RU2813178C1 - 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 по концентрическим окружностям жестко закреплены вертикальные держатели 7, к нижним торцам которых жестко закреплены радиальные прямоугольные пластины 8, нижняя с радиальными ребрами 9, поверхность 10 которых наклонена в сторону периферии. На верхней с радиальными ребрами 11 поверхности нижнего горизонтального диска 5 с одинаковым радиальным шагом, превышающим Dmax, где Dmax – максимальный размер частиц измельчаемого материала, жестко закреплены вертикальные концентрические кольца 12 со сквозными призматическими проточками 13, выполненными от верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5, расширяющимися в сторону периферии и равномерно чередующимися по длине окружности. Вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего конического диска 4 и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5 равномерно уменьшается от центра дисков 4 и 5 к их периферии от (1,5...2)Dmax до (0,5...1,0)Dmax, пропорционально которому в направлении к периферии уменьшается высота вертикальных концентрических колец 12, каждое из которых последовательно расположено за каждым рядом радиальных прямоугольных пластин 8 в сторону периферии с радиальным технологическим зазором. Угол α наклона к горизонту нижней поверхности радиальных прямоугольных пластин 8 меньше 2ϕ, где ϕ - угол трения. Нижняя точка 14 каждой радиальной прямоугольной пластины 8 находится на одной высоте с верхней кромкой 15 каждой сквозной призматической проточки 13, которая равномерно уменьшается от центра к периферии пропорционально уменьшению вертикального зазора между рабочими поверхностями дисков. 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, а также с отсутствием селективного воздействия на материал.

Изобретение направлено на увеличение производительности по готовому продукту за счет повышения эффективности процесса измельчения.

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 по концентрическим окружностям жестко закреплены вертикальные держатели, к нижним торцам которых жестко закреплены радиальные прямоугольные пластины, нижняя с радиальными ребрами поверхность которых наклонена в сторону периферии. На верхней с радиальными ребрами поверхности нижнего горизонтального диска с одинаковым радиальным шагом, превышающем D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала, жестко закреплены вертикальные концентрические кольца со сквозными призматическими проточками, выполненными от верхней поверхности нижнего горизонтального диска, расширяющимися в сторону периферии и равномерно чередующимися по длине окружности. Вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего конического диска и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска равномерно уменьшается от центра дисков к их периферии от (1,5...2)D_max до (0,5...1,0)D_max, пропорционально которому в направлении к периферии уменьшается высота вертикальных концентрических колец. Каждое вертикальное концентрическое кольцо расположено последовательно за каждым рядом радиальных прямоугольных пластин в сторону периферии с радиальным технологическим зазором. Угол α наклона к горизонту нижней поверхности радиальных прямоугольных пластин меньше 2ϕ, где ϕ - угол трения. Нижняя точка каждой радиальной прямоугольной пластины находится на одной высоте с верхней кромкой каждой сквозной призматической проточки, которая равномерно уменьшается от центра к периферии пропорционально уменьшению вертикального зазора между рабочими поверхностями дисков.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез измельчителя; на фиг.2 – разрез А-А на фиг. 1 (радиальные ребра нижнего горизонтального диска); на фиг. 3 – разрез Б-Б на фиг. 1 (радиальные ребра верхнего диска); на фиг. 4 – вид В на фиг. 2 (сквозные призматические проточки).

Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний 4 конический и нижний 5 горизонтальный 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 по концентрическим окружностям жестко закреплены, например сваркой, вертикальные держатели 7, к нижним торцам которых жестко прикреплены, например сваркой, радиальные прямоугольные пластины 8. При этом нижняя с радиальными ребрами 9 поверхность 10 пластин 8 наклонена в сторону периферии. На верхней с радиальными ребрами 11 поверхности нижнего горизонтального диска 5 с одинаковым радиальным шагом, превышающем D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала, жестко закреплены, например сваркой, вертикальные концентрические кольца 12 со сквозными призматическими проточками 13, выполненными от верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5. Сквозные призматические проточки 13 расширяются к периферии и равномерно чередуются по длине окружности. Вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего конического диска 4 и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5 равномерно уменьшается от центра дисков 4 и 5 к их периферии от (1,5...2)D_max до (0,5...1,0)D_max. Высота вертикальных концентрических колец 12 уменьшается в направлении к периферии пропорционально уменьшению вертикального зазора между рабочими поверхностями верхнего конического 4 и нижнего 5 горизонтального дисков. Каждое вертикальное концентрическое кольцо 12 расположено последовательно за каждым рядом радиальных прямоугольных пластин 8 в сторону периферии с радиальным технологическим зазором. Угол α наклона к горизонту нижней поверхности 10 радиальных прямоугольных пластин 8 меньше 2ϕ, где ϕ – угол трения. Нижняя точка 14 каждой радиальной прямоугольной пластины 8 находится на одной высоте с верхней кромкой 15 каждой сквозной призматической проточки 13, которая равномерно уменьшается от центра к периферии пропорционально уменьшению вертикального зазора между рабочими поверхностями дисков 4 и 5. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего конического диска 4 за счет пружинной опоры 16, установленной в загрузочном патрубке 2.

