RU2755436C1 - Роторно-центробежный агрегат с иглофрезерными рабочими органами - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области производства строительных материалов, к химической, целлюлозно-бумажной промышленности, агропромышленному комплексу, переработке промышленных и твёрдых коммунальных отходов, а именно к оборудованию для измельчения органических и минеральных материалов. Роторно-центробежный агрегат содержит последовательно сопряженные между собой цилиндрические камеры измельчения 1 и 2, внутри которых расположены роторы 6, 11 и 12. Камеры оснащены средствами для подачи исходного материала, добавок и отвода готовой продукции. Внутри первой камеры измельчения 1 установлен ротор 6, который составлен из набора дисковых фрез 7, закреплённых на валу 5. Во второй камере измельчения 2 расположены вращающиеся в противоположные стороны роторы 11 и 12, составленные из иглофрезерных рабочих органов. Один из роторов выполнен в виде барабана 13 с окнами 14 для вывода материала. Второй ротор представляет собой цилиндрическую иглофрезу 20, установленную внутри барабана 13. На внешней поверхности барабана 13 над окнами 14 закреплены дугообразные пластины 16 с иглофрезерными элементами 17. Роторно-центробежный агрегат характеризуется повышенной производительностью и эффективностью работы за счёт многостадийного воздействия на материал иглофрезерными рабочими органами. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к области производства строительных материалов, к химической, целлюлозно-бумажной промышленностям, агропромышленному комплексу, переработке промышленных и твёрдых коммунальных отходов, а именно к оборудованию для измельчения органических и минеральных материалов.

Известна конструкция игольчатого измельчителя материалов [патент на полезную модель RU 151633, B02С 19/22, опубликовано 10.04.2015 Бюл. № 10], содержащий камеру для обработки материала с загрузочными и разгрузочными патрубками, внутри которой установлен ротор, оснащенный игольчатыми элементами, одни концы которых жестко закреплены на рабочем органе, а вторые обращены своими торцами к внутренней поверхности рабочей камеры. Игольчатые элементы выполнены из набора металлических стержней и смонтированы на роторе в виде цилиндрической щётки.

Недостатками известной конструкции являются: низкая производительность и высокая энергоёмкость процесса измельчения, невысокая степень измельчения материала, низкая эффективность, отсутствие возможности измельчения материалов с различными физико-механическими характеристиками, одностадийность процесса измельчения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением, принятым за прототип, является конструкция установки для измельчения волокнистых материалов [патент на изобретение RU 2540549, B02С 18/00 опубликовано 10.02.2015 Бюл. № 4]. Установка для измельчения волокнистых материалов содержит последовательно сопряженные между собой цилиндрические камеры измельчения, разделенные перегородкой. В камерах расположены роторы. Камеры оснащены средствами для подачи исходного материала, добавок и отвода готовой продукции. Внутри первой камеры измельчения расположен эксцентрично установленный относительно оси цилиндрического корпуса бандаж в виде барабана, смещенный в направлении загрузочного отверстия. Барабан футерован съемными элементами, установленными в неподвижных направляющих. Съемные элементы имеют классифицирующие отверстия для выхода материала. Ротор первой камеры установлен эксцентрично оси барабана и составлен из набора дисков – дисковых фрез, закрепленных на валу. Во второй камере измельчения установлен ротор с иглофрезерными рабочими органами – билами в виде щёток, закреплённых одним концом на держателе.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: последовательно сопряженные между собой цилиндрические камеры измельчения, с расположенными внутри них роторами, оснащенные средствами для подачи исходного материала, добавок и отвода готовой продукции, ротор, установленный внутри первой камеры измельчения, составленный из набора дисковых фрез, закрепленных на валу, ротор второй камеры измельчения с иглофрезерными рабочими органами.

Установка для измельчения волокнистых материалов известного исполнения обладает рядом недостатков: низкая производительность и малая эффективность агрегата, невысокая степень измельчения материала, отсутствие возможности измельчения материалов с различными физико-механическими характеристиками.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение производительности и эффективности агрегата, расширение его технологических возможностей за счёт многостадийного воздействия на материал иглофрезерными рабочими органами.

Это достигается тем, что роторно-центробежный агрегат с иглофрезерными рабочими органами содержит последовательно сопряженные между собой цилиндрические камеры измельчения, внутри которых расположены роторы. Камеры оснащены средствами для подачи исходного материала, добавок и отвода готовой продукции. Внутри первой камеры измельчения установлен ротор, который составлен из набора дисковых фрез, закреплённых на валу. Во второй камере измельчения расположены вращающиеся в противоположные стороны роторы, составленные из иглофрезерных рабочих органов. Один из роторов выполнен в виде барабана с окнами для вывода материала. Второй ротор представляет собой цилиндрическую иглофрезу, установленную внутри барабана. На внешней поверхности барабана над окнами закреплены дугообразные пластины с иглофрезерными элементами.

