RU2792991C1

RU2792991C1 - Centrifugal disc grinder

Info

Publication number: RU2792991C1
Application number: RU2022125901A
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Семикопенко; Дмитрий Владимирович Вавилов; Александр Михайлович Акупиян; Ольга Викторовна Наумова
Filing date: 2022-10-04
Publication date: 2023-03-28

Abstract

FIELD: material grinding.

SUBSTANCE: devices for grinding various materials, used in production of construction materials, as well as in other industries. The centrifugal disc grinder contains cylindrical body 1 with pipes for loading 2 and unloading 3, counter-rotating upper 4 conical and lower 5 horizontal discs. On the upper surface of lower horizontal disc 5, from the center to the periphery, paddle spreader 7 and radial ribs 8 of rectangular cross section as well as vertical prismatic stops 9, located at their bases perpendicular to the working surface of radial ribs 8 with a radial pitch exceeding 2D_max, where D_max is the maximum particle size, are rigidly fixed. The height of radial ribs 8 evenly decreases from the center to the periphery with a decrease in the vertical gap between the upper surface of the lower horizontal disc 5 and the lower surface of the upper conical disc 4 from (1.2…1.5)D_max up to (0.1…0.5)D_max. The side face of each vertical prismatic stop 9 and the working surface of corresponding radial rib 8 in the direction of rotation of lower horizontal disc 5 form prismatic flow zone 11 with large base 12 towards the periphery. On the lower surface of upper conical disc 4, radial ribs 13 of rectangular cross section are rigidly fixed to provide a technological gap between the ends of radial ribs 8 of lower horizontal 5 and upper conical 4 discs. The width of smaller base 14 of prismatic flow zone 11 decreases from the centre to the periphery from D_max to (0.1…0.5)D_max and exceeds the height of the radial rib at the corresponding radius, and the height of each vertical prismatic limiter 9 is equal to the height of radial rib 8 in the area of their closest approach.

EFFECT: grinder provides an increase in the efficiency of the workflow.

