Дезинтегратор

Изобретение предназначено для измельчения различных материалов при производстве строительных материалов и в других отраслях промышленности. Дезинтегратор содержит цилиндрический корпус (1) с осевым загрузочным (3) и тангенциальным разгрузочным (2) патрубками. Верхний (4) и нижний (6) горизонтальные диски размещены в корпусе с возможностью встречного вращения. Ряды ударных элементов (5) жестко закреплены на дисках по концентрическим окружностям. Каждый из рядов ударных элементов расположен между рядами ударных элементов противолежащего диска. Расстояния между ударными элементами уменьшаются от центра к периферии дисков. Коническая боковина (11) жестко прикреплена меньшим основанием к торцу верхнего горизонтального диска. Боковина выполнена перфорированной с горизонтальными сквозными отверстиями диаметром (2-5)d_max, где d_max - максимальный размер частиц готового продукта. Горизонтальное кольцо (12) жестко присоединено к большему основанию боковины. Внешний диаметр кольца равен диаметру нижнего диска. Ударные элементы внешнего ряда нижнего диска имеют радиальный разрез в виде прямоугольного треугольника. Гипотенуза треугольника параллельна внутренней поверхности конической боковины. Рабочие элементы (13) в виде архимедовых спиралей жестко закреплены на нижней поверхности горизонтального кольца и верхней поверхности периферийной части нижнего диска. Спирали направлены в противоположные стороны. Зазор между рабочими элементами горизонтального кольца и нижнего горизонтального диска превышает (2-10) d_max. Обеспечивается повышение эффективности измельчения за счет увеличения количества соударений частиц и увеличения истирающих и раздавливающих нагрузок на измельчаемый материал, а также классификации материала в периферийной части камеры помола. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для измельчения различных материалов и может быть использовано при производстве строительных материалов, а также в других отраслях промышленности.

Известна конструкция дезинтегратора, содержащего цилиндрический корпус, внутри которого расположены два вращающихся в противоположных направлениях ротора в виде дисков с ударными элементами в виде лопаток и повернутых под углом в смежных концентрических рядах (Авторское свидетельство СССР на изобретение №1572694, B02C 13/22, 1990).

Известен также дезинтегратор, последний ряд ударных элементов которого выполнен в виде пальцев. Выходной патрубок расположен тангенциально к корпусу дезинтегратора (Авторское свидетельство СССР на изобретение №908383, B02C 13/22, 1979).

Недостатками известных конструкций является низкая эффективность процесса измельчения и низкая тонкость помола.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является дезинтегратор (Патент РФ на изобретение №2353431, В02C 13/22, 2007), содержащий цилиндрический корпус с осевым загрузочным и тангенциальным разгрузочным устройствами (патрубками) и с размещенными в корпусе с возможностью встречного вращения верхним и нижним горизонтальными дисками с жестко закрепленными на них рядами ударных элементов, каждый из которых расположен между рядами ударных элементов противолежащего диска, образуя с внутренней поверхностью корпуса камеру помола, ряды ударных элементов расположены по концентрическим окружностям, а осевые зазоры между рядами ударных элементов в поперечном сечении камеры помола равнопеременно изменяются по длине окружности и имеют максимальное и минимальное значение через каждые 180°, причем поперечное сечение ударного элемента при минимальном осевом зазоре между рядами является прямоугольником или близко к прямоугольнику со сторонами b и h, где h=1,1…1,2 b, а поперечное сечение ударного элемента при максимальном осевом зазоре между рядами является квадратом или близко к квадрату со стороной b, при этом расстояния между ударными элементами в каждом ряду равны между собой и уменьшаются от центра камеры помола к периферии дисков.

