RU2687166C2

RU2687166C2 - Centrifugal mill

Info

Publication number: RU2687166C2
Application number: RU2017112646A
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Семикопенко; Константин Анатольевич Юдин; Денис Александрович Беляев; Александр Евгеньевич Ченцов
Priority date: 2017-04-12
Filing date: 2017-04-12
Publication date: 2019-05-07
Also published as: RU2017112646A3; RU2017112646A

Abstract

FIELD: disintegrators and crushing devices.

SUBSTANCE: invention relates to devices for grinding abrasive materials and can be used in production of construction materials, as well as in other industries. Centrifugal mill comprises two housings 1 arranged in one plane and interconnected by tangential channel 2 common for both housings 1. In each housing 1 there is rotor 3 made with possibility of rotation in direction of corresponding outlet hole of channel, on which accelerating blades 4 bent towards rotation of rotor 3 are fixed. In tangential channel 2 there is discharge branch pipe 5 equidistant from the axis of rotation of rotors 3. Loading pipes 6 in each housing 1 for supply of ground material are located on circular arc, equal to 50…280°, counting from the straight line passing through centers of rotation of rotors 3, and radius equal to 1/4…3/4 of rotor 3 radius, with center on vertical axis of the latter. Vertical rectilinear ribs 7 are rigidly fixed on upper plane of each rotor 3, height of which is equal to 0.1…0.2d _max. At the lower end of each loading branch pipe 6 there is an inclined cut at angle of 45° on the side opposite to the rotation of corresponding rotor 3. Every acceleration blade 4 and rectilinear rib 7 have cutout corresponding to profile of loading branch pipe 6 with provision of process clearance. Tangential channel 2 lateral walls converge in mill plane of symmetry. Angle between convergent walls makes 120–150°. Height of each accelerating blade 4 is more than 2d _max, where d _max is maximum size of loaded material particle. Each accelerating blade 4 is rectilinear. Length of accelerating blade 4 in (1.05…1.1) times longer than rectilinear rib 7. Profile of cross section of every accelerating blade 4 and rectilinear rib 7 represents rectangle with concave working side surface, radius of curvature of which is equal to 0.5d _max and (0.1…0.2)d _max.

EFFECT: mill provides for increased efficiency of grinding process and increased efficiency of finished product.

1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для измельчения абразивных материалов и может быть использовано при производстве строительных материалов, а также в других отраслях промышленности.The invention relates to devices for grinding abrasive materials and can be used in the manufacture 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 body, each subsequent stage in which, counting along the movement of material, is made of a larger diameter, a stepped rotor with beaters horizontally located in the body, a loading and unloading pipe (USSR USSR Certificate for 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 centrifugal mill, containing a cylindrical body, boot device, a rotor with blades, which have a number of transverse shelves, dispersed throughout the length of each blade. (US Patent No. 3860184, WC 19/00, 1975).

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

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является центробежная мельница (Патент РФ на изобретение №2567522, B02C 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 капала ротор, на котором закреплены разгонные лопатки, изогнутые в сторону вращения ротора, в тангенциальном канале имеется выгрузочный патрубок, равноудаленный от оси 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 is a centrifugal mill (RF Patent for invention №2567522, B02C 13/26, 2014), which contains two buildings placed in one plane and interconnected by a tangential channel common to both buildings, each building has with the possibility of rotation in the direction of the corresponding outlet opening of the rotor, on which the accelerating vanes are fixed, bent in the direction of rotation of the rotor, in the tangential channel there is an unloading nozzle equidistant from the axis rotation of rotors, loading nozzles in each housing for supplying comminuted 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 rotor radius with a center on the vertical axis the latter, on the upper plane of each rotor, are rigidly fixed vertical straight edges, whose height is equal to (0.1-0.2) d _max , at the bottom end of each loading pipe there is an inclined cut at a 45 ° angle on the side opposite to the rotation of the corresponding rotor , each accelerating blade and rectilinear edge have a cutout corresponding to the profile of the loading nozzle with technological clearance, 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 °, and the height of each accelerating blade is greater than 2d _max , where d _max - the maximum particle size of the feed material.