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 отсутствием промежуточной классификации материала, 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 the absence of an intermediate classification of the material, 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 промежуточной классификации материала, 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 due to the intermediate classification of the material, 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 на верхней поверхности нижнего горизонтального диска от центра к периферии жестко закреплены лопастной разбрасыватель и радиальные ребра прямоугольного поперечного сечения, а также вертикальные призматические ограничители, расположенные своими основаниями перпендикулярно рабочей поверхности радиальных ребер с радиальным шагом, превышающим 2D_max, где D_max - максимальный размер частиц, высота радиальных ребер равномерно уменьшается от центра к периферии при уменьшении вертикального зазора между верхней поверхностью нижнего горизонтального диска и нижней поверхностью верхнего конического диска от (1,2…1,5)D_max до (0,1…0,5)D_max, боковая грань каждого вертикального призматического ограничителя и рабочая поверхность соответствующего радиального ребра по направлению вращения нижнего горизонтального диска образуют призматическую проточную зону с большим основанием в сторону периферии, на нижней поверхности верхнего конического диска жестко закреплены радиальные ребра прямоугольного поперечного сечения с обеспечением технологического зазора между торцами радиальных ребер нижнего горизонтального и верхнего конического дисков, а ширина меньшего основания призматической проточной зоны уменьшается от центра к периферии от D_max до (0,1…0,5)D_max и превышает высоту радиального ребра на соответствующем радиусе, а высота каждого вертикального призматического ограничителя равна высоте радиального ребра на участке их максимального сближения.÷Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез измельчителя; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1 (радиальные ребра и вертикальные призматические ограничители); на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1(радиальные ребра верхнего конического диска).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 disks. According to the proposed solution, on the upper surface of the lower horizontal disk from the center to the periphery, a paddle spreader and radial ribs of rectangular cross section are rigidly fixed, as well as vertical prismatic limiters, located at their bases perpendicular to the working surface of the radial ribs with a radial pitch exceeding 2D _max , where D _max - maximum particle size, the height of the radial ribs evenly decreases from the center to the periphery with a decrease in the vertical gap between the upper surface of the lower horizontal disk and the lower surface of the upper conical disk from (1.2 ... 1.5) D _max to (0.1 ... 0.5 )D _max , the side face of each vertical prismatic limiter and the working surface of the corresponding radial rib in the direction of rotation of the lower horizontal disk form a prismatic flow zone with a large base towards the periphery, radial ribs of rectangular cross section are rigidly fixed on the lower surface of the upper conical disk to provide a technological gap between the ends of the radial ribs of the lower horizontal and upper conical disks, and the width of the smaller base of the prismatic flow zone decreases from the center to the periphery from D _max to (0.1 ... 0.5) D _max and exceeds the height of the radial rib at the corresponding radius, and the height of each vertical prismatic limiter is equal to the height of the radial ribs in the area of their closest approach. figure 2 - section A-A in Fig. 1 (radial ribs and vertical prismatic stops); in fig. 3 - section B-B in Fig. 1 (radial ribs 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 горизонтальный диск 5 вращается от нижнего вала 6. На верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5 от центра к периферии жестко закреплены, например сваркой, лопастной разбрасыватель 7 и радиальные ребра 8 прямоугольного поперечного сечения, а также вертикальные призматические ограничители 9, расположенные своими основаниями перпендикулярно рабочей поверхности радиальных ребер 8 с радиальным шагом, превышающим 2D_max, где D_max - максимальный размер частиц. Высота радиальных ребер 8 равномерно уменьшается от центра к периферии при уменьшении вертикального зазора между верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5 и нижней поверхностью верхнего конического диска 4 от (1,2…1,5)D_max до (0,1…0,5)D_max. Боковая грань 10 каждого вертикального призматического ограничителя 9 и рабочая поверхность соответствующего радиального ребра 8 по направлению вращения нижнего горизонтального диска 5 образуют призматическую проточную зону 11 с большим основанием 12 в сторону периферии. На нижней поверхности верхнего конического диска 4 жестко закреплены радиальные ребра 13 прямоугольного поперечного сечения с обеспечением технологического зазора между торцами радиальных ребер 8 и 13 соответственно нижнего горизонтального 5 и верхнего конического 4 дисков. Ширина меньшего основания 14 призматической проточной зоны 11 уменьшается от центра к периферии от D_max до (0,1…0,5)D_max и превышает высоту радиального ребра на соответствующем радиусе. Высота каждого вертикального призматического ограничителя 9 равна высоте радиального ребра 8 на участке их максимального сближения. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего наклонного диска 4 за счет пружинной опоры 15.The centrifugal disc grinder contains a cylindrical body 1 with loading 2 and unloading 3 branch pipes, oppositely rotating upper 4 and lower 5 discs. The upper conical disk 4 receives rotation from the loading pipe 2, and the lower horizontal disk 5 rotates from the lower shaft 6. On the upper surface of the lower horizontal disk 5 from the center to the periphery, a paddle spreader 7 and radial ribs 8 of rectangular cross section are rigidly fixed, for example by welding, as well as vertical prismatic limiters 9, located at their bases perpendicular to the working surface of the radial ribs 8 with a radial pitch exceeding 2D _max , where D _max is the maximum particle size. The height of the radial ribs 8 evenly decreases from the center to the periphery with a decrease in the vertical gap between the upper surface of the lower horizontal disk 5 and the lower surface of the upper conical disk 4 from (1.2 ... 1.5) D _max to (0.1 ... 0.5) _Dmax . The side face 10 of each vertical prismatic limiter 9 and the working surface of the corresponding radial rib 8 in the direction of rotation of the lower horizontal disk 5 form a prismatic flow zone 11 with a large base 12 towards the periphery. On the lower surface of the upper conical disk 4, radial ribs 13 of rectangular cross section are rigidly fixed to provide a technological gap between the ends of the radial ribs 8 and 13, respectively, of the lower horizontal 5 and upper conical 4 disks. The width of the smaller base 14 of the prismatic flow zone 11 decreases from the center to the periphery from D _max to (0.1...0.5) D _max and exceeds the height of the radial rib at the corresponding radius. The height of each vertical prismatic limiter 9 is equal to the height of the radial rib 8 in the area of their closest approach. If necessary, it is possible to raise the upper inclined disk 4 due to the spring support 15.

