RU2823993C1 - Центробежный дисковый измельчитель - Google Patents

Abstract

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 конический 4 и нижний горизонтальный 5 диски. В центре на верхней поверхности нижнего горизонтального диска жестко закреплены разбрасыватель 7 и примыкающие к нему радиальные ребра 8. Вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего конического диска 4 и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5 равномерно уменьшается от их центра к периферии от (1,5...2)D_max до (0,5...1,0)D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. К нижней поверхности верхнего конического диска 4 с радиальным шагом, превышающим D_max, жестко закреплены вертикальные концентрические кольца 9. Радиальные ребра 8 нижнего горизонтального диска 5 выполнены в форме радиальных ступеней 10, каждая из которых имеет внешнюю вертикальную кромку 11, расположенную на одном радиусе с внешней поверхностью соответствующего вертикального концентрического кольца 9. Высота радиальных ступеней 10 и вертикальных концентрических колец 9 уменьшается от центра к периферии от (0,5...1,0)D_max до (0,1...0,2)D_max с обеспечением технологического зазора от верхнего торца 12 радиальной ступени 10 до нижнего торца 13 вертикального концентрического кольца 9. К внутренним поверхностям вертикальных концентрических колец 9 по длине окружности с шагом, превышающим D_max, жестко прикреплены радиальные прямоугольные молотки 14, нижние торцы 15 которых расположены в одной плоскости с нижним торцом 13 примыкающего вертикального концентрического кольца 9. Профиль каждого из радиальных прямоугольных молотков 14 с технологическим зазором входит в вертикальные вырезы 16 в радиальных прямоугольных отбойниках 17, жестко закрепленных на верхних торцах 18 радиальных ребер 8 нижнего горизонтального диска 5. Высота и ширина вертикальных вырезов 16 и радиальных прямоугольных молотков 14 уменьшаются от центра дисков 4 и 5 к периферии пропорционально уменьшению высоты каждой последующей радиальной ступени 10 радиальных ребер 8 нижнего горизонтального диска 5. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего конического диска 4 за счет пружинной опоры 19. Измельчитель обеспечивает повышение эффективности рабочего процесса. 3 ил.

Description

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 верхний и нижний диски с рабочей поверхностью.

Известна конструкция центробежной ударной мельницы (Авторское свидетельство СССР на изобретение №671839, В02С13/14, 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.

Технической проблемой известных конструкций 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 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.

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.

Это достигается тем, что центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний конический и нижний горизонтальный диски. Согласно предложенному решению в центре на верхней поверхности нижнего горизонтального диска жестко закреплены разбрасыватель и примыкающие к нему радиальные ребра. Вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего конического диска и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска равномерно уменьшается от их центра к периферии от (1,5...2)D_max до (0,5...1,0)D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. К нижней поверхности верхнего конического диска с радиальным шагом, превышающим D_max, жестко закреплены вертикальные концентрические кольца. Радиальные ребра нижнего горизонтального диска выполнены в форме радиальных ступеней, каждая из которых имеет внешнюю вертикальную кромку, расположенную на одном радиусе с внешней поверхностью соответствующего вертикального концентрического кольца. Высота радиальных ступеней и вертикальных концентрических колец уменьшается от центра к периферии от (0,5...1,0)D_max до (0,1...0,2)D_max с обеспечением технологического зазора от верхнего торца радиальной ступени до нижнего торца вертикального концентрического кольца. К внутренним поверхностям вертикальных концентрических колец по длине окружности с шагом, превышающим D_max, жестко прикреплены радиальные прямоугольные молотки, нижние торцы которых расположены в одной плоскости с нижним торцом примыкающего вертикального концентрического кольца. Профиль каждого из радиальных прямоугольных молотков с технологическим зазором входит в вертикальные вырезы в радиальных прямоугольных отбойниках, жестко закрепленных на верхних торцах радиальных ребер нижнего горизонтального диска. Высота и ширина вертикальных вырезов и радиальных прямоугольных молотков уменьшаются от центра дисков к периферии пропорционально уменьшению высоты каждой последующей радиальной ступени радиальных ребер нижнего горизонтального диска.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез измельчителя; фиг.2 – разрез А-А на фиг.1 (радиальные ребра нижнего горизонтального диска); фиг.3 – разрез Б-Б на фиг.1 (вертикальные концентрические кольца верхнего конического диска).

Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний конический 4 и нижний горизонтальный 5 диски. Верхний конический диск 4 вращается от загрузочного патрубка 2, а нижний горизонтальный диск 5 вращается от нижнего вала 6. В центре на верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5 жестко закреплены, например сваркой, разбрасыватель 7 и примыкающие к нему радиальные ребра 8. Вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего конического диска 4 и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5 равномерно уменьшается от их центра к периферии от (1,5...2)D_max до (0,5...1,0)D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. К нижней поверхности верхнего конического диска 4 с радиальным шагом, превышающим D_max, жестко закреплены, например сваркой, вертикальные концентрические кольца 9. Радиальные ребра 8 нижнего горизонтального диска 5 выполнены в форме радиальных ступеней 10, каждая из которых имеет внешнюю вертикальную кромку 11, расположенную на одном радиусе с внешней поверхностью соответствующего вертикального концентрического кольца 9. Высота радиальных ступеней 10 и вертикальных концентрических колец 9 уменьшается от центра к периферии от (0,5...1,0)D_max до (0,1...0,2)D_max с обеспечением технологического зазора от верхнего торца 12 радиальной ступени 10 до нижнего торца 13 вертикального концентрического кольца 9. К внутренним поверхностям вертикальных концентрических колец 9 по длине окружности с шагом, превышающим D_max, жестко прикреплены, например сваркой, радиальные прямоугольные молотки 14, нижние торцы 15 которых расположены в одной плоскости с нижним торцом 13 примыкающего вертикального концентрического кольца 9. Профиль каждого из радиальных прямоугольных молотков 14 с технологическим зазором входит в вертикальные вырезы 16 в радиальных прямоугольных отбойниках 17, жестко закрепленных, например сваркой, на верхних торцах 18 радиальных ребер 8 нижнего горизонтального диска 5. Высота и ширина вертикальных вырезов 16 и радиальных прямоугольных молотков 14 уменьшаются от центра дисков 4 и 5 к периферии пропорционально уменьшению высоты каждой последующей радиальной ступени 10 радиальных ребер 8 нижнего горизонтального диска 5. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего конического диска 4 за счет пружинной опоры 19.

Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 1%, 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 посредством разбрасывателя 7 направляются на верхнюю поверхность нижнего горизонтального диска 5, затем под действием центробежной силы направляются к радиальным ребрам 8. Частицы захватываются рабочей поверхностью радиальных ребер 8 и перемещаются вдоль первой внутренней радиальной ступени 10, имеющей внешнюю вертикальную кромку 11 и верхний торец 12, в направлении первого внутреннего вертикального концентрического кольца 9. Достигнув зоны действия внутреннего вертикального концентрического кольца 9, жестко прикрепленного к нижней поверхности верхнего конического диска 4, частицы разрушаются в технологическом зазоре между внешним профилем радиальных прямоугольных молотков 14 и внутренним профилем вертикальных вырезов 16 в радиальных прямоугольных отбойниках 17, закрепленных на верхних торцах 18 радиальных ребер 8. Частицы, измельченные до необходимого размера, проходят через вертикальный зазор между нижними торцами 13 вертикальных концентрических колец 9 и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5. Более крупные частицы продолжают измельчаться перед вертикальным концентрическим кольцом 9 до тех пор, пока не пройдут через вертикальный зазор между нижним торцом 13 вертикального концентрического кольца 9 и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5. Частицы, прошедшие зону действия внутреннего вертикального концентрического кольца 9, продолжают свое радиальное перемещение в направлении зоны действия следующего вертикального концентрического кольца 9, где процесс измельчения и классификации повторяется. Таким образом, при движении от центра дисков 4 и 5 в направлении периферии материал измельчается и неоднократно разделяется по крупности перед каждым вертикальным концентрическим кольцом 9, нижний торец 16 которого расположен в одной плоскости с нижними торцами 15 радиальных прямоугольных молотков 14. Процесс измельчения материала и его классификации по крупности происходит на всем пути перемещения частиц от центра дисков 4 и 5 к их периферии. Разрушение частиц осуществляется в технологическом зазоре между внешним профилем радиальных прямоугольных молотков 14 и внутренним профилем вертикальных вырезов 16 в радиальных прямоугольных отбойниках 17 за счет удара, раздавливания и истирания. Посредством изменения вертикального зазора между нижним торцом 13 внешнего вертикального концентрического кольца 9 и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5 можно регулировать конечный размер готового продукта. При достижении необходимого размера частицы материала перемещаются в направлении периферии нижнего горизонтального диска 5. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего конического диска 4 при сжатии пружинной опоры 19. Готовый продукт выносится воздушным потоком из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Так как частицы при движении от центра дисков 4 и 5 к их периферии уменьшаются в размерах соответственно, уменьшается вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего конического диска 4 и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5, а также высота радиальных ступеней 10 радиальных ребер 8 нижнего горизонтального диска 5, вертикальных концентрических колец 9, а также размеры вертикальных прямоугольных молотков 14 и вертикальных вырезов 16 в радиальных ребрах 8. Для исключения забивания материалом радиальный шаг между вертикальными концентрическими кольцами 9, а также шаг между вертикальными прямоугольными молотками 14 по длине окружности превышает D_max. Для обеспечения работы центробежного дискового измельчителя предусмотрен технологический зазор между внешним профилем радиальных прямоугольных молотков 14 и внутренним профилем вертикальных вырезов 17.

Предложенная конструкция центробежного дискового измельчителя 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.

Claims (1)

1. Центробежный дисковый измельчитель, содержащий цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний конический и нижний горизонтальный диски, отличающийся тем, что в центре на верхней поверхности нижнего горизонтального диска жестко закреплены разбрасыватель и примыкающие к нему радиальные ребра, вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