С существенными признаками заявленного изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: 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 капала ротор, на котором закреплены разгонные лопатки. В тангенциальном канале имеется выгрузочный патрубок, равноудаленный от оси 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 капала сходятся в плоскости симметрии мельницы. Угол между сходящимися стенками составляет 120-150°. Высота каждой разгонной лопатки больше 2d_max, где d_max - максимальный размер частицы загружаемого материала.With the essential features of the claimed invention, the following set of features of the prototype coincides: two shells placed in the same plane and interconnected by a tangential channel common to both shells. In each case there is a rotor made with the possibility of rotation in the direction of the corresponding outlet opening, on which the accelerating blades are fixed. In the tangential channel there is a discharge pipe equidistant from the axis of rotation of the rotors. Loading nozzles in each housing for supplying comminuted 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 rotor radius with the center on the vertical axis of the latter. On the upper plane of each rotor there are rigidly fixed vertical straight edges, the height of which is (0.1-0.2) d _max. The bottom end of each loading pipe has an inclined cut at a 45 ° angle from the side opposite to the rotation of the corresponding rotor. Each accelerating blade and straight edge have a cut-out corresponding to the profile of the loading nozzle with provision of technological gap. The side walls of the tangential drift converge in the plane of symmetry of the mill. The angle between the converging walls is 120-150 °. The height of each accelerating blade is greater than 2d _max , where d _max is the maximum particle size of the feed material.

Несмотря на то, что в данной конструкции относительная скорость движения измельчаемого материала составляет 300-400 м/с, имеет место низкая эффективность помола материала в тангенциальном канале. Это обусловлено наличием различных по крупности частиц, находящихся во встречных потоках в тангенциальном канале. Мелкие частицы, находясь в зоне соударения встречных потоков, оказывают демпфирующее воздействие, снижая эффективность измельчения.Despite the fact that in this construction the relative speed of movement of the material being milled is 300-400 m / s, there is a low efficiency of grinding the material in the tangential channel. This is due to the presence of particles of various sizes that are in opposite flows in the tangential channel. Small particles, being in the zone of collision of oncoming flows, have a damping effect, reducing the grinding efficiency.

Задачей изобретения является повышение производительности по готовому продукту и эффективности измельчения за счет разделения материала по крупности перед его соударением во встречных потоках в тангенциальном канале.The objective of the invention is to improve the performance of the finished product and the efficiency of grinding due to the separation of the material by size before its collision in opposite flows in the tangential channel.

Это достигается тем, что центробежная мельница содержи т 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 капала ротор, на котором закреплены разгонные лопатки. В тангенциальном канале имеется выгрузочный патрубок, равноудаленный от оси 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…0,2d _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.This is achieved by the fact that the centrifugal mill contains two hulls placed in the same plane and interconnected by a tangential channel common to both hulls. In each case there is a rotor made with the possibility of rotation in the direction of the corresponding outlet opening, on which the accelerating blades are fixed. In the tangential channel there is a discharge pipe equidistant from the axis of rotation of the rotors. Loading nozzles in each housing for supplying comminuted 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 rotor radius with the center on the vertical axis of the latter. On the upper plane of each rotor rigidly fixed vertical straight edges, whose height 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 ° on the side opposite to the rotation of the corresponding rotor. Each accelerating blade and straight edge have a cut-out corresponding to the profile of the loading nozzle with provision of technological gap.

Боковые стенки тангенциального капала сходятся в плоскости симметрии мельницы. Угол между сходящимися стенками составляет 120-150°. Высота каждой разгонной лопатки больше 2 d _max, где d _max - максимальный размер частицы загружаемого материала. В предложенном решении каждая разгонная лопатка выполнена прямолинейной, ее длина в (1,05…1,1) раза больше длины прямолинейного ребра. Профиль поперечного сечения каждой разгонной лопатки и прямолинейного ребра представляет собой прямоугольник с вогнутой рабочей боковой поверхностью, радиус кривизны которой соответственно равен 0,5d _max и (0,1…0,2)d _max.The side walls of the tangential drift converge in the plane of symmetry of the mill. The angle between the converging walls is 120-150 °. The height of each accelerating blade is greater than 2 d _max , where d _max is the maximum particle size of the feed material. In the proposed solution, each accelerating blade is made rectilinear, its length is (1.05 ... 1.1) times longer than the length of the rectilinear edge. The cross-sectional profile of each accelerating blade and rectilinear edge is a rectangle with a concave working side surface, the radius of curvature of which is respectively 0.5 d _max and (0.1 ... 0.2) d _max .

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 2 (загрузочный патрубок); на фиг. 4 - разрез Г-Г на фиг. 1 (рабочая поверхность прямолинейного ребра); на фиг.5 - разрез Д-Д на фиг.1 (рабочая поверхность разгонной лопатки).The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a section BB in FIG. 2; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 shows a section B-B in FIG. 2 (boot nipple); in fig. 4 - section G-Y in FIG. 1 (working surface of a straight edge); figure 5 - section dd in figure 1 (the working surface of the accelerating blade).

