RU2665102C1

RU2665102C1 - Centrifugal mill

Info

Publication number: RU2665102C1
Application number: RU2018105647A
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Семикопенко; Василий Степанович Богданов; Денис Александрович Беляев
Priority date: 2018-02-14
Filing date: 2018-02-14
Publication date: 2018-08-28

Abstract

FIELD: disintegrators and crushing devices.SUBSTANCE: invention relates to the various materials crushing devices and may be used in production of construction materials and other industries. Centrifugal mill comprises two bodies 1 arranged in one plane and connected by tangential channel 2, whose side walls converge in the plane of symmetry of the centrifugal mill at an angle of 120–150°. In each housing 1, there is a rotor 3, which is rotatable in the direction of the corresponding outlet of the channel, on which rectilinear accelerating blades 4 are fixed. In tangential channel 2 there is discharge branch pipe 5 equidistant from the axis of rotation of rotors 3. Feed nozzles 6 in each housing 1 for supplying the material to be ground are arranged on an arc of a circle of 50…280°, counting from the straight line passing through the centers of rotation of rotors 3 and a radius equal to 1/4…3/4 of the radius of rotor 3 with the center on the vertical axis of the latter. At the lower end of each feed nozzle 6 there is inclined cutoff 7 at angle of 45°. Each rectilinear accelerating blade 4 has a notch corresponding to the profile of feed nozzle 6, providing a process gap. Each feed nozzle 6 at the bottom includes inclined 8 and horizontal 9 portions, the lower point of the outlet opening of which is at the level of the upper plane of each rotor 3. Each rotor 3 has annular groove 10 with a width corresponding to the width of horizontal 9 and inclined 8 portions of feed nozzle 6 with a provision for a technological gap. Before each rectilinear accelerating blade 4 in rotational direction of rotor 3, flat angular sector 11 is rigidly fixed, forming rectilinear radial shoulder 12 from annular groove 10 to output end of rotor 3. Length of rectilinear accelerating blade 4 is greater than the length of rectilinear radial shoulder 12 1.2…1.5 times, and its height – 2…10 times.EFFECT: efficiency of the grinding process in the mill is increased.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для измельчения различных материалов и может быть использовано при производстве строительных материалов, а также в других отраслях промышленности.The invention relates to devices for grinding various materials and can be used in the production of building materials, as well as in other industries.

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, B02C 13/14, опубл. 05.07.1979, бюлл. №25).A known design of a centrifugal impact mill containing a stepped housing, each subsequent step in which, counting along the movement of the material, is made of a larger diameter, a stepped rotor with beams horizontally located in the housing, a loading and unloading pipe (USSR Author's Certificate for the Invention No. 671839, B02C 13 / 14, publ. 05.07.1979, bull. No. 25).

Известна также центробежная мельница селективного измельчения, содержащая корпус с загрузочным патрубком на его крышке и выгрузочным патрубком, а также установленный в нем ротор с разгонными лопатками (Авторское свидетельство СССР на изобретение №952321, B02C 7/08, опубл. 23.08.1982, бюлл. №31).Also known is a centrifugal mill of selective grinding, comprising a housing with a loading nozzle on its cover and an unloading nozzle, as well as a rotor with accelerating vanes installed in it (USSR Author's Certificate for the Invention No. 952321, B02C 7/08, publ. 23.08.1982, bull. No. 31).

Недостатками известных конструкций является низкая эффективность процесса измельчения и низкая тонкость помола.The disadvantages of the known designs is the low efficiency of the grinding process and low fineness of grinding.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является центробежная мельница (Патент РФ на изобретение №2567522, B02C 13/26, опубл. 10.11. 2015, бюлл. №31), содержащая два корпуса, размещенных в одной плоскости и соединенных между собой тангенциальным каналом, общим для обоих корпусов, в каждом корпусе имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия канала ротор, на котором закреплены разгонные лопатки, в тангенциальном канале имеется выгрузочный патрубок, равноудаленный от осей вращения роторов, загрузочные патрубки в каждом корпусе для подачи измельчаемого материала расположены на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора с центром на вертикальной оси последнего, на нижнем торце каждого загрузочного патрубка имеется наклонный срез под углом 45°, каждая разгонная лопатка имеет вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка с обеспечением технологического зазора, боковые стенки тангенциального канала сходятся в плоскости симметрии мельницы, угол между сходящимися стенками составляет 120-150°.The closest technical solution to the proposed one is a centrifugal mill (RF Patent for the invention No. 2567522, B02C 13/26, publ. 10.11. 2015, bull. No. 31), containing two buildings placed in the same plane and interconnected by a tangential channel, common for both cases, in each case there is a rotor rotatable in the direction of the corresponding channel outlet, on which the accelerating blades are fixed, in the tangential channel there is an unloading nozzle equidistant from the rotor axes of rotation c, the loading nozzles in each housing for feeding the material to be ground are located on an arc of a circle equal to 50 ... 280 °, counting from a straight line passing through the centers of rotation of the rotors and a radius equal to 1/4 ... 3/4 of the radius of the rotor centered on the vertical axis of the latter , at the lower end of each loading nozzle there is an inclined cut at an angle of 45 °, each accelerating blade has a cutout corresponding to the profile of the loading nozzle with technological clearance, the side walls of the tangential channel converge in the plane of symmetry Elnitsa, the angle between the converging walls is 120-150 °.