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 лопастного разбрасывателя 7 направляется на верхнюю рабочую поверхность нижнего горизонтального диска 5, вращающегося от нижнего вала 6. Достигнув радиального ребра 8 прямоугольного поперечного сечения, закрепленном на нижнем горизонтальном диске 5, частицы перемещаются вдоль рабочей поверхности радиального ребра 8 в направлении первого вертикального призматического ограничителя 9. При этом частица непрерывно разрушается в технологическом зазоре между радиальными ребрами 8 и 13 нижнего горизонтального 5 и верхнего конического 4 дисков за счет удара и истирания. Равномерное уменьшение вертикального зазора между верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5 и нижней поверхностью верхнего конического диска 4 обеспечивает радиальное движение частицы от центра к периферии при достижении ею необходимого размера. При этом на частицы материала кроме ударных и истирающих нагрузок влияет раздавливающий эффект. Достигнув призматической проточной зоны 11 между рабочей поверхностью радиального ребра 8 и боковой гранью 10 вертикального призматического ограничителя 9, частицы с соответствующим размером проходят вдоль призматической проточной зоны 11 в направлении следующего вертикального призматического ограничителя 9, а крупные частицы разрушаются между радиальными ребрами 8 и 13 до тех пор, пока на пройдут вдоль призматической проточной зоны 11 с меньшим основанием 14 и большим основанием 12 в направлении следующего вертикального призматического ограничителя 9. Таким образом, осуществляется промежуточная классификация материала. Процесс разрушения и классификации частиц продолжается на всем пути их движения от центра к периферии дисков 4 и 5. Готовые по размерам частицы материала направляются к периферии дисков 4 и 5 в сторону разгрузочного патрубка 3. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего конического диска 4 при сжатии пружинной опоры 15. 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 верхнего конического диска 4 и верхней рабочей поверхностью нижнего горизонтального диска 5 вертикальное расстояние в данной зоне между ними равно (1,2…1,5)D_max. Так как при перемещении материала в сторону периферии уменьшается расстояние между рабочими поверхностями нижнего конического диска 4 и верхнего горизонтального диска 5, происходит последовательное разрушение частиц материала от самых крупных в начале рабочего пространства до самых мелких в его конце. Геометрическая форма вертикального призматического ограничителя 9 исключает забивание призматической проточной зоны 11 частицами измельчаемого материала. Для предотвращения заклинивания кусков материала между смежными вертикальными призматическими ограничителями 9 расстояние между ними превышает 2D_max. Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися верхним коническим диском 4 и нижним горизонтальным 5 дисками, а также с жестко закрепленными вертикальными призматическими ограничителями 9 и радиальными ребрами 8 и 13 прямоугольного поперечного сечения позволяет обеспечить промежуточную классификацию материала, а также повышение нагрузок на измельчаемый материал и селективное воздействие на материал в зависимости от его крупности. Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения, тем самым увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала.Centrifugal disc grinder works as follows. The crushed material, such as limestone with a moisture content of up to 2%, falls V loading nozzle 2. From the loading nozzle 2, the material is directed by means of a paddle spreader 7 to the upper working surface of the lower horizontal disk 5, rotating from the lower shaft 6. Having reached the radial rib 8 of rectangular cross section, fixed on the lower horizontal disk 5, the particles move along the working surface radial rib 8 in the direction of the first vertical prismatic limiter 9. In this case, the particle is continuously destroyed in the technological gap between the radial ribs 8 and 13 of the lower horizontal 5 and upper conical 4 discs due to impact and abrasion. Uniform reduction of the vertical gap between the upper surface of the lower horizontal disk 5 and the lower surface of the upper conical disk 4 ensures the radial movement of the particle from the center to the periphery when it reaches the required size. At the same time, the crushing effect affects the particles of the material in addition to shock and abrasive loads. Having reached the prismatic flow zone 11 between the working surface of the radial rib 8 and the side face 10 of the vertical prismatic limiter 9, particles with the appropriate size pass along the prismatic flow zone 11 in the direction of the next vertical prismatic limiter 9, and large particles are destroyed between the radial ribs 8 and 13 until until they pass along the prismatic flow zone 11 with the smaller base 14 and the larger base 12 in the direction of the next vertical prismatic stop 9. Thus, an intermediate classification of the material is carried out. The process of destruction and classification of particles continues along the entire path of their movement from the center to the periphery of the disks 4 and 5. Ready-sized particles of material are sent to the periphery of the disks 4 and 5 towards the discharge pipe 3. Non-crushable pieces of material are unloaded by raising the upper conical disk 4 when compression of the spring support 15. 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 of the upper conical disk 4 and the upper working surface of the lower horizontal disk 5, the vertical distance in this zone between them is (1.2 ... 1.5) D_max. Since when the material moves towards the periphery, the distance between the working surfaces of the lower conical disk 4 and the upper horizontal disk 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 geometric shape of the vertical prismatic limiter 9 prevents clogging of the prismatic flow zone 11 with particles of the material to be ground. To prevent jamming of pieces of material between adjacent vertical prismatic stops 9, the distance between them exceeds 2D_max. The design of a centrifugal disc grinder with counter-rotating upper conical disc 4 and lower horizontal disc 5, as well as with rigid fixed vertical prismatic limiters 9 and radial ribs 8 and 13 of rectangular cross section allows for an intermediate classification of the material, as well as an increase in the load on the crushed material and a selective effect on the material depending on its size. 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 disk grinder, containing a cylindrical body with loading and unloading pipes, oppositely rotating upper and lower disks, characterized in that on the upper surface of the lower horizontal disk from the center to the periphery a paddle spreader and radial ribs of rectangular cross section, as well as vertical prismatic limiters are rigidly fixed , located with their bases perpendicular to the working surface of the radial ribs with a radial pitch exceeding 2D _max , where D _max is the maximum particle size, the height of the radial ribs decreases uniformly from the center to the periphery with a decrease in the vertical gap between the upper surface of the lower horizontal disk and the lower surface of the upper conical disk from (1.2…1.5)D _max to (0.1…0.5)D _max , the side face of each vertical prismatic limiter and the working surface of the corresponding radial rib in the direction of rotation of the lower horizontal disk form a prismatic flow zone with a large base towards the periphery, radial ribs of rectangular cross section are rigidly fixed on the lower surface of the upper conical disk with a technological gap between the ends of the radial ribs of the lower horizontal and upper conical disks, and the width of the smaller base of the prismatic flow zone decreases from the center to the periphery from D _max to (0 ,1…0.5)D _max and exceeds the height of the radial rib at the corresponding radius, and the height of each vertical prismatic limiter is equal to the height of the radial rib in the area of their closest approach.