RU2792967C1

RU2792967C1 - Centrifugal disk grinder

Info

Publication number: RU2792967C1
Application number: RU2022133000A
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Семикопенко; Дмитрий Владимирович Вавилов; Александр Михайлович Акупиян; Ольга Викторовна Наумова
Filing date: 2022-12-15
Publication date: 2023-03-28

Abstract

FIELD: material grinding.

SUBSTANCE: devices for grinding various materials, used in the production of construction 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 disks. An external tapered ring 9 is attached to the lower end of the loading pipe 2 by means of a spring support 7 with a smaller base 8, to which, by means of vertical blades 10, an internal tapered ring 11 is rigidly attached along their entire length, on the upper base of which a round bottom 12, an internal 11 and an external 9 tapered rings have parallel generatrices, the minimum distance between which exceeds 2D_max, where D_max is the maximum particle size of the crushed material, and their tilt angleα to the horizon exceeds the angleβ of friction of the material. The outer tapered ring 9 in the lower part is rigidly connected to the upper horizontal disk 4. The lower horizontal sections of the tapered rings 9 and 11 are in the same plane with the lower surface of the upper horizontal disk 4. A vertical perforated ring 13 is rigidly attached to the lower cut of the outer tapered ring 9. Hammers 15 symmetrically located relative to the vertical axis are rigidly attached to the central protrusion 14 of the lower horizontal disk 5, providing a radial gap between the diameter of the circumscribed circle of the hammers 15 and the inner surface of the vertical perforated ring 13, as well as a vertical gap between the upper surface of the hammers 15 and the lower horizontal cut of the tapered rings 9 and 11, exceeding D_max. Behind the perforated vertical ring 13, on the lower surface of the upper horizontal disk 4 and on the upper surface of the lower horizontal disk 5, radial ribs 16 and 17 are rigidly fixed with a vertical process gap between them. The holes 18 of the vertical perforated ring 13 are made truncated cone shaped with a smaller base inside, the diameter of which is equal to (0.1...0.5)D_max.

EFFECT: improving the efficiency of the grinding process.

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 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 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 disks rotating in opposite directions with a 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 селективного воздействия и недостаточными нагрузками на измельчаемый материал.However, the known device is characterized by low efficiency of the grinding process. This is due to the lack of selective action and insufficient loads on the crushed material.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет селективного воздействия, а также повышения нагрузок на измельчаемый материал.The invention is aimed at improving the efficiency of the grinding process due to selective action, as well as increasing the load on the crushed material.

Это достигается тем, что центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски. Согласно предложенному решению к нижнему торцу загрузочного патрубка посредством пружинной опоры меньшим основанием прикреплено внешнее коническое кольцо, к которому посредством вертикальных лопаток по всей их длине жестко прикреплено внутреннее коническое кольцо, на верхнем основании которого жестко закреплено круглое днище. Внутреннее и внешнее конические кольца имеют параллельные образующие, минимальное расстояние между которыми превышает 2D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала, а их угол наклона к горизонту превышает угол естественного откоса материала. Внешнее коническое кольцо в нижней части жестко соединено с верхним горизонтальным диском. Нижние горизонтальные срезы конических колец находятся в одной плоскости с нижней поверхностью верхнего горизонтального диска. К нижнему срезу внешнего конического кольца жестко прикреплено вертикальное перфорированное кольцо. К центральному выступу нижнего горизонтального диска жестко прикреплены симметрично расположенные относительно вертикальной оси молотки, с обеспечением радиального зазора между диаметром описанной окружности молотков и внутренней поверхностью вертикального перфорированного кольца, а также вертикального зазора между верхней поверхностью молотков и нижним горизонтальным срезом конических колец, превышающих D_max. За перфорированным вертикальным кольцом на нижней поверхности верхнего горизонтального диска и на верхней поверхности нижнего горизонтального диска жестко закреплены радиальные ребра с обеспечением вертикального технологического зазора между ними. Отверстия вертикального перфорированного кольца выполнены в форме усеченного конуса с меньшим основанием внутри, диаметр которого равен (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, an outer conical ring is attached to the lower end of the loading pipe by means of a spring support with a smaller base, to which an inner conical ring is rigidly attached by means of vertical blades along their entire length, on the upper base of which a round bottom is rigidly fixed. The inner and outer conical rings have parallel generators, the minimum distance between which exceeds 2D _max , where D _max is the maximum particle size of the crushed material, and their angle of inclination to the horizon exceeds the angle of repose of the material. The outer conical ring in the lower part is rigidly connected to the upper horizontal disk. The lower horizontal sections of the conical rings are in the same plane as the lower surface of the upper horizontal disk. A vertical perforated ring is rigidly attached to the lower section of the outer conical ring. Hammers symmetrically located relative to the vertical axis are rigidly attached to the central ledge of the lower horizontal disk, with a radial clearance between the diameter of the circumscribed circle of the hammers and the inner surface of the vertical perforated ring, as well as a vertical clearance between the upper surface of the hammers and the lower horizontal cut of the conical rings exceeding D _max . Behind the perforated vertical ring on the lower surface of the upper horizontal disk and on the upper surface of the lower horizontal disk, radial ribs are rigidly fixed with a vertical technological gap between them. The holes of the vertical perforated ring are made in the form of a truncated cone with a smaller base inside, the diameter of which is equal to (0.1...0.5)D _max .