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 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 верхнюю поверхность нижнего горизонтального диска 5, и попадают на рабочую поверхность радиальных ребер 11 данного диска. Частицы материала перемещаются вдоль поверхностей радиальных ребер 11 нижнего горизонтального диска 5. Достигнув зоны действия внутреннего концентрического ряда радиальных прямоугольных пластин 8, закрепленных посредством вертикальных держателей 7 к нижней поверхности верхнего конического диска 4, частицы измельчаются в вертикальном зазоре между радиальными рёбрами 9 радиальных прямоугольных пластин 8 и радиальными ребрами 11 нижнего горизонтального диска 5, вращающихся в противоположных направлениях. Так как нижняя поверхность 10 с радиальными ребрами 9 радиальных прямоугольных пластин 8 имеет угол α наклона в направлении к периферии, воздействие на частицы со стороны радиальных прямоугольных пластин 8 и верхней поверхности с радиальными ребрами 11 нижнего горизонтального диска 5 имеет селективный характер в зависимости от размеров частиц. Частицы, измельченные до необходимого размера, проходят через сквозные призматические проточки 13 в нижней части внутреннего вертикального концентрического кольца 12. Более крупные частицы продолжают измельчаться перед вертикальным концентрическим кольцом 12 до тех пор, пока не пройдут через сквозные призматические проточки 13. Частицы, прошедшие зону действия внутреннего вертикального концентрического кольца 12, продолжают свое радиальное перемещение в направлении зоны действия следующего вертикального концентрического кольца 12, где процесс измельчения и классификации повторяется. Таким образом, при движении от центра дисков 4 и 5 в направлении периферии материал непрерывно измельчается и неоднократно разделяется по крупности перед каждым вертикальным концентрическим кольцом 12. Процесс измельчения материала и его классификации по крупности происходит на всем пути перемещения частиц от центра дисков 4 и 5 к их периферии. Разрушение частиц осуществляется между противоположно вращающимися нижней поверхностью 10 с радиальными ребрами 9 радиальных прямоугольных пластин 8 и верхней поверхностью с радиальными ребрами 11 нижнего горизонтального диска 5 за счет раздавливания и истирания. Посредством изменения высоты сквозной призматической проточки 13 внешнего вертикального концентрического кольца 12 можно регулировать конечный размер готового продукта. При достижении необходимого размера частицы материала перемещаются в направлении периферии нижнего горизонтального диска 5. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего конического диска 4 при сжатии пружинной опоры 16. 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 высота вертикальных концентрических колец 12, а также высота сквозных призматических проточек 13 и вертикальный зазор между нижней поверхностью 10 радиальных прямоугольных пластин 8 и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5. Для обеспечения захвата частиц материала вышеуказанными поверхностями угол α наклона к горизонту нижней поверхности радиальных прямоугольных пластин 8 меньше 2ϕ. Для исключения забивания материалом сквозных призматических проточек 13 они расширяются к периферии, при этом нижняя точка 14 каждой радиальной прямоугольной пластины 8 находится на одной высоте с верхней кромкой 15 каждой сквозной призматической проточки 13. Для обеспечения работы центробежного дискового измельчителя вертикальные концентрические кольца 12 со сквозными призматическими проточками 13 жестко закреплены с одинаковым радиальным шагом, превышающем D_max.

Предложенная конструкция центробежного дискового измельчителя позволяет обеспечить классификацию материала по крупности, а также селективное воздействие на измельчаемый материал. Все вышесказанное позволит увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала за счет повышения эффективности процесса измельчения.

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 по концентрическим окружностям жестко закреплены вертикальные держатели, к нижним торцам которых жестко закреплены радиальные прямоугольные пластины, нижняя с радиальными ребрами поверхность которых наклонена в сторону периферии, на верхней с радиальными ребрами поверхности нижнего горизонтального диска с одинаковым радиальным шагом, превышающим D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала, жестко закреплены вертикальные концентрические кольца со сквозными призматическими проточками, выполненными от верхней поверхности нижнего горизонтального диска, расширяющимися в сторону периферии и равномерно чередующимися по длине окружности, вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего конического диска и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска равномерно уменьшается от центра дисков к их периферии от (1,5...2)D_max до (0,5...1,0)D_max, пропорционально которому в направлении к периферии уменьшается высота вертикальных концентрических колец, каждое из которых расположено последовательно за каждым рядом радиальных прямоугольных пластин в сторону периферии с радиальным технологическим зазором, при этом угол α наклона к горизонту нижней поверхности радиальных прямоугольных пластин меньше 2ϕ, где ϕ – угол трения, а нижняя точка каждой радиальной прямоугольной пластины находится на одной высоте с верхней кромкой каждой сквозной призматической проточки, которая равномерно уменьшается от центра к периферии пропорционально уменьшению вертикального зазора между рабочими поверхностями дисков.

Images