RU2679718C1 - Conical mill - Google Patents
Conical mill Download PDFInfo
- Publication number
- RU2679718C1 RU2679718C1 RU2018119331A RU2018119331A RU2679718C1 RU 2679718 C1 RU2679718 C1 RU 2679718C1 RU 2018119331 A RU2018119331 A RU 2018119331A RU 2018119331 A RU2018119331 A RU 2018119331A RU 2679718 C1 RU2679718 C1 RU 2679718C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- grooves
- knives
- sections
- Prior art date
Links
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 39
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 26
- 239000008187 granular material Substances 0.000 abstract description 12
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 abstract description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 10
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 5
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 5
- 150000002828 nitro derivatives Chemical class 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N [(2s,3r,4s,5r,6r)-2-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-trinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-3,5-dinitrooxy-6-(nitrooxymethyl)oxan-4-yl] nitrate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O1)O[N+]([O-])=O)CO[N+](=O)[O-])[C@@H]1[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O[C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 3
- 229940079938 nitrocellulose Drugs 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000003721 gunpowder Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- -1 natural origin Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
- D21D1/00—Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
- D21D1/20—Methods of refining
- D21D1/22—Jordans
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C2/00—Crushing or disintegrating by gyratory or cone crushers
- B02C2/10—Crushing or disintegrating by gyratory or cone crushers concentrically moved; Bell crushers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C7/00—Crushing or disintegrating by disc mills
- B02C7/11—Details
- B02C7/12—Shape or construction of discs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Crushing And Grinding (AREA)
- Crushing And Pulverization Processes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для размола волокнистых материалов и твердых гранул и может быть использовано при измельчении полимерных материалов, в том числе природного происхождения, и продуктов на их основе, например, в целлюлозно-бумажной промышленности, а также при производстве бездымных порохов различного вида и при их утилизации.The invention relates to a device for grinding fibrous materials and solid granules and can be used for grinding polymer materials, including natural origin, and products based on them, for example, in the pulp and paper industry, as well as in the manufacture of smokeless powders of various kinds and their disposal.
Известны следующие технические решения для размола волокнистых материалов и твердых гранул. Например, в целлюлозно-бумажной и пороховой промышленности размол волокон целлюлозы производится в дисковых мельницах типа МД или конических мельницах.The following technical solutions for grinding fibrous materials and hard granules are known. For example, in the pulp and paper and powder industries, pulp fibers are milled in disc mills of the MD type or conical mills.
В пороховой промышленности от качества измельчения нитропроизводных целлюлоз зависит технологичность пороховых масс и, соответственно, качество получаемого пороха. Нитропроизводные целлюлозы измельчаются в голландерах (роллах), дисковых мельницах типа ДМК или в виброкавитационных мельницах ВВК [1]. Устаревшие пироксилиновые пороха и твердые отходы при их производстве измельчаются на вальцах, мельницах ДМК грубого и тонкого помола [2], конических мельницах.In the powder industry, the manufacturability of the powder masses and, accordingly, the quality of the resulting powder depends on the quality of grinding of nitro derivatives of cellulose. Cellulose nitro derivatives are crushed in hollanders (rolls), disk mills of the DMK type, or in VVK vibro-cavitation mills [1]. Obsolete pyroxylin gunpowder and solid waste during their production are crushed on rollers, DMK coarse and fine grinding mills [2], conical mills.
Основными недостатками голландеров и дисковых мельниц МД являются: низкая производительность (100-150 кг/час), большая громоздкость и высокая энергоемкость (500-1000 кВт/час). Имеет место значительная неоднородность измельченного продукта, требующая его дальнейшей сортировки (классификации). Мельницы ВВК неудобны в эксплуатации в силу несовершенства механизма регулирования рабочего зазора между статором и ротором. При измельчении порохов следует отметить низкую степень надежности работы мельниц ДМК, поскольку из-за высокой плотности пороховых зерен (1,65-1,67 г/см3) часто из строя выходят дисковые ножи, изготовление и установка которых является сложной и трудоемкой операцией.The main disadvantages of Dutch holders and MD disk mills are: low productivity (100-150 kg / h), high bulkiness and high energy intensity (500-1000 kW / h). There is a significant heterogeneity of the crushed product, requiring its further sorting (classification). VVK mills are inconvenient to operate due to the imperfection of the mechanism for regulating the working gap between the stator and rotor. When grinding powders, a low degree of reliability of the DMK mills should be noted, because due to the high density of the powder grains (1.65-1.67 g / cm 3 ), disk knives often fail, the manufacture and installation of which is a complex and time-consuming operation.
