Устройство для измельчения сыпучих материалов

Авторы патента:

Шеленин Андрей Валерьевич (RU)

B02C7/12 - форма или конструкция дисков

Владельцы патента RU 2457033:

Шеленин Андрей Валерьевич (RU)

Изобретение относится к средствам измельчения и калибровки различных материалов. Устройство для измельчения сыпучих материалов содержит два помольных диска встречного вращения. Диски установлены на одном неподвижном валу с образованием между их рабочими поверхностями зоны помола и кольцевой щели для выпуска готового продукта. Рабочая поверхность каждого помольного диска выполнена с углублениями, разделенными радиальными перегородками. Внешние поверхности перегородок лежат на конической геометрической поверхности. Ширина выпускной щели выбрана такой, при которой частицы материала теряют абразивные свойства. Техническим результатом является устранение абразивного воздействия измельчаемого материала на элементы конструкции устройства для измельчения сыпучих материалов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к средствам измельчения и калибровки различных материалов.

Известно устройство для измельчения сыпучих материалов, содержащее два помольных конусообразных диска, приводимых во встречное вращение и установленных на двух полых консольных валах, через полости которых исходный материал подается в зону помола. На рабочих поверхностях дисков имеются ударные элементы, выпуск готового продукта происходит через кольцевую щель между дисками (авт. свидетельство СССР №1565509 от 23.05.90).

Недостатком данного устройства является изменение геометрических размеров выпускной щели, обусловленное использованием двух полых валов и их консольным закреплением. При повышении температуры выпускная щель сужается, а при недостаточной частоте вращения валов их свободные концы отклоняются от оси вращения под воздействием силы тяжести.

Наиболее близким аналогом является устройство для измельчения сыпучих материалов, содержащее два помольных конусообразных диска встречного вращения, установленных на одном неподвижном валу с образованием между их рабочими поверхностями зоны помола, кольцевой щели для выпуска готового продукта (RU №2397021, опубл. 20.08.2010).

Недостатком данного устройства является абразивное воздействие измельчаемого материала на элементы конструкции устройства для измельчения сыпучих материалов.

Известные устройства для измельчения сыпучих материалов используют принцип соударения частиц материала друг с другом, в результате чего частицы разрушаются и измельчаются. Технически этот принцип реализуется при попадании частиц материала в зону, ограниченную рабочими поверхностями двух встречно вращающихся дисков. Чем выше скорость вращения дисков, тем больше кинетическая энергия частиц и тем эффективней измельчение.

В терминологии измельчения различают тонкое (линейный размер конечного продукта 70-30 мкм), сверхтонкое (2-30 мкм) и ультратонкое (нанопорошки 100-200 нм).

При сверхтонком и ультратонком измельчении важен не только малый линейный размер (большая удельная поверхность) конечного продукта, но и отсутствие в нем материалов конструкции помольного устройства (частиц металла и других материалов), которые уходят вместе с конечным продуктом за счет абразивного воздействия исходного сырья. Предлагаемое устройство направлено на устранение абразивного воздействия частиц измельчаемого материала на элементы конструкции помольного оборудования, основанного на встречном вращении помольных дисков.

Задачей изобретения является устранение материалов элементов конструкции в конечном продукте - измельченном материале.

Техническим результатом изобретения является устранение абразивного воздействия измельчаемого материала на элементы конструкции устройства для измельчения сыпучих материалов.

Технический результат достигается тем, что устройство для измельчения сыпучих материалов, содержащее два помольных диска встречного вращения, установленных на одном неподвижном валу с образованием между их рабочими поверхностями зоны помола и кольцевой щели для выпуска готового продукта, согласно изобретению, рабочая поверхность каждого помольного диска выполнена с углублениями, разделенными радиальными перегородками, внешние поверхности которых лежат на конической геометрической поверхности.

Кроме того, ширина выпускной щели выбрана такой, при которой частицы материала теряют абразивные свойства.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

на фиг.1 схематично изображен общий вид предлагаемого устройства для измельчения сыпучих материалов;

на фиг.2 схематично изображен вид сверху помольного диска предлагаемого устройства для измельчения сыпучих материалов;

на фиг.3 схематично изображены зоны помольного диска предлагаемого устройства для измельчения сыпучих материалов, в которых происходит активное соударение частиц, а также в которых частицы неподвижны (разрез В-В на фиг.2);

на фиг.4 схематично изображены радиальные перегородки помольных дисков предлагаемого устройства для измельчения сыпучих материалов, разделяющие углубления поверхностей помольных дисков (разрез А-А на фиг.2).

На изображении общего вида предлагаемого устройства (фиг.1) обозначены:

D - диаметр помольного диска 3;

d - диаметр подшипника 4.

