Центробежный дисковый измельчитель

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. Нижний диск 5 имеет верхнюю горизонтальную поверхность с концентрическими горизонтальными кольцами 7, на которых по окружности последовательно с шагом, превышающим D_max, жестко закреплены вертикальные штыри 8, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. Между концентрическими горизонтальными кольцами 7 жестко закреплены вертикальные цилиндрические перегородки 9, высота которых равна высоте вертикальных штырей 8 и равномерно уменьшается от центра к периферии нижнего диска 5 от D_max до (0,1...0,5) D_max. Верхний диск 4 имеет нижнюю коническую поверхность с концентрическими горизонтальными кольцами 10, на которых по окружности с шагом, превышающим D_max, жестко закреплены радиальные лопатки 11, с технологическим зазором размещенные между соответствующими вертикальными цилиндрическими перегородками 9 нижнего диска 5. Внизу каждой радиальной лопатки 11 по центру выполнен вертикальный вырез 12, в который с технологическим зазором входит вертикальный штырь 8 соответствующего ряда нижнего диска 5. Высота радиальных лопаток 11 соответствует высоте вертикальных цилиндрических перегородок 9 нижнего диска 5. В каждой вертикальной цилиндрической перегородке 9 по ее высоте имеются равномерно расположенные тангенциальные вырезы 13 по направлению вращения радиальных лопаток 11 верхнего диска 4. Ширина тангенциальных вырезов 13 одинакова в каждой вертикальной цилиндрической перегородке и равномерно уменьшается от центра дисков 4 и 5 к их периферии от D_max до (0,1...0,5) D_max. Измельчитель обеспечивает повышение эффективности процесса измельчения. 4 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 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 конической 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 недостаточным количеством взаимодействий частиц в рабочем пространстве между дисками и с отсутствием селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет увеличения количества взаимодействий частиц в рабочем пространстве между дисками и селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.

Это достигается тем, что центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски. Согласно предложенному решению нижний диск имеет верхнюю горизонтальную поверхность с концентрическими горизонтальными кольцами, на которых по окружности последовательно с шагом, превышающим D_max, жестко закреплены вертикальные штыри, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. Между концентрическими горизонтальными кольцами жестко закреплены вертикальные цилиндрические перегородки, высота которых равна высоте вертикальных штырей и равномерно уменьшается от центра к периферии нижнего диска от D_max до (0,1...0,5) D_max. Верхний диск имеет нижнюю коническую поверхность с концентрическими горизонтальными кольцами, на которых по окружности с шагом, превышающим D_max, жестко закреплены радиальные лопатки, с технологическим зазором размещенные между соответствующими вертикальными цилиндрическими перегородками нижнего диска. Внизу каждой радиальной лопатки по центру выполнен вертикальный вырез, в который с технологическим зазором входит вертикальный штырь соответствующего ряда нижнего диска. Высота радиальных лопаток соответствует высоте вертикальных цилиндрических перегородок нижнего диска. В каждой вертикальной цилиндрической перегородке по ее высоте имеются равномерно расположенные тангенциальные вырезы по направлению вращения радиальных лопаток верхнего диска. Ширина тангенциальных вырезов одинакова в каждой вертикальной цилиндрической перегородке и равномерно уменьшается от центра дисков к их периферии от D_max до (0,1...0,5) D_max.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен разрез А - А на фиг.2 (продольный разрез измельчителя); на фиг.2 – разрез Б-Б на фиг. 1 (нижний диск); на фиг. 3 – разрез В-В на фиг. 1 (верхний диск); на фиг. 4 – вид Г на фиг. 1(вертикальные штыри и радиальные лопатки).

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. Нижний диск 5 имеет верхнюю горизонтальную поверхность, на которой расположены концентрические горизонтальные кольца 7, на которых по окружности последовательно, с шагом, превышающим D_max, жестко закреплены, например сваркой, вертикальные штыри 8, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. Между концентрическими горизонтальными кольцами 7 жестко закреплены, например сваркой, вертикальные цилиндрические перегородки 9, высота которых равна высоте вертикальных штырей 8 и равномерно уменьшается от центра к периферии нижнего диска 5 от D_max до (0,1...0,5) D_max. Верхний диск 4 имеет нижнюю коническую поверхность с концентрическими горизонтальными кольцами 10, на которых по окружности с шагом, превышающим D_max, жестко закреплены, например сваркой, радиальные лопатки 11, с технологическим зазором размещенные между соответствующими вертикальными цилиндрическими перегородками 9 нижнего диска 5. Внизу каждой радиальной лопатки 11 по центру выполнен вертикальный вырез 12, в который с технологическим зазором входит вертикальный штырь 8 соответствующего ряда штырей 8 нижнего диска 5. Высота радиальных лопаток 11 соответствует высоте вертикальных цилиндрических перегородок 9 нижнего диска 5. В каждой вертикальной цилиндрической перегородке 9 по ее высоте имеются равномерно расположенные тангенциальные вырезы 13 по направлению вращения радиальных лопаток 11 верхнего диска 4. Ширина тангенциальных вырезов 13 одинакова в каждой вертикальной цилиндрической перегородке 9 и равномерно уменьшается от центра дисков 4 и 5 к их периферии от D_max до (0,1...0,5) D_max. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего диска за счет пружинной опоры 14.

Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в загрузочный патрубок 2, затем в рабочий объем между рабочими поверхностями нижнего 5 и верхнего 4 дисков, вращающихся в противоположные стороны соответственно от нижнего вала 6 и загрузочного патрубка 2. Частицы материала направляются на верхнюю горизонтальную поверхность нижнего диска 5, и попадают на концентрические горизонтальные кольца 7 с вертикальными штырями 8. При встречном вращении дисков 4 5 частицы материала разрушаются в зазорах между вертикальными штырями 8 нижнего диска 5 и вертикальными вырезами 12 в радиальных лопатках 11 верхнего диска 4. При этом во время встречного вращения дисков 4 и 5 на частицы материала воздействуют раздавливающие и истирающие нагрузки. При наличии вертикальных цилиндрических перегородок 9 частицы материала определенное время находятся в рабочем пространстве между смежными вертикальными цилиндрическими перегородками 9 нижнего диска 5. При достижении необходимого размера частицы материала выносятся радиальными лопатками 11, закрепленными на концентрических горизонтальных кольцах 10 верхнего диска 4, через тангенциальные вырезы 13 в вертикальных цилиндрических перегородках 9 и направляются на следующее концентрическое горизонтальное кольцо 7 нижнего диска 5 в направлении его периферии. Для обеспечения необходимой пропускной способности тангенциальных вырезов 13 их суммарная площадь в свету в каждой вертикальной цилиндрической перегородке 9 должна превышать площадь поперечного сечения отверстия загрузочного патрубка 2. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего диска 4 при сжатии пружинной опоры 14. Готовый продукт вылетает за счет воздушного потока, создаваемого нижним диском 5, из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Так как частицы материала при перемещении от центра к периферии дисков 4 и 5 уменьшаются в размерах, соответственно, уменьшается высота вертикальных штырей 8 и вертикальных цилиндрических перегородок 9 нижнего диска 5 и радиальных лопаток 11 верхнего диска 4 от центра дисков 4 и 5 к их периферии. Для обеспечения работы измельчителя между концентрическими горизонтальными кольцами 7 нижнего диска 5 и радиальными лопатками 11 верхнего диска 4 имеется технологический зазор. Для исключения забивания промежутков между смежными вертикальными штырями 8 нижнего диска 5 и между смежными радиальными лопатками 11 верхнего диска 4 расстояния между смежными вертикальными штырями 8 и смежными радиальными лопатками 11 выполнены с шагом, превышающим D_max. Для обеспечения селективного воздействия на частицы материала в зависимости от их крупности геометрические размеры вертикальных штырей 8, радиальных лопаток 11, вертикальных цилиндрических перегородок 9 и тангенциальных вырезов 13 уменьшаются от центров дисков 4 и 5 к их периферии.

Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися нижним 5 и верхним 4 дисками, имеющими вертикальные штыри 8, радиальные лопатки 11 и вертикальные цилиндрические перегородки 9 позволяет увеличить количество взаимодействий частиц в рабочем пространстве между дисками 4 и 5 и обеспечить селективное воздействие на измельчаемый материал в зависимости от крупности частиц.

Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения, тем самым увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала.

Центробежный дисковый измельчитель, содержащий цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски, отличающийся тем, что нижний диск имеет верхнюю горизонтальную поверхность с концентрическими горизонтальными кольцами, на которых по окружности последовательно с шагом, превышающим D_max, жестко закреплены вертикальные штыри, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала, между концентрическими горизонтальными кольцами жестко закреплены вертикальные цилиндрические перегородки, высота которых равна высоте вертикальных штырей и равномерно уменьшается от центра к периферии нижнего диска от D_max до (0,1...0,5) D_max, а верхний диск имеет нижнюю коническую поверхность с концентрическими горизонтальными кольцами, на которых по окружности с шагом, превышающим D_max, жестко закреплены радиальные лопатки, с технологическим зазором размещенные между соответствующими вертикальными цилиндрическими перегородками нижнего диска, внизу каждой радиальной лопатки по центру выполнен вертикальный вырез, в который с технологическим зазором входит вертикальный штырь соответствующего ряда нижнего диска, высота радиальных лопаток соответствует высоте вертикальных цилиндрических перегородок нижнего диска, при этом в каждой вертикальной цилиндрической перегородке по ее высоте имеются равномерно расположенные тангенциальные вырезы по направлению вращения радиальных лопаток верхнего диска, ширина тангенциальных вырезов одинакова в каждой вертикальной цилиндрической перегородке и равномерно уменьшается от центра дисков к их периферии от D_max до (0,1...0,5) D_max.