RU2783533C1

RU2783533C1 - Centrifugal disc grinder

Info

Publication number: RU2783533C1
Application number: RU2022108246A
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Семикопенко; Дмитрий Владимирович Карпачев; Александр Михайлович Акупиян
Filing date: 2022-03-29
Publication date: 2022-11-14

Abstract

FIELD: grinding materials.

SUBSTANCE: invention relates to devices for grinding materials. A centrifugal disc grinder is proposed, containing upper and lower discs, which have a conical stepped working surface with a vertical shift from top to bottom of each subsequent conical stage from the center to the periphery. At the same time, on the lower conical stepped working surface of the upper disc, at the beginning of each conical step, vertical bar fenders are fixed along concentric circles. Radial blades of rectangular cross section are fixed on the upper conical stepped working surface of the lower disc from the center to the periphery.

EFFECT: invention is aimed at improving the efficiency of the grinding process and productivity of the finished product.

1 cl, 3 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 devices 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 ротора в виде дисков с конической рабочей поверхностью. A well-known design of a centrifugal disc grinder (Semikopenko I.A., Voronov V.P., Belyaev D.A., Manyakhin A.S. Determination of the power expended on grinding a particle between two conical surfaces // Bulletin of the BSTU named after V.G. Shukhova, 2018, No. 5, pp. 78-81) containing a cylindrical body, inside of which there are two rotors rotating in opposite directions in the form of discs with a conical working surface.

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, ВО2С 13/14, опубл. 05.07.1979, бюл. № 25).A well-known design of a centrifugal impact mill containing a stepped housing, each subsequent stage in which, counting in the direction of movement of the material, is made of a larger diameter, a stepped rotor with beaters horizontally located in the housing, a loading and unloading pipe (USSR Author's certificate for the invention No. 671839, VO2C 13 /14, published on July 5, 1979, Bulletin No. 25).

Недостатками известной конструкции является низкая эффективность процесса измельчения и низкая тонкость помола.The disadvantages of the known design 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 utility model No. 145376, B02 C 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, the impact elements are made in the form of a spiral, which are directed in opposite directions on the upper and lower disks.

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

Однако данное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с отсутствием селективного воздействия на материал, а также совмещения измельчения и классификации материала в корпусе измельчителя и низкой производительностью по готовому продукту.However, this device is characterized by low efficiency of the grinding process. This is due to the lack of a selective effect on the material, as well as the combination of grinding and material classification in the grinder body and low productivity for the finished product.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения и производительности по готовому продукту за счет селективного воздействия на материал, а также совмещения измельчения и классификации материала в корпусе измельчителя.The invention is aimed at improving the efficiency of the grinding process and the productivity of the finished product due to the selective effect on the material, as well as the combination of grinding and material classification in the grinder housing.

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 коническую ступенчатую рабочую поверхность с вертикальным сдвигом сверху вниз каждой последующей конической ступени от центра к периферии с углом наклона образующей каждой конической ступени к горизонту, превышающем угол естественного откоса материала. На нижней конической ступенчатой рабочей поверхности верхнего диска вначале каждой конической ступени жестко закреплены по концентрическим окружностям вертикальные прутковые отбойники. На верхней конической ступенчатой рабочей поверхности нижнего диска от центра к периферии жестко закреплены радиальные лопатки прямоугольного поперечного сечения. Конические ступени нижнего диска разделены между собой вертикальными уступами, выполненными в форме криволинейных секторов, симметрично расположенных в плане. Радиальный зазор между боковой поверхностью вертикальных уступов и вертикальными прутковыми отбойниками равномерно увеличивается в каждом криволинейном секторе по направлению вращения нижнего диска через каждые