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез измельчителя; на фиг.2 – разрез А-А на фиг. 1 (молотки и вертикальное перфорированное кольцо); на фиг. 3 – разрез Б-Б на фиг. 1 (конические кольца и вертикальные лопатки); на фиг. 4 – разрез В-В на фиг. 1 (радиальные ребра).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 (hammers and vertical perforated ring); in fig. 3 - section B-B in Fig. 1 (conical rings and vertical blades); in fig. 4 - section B-B in Fig. 1 (radial ribs).

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 горизонтальный диск 5 вращается от нижнего вала 6. К нижнему торцу загрузочного патрубка 2 посредством пружинной опоры 7 меньшим основанием 8 прикреплено внешнее коническое кольцо 9, к которому посредством вертикальных лопаток 10 по всей их длине жестко прикреплено, например сваркой, внутреннее коническое кольцо 11, на верхнем основании которого жестко закреплено, например сваркой, круглое днище 12, внутреннее 11 и внешнее 9 конические кольца имеют параллельные образующие, минимальное расстояние между которыми превышает 2D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала, а их угол α наклона к горизонту превышает угол β естественного откоса материала. Внешнее коническое кольцо 9 в нижней части жестко соединено, например сваркой, с верхним горизонтальным диском 4. Нижние горизонтальные срезы конических колец 9 и 11 находятся в одной плоскости с нижней поверхностью верхнего горизонтального диска 4. К нижнему срезу внешнего конического кольца 9 жестко прикреплено, например сваркой, вертикальное перфорированное кольцо 13. К центральному выступу 14 нижнего горизонтального диска 5 жестко прикреплены, например сваркой, симметрично расположенные относительно вертикальной оси молотки 15, с обеспечением радиального зазора между диаметром описанной окружности молотков 15 и внутренней поверхностью вертикального перфорированного кольца 13, а также вертикального зазора между верхней поверхностью молотков 15 и нижним горизонтальным срезом конических колец 9 и 11, превышающих D_max. За перфорированным вертикальным кольцом 13 на нижней поверхности верхнего горизонтального диска 4 и на верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5 жестко закреплены, например сваркой, радиальные ребра 16 и 17 с обеспечением вертикального технологического зазора между ними. Отверстия 18 вертикального перфорированного кольца 13 выполнены в форме усеченного конуса с меньшим основанием внутри, диаметр которого равен (0,1...0,5)D_max. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего диска 4 за счет пружинной опоры 7.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 disk 4 rotates from the loading pipe 2, and the lower horizontal disk 5 rotates from the lower shaft 6. An external conical ring 9 is attached to the lower end of the loading pipe 2 by means of a spring support 7 with a smaller base 8, to which, by means of vertical blades 10, along their entire length rigidly attached, for example by welding, the inner conical ring 11, on the upper base of which is rigidly fixed, for example by welding, the round bottom 12, the inner 11 and outer 9 conical rings have parallel generators, the minimum distance between which exceeds 2D _max , where D _max is the maximum particle size crushed material, and their angle α of inclination to the horizon exceeds the angle β of the natural repose of the material. The outer conical ring 9 in the lower part is rigidly connected, for example by welding, with the upper horizontal disk 4. The lower horizontal cuts of the conical rings 9 and 11 are in the same plane with the lower surface of the upper horizontal disk 4. The lower cut of the outer conical ring 9 is rigidly attached, for example by welding, a vertical perforated ring 13. To the central protrusion 14 of the lower horizontal disk 5 are rigidly attached, for example by welding, symmetrically located relative to the vertical axis of the hammers 15, providing a radial clearance between the diameter of the circumscribed circle of the hammers 15 and the inner surface of the vertical perforated ring 13, as well as the vertical the gap between the upper surface of the hammers 15 and the lower horizontal cut of the conical rings 9 and 11, exceeding D _max . Behind the perforated vertical ring 13, on the lower surface of the upper horizontal disk 4 and on the upper surface of the lower horizontal disk 5, radial ribs 16 and 17 are rigidly fixed, for example by welding, with a vertical technological gap between them. The holes 18 of the vertical perforated ring 13 are made in the form of a truncated cone with a smaller base inside, the diameter of which is equal to (0.1...0.5)D _max . If necessary, it is possible to raise the upper disk 4 due to the spring support 7.

Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в загрузочный патрубок 2, затем на верхнюю поверхность круглого днища 12. Под действием центробежной силы частицы перемещаются в направлении рабочего пространства между внутренним 11 и внешним 9 коническими кольцами. При движении в рабочем пространстве между внутренним 11 и внешним 9 коническими кольцами за счет силы Кориолиса частицы прижимаются к рабочим поверхностям вертикальных лопаток 10, жестко соединяющих конические кольца 9 и 11 между собой. Так как угол α наклона образующих конических колец 9 и 11 превышает угол β естественного откоса материала, происходит интенсивное движение частиц вдоль рабочих поверхностей вертикальных лопаток 10 в направлении нижнего горизонтального среза конических колец 9 и 11. Отрываясь от рабочей поверхности вертикальных лопаток 10, частицы материала попадают в зону действия молотков 15, прикрепленных к центральному выступу 14 и вращающихся с нижним горизонтальным диском 5 в противоположном направлении. При соударении с рабочей поверхностью молотков 15 частицы измельчаются за счет ударных и истирающих нагрузок. Достигнув необходимых размеров, частицы проникают через конические отверстия 18 вертикального перфорированного кольца 13. Недостаточно измельченные частицы отбиваются на рабочую поверхность молотков 15 и разрушаются до тех пор, пока не проникнут через конические отверстия 18 вертикального перфорированного кольца 13. При дальнейшем движении в направлении периферии частицы окончательно измельчаются в вертикальном зазоре между радиальными ребрами 16 и 17 верхнего горизонтального диска 4 и нижнего горизонтального диска 5, закрепленного на нижнем валу 6. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего диска 4 при сжатии пружинной опоры 7, к которой меньшим основанием 8 прикреплено внешнее коническое кольцо 9. Готовый продукт выносится воздушным потоком из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Для исключения забивания материалом рабочего пространства между образующими поверхностями конических колец 9 и 11 минимальное расстояние между ними превышает 2D_max. Для предотвращения заклинивания частиц материала в зоне действия молотков 15 радиальный зазор между диаметром описанной окружности молотков 15 и внутренней поверхностью вертикального перфорированного кольца 13, а также вертикальный зазор между верхней поверхностью молотков 15 и нижним горизонтальным срезом конических колец 9 и 11 превышают D_max. Для предотвращения забивания отверстий 18 вертикального перфорированного кольца 13 данные отверстия выполнены коническими с меньшим основанием внутри. Для повышения интенсивности движения материала в рабочем пространстве между внутренним 11 и внешним 9 коническими кольцами угол α наклона образующих поверхностей данных колец превышает угол β естественного откоса материала.Centrifugal disc grinder works as follows. The crushed material, such as limestone with a moisture content of up to 2%, enters the loading pipe 2, then onto the upper surface of the round bottom 12. Under the action of centrifugal force, the particles move towards the working space between the inner 11 and outer 9 conical rings. When moving in the working space between the inner 11 and outer 9 conical rings, due to the Coriolis force, the particles are pressed against the working surfaces of the vertical blades 10, which rigidly connect the conical rings 9 and 11 to each other. Since the angle α of inclination of the forming conical rings 9 and 11 exceeds the angle β of the natural repose of the material, there is an intensive movement of particles along the working surfaces of the vertical blades 10 in the direction of the lower horizontal cut of the conical rings 9 and 11. Breaking away from the working surface of the vertical blades 10, the material particles enter in the zone of action of hammers 15 attached to the central ledge 14 and rotating with the lower horizontal disk 5 in the opposite direction. When colliding with the working surface of the hammers 15 particles are crushed due to impact and abrasive loads. Having reached the required size, the particles penetrate through the conical holes 18 of the vertical perforated ring 13. Insufficiently crushed particles are beaten onto the working surface of the hammers 15 and are destroyed until they penetrate through the conical holes 18 of the vertical perforated ring 13. With further movement towards the periphery of the particle, finally crushed in the vertical gap between the radial ribs 16 and 17 of the upper horizontal disk 4 and the lower horizontal disk 5, mounted on the lower shaft 6. Non-crushable pieces of material are unloaded by raising the upper disk 4 by compressing the spring support 7, to which the outer conical ring 9. The finished product is carried out by air flow from the body 1 through the discharge pipe 3. To avoid clogging the working space between the generatrix surfaces of the conical rings 9 and 11, the minimum distance between them exceeds 2D_max. To prevent jamming of material particles in the area of action of the hammers 15, the radial gap between the diameter of the described circle of the hammers 15 and the inner surface of the vertical perforated ring 13, as well as the vertical gap between the upper surface of the hammers 15 and the lower horizontal cut of the conical rings 9 and 11 exceed D_max. To prevent clogging of the holes 18 of the vertical perforated ring 13, these holes are made conical with a smaller base inside. To increase the intensity of movement of material in the working space between the inner 11 and outer 9 conical rings, the angle α of inclination of the generatrix surfaces of these rings exceeds the angle β of the natural repose of the material.

Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися верхним и нижним горизонтальными дисками с радиальными ребрами, а также с коническими кольцами, вертикальным перфорированным кольцом и молотками на нижнем горизонтальном диске позволяет повысить нагрузки, а также обеспечить селективное воздействие на измельчаемый материал. Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения, тем самым увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала.The design of a centrifugal disc grinder with oppositely rotating upper and lower horizontal discs with radial ribs, as well as with conical rings, vertical perforated ring and hammers on the lower horizontal disc allows you to increase the load, as well as provide a selective effect on the crushed material. All of the above will improve the efficiency of the grinding process, thereby increasing productivity in terms of the finished class of crushed material.

Claims

Centrifugal disc grinder, containing a cylindrical body with loading and unloading nozzles, oppositely rotating upper and lower discs, characterized in that an outer conical ring is attached to the lower end of the loading nozzle by means of a spring support with a smaller base, to which, by means of vertical blades, along their entire length is rigidly attached the inner conical ring, on the upper base of which the round bottom is rigidly fixed, the inner and outer conical rings have parallel generators, the minimum distance between which exceeds 2D _max , where D _max is the maximum particle size of the crushed material, and their angle of inclination to the horizon exceeds the angle of repose material, the outer conical ring in the lower part is rigidly connected to the upper horizontal disk, the lower horizontal sections of the conical rings are in the same plane with the lower surface of the upper horizontal disk, a vertical perforated ring is rigidly attached to the lower section of the outer conical ring, a hammers are attached symmetrically located relative to the vertical axis, with a radial gap between the diameter of the circumscribed circle of the hammers and the inner surface of the vertical perforated ring, as well as a vertical gap between the upper surface of the hammers and the lower horizontal cut of the conical rings exceeding D _max , behind the perforated vertical ring on the lower surface of the upper horizontal disk and on the upper surface of the lower horizontal disk, radial ribs are rigidly fixed with a vertical technological gap between them, while the holes of the vertical perforated ring are made in the form of a truncated cone with a smaller base inside, the diameter of which is equal to (0.1...0, 5) D _max .