С существенными признаками заявленного изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: два корпуса, размещенных в одной плоскости и соединенных между собой тангенциальным каналом. В каждом корпусе имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия канала ротор, на котором закреплены разгонные лопатки. В тангенциальном канале имеется выгрузочный патрубок, равноудаленный от осей вращения роторов. Загрузочные патрубки в каждом корпусе для подачи измельчаемого материала расположены на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора с центром на вертикальной оси последнего. На нижнем торце каждого загрузочного патрубка имеется наклонный срез под углом 45°. Каждая разгонная лопатка имеет вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка с обеспечением технологического зазора. Боковые стенки тангенциального канала сходятся в плоскости симметрии мельницы. Угол между сходящимися стенками составляет 120-150°.With the essential features of the claimed invention the following set of features of the prototype coincides: two buildings placed in the same plane and connected by a tangential channel. In each housing there is a rotor arranged to rotate in the direction of the corresponding channel outlet, on which the accelerating blades are fixed. In the tangential channel there is an unloading pipe equidistant from the axis of rotation of the rotors. The loading nozzles in each housing for feeding the material to be ground are located on an arc of a circle equal to 50 ... 280 °, counting from a straight line passing through the centers of rotation of the rotors and a radius equal to 1/4 ... 3/4 of the radius of the rotor centered on the vertical axis of the latter. At the lower end of each loading branch pipe there is an inclined cut at an angle of 45 °. Each accelerating blade has a cutout corresponding to the profile of the loading pipe with technological clearance. The side walls of the tangential channel converge in the plane of symmetry of the mill. The angle between the converging walls is 120-150 °.

Несмотря на то, что в данной конструкции относительная скорость движения измельчаемого материала составляет более 300 м/с, имеет место низкая эффективность помола материала в тангенциальном канале. Это обусловлено полидисперсным составом встречных потоков частиц измельчаемого материала, сходящих с роторов. Мелкие частицы, находящиеся в потоке, оказывают демпфирующее воздействие при лобовом соударении более крупных частиц, что снижает эффективность измельчения.Despite the fact that in this design the relative speed of movement of the crushed material is more than 300 m / s, there is a low grinding efficiency of the material in the tangential channel. This is due to the polydisperse composition of the oncoming flows of particles of crushed material coming off the rotors. Small particles in the stream have a damping effect in the frontal collision of larger particles, which reduces the grinding efficiency.

Задачей изобретения является повышение эффективности процесса измельчения за счет разделения потоков частиц материала в зависимости от их крупности перед их соударением в тангенциальном канале.The objective of the invention is to increase the efficiency of the grinding process by separating the flows of particles of material depending on their size before they collide in the tangential channel.