С существенными признаками заявленного изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: цилиндрический корпус с осевым загрузочным и тангенциальным разгрузочным патрубками и с размещенными в корпусе с возможностью встречного вращения верхним и нижним горизонтальными дисками с жестко закрепленными на них по концентрическим окружностям рядами ударных элементов, каждый из которых расположен между рядами ударных элементов противолежащего диска, расстояния между ударными элементами уменьшаются от центра камеры помола к периферии дисков.

Однако данное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с недостаточным количеством соударений частиц, незначительными истирающими и раздавливающими нагрузками на измельчаемый материал и отсутствием классификации материала в периферийной части камеры помола.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет увеличения количества соударений частиц и увеличения истирающих и раздавливающих нагрузок на измельчаемый материал, а также классификации материала в периферийной части камеры помола.

Это достигается тем, что дезинтегратор содержит цилиндрический корпус с осевым загрузочным и тангенциальным разгрузочным патрубками. В корпусе размещены с возможностью встречного вращения верхний и нижний горизонтальные диски с жестко закрепленными на них по концентрическим окружностям рядами ударных элементов, каждый из которых расположен между рядами ударных элементов противолежащего диска. Расстояния между ударными элементами уменьшаются от центра к периферии дисков. В предложенном решении к торцу верхнего горизонтального диска меньшим основанием жестко прикреплена коническая боковина, выполненная перфорированной с горизонтальными сквозными отверстиями диаметром (2…5)d_max. К большему основанию конической боковины жестко присоединено горизонтальное кольцо. Внешний диаметр горизонтального кольца равен диаметру нижнего горизонтального диска. Ударные элементы внешнего ряда нижнего горизонтального диска имеют радиальный разрез в виде прямоугольного треугольника, гипотенуза которого параллельна внутренней поверхности конической боковины. На нижней поверхности горизонтального кольца и верхней поверхности периферийной части нижнего горизонтального диска жестко закреплены рабочие элементы в виде архимедовых спиралей, направленных в противоположные стороны. Зазор между рабочими элементами горизонтального кольца и нижнего горизонтального диска превышает (2…10)d_max, где d_max - максимальный размер частиц готового продукта.

Для исключения забивания измельчаемым материалом горизонтальные сквозные отверстия выполнены конической формы и расположены большим основанием с наружной стороны конической боковины.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен продольный разрез А-А на фиг. 2 (верхний диск с конической боковиной и горизонтальным кольцом); на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг. 1 (поперечный разрез камеры помола); на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 4 - вид Г на фиг. 1 (горизонтальные сквозные отверстия); на фиг. 5 - вид Д на фиг. 1 (рабочие элементы).

Дезинтегратор состоит из цилиндрического корпуса 1, в боковой части которого установлен тангенциальный разгрузочный патрубок 2. В центре на верхней части цилиндрического корпуса 1 установлен, например, в подшипниковой опоре, закрепленной на цилиндрическом корпусе 1 с помощью болтового соединения, осевой загрузочный патрубок 3 с возможностью вращения. Вращение осевой загрузочный патрубок 3 получает от электродвигателя через клиноременную передачу (на фиг. не показаны). К нижнему торцу осевого загрузочного патрубка 3 жестко закреплен, например болтовым соединением, верхний 4 горизонтальный диск, который содержит ударные элементы 5, расположенные по концентрическим окружностям.

В нижней части цилиндрического корпуса 1 установлен нижний 6 горизонтальный диск, выполненный большего диаметра, чем верхний горизонтальный диск 4, с возможностью вращения. Вращение нижний 6 горизонтальный диск получает от вала 7, установленного, например, в подшипниковом узле (на фиг. не показан), закрепленном на нижней поверхности внешней стороны цилиндрического корпуса 1, например болтовым соединением. Вал 7 вращается от электродвигателя через клиноременную передачу (на фиг. не показаны).

Нижний 6 горизонтальный диск содержит ударные элементы внутреннего 8 ряда и ударные элементы внешнего 9 ряда, расположенные по концентрическим окружностям. Рабочая поверхность ударных элементов 5, 8 и 9 выполнена традиционно плоской. На нижнем 6 горизонтальном диске жестко закреплено, например на болтах, устройство для равномерного ускоренного распределения материала, представляющее собой горизонтальный 10 диск с вертикальными лопатками.