Из предшествующего уровня техники известна коническая мельница для размола волокнистых материалов (авторское свидетельство SU №1418372 от 03.06.1986, D21D 1/22, опубл. 3.08.1988, Бюл. №31), состоящая из корпуса, соосно установленных в нем статора и ротора с размалывающими поверхностями, выполненными в виде ножей и канавок между ними. Статор и ротор состоят из набора пластин с полукруглыми выемками на рабочих поверхностях, имеющими постоянное живое сечение на всех пластинах. Смежные пластины статора и ротора смещены одна относительно другой с образованием канавок зубцеобразного профиля, причем смещение колец статора выполнено навстречу направлению вращения ротора, а смещение колец ротора - по направлению его вращения. Для загрузки и выгрузки перерабатываемого материала мельница снабжена входным и выходным патрубками.A conical mill for grinding fibrous materials is known from the prior art (copyright certificate SU No. 1418372 dated 06/03/1986, D21D 1/22, publ. 3.08.1988, Bull. No. 31), consisting of a housing coaxially mounted in it a stator and rotor with grinding surfaces made in the form of knives and grooves between them. The stator and rotor consist of a set of plates with semicircular recesses on the working surfaces having a constant live section on all plates. Adjacent stator and rotor plates are displaced relative to each other with the formation of serrated profile grooves, moreover, the stator rings are displaced in the direction of rotation of the rotor, and the displacement of the rotor rings is in the direction of its rotation. For loading and unloading of processed material, the mill is equipped with inlet and outlet nozzles.
Основными недостатками при эксплуатации такой мельницы является недостаточная однородность частиц после измельчения и большая трудоемкость при замене ножей, поскольку ротор и статор имеют ножевую гарнитуру в виде набора отдельных пластин.The main disadvantages in the operation of such a mill is the lack of uniformity of particles after grinding and the great complexity when replacing knives, since the rotor and stator have a knife headset in the form of a set of separate plates.
Для размола волокнистых материалов и твердых гранул также известна коническая мельница (авторское свидетельство SU №1289935 от 20.05.1985, D21D 1/22, опубл. 15.02.1987, Бюл. №6), содержащая соосно смонтированные в корпусе статор и ротор, выполненные в виде усеченных конусов. Статор по высоте разделен на секции поперечными перпендикулярными его оси перегородками, соотношение ширины которых к высоте секции составляет от 1/3 до 1/15. Рабочие поверхности статора и ротора снабжены ножами и канавками прямоугольного поперечного сечения. Канавки расположены вдоль поверхности статора и ротора по всей длине и имеют одинаковую соответственно для статора и ротора длину. Угол между кромками ножей статора и ротора в плоскости развертки составляет от 5 до 85° в направлении выхода массы. Мельница снабжена входным и выходным патрубком.A conical mill is also known for grinding fibrous materials and solid granules (copyright certificate SU No. 1289935 dated 05/20/1985, D21D 1/22, publ. 02.15.1987, Bull. No. 6), containing a stator and rotor coaxially mounted in the housing, made in in the form of truncated cones. The stator is divided in height into sections by transverse partitions perpendicular to its axis, the ratio of the width of which to the section height is from 1/3 to 1/15. The working surfaces of the stator and rotor are equipped with knives and grooves of rectangular cross section. The grooves are located along the surface of the stator and rotor along the entire length and have the same length for the stator and rotor, respectively. The angle between the edges of the stator and rotor knives in the scan plane is from 5 to 85 ° in the direction of the mass exit. The mill is equipped with an inlet and outlet pipe.
При эксплуатации такой мельницы на операциях измельчения нитропроизводных целлюлозы и твердых отходов производства пироксилиновых порохов выявлены следующие недостатки:The operation of such a mill during grinding operations of nitro derivatives of cellulose and solid waste from the production of pyroxylin powders revealed the following disadvantages:
- забивка канавок в области входа массы в зону измельчения и потеря производительности мельницы до 50-60%;- driving grooves in the area of mass entry into the grinding zone and loss of mill productivity up to 50-60%;
- проскок неизмельченной массы по канавкам ротора;- slip of unmilled mass along the grooves of the rotor;
- наклеп массы на ножах от перегородок, ухудшающий качество измельчения массы и повышающий опасность дальнейшей эксплуатации мельницы;- hardening of the mass on the knives from the partitions, worsening the quality of grinding the mass and increasing the danger of further operation of the mill;
- ограничение исходных размеров гранул до 1-2 мм при измельчении пироксилиновых порохов.- limitation of the initial granule sizes to 1-2 mm when grinding pyroxylin powders.
Также известна коническая мельница (патент РФ №2109869 от 22.08.1995, D21D 1/22 (1995/01), опубл. 27.04.1998), содержащая соосно смонтированные в корпусе разделенные по высоте на секции поперечными перегородками статор и ротор, выполненные в виде усеченных конусов, рабочие поверхности которых имеют ножи и канавки между ними, в смежных секциях смещенные относительно друг друга, перекрытые ножами и изменяющие в секциях по ходу движения массы ширину - от большей к меньшей, количество - от меньшего к большему, и форму - от прямоугольной до неравнобедренно-трапецеидальной, с углом между кромками ножей статора и ротора в плоскости развертки 10-60°. При этом перегородки ротора и статора выполнены с возможностью обеспечения дополнительной турбулизации потока. Данное изобретение принимается за прототип.Also known is a conical mill (RF patent No. 2109869 from 08.22.1995, D21D 1/22 (1995/01), publ. 04/27/1998), containing a stator and a rotor coaxially mounted in the casing, divided in height into sections by transverse partitions, made in the form truncated cones, the working surfaces of which have knives and grooves between them, displaced relative to each other in adjacent sections, overlapped by knives and changing the width of the sections from the larger to the smaller, the number from the smaller to the larger, and the shape from rectangular to isosceles-trapezoid noy, with the angle between the edges of rotor and stator knives in the sweep plane 10-60 °. In this case, the baffles of the rotor and stator are made with the possibility of providing additional flow turbulization. This invention is taken as a prototype.