Устройство для измельчения сыпучих материалов содержит неподвижный опорный вал 1, имеющий канал 2 (с поворотом) для подачи исходного сырья в зону 7 активного помола. На валу 1 установлены диски 3 встречного вращения на подшипниках 4 (фиг.1). Помольные диски 3 выполнены с радиальными перегородками 8, разделяющими углубления на рабочих поверхностях помольных дисков (байпасные полости 6). Внешние поверхности перегородок 8 лежат на конической геометрической поверхности. Устройство для измельчения сыпучих материалов герметизировано оболочкой.

Устройство работает следующим образом.

Через отверстие в неподвижном валу 1, соединенное с бункером исходного сырья и источником сжатого воздуха, частицы сырья подаются в зону 7 активного соударения частиц и, после измельчения, через кольцевую щель 5 попадают в приемный обруч, соединенный с бункером готового продукта.

В байпасные полости 6 в процессе работы устройства переходят крупные частицы и находятся там в неподвижном состоянии. На границе зоны 7 активного помола и байпасной полости 6 происходят обменные процессы: более крупные частицы перемещаются в байпасные полости 6, а более мелкие - в зону 7 активного измельчения.

Частицы в подающем канале 2 и в зоне 7 активного соударения частиц изображены (фиг.1) сплошными, а в байпасных полостях 6 - контурно. Контакт подвижных частиц с элементами данного устройства минимальный, за исключением перехода измельченных частиц до ширины выпускной щели θ.

Для полного исключения абразивного воздействия частиц на элементы конструкции следует выполнить соотношение:

θ<l_кр

l_кр - критический линейный размер, при котором частицы теряют абразивные свойства. Для большинства материалов этот размер около 15 мкм, что соответствует удельной поверхности 1000 м²/кг.

Таким образом, предлагаемое устройство имеет преимущество перед известными техническими решениями, заключающееся в том, что устраняется абразивное воздействие измельчаемого материала на элементы конструкции устройства для измельчения сыпучих материалов.

1. Устройство для измельчения сыпучих материалов, содержащее два помольных диска встречного вращения, установленных на одном неподвижном валу с образованием между их рабочими поверхностями зоны помола и кольцевой щели для выпуска готового продукта, отличающееся тем, что рабочая поверхность каждого помольного диска выполнена с углублениями, разделенными радиальными перегородками, внешние поверхности которых лежат на конической геометрической поверхности.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выпускная щель выполняется такой ширины, при которой частицы материала теряют абразивные свойства.

Изобретение относится к устройствам для разделения частиц в смесях по размеру и измельчения целых зерен и крупных частиц до проходового размера при дроблении зернового сырья комбикормов и других продуктов.

Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы // 2442654

Изобретение относится к размалывающей гарнитуре для дисковой мельницы и может применяться при размоле различных волокнистых материалов в виде волокнистых суспензий с концентрацией 1-2%.

Рафинер // 2431007

Изобретение относится к целлюлозно-бумажному производству, а именно к рафинеру и режущему сегменту измельчающей поверхности рафинера. .

Размалывающая гарнитура дисковой мельницы // 2424853

Изобретение относится к размалывающей гарнитуре дисковой мельницы и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности на стадии тонкого помола. .

Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы // 2409719

Изобретение относится к размалывающей гарнитуре для дисковой мельницы и может найти применение при размоле различных волокнистых материалов. .

Способ увеличения частоты взаимодействия вращающихся рабочих элементов измельчительных устройств // 2393017

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к измельчительным устройствам с вращающимися рабочими элементами, и может быть использовано в технологических процессах измельчения при высокой частоте воздействия рабочих элементов на измельчаемый материал.

Размалывающий конус, сегмент пластины для конуса вращательного рафинера, конический рафинер, а также способ изготовления набора противолежащих пластин для конического рафинера // 2390379

Изобретение относится к размалывающим конусам и сегментам пластин для размалывающих конусов и к форме ножей, которые образуют размалывающие элементы конусов или конических сегментов.

Размалывающая гарнитура дисковой мельницы // 2380468

Изобретение относится к размалывающим гарнитурам дисковых мельниц для размола волокнистых материалов. .

Размалывающая гарнитура // 2365695

Изобретение относится к размалывающим гарнитурам дисковых мельниц и используется в целлюлозно-бумажной промышленности на стадии тонкого помола. .

Размалывающая гарнитура дисковой мельницы // 2343978

Изобретение относится к конструктивным элементам дисковых мельниц. .

