RU2809506C1 - Центробежный дисковый измельчитель - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к устройствам для измельчения различных материалов и может быть использовано при производстве строительных материалов, а также в других отраслях промышленности. Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний 4 и нижний 5 диски. На нижней поверхности верхнего конического диска 4 и на верхней поверхности нижнего конического диска 5 выполнены чередующиеся друг за другом от центра к периферии кольцевые выступы 7 и 8 и впадины 9 и 10 полукруглого поперечного сечения. Кольцевые выступы 7 и 8 входят в соответствующие кольцевые впадины 9 и 10 двух конических дисков 4 и 5. Вертикальный зазор между ними равномерно уменьшается от центра к периферии от (1,0...1,2)Dmax до (0,1...0,5)Dmax, где Dmax – максимальный размер частиц измельчаемого материала. В кольцевых выступах 8 нижнего конического диска 5 по длине окружности с шагом, равномерно уменьшающимся от одного кольцевого выступа 8 к другому в сторону периферии, выполнены конические отверстия 11 с диаметром большего основания 12 в сторону периферии. Образующая 13 каждого конического отверстия 11 соединяет нижние точки 14 кольцевых впадин 10 нижнего конического диска 5. Угол β наклона касательной 15 к горизонту, соединяющей данные кольцевые впадины 10, превышает угол α естественного откоса материала. Высота кольцевых выступов 7 и 8 и кольцевых впадин 9 и 10 двух дисков 4 и 5, а также диаметр меньшего основания 16 конических отверстий 11 уменьшаются от центра дисков 4 и 5 к периферии соответственно от (1,2...1,5)Dmax и от Dmax пропорционально уменьшению вертикального зазора между кольцевыми выступами 7, 8 и кольцевыми впадинами 9, 10 двух дисков 4 и 5. Измельчитель обеспечивает повышение эффективности рабочего процесса. 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 верхний и нижний диски с рабочей поверхностью.

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.

Технической проблемой известных конструкций 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, 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.

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 известное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с отсутствием классификации материала по крупности при его движении от центра дисков к периферии, а также с отсутствием селективного воздействия на материал.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет классификации материала по крупности при его движении от центра дисков к периферии, а также селективного воздействия на материал.

Это достигается тем, что центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски. Согласно предложенному решению на нижней поверхности верхнего конического диска и на верхней поверхности нижнего конического диска выполнены чередующиеся друг за другом от центра к периферии кольцевые выступы и впадины полукруглого поперечного сечения. Кольцевые выступы входят в соответствующие кольцевые впадины двух конических дисков. Вертикальный зазор между ними равномерно уменьшается от центра к периферии от (1,0...1,2)D_max до (0,1...0,5)D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. В кольцевых выступах нижнего конического диска по длине окружности с шагом, равномерно уменьшающимся от одного кольцевого выступа к другому в сторону периферии, выполнены конические отверстия с диаметром большего основания в сторону периферии. Образующая каждого конического отверстия соединяет нижние точки кольцевых впадин нижнего конического диска, а угол β наклона касательной к горизонту, соединяющей данные кольцевые впадины, превышает угол α естественного откоса материала. Высота кольцевых выступов и кольцевых впадин двух дисков, а также диаметр меньшего основания конических отверстий уменьшаются от центра дисков к периферии соответственно от (1,2...1,5)D_max и от D_max пропорционально уменьшению вертикального зазора между кольцевыми выступами и кольцевыми впадинами двух дисков.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез измельчителя; на фиг.2 – разрез А-А на фиг. 1 (кольцевые выступы и конические отверстия); на фиг. 3 – разрез Б-Б на фиг. 1 (кольцевые выступы и кольцевые впадины); на фиг. 4 – вид В на фиг. 2 (конические отверстия).

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 диск 5 вращается от нижнего вала 6. На нижней поверхности верхнего конического диска 4 и на верхней поверхности нижнего конического диска 5 выполнены чередующиеся друг за другом от центра к периферии кольцевые выступы 7, 8 и впадины 9, 10 полукруглого поперечного сечения. Кольцевые выступы 7 верхнего конического диска 4 входят в кольцевые впадины 10 нижнего конического диска 5, а кольцевые выступы 8 нижнего конического диска 5 входят в кольцевые впадины 9 верхнего конического диска 4, вертикальный зазор между ними равномерно уменьшается от центра к периферии от (1,0...1,2)D_max до (0,1...0,5)D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. В кольцевых выступах 8 нижнего конического диска 5 по длине окружности с шагом, равномерно уменьшающимся от одного кольцевого выступа 8 к другому в сторону периферии, выполнены конические отверстия 11 с диаметром большего основания 12 в сторону периферии. Образующая 13 каждого конического отверстия 11 соединяет нижние точки 14 кольцевых впадин 10 нижнего конического диска 5. Угол β наклона касательной 15 к горизонту, соединяющей данные кольцевые впадины 10, превышает угол α естественного откоса материала. Высота кольцевых выступов 7 и 8 и кольцевых впадин 9 и 10 двух дисков 4 и 5, а также диаметр меньшего основания 16 конических отверстий 11 уменьшаются от центра дисков 4 и 5 к периферии соответственно от (1,2...1,5)D_max и от D_max пропорционально уменьшению вертикального зазора между кольцевыми выступами 7,8 и соответствующими кольцевыми впадинами 9, 10 двух дисков 4 и 5. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего конического диска 4 за счет пружинной опоры 17.

Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 1%, попадает в загрузочный патрубок 2, затем в рабочий объем между верхней поверхностью нижнего конического диска 5 и нижней поверхностью верхнего конического диска 4, вращающихся в противоположные стороны соответственно от нижнего вала 6 и загрузочного патрубка 2. Частицы материала направляются на верхнюю поверхность нижнего конического диска 5, затем под действием центробежной силы направляются в зону действия внутреннего кольцевого выступа 7 верхнего конического диска 4 и сопряженной с ним кольцевой впадины 10 нижнего конического диска 5. В вертикальном зазоре между данным кольцевым выступом 7 и кольцевой впадиной 10 осуществляется предварительное разрушение частиц материала. Частицы, измельченные до необходимого размера, проходят через конические отверстия 11 кольцевых выступов 8 нижнего конического диска 5. Более крупные частицы продолжают измельчаться между кольцевым выступом 7 верхнего конического диска 4 и кольцевой впадиной 10 нижнего конического диска 5 до тех пор, пока не пройдут через конические отверстия 11 кольцевого выступа 8 нижнего конического диска 5. Частицы, прошедшие через конические отверстия 11, имеющие большее основание 12 и меньшее основание 16, продолжают свое движение к следующему зазору между кольцевым выступом 7 верхнего конического диска 4 и сопряженной с ним кольцевой впадиной 10 нижнего конического диска 5. Здесь процесс измельчения за счет раздавливания и истирания и процесс классификации частиц посредством конических отверстий 11 повторяется. Таким образом, осуществляется непрерывное измельчение материала и его классификация на всем пути его движения от центра конических дисков 4 и 5 к их периферии. Для более интенсивного продвижения частиц вдоль конических отверстий 11 в направлении периферии, угол β наклона касательной 15 к горизонту, соединяющей данные кольцевые впадины 10, превышает угол α естественного откоса материала, а образующая 13 каждого конического отверстия 11 соединяет нижние точки 14 кольцевых впадин 10. Посредством изменения вертикального зазора между кольцевыми выступами 7 верхнего конического диска 4 и кольцевыми впадинами 10 нижнего конического диска 5 и между кольцевыми выступами 8 нижнего конического диска 5 и кольцевыми впадинами 9 верхнего конического диска 4, а также изменения диаметра меньшего основания 16 конических отверстий 11 можно регулировать конечный размер готового продукта. При достижении необходимого размера частицы материала перемещаются в направлении периферии нижнего конического диска 5. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего конического диска 4 при сжатии пружинной опоры 17. Готовый продукт выносится воздушным потоком из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Так как частицы при движении от центра конических дисков 4 и 5 к их периферии уменьшаются в размерах соответственно, от центра дисков 4 и 5 к периферии уменьшается вертикальный зазор между кольцевыми выступами 7, 8 и соответствующими кольцевыми впадинами 9, 10 двух дисков 4 и 5, уменьшается высота кольцевых выступов 7 и 8 и кольцевых впадин 9 и 10, а также диаметр меньшего основания 16 конических отверстий 11. Для исключения забивания материалом отверстия 11 в кольцевых выступах 8 нижнего конического диска 5 выполнены коническими с меньшим основанием 16 к центру и с большим основанием 12 к периферии.

Предложенная конструкция центробежного дискового измельчителя позволяет обеспечить классификацию материала по крупности при его движении от центра дисков к периферии, а также селективное воздействие на измельчаемый материал. Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения, тем самым увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала.

Claims (1)

1. Центробежный дисковый измельчитель, содержащий цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски, отличающийся тем, что на нижней поверхности верхнего конического диска и на верхней поверхности нижнего конического диска выполнены чередующиеся друг за другом от центра к периферии кольцевые выступы и впадины полукруглого поперечного сечения, кольцевые выступы входят в соответствующие кольцевые впадины двух конических дисков, вертикальный зазор между ними равномерно уменьшается от центра к периферии от (1,0...1,2)D_max до (0,1...0,5)D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала, в кольцевых выступах нижнего конического диска по длине окружности с шагом, равномерно уменьшающимся от одного кольцевого выступа к другому в сторону периферии, выполнены конические отверстия с диаметром большего основания в сторону периферии, при этом образующая каждого конического отверстия соединяет нижние точки кольцевых впадин нижнего конического диска, а угол β наклона касательной к горизонту, соединяющей данные кольцевые впадины, превышает угол α естественного откоса материала, высота кольцевых выступов и кольцевых впадин двух дисков, а также диаметр меньшего основания конических отверстий уменьшаются от центра дисков к периферии соответственно от (1,2...1,5)D_max и от D_max пропорционально уменьшению вертикального зазора между кольцевыми выступами и кольцевыми впадинами двух дисков.