Это достигается тем, что центробежная мельница содержит два корпуса, размещенных в одной плоскости и соединенных между собой тангенциальным каналом, боковые стенки которого сходятся в плоскости симметрии мельницы под углом 120-150°. В каждом корпусе имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия канала ротор, на котором закреплены разгонные лопатки. В тангенциальном канале имеется выгрузочный патрубок, равноудаленный от осей вращения роторов. Загрузочные патрубки в каждом корпусе для подачи измельчаемого материала расположены на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора с центром на вертикальной оси последнего. На нижнем торце каждого загрузочного патрубка имеется наклонный срез под углом 45°. Каждая разгонная лопатка имеет вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка с обеспечением технологического зазора. В предложенном решении каждый загрузочный патрубок в нижней части включает наклонный и горизонтальный участки, нижняя точка выходного отверстия которого находится на уровне верхней плоскости каждого ротора, который имеет кольцевую канавку с шириной, соответствующей ширине горизонтального и наклонного участков загрузочного патрубка с обеспечением технологического зазора, перед каждой прямолинейной разгонной лопаткой по направлению вращения ротора жестко закреплен плоский угловой сектор, образующий прямолинейный радиальный уступ от кольцевой канавки к выходному торцу ротора, длина прямолинейной разгонной лопатки больше длины прямолинейного радиального уступа в 1,2…1,5 раза, а ее высота - в 2…10 раз.This is achieved by the fact that the centrifugal mill contains two housings located in the same plane and connected by a tangential channel, the side walls of which converge in the plane of symmetry of the mill at an angle of 120-150 °. In each housing there is a rotor arranged to rotate in the direction of the corresponding channel outlet, on which the accelerating blades are fixed. In the tangential channel there is an unloading pipe equidistant from the axis of rotation of the rotors. The loading nozzles in each housing for feeding the material to be ground are located on an arc of a circle equal to 50 ... 280 °, counting from a straight line passing through the centers of rotation of the rotors and a radius equal to 1/4 ... 3/4 of the radius of the rotor centered on the vertical axis of the latter. At the lower end of each loading branch pipe there is an inclined cut at an angle of 45 °. Each accelerating blade has a cutout corresponding to the profile of the loading pipe with technological clearance. In the proposed solution, each loading nozzle in the lower part includes inclined and horizontal sections, the lower point of the outlet opening of which is located at the level of the upper plane of each rotor, which has an annular groove with a width corresponding to the width of the horizontal and inclined sections of the loading nozzle, providing technological clearance, before each a rectilinear accelerating blade in the direction of rotation of the rotor is rigidly fixed flat angular sector, forming a straight radial ledge t annular groove to the outlet end of the rotor, the length of the blade longer accelerating rectilinear lengths rectilinear radial ledge in 1,2 ... 1,5 times, and its height - 2 ... 10 times.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен продольный разрез А-А на фиг. 2 (центробежная мельница); на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг. 1 (поперечный разрез центробежной мельницы); на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 2 (загрузочный патрубок).The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a longitudinal section AA in FIG. 2 (centrifugal mill); in FIG. 2 - section BB in FIG. 1 (cross section of a centrifugal mill); in FIG. 3 is a section BB of FIG. 2 (loading branch pipe).

Центробежная мельница содержит два корпуса 1, размещенных в одной плоскости и соединенных между собой тангенциальным каналом 2, общим для обоих корпусов 1. Боковые стенки тангенциального канала 2 сходятся в плоскости симметрии мельницы. Угол между сходящимися стенками составляет 120-150°.The centrifugal mill contains two housings 1 located in the same plane and connected by a tangential channel 2, common to both buildings 1. The side walls of the tangential channel 2 converge in the plane of symmetry of the mill. The angle between the converging walls is 120-150 °.

В каждом корпусе 1 имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия канала ротор 3, на котором закреплены разгонные лопатки 4. В тангенциальном канале 2 имеется выгрузочный патрубок 5, равноудаленный от осей вращения роторов 3. Загрузочные патрубки 6 в каждом корпусе 1 для подачи измельчаемого материала расположены на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов 3 и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора 3 с центром на вертикальной оси последнего. Каждая прямолинейная разгонная лопатка 4 имеет вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка 6 с обеспечением технологического зазора. На нижнем торце каждого загрузочного патрубка 6 имеется наклонный срез 7 под углом 45°. Каждый загрузочный патрубок 6 в нижней части включает наклонный 8 и горизонтальный 9 участки. Нижняя точка выходного отверстия горизонтального 9 участка загрузочного патрубка 6 находится на уровне верхней плоскости каждого ротора 3. Каждый ротор 3 имеет кольцевую канавку 10 с шириной, соответствующей ширине горизонтального 9 и наклонного 8 участков загрузочного патрубка 6 с обеспечением технологического зазора. Перед каждой прямолинейной разгонной лопаткой 4 по направлению вращения ротора 3 жестко, например сваркой, закреплен плоский угловой сектор 11. Плоский угловой сектор 11 образует прямолинейный радиальный уступ 12 от кольцевой канавки 10 к выходному торцу ротора 3, длина прямолинейной разгонной лопатки 4 больше длины прямолинейного радиального уступа 12 в 1,2…1,5 раза, а ее высота - в 2…10 раз.In each housing 1 there is a rotor 3 rotatably rotatable in the direction of the corresponding channel outlet on which the accelerating vanes 4 are fixed. In the tangential channel 2 there is an unloading nozzle 5 equidistant from the rotational axes of the rotors 3. The loading nozzles 6 in each housing 1 for feeding the crushed material is located on an arc of a circle equal to 50 ... 280 °, counting from a straight line passing through the centers of rotation of the rotors 3 and a radius equal to 1/4 ... 3/4 of the radius of the rotor 3 centered on the vertical axis of the latter. Each rectilinear accelerating blade 4 has a cutout corresponding to the profile of the loading pipe 6 with a technological gap. At the lower end of each loading nozzle 6 there is an inclined slice 7 at an angle of 45 °. Each loading nozzle 6 in the lower part includes an inclined 8 and horizontal 9 sections. The lower point of the outlet horizontal 9 of the portion of the loading pipe 6 is located at the level of the upper plane of each rotor 3. Each rotor 3 has an annular groove 10 with a width corresponding to the width of the horizontal 9 and inclined 8 sections of the loading pipe 6 with a technological gap. In front of each rectilinear accelerating blade 4 in the direction of rotation of the rotor 3, a flat angular sector 11 is rigidly fixed, for example, by welding, the flat angular sector 11 forms a straight radial ledge 12 from the annular groove 10 to the output end of the rotor 3, the length of the straight accelerating blade 4 is greater than the length of the straight radial ledge 12 1.2 ... 1.5 times, and its height - 2 ... 10 times.

