off before large and emitted along lateral walls of the tangential channels 2, while the coarse particles fly towards each other in a straight line with a software counter frontal collision. Thus, the separation of all the crushed material by the angle of exit of coarse and fine fractions from the casings 1 to the tangential channel 2 occurs, due to which the efficiency of collisions of large particles is increased, and the attrition of small particles is also ensured. The speed of large particles directed towards each other from the bodies 1 into the tangential channel 2 exceeds the rate of destruction of the material particles, resulting in their effective grinding. Particles deviating from the main stream are sent to the baffle plates 3 located in the tangential channel 2 and, after impact with the baffle plates 3, are sent to the discharge pipe 7.

Наличие прямолинейных уступов 6, жестко примыкающих к разгонным лопаткам 5, закрепленным на верхней плоскости каждого ротора 4 в сочетании с остальными элементами, обеспечивает разделение всего измельчаемого материала по углу вылета крупной и мелкой фракций в тангенциальный канал 2, вследствие чего повышается качество готового продукта по гранулометрическому составу, что повышает эффективность процесса измельчения.The presence of rectilinear ledges 6, rigidly adjacent to the accelerating blades 5, mounted on the upper plane of each rotor 4 in combination with other elements, ensures the separation of all the crushed material at the angle of exit of large and small fractions into tangential channel 2, thereby improving the quality of the finished product according to particle size distribution composition, which increases the efficiency of the grinding process.

Claims

A centrifugal mill containing two housings located in the same plane and connected by a tangential channel, the side walls of which converge in the plane of symmetry of the mill at an angle of 120-150 °, in each case there is a rotor rotatable in the direction of the corresponding channel outlet, on where the accelerating blades are fixed, curved in the direction of rotation of the rotor, the height of each accelerating blade is more than 2d _max , where d _max is the maximum particle size of the loaded material, in a tangential channel There is an unloading nozzle equidistant from the axis of rotation of the rotors, the loading nozzles in each housing for feeding the material to be crushed are located on an arc of a circle equal to 50-280 °, counting from a straight line passing through the centers of rotation of the rotors and a radius of 1 / 4-3 / 4 of the radius of the rotor centered on the vertical axis of the latter, on the upper plane of each rotor, vertical straight ribs are rigidly fixed, the height of which is (0.1 ... 0.2) d _max , at the lower end of each loading nozzle there is an inclined slice at an angle of 45 ° with a hundred On the contrary to the rotation of the corresponding rotor, each accelerating blade and a straight rib have a cutout corresponding to the profile of the loading nozzle with a technological gap, characterized in that a straight ledge is rigidly adjacent to each accelerating blade, the height of which is equal to the height of the straight ribs, which is a segment with a chord connecting the extreme points of the accelerating blades.