RU2797284C1

RU2797284C1 - Centrifugal disc grinder

Info

Publication number: RU2797284C1
Application number: RU2023109751A
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Семикопенко; Владимир Николаевич Виноглядов; Александр Михайлович Акупиян; Ольга Викторовна Наумова
Filing date: 2023-04-17
Publication date: 2023-06-01

Abstract

FIELD: material grinding.

SUBSTANCE: devices for grinding various materials, used in the production of construction materials, as well as in other industries 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. Radial rectilinear ribs 7 are rigidly fixed on the lower surface of upper conical disk 4. In the centre of lower horizontal disk 5, radial rectilinear ribs 8 and 9 of greater and lesser height, alternating one after another, are rigidly fixed, to the outer ends of which rectilinear radial ribs 10 of lower height, rigidly fixed on lower horizontal disk 5, adjoin. The vertical gap between the lower surface of upper conical disk 4 and the upper surface of lower horizontal disk 5 decreases uniformly from the centre of disks 4 and 5 to their periphery from (1.1… 1.2)D_max to (0.1… 0.5)D_max, where D_max is the maximum particle size of the crushed material. Between the radial rectilinear ribs 7 and 10 of the two disks 4 and 5 there is a process gap, and their height decreases towards the periphery in proportion to the decrease in the vertical gap between the surfaces of upper conical 4 disk and lower horizontal disk 5. In front of each radial rectilinear rib 10, adjacent to radial rectilinear rib 8 of greater height, in the direction of rotation of lower horizontal disk 5, on its upper surface there is radial groove 11 of rectangular cross section with a width exceeding 2D_max and a depth equal to (0.1… 0.2) D_max.

EFFECT: improving the efficiency of the grinding process.

1 cl, 4 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; Семикопенко И.А., Фадин Ю.М., Горбань Т.Л., Трофимов И.О. Условие преодоления частицей материала радиально расположенного барьера, закрепленного на горизонтальном роторе // Вестник БГТУ им.В.Г. Шухова. 2015. № 1. С. 78-79), содержащего цилиндрический корпус, внутри которого расположены два вращающихся в противоположных направлениях верхний и нижний диски с 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, Semikopenko, I.A., Fadin, Yu.M., Gorban, T.L., and Trofimov, I.O., Condition for a material particle to overcome a radially located barrier fixed on a horizontal rotor, // Bulletin of BSTU named after V. G. Shukhov, 2015, No. 1, pp. 78-79), containing a cylindrical body, inside of which there are two upper and lower disks rotating in opposite directions with a 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, В02С 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, VS 13/20, publ. oppositely rotating flat upper and lower discs 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 классификации материала по крупности при его движении от центра дисков к периферии, а также с отсутствием селективного воздействия на материал.However, the known device is characterized by low efficiency of the grinding process. This is due to the lack of classification of the material by size when it moves from the center of the disks to the periphery, as well as the lack of a selective effect on the material.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет классификации материала по крупности при его движении от центра дисков к периферии, а также селективного воздействия на материал. The invention is aimed at increasing the efficiency of the grinding process by classifying the material by size as it moves from the center of the disks to the periphery, as well as by selective action on the material.