Основными недостатками представленного изобретения являются низкая надежность конструкции и недолговечность измельчающей гарнитуры мельницы, содержащей разделяющие на секции ротор и статор поперечные перегородки, которые обеспечивают дополнительную турбулизацию потока, поскольку они создают кавитационные области, негативно влияющие на измельчающую гарнитуру ротора и статора, снижая срок их службы. Кроме того, в случае вращения ротора по направлению движения суспензионного потока, в канавках непосредственно перед поперечной перегородкой скапливается большое количество размалываемого материала, который подвергается в большей степени раздавливанию и перетиру, а не измельчению, что негативно сказывается на получении однородного качественного продукта с заданными характеристиками. При этом в области контакта ножевой гарнитуры и поперечных перегородок из-за их постоянного трения происходит локальный перегрев, который часто становится причиной образования наклепа массы на ножах, ухудшающего качество размола и снижающего безопасность дальнейшей эксплуатации мельницы, особенно при измельчении нитропроизводных целлюлозы в пороховой промышленности.The main disadvantages of the present invention are the low reliability of the design and the fragility of the grinding mill head, which contains cross sections separating the rotor and stator into sections, which provide additional flow turbulence, since they create cavitation areas that negatively affect the grinding head of the rotor and stator, reducing their service life. In addition, in the case of rotation of the rotor in the direction of movement of the suspension flow, a large amount of milled material accumulates in the grooves immediately in front of the transverse baffle, which is subjected to a greater degree of crushing and grinding, rather than grinding, which negatively affects the obtaining of a uniform high-quality product with desired characteristics. At the same time, in the contact area of the knife headset and transverse partitions due to their constant friction, local overheating occurs, which often causes the formation of mass hardening on the knives, worsening the quality of grinding and reducing the safety of further operation of the mill, especially when grinding nitro derivatives of cellulose in the powder industry.
Поэтому при разработке конструкции перегородок конической мельницы они обязательно должны выдерживать то давление, которое будет оказывать скапливающийся перед ними материал до его дальнейшего «прорывного движения» и перехода в канавки новой секции ротора или статора, т.е. конструкция поперечных перегородок мельницы должна быть надежной, не снижающей срок службы ножевой гарнитуры ротора и статора в целом, при этом способствующей улучшению качества помола измельчаемого материала, желательно в широком диапазоне первоначальных его характеристик.Therefore, when developing the design of the walls of the conical mill, they must withstand the pressure that the material that accumulates in front of them will exert before its further “breakthrough movement” and the transition into the grooves of the new section of the rotor or stator, i.e. the design of the transverse partitions of the mill should be reliable, not reducing the service life of the knife set of the rotor and stator as a whole, while contributing to improving the grinding quality of the crushed material, preferably in a wide range of its initial characteristics.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является устранение вышеуказанных недостатков и создание универсальной конической мельницы, обладающей высокой надежностью, безопасностью и более длительным сроком службы ножевой гарнитуры, качественно измельчающей как волокнистые, так и твердые гранулированные материалы в достаточно широком диапазоне их первоначальных размеров и свойств.The problem to which this invention is directed is to eliminate the above disadvantages and create a universal conical mill with high reliability, safety and a longer service life of the knife headset, qualitatively grinding both fibrous and solid granular materials in a fairly wide range of their initial sizes and properties.
Техническими результатами изобретения являются:The technical results of the invention are:
- обеспечение высокого качества измельченного продукта;- providing high quality crushed product;
- исключение проскока неизмельченных частиц волокнистого или гранулированного материала из одной секции в другую за счет гарантированного перекрытия канавок ротора или статора кольцевыми перегородками между ножевыми секциями;- elimination of the breakthrough of unmilled particles of fibrous or granular material from one section to another due to the guaranteed overlapping of the grooves of the rotor or stator with annular partitions between the knife sections;
- обеспечение гарантированной производительности мельницы из-за отсутствия забивки канавок в области входа волокнистых или гранулированных материалов в зону измельчения;- ensuring guaranteed mill performance due to the lack of clogging of grooves in the area of entry of fibrous or granular materials into the grinding zone;
- отсутствие наклепа массы на ножах из-за исключения их постоянного непрерывного трения о поперечные перегородки;- lack of hardening of the mass on the knives due to the exclusion of their constant continuous friction on the transverse partitions;
- улучшение конструкции конической мельницы, обеспечивающей ее высокую механическую прочность и исключающей повреждения ножевой гарнитуры в процессе эксплуатации;- improving the design of the conical mill, providing its high mechanical strength and eliminating damage to the knife headset during operation;
- сокращение длительности и энергозатратности процесса переработки крупнозерненных (например, порохов) и полидисперсных материалов, не требующего предварительных подготовительных технологических фаз;- reducing the duration and energy consumption of the processing of coarse-grained (for example, gunpowder) and polydisperse materials that do not require preliminary preparatory technological phases;
- регулирование степени помола с получением более однородного продукта необходимого фракционного состава;- regulation of the degree of grinding with obtaining a more homogeneous product of the required fractional composition;
- обеспечение долговечной бесперебойной работы мельницы в широком диапазоне измельчаемых материалов.- ensuring long-term trouble-free operation of the mill in a wide range of crushed materials.