от D_max до (0,1…0,5)D_max, где D_max– максимальный размер частиц исходного материала. Нижние торцы вертикальных прутковых отбойников параллельны соответствующей рабочей поверхности нижнего диска с вертикальным технологическим зазором. Высота радиальных лопаток, минимальный зазор между смежными прутками в вертикальных прутковых отбойниках и высота вертикальных уступов уменьшаются от центра дисков к их периферии от D_max до (0,1…0,5)D_max. Прутки выполнены призматического поперечного сечения с меньшим основанием в сторону периферии. 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 disks. According to the proposed solution, the upper and lower disks have a conical stepped working surface with a vertical shift from top to bottom of each subsequent conical step from the center to the periphery with an inclination angle of the generatrix of each conical step to the horizon exceeding the angle of repose of the material. On the lower conical stepped working surface of the upper disk, at the beginning of each conical step, vertical bar fenders are rigidly fixed along concentric circles. Radial blades of rectangular cross section are rigidly fixed on the upper conical stepped working surface of the lower disk from the center to the periphery. The conical steps of the lower disk are separated from each other by vertical ledges made in the form of curvilinear sectors symmetrically located in the plan. The radial clearance between the side surface of the vertical ledges and the vertical bar fenders increases uniformly in each curved sector in the direction of rotation of the lower disc every

from D _max to (0.1…0.5) D _max , where D _max is the maximum particle size of the starting material. The lower ends of the vertical bar fenders are parallel to the corresponding working surface of the lower disk with a vertical technological gap. The height of the radial blades, the minimum gap between adjacent bars in vertical bar fenders and the height of the vertical ledges decrease from the center of the disks to their periphery from D _max to (0.1…0.5) D _max . The rods are made of prismatic cross section with a smaller base towards the periphery.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен продольный разрез (центробежный дисковый измельчитель); на фиг.2 – разрез А-А на фиг. 1 (радиальные лопатки); на фиг. 3 – разрез Б-Б на фиг. 1 (вертикальные прутковые отбойники).The essence of the invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a longitudinal section (centrifugal disc grinder); figure 2 - section A-A in Fig. 1 (radial blades); in fig. 3 - section B-B in Fig. 1 (vertical bar fenders).

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 коническую ступенчатую рабочую поверхность, соответственно, 6 и 7 с вертикальным сдвигом сверху вниз каждой последующей конической ступени от центра к периферии с углом β наклона образующей каждой конической ступени к горизонту, превышающем угол α естественного откоса материала. На нижней конической ступенчатой рабочей поверхности 6 верхнего диска 4 вначале каждой конической ступени 8 жестко закреплены, например сваркой, по концентрическим окружностям вертикальные прутковые отбойники 9. На верхней конической ступенчатой рабочей поверхности 7 нижнего диска 5 от центра к периферии жестко закреплены, например сваркой, радиальные лопатки 10 прямоугольного поперечного сечения. Конические ступени 11 нижнего диска 5 разделены между собой вертикальными уступами 12, выполненными в форме криволинейных секторов 13, симметрично расположенных в плане. Радиальный зазор между боковой поверхностью вертикальных уступов 12 и вертикальными прутковыми отбойниками 9 равномерно увеличивается в каждом криволинейном секторе 13 по направлению вращения нижнего диска 5 через каждые

от D_max до (0,1…0,5)D_max, где D_max– максимальный размер частиц исходного материала. Нижние торцы 14 вертикальных прутковых отбойников 9 параллельны соответствующей рабочей поверхности нижнего диска 5 с вертикальным технологическим зазором. Высота радиальных лопаток 10, минимальный зазор между смежными прутками в вертикальных прутковых отбойниках 9 и высота вертикальных уступов 12 уменьшаются от центра дисков 4 и 5 к их периферии от D_max до (0,1…0,5)D_max. Прутки вертикальных прутковых отбойников 9 выполнены призматического поперечного сечения с меньшим основанием в сторону периферии. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего диска 4 за счет пружинной опоры 15.The centrifugal disc grinder contains a cylindrical body 1 with loading 2 and unloading 3 branch pipes, oppositely rotating upper 4 and lower 5 disks. The upper 4 and lower 5 disks have a conical stepped working surface, respectively, 6 and 7 with a vertical shift from top to bottom of each subsequent conical step from the center to the periphery with the angle β of inclination of the generatrix of each conical step to the horizon, exceeding the angle α of the natural repose of the material. On the lower conical stepped working surface 6 of the upper disk 4 at the beginning of each conical step 8 are rigidly fixed, for example by welding, along concentric circles, vertical bar fenders 9. On the upper conical stepped working surface 7 of the lower disk 5, from the center to the periphery, radial blades 10 of rectangular cross section. The conical steps 11 of the lower disk 5 are separated by vertical ledges 12, made in the form of curved sectors 13, symmetrically located in the plan. The radial clearance between the side surface of the vertical ledges 12 and vertical bar bumpers 9 increases evenly in each curved sector 13 in the direction of rotation of the lower disk 5 every

