RU2739620C1

RU2739620C1 - Centrifugal disk shredder

Info

Publication number: RU2739620C1
Application number: RU2020130519A
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Семикопенко; Дмитрий Владимирович Вавилов; Егор Алексеевич Бороздин; Александр Эдуардович Севостьянов
Priority date: 2020-09-16
Filing date: 2020-09-16
Publication date: 2020-12-28

Abstract

FIELD: disintegrators and crushing devices.

SUBSTANCE: invention relates to the various materials crushing devices and may be used in production of construction materials and other industries. Centrifugal disk crusher contains cylindrical casing 1 with loading 2 and unloading 3 nipples, oppositely rotating upper 4 and lower 5 disks. Lower disc 5 has upper horizontal surface with concentric horizontal rings 7, on which in circumferential direction in series with pitch exceeding D_max, vertical pins 8 are rigidly fixed, where D_max is the maximum size of the particles of the milled material. Between the concentric horizontal rings 7 vertical cylindrical partitions 9 are rigidly fixed, the height of which is equal to the height of vertical pins 8 and uniformly decreases from the center to the periphery of lower disc 5 from D_maxto (0.1...0.5)D_max. Top disc 4 has lower conical surface with concentric horizontal rings 10, on which in circumferential direction with pitch exceeding D_max, radial blades 11 are rigidly fixed, with process clearance arranged between corresponding vertical cylindrical partitions 9 of lower disc 5. At the bottom of each radial vane 11 there is vertical cutout 12 in the center, into which vertical pin 8 of the corresponding row of lower disc 5 enters with a technological gap. Height of radial blades 11 corresponds to height of vertical cylindrical partitions 9 of lower disc 5. In each vertical cylindrical partition 9 its height is uniformly located tangential cutouts 13 in direction of rotation of radial blades 11 of upper disc 4. Width of tangential cutouts 13 is identical in each vertical cylindrical partition and uniformly decreases from the center of disks 4 and 5 to their periphery from D_max to (0.1...0.5)D_max.

EFFECT: grinder provides increase in efficiency of process of crushing.

1 cl, 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 a device for grinding various materials and can be used in the production of building materials, as well as in other industries.

Известна конструкция центробежного дискового измельчителя (Семикопенко И.А., Воронов В.П., Беляев Д.А., Маняхин А.С. Определение мощности, затрачиваемой на измельчение частицы между двумя коническими поверхностями // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2018. № 5. С. 78-81), содержащего цилиндрический корпус, внутри которого расположены два вращающихся в противоположных направлениях верхний и нижний диски с конической рабочей поверхностью. The design of a centrifugal disc grinder is known (Semikopenko I.A., Voronov V.P., Belyaev D.A., Manyakhin A.S. Determination of the power spent on grinding a particle between two conical surfaces // Bulletin of BSTU named after V.G. Shukhov. 2018. No. 5. S. 78-81), containing a cylindrical body, inside of which there are two upper and lower discs rotating in opposite directions with a conical working surface.

Известна конструкция центробежной ударной мельницы (Авторское свидетельство СССР на изобретение №671839, ВО2С 13/14, опубл. 05.07.1979, бюл. № 25), 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. Known design of a centrifugal impact mill (USSR author's certificate for invention No. 671839, BO2C 13/14, publ. 07/05/1979, bull. No. 25), containing a stepped body, each subsequent stage in which, counting along the movement of the material, is made of a larger diameter , a stepped rotor with beaters horizontally located in the housing, loading and unloading branch pipes.