Поставленная задача изобретения и его технические результаты достигаются тем, что коническая мельница содержит соосно смонтированные в корпусе разделенные по высоте на секции поперечными перегородками ротор и статор, выполненные в виде усеченных конусов, рабочие поверхности которых имеют ножи и канавки между ними, в смежных секциях смещенные относительно друг друга, перекрытые ножами и изменяющие в секциях по ходу движения массы ширину - от большей к меньшей, количество - от меньшего к большему, и форму - от прямоугольной до неравнобедренно-трапецеидальной, с углом между кромками ножей статора и ротора в плоскости развертки 5-85°, причем кольцевые перегородки между ножевыми секциями ротора и статора содержат пазы и зубья. Зубья выполнены равными по высоте ножам ротора или статора с возможностью перекрытия всех канавок на предыдущей или последующей ножевой секции, количество зубьев равно количеству ножей предыдущей или последующей секции ротора или статора, глубина пазов составляет 5-100% от глубины канавок, а ширина пазов - 5-95% от ширины канавок на роторе или статоре предыдущей или последующей ножевой секции.The object of the invention and its technical results are achieved in that the conical mill comprises a rotor and a stator, arranged in the form of truncated cones, the working surfaces of which have knives and grooves between them, in adjacent sections offset relative to each other, overlapped by knives and changing in sections in the direction of the mass movement, the width is from larger to smaller, the quantity is from smaller to larger, and the shape is from rectangular to unequal nano-trapezoidal, with an angle between the edges of the stator and rotor knives in the scan plane of 5-85 °, and the annular partitions between the knife sections of the rotor and stator contain grooves and teeth. The teeth are made equal in height to the knives of the rotor or stator with the possibility of overlapping all the grooves on the previous or subsequent knife section, the number of teeth is equal to the number of knives of the previous or subsequent section of the rotor or stator, the depth of the grooves is 5-100% of the depth of the grooves, and the width of the grooves is 5 -95% of the width of the grooves on the rotor or stator of the previous or subsequent knife section.
Кольцевая перегородка между ножевыми секциями ротора или статора выполнена в виде усеченного конуса, причем его образующая, проходящая по верхней поверхности зубьев, совпадает с образующей ротора или статора, проходящей по верхней поверхности ножей. Толщина кольцевой перегородки между ножевыми секциями ротора или статора составляет не более толщины последующей ножевой секции на роторе или статоре.The annular partition between the knife sections of the rotor or stator is made in the form of a truncated cone, and its generatrix passing along the upper surface of the teeth coincides with the generatrix of the rotor or stator passing along the upper surface of the knives. The thickness of the annular partition between the knife sections of the rotor or stator is not more than the thickness of the subsequent knife section on the rotor or stator.
Заборная секция ротора конической мельницы выполнена в виде усеченного конуса, причем ее конусность меняется на величину 0-65° по сравнению с конусностью последующих секций.The intake section of the cone mill rotor is made in the form of a truncated cone, moreover, its taper varies by 0-65 ° compared with the conicity of subsequent sections.
Для регулирования степени помола коническая мельница содержит частотный преобразователь.To control the degree of grinding, the conical mill contains a frequency converter.
Основными отличительными признаками представленного изобретения от любых других являются:The main distinguishing features of the presented invention from any other are:
1. универсальность устройства, позволяющего работать на любом виде сырья - как волокнистом, так и твердом гранулированном с получением высококачественного продукта с заранее заданными свойствами;1. the versatility of the device that allows you to work on any type of raw material - both fibrous and solid granular to obtain a high-quality product with predetermined properties;
2. конструктивное выполнение поперечной перегородки между ножевыми секциями в виде цилиндрического кольца или кольцевого усеченного конуса с зубьями и пазами определенных геометрических параметров с оптимальным их соотношением, обеспечивающее:2. constructive execution of the transverse septum between the knife sections in the form of a cylindrical ring or annular truncated cone with teeth and grooves of certain geometric parameters with their optimal ratio, providing:
- ее высокую механическую прочность, исключающую отказ, повреждение или заклинивание ножевой гарнитуры при длительной эксплуатации конической мельницы и гарантирующую безопасность работы;- its high mechanical strength, eliminating the failure, damage or jamming of the knife headset during long-term operation of the conical mill and guaranteeing safe operation;
- эффективное перекрытие канавок на роторе и статоре ножевой гарнитуры, предотвращающее проскок неизмельченного материала по канавкам из одной секции в другую;- effective overlapping of the grooves on the rotor and stator of the knife set, preventing the breakthrough of unmilled material along the grooves from one section to another;
- гарантированное отсутствие непрерывного трения ножей ротора и статора, которое может вызвать сильный разогрев и образование на ножах наклепа измельчаемого материала;- guaranteed absence of continuous friction of the rotor and stator knives, which can cause severe heating and the formation of hardening knives of crushed material on the knives;
