RU2786114C1

RU2786114C1 - Centrifugal disc grinder

Info

Publication number: RU2786114C1
Application number: RU2022119104A
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Семикопенко; Дмитрий Владимирович Карпачев; Александр Михайлович Акупиян
Filing date: 2022-07-13
Publication date: 2022-12-19

Abstract

FIELD: materials grinding.

SUBSTANCE: invention relates to devices for grinding various materials and can be used in the production of building materials, as well as in other industries. The centrifugal disk grinder contains a cylindrical body 1 with loading 2 and unloading 3 branch pipes, counter-rotating upper 4 conical and lower 5 conical disks. The lower conical disc 5 is made with the spreader 7 in the center and the angle of inclination α of the upper working surface 8, which exceeds the angle β of the natural repose of the material. The distance between the lower working 9 surface of the upper conical disk 4 and the upper working surface 8 of the lower conical disk 5 decreases from the center to the periphery from (1.2...1.5)D_max to (0.1...0.5)D_max, where D_max - maximum particle size of the crushed material. On the working surfaces 8 and 9 of the conical disks 4 and 5, curvilinear ribs 10 and 11 of rectangular cross-section in the form of a spiral are rigidly fixed, twisted in opposite directions, the height of which decreases uniformly from the center to the periphery, providing a technological gap between the ends 12 and 13 of the curved ribs 10 and 11 two conical disks 4 and 5.

EFFECT: invention provides an increase in the efficiency of the grinding process.

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 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.The design of a centrifugal disc grinder is known (Semikopenko I.A., Voronov V.P., Belyaev D.A., Manyakhin A.S. Determination of the power spent on grinding a particle between two conical surfaces // Bulletin of the BSTU named after V.G. Shukhova, 2018, No. 5, pp. 78-81), containing a cylindrical body, inside of which there are two upper and lower discs rotating in opposite directions with a conical working surface.

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. A known design of a centrifugal impact mill (USSR author's certificate for the invention No. 671839, VO2S 13/14, publ. 05.07.1979, bull. No. 25), containing a stepped housing, each subsequent stage in which, counting in the direction of movement of the material, is made of a larger diameter , a stepped rotor with beaters horizontally located in the housing, a loading and unloading branch pipe.

Технической проблемой известных конструкций является низкая эффективность процесса измельчения и низкая тонкость помола.The technical problem of known designs is the low efficiency of the grinding process and the low fineness of grinding.

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.The closest technical solution to the proposed one, adopted as a prototype, is a centrifugal disc grinder (RF Patent for utility model No. 145376, B02 C 13/20, publ. 09/20/2014, bull. No. 26), containing a cylindrical body with loading and unloading nozzles , oppositely rotating flat upper and lower disks with impact elements, the impact elements are made in the form of a spiral, which are directed in opposite directions on the upper and lower disks.

C существенными признаками заявленного изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками и противоположно вращающиеся верхний и нижний диски.With the essential features of the claimed invention coincides with the following set of features of the prototype: a cylindrical body with loading and unloading nozzles and oppositely rotating upper and lower discs.

Однако известное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с незначительными нагрузками на измельчаемый материал и отсутствием селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.However, the known device is characterized by low efficiency of the grinding process. This is due to insignificant loads on the crushed material and the absence of a selective effect on the material, depending on its size.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет повышения нагрузок на измельчаемый материал и селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.The invention is aimed at improving the efficiency of the grinding process by increasing the load on the crushed material and the selective effect on the material, depending on its size.

Это достигается тем, что центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски. Согласно предложенному решению диски выполнены коническими. Нижний конический диск выполнен с разбрасывателем в центре и углом наклона верхней рабочей поверхности, превышающем угол естественного откоса материала. Расстояние между нижней рабочей поверхностью верхнего конического диска и верхней рабочей поверхностью нижнего конического диска уменьшается от центра к периферии от (1,2…1,5)D_max до (0,1…0,5)D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. На рабочих поверхностях конических дисков жестко закреплены криволинейные ребра прямоугольного поперечного сечения в виде спирали, закрученные в противоположные стороны, высота которых равномерно уменьшается от центра к периферии с обеспечением технологического зазора между торцами криволинейных ребер двух конических дисков.This is achieved by the fact that the centrifugal disc grinder contains a cylindrical body with loading and unloading nozzles, oppositely rotating upper and lower discs. According to the proposed solution, the disks are made conical. The lower conical disk is made with a spreader in the center and an angle of inclination of the upper working surface exceeding the angle of repose of the material. The distance between the lower working surface of the upper conical disk and the upper working surface of the lower conical disk decreases from the center to the periphery from (1.2…1.5)D _max to (0.1…0.5)D _max , where D _max is the maximum particle size of the crushed material. On the working surfaces of the conical disks, curvilinear ribs of rectangular cross section are rigidly fixed in the form of a spiral, twisted in opposite directions, the height of which decreases uniformly from the center to the periphery to provide a technological gap between the ends of the curvilinear ribs of two conical disks.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез измельчителя; на фиг.2 – разрез А-А на фиг. 1 (криволинейное ребро нижнего конического диска); на фиг. 3 – разрез Б-Б на фиг. 1(криволинейное ребро верхнего конического диска).The essence of the invention is illustrated by the drawing, where figure 1 shows a longitudinal section of the chopper; figure 2 - section A-A in Fig. 1 (curvilinear rib of the lower conical disk); in fig. 3 - section B-B in Fig. 1 (curvilinear rib of the upper conical disk).

Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний 4 и нижний 5 диски. Верхний конический диск 4 получает вращение от загрузочного патрубка 2, а нижний конический диск 5 вращается от нижнего вала 6. Нижний конический диск 5 выполнен с разбрасывателем 7 в центре и углом наклона α верхней рабочей поверхности 8, превышающем угол β естественного откоса материала. Расстояние между нижней рабочей поверхностью 9 верхнего конического диска 4 и верхней рабочей поверхностью 8 нижнего конического диска 5 уменьшается от центра к периферии от (1,2…1,5)D_max до (0,1…0,5)D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. На рабочих поверхностях 8 и 9 конических дисков 4 и 5 жестко закреплены, например сваркой, криволинейные ребра 10 и 11 прямоугольного поперечного сечения в виде спирали, закрученные в противоположные стороны. Высота криволинейных ребер 10 и 11 равномерно уменьшается от центра к периферии конических дисков 4 и 5 с обеспечением технологического зазора между торцами 12 и 13 криволинейных ребер 10 и 11 двух конических дисков 4 и 5. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего наклонного диска 4 за счет пружинной опоры 14.The centrifugal disc grinder contains a cylindrical body 1 with loading 2 and unloading 3 branch pipes, oppositely rotating upper 4 and lower 5 disks. The upper conical disk 4 receives rotation from the loading pipe 2, and the lower conical disk 5 rotates from the lower shaft 6. The lower conical disk 5 is made with a spreader 7 in the center and the angle of inclination α of the upper working surface 8 exceeding the angle β of the natural repose of the material. The distance between the lower working surface 9 of the upper conical disk 4 and the upper working surface 8 of the lower conical disk 5 decreases from the center to the periphery from (1.2…1.5)D _max to (0.1…0.5)D _max , where D _max is the maximum particle size of the crushed material. On the working surfaces 8 and 9 of the conical disks 4 and 5 are rigidly fixed, for example by welding, curvilinear ribs 10 and 11 of rectangular cross-section in the form of a spiral, twisted in opposite directions. The height of the curved ribs 10 and 11 evenly decreases from the center to the periphery of the conical disks 4 and 5 with the technological gap between the ends 12 and 13 of the curved ribs 10 and 11 of the two conical disks 4 and 5. If necessary, it is possible to raise the upper inclined disk 4 due to spring support 14.

Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в загрузочный патрубок 2. Из загрузочного патрубка 2 материал с помощью разбрасывателя 7 направляется в рабочее пространство между нижней рабочей поверхностью 9 верхнего конического диска 4 и верхней рабочей поверхностью 8 нижнего конического диска 5. Частицы материала попадают на верхнюю рабочую поверхность 8 нижнего конического диска 5, вращающегося от нижнего вала 6. Достигнув криволинейного ребра 11 на нижнем коническом диске 5, частицы материала перемещаются в направлении криволинейного ребра 10 верхнего конического диска 4. Здесь частицы измельчаются в технологическом зазоре между торцами 12 и 13, образованном криволинейными ребрами 10 и 11 двух конических дисков 4 и 5, причем разрушение частиц осуществляется за счет удара и истирания. Частицы отбрасываются к верхней рабочей поверхности 8 нижнего конического диска 5, одновременно перемещаясь вдоль нее. При движении в направлении периферии конических дисков 4 и 5, частицы разрушаются за счет непрерывного воздействия со стороны криволинейных ребер 10 и 11 данных дисков. Уменьшение вертикального расстояния между рабочими поверхностями 8 и 9 конических дисков 4 и 5 от (1,2…1,5)D_max до (0,1…0,5)D_max связано с уменьшением размеров разрушившихся частиц. При постоянном уменьшении вертикального расстояния между рабочими поверхностями 8 и 9 двух конических дисков 4 и 5 частица материала не может продвинуться в направлении периферии конических дисков 4 и 5, пока не разрушится до соответствующего данному вертикальному расстоянию размера. При этом на частицы материала кроме ударных и истирающих нагрузок влияет раздавливающий эффект. Частицы материала направляются к периферии конических дисков 4 и 5 в сторону разгрузочного патрубка 3. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего диска 4 при сжатии пружинной опоры 14. Готовый продукт удаляется воздушным потоком из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Для исключения заклинивания материала в загрузочной части рабочего пространства между нижней рабочей поверхностью 9 верхнего конического диска 4 и верхней рабочей поверхностью 8 нижнего конического диска 5 вертикальное расстояние в данной зоне между ними равно (1,2…1,5)D_max. Для обеспечения интенсивного движения частиц в рабочем пространстве в сторону периферии конических дисков 4 и 5 угол наклона α верхней рабочей поверхности 8 нижнего конического диска 5 превышает угол β естественного откоса материала. Так как при перемещении материала в сторону периферии уменьшается расстояние между рабочими поверхностями 8 и 9 конических дисков 4 и 5, происходит последовательное разрушение частиц материала от самых крупных в начале рабочего пространства до самых мелких в его конце. Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися верхним коническим диском 4 и нижним коническим 5 дисками, а также с жестко закрепленными криволинейными ребрами 10 и 11 прямоугольного поперечного сечения в виде спирали позволяет обеспечить повышение нагрузок на измельчаемый материал и селективное воздействие на материал в зависимости от его крупности. Centrifugal disc grinder works as follows. The crushed material, such as limestone with a moisture content of up to 2%, falls in loading pipe 2. From the loading pipe 2, the material is sent with the help of a spreader 7 into the working space between the lower working surface 9 of the upper conical disk 4 and the upper working surface 8 of the lower conical disk 5. Material particles fall on the upper working surface 8 of the lower conical disk 5, rotating from the lower shaft 6. Having reached the curvilinear rib 11 on the lower conical disk 5, material particles moving in the direction curvilinear rib 10 of the upper conical disk 4. Here, the particles are crushed in the technological gap between the ends 12 and 13, formed curvilinear ribs 10 and 11 of two conical disks 4 and 5, moreover, the destruction of particles is carried out due to impact and abrasion. The particles are thrown to the upper working surface 8 of the lower conical disk 5, simultaneously moving along it. When moving in the direction of the periphery of the conical disks 4 and 5, the particles are destroyed due to the continuous impact of the curvilinear ribs 10 and 11 of these disks. Decreasing the vertical distance between working surfaces 8 and 9 of conical disks 4 and 5 from (1.2…1.5)D_max up to (0.1…0.5)D_max associated with a decrease in the size of the destroyed particles. With a constant decrease in the vertical distance between the working surfaces 8 and 9 of the two conical disks 4 and 5, the material particle cannot move towards the periphery of the conical disks 4 and 5 until it collapses to the size corresponding to the given vertical distance. At the same time, the crushing effect affects the particles of the material in addition to shock and abrasive loads. Material particles are directed to the periphery of the conical disks 4 and 5 towards the discharge pipe 3. Indestructible pieces of material are unloaded by raising the upper disk 4 when the spring support 14 is compressed. The finished product is removed by air flow from the housing 1 through the discharge pipe 3. To prevent jamming of the material in the loading part of the working space between the lower working surface 9 of the upper conical disk 4 and the upper working surface 8 of the lower conical disk 5, the vertical distance in this zone between them is equal to (1.2...1.5)D_max. To ensure intensive movement of particles in the working space towards the periphery of the conical disks 4 and 5, the angle of inclination α of the upper working surface 8 of the lower conical disk 5 exceeds the angle β of the natural repose of the material. Since when the material moves towards the periphery, the distance between the working surfaces 8 and 9 of the conical disks 4 and 5 decreases, the material particles are sequentially destroyed from the largest at the beginning of the working space to the smallest at its end. The design of a centrifugal disk grinder with counter-rotating upper conical disk 4 and lower conical disk 5, as well as with rigidly fixed curved ribs 10 and 11 of rectangular cross-section in the form of a spiral, makes it possible to increase the load on the crushed material and selectively affect the material depending on its size. .

Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения, тем самым увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала.All of the above will increase the efficiency of the grinding process, thereby increasing the productivity of the finished class of the crushed material.

Claims

Centrifugal disc grinder, containing a cylindrical body with loading and unloading nozzles, oppositely rotating upper and lower discs, characterized in that the discs are made conical, the lower conical disc is made with a spreader in the center and the angle of inclination of the upper working surface exceeding the angle of repose of the material, the distance between the lower working surface of the upper conical disk and the upper working surface of the lower conical disk decreases from the center to the periphery from (1.2 ... 1.5) D _max to (0.1 ... 0.5) D _max , where D _max is the maximum size particles of the material to be ground, curvilinear ribs of rectangular cross-section in the form of a spiral are rigidly fixed on the working surfaces of the conical disks, twisted in opposite directions, the height of which decreases uniformly from the center to the periphery to provide a technological gap between the ends of the curvilinear ribs of two conical disks.