Расстояния между смежными ударными элементами в ряду уменьшаются от центра к периферии дисков 4 и 6. Нижний горизонтальный диск 6 выполнен большего диаметра. К торцу верхнего 4 горизонтального диска меньшим основанием жестко прикреплена, например сваркой, коническая боковина 11. К большему основанию конической боковины 11 жестко присоединено, например сваркой, горизонтальное кольцо 12, внешний диаметр которого равен диаметру нижнего 6 горизонтального диска. Коническая боковина 11 выполнена перфорированной с горизонтальными сквозными отверстиями диаметром (2…5)d_max. Горизонтальные сквозные отверстия могут быть выполнены конической формы и расположены большим основанием с наружной стороны конической боковины 11. Ударные элементы 9 внешнего ряда на нижнем диске 6 имеют радиальный разрез в виде прямоугольного треугольника, гипотенуза которого параллельна внутренней поверхности конической боковины 11. Между наружной поверхностью внешнего ряда ударных элементов 9 на нижнем диске и внутренней поверхностью конической боковины 11 имеется технологический зазор. На нижней поверхности горизонтального кольца 12 и верхней поверхности периферийной части нижнего горизонтального диска 6 жестко закреплены, например сваркой, рабочие элементы 13 в виде архимедовых спиралей, направленных в противоположные стороны. Минимальный зазор между рабочими элементами 13 горизонтального кольца 12 и нижнего горизонтального диска 6 превышает (2…10)d_max, где d_max - максимальный размер частиц готового продукта.

Установка перфорированной конической боковины 11 и ударных элементов 9 внешнего ряда с радиальным разрезом в виде прямоугольного треугольника позволяет обеспечить поток материала в направлении сквозных отверстий диаметром (2…5)d_max.

Установка горизонтального кольца 12, вращающегося с нижним 6 горизонтальным диском в противоположные стороны, на рабочих поверхностях которых жестко закреплены рабочие элементы 13 в виде архимедовых спиралей, позволяет увеличить количество взаимодействий частиц материала между собой и рабочими элементами 13, раздавливающую силу и обеспечить возрастание эффекта разрушения материала от действия истирающих сил вследствие увеличения концентрации частиц материала в зазоре между горизонтальным 12 кольцом и верхней поверхностью нижнего 6 горизонтального диска. Для обеспечения необходимой пропускной способности зазора между горизонтальным кольцом 12 и нижним 6 горизонтальным диском его суммарная площадь поперечного сечения должна быть не менее суммарной площади пространства между ударными элементами 5 первого внутреннего ряда.

Дезинтегратор работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 4%, попадает в осевой загрузочный патрубок 3, к которому прикреплен верхний 4 горизонтальный диск, после чего направляется на нижний 6 горизонтальный диск и под действием центробежных сил, возникающих при вращении нижнего 6 горизонтального диска и горизонтального 10 диска от вала 7, отбрасывается к первому ряду ударных элементов 5, где происходит частичное измельчение. Пройдя первый ряд ударных элементов 5, материал попадает в промежутки между смежными ударными элементами 5, 8 и 9 последующих рядов. Здесь материал подвергается интенсивным ударным и истирающим нагрузкам.