3. комплексное конструктивное выполнение заборной секции ротора и кольцевых перегородок между ножевыми секциями ротора и статора, обеспечивающее:3. complex design of the intake section of the rotor and the annular partitions between the knife sections of the rotor and the stator, providing:
- высокую надежность работы и гарантированную производительность конической мельницы за счет отсутствия забивки канавок измельчаемым материалом;- high reliability and guaranteed performance of the conical mill due to the absence of clogging of grooves with crushed material;
- использование волокнистых и твердых гранулированных материалов, поступающих в коническую мельницу на измельчение, в достаточно широком диапазоне их первоначальных размеров и свойств, в том числе для измельчения крупнозерненных материалов, линейные размеры которых превышают 10 мм;- the use of fibrous and solid granular materials entering the conical mill for grinding, in a fairly wide range of their initial sizes and properties, including for grinding coarse materials, the linear dimensions of which exceed 10 mm;
- упрощение процесса измельчения крупнозерненных и полидисперсных материалов, не требующее введения в технологический процесс дополнительных стадий сортировки, дробления, предварительного измельчения;- simplification of the grinding process of coarse-grained and polydisperse materials, which does not require the introduction of additional stages of sorting, crushing, preliminary grinding into the technological process;
- снижение времени технологического процесса переработки крупнозерненных и полидисперсных материалов и сокращение энергозатрат на его осуществление;- reducing the time of the technological process of processing coarse and polydisperse materials and reducing energy costs for its implementation;
4. возможность изменения степени помола в зависимости от назначения продукта;4. the possibility of changing the degree of grinding depending on the purpose of the product;
5. бесперебойность в работе на любом виде исходного сырья (как волокнистом, так и твердом гранулированном) с длительным сроком службы ножевой гарнитуры.5. uninterrupted operation in any type of feedstock (both fibrous and solid granular) with a long service life of the knife headset.
Вышеперечисленные отличительные признаки данного изобретения в совокупности обеспечивают получение положительного технического результата.The above distinguishing features of this invention together provide a positive technical result.
Устройство для размола волокнистых материалов и твердых гранул, согласно изобретению, подробно описано ниже с использованием следующих схем и рисунков, на которых представлены:A device for grinding fibrous materials and solid granules, according to the invention, is described in detail below using the following schemes and drawings, which show:
- фиг. 1 - коническая мельница, продольный разрез;- FIG. 1 - conical mill, longitudinal section;
- фиг. 2 - ротор;- FIG. 2 - rotor;
- фиг. 3 - статор;- FIG. 3 - stator;
- фиг. 4 - плоскость развертки ножей ротора и статора;- FIG. 4 - plane of the sweep of the rotor and stator knives;
- фиг. 5 - кольцевая перегородка: а - ротора; б - статора;- FIG. 5 - annular partition: a - rotor; b - stator;
- фиг. 6 - профиль кольцевой перегородки: а - на роторе; б - на статоре;- FIG. 6 - profile of the annular partition: a - on the rotor; b - on the stator;
- фиг. 7 - изменение конусности заборной части ротора.- FIG. 7 - change in the taper of the intake part of the rotor.
Коническая мельница (фиг. 1) содержит соосно смонтированные в корпусе 1 ротор 2 и статор 3, выполненные в виде усеченных конусов, рабочие поверхности которых имеют ножи 7 (фиг. 2), 9 (фиг. 3) и канавки между ними 6 (фиг. 2), 8 (фиг. 3). Ротор 2 и статор 3 разделены по высоте на секции 4 кольцевыми перегородками 5 (фиг. 1, фиг. 6). Канавки 6, 8 ротора 2 и статора 3 в смежных секциях 4 смещены друг относительно друга, перекрыты ножами 7, 9 и имеют изменяющиеся в секциях 4 по ходу движения массы ширину - от большей к меньшей, количество - от меньшего к большему, и форму - от прямоугольной до неравнобедренно-трапецеидальной. Угол а между кромками ножей 7 и 9 ротора 2 и статора 3 в плоскости развертки составляет 5-85° (фиг. 4). Коническая мельница снабжена входным 10 и выходным 11 патрубками (фиг. 1).The conical mill (Fig. 1) contains a
Кольцевые перегородки 5 между ножевыми секциями 4 ротора 2 (фиг. 5, а) и статора 3 (фиг. 5, б) содержат пазы 12 и зубья 13, причем зубья 13 выполнены равными по высоте ножам 7 ротора 2 (фиг. 2) или ножам 9 статора 3 (фиг. 3) с возможностью перекрытия всех канавок 6 (фиг. 2), 8 (фиг. 3) на предыдущей или последующей ножевой секции 4. Количество зубьев 13 равно количеству ножей ротора 7 (фиг. 2) или ножей статора 9 (фиг. 3) предыдущей или последующей секции 4 ротора 2 или статора 3. Глубина пазов 12 составляет 5-100% от глубины канавок 6, 8, а ширина пазов 12 составляет 5-95% от ширины канавок 6,8 на роторе 2 или статоре 3 предыдущей или последующей ножевой секции 4 (фиг. 5).The
Кольцевая перегородка 5 между ножевыми секциями 4 ротора 2 или статора 3 также может быть выполнена в виде усеченного конуса, тогда его образующая, проходящая по верхней поверхности зубьев 13, совпадает с образующей ротора 2 (фиг. 6, а) или статора 3 (фиг. 6, б), проходящей по верхней поверхности ножей 7, 9.The
Толщина кольцевой перегородки 5 между ножевыми секциями 4 ротора 2 или статора 3 составляет не более толщины последующей ножевой секции на роторе 2 или статоре 3.The thickness of the
Заборная секция 14 ротора 2 выполнена в виде усеченного конуса (фиг. 7) с конусностью, меняющейся на величину 0-65° по сравнению с конусностью последующих секций 4.The
Для регулирования степени помола коническая мельница содержит частотный преобразователь.To control the degree of grinding, the conical mill contains a frequency converter.