Центробежная мельница содержит два корпуса 1, размещенных в одной плоскости и соединенных между собой тангенциальным каналом 2, являющимся общим для обоих корпусов 1. Боковые стенки тангенциального канала 2 сходятся в плоскости симметрии мельницы. В каждом корпусе 1 имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия канала ротор 3. Между выходным торцом каждого ротора 3 и внутренней поверхностью корпуса 1 имеется технологический зазор, обеспечивающий вращение ротора 3. На роторе закреплены, например сваркой, разгонные лопатки 4. Высота каждой разгонной лопатки 4 больше 2 d _max, где d _max - максимальный размер частицы загружаемого материала. В тангенциальном канале 2 имеется выгрузочный патрубок 5, равноудаленный от оси вращения роторов 3. Загрузочные патрубки 6 в каждом корпусе 1 для подачи измельчаемого материала расположены на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов 3 и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора 3 с центром на вертикальной оси последнего. На верхней плоскости каждого ротора 3 жестко, например сваркой, закреплены вертикальные прямолинейные ребра 7, высота которых равна (0,1…0,2)d _max. На нижнем торце каждого загрузочного патрубка 6 имеется наклонный срез под углом 45° со стороны, противоположной вращению соответствующего ротора 3. Каждая разгонная лопатка 4 и прямолинейное ребро 7 имеют вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка 6 с обеспечением технологического зазора. Угол между сходящимися стенками составляет 120-150°. Каждая разгонная лопатка 4 выполнена прямолинейной, ее длина в (1,05…1,1) раза больше длины прямолинейного ребра 7. Профиль поперечного сечения каждой разгонной лопатки 4 и прямолинейного ребра 7 представляет собой прямоугольник с вогнутой рабочей боковой поверхностью, радиус кривизны которой соответственно больше 0,5d _max и (0,1…0,2)d _max. На внутренних стенках тангенциального капала 2 жестко, например сваркой, закреплены отбойные плиты 8.The centrifugal mill contains two bodies 1 placed in the same plane and interconnected by a tangential channel 2, which is common to both buildings 1. The side walls of the tangential channel 2 converge in the plane of symmetry of the mill. Each housing 1 has a rotor 3 configured to rotate in the direction of the corresponding channel outlet. Between the output end of each rotor 3 and the inner surface of the housing 1 there is a technological gap that allows the rotor 3 to rotate. The accelerating blades 4 are fixed, for example, by welding. each accelerating blade 4 is greater than 2 d _max , where d _max is the maximum particle size of the feed material. In the tangential channel 2 there is an unloading nozzle 5 equidistant from the axis of rotation of the rotors 3. The loading nozzles 6 in each housing 1 for supplying the material being crushed are located on an arc of a circle equal to 50 ... 280 °, counting from the straight line passing through the centers of rotation of the rotors 3 and radius equal to 1/4 ... 3/4 of the radius of the rotor 3 with its center on the vertical axis of the latter. On the upper plane of each rotor 3 rigidly, for example by welding, vertical straight ribs 7 are fixed, whose height is equal to (0.1 ... 0.2) d _max . At the bottom end of each loading nozzle 6 there is an inclined cut at an angle of 45 ° on the side opposite to the rotation of the corresponding rotor 3. Each accelerating paddle 4 and straight-line rib 7 have a cutout corresponding to the profile of the loading nozzle 6 ensuring the technological gap. The angle between the converging walls is 120-150 °. Each accelerating blade 4 is made straight, its length (1.05 ... 1.1) times the length of straight rib 7. The cross-section profile of each accelerating blade 4 and straight rib 7 is a rectangle with a concave working side surface whose radius of curvature is, respectively more than 0.5 d _max and (0.1 ... 0.2) d _max . Damping plates 8 are rigidly fixed on the inner walls of the tangential canal 2, for example by welding.

