RU2811121C1 - 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 верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5 жестко закреплены перпендикулярно друг другу радиальные вертикальные ребра 7, верхние торцы которых выполнены в форме зубьев 8, между которыми жестко закреплены концентрические вертикальные кольца 9 с радиальными прямоугольными отверстиями 10, с одинаковым радиальным шагом, превышающем D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. Вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего конического диска 4 и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5 равномерно уменьшается от центра к периферии от (1,2…1,5)D_max до (0,1…0,5)D_max. Рабочая поверхность каждого радиального вертикального ребра 7 находится в одной плоскости с задней боковой стенкой 11 соответствующего радиального прямоугольного отверстия 10 по направлению вращения нижнего горизонтального диска 5. На нижней поверхности верхнего конического диска 4 жестко закреплены концентрические ряды радиальных вертикальных ребер 12, нижние торцы которых выполнены в форме зубьев 13. Вершины зубьев радиальных вертикальных ребер одного диска расположены во впадинах зубьев радиальных вертикальных ребер другого диска с обеспечением технологического зазора между ними, а также между радиальными вертикальными ребрами 12 верхнего конического диска 4 и концентрическими вертикальными кольцами 9 нижнего горизонтального диска 5, ширина радиальных прямоугольных отверстий 10 и высота радиальных вертикальных ребер 7 нижнего горизонтального диска 5 равномерно уменьшается от центра к периферии от Dmax пропорционально уменьшению вертикального зазора между поверхностями двух дисков 4 и 5, а количество радиальных прямоугольных отверстий 10 соответственно увеличивается на каждом последующем концентрическом вертикальном кольце 9, имеющем вертикальный технологический зазор до нижней поверхности верхнего конического диска 4. Измельчитель обеспечивает повышение эффективности процесса измельчения. 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 верхней поверхности нижнего горизонтального диска жестко закреплены перпендикулярно друг другу радиальные вертикальные ребра, верхние торцы которых выполнены в форме зубьев, между которыми жестко закреплены концентрические вертикальные кольца с радиальными прямоугольными отверстиями, с одинаковым радиальным шагом, превышающем Dmax, где Dmax – максимальный размер частиц измельчаемого материала. Вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего конического диска и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска равномерно уменьшается от центра к периферии от (1,5…2,0)Dmax до (0,1…0,5)Dmax. Рабочая поверхность каждого радиального вертикального ребра находится в одной плоскости с задней боковой стенкой соответствующего радиального прямоугольного отверстия по направлению вращения нижнего горизонтального диска. На нижней поверхности верхнего конического диска жестко закреплены концентрические ряды радиальных вертикальных ребер, нижние торцы которых выполнены в форме зубьев. Вершины зубьев радиальных вертикальных ребер одного диска расположены во впадинах зубьев радиальных вертикальных ребер другого диска с обеспечением технологического зазора между ними, а также между радиальными вертикальными ребрами верхнего конического диска и концентрическими вертикальными кольцами нижнего горизонтального диска. Ширина радиальных прямоугольных отверстий и высота радиальных вертикальных ребер нижнего горизонтального диска равномерно уменьшается от центра к периферии от Dmax пропорционально уменьшению вертикального зазора между поверхностями двух дисков. Количество радиальных прямоугольных отверстий соответственно увеличивается на каждом последующем концентрическом вертикальном кольце, имеющем вертикальный технологический зазор до нижней поверхности верхнего конического диска.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез измельчителя; на фиг.2 – разрез А-А на фиг. 1 (радиальные вертикальные ребра и концентрические вертикальные кольца); на фиг. 3 – разрез Б-Б на фиг. 1 (радиальные вертикальные ребра верхнего конического диска); на фиг. 4 – вид В на фиг. 1 (зубья радиальных вертикальных ребер).

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 верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5 жестко закреплены, например сваркой, перпендикулярно друг другу радиальные вертикальные ребра 7, верхние торцы которых выполнены в форме зубьев 8, между которыми жестко закреплены, например сваркой, концентрические вертикальные кольца 9 с радиальными прямоугольными отверстиями 10, с одинаковым радиальным шагом, превышающем Dmax, где Dmax – максимальный размер частиц измельчаемого материала. Вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего конического диска 4 и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5 равномерно уменьшается от центра к периферии от (1,5…2,0)Dmax до (0,1…0,5)Dmax. Рабочая поверхность каждого радиального вертикального ребра 7 находится в одной плоскости с задней боковой стенкой 11 соответствующего радиального прямоугольного отверстия 10 по направлению вращения нижнего горизонтального диска 5. На нижней поверхности верхнего конического диска 4 жестко закреплены, например сваркой, концентрические ряды радиальных вертикальных ребер 12, нижние торцы которых выполнены в форме зубьев 13. Вершины 14 зубьев 13 радиальных вертикальных ребер 12 верхнего конического диска 4 расположены во впадинах 15 зубьев 8 радиальных вертикальных ребер 7 нижнего горизонтального диска 5, а вершины 16 зубьев 8 радиальных вертикальных ребер 7 нижнего горизонтального диска 5 расположены во впадинах 17 зубьев 13 радиальных вертикальных ребер 12 верхнего конического диска 4 с обеспечением технологического зазора между ними, а также между радиальными вертикальными ребрами 12 верхнего конического диска 4 и концентрическими вертикальными кольцами 9 нижнего горизонтального диска 5. Ширина радиальных прямоугольных отверстий 10 и высота радиальных вертикальных ребер 7 нижнего горизонтального диска 5 равномерно уменьшается от центра к периферии от Dmax пропорционально уменьшению вертикального зазора между поверхностями двух дисков 4 и 5. Количество радиальных прямоугольных отверстий 10 соответственно увеличивается на каждом последующем концентрическом вертикальном кольце 9, имеющем вертикальный технологический зазор до нижней поверхности верхнего конического диска 4.

Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 1%, попадает в загрузочный патрубок 2, , откуда направляется в рабочий объем между верхней поверхностью нижнего горизонтального 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 рабочие поверхности радиальных вертикальных ребер 7 и измельчаются в первом внутреннем вертикальном технологическом зазоре между вершинами 14, 16 и впадинами 17, 15 зубьев 13, 8 радиальных вертикальных ребер 12 и 7 верхнего конического 4 и нижнего горизонтального 5 дисков. Измельчение происходит путем раздавливания и истирания, затем частицы достигают первого внутреннего концентрического вертикального кольца 9 нижнего горизонтального диска 5. Частицы, измельченные до необходимого размера, проходят вдоль задней боковой стенки 11 через радиальные прямоугольные отверстия 10 данного концентрического вертикального кольца 9 и поступают на следующее сопряжение радиальных вертикальных ребер 12 и 7 верхнего конического 4 и нижнего горизонтального 5 дисков. Так как частицы уменьшаются в размерах при их движении от центра к периферии, то уменьшается высота расположения вертикального технологического зазора между зубьями 8 и 13 радиальных вертикальных ребер 7 и 12 относительно верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5. Частицы, не прошедшие через радиальные прямоугольные отверстия 10 концентрического вертикального кольца 9, продолжают разрушаться в вертикальном технологическом зазоре между зубьями 8 и 13 до тех пор, пока не пройдут вдоль задней боковой стенки 11 через радиальные прямоугольные отверстия 10. Данный процесс измельчения и классификации повторяется перед каждым концентрическим вертикальным кольцом 9. При этом осуществляется последовательное разрушение кусков материала, причем данное разрушение имеет селективный характер в зависимости от размеров частиц измельчаемого материала. Таким образом, при движении от центра нижнего горизонтального диска 5 и верхнего конического диска 4 в направлении периферии материал непрерывно измельчается и классифицируется по крупности перед каждым концентрическим вертикальным кольцом 9. При достижении необходимого размера частицы материала перемещаются в направлении периферии нижнего горизонтального диска 5. Готовый продукт выносится воздушным потоком из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Так как частицы при движении от центра дисков 4 и 5 к их периферии уменьшаются в размерах соответственно, уменьшается вертикальное расстояние между верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5 и нижней поверхностью верхнего конического диска 4, а также ширина радиальных прямоугольных отверстий 10 от Dmax пропорционально уменьшению вертикального зазора между поверхностями двух дисков 4 и 5, при этом их количество соответственно увеличивается для обеспечения пропускной способности всех концентрических вертикальных колец 9.

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 верхней поверхности нижнего горизонтального диска жестко закреплены перпендикулярно друг другу радиальные вертикальные ребра, верхние торцы которых выполнены в форме зубьев, между которыми жестко закреплены концентрические вертикальные кольца с радиальными прямоугольными отверстиями, с одинаковым радиальным шагом, превышающем D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала, вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего конического диска и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска равномерно уменьшается от центра к периферии от (1,5…2,0)D_max до (0,1…0,5)D_max, рабочая поверхность каждого радиального вертикального ребра находится в одной плоскости с задней боковой стенкой соответствующего радиального прямоугольного отверстия по направлению вращения нижнего горизонтального диска, на нижней поверхности верхнего конического диска жестко закреплены концентрические ряды радиальных вертикальных ребер, нижние торцы которых выполнены в форме зубьев, при этом вершины зубьев радиальных вертикальных ребер одного диска расположены во впадинах зубьев радиальных вертикальных ребер другого диска с обеспечением технологического зазора между ними, а также между радиальными вертикальными ребрами верхнего конического диска и концентрическими вертикальными кольцами нижнего горизонтального диска, ширина радиальных прямоугольных отверстий и высота радиальных вертикальных ребер нижнего горизонтального диска равномерно уменьшается от центра к периферии от D_max пропорционально уменьшению вертикального зазора между поверхностями двух дисков, а количество радиальных прямоугольных отверстий соответственно увеличивается на каждом последующем концентрическом вертикальном кольце, имеющем вертикальный технологический зазор до нижней поверхности верхнего конического диска.