После прохождения всех рядов ударных элементов 5, 8 и 9 частицы измельченного материала направляются рабочее пространство между внешним 9 рядом ударных элементов и перфорированной конической боковиной 11. Мелкие частицы проходят через горизонтальные отверстия конической боковины 11 и направляются в сторону тангенциального разгрузочного патрубка 2. Крупные частицы проходят вдоль внутренней поверхности конической боковины 11 и попадают в зазор между горизонтальным кольцом 12 и нижним 6 горизонтальным диском, вращающимися в противоположные стороны. При этом увеличивается концентрация частиц и происходит дополнительное измельчение частиц в зазоре между рабочими элементами 13 горизонтального кольца 12 и нижнего 6 горизонтального диска. Здесь возникают нагрузки на измельчаемый материал, связанные с истирающими и раздавливающими силами, создаваемыми противоположно вращающимися рабочими элементами 13 в виде архимедовых спиралей, направленных в противоположные стороны. Готовый продукт вылетает из корпуса 1 через тангенциальный разгрузочный патрубок 2.

При высокоскоростном встречном вращении горизонтальных дисков 4 и 6 возникает напор между внешним рядом ударных элементов 9 и перфорированной поверхностью конической боковины 11, что обеспечивает классификацию частиц перед их попаданием в зазор между рабочими элементами 13 горизонтального кольца 12 и нижнего 6 горизонтального диска, что обеспечивает окончательное измельчение материала перед его выходом в тангенциальный разгрузочный патрубок 2.

Расстояния между смежными ударными элементами в каждом ряду уменьшаются от центра к периферии дисков 4 и 6 с целью исключения возможности проскока частицы материала через ряд без соударения с ударным элементом этого ряда. Для исключения забивания измельчаемым материалом предусмотрен вариант с конической формой сквозных горизонтальных отверстий в конической боковине 11.

Применение дезинтегратора с перфорированной конической боковиной 11 и ударными элементами 9 с радиальным сечением в виде прямоугольного треугольника внешнего ряда нижнего диска обеспечивает классификацию материала в периферийной части камеры помола за счет его разделения на мелкие частицы, проходящие через горизонтальные сквозные отверстия в конической боковине 11, и крупные частицы, направляемые на дополнительное измельчение в зазор между горизонтальным кольцом 12 и нижним 6 горизонтальным диском. Конструкция дезинтегратора с противоположно вращающимися в периферийной части горизонтальным кольцом 12 и нижним 6 горизонтальным диском, соответственно на нижней и верхней поверхности которых жестко закреплены рабочие элементы 13 в виде архимедовых спиралей, позволяет увеличить количество взаимодействий частиц материала между собой и рабочими элементами 13, раздавливающую силу и обеспечить возрастание эффекта разрушения материала от действия истирающих сил. Все вышесказанное позволит значительно интенсифицировать процесс измельчения и увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала.

1. Дезинтегратор, содержащий цилиндрический корпус с осевым загрузочным и тангенциальным разгрузочным патрубками, с размещенными в корпусе с возможностью встречного вращения верхним и нижним горизонтальными дисками с жестко закрепленными на них по концентрическим окружностям рядами ударных элементов, каждый из которых расположен между рядами ударных элементов противолежащего диска, расстояния между ударными элементами уменьшаются от центра к периферии дисков, отличающийся тем, что к торцу верхнего горизонтального диска меньшим основанием жестко прикреплена коническая боковина, выполненная перфорированной с горизонтальными сквозными отверстиями диаметром (2-5)d_max, к большему основанию которой жестко присоединено горизонтальное кольцо, внешний диаметр которого равен диаметру нижнего горизонтального диска, ударные элементы внешнего ряда которого имеют радиальный разрез в виде прямоугольного треугольника, гипотенуза которого параллельна внутренней поверхности конической боковины, на нижней поверхности горизонтального кольца и верхней поверхности периферийной части нижнего горизонтального диска жестко закреплены рабочие элементы в виде архимедовых спиралей, направленных в противоположные стороны, при этом зазор между рабочими элементами горизонтального кольца и нижнего горизонтального диска превышает (2-10)d_max, где d_max - максимальный размер частиц готового продукта.

2. Дезинтегратор по п.1, отличающийся тем, что горизонтальные сквозные отверстия выполнены конической формы и расположены большим основанием с наружной стороны конической боковины.