Устройства для крепления пластины рафинера для ее быстрой замены, способы ее крепления и сборки // 2489212

Изобретение относится к механическим рафинерам для обработки лигноцеллюлозных материалов, в частности к способу и системе для замены сегментов пластины рафинера в указанном рафинере

Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы // 2499858

Изобретение относится к размалывающей гарнитуре для дисковой мельницы и может найти применение при переработке оборотного брака и макулатуры в производстве газетной бумаги, картона, древесно-волокнистых плит и т.д. Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы включает закрепленные на несущем основании и вращающемся валу ножевые размалывающие диски с равномерно распределенными ножами. Ножи выполнены в форме усеченных секторов со сходящимися в центре дисков боковыми прямолинейными кромками. Режущие скосы ножей выполнены в форме закруглений с радиусом r=(0,6…1,9)·l, где (0,6…1,9) - постоянный коэффициент, а l - средняя длина волокон обрабатываемого материала, м. Технический результат заключается в обеспечении оптимального режима механического воздействия на волокнистый материал с превалированием касательных напряжений. 2 ил.

Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы // 2503765

Изобретение относится к размалывающей гарнитуре для дисковых мельниц и может найти применение в целлюлозно-бумажной промышленности, а также при размоле различных волокнистых материалов. Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы включает в себя закрепленное на несущем основании металлическое кольцо с равномерно распределенными на его рабочей части прямолинейными ножами, выполненными в форме усеченных круговых секторов. Ширина поперечного сечения межножевых каналов от входа к периферии равномерно увеличивается, глубина уменьшается, а площадь постоянна. Кромки единичных ножей ротора и статора касаются окружности, радиус которой является их эксцентриситетом относительно центра диска, и наклонены в одну сторону под одинаковым ненулевым углом к радиусу произвольной окружности размалывающей кольцевой поверхности диска. Сопряжениям рабочих боковых стенок ножей с основаниями межножевых каналов придана форма вогнутых галтелей, при этом радиус галтели статора больше радиуса галтели ротора. Технический результат заключается в обеспечении режима механического воздействия на волокнистый материал с превалированием касательных напряжений. 2 ил.

Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы // 2523990

Изобретение относится к размалывающей гарнитуре для дисковой мельницы и может применяться при размоле различных волокнистых материалов. Размалывающая гарнитура включает соосные роторный и статорный диски, рабочие поверхности которых обращены одна к другой и снабжены криволинейными ножевыми выступами, режущие кромки которых выполнены с эксцентриситетом относительно центра диска, а также круговыми и наклонены в одном направлении. Согласно изобретению угол наклона режущих кромок ножей статора на входной окружной кромке дисков больше угла наклона режущих кромок ножей ротора на 7…10°. Изобретение позволяет повысить эффективность и качество процесса размола за счет превалирования касательных напряжений и фибриллирующего эффекта, интенсифицировать процесс размола за счет обеспечения захвата большего количества волокнистого материала при сопряжении режущих кромок и снизить энергозатраты за счет наиболее полного использования механического и гидродинамического силового воздействия на волокнистый материал за один проход через рабочую кольцевую межножевую полость. 1 ил.

Пластина дефлокулятора и соответствующие способы // 2527795

Изобретение относится к системам и способам измельчения хлопьев волокнистых материалов и может использоваться для измельчения пучков волокон в крафт-целлюлозе или бумажных массах и для переработки волокна, а также для измельчения хлопьев в системах переработки бумажного брака. Пластина дефлокулятора предназначена для измельчения волокнистых хлопьев в суспензии волокон. Пластина (402) содержит по меньшей мере одно круглое кольцо, состоящее из множества зубьев (404). По меньшей мере один зубец имеет переднюю поверхность (480), заднюю поверхность (482) и создающую ударную нагрузку боковую поверхность (484). Ударная сила, созданная боковой поверхностью, имеет первый вектор силы, толкающей пульпу в радиальном направлении к центру дефлокулятора, и второй вектор силы, толкающей пульпу в тангенциальном направлении к передней поверхности. Комплект сопрягаемых пластин дефлокулятора содержит роторную и статорную пластины, установленные в дефлокуляторе с зазором 5,0 мм или меньше. Способ изготовления пластины включает формирование и отливку жидкого сплава в форме пластины. Для измельчения волокнистых хлопьев в суспензии волокон пульпу подают в дефлокулятор. Для создания ударной силы роторную пластину вращают в направлении, противоположном статорной пластине. Использование пластин дефлокулятора улучшенной конструкции сопрягаемых поверхностей пластин позволяет более эффективно измельчать волокнистые хлопья. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 12 ил.

Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы // 2534974

Изобретение относится к размалывающей гарнитуре для дисковой мельницы и может применяться при размоле различных волокнистых материалов. Сущность изобретения: в размалывающей гарнитуре режущие кромки ножевых выступов ротора и статора скрещиваются одновременно в двух точках, из которых вторая точка расположена на периферийной окружной кромке диска. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс размола за счет обеспечения захвата большего количества волокнистого материала при двойном скрещивании режущих кромок ротора и статора, повысить эффективность и качество процесса размола за счет превалирования касательных напряжений и фибриллирующего эффекта, снизить энергозатраты за счет наиболее полного использования механического и гидродинамического силового воздействия на волокнистый материал за один проход через рабочую кольцевую межножевую полость. 1 ил.