from D _max to (0.1…0.5) D _max , where D _max is the maximum particle size of the starting material. The lower ends 14 of the vertical bar fenders 9 are parallel to the corresponding working surface of the lower disk 5 with a vertical technological gap. The height of the radial blades 10, the minimum gap between adjacent bars in the vertical bar fenders 9 and the height of the vertical ledges 12 decrease from the center of the

discs

4 and 5 to their periphery from D _max to (0.1...0.5) D _max . The bars of the vertical bar fenders 9 are made of prismatic cross-section with a smaller base towards the periphery. If necessary, it is possible to raise the upper disk 4 due to the spring support 15.

Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 1%, попадает в загрузочный патрубок 2, откуда направляется на верхнюю рабочую поверхность 7 внутренней конической ступени 11 с радиальными лопатками 10. Частицы захватываются рабочими поверхностями радиальных лопаток 10 и перемещаются вдоль них. Сходящие с радиальных лопаток 10 частицы соударяются с вертикальным прутковым отбойником 9, закрепленным на нижней конической ступенчатой рабочей поверхности 6 верхнего диска 4. При этом разрушение частиц осуществляется в основном за счет удара. Частицы, прошедшие в зазоры между прутками вертикального пруткового отбойника 9, направляются на верхнюю рабочую поверхность 7 следующей конической ступени 11 с радиальными лопатками 10. Частицы, не прошедшие в зазоры между прутками вертикального пруткового отбойника 9, под действием силы тяжести выпадают в радиальный зазор между боковой поверхностью вертикальных уступов 12, выполненных в форме криволинейных секторов 13, и вертикальным прутковым отбойником 9. При встречном вращении вертикальных уступов 12 и вертикальных прутковых отбойников 9 радиальный зазор между ними периодически уменьшается в каждом криволинейном секторе 13, причем данное уменьшение радиального зазора имеет циклический высокоскоростной характер. При этом на частицы материала действуют раздавливающие и истирающие нагрузки. Измельченные таким образом частицы также проходят в зазоры между прутками вертикального пруткового отбойника 9 и направляются на верхнюю рабочую поверхность 7 следующей конической ступени 11 с радиальными лопатками 10. Данные процессы измельчения и классификации различных по размерам частиц реализуются при их движении на всех конических ступенях 11 от центра дисков 4 и 5 к их периферии. Частицы, достигшие периферийной части корпуса 1, направляются в разгрузочный патрубок 3. Наличие пружинной опоры 15 исключает заклинивание частиц недробимого материала в рабочем пространстве между верхним 4 диском и нижним 5 диском. Таким образом, процесс селективного воздействия на материал и разделения его по крупности осуществляется на пути его перемещения от центральной части верхнего 4 и нижнего 5 дисков к их периферии. Готовый продукт выносится воздушным потоком из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3.Centrifugal disc grinder works as follows. The crushed material, for example, limestone with a moisture content of up to 1%, enters the loading pipe 2, from where it is directed to the upper working surface 7 of the internal conical stage 11 with radial blades 10.The particles are captured by the working surfaces of the radial blades 10 and move along them. Particles descending from the radial blades 10 collide with a vertical bar bumper 9 fixed on the lower conical stepped working surface 6 of the upper disk 4.In this case, the destruction of particles is carried out mainly due to impact. Particles that have passed into the gaps between the bars of the vertical bar fender 9 are directed to the upper working surface 7 of the next conical stage 11 with radial blades 10. the surface of the vertical ledges 12, made in the form of curved sectors 13, and the vertical bar fender 9. With the counter-rotation of the vertical ledges 12 and vertical bar fenders 9, the radial gap between them periodically decreases in each curved sector 13, and this decrease in the radial gap has a cyclic high-speed character . In this case, crushing and abrasive loads act on the material particles. The particles crushed in this way also pass into the gaps between the bars of the vertical bar fender 9 and are directed to the upper working surface 7 of the next conical stage 11 with radial blades 10. These processes of grinding and classifying particles of various sizes are realized when they move on all conical stages 11 from the center drives 4 and 5 to their periphery. Particles that have reached the peripheral part of the housing 1 are sent to the discharge pipe 3. The presence of a spring support 15 prevents particles of non-crushable material from jamming in the working space between the upper 4 disk and the lower 5 disk. Thus, the process of selective action on the material and its separation by size is carried out on the way of its movement from the central part of the upper 4 and lower 5 disks to their periphery. The finished product is carried out by air flow from the housing 1 through the discharge pipe 3.

