RU2772122C1

RU2772122C1 - Центробежный дисковый измельчитель

Info

Publication number: RU2772122C1
Application number: RU2021134173A
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Семикопенко; Константин Анатольевич Юдин; Александр Михайлович Акупиян
Filing date: 2021-11-23
Publication date: 2022-05-17

Abstract

Изобретение относится к устройствам для измельчения различных материалов и может быть использовано при производстве строительных материалов, а также в других отраслях промышленности. Измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний 4 и нижний 5 диски. Верхний 4 и нижний 5 диски имеют ступенчатую коническую рабочую поверхность с углом наклона β образующей к горизонту, превышающим угол α естественного откоса материала. Коническая рабочая поверхность каждого из дисков 4 и 5 состоит из конических колец 6, 7, 8 и 9, 10, 11, жестко и последовательно друг за другом закрепленными между собой со сдвигом сверху вниз по вертикали каждого последующего кольца от центра дисков 4 и 5 к их периферии, с жестко закрепленными радиальными ребрами соответственно 12 и 13 прямоугольного поперечного сечения. Вертикальный зазор между нижней рабочей поверхностью верхнего диска 4 и верхней рабочей поверхностью нижнего диска 5 уменьшается от центра к периферии от (1,5…2) D_max напротив внутреннего конического кольца до (0,2…0,5)D_max напротив внешнего конического кольца, где D_max – максимальный размер частиц исходного материала. На периферии верхней рабочей поверхности конических колец 9 и 10 нижнего диска 5 выполнены по длине окружности радиальные проточки 14 полукруглого поперечного сечения, длиной l, превышающей D_max. Поверхность каждой впадины 15 в радиальной проточке 14 совпадает с верхней рабочей поверхностью последующего конического кольца нижнего диска 5. Вертикальный зазор от впадины 15 в каждой проточке 14 предыдущего конического кольца до нижней кромки 16 торца последующего конического кольца верхнего диска 4 и диаметр радиальных проточек уменьшаются от центра к периферии пропорционально уменьшению вертикального зазора между рабочими поверхностями конических колец. Измельчитель обеспечивает повышение эффективности процесса измельчения и производительности по готовому продукту. 4 ил.

Description

Изобретение относится к устройствам для измельчения различных материалов и может быть использовано при производстве строительных материалов, а также в других отраслях промышленности.

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 ротора в виде дисков с конической рабочей поверхностью.

Известна конструкция центробежной ударной 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, опубл. 05.07.1979, бюл. № 25).

Недостатками известной конструкции является низкая эффективность процесса измельчения и низкая тонкость помола.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому, принятым за прототип, является центробежный дисковый измельчитель (Патент РФ на полезную модель № 145376, В02С 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.

C существенными признаками заявленного изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками и противоположно вращающиеся верхний и нижний диски.

Однако данное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с отсутствием селективного воздействия на частицы материала и низкой производительностью по готовому продукту.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения и производительности по готовому продукту за счет селективного воздействия на частицы материала.

Это достигается тем, что центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски. Согласно предложенному решению, верхний и нижний диски имеют ступенчатую коническую рабочую поверхность с углом наклона образующей к горизонту, превышающем угол естественного откоса материала. Конические рабочие поверхности дисков состоят из конических колец, жестко и последовательно друг за другом закрепленными между собой со сдвигом сверху вниз по вертикали каждого последующего кольца от центра дисков к их периферии, с жестко закрепленными радиальными ребрами прямоугольного поперечного сечения. Вертикальный зазор между нижней рабочей поверхностью верхнего диска и верхней рабочей поверхностью нижнего диска уменьшается от центра к периферии от (1,5…2)D_max напротив внутреннего конического кольца до (0,1…0,5)D_max напротив внешнего конического кольца, где D_max– максимальный размер частиц исходного материала. На периферии верхней рабочей поверхности конических колец нижнего диска, кроме внешнего, выполнены по длине окружности радиальные проточки полукруглого поперечного сечения длиной l, превышающей D_max. Поверхность каждой впадины в радиальной проточке совпадает с верхней рабочей поверхностью последующего конического кольца нижнего диска. Вертикальный зазор от впадины в каждой проточке предыдущего конического кольца до нижней кромки торца последующего конического кольца верхнего диска и диаметр радиальных проточек уменьшаются от центра к периферии пропорционально уменьшению вертикального зазора между рабочими поверхностями конических колец.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез (центробежный дисковый измельчитель); на фиг.2 – разрез А-А на фиг. 1 (конические кольца с радиальными проточками); на фиг. 3 – разрез Б-Б на фиг. 1 (конические кольца с радиальными ребрами); на фиг. 4 – разрез В-В на фиг. 1 (радиальные ребра и радиальные проточки).

Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний 4 и нижний 5 диски. Верхний 4 и нижний 5 диски имеют ступенчатую коническую рабочую поверхность с углом β наклона образующей к горизонту, превышающем угол α естественного откоса материала. Коническая рабочая поверхность каждого из дисков 4, 5 состоит из конических колец, соответственно, 6, 7, 8 и 9, 10, 11, жестко и последовательно друг за другом закрепленными между собой со сдвигом сверху вниз по вертикали каждого последующего кольца от центра дисков 4 и 5 к их периферии, с жестко закрепленными радиальными ребрами, соответственно, 12 и 13, прямоугольного поперечного сечения. Вертикальный зазор между нижней рабочей поверхностью верхнего диска 4 и верхней рабочей поверхностью нижнего диска 5 уменьшается от центра к периферии от (1,5…2)D_max напротив внутреннего конического кольца до (0,1…0,5)D_max напротив внешнего конического кольца, где D_max– максимальный размер частиц исходного материала. На периферии верхней рабочей поверхности внутренних конических колец 9 и 10 нижнего диска 5 выполнены по длине окружности радиальные проточки 14 полукруглого поперечного сечения длиной l, превышающей D_max. Поверхность каждой впадины 15 в радиальной проточке 14 совпадает с верхней рабочей поверхностью последующего конического кольца нижнего диска 5. Вертикальный зазор от впадины 15 в каждой проточке 14 предыдущего конического кольца до нижней кромки 16 торца последующего конического кольца верхнего диска 4 и диаметр радиальных проточек уменьшаются от центра к периферии пропорционально уменьшению вертикального зазора между рабочими поверхностями конических колец. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего диска 4 за счет пружинной опоры 17.

Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в загрузочный патрубок 2, после чего под действием центробежной силы направляется в рабочий объем между коническими рабочими поверхностями нижнего 5 и верхнего 4 дисков.

Крупные частицы измельчаются в рабочем пространстве между коническими кольцами 9, 10, 11 нижнего диска 5 и коническими кольцами 6, 7, 8 верхнего диска 4 преимущественно за счет раздавливания. По мере уменьшения размеров частиц происходит их радиальное перемещение от центра вращения дисков 4 и 5 к их периферии, при этом мелкие частицы измельчаются преимущественно за счет истирания. Из каждого предыдущего конического кольца в последующее частицы перемещаются в сторону разгрузочного патрубка 3 через радиальные проточки 14 полукруглого поперечного сечения, которые уменьшаются в размерах в соответствии с уменьшением размеров частиц. Частицы измельчаются до тех пор, пока не пройдут в вертикальный зазор между впадиной 15 радиальной проточки 14 предыдущего конического кольца и нижней кромкой 16 торца следующего конического кольца. При значительной частоте встречного вращения верхнего 4 и нижнего 5 дисков частицы материала испытывают интенсивные раздавливающие и истирающие нагрузки со стороны радиальных ребер 12 и 13, что увеличивает эффективность измельчения. Готовый продукт вылетает из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3.

Максимальная величина вертикального зазора между соответствующими коническими кольцами 6, 7, 8 и 9, 10, 11 дисков 4 и 5 обусловлена возможностью подачи и захвата кусков материала с максимальным размером, а минимальная величина зазора обусловлена возможностью получения готового продукта определенного класса. Установка конических рабочих поверхностей верхнего 4 и нижнего 5 дисков с углом β наклона образующей к горизонту, превышающем угол α естественного откоса материала, обеспечивает повышение интенсивности прохождения частиц материала в рабочем пространстве между коническими рабочими поверхностями и повышение интенсивности их воздействия на материал. Наличие пружинной опоры 17 исключает заклинивание частиц недробимого материала между верхним 4 диском и нижним 5 диском. Переменный вертикальный зазор между нижней рабочей поверхностью верхнего диска 4 и верхней рабочей поверхностью нижнего диска 5, уменьшающийся от центра к периферии верхнего диска 4 и нижнего диска 5 обеспечивает распределение частиц по радиальному размеру рабочего пространства в зависимости от крупности частиц, то есть селективное воздействие на материал. Наличие радиальных проточек 14 на периферии верхней рабочей поверхности внутренних конических колец 9 и 10 нижнего диска 5 обеспечивает передвижение материала от предыдущей пары конических колец дисков 4 и 5 к последующей по мере его измельчения. По мере продвижения материала от центра дисков 4 и 5 к их периферии размер частиц уменьшается, с чем связано равномерное уменьшение диаметров поперечного сечения радиальных проточек 14 нижнего диска 5, а также вертикального зазора между впадиной 15 в радиальной проточке 14 предыдущего конического кольца и нижней кромкой 16 торца последующего конического кольца. Таким образом, осуществляется селективное воздействие на частицы материала по мере уменьшения их размеров.

Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения и увеличить производительность по готовому продукту за счет селективного воздействия на измельчаемый материал.

Claims

Центробежный дисковый измельчитель, содержащий цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски, отличающийся тем, что верхний и нижний диски имеют ступенчатую коническую рабочую поверхность с углом наклона образующей к горизонту, превышающим угол естественного откоса материала, и состоят из конических колец, жестко и последовательно друг за другом закрепленных между собой со сдвигом сверху вниз по вертикали каждого последующего конического кольца от центра дисков к их периферии, с жестко закрепленными радиальными ребрами прямоугольного поперечного сечения, при этом вертикальный зазор между нижней рабочей поверхностью верхнего диска и верхней рабочей поверхностью нижнего диска уменьшается от центра к периферии от (1,5…2)D_max напротив внутреннего конического кольца до (0,1…0,5)D_max напротив внешнего конического кольца, где D_max – максимальный размер частиц исходного материала, а на периферии верхней рабочей поверхности конических колец нижнего диска, кроме внешнего, выполнены по длине окружности радиальные проточки полукруглого поперечного сечения длиной l, превышающей D_max, поверхность каждой впадины в радиальной проточке совпадает с верхней рабочей поверхностью последующего конического кольца нижнего диска, а вертикальный зазор от впадины в каждой проточке предыдущего конического кольца до нижней кромки торца последующего конического кольца верхнего диска и диаметр радиальных проточек уменьшаются от центра к периферии пропорционально уменьшению вертикального зазора между рабочими поверхностями конических колец.