Коническая мельница работает следующим образом. Волокнистый или твердый гранулированный материал в виде водной суспензии концентрацией 3-9% поступает по входному патрубку 10 в загрузочную полость конической мельницы, захватывается заборной частью 14 ротора 2 и проходит зигзагообразный путь, перемещаясь вдоль поверхности контакта ножей 7 и 9 ротора 2 и статора 3 и попадая под их воздействие. Движение измельчаемой массы происходит по канавкам 6, 8 ротора 2 и статора 3. Под действием центробежных сил, возникающих при вращении ротора, происходит перемещение массы и ее переход из канавок 6 ротора 2 в канавки 8 статора 3, при этом масса многократно перекрывается ножами 7 и 9, что сопровождается ее измельчением за счет резательного эффекта ножей и разволокнением (роспуском) волокнистых материалов за счет возникновения кавитационных эффектов вследствие зарождения в суспензии импульсов сжатия и разряжения. Импульсы разряжения, возникающие за счет наличия между ножевыми секциями 4 кольцевых перегородок 5, способствуют обратному переходу массы из канавок 8 статора 3 в канавки 6 ротора 2 следующей секции и так далее. Измельченный материал через выходной патрубок 11 выводится из аппарата.Conical mill operates as follows. Fibrous or solid granular material in the form of an aqueous suspension with a concentration of 3-9% enters through the
Таким образом, измельчение (помол и разволокнение) материала в конической мельнице происходит в результате механического воздействия на частицы ножами ротора и статора за счет ножничного эффекта в сочетании с воздействием на них импульсов сжатия и разряжения.Thus, the grinding (grinding and grinding) of the material in a conical mill occurs as a result of mechanical action of the rotor and stator knives on the particles due to the scissor effect in combination with the action of compression and vacuum pulses on them.
Кольцевые перегородки 5 (фиг. 5) выполняются с определенными геометрическими параметрами:Ring partitions 5 (Fig. 5) are performed with certain geometric parameters:
- количество d зубьев 13 на кольцевой перегородке 5 равно количеству n ножей 7 (соответственно, количеству n канавок 6) на роторе 2 (фиг. 2) или количеству m ножей 9 (соответственно, количеству m канавок 8) на статоре 3 (фиг. 3) предыдущей или ПОСЛЕДУЮЩЕЙ секции 4:- the number d of
d=n или d=m;d = n or d = m;
- глубина Нп пазов 12 на кольцевой перегородке 5 (фиг. 5) составляет 5-100% от глубины Hк канавок 6, 8 на роторе 2 (фиг. 2) или на статоре 3 (фиг. 3) предыдущей или последующей ножевой секции 4:- the depth Np of the
Hп=(0,05÷1,0)⋅Hк;Hп = (0,05 ÷ 1,0) ⋅Hк;
- ширина Вп пазов 12 на кольцевой перегородке 5 (фиг. 5) составляет 5-95% от ширины Вк канавок 6, 8 на роторе 2 (фиг. 2) или на статоре 3 (фиг. 3) предыдущей или последующей ножевой секции 4:- the width Bp of the
Вп=(0,05÷0,95)⋅Вк.Vn = (0.05 ÷ 0.95) ⋅Vk.
При этом зубья 13 кольцевых перегородок 5 выполняются равными по высоте ножам ротора 2 или статора 3 для перекрытия всех канавок 6, 8 на предыдущей или последующей ножевой секции (фиг. 6).In this case, the
Соблюдение кольцевыми перегородками представленного диапазона геометрических параметров обеспечивает эффективное и гарантированное перекрытие канавок на роторе и статоре ножевой гарнитуры, что предотвращает проскок неизмельченной массы из одной секции в другую, повышает однородность измельченного материала и качество готового продукта.Compliance with the annular partitions of the presented range of geometric parameters provides effective and guaranteed overlapping of the grooves on the rotor and stator of the knife set, which prevents the breakthrough of unmilled mass from one section to another, increases the uniformity of the milled material and the quality of the finished product.