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 нижней поверхности верхнего конического диска жестко закреплены радиальные прямолинейные ребра, в центре нижнего горизонтального диска жестко закреплены чередующиеся последовательно друг за другом радиальные прямолинейные ребра большей и меньшей высоты, к внешним торцам которых прилегают жестко закрепленные на нижнем горизонтальном диске прямолинейные радиальные ребра меньшей высоты, вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего конического диска и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска равномерно уменьшается от центра дисков к их периферии от (1,1...1,2)D_maxдо (0,1...0,5)D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала, между радиальными прямолинейными ребрами двух дисков имеется технологический зазор, а их высота уменьшается к периферии пропорционально уменьшению вертикального зазора между поверхностями верхнего конического и нижнего горизонтального дисков, перед каждым радиальным прямолинейным ребром, прилегающим к радиальному прямолинейному ребру большей высоты, по направлению вращения нижнего горизонтального диска, на его верхней поверхности выполнена радиальная проточка прямоугольного поперечного сечения, шириной, превышающей 2D_max, и глубиной, равной (0,1...0,2) D_max.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, radial rectilinear ribs are rigidly fixed on the lower surface of the upper conical disk, in the center of the lower horizontal disk, radial rectilinear ribs of greater and lesser height, alternating one after another, are rigidly fixed, to the outer ends of which rectilinear radial ribs of lesser height, rigidly fixed on the lower horizontal disk, adjoin. height, the vertical gap between the lower surface of the upper conical disk and the upper surface of the lower horizontal disk decreases uniformly from the center of the disks to their periphery from (1.1 ... 1.2) D _max to (0.1 ... 0.5) D _max , where D _max is the maximum particle size of the crushed material, there is a technological gap between the radial rectilinear ribs of two discs, and their height decreases towards the periphery in proportion to the decrease in the vertical gap between the surfaces of the upper conical and lower horizontal discs, in front of each radial rectilinear rib adjacent to a radial rectilinear rib of greater height, in the direction of rotation of the lower horizontal disk, on its upper surface, a radial groove of rectangular cross section is made, with a width exceeding 2D _max and a depth equal to (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 (радиальные прямолинейные ребра); на фиг. 3 – разрез Б-Б на фиг. 1 (радиальные прямолинейные ребра верхнего конического диска); на фиг. 4 – разрез В-В на фиг. 2 (радиальная проточка).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 (radial rectilinear ribs); in fig. 3 - section B-B in Fig. 1 (radial rectilinear ribs of the upper conical disk); in fig. 4 - section B-B in Fig. 2 (radial groove).

Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний 4 и нижний 5 диски. Верхний диск 4 вращается от загрузочного патрубка 2, а нижний диск 5 вращается от нижнего вала 6. На нижней поверхности верхнего конического диска 4 жестко закреплены, например сваркой, радиальные прямолинейные ребра 7. В центре нижнего горизонтального диска 5 жестко закреплены, например сваркой, чередующиеся последовательно друг за другом радиальные прямолинейные ребра 8 и 9, соответственно, большей и меньшей высоты, к внешним торцам которых прилегают жестко закрепленные, например сваркой, на нижнем горизонтальном диске 5 прямолинейные радиальные ребра 10 меньшей высоты. Вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего конического диска 4 и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5 равномерно уменьшается от центра дисков 4 и 5 к их периферии от (1,1...1,2)D_maxдо (0,1...0,5)D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. Между радиальными прямолинейными ребрами 7 и 10 верхнего конического диска 4 и нижнего горизонтального диска 5 имеется технологический зазор, а их высота уменьшается к периферии пропорционально уменьшению вертикального зазора между поверхностями верхнего конического 4 и нижнего горизонтального 5 дисков. Перед каждым радиальным прямолинейным ребром 10, прилегающим к радиальному прямолинейному ребру 8 большей высоты, по направлению вращения нижнего горизонтального диска 5, на его верхней поверхности выполнена радиальная проточка 11 прямоугольного поперечного сечения, шириной, превышающей 2D_max, и глубиной, равной (0,1...0,2) D_max. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего горизонтального диска 4 за счет пружинной опоры 12.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 disk 4 rotates from the loading pipe 2, and the lower disk 5 rotates from the lower shaft 6. On the lower surface of the upper conical disk 4, radial straight ribs 7 are rigidly fixed, for example by welding. In the center of the lower horizontal disk 5 are rigidly fixed, for example by welding, alternating sequentially one after the other radial rectilinear ribs 8 and 9, respectively, of greater and lesser height, to the outer ends of which adjoin rigidly fixed, for example by welding, on the lower horizontal disk 5 rectilinear radial ribs 10 of lower height. The vertical gap between the lower surface of the upper conical disk 4 and the upper surface of the lower horizontal disk 5 decreases uniformly from the center of disks 4 and 5 to their periphery from (1.1...1.2)D _max to (0.1...0 ,5)D _max , where D _max is the maximum particle size of the crushed material. Between the radial rectilinear ribs 7 and 10 of the upper conical disk 4 and the lower horizontal disk 5 there is a technological gap, and their height decreases towards the periphery in proportion to the decrease in the vertical gap between the surfaces of the upper conical 4 and lower horizontal 5 disks. In front of each radial rectilinear rib 10, adjacent to the radial rectilinear rib 8 of greater height, in the direction of rotation of the lower horizontal disk 5, on its upper surface there is a radial groove 11 of rectangular cross section, with a width exceeding 2D _max and a depth equal to (0.1 ...0.2) D _max . If necessary, it is possible to raise the upper horizontal disk 4 due to the spring support 12.

Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в загрузочный патрубок 2, затем в рабочий объем между верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5 и нижней поверхностью верхнего конического диска 4, вращающихся в противоположные стороны соответственно от нижнего вала 6 и загрузочного патрубка 2. Частицы материала направляются в центральную часть нижнего горизонтального диска 5 и попадают на рабочую поверхность радиальных прямолинейных ребер 8 и 9 соответственно большей и меньшей высоты. Частицы материала захватываются данными радиальными прямолинейными ребрами и перемещаются вдоль их рабочей поверхности. При этом крупные частицы, преодолевая барьер радиальных прямолинейных ребер 9 меньшей высоты за счет силы Кориолиса, направляются в сторону радиальных прямолинейных ребер 8 большей высоты и перемещаются вдоль их рабочей поверхности. В конце радиальных прямолинейных ребер 8 частицы попадают в радиальные проточки 11 прямоугольного поперечного сечения и захватываются задней боковой стенкой данной радиальной проточки 11 по направлению вращения нижнего диска 5. При этом задняя боковая стенка радиальной проточки 11 находится в одной плоскости с рабочей поверхностью радиального прямолинейные ребра 10. Таким образом, осуществляется классификация материала по крупности при движении частиц от центра дисков 4 и 5 к их периферии. Мелкие частицы не преодолевают барьер радиальных прямолинейных ребер 9 меньшей высоты и продолжают свое движение сначала вдоль данных радиальных прямолинейных ребер 9, а затем вдоль радиальных прямолинейных ребер 10 такой же высоты. Разрушение крупных и мелких частиц осуществляется в вертикальном технологическом зазоре между радиальными прямолинейными ребрами 10 нижнего горизонтального диска 5 и радиальными прямолинейными ребрами 7 верхнего конического диска 4, вращающихся во встречном направлении. При этом высотой барьера для мелких частиц является высота радиальных прямолинейных ребер 10, а высотой барьера для крупных частиц является суммарная высота радиальных прямолинейных ребер 10 и глубина задней боковой стенки радиальной проточки 11, которые находятся в одной плоскости. Разрушение мелких и крупных частиц осуществляется между противоположно вращающимися верхним коническим 4 и нижним горизонтальным 5 дисками за счет нагрузок на срез, раздавливание и истирание. Так как частицы при движении от центра дисков 4 и 5 к их периферии уменьшаются в размерах соответственно, уменьшается высота радиальных прямолинейных ребер 10. Таким образом, вследствие данных конструктивных особенностей селективное воздействие на частицы в зависимости от их крупности при их движении от центра дисков 4 и 5 к периферии. При достижении необходимого размера частицы материала направляются в сторону периферии нижнего горизонтального диска 5. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего конического диска 4 при сжатии пружинной опоры 12. Готовый продукт выносится воздушным потоком из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Centrifugal disc grinder works as follows. The crushed material, for example, limestone with a moisture content of up to 2%, enters the loading pipe 2, then into the working volume between the upper surface of the lower horizontal disk 5 and the lower surface of the upper conical disk 4, rotating in opposite directions from the lower shaft 6 and the loading pipe 2, respectively. Particles material are sent to the central part of the lower horizontal disk 5 and fall on the working surface of the radial rectilinear ribs 8 and 9, respectively, of greater and lesser height. The material particles are captured by these radial rectilinear ribs and move along their working surface. In this case, large particles, overcoming the barrier of radial rectilinear ribs 9 of lower height due to the Coriolis force, are directed towards the radial rectilinear ribs 8 of greater height and move along their working surface. At the end of the radial rectilinear ribs 8, the particles enter the radial grooves 11 of rectangular cross section and are captured by the rear side wall of this radial groove 11 in the direction of rotation of the lower disk 5. In this case, the rear side wall of the radial groove 11 is in the same plane with the working surface of the radial rectilinear ribs 10 Thus, the material is classified according to size when particles move from the center of disks 4 and 5 to their periphery. Small particles do not overcome the barrier of the radial rectilinear ribs 9 of lower height and continue their movement first along these radial rectilinear ribs 9, and then along the radial rectilinear ribs 10 of the same height. The destruction of large and small particles is carried out in a vertical technological gap between the radial rectilinear ribs 10 of the lower horizontal disc 5 and the radial rectilinear ribs 7 of the upper conical disc 4, rotating in the opposite direction. In this case, the height of the barrier for small particles is the height of the radial straight ribs 10, and the height of the barrier for large particles is the total height of the radial straight ribs 10 and the depth of the rear side wall of the radial groove 11, which are in the same plane. The destruction of small and large particles is carried out between the oppositely rotating upper conical 4 and lower horizontal 5 discs due to the loads on the cut, crushing and abrasion. Since the particles, when moving from the center of the disks 4 and 5 to their periphery, decrease in size, respectively, the height of the radial rectilinear ribs 10 decreases. 5 to the periphery. When the required size is reached, the material particles are directed towards the periphery of the lower horizontal disk 5. Indestructible pieces of material are unloaded by raising the upper conical disk 4 while compressing the spring support 12. The finished product is carried out by air flow from the housing 1 through the discharge pipe 3.

Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися верхним коническим и нижним горизонтальным дисками с радиальными ребрами, а также с радиальными проточками прямоугольного поперечного сечения на нижнем горизонтальном диске позволяет обеспечить классификацию материала по крупности при его движении от центра дисков к периферии, а также селективное воздействие на измельчаемый материал. Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения, тем самым увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала.The design of a centrifugal disc grinder with counter-rotating upper conical and lower horizontal discs with radial ribs, as well as with radial grooves of rectangular cross section on the lower horizontal disc, makes it possible to classify the material by size as it moves from the center of the discs to the periphery, as well as to selectively affect the crushed material. material. 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 radial rectilinear ribs are rigidly fixed on the lower surface of the upper conical disc, radial rectilinear ribs alternating sequentially one after another are rigidly fixed in the center of the lower horizontal disc. ribs of greater and lesser height, to the outer ends of which adjoin rectilinear radial ribs of lower height rigidly fixed on the lower horizontal disk, the vertical gap between the lower surface of the upper conical disk and the upper surface of the lower horizontal disk uniformly decreases from the center of the disks to their periphery from (1.1 …1.2)D _max up to (0.1…0.5)D _max , where D _max is the maximum particle size of the crushed material, there is a technological gap between the radial rectilinear ribs of the two disks, and their height decreases towards the periphery in proportion to the decrease in the vertical gap between the surfaces of the upper conical and lower horizontal discs, in front of each radial rectilinear rib adjacent to the radial rectilinear rib of greater height, in the direction of rotation of the lower horizontal disc, on its upper surface there is a radial groove of a rectangular cross section with a width exceeding 2D _max and a depth equal to (0.1…0.2) D _max .