RU2786117C1

RU2786117C1 - Centrifugal disc grinder

Info

Publication number: RU2786117C1
Application number: RU2022120439A
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Семикопенко; Дмитрий Владимирович Карпачев; Александр Михайлович Акупиян; Ольга Викторовна Наумова
Filing date: 2022-07-26
Publication date: 2022-12-19

Abstract

FIELD: materials grinding.

SUBSTANCE: invention relates to devices for grinding various materials and can be used in the production of building materials, as well as in other industries. The centrifugal disc grinder contains a cylindrical body 1 with loading 2 and unloading 3 branch pipes, oppositely rotating upper 4 and lower 5 discs. The upper disc 4 consists of a conical ring 7 rigidly attached to the lower end 8 of the boot pipe 2, and a horizontal ring 9 rigidly attached to the lower ends 10 of the conical ring 7. Radial ribs 11 are rigidly attached to the lower generatrix of the conical ring 7, symmetrically plan. In the center of the upper surface of the lower horizontal disc 5, a conical rotor 12 is rigidly fixed with an angle α of the inclination of the upper generatrix to the horizon exceeding the angle β of the natural repose of the material parallel to the lower generatrix of the conical ring 7. Radial beaters 13 are rigidly attached to the upper generatrix of the conical rotor 12, the minimum gap between the outer ends of which and the inner ends of the radial ribs 11 exceeds 2D_max, where D_max is the maximum particle size of the crushed material. In the lower part, the conical rotor 12 has cylindrical ends 14, to which cams 15 are rigidly attached, symmetrically located in the plan. Opposite the cams 15 to the inner end of the horizontal ring 9 is rigidly attached to the baffle ring 16. The radial clearance between the outer radius of the cams 15 and the inner radius of the baffle ring 16 is equal to (0.1 ... 0.5)D_max. Ribbed plates 17 are rigidly attached to the lower surface of the horizontal ring 9 and to the upper surface of the lower horizontal disk 5, the vertical gap between which is equal to (0.1 ... 0.2)D_max.

EFFECT: grinder provides an increase in the efficiency of the grinding process.

1 cl, 5 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 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 the BSTU named after V.G. Shukhova, 2018, No. 5, pp. 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.A known design of a centrifugal impact mill (USSR author's certificate for the invention No. 671839, VO2S 13/14, publ. 05.07.1979, bull. No. 25), 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 branch pipe.

Технической проблемой известных конструкций является низкая эффективность процесса измельчения и низкая тонкость помола.The technical problem of 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, adopted 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 известное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с отсутствием предварительного измельчения материала и селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.However, the known device is characterized by low efficiency of the grinding process. This is due to the absence of preliminary grinding of the material and the selective effect on the material depending on its size.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет предварительного измельчения материала и селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.The invention is aimed at increasing the efficiency of the grinding process due to the preliminary grinding of the material and the selective effect 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, верхний диск состоит из конического кольца, жестко прикрепленного к нижнему торцу загрузочного патрубка, и горизонтального кольца, жестко прикрепленного к нижним торцам конического кольца. К нижней образующей поверхности конического кольца жестко прикреплены радиальные ребра, симметрично расположенные в плане. В центре верхней поверхности нижнего горизонтального диска жестко закреплен конический ротор с углом α наклона верхней образующей поверхности к горизонту, превышающим угол β естественного откоса материала, параллельной нижней образующей поверхности конического кольца. К верхней образующей поверхности конического ротора жестко прикреплены радиальные била, минимальный зазор между внешними торцами которых и внутренними торцами радиальных ребер превышает 2D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. В нижней части конический ротор имеет цилиндрические торцы, к которым жестко прикреплены кулачки, симметрично расположенные в плане. Напротив кулачков к внутреннему торцу горизонтального кольца жестко прикреплена отбойное кольцо. Радиальный зазор между внешним радиусом кулачков и внутренним радиусом отбойного кольца равен (0,1 ... 0,5) D_max. На нижней поверхности горизонтального кольца и на верхней поверхности нижнего горизонтального диска жестко прикреплены ребристые пластины, вертикальный зазор между которыми равен (0,1 ... 0,2) 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 disks. According to the proposed solution, the upper disk consists of a conical ring rigidly attached to the lower end of the loading pipe, and a horizontal ring rigidly attached to the lower ends of the conical ring. Radial ribs are rigidly attached to the lower generatrix of the conical ring and are symmetrically located in the plan. In the center of the upper surface of the lower horizontal disk, a conical rotor is rigidly fixed with an angle α of inclination of the upper generatrix to the horizon, exceeding the angle β of the natural repose of the material parallel to the lower generatrix of the conical ring. Radial bars are rigidly attached to the upper generatrix of the conical rotor, the minimum gap between the outer ends of which and the inner ends of the radial ribs exceeds 2D _max , where D _max is the maximum particle size of the crushed material. In the lower part, the conical rotor has cylindrical ends, to which cams are rigidly attached, symmetrically located in the plan. Opposite the cams, a striker ring is rigidly attached to the inner end of the horizontal ring. The radial clearance between the outer radius of the cams and the inner radius of the impact ring is (0.1 ... 0.5) D _max . On the lower surface of the horizontal ring and on the upper surface of the lower horizontal disk, ribbed plates are rigidly attached, the vertical gap between which is equal to (0.1 ... 0.2) D _max .