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

Измельчаемый материал, например известняк, через загрузочные патрубки 6 корпусов 1 одновременно подается на разгонные лопатки 4 и прямолинейные ребра 7 обоих роторов 3. Ввиду того, что загрузочные патрубки 6 смещены относительно осей вращения роторов 3, измельчаемый материал в каждый промежуток времени попадает только на одну из разгонных лопаток 4 или прямолинейных ребер 7. Мелкие частицы, попадая на прямолинейные ребра 7, перемещаются вдоль их вертикальной поверхности и отрываются с конца прямолинейного ребра под углом 15…30° к оси, соединяющей центры вращения роторов 3. Крупные частицы, миновав прямолинейные ребра 7, попадают на разгонные лопатки 4, слетают с концов разгонных лопаток и затем направляются в тангенциальный капал 2. Благодаря прямолинейным ребрам 7 меньшей длины и высоты мелкие частицы перемещаются по их вертикальным поверхностям, а крупные частицы перемещаются вдоль разгонных лопаток 4, которые имеют большую длину и высоту. Благодаря тому, что длина пути, пройденного мелкими частицами вдоль прямолинейных ребер 7 меньше длины пути, пройденного крупными частицами вдоль разгонных лопаток 4, мелкие частицы отрываются от рабочей поверхности прямолинейных ребер 7 раньше, чем крупные частицы оторвутся от рабочей поверхности разгонных лопаток 4 и вылетают вдоль боковых стенок тангенциального капала 2, а крупные частицы вылетают навстречу друг другу по прямой с обеспечением лобового встречного соударения. Таким образом, происходит разделение измельчаемого материала но углу вылета крупной и мелкой фракций в тангенциальном канале 2, благодаря чему эффективность соударений крупных частиц повышается, а также обеспечивается истирание мелких частиц. Скорость крупных частиц, направляемых навстречу друг другу а тангенциальный капал 2, превышает скорость разрушения частицы материала, в результате чего происходит их эффективное измельчение. В зависимости от свойств и размера измельчаемого материала каждый загрузочный патрубок 6 смещается относительно оси вращения ротора 3 так, чтобы частицы отбрасывались в тангенциальный канал 2.The grinded material, for example, limestone, is fed through the charging nipples 6 of the housing 1 simultaneously to the accelerating vanes 4 and straight fins 7 of both rotors 3. In view of the fact that the charging nipples 6 are displaced relative to the axes of rotation of the rotors 3, the grinded material gets only one from accelerating blades 4 or straight edges 7. Small particles, falling on straight edges 7, move along their vertical surface and detach from the end of a straight edge at an angle of 15 ... 30 ° to the axis, connecting the rotary centers of rotation 3. Large particles, having passed the straight edges 7, fall on the accelerating vanes 4, fly off the ends of the accelerating blades and then are sent to the tangential drip 2. Due to the straight edges 7 of smaller length and height, small particles move along their vertical surfaces, and Large particles move along the accelerating blades 4, which have a greater length and height. Due to the fact that the length of the path traversed by small particles along rectilinear ribs 7 is less than the length of the path traversed by large particles along the acceleration vanes 4, the small particles break away from the working surface of the linear ribs 7 before the large particles tear away from the working surface of the accelerating blades 4 and fly out the side walls of the tangential kapala 2, and large particles fly towards each other in a straight line with the provision of a frontal counter impact. Thus, there is a separation of the crushed material but the angle of departure of the large and small fractions in the tangential channel 2, so that the effectiveness of the collisions of large particles increases, as well as provides abrasion of small particles. The speed of large particles directed towards each other and tangential drip 2 exceeds the rate of destruction of the material particles, resulting in their effective grinding. Depending on the properties and size of the material being crushed, each loading nozzle 6 is displaced relative to the axis of rotation of the rotor 3 so that the particles are thrown into the tangential channel 2.

Вогнутая рабочая поверхность разгонных лопаток 4 и прямолинейных ребер 7 способствует повышению плотности потоков частиц в тангенциальном канале 2. Частицы, отклонившиеся от основного потока, направляются на отбойные плиты 8, находящиеся в тангенциальном канале 2 и после соударения с отбойными плитами 8 направляются через выгрузочный патрубок 5 в готовый продукт.The concave working surface of the accelerating blades 4 and straight ribs 7 contributes to an increase in the particle flux density in the tangential channel 2. Particles deviated from the main flow are directed to the fender plates 8 located in the tangential channel 2 and after collision with the fender plates 8 are sent through the discharge pipe 5 into the finished product.

Наличие разгонных лопаток 4 большей длины и высоты и прямолинейных ребер 7 меньшей длины и высоты, закрепленных на верхней плоскости каждого ротора 3 в сочетании с остальными элементами обеспечивает разделение траекторий движения потоков измельчаемого материала в тангенциальном канале 2. Все вышесказанное позволит повысить эффективность измельчения и увеличить производительность по готовому продукту.The presence of accelerating blades 4 of greater length and height and rectilinear ribs 7 of smaller length and height fixed on the upper plane of each rotor 3 in combination with the rest of the elements ensures the separation of the trajectories of the flow of the crushed material in the tangential channel 2. All this will increase the grinding efficiency and increase productivity on the finished product.

Claims

A centrifugal mill containing two bodies placed in the same plane and interconnected by a tangential channel common to both buildings, each case has a rotor designed to rotate in the direction of the corresponding outlet of the channel rotor, on which the accelerating blades are fixed, there is an unloading tangential channel a nozzle equidistant from the axis of rotation of the rotors, the loading nozzles in each housing for supplying 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 to 3/4 of the rotor radius, centered on the vertical axis of the latter, on the upper plane of each rotor are rigidly fixed vertical straight edges, whose height 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 to the rotation of the corresponding rotor, each vane accelerating rectilinear rib has a cutout corresponding to the profile of the loading tube, ensuring the technological Azores, tangential lateral duct walls 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 - the maximum size of the feed material particles, characterized in that each blade is formed razgonnaya straight, its length (1.05 ... 1.1) times the length of a straight edge, the cross-sectional profile of each accelerating blade and straight edge is a rectangle with a concave working side surface, radius wherein rivizny respectively equal 0,5d _max and (0,1 ... 0,2) d _max.