Толщина кольцевой перегородки между ножевыми секциями ротора или статора ограничивается в своем максимальном значении, составляя не более толщины Lc последующей ножевой секции на роторе (фиг. 2) или статоре (фиг. 3). В противном случае кольцевая перегородка становится самостоятельной ножевой секцией. Минимальная толщина кольцевой перегородки определяется ее прочностными характеристиками, т.е. выдерживать то давление, которое будет оказывать скапливающийся перед ней материал до его дальнейшего «прорывного движения» и перехода в канавки новой секции ротора или статора.The thickness of the annular partition between the knife sections of the rotor or stator is limited in its maximum value, amounting to no more than the thickness L c of the subsequent knife section on the rotor (Fig. 2) or stator (Fig. 3). Otherwise, the annular partition becomes an independent knife section. The minimum thickness of the annular partition is determined by its strength characteristics, i.e. withstand the pressure that the material accumulating in front of it will exert before its further “breakthrough movement” and the transition into the grooves of the new section of the rotor or stator.
В случае выполнения кольцевой перегородки 5 между ножевыми секциями 4 в виде усеченного конуса, образующая, проходящая по верхней поверхности зубьев 13, совпадает с образующей ротора 2 (фиг. 6, а) или статора 3 (фиг. 6, б), проходящей по верхней поверхности ножей 7, 9.In the case of the execution of the
Выполнение кольцевых перегородок между секциями ротора и статора с оптимальным соотношением геометрических параметров повышает срок эксплуатации конической мельницы и гарантирует безопасность ее работы за счет исключения повреждения или заклинивания ножевой гарнитуры в результате отсутствия непрерывного трения ножей ротора и статора о перегородки, вызывающего сильный разогрев и образование на ножах наклепа измельчаемого материала.The implementation of the annular partitions between the sections of the rotor and the stator with the optimal ratio of geometric parameters increases the life of the conical mill and ensures the safety of its operation by eliminating damage or jamming of the knife headset as a result of the absence of continuous friction of the rotor and stator knives against the partitions, causing severe heating and formation on the knives hardening of the crushed material.
Выполнение заборной секции 14 ротора 2 конической мельницы в виде усеченного конуса с конусностью, меняющейся на величину 0-65° по сравнению с конусностью последующих секций (фиг. 7):The implementation of the
(γ-β)=(0÷65)°,(γ-β) = (0 ÷ 65) °,
позволяет перерабатывать волокнистые и твердые гранулированные материалы, поступающие на измельчение в мельницу, в достаточно широком диапазоне их первоначальных размеров и свойств. При этом наблюдается гарантированный захват заборной секцией и предварительное измельчение крупнозерненных и полидисперсных материалов, что предотвращает забивку заборной секции и позволяет упростить и сократить технологический процесс, снизить энергозатраты при измельчении крупнозерненных материалов с размерами, превышающими 10 мм, отказавшись от дополнительных стадий их дробления или предварительного измельчения.allows you to process fibrous and solid granular materials supplied to the grinding mill, in a fairly wide range of their original sizes and properties. At the same time, a guaranteed capture by the intake section and preliminary grinding of coarse-grained and polydisperse materials is observed, which prevents clogging of the intake section and allows to simplify and reduce the technological process, reduce energy consumption when grinding coarse-grained materials with sizes exceeding 10 mm, abandoning additional stages of their crushing or preliminary grinding .
Регулирование степени помола измельчаемого на конической мельнице материала можно осуществлять с помощью частотного преобразователя. Измельчающая способность мельницы будет зависеть от количества перекрытия канавок ножами в единицу времени, т.е. от частоты ножничных воздействий на частицу измельчаемого материала - числа метрорезов в секунду при вращении ротора.The degree of grinding of the material crushed in a conical mill can be controlled using a frequency converter. The grinding ability of the mill will depend on the number of overlapping grooves with knives per unit time, i.e. from the frequency of scissor impacts on the particle of the crushed material - the number of metro cuts per second when the rotor rotates.
Математически измельчающую способность мельницы, выраженную через число метрорезов в секунду (Ls), в первом приближении можно описать формулой Ягенберга:The mathematically grinding ability of the mill, expressed in terms of the number of metro cutters per second (Ls), can be described as a first approximation by the Yagenberg formula:
Ls=mw⋅mg⋅L⋅n/60,Ls = m w ⋅m g ⋅L⋅n / 60,
где mw и mg - соответственно, количество ножей на роторе и статоре;where m w and m g respectively, the number of knives on the rotor and stator;
L- длина ножа;L is the length of the knife;
n - частота вращения ротора.n is the rotor speed.
Тогда, при прочих равных условиях, чем больше частота вращения ротора мельницы, тем больше метрорезов в секунду, соответственно, выше степень помола материала.Then, ceteris paribus, the higher the rotor speed of the mill, the more metro cuts per second, respectively, the higher the degree of grinding of the material.