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез измельчителя; на фиг.2 – разрез А-А на фиг. 1 (кулачки и нижний горизонтальный диск); на фиг. 3 – разрез Б-Б на фиг. 1(коническое кольцо с радиальными ребрами); на фиг. 4 – разрез В-В на фиг. 1 (горизонтальное кольцо с ребристыми пластинами), на фиг. 5 – разрез Г-Г на фиг.1 (горизонтальное кольцо и нижний горизонтальный диск).The essence of the invention is illustrated by the drawing, where figure 1 shows a longitudinal section of the chopper; figure 2 - section A-A in Fig. 1 (cams and lower horizontal disc); in fig. 3 - section B-B in Fig. 1(conical ring with radial ribs); in fig. 4 - section B-B in Fig. 1 (horizontal ring with ribbed plates), in Fig. 5 - section Г-Г in Fig.1 (horizontal ring and lower horizontal disk).

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 получает вращение от загрузочного патрубка 2, а нижний горизонтальный диск 5 вращается от нижнего вала 6. Верхний диск 4 состоит из конического кольца 7, жестко прикрепленного, например сваркой, к нижнему торцу 8 загрузочного патрубка 2, и горизонтального кольца 9, жестко прикрепленного, например сваркой, к нижним торцам 10 конического кольца 7. К нижней образующей поверхности конического кольца 7 жестко прикреплены, например сваркой, радиальные ребра 11, симметрично расположенные в плане. В центре верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5 жестко закреплен, например сваркой, конический ротор 12 с углом α наклона верхней образующей поверхности к горизонту, превышающем угол β естественного откоса материала, параллельной нижней образующей поверхности конического кольца 7. К верхней образующей поверхности конического ротора 12 жестко прикреплены, например сваркой, радиальные била 13, минимальный зазор между внешними торцами которых и внутренними торцами радиальных ребер 11 превышает 2D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. В нижней части конический ротор 12 имеет цилиндрические торцы 14, к которым жестко прикреплены, например сваркой, кулачки 15, симметрично расположенные в плане. Напротив кулачков 15 к внутреннему торцу горизонтального кольца 9 жестко прикреплено, например сваркой, отбойное кольцо 16. Радиальный зазор между внешним радиусом кулачков 15 и внутренним радиусом отбойного кольца 16 равен (0,1 ... 0,5) D_max. На нижней поверхности горизонтального кольца 9 и на верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5 жестко прикреплены, например сваркой, ребристые пластины 17, вертикальный зазор между которыми равен (0,1 ... 0,2) D_max. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего диска 4 за счет пружинной опоры 18.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 disk 4 receives rotation from the boot pipe 2, and the lower horizontal disk 5 rotates from the lower shaft 6. The upper disk 4 consists of a conical ring 7, rigidly attached, for example by welding, to the lower end 8 of the boot pipe 2, and a horizontal ring 9, rigidly attached, for example by welding, to the lower ends 10 of the conical ring 7. To the lower generatrix of the conical ring 7 is rigidly attached, for example by welding, radial ribs 11, symmetrically arranged in plan. In the center of the upper surface of the lower horizontal disc 5 is rigidly fixed, for example by welding, the conical rotor 12 with the angle α of the upper generatrix of the surface to the horizon, exceeding the angle β of the natural repose of the material, parallel to the lower generatrix of the conical ring 7. To the upper generatrix of the conical rotor 12 rigidly attached, for example by welding, radial beat 13, the minimum gap between the outer ends of which and the inner ends of the radial ribs 11 exceeds 2D _max , where D _max is the maximum particle size of the crushed material. In the lower part of the conical rotor 12 has cylindrical ends 14, which are rigidly attached, for example by welding, cams 15, symmetrically located in the plan. Opposite the cams 15 to the inner end of the horizontal ring 9 is rigidly attached, for example by welding, the impact ring 16. The radial clearance between the outer radius of the Cams 15 and the inner radius of the impact ring 16 is (0.1 ... 0.5) D _max . On the lower surface of the horizontal ring 9 and on the upper surface of the lower horizontal disk 5 are rigidly attached, for example by welding, ribbed plates 17, the vertical gap between which is equal to (0.1 ... 0.2) D _max . If necessary, it is possible to raise the upper disk 4 due to the spring support 18.

Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в загрузочный патрубок 2. Из загрузочного патрубка 2 материал направляется в рабочее пространство между нижней образующей поверхностью конического кольца 7 с радиальными ребрами 11, прикрепленного к нижнему торцу 8 загрузочного патрубка 2, и верхней образующей поверхностью конического ротора 12 с радиальными билами 13. Частицы материала попадают на рабочую поверхность радиальных бил 13 конического ротора 12, разгоняются и вылетают в направлении радиальных ребер 11 конического кольца 7, вращающихся с верхним диском 4 в противоположном направлении. При соударении с радиальными ребрами 11 частицы отбрасываются на рабочую поверхность радиальных бил 13 конического ротора 12, при этом частицы воспринимают многократные воздействия со стороны радиальных бил 13 и радиальных ребер 11. При движении в данной проточной части на частицы действуют в основном ударные и истирающие нагрузки. Частицы измельчаются до тех пор, пока они не пройдут в вертикальный зазор между цилиндрическими торцами 14 в нижней части конического ротора 12, к которым жестко прикреплены кулачки 15, и отбойным кольцом 16, жестко прикрепленным к внутреннему торцу горизонтального кольца 9, жестко прикрепленного к нижним торцам 10 конического кольца 7. Здесь на частицы действуют раздавливающие и истирающие нагрузки при высокочастотном изменении рабочего пространства при встречном вращении кулачков 15 и отбойного кольца 16. Характер данных нагрузок имеет циклический характер. При достижении необходимого размера, частицы проникают в вертикальный зазор между нижней поверхностью горизонтального кольца 9 и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5. Здесь материал окончательно измельчается за счет ударных и истирающих нагрузок со стороны ребристых пластин 17, жестко закрепленных на нижней поверхности горизонтального кольца 9 и верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5, вращающегося от нижнего вала 6. Далее частицы материала направляются к периферии нижнего горизонтального диска 5 в сторону разгрузочного патрубка 3. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего диска 4 при сжатии пружинной опоры 18. Готовый продукт удаляется воздушным потоком из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Для исключения забивания материалом рабочего пространства между нижней образующей поверхностью конического кольца 7 и верхней образующей поверхностью конического ротора 12 минимальный зазор между внешними торцами радиальных бил 13 и внутренними торцами радиальных ребер 11 превышает 2D_max. Для обеспечения работы дискового измельчителя радиальный зазор между внешним радиусом кулачков 15 и внутренним радиусом отбойного кольца 16 равен (0,1 ... 0,5) D_max, а вертикальный зазор между ребристыми пластинами 17 горизонтального кольца 9 и нижнего горизонтального диска 5 равен (0,1 ... 0,2) D_max. Для обеспечения интенсивного движения частиц в направлении кулачков 15 и отбойного кольца 16 угол наклона α верхней образующей поверхности конического ротора 12 к горизонту превышает угол β естественного откоса материала. Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися верхним диском 4 и нижним горизонтальным диском 5, имеющими соответственно радиальные ребра 11 и отбойное кольцо 16, а также радиальные била 13 и кулачки 15, позволяет обеспечить предварительное измельчение материала и селективное воздействие на материал в зависимости от его крупности. Centrifugal disc grinder works as follows. The crushed material, such as limestone with a moisture content of up to 2%, falls in loading pipe 2. From the loading pipe 2, the material is directed into the working space between the lower generatrix of the conical ring 7 with radial ribs 11, attached to the lower end 8 of the boot pipe 2, and upper generatrix conical rotor 12 with radial beaters 13. Material particles fall on the working surface radial beaters 13 conical rotor 12, accelerate and fly out in the direction of the radial ribs 11 of the conical ring 7, rotating with the upper disk 4 in the opposite direction. When colliding with the radial ribs 11, the particles are thrown onto the working surface of the radial beaters 13 of the conical rotor 12, while the particles perceive multiple impacts from the radial beaters 13 and radial ribs 11. When moving in this flow path, the particles are mainly affected by shock and abrasion loads. Particles are crushed until they will not fit into the vertical gap between cylindrical ends 14 in the lower part of the conical rotor 12, to which the cams 15 are rigidly attached, and the impact ring 16, rigidly attached to the inner end of the horizontal ring 9, rigidly attached to the lower ends 10 of the conical ring 7. Here, crushing and abrasive loads act on the particles at high-frequency change in the working space during the counter rotation of the cams 15 and the impact ring 16. The nature of these loads is cyclical. Upon reaching the required size, the particles penetrate into the vertical gap between the lower surface of the horizontal ring 9 and the upper surface of the lower horizontal disk 5. Here the material is finally crushed due to shock and abrasion loads from the ribbed plates 17 rigidly fixed on the lower surface of the horizontal ring 9 and the upper the surface of the lower horizontal disk 5 rotating from the lower shaft 6. Further, the material particles are directed to the periphery of the lower horizontal disk 5 towards the discharge pipe 3. Indestructible pieces of material are unloaded by raising the upper disk 4 while compressing the spring support 18. The finished product is removed by air from the housing 1 through the discharge pipe 3. To prevent clogging of the working space between the lower generatrix of the conical ring 7 and the upper generatrix of the conical rotor 12 the minimum gap between the outer ends of the radial beaters 13 and the inner ends of the radial ribs 11 exceeds 2D_max. To ensure the operation of the disc grinder the radial clearance between the outer radius of the jaws 15 and the inner radius of the impact ring 16 is (0.1 ... 0.5) D_max, and the vertical gap between the ribbed plates 17 of the horizontal ring 9 and the lower horizontal disk 5 is (0.1 ... 0.2) D_max. To ensure intensive movement of particles in the direction of the cams 15 and the impact ring 16, the angle of inclination α of the upper generatrix of the conical rotor 12 to the horizon exceeds the angle β of the natural repose of the material. The design of a centrifugal disc grinder with counter-rotating upper disc 4 and lower horizontal disc 5, having, respectively, radial ribs 11 and a baffle ring 16, as well as radial beaters 13 and cams 15, allows for preliminary grinding of the material and selective effect on the material, depending on its 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 of the finished class of the crushed material.