Между выходным торцом каждого ротора 3 и внутренней поверхностью корпуса 1 имеется технологический зазор, обеспечивающий вращение ротора 3.Between the output end of each rotor 3 and the inner surface of the housing 1 there is a technological gap that ensures rotation of the rotor 3.

Центробежная мельница работает следующим образом.Centrifugal mill operates as follows.

Измельчаемый материал, например известняк, через загрузочные патрубки 6, меняя вертикальное направление движения на наклонное и горизонтальное, одновременно подается на роторы 3. Так как нижняя точка выходного отверстия горизонтального 9 участка загрузочного патрубка 6 находится на уровне верхней плоскости каждого ротора 3, частицы материала достигают верхней плоскости каждого ротора 3. Ввиду того, что загрузочные патрубки 6 смещены относительно осей вращения роторов 3, измельчаемый материал в каждый промежуток времени попадает только на один из прямолинейных радиальных уступов 12. Мелкие частицы перемещаются вдоль прямолинейного радиального уступа 12 меньшей длины и направляются в тангенциальный канал 2. Крупные частицы преодолевают прямолинейный радиальный уступ 12 и перемещаются вдоль прямолинейных разгонных лопаток 4 большей длины. Так как время движения мелких частиц вдоль прямолинейных радиальных уступов 12 меньше времени движения крупных частиц вдоль прямолинейных разгонных лопаток 4, мелкие частицы отрываются от горизонтальных роторов 3 раньше крупных и направляются в тангенциальный канал 2 под углом к прямой, проходящей через центры вращения роторов 3. Крупные частицы отрываются от горизонтальных роторов 3 позже мелких частиц и направляются в тангенциальный канал 2 во встречных потоках, расположенных на одной оси. При этом в зависимости от свойств и размера измельчаемого материала расположение загрузочных патрубков 6 на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов 3 и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора 3 с центром на вертикальной оси последнего.The crushed material, for example limestone, is fed through the loading nozzles 6, changing the vertical direction of the movement to inclined and horizontal, to the rotors 3. Since the lower point of the outlet opening of the horizontal 9 portion of the loading nozzle 6 is at the level of the upper plane of each rotor 3, the particles of material reach the upper plane of each rotor 3. Due to the fact that the loading nozzles 6 are offset relative to the rotational axes of the rotors 3, the crushed material in each period of time falls only on one of the straight radial ledges 12. Small particles move along a straight linear radial ledge 12 of smaller length and are sent to the tangential channel 2. Large particles overcome the straight radial ledge 12 and move along straight longer accelerating blades 4. Since the time of movement of small particles along rectilinear radial ledges 12 is less than the time of movement of large particles along rectilinear accelerating blades 4, small particles come off from horizontal rotors 3 earlier than large ones and are sent to tangential channel 2 at an angle to a straight line passing through the centers of rotation of rotors 3. Large the particles come off from the horizontal rotors 3 later than the fine particles and are sent to the tangential channel 2 in the oncoming flows located on the same axis. Moreover, depending on the properties and size of the material being ground, the location of the loading nozzles 6 on an arc of a circle equal to 50 ... 280 °, counting from a straight line passing through the centers of rotation of the rotors 3 and a radius equal to 1/4 ... 3/4 of the radius of the rotor 3 with the center on the vertical axis of the latter.