Шелушильная машина и ее рабочий диск // 2542134

Изобретение относится к шелушильной машине, способной отделять и фибриллировать волокна растений, и к рабочему диску для такой шелушильной машины. Шелушильная машина содержит корпус, имеющий загрузочное и разгрузочное отверстия, рабочий диск в сборе, содержащий два рабочих диска, установленных внутри корпуса и разделенных зазором для создания пространства шелушения. Каждый рабочий диск содержит множество гомоцентрических кольцевых частей, а каждая гомоцентрическая кольцевая часть имеет множество зон шелушения и, по меньшей мере, один скос, размещенный между соседними зонами шелушения. Каждый скос размещен вдоль нормального направления рабочего диска, соответствующего скосу, и повышается в направлении края соответствующего рабочего диска. Приводной элемент соединен с одним из рабочих дисков для приведения рабочего диска в движение относительно другого рабочего диска. Шелушильная машина с данным диском позволяет исключить необходимость использования любых химических препаратов, что повышает экологичность процесса шелушения. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы // 2556534

Изобретение относится к размалывающим гарнитурам дисковых мельниц и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности на стадии тонкого размола, а также при размоле коротковолокнистой массы, когда необходимо сохранить природную длину волокна. Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы включает роторный и статорный кольцевые диски, с рабочими поверхностями, снабженными круговыми ножевыми выступами, выходной конец режущей кромки единичного кругового выступа роторного диска касается его периферийной окружной кромки, а входной конец скрещивается с его внутренней окружной кромкой, центры кривизны окружных режущих кромок единичных круговых выступов роторного и статорного дисков расположены эксцентрично, с одной стороны относительно их совмещенного центра, а точка касания, центр кривизны окружной режущей кромки единичного кругового выступа роторного диска и совмещенный центр лежат на оси ординат. Согласно изобретению расстояние между точками скрещивания внутренней окружной кромки роторного диска и линии продолжения окружной режущей кромки его единичного кругового ножевого выступа с осью ординат равно ширине межножевой канавки, радиус кривизны окружной режущей кромки единичного кругового выступа роторного диска определяется из соотношения где R - радиус периферийной окружной кромки роторного диска, r - радиус его внутренней окружной кромки, l - расстояние центра кривизны окружной режущей кромки единичного ножевого выступа роторного диска от совмещенного центра, S - ширина межножевой канавки. Преобладающее воздействие касательных усилий на волокнистый полуфабрикат способствует его большей фибрилляции, сохранению природной длины волокна и снижению потерь в виде необратимых отходов. Использование предлагаемой размалывающей гарнитуры позволит повысить качество обработки, производительность, снизить энергозатраты. 1 ил.

Коллоидная мельница // 2559063

Изобретение относится к области диспергирования и активации материалов с применением гидравлических ударов и гидродинамической кавитации и может быть использовано в производстве строительных материалов, химической и других отраслях промышленности. В корпусе коллоидной мельницы соосно установлены с зазором между собой рабочие органы (1, 2) с возможностью относительного взаимного вращения. Мельница содержит механизм регулирования зазора (5) между рабочими органами. Материал рабочих органов состоит из двух или более компонентов и характеризуется твердой прочной матрицей и наличием шаровидных мягких включений размером 1-100 мкм. Изобретение увеличивает продолжительность эксплуатации рабочих органов в условиях повышенной кавитации и упрощение процесса их изготовления. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Измельчитель дисковый // 2565265

Изобретение предназначено для измельчения и гомогенизации листовых, мелкокусковых и волокнистых материалов в производстве строительных материалов, пищевой, фармацевтической, химической и сельскохозяйственной отраслях промышленности в циклах тонкого помола мокрым способом. Неподвижный диск (1) измельчителя соединен с загрузочным патрубком (2). Подвижный диск (3) установлен в опоре корпуса (5) с возможностью осевого перемещения для регулирования зазора между дисками и связан с приводом (6). Рабочая поверхность подвижного диска выполнена из набора стержневых элементов (9). Один конец стержневых элементов жестко закреплен. Свободный конец стержневых элементов обращен своим торцом к рабочей поверхности противоположного неподвижного диска под углом от 90° до 30° и направлен от центра к периферии с возможностью регулирования контакта с рабочей поверхностью неподвижного диска. Измельчитель содержит сливной патрубок (8). Изобретение повышает эффективность измельчения и упрощает конструкцию. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.