Claims

Centrifugal disc grinder, containing a cylindrical body with loading and unloading nozzles, oppositely rotating upper and lower discs, characterized in that the upper disc consists of a conical ring rigidly attached to the lower end of the loading nozzle, and a horizontal ring rigidly attached to the lower ends of the conical ring , radial ribs are rigidly attached to the lower generatrix of the conical ring, symmetrically located in the plan, in the center of the upper surface of the lower horizontal disk a conical rotor is rigidly fixed with the angle of inclination of the upper generatrix surface to the horizon exceeding the angle of repose of the material parallel to the lower generatrix of the conical ring, Radial bars are rigidly attached to the upper generatrix of the conical rotor, the minimum gap between the outer ends of which and the inner ends of the radial ribs exceeds 2D _max , where D _max is the maximum particle size of the grinder of the desired material, in the lower part the conical rotor has cylindrical ends, to which the cams are rigidly attached, symmetrically located in the plan, opposite the cams to the inner end of the horizontal ring, the impact ring is rigidly attached to the inner end of the horizontal ring, the radial gap between the outer radius of the cams and the internal radius of the impact ring is (0, 1 ... 0.5) D _max , on the lower surface of the horizontal ring and on the upper surface of the lower horizontal disk, ribbed plates are rigidly attached, the vertical gap between which is equal to (0.1 ... 0.2) D _max .