Для увеличения произвоительности и степени измельчения материала в окнах барабана установлены классифицирующие сетки.

Для расширения технологических возможностей агрегата (измельчения материалов с различными физико-механическими характеристиками, увеличения степени измельчения материалов) в варианте исполнения на внутренней поверхности второй камеры измельчения и на внутренней поверхности барабана установлены пластины с иглофрезерными элементами. Со стороны подачи материала на валу расположена отбойная крыльчатка. На боковой поверхности второй камеры измельчения выполнены карманы.

Для варьирования конструктивно-технологических параметров агрегата угол прижатия дугообразных пластин к поверхности барабана может регулироваться в диапазоне

. Рациональный диапазон значений

установлен в результате испытаний экспериментальной установки роторно-центробежного агрегата, проводимых в научно-исследовательской лаборатории кафедры «Технологические комплексы, машины и механизмы» БГТУ им. В.Г Шухова. При большем значении

снижается эффективность агрегата, ухудшаются его аэродинамические параметры.

Для расширения технологических возможностей, увеличения ресурса и надёжности роторно-центробежного агрегата иглофрезерные рабочие органы состоят из съёмных элементов. Это позволяет использовать иглофрезерные рабочие органы различной конфигурации в зависимости от измельчаемых материалов и особенностей их переработки.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид роторно-центробежного агрегата первого исполнения; на фиг. 2 вторая камера измельчения (разрез А-А на фиг. 1); на фиг. 3 – общий вид роторно-центробежного агрегата второго исполнения; на фиг. 4 – вторая камера измельчения (разрез Б-Б на фиг. 3).

Роторно-центробежный агрегат содержит корпус, состоящий из последовательно сопряженных между собой цилиндрических камер измельчения 1 и 2 с крышками 3 и 4, соответственно. Внутри камеры измельчения 1 установлен вал 5, на котором закреплён ротор 6, составленный из набора дисковых фрез 7. В верхуней части первой камеры измельчения 1 расположено загрузочное отверстие (на фиг. не показано). Над загрузочным отверстием расположены параллельно друг другу два шипованных валка 8.

Внутри камеры измельчения 2 на её центральной оси расположен ступенчатый вал 9, на котором с двух сторон установлены полые валы 10. Валы 5, 9 и 10 расположены соосно и имеют индивидуальные приводы (на фиг. не показаны). На валах 9 и 10 установлен комбинированный рабочий орган, состоящий из роторов 11 и 12. Ротор 11 выполнен в виде барабана 13 (фиг. 2). Полые валы 10 фланцами соединены с боковыми стенками барабана 13. На поверхности барабана 13 выполнены окна 14 для вывода материала. В окнах 14 установлены классифицирующие сетки 15 (п. 2 формулы изобретения). На внешней поверхности барабана 13 над окнами 14 расположены дугообразные пластины 16 с иглофрезерными элементами 17. Один конец дугообразных пластин закреплён шарнирно, а второй – например, с помощью болтового соединения 18. Такое крепление надёжо фиксирует положение дугообразных пластин 16. При этом обеспечивается неизменность аэродинамических параметров агрегата и увеличивается его ресурс работы. Угол прижатия дугообразных пластин к поверхности барабана может регулироваться, с помощью болтового соединения 18, в диапазоне

(п. 4 формулы изобретения). Это позволяет варьировать конструктивно-технологические параметры агрегата для измельчения материалов с различными физико-механическими характеристиками. Ротор 11 окаймлён цилиндрическим ситом 19.

Ротор 12 представляет собой цилиндрическую иглофрезу 20, установленную на ступенчатом валу 9 внутри барабана 13.

В верхней части второй камеры измельчения 2 тангенциально корпусу расположен выгрузочный патрубок 21. В межкамерном пространстве 22 расположен патрубок 23 для введения добавок и возврата материала на доизмельчение при внешнем рециклинге.

В варианте исполнения (п. 3 формулы изобретения) на внутренней стороне второй камеры измельчения 2 и на внутренней стороне барабана 13 установлены пластины с иглофрезерными элементами 24 и 25 соответственно (фиг. 4).

Со стороны межкамерного пространства 22 на полом валу 10 расположена отбойная крыльчатка 26 (фиг. 3), а на боковой поверхности второй камеры измельчения 2 выполнены карманы 27.

На боковой поверхности барабана 13 выполнены окна 28 с сетками 29 для вывода измельчённого материала.

На противоположном межкамерному пространству 22 полом валу 10 установлено центробежное колесо 30 с лопастями 31. Центробежное колесо 30 установлено в выгрузочной камере 32, в верхней части которой тангенциально корпусу расположен выгрузочный патрубок 21.

Иглофрезерные рабочие органы состоят из съёмных элементов (п. 5 формулы изобретения). Данное конструктивное решение позволяет устанавливать иглофрезерные элементы различной конфигурации (прямые, косые, жгутовидные и др.), производить их замену в местах интенсивного износа.

