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. Измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний 4 и нижний 5 диски. Нижний диск 5 имеет коническую рабочую поверхность 6 с углом β наклона образующей к горизонту, превышающем угол α естественного откоса материала. Верхний диск 4 состоит из последовательно друг за другом жестко закрепленных от центра к периферии конических ступеней 8, 9, 10, угол β₁, β₂, и β₃ расположения рабочей поверхности каждой из которых к рабочей поверхности нижнего диска 5 уменьшается от центра дисков 4 и 5 к их периферии (β₁ > β₂ > β₃). В конце рабочей поверхности каждой конической ступени 8, 9, 10 верхнего диска 4 жестко прикреплены вертикальные отбойные кольца 11. Вертикальный зазор между нижними торцами 12 вертикальных отбойных колец 11 и конической рабочей поверхностью 6 нижнего диска 5 уменьшается от центра к периферии на каждой конической ступени 8, 9, 10 соответственно от (1,0...1,5)D_max до (0,5…1,0)D_max, от (0,5...1,0)D_max до (0,5…0,2)D_max, от (0,5...0,2)D_max до (0,2…0,1)D_max, где D_max – максимальный размер частиц исходного материала. К коническим рабочим поверхностям 6 и 7 нижнего 5 и верхнего 4 дисков жестко прикреплены криволинейные рабочие элементы 13 прямоугольного поперечного сечения по направлению их вращения, высота которых, а также высота вертикальных отбойных колец 11 уменьшается пропорционально уменьшению вертикального зазора между рабочими поверхностями дисков 4 и 5. Измельчитель 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, В02С 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. Согласно предложенному решению, нижний диск имеет коническую рабочую поверхность с углом наклона образующей к горизонту, превышающем угол естественного откоса материала. Верхний диск состоит из последовательно друг за другом жестко закрепленных от центра к периферии конических ступеней, угол расположения рабочей поверхности каждой из которых к рабочей поверхности нижнего диска уменьшается от центра дисков к их периферии. В конце рабочей поверхности каждой конической ступени верхнего диска жестко прикреплены вертикальные отбойные кольца. Вертикальный зазор между нижними торцами вертикальных отбойных колец и конической рабочей поверхностью нижнего диска уменьшается от центра к периферии на каждой конической ступени соответственно от (1,0...1,5)D_max до (0,5…1,0)D_max, от (0,5...1,0)D_max до (0,5…0,2)D_max, от (0,5...0,2)D_max до (0,2…0,1)D_max, где D_max – максимальный размер частиц исходного материала. К коническим рабочим поверхностям нижнего и верхнего дисков жестко прикреплены криволинейные рабочие элементы прямоугольного поперечного сечения по направлению их вращения, высота которых, а также высота вертикальных отбойных колец уменьшается пропорционально уменьшению вертикального зазора между рабочими поверхностями дисков.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен продольный разрез измельчителя; на фиг.2 - А-А на фиг.1 (криволинейные рабочие элементы); на фиг.3 – разрез Б-Б на фиг. 1 (вертикальные отбойные кольца).

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 коническую рабочую поверхность 6 с углом β наклона образующей к горизонту, превышающем угол α естественного откоса материала. Верхний диск 4, имеющий коническую рабочую поверхность 7, состоит из последовательно жестко закрепленных друг за другом, например сваркой, от центра к периферии конических ступеней 8, 9, 10, угол β₁, β₂, и β₃ расположения рабочей поверхности каждой из которых к рабочей поверхности 6 нижнего диска 5 уменьшается от центра дисков 4 и 5 к их периферии (β₁ > β₂ > β₃). В конце рабочей поверхности 7 каждой конической ступени 8, 9, 10 верхнего диска 4 жестко прикреплены, например сваркой, вертикальные отбойные кольца 11. Вертикальный зазор между нижними торцами 12 вертикальных отбойных колец 11 и конической рабочей поверхностью 6 нижнего диска 5 уменьшается от центра к периферии на каждой конической ступени 8, 9, 10 соответственно от (1,0...1,5)D_max до (0,5…1,0)D_max, от (0,5...1,0)D_max до (0,5…0,2)D_max, от (0,5...0,2)D_max до (0,2…0,1)D_max, где D_max – максимальный размер частиц исходного материала. К коническим рабочим поверхностям 6 и 7 нижнего 5 и верхнего 4 дисков жестко прикреплены, например сваркой, криволинейные рабочие элементы 13 прямоугольного поперечного сечения по направлению их вращения, высота которых, а также высота вертикальных отбойных колец 11 уменьшается пропорционально уменьшению вертикального зазора между рабочими поверхностями дисков 4 и 5. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего диска 4 за счет пружинной опоры 14.