Форма загрузочных патрубков 6 и расположение их нижних кромок в кольцевых канавках 10 роторов 3 обеспечивает горизонтальное направление движения частиц на выходе из загрузочных патрубков 6 и достижение каждой частицей верхней поверхности роторов 3 при любой их частоте вращения. Для предотвращения забивания загрузочного патрубка 6 материалом между его вертикальным участком и горизонтальным участком 9 расположен наклонный участок 8. Для предотвращения заклинивания частиц материала на нижнем торце каждого загрузочного патрубка имеется наклонный срез 7 под углом 45°. Скорость крупных частиц, направляемых навстречу друг другу из корпусов 1 в тангенциальный канал 2, превышает скорость разрушения частицы материала, в результате чего происходит их эффективное измельчение. Мелкие частицы измельчаются путем касательных соударений в пересекающихся потоках в тангенциальном канале 2. Координаты загрузочных патрубков 6 определены исходя из условия отрыва крупных частиц от прямолинейных разгонных лопаток 4 и их движения во встречных направлениях в тангенциальном канале 2. Частицы измельченного материала из тангенциального канала 2 направляются в выгрузочный патрубок 5.The shape of the loading nozzles 6 and the location of their lower edges in the annular grooves 10 of the rotors 3 provides a horizontal direction of movement of particles at the outlet of the loading nozzles 6 and each particle reaching the upper surface of the rotors 3 at any speed. To prevent clogging of the loading pipe 6 with material, an inclined section 8 is located between its vertical section and the horizontal section 9. To prevent material particles from sticking, there is an inclined section 7 at an angle of 45 ° at the lower end of each loading pipe. The speed of large particles directed towards each other from the bodies 1 into the tangential channel 2 exceeds the rate of destruction of the material particles, resulting in their effective grinding. Small particles are crushed by tangential collisions in intersecting flows in a tangential channel 2. The coordinates of the loading nozzles 6 are determined based on the condition of separation of large particles from rectilinear accelerating blades 4 and their movement in opposite directions in the tangential channel 2. Particles of crushed material from the tangential channel 2 are sent to discharge pipe 5.

Наличие кольцевых канавок 10 на верхней поверхности роторов 3, в которых находятся нижние кромки горизонтальных 9 участков загрузочных патрубков 6, обеспечивает первоначальную загрузку всех частиц на поверхность прямолинейных радиальных уступов 12, образованных плоскими угловыми секторами 11 и верхней поверхностью роторов 3.The presence of annular grooves 10 on the upper surface of the rotors 3, in which the lower edges of the horizontal 9 sections of the loading nozzles 6 are located, provides the initial loading of all particles onto the surface of the straight radial ledges 12 formed by flat angular sectors 11 and the upper surface of the rotors 3.

Наличие плоских угловых секторов 11, жестко закрепленных перед прямолинейными разгонными лопатками 4 по направлению вращения ротора 3 в сочетании с остальными элементами обеспечивает разделение частиц материала по крупности перед их отрывом от роторов 3 и измельчение мелких частиц в пересекающихся потоках и лобовые соударения крупных частиц во встречных потоках в тангенциальном канале 2, что повышает эффективность процесса измельчения.The presence of flat angular sectors 11, rigidly fixed in front of rectilinear accelerating blades 4 in the direction of rotation of the rotor 3 in combination with other elements, ensures the separation of material particles by size before they are separated from the rotors 3 and the grinding of small particles in intersecting flows and frontal collisions of large particles in oncoming flows in tangential channel 2, which increases the efficiency of the grinding process.

Claims

A centrifugal mill containing two housings located in the same plane and connected by a tangential channel, the side walls of which converge in the plane of symmetry of the mill at an angle of 120-150 °, in each case there is a rotor rotatable in the direction of the corresponding channel outlet, on which booster blades are fixed, in the tangential channel there is an unloading nozzle equidistant from the axes of rotation of the rotors, loading nozzles in each casing for feeding the ground mate the rials are located on an arc of a circle equal to 50-280 °, counting from a straight line passing through the centers of rotation of the rotors and a radius equal to 1 / 4-3 / 4 of the radius of the rotor centered on the vertical axis of the latter, at the lower end of each loading nozzle there is an inclined cut at an angle of 45 °, each accelerating blade has a cut corresponding to the profile of the loading pipe with a technological gap, characterized in that each loading pipe in the lower part includes inclined and horizontal sections, the lower point of the outlet which is located at the level of the upper plane of each rotor, which has an annular groove with a width corresponding to the width of the horizontal and inclined sections of the loading pipe with a technological clearance, a flat angular sector is rigidly fixed in front of each rectilinear accelerating blade in the direction of rotation of the rotor, forming a rectilinear radial ledge from the annular grooves to the output end of the rotor, the length of the straight-line accelerating blade is 1.2 ... 1.5 times greater than the length of the straight-line radial ledge , and its height is 2 ... 10 times.