Изготовление конических ступенчатых рабочих поверхностей 6 и 7 верхнего 4 и нижнего 5 дисков с углом β наклона образующей каждой конической ступени 8 и 11 к горизонту, превышающем угол α естественного откоса материала, обеспечивает интенсивное прохождение измельчаемых частиц материала в рабочем пространстве в сторону разгрузочного патрубка 3. Призматическое поперечное сечение прутков в вертикальных прутковых отбойниках 9 с расширяющимся зазором между ними в сторону периферии исключает забивание данных зазоров частицами измельчаемого материала. Для исключения проскакивания частиц материала между вертикальными прутковыми отбойниками 9 и верхней поверхностью конических ступеней 11 поверхность нижних торцов 14 вертикальных прутковых отбойников 9 параллельна верхней поверхности конических ступеней 11. Уменьшение высоты радиальных лопаток 10, минимального зазора между смежными прутками в вертикальных прутковых отбойниках 9 и высоты вертикальных уступов 12 от центра дисков 4 и 5 к их периферии связано с уменьшением размеров частиц измельчаемого материала при их движении от загрузки к разгрузке. Таким образом, осуществляется селективное воздействие на материал, а также совмещение измельчения и классификации материала в процессе перемещения частиц от загрузки к разгрузке в корпусе дискового измельчителя.Production of conical stepped working surfaces 6 and 7 of the upper 4 and lower 5 discs with the angle β of inclination of the generatrix of each conical step 8 and 11 to the horizon, exceeding the angle α of the natural repose of the material, ensures intensive passage of the crushed material particles in the working space towards the discharge pipe 3. The prismatic cross-section of the bars in the vertical bar bumpers 9 with an expanding gap between them towards the periphery eliminates clogging of these gaps with particles of the crushed material. To avoid slippage of material particles between the vertical bar fenders 9 and the upper surface of the conical steps 11, the surface of the lower ends 14 of the vertical bar fenders 9 is parallel to the upper surface of the conical steps 11. ledges 12 from the center of the disks 4 and 5 to their periphery is associated with a decrease in the size of the particles of the crushed material during their movement from loading to unloading. Thus, a selective effect on the material is carried out, as well as a combination of grinding and classification of the material in the process of moving particles from loading to unloading in the body of the disk grinder.

Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения и увеличить производительность по готовому продукту.All of the above will improve the efficiency of the grinding process and increase the productivity of the finished product.

Claims

Centrifugal disc grinder containing a cylindrical body with loading and unloading nozzles, oppositely rotating upper and lower discs, characterized in that the upper and lower discs have a conical stepped working surface with a vertical shift from top to bottom of each subsequent conical stage from the center to the periphery with an inclination angle of the generatrix of each conical step to the horizon, exceeding the angle of repose of the material, on the lower conical stepped working surface of the upper disk, at the beginning of each conical step, vertical bar fenders are rigidly fixed along concentric circles, on the upper conical stepped working surface of the lower disk, from the center to the periphery, radial blades of a rectangular cross section, the conical steps of the lower disk are separated by vertical ledges made in the form of curvilinear sectors symmetrically located in the plan, while the radial clearance is less waiting for the side surface of the vertical ledges and vertical bar fenders uniformly increases in each curved sector in the direction of rotation of the lower disk every 90° from D _max to (0.1 ... 0.5) D _max , where D _max is the maximum particle size of the source material, the lower ends of the vertical bar fenders are parallel to the corresponding working surface of the lower disc with a vertical technological gap, and the height of the radial blades, the minimum gap between adjacent bars in the vertical bar fenders and the height of the vertical ledges decrease from the center of the discs to their periphery from D _max to (0.1 ... 0.5)D _max , the bars are made of prismatic cross-section with a smaller base towards the periphery.