Таким образом, предлагаемая коническая мельница по сравнению с любыми другими имеют следующие преимущества:Thus, the proposed conical mill compared with any others have the following advantages:
- высокую надежность и технологическую безопасность, в том числе при измельчении волокнистых нитропроизводных целлюлозы, за счет выполнения кольцевых перегородок между ножевыми секциями ротора и статора с определенными геометрическими параметрами, обеспечивающими гарантированное отсутствие их непрерывного трения о ножи ротора и статора на этих секциях;- high reliability and technological safety, including when grinding fibrous nitro derivatives of cellulose, due to the implementation of the annular partitions between the knife sections of the rotor and stator with certain geometric parameters, ensuring the guaranteed absence of continuous friction against the rotor and stator knives on these sections;
- более длительный срок службы ножевой гарнитуры за счет особенностей конструкции поперечных перегородок между секциями ротора и статора, а также выполнения заборной части ротора с конусностью, отличающейся от общей конусности ротора;- longer service life of the knife headset due to the design features of the transverse partitions between the rotor and stator sections, as well as the implementation of the intake part of the rotor with a taper different from the general taper of the rotor;
- получение качественного продукта с заданными характеристиками независимо от диапазона первоначальных размеров и свойств измельчаемого материала за счет:- obtaining a quality product with desired characteristics regardless of the range of initial sizes and properties of the material being ground due to:
• отсутствия наклепа на ножах мельницы, образующегося в результате их локального перегрева из-за непрерывного трения о поперечные перегородки;• lack of hardening on the mill knives resulting from their local overheating due to continuous friction against transverse partitions;
• изменения конусности заборной части ротора;• changes in the taper of the intake part of the rotor;
• регулирования степени помола с помощью частотного преобразователя;• regulation of the degree of grinding using a frequency converter;
- сокращение технологических затрат, времени техпроцесса и энергосбережение при переработке крупнозерненных и полидисперсных материалов за счет изменения конусности заборной части ротора.- reduction of technological costs, process time and energy saving in the processing of coarse-grained and polydisperse materials by changing the taper of the intake part of the rotor.
На основе данного изобретения возможно создание универсальной конической мельницы для измельчения материалов с широким диапазоном исходных характеристик как в народном хозяйстве, так и в спецтехнологии.Based on the present invention, it is possible to create a universal conical mill for grinding materials with a wide range of initial characteristics both in the national economy and in special technology.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018119331A RU2679718C1 (en) | 2018-05-25 | 2018-05-25 | Conical mill |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018119331A RU2679718C1 (en) | 2018-05-25 | 2018-05-25 | Conical mill |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2679718C1 true RU2679718C1 (en) | 2019-02-12 |
Family
ID=65442551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018119331A RU2679718C1 (en) | 2018-05-25 | 2018-05-25 | Conical mill |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2679718C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE30011E (en) * | 1974-10-23 | 1979-05-29 | The Black Clawson Company | Defibering apparatus for paper making stock |
RU2109869C1 (en) * | 1995-08-22 | 1998-04-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Бизон" | Conical mill |
RU8973U1 (en) * | 1997-11-10 | 1999-01-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Купогран" | CONIC MILL FOR GRINDING MATERIAL |
EP3103916A1 (en) * | 2015-06-10 | 2016-12-14 | Aikawa Iron Works Co., Ltd. | Refiner beating method and refiner |
-
2018
- 2018-05-25 RU RU2018119331A patent/RU2679718C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE30011E (en) * | 1974-10-23 | 1979-05-29 | The Black Clawson Company | Defibering apparatus for paper making stock |
RU2109869C1 (en) * | 1995-08-22 | 1998-04-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Бизон" | Conical mill |
RU8973U1 (en) * | 1997-11-10 | 1999-01-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Купогран" | CONIC MILL FOR GRINDING MATERIAL |
EP3103916A1 (en) * | 2015-06-10 | 2016-12-14 | Aikawa Iron Works Co., Ltd. | Refiner beating method and refiner |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГИНДИЧ В.И. Технология пироксилиновых порохов. Производство нитратов целлюлоз и регенерация кислот, Казань, 1995, т.1. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2014505802A (en) | Method and apparatus for producing nanocellulose | |
CN113439139B (en) | Device for mechanically processing lignocellulose-containing fiber material | |
GB2031299A (en) | Method of and apparatus for beating fibre slurries | |
US4235382A (en) | Method and apparatus for rechipping wood chips | |
CA2848911A1 (en) | Device for comminuting feedstock | |
RU2679718C1 (en) | Conical mill | |
US5263653A (en) | Twin-flow beater mill for preparing fibrous materials | |
RU2372433C2 (en) | Disc refiner (versions), two refining elements for disc refiner (versions), combined plate of disc refiner and method of thermal mechanic refining of arboreal refuse wood | |
JP7010462B2 (en) | Sludge crusher and crushing method using it | |
EP0165221A1 (en) | Method of milling and apparatus for carrying out the method | |
CN105170240A (en) | Horizontal type hammer crusher and vertical type hammer crusher | |
WO2007048321A1 (en) | A disc part for attrition mill | |
JP5314641B2 (en) | Crusher | |
EP0230422A1 (en) | Rotor/mixer for controlling mixing and refining of pulp material. | |
CN107309036B (en) | Dry chilli pulverizer | |
FI68269B (en) | ANORDNING FOER DESINTEGRERING AV FIBERMATERIAL | |
RU2626172C2 (en) | Chipping machine | |
RU2524369C1 (en) | Chopper | |
RU33123U1 (en) | Cone mill | |
CN107837940B (en) | Ultra-micro colloid mill device | |
RU2436634C1 (en) | Tube mill with classifying partition | |
AU2019481138B2 (en) | Double shaft paddle mixer and arrangement and methods for producing paste | |
RU2435664C1 (en) | Plastic material grinder | |
EP4010128B1 (en) | Ring to select incoherent material and corresponding selector machine | |
CN217910765U (en) | Milling equipment is used in rice processing |