Технической проблемой известных конструкций является низкая эффективность процесса измельчения и низкая тонкость помола.The technical problem of the known designs is the low efficiency of the grinding process and the low fineness of grinding.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому, принятым за прототип, является центробежный дисковый измельчитель (Патент РФ на полезную модель № 145376, В02 С 13/20, опубл. 20.09.2014, бюл. № 26), содержащий цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся плоские верхний и нижний диски с ударными элементами, ударные элементы выполнены в виде спирали, которые на верхнем и нижнем дисках направлены в противоположные стороны.The closest technical solution to the proposed one, taken as a prototype, is a centrifugal disc grinder (RF patent for useful model No. 145376, В02 С 13/20, publ. 09/20/2014, bull. No. 26), containing a cylindrical body with loading and unloading nozzles , oppositely rotating flat upper and lower disks with impact elements, impact elements are made in the form of a spiral, which on the upper and lower disks are directed in opposite directions.

C существенными признаками заявленного изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками и противоположно вращающиеся верхний и нижний диски.The following set of prototype features coincides with the essential features of the claimed invention: a cylindrical body with loading and unloading nozzles and oppositely rotating upper and lower discs.

Однако известное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с недостаточным количеством взаимодействий частиц в рабочем пространстве между дисками и с отсутствием селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.However, the known device is characterized by a low efficiency of the grinding process. This is due to the insufficient number of particle interactions in the working space between the discs and the lack of selective action on the material, depending on its size.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет увеличения количества взаимодействий частиц в рабочем пространстве между дисками и селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности. The invention is aimed at increasing the efficiency of the grinding process by increasing the number of interactions of particles in the working space between the discs and selective action on the material depending on its size.

Это достигается тем, что центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски. Согласно предложенному решению нижний диск имеет верхнюю горизонтальную поверхность с концентрическими горизонтальными кольцами, на которых по окружности последовательно с шагом, превышающим D_max, жестко закреплены вертикальные штыри, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. Между концентрическими горизонтальными кольцами жестко закреплены вертикальные цилиндрические перегородки, высота которых равна высоте вертикальных штырей и равномерно уменьшается от центра к периферии нижнего диска от D_maxдо (0,1...0,5) D_max. Верхний диск имеет нижнюю коническую поверхность с концентрическими горизонтальными кольцами, на которых по окружности с шагом, превышающим D_max, жестко закреплены радиальные лопатки, с технологическим зазором размещенные между соответствующими вертикальными цилиндрическими перегородками нижнего диска. Внизу каждой радиальной лопатки по центру выполнен вертикальный вырез, в который с технологическим зазором входит вертикальный штырь соответствующего ряда нижнего диска. Высота радиальных лопаток соответствует высоте вертикальных цилиндрических перегородок нижнего диска. В каждой вертикальной цилиндрической перегородке по ее высоте имеются равномерно расположенные тангенциальные вырезы по направлению вращения радиальных лопаток верхнего диска. Ширина тангенциальных вырезов одинакова в каждой вертикальной цилиндрической перегородке и равномерно уменьшается от центра дисков к их периферии от D_max до (0,1...0,5) D_max. This is achieved by the fact that the centrifugal disc grinder contains a cylindrical body with loading and unloading nozzles, oppositely rotating upper and lower discs. According to the proposed solution, the lower disc has an upper horizontal surface with concentric horizontal rings, on which, along the circumference, successively with a pitch exceeding D_max, vertical pins are rigidly fixed, where D_max - the maximum particle size of the crushed material. Vertical cylindrical partitions are rigidly fixed between the concentric horizontal rings, the height of which is equal to the height of the vertical pins and decreases uniformly from the center to the periphery of the lower disc from D_maxup to (0.1 ... 0.5) D_max... The upper disc has a lower conical surface with concentric horizontal rings, on which around the circumference with a pitch exceeding D_max, radial blades are rigidly fixed, with a technological gap placed between the corresponding vertical cylindrical partitions of the lower disk. At the bottom of each radial blade, a vertical cutout is made in the center, into which a vertical pin of the corresponding row of the lower disk enters with a technological gap. The height of the radial blades corresponds to the height of the vertical cylindrical baffles of the lower disc. In each vertical cylindrical partition along its height, there are evenly spaced tangential notches in the direction of rotation of the radial blades of the upper disk. The width of the tangential notches is the same in each vertical cylindrical partition and decreases uniformly from the center of the discs to their periphery from D_max up to (0.1 ... 0.5) D_max...