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 с криволинейными рабочими элементами 13. Так как вертикальный зазор между коническими рабочими поверхностями 6 и 7 равномерно уменьшается на каждой конической ступени 8, 9, 10 от центра дисков 4 и 5 к их периферии, частицы распределяются на каждой конической ступени 8, 9, 10 в соответствии с их размерами.

Крупные частицы измельчаются посредством криволинейных рабочих элементов 13 в пространстве каждой конической ступени 8, 9, 10 между конической рабочей поверхностью 6 нижнего диска 5 и конической рабочей поверхностью 7 верхнего диска 4 преимущественно за счет раздавливания. По мере уменьшения размеров частиц происходит их радиальное перемещение на каждой конической ступени 8, 9, 10 от центра вращения дисков 4 и 5 к их периферии, при этом мелкие частицы измельчаются преимущественно за счет истирания. В конце каждой конической ступени 8, 9, 10 недостаточно измельченные частицы задерживаются с помощью вертикальных отбойных колец 11 и дополнительно измельчаются до тех пор, пока они не пройдут в зазор между нижними кромками 12 вертикальных отбойных колец 11 и конической рабочей поверхностью 6 нижнего диска 5. При значительной частоте встречного вращения верхнего 4 и нижнего 5 дисков частицы материала испытывают интенсивные ударные, раздавливающие и истирающие нагрузки посредством криволинейных рабочих элементов 13 прямоугольного поперечного сечения, закрепленных на конических рабочих поверхностях 6 и 7 дисков 5 и 4, что увеличивает эффективность измельчения. На каждой конической ступени 8, 9, 10 верхнего диска 4 вертикальные отбойные кольца 11 выполняют функцию разделения материала по крупности, что способствует селективному воздействию на частицы в зависимости от их крупности. Пройдя внешнюю коническую ступень 10, готовый продукт потоком воздуха выносится из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Недробимый материал проходит через рабочий объем путем поднятия верхнего диска 4.

Максимальная величина зазора между коническими рабочими поверхностями 6 и 7 дисков 5 и 4 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 7 и 6 верхнего 4 и нижнего 5 дисков с углом β наклона образующей к горизонту, превышающем угол α естественного откоса материала, обеспечивает повышение интенсивности прохождения частиц материала в рабочем пространстве между коническими рабочими поверхностями 6 и 7 и повышение интенсивности воздействия криволинейных рабочих элементов 13 на материал. Наличие пружинной опоры 14 исключает заклинивание частиц материала между верхним 4 диском и нижним 5 диском. Уменьшение зазора между коническими рабочими поверхностями 7 и 6 верхнего диска 4 и нижнего диска 5 и наличие вертикальных отбойных колец 11 обеспечивает распределение частиц по радиальному размеру рабочего пространства в зависимости от крупности частиц, что обеспечивает селективное воздействие на материал. 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 нижний диск имеет коническую рабочую поверхность с углом наклона образующей к горизонту, превышающим угол естественного откоса материала, верхний диск состоит из последовательно друг за другом жестко закрепленных от центра к периферии конических ступеней, угол расположения рабочей поверхности каждой из которых к рабочей поверхности нижнего диска уменьшается от центра дисков к их периферии, в конце рабочей поверхности каждой конической ступени верхнего диска жестко прикреплены вертикальные отбойные кольца, при этом вертикальный зазор между нижними торцами вертикальных отбойных колец и конической рабочей поверхностью нижнего диска уменьшается от центра к периферии на каждой конической ступени соответственно от (1,0...1,5)D_max до (0,5…1,0)D_max, от (0,5...1,0)D_max до (0,5…0,2)D_max, от (0,5...0,2)D_max до (0,2…0,1)D_max, где D_max – максимальный размер частиц исходного материала, а к коническим рабочим поверхностям нижнего и верхнего дисков жестко прикреплены криволинейные рабочие элементы прямоугольного поперечного сечения по направлению их вращения, высота которых, а также высота вертикальных отбойных колец уменьшается пропорционально уменьшению вертикального зазора между рабочими поверхностями дисков.