Центробежный дисковый измельчитель

Изобретение относится к устройствам для измельчения различных материалов и может быть использовано при производстве строительных материалов. Измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний 4 и нижний 5 диски. Верхний 4 и нижний 5 диски имеют коническую рабочую поверхность 6, 7 с углом наклона β образующей к горизонту, превышающим угол α естественного откоса материала. Коническая рабочая поверхность 6, 7 каждого из дисков 4, 5 состоит из концентрических выступов 8, 9 и концентрических впадин 10, 11 полукруглого поперечного сечения. Концентрические выступы 8 нижней конической рабочей поверхности 6 верхнего диска 4 сопрягаются с концентрическими впадинами 11 верхней конической рабочей поверхности 7 нижнего диска 5. Зазор между концентрическими выступами 8 верхнего диска 4 и концентрическими впадинами 11 нижнего диска 5 равномерно уменьшается в каждом сопряжении от D_max до (0,1…0,2)D_max, где D_max – максимальный размер частиц исходного материала. Концентрические выступы 9 верхней конической рабочей поверхности 7 нижнего диска 5 по направлению его вращения имеют тангенциальные вырезы 12 прямоугольного поперечного сечения шириной, равномерно уменьшающейся от центра дисков 4, 5 к их периферии от D_max до (0,1…0,2)D_max. Изобретение обеспечивает повышение эффективности процесса измельчения и производительности по готовому продукту. 3 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 ротора в виде дисков с конической рабочей поверхностью.

Известна конструкция центробежной ударной мельницы, 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 (Авторское свидетельство СССР на изобретение №671839, ВО2С 13/14, опубл. 05.07.1979, бюл. № 25).

Недостатками известной конструкции 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 данное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с отсутствием селективного воздействия на частицы материала и низкой производительностью по готовому продукту.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения и производительности по готовому продукту за счет селективного воздействия на частицы материала.

Это достигается тем, что центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски. В предложенном решении верхний и нижний диски имеют коническую рабочую поверхность с углом наклона образующей к горизонту, превышающем угол естественного откоса материала. Коническая рабочая поверхность каждого из дисков состоит из концентрических выступов и впадин полукруглого поперечного сечения. Концентрические выступы нижней конической рабочей поверхности верхнего диска сопрягаются с концентрическими впадинами верхней конической рабочей поверхности нижнего диска. Зазор между концентрическими выступами верхнего диска и концентрическими впадинами нижнего диска равномерно уменьшается в каждом сопряжении от центра дисков к их периферии от D_max до (0,1…0,2)D_max, где D_max – максимальный размер частиц исходного материала. Концентрические выступы верхней конической рабочей поверхности нижнего диска по направлению его вращения имеют тангенциальные вырезы прямоугольного поперечного сечения шириной, равномерно уменьшающейся от центра дисков к их периферии от D_max до (0,1…0,2)D_max.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез измельчителя; на фиг. 2 – разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 – вид Б на фиг. 1 (концентрические выступы и впадины).

Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний 4 и нижний 5 диски. Верхний 4 и нижний 5 диски имеют коническую рабочую поверхность, соответственно, 6 и 7, с углом наклона β образующей к горизонту, превышающим угол α естественного откоса материала. Коническая рабочая поверхность 6 и 7 каждого из дисков 4 и 5 состоит из концентрических выступов, соответственно, 8 и 9 и впадин, соответственно, 10 и 11 полукруглого поперечного сечения. Концентрические выступы 8 нижней конической рабочей поверхности 6 верхнего диска 4 сопрягаются с концентрическими впадинами 11 верхней конической рабочей поверхности 7 нижнего диска 5. Зазор между концентрическими выступами 8 верхнего диска 4 и концентрическими впадинами 11 нижнего диска 5 равномерно уменьшается в каждом сопряжении от центра дисков 4 и 5 к их периферии от D_max до (0,1…0,2)D_max, где D_max – максимальный размер частиц исходного материала. Концентрические выступы 9 верхней конической рабочей поверхности 7 нижнего диска 5 по направлению его вращения имеют тангенциальные вырезы 12 прямоугольного поперечного сечения шириной, равномерно уменьшающейся от центра дисков 4 и 5 к их периферии от D_max до (0,1…0,2)D_max. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего диска 4 за счет пружинной опоры 13.

Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в загрузочный патрубок 2, после чего под действием центробежной силы направляется в рабочий объем между коническими рабочими поверхностями 6 и 7 нижнего 5 и верхнего 4 дисков. При этом частицы попадают в зазор между концентрическими выступами 8 нижней конической рабочей поверхности 6 верхнего диска 4 и концентрическими впадинами 11 верхней конической рабочей поверхности 7 нижнего диска 5, а также между концентрическими выступами 9 верхней конической рабочей поверхности 7 нижнего диска 5 и концентрическими впадинами 10 нижней конической рабочей поверхности 6 верхнего диска 4. Так как зазор между концентрическими выступами 8 верхнего диска 4 и концентрическими впадинами 9 нижнего диска 5 равномерно уменьшается в каждом сопряжении от центра дисков 4 и 5 к их периферии от D_max до (0,1…0,2)D_max, частицы распределяются в данном рабочем пространстве в соответствии с их размерами.

Крупные частицы измельчаются в рабочем пространстве между концентрическими впадинами 11 верхней конической рабочей поверхности 7 нижнего диска 5 и концентрическими выступами 8 нижней конической рабочей поверхности 6 верхнего диска 4 преимущественно за счет раздавливания. По мере уменьшения размеров частиц происходит их радиальное перемещение в каждом сопряжении от центра вращения дисков 4 и 5 к их периферии, при этом мелкие частицы измельчаются преимущественно за счет истирания. Из каждого предыдущего сопряжения в последующее частицы перемещаются в сторону разгрузочного патрубка 3 через тангенциальные вырезы 12, которые уменьшаются в размерах в соответствии с уменьшением размеров частиц. При значительной частоте встречного вращения верхнего 4 и нижнего 5 дисков частицы материала испытывают интенсивные раздавливающие и истирающие нагрузки, что увеличивает эффективность измельчения. Готовый продукт вылетает из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3.

Максимальная величина зазора в каждом сопряжении между соответствующими концентрическими выступами 8, 9 и концентрическими впадинами 10, 11 конических рабочих поверхностей 6, 7 дисков 4 и 5 обусловлена возможностью подачи и захвата кусков материала с максимальным размером, а минимальная величина зазора обусловлена возможностью получения готового продукта определенного класса. Установка конических рабочих поверхностей 6, 7 верхнего 4 и нижнего 5 дисков с углом β наклона образующей к горизонту, превышающим угол α естественного откоса материала, обеспечивает повышение интенсивности прохождения частиц материала в рабочем пространстве между коническими рабочими поверхностями 6 и 7 и повышение интенсивности их воздействия на материал. Наличие пружинной опоры 13 исключает заклинивание частиц материала между верхним 4 диском и нижним 5 диском. Переменный зазор в каждом сопряжении между концентрическими выступами 8, 9 и концентрическими впадинами 10, 11 конических рабочих поверхностей 6, 7 верхнего диска 4 и нижнего диска 5 обеспечивает распределение частиц по радиальному размеру рабочего пространства в зависимости от крупности частиц, то есть селективное воздействие на материал. Наличие тангенциальных вырезов 12 в концентрических выступах 9 верхней конической рабочей поверхности 7 нижнего диска 5 обеспечивает передвижение материала от центра к периферии дисков 4 и 5 по мере его измельчения. По мере продвижения материала от центра дисков 4 и 5 к их периферии размер частиц уменьшается, с чем связано равномерное уменьшение ширины тангенциальных вырезов 12 в концентрических выступах 9 нижнего диска 5. Таким образом, осуществляется селективное воздействие на частицы материала по мере уменьшения их размеров.

Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения и увеличить производительность по готовому продукту за счет селективного воздействия на измельчаемый материал.

Центробежный дисковый измельчитель, содержащий цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски, отличающийся тем, что верхний и нижний диски имеют коническую рабочую поверхность с углом наклона образующей к горизонту, превышающим угол естественного откоса материала, коническая рабочая поверхность каждого из дисков состоит из концентрических выступов и впадин полукруглого поперечного сечения, концентрические выступы нижней конической рабочей поверхности верхнего диска сопрягаются с концентрическими впадинами верхней конической рабочей поверхности нижнего диска, при этом зазор между концентрическими выступами верхнего диска и концентрическими впадинами нижнего диска равномерно уменьшается в каждом сопряжении от D_max до (0,1…0,2)D_max, где D_max – максимальный размер частиц исходного материала, а концентрические выступы верхней конической рабочей поверхности нижнего диска по направлению его вращения имеют тангенциальные вырезы прямоугольного поперечного сечения шириной, равномерно уменьшающейся от центра дисков к их периферии от D_max до (0,1…0,2)D_max.