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен разрез А - А на фиг.2 (продольный разрез измельчителя); на фиг.2 – разрез Б-Б на фиг. 1 (нижний диск); на фиг. 3 – разрез В-В на фиг. 1 (верхний диск); на фиг. 4 – вид Г на фиг. 1(вертикальные штыри и радиальные лопатки). The essence of the invention is illustrated by a drawing, where figure 1 shows a section A - A in figure 2 (longitudinal section of the grinder); figure 2 - section b-b in Fig. 1 (lower disc); in fig. 3 - section B-B in Fig. 1 (top disc); in fig. 4 is a view D in FIG. 1 (vertical pins and radial blades).

Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний 4 и нижний 5 диски. Верхний диск 4 вращается от загрузочного патрубка 2, а нижний диск 5 вращается от нижнего вала 6. Нижний диск 5 имеет верхнюю горизонтальную поверхность, на которой расположены концентрические горизонтальные кольца 7, на которых по окружности последовательно, с шагом, превышающим D_max, жестко закреплены, например сваркой, вертикальные штыри 8, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. Между концентрическими горизонтальными кольцами 7 жестко закреплены, например сваркой, вертикальные цилиндрические перегородки 9, высота которых равна высоте вертикальных штырей 8 и равномерно уменьшается от центра к периферии нижнего диска 5 от D_maxдо (0,1...0,5) D_max. Верхний диск 4 имеет нижнюю коническую поверхность с концентрическими горизонтальными кольцами 10, на которых по окружности с шагом, превышающим D_max, жестко закреплены, например сваркой, радиальные лопатки 11, с технологическим зазором размещенные между соответствующими вертикальными цилиндрическими перегородками 9 нижнего диска 5. Внизу каждой радиальной лопатки 11 по центру выполнен вертикальный вырез 12, в который с технологическим зазором входит вертикальный штырь 8 соответствующего ряда штырей 8 нижнего диска 5. Высота радиальных лопаток 11 соответствует высоте вертикальных цилиндрических перегородок 9 нижнего диска 5. В каждой вертикальной цилиндрической перегородке 9 по ее высоте имеются равномерно расположенные тангенциальные вырезы 13 по направлению вращения радиальных лопаток 11 верхнего диска 4. Ширина тангенциальных вырезов 13 одинакова в каждой вертикальной цилиндрической перегородке 9 и равномерно уменьшается от центра дисков 4 и 5 к их периферии от D_max до (0,1...0,5) D_max. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего диска за счет пружинной опоры 14. The centrifugal disc grinder contains a cylindrical body 1 with a loading 2 and 3 unloading nozzles, oppositely rotating upper 4 and lower 5 discs. The upper disc 4 rotates from the loading branch pipe 2, and the lower disc 5 rotates from the lower shaft 6. The lower disc 5 has an upper horizontal surface on which concentric horizontal rings 7 are located, on which in succession around the circumference, with a pitch exceeding D_max, rigidly fixed, for example by welding, vertical pins 8, where D_max - the maximum particle size of the crushed material. Between the concentric horizontal rings 7, vertical cylindrical partitions 9 are rigidly fixed, for example by welding, the height of which is equal to the height of the vertical pins 8 and decreases uniformly from the center to the periphery of the lower disc 5 from D_maxup to (0.1 ... 0.5) D_max... The upper disc 4 has a lower conical surface with concentric horizontal rings 10, on which around the circumference with a pitch exceeding D_max, rigidly fixed, for example by welding, radial blades 11, with a technological gap placed between the corresponding vertical cylindrical partitions 9 of the lower disk 5. At the bottom of each radial blade 11, a vertical cutout 12 is made in the center, into which a vertical pin 8 of the corresponding row of pins 8 of the lower disc 5. The height of the radial blades 11 corresponds to the height of the vertical cylindrical baffles 9 of the lower disc 5. In each vertical cylindrical baffle 9 along its height there are evenly spaced tangential cuts 13 in the direction of rotation of the radial blades 11 of the upper disc 4. The width of the tangential cuts 13 is the same in each vertical cylindrical partition 9 and decreases uniformly from the center of disks 4 and 5 to their periphery from D_max up to (0.1 ... 0.5) D_max... If necessary, it is possible to raise the upper disc due to the spring support 14.

Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в загрузочный патрубок 2, затем в рабочий объем между рабочими поверхностями нижнего 5 и верхнего 4 дисков, вращающихся в противоположные стороны соответственно от нижнего вала 6 и загрузочного патрубка 2. Частицы материала направляются на верхнюю горизонтальную поверхность нижнего диска 5, и попадают на концентрические горизонтальные кольца 7 с вертикальными штырями 8. При встречном вращении дисков 4 5 частицы материала разрушаются в зазорах между вертикальными штырями 8 нижнего диска 5 и вертикальными вырезами 12 в радиальных лопатках 11 верхнего диска 4. При этом во время встречного вращения дисков 4 и 5 на частицы материала воздействуют раздавливающие и истирающие нагрузки. При наличии вертикальных цилиндрических перегородок 9 частицы материала определенное время находятся в рабочем пространстве между смежными вертикальными цилиндрическими перегородками 9 нижнего диска 5. При достижении необходимого размера частицы материала выносятся радиальными лопатками 11, закрепленными на концентрических горизонтальных кольцах 10 верхнего диска 4, через тангенциальные вырезы 13 в вертикальных цилиндрических перегородках 9 и направляются на следующее концентрическое горизонтальное кольцо 7 нижнего диска 5 в направлении его периферии. Для обеспечения необходимой пропускной способности тангенциальных вырезов 13 их суммарная площадь в свету в каждой вертикальной цилиндрической перегородке 9 должна превышать площадь поперечного сечения отверстия загрузочного патрубка 2. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего диска 4 при сжатии пружинной опоры 14. Готовый продукт вылетает за счет воздушного потока, создаваемого нижним диском 5, из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Так как частицы материала при перемещении от центра к периферии дисков 4 и 5 уменьшаются в размерах, соответственно, уменьшается высота вертикальных штырей 8 и вертикальных цилиндрических перегородок 9 нижнего диска 5 и радиальных лопаток 11 верхнего диска 4 от центра дисков 4 и 5 к их периферии. Для обеспечения работы измельчителя между концентрическими горизонтальными кольцами 7 нижнего диска 5 и радиальными лопатками 11 верхнего диска 4 имеется технологический зазор. Для исключения забивания промежутков между смежными вертикальными штырями 8 нижнего диска 5 и между смежными радиальными лопатками 11 верхнего диска 4 расстояния между смежными вертикальными штырями 8 и смежными радиальными лопатками 11 выполнены с шагом, превышающим D_max.Для обеспечения селективного воздействия на частицы материала в зависимости от их крупности геометрические размеры вертикальных штырей 8, радиальных лопаток 11, вертикальных цилиндрических перегородок 9 и тангенциальных вырезов 13 уменьшаются от центров дисков 4 и 5 к их периферии. The centrifugal disc grinder works as follows. The crushed material, for example limestone with a moisture content of up to 2%, enters the loading nozzle 2, then into the working volume between the working surfaces of the lower 5 and upper 4 discs, rotating in opposite directions, respectively, from the lower shaft 6 and the loading nozzle 2. Material particles are directed to the upper horizontal the surface of the lower disc 5, and fall on the concentric horizontal rings 7 with vertical pins 8. With counter-rotating discs 4 5 particles of material are destroyed in the gaps between the vertical pins 8 of the lower disc 5 and the vertical cuts 12 in the radial blades 11 of the upper disc 4. In this case, during the counter-rotation of disks 4 and 5, crushing and abrasive loads act on the material particles. In the presence of vertical cylindrical partitions 9 particles of material are in the working time for a certain time space between adjacent vertical cylindrical partitions 9 lower disc 5...When the required size is reached, the material particles are carried away by radial blades 11, fixed on concentric horizontal rings 10 of the upper disk 4, through tangential notches 13 in vertical cylindrical partitions 9 and are directed to the next concentric horizontal ring 7 of the lower disc 5 in the direction of its periphery. To ensure the required throughput of the tangential cutouts 13, their total clear area in each vertical cylindrical partition 9 must exceed the cross-sectional area of the opening of the loading nozzle 2. Uncrushed pieces of material are unloaded due to the lifting of the upper disc 4 when the spring support 14 is compressed. The finished product flies out due to the air flow created by the lower disc 5 from the body 1 through the discharge nozzle 3. Since the particles of material when moving from the center to the periphery of disks 4 and 5 decrease in size, accordingly, the height of the vertical pins decreases 8 and vertical cylindrical partitions 9 of the lower disc 5 and radial blades 11 of the upper disc 4 from the center of discs 4 and 5 to their periphery... To ensure the operation of the grinder, there is a technological gap between the concentric horizontal rings 7 of the lower disc 5 and the radial blades 11 of the upper disc 4. To prevent clogging of the gaps between adjacent vertical pins 8 of the lower disc 5 and between adjacent radial blades 11 of the upper disc 4, the distances between adjacent vertical pins 8 and adjacent radial blades 11 are made with a pitch exceeding D_max...To ensure selective action on material particles, depending on their size, the geometric dimensions of the vertical pins 8, radial blades 11, vertical cylindrical partitions 9 and tangential cutouts 13 decrease from the centers of the disks 4 and 5 to their periphery.

Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися нижним 5 и верхним 4 дисками, имеющими вертикальные штыри 8, радиальные лопатки 11 и вертикальные цилиндрические перегородки 9 позволяет увеличить количество взаимодействий частиц в рабочем пространстве между дисками 4 и 5 и обеспечить селективное воздействие на измельчаемый материал в зависимости от крупности частиц. The design of a centrifugal disc grinder with oppositely rotating lower 5 and upper 4 discs having vertical pins 8, radial blades 11 and vertical cylindrical baffles 9 makes it possible to increase the number of particle interactions in the working space between discs 4 and 5 and to provide a selective effect on the crushed material, depending on particle size.

Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения, тем самым увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала. All of the above will increase the efficiency of the grinding process, thereby increasing the productivity for the finished class of material to be ground.

Claims

A centrifugal disc grinder containing a cylindrical body with loading and unloading nozzles, oppositely rotating upper and lower discs, characterized in that the lower disc has an upper horizontal surface with concentric horizontal rings, on which around the circumference in succession with a pitch exceeding D_max,rigidly fixed vertical pins, where D_max - the maximum particle size of the crushed material, between the concentric horizontal rings, vertical cylindrical partitions are rigidly fixed, the height of which is equal to the height of the vertical pins and decreases uniformly from the center to the periphery of the lower disc from D_maxup to (0.1 ... 0.5) D_max, and the upper disc has a lower conical surface with concentric horizontal rings, on which around the circumference with a pitch exceeding D_max, radial blades are rigidly fixed, with a technological gap placed between the corresponding vertical cylindrical partitions of the lower disk, a vertical cutout is made at the bottom of each radial blade in the center, into which a vertical pin of the corresponding row of the lower disk enters with a technological gap, the height of the radial blades corresponds to the height of the vertical cylindrical partitions of the lower disk , while in each vertical cylindrical partition along its height there are evenly spaced tangential notches in the direction of rotation of the radial blades of the upper disk, the width of the tangential notches is the same in each vertical cylindrical partition and decreases uniformly from the center of the disks to their periphery from D_max up to (0.1 ... 0.5) D_max...