Роторно-центробежный агрегат работает следующим образом. Исходное сырьё, например техногенные органические материалы (пластик, резина
и др.), подаётся на вращающиеся навстречу друг другу шипованные валки 8, которые его захватывают и предуплотняют. Затем материал поступает в первую камеру измельчения 1 с крышкой 3. В камере 1 сырье измельчается ротором 6, составленным из набора дисковых фрез 7, закрепленных на валу 5. Под действием разряжения, создаваемого во второй камере измельчения 2 с крышкой 4, через межкамерное пространство 22, материал попадает внутрь ротора 11, выполненного в виде барабана 13, соединенного с фланцами полых валов 10. Комбинация ступенчатого вала 9 и полых валов 10, с использованием индивидуальных приводов, обеспечивает вращение роторов 11 и 12 в противоположные стороны. Одновременно через загрузочный патрубок 23 в межкамерное пространство 22 вводятся тонкодисперсные добавки, например микрофибронаполнители или пигменты, и под действием разряжения вместе с измельчаемым материалом попадают в барабан 13. Внутри барабана 13 метериал измельчается ротором 12, представляющим собой цилиндрическую иглофрезу 20, закрепленную на валу 9. Роторы 11 и 12 вращаются в противоположные стороны. По мере измельчения материал выводится из барабана 13 через окна 14 с классифицирующими сетками 15. В рабочей зоне второй камеры измельчения 2 происходит доизмельчение материала до необходимой степени иглофрезерными элементами 17 дугообразных пластин 16, закрепленных болтовым соединением 18. После доизмельчения материал выводится из роторно-центробежного агрегата через цилиндрическое сито 19 и выгрузочный патрубок 21.

В варианте исполнения (п. 3 формулы изобретения) роторно-центробежного агрегата материал одновременно с добавками под действием разряжения, создаваемого ротором 11, через межкамерное пространство, попадает во вторую камеру измельчения 2. При этом, ударяясь о вращающуюся отбойную крыльчатку 26 и проходя карманы 27, материал измельчается между пластин с иглофрезерными элементами 24 и иглофрезерными элементами 18 дугообразных пластин 17. Материал захватывается дугообразными пластинами 17 и попадает в барабан 13. Внутри барабана 13 материал доизмельчатся пластинами с иглофрезерными элементами 25 и цилиндрической иглофрезой 20. По мере измельчения материал выводится через окна 28 с сетками 29 в выгрузочную камеру 32, где отбрасывается в патрубок 21 центробежным колесом 30 с лопастями 31.

Использование предложенной конструкции роторно-центробежного агрегата позволяет за счёт многостадийного воздействия на материал иглофрезрных рабочих органов повысить производительность и эффектиность, расширить технологические возможности агрегата.

Помимо этого, предложенная конструкция роторно-центробежного агрегата обладает следующими преимуществами:

1. Низкая энергоёмкость и высокая интенсивность измельчения материалов с различными физико-механическими характеристиками.

2. Большая степень измельчения материалов и высокое качество конечного продукта.

3. Возможность варьирования конструктивно-технологических параметров агрегата.

4. Реализация комбинированного воздействия рабочих органов на перерабатываемое сырьё.

5. Обеспечение эффективного нагнетания материала во вторую камеру измельчения.

6. Высокая эксплуатационная надёжность иглофрезерных рабочих органов.

Claims (5)

1. Роторно-центробежный агрегат с иглофрезерными рабочими органами, содержащий последовательно сопряженные между собой цилиндрические камеры измельчения, с расположенными внутри них роторами, оснащенные средствами для подачи исходного материала, добавок и отвода готовой продукции, внутри первой камеры измельчения которого установлен ротор, составленный из набора дисковых фрез, закрепленных на валу, а ротор второй камеры измельчения составлен из иглофрезерных рабочих органов, отличающийся тем, что во второй камере измельчения расположены роторы, вращающиеся в противоположные стороны, при этом один из роторов выполнен в виде барабана с окнами для вывода материала, а второй ротор представляет собой цилиндрическую иглофрезу, установленную внутри барабана, причём на внешней поверхности барабана над окнами закреплены дугообразные пластины с иглофрезерными элементами.

2. Роторно-центробежный агрегат по п. 1, отличающийся тем, что в окнах барабана установлены классифицирующие сетки.

3. Роторно-центробежный агрегат по п. 1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности второй камеры измельчения и на внутренней поверхности барабана установлены пластины с иглофрезерными элементами, при этом со стороны подачи материала на валу расположена отбойная крыльчатка, а на боковой поверхности второй камеры измельчения выполнены карманы.

4. Роторно-центробежный агрегат по пп. 1-3, отличающийся тем, что угол прижатия дугообразных пластин к поверхности барабана может регулироваться в диапазоне α_приж = 0 - 30°.

5. Роторно-центробежный агрегат по пп. 1-3, отличающийся тем, что иглофрезерные рабочие органы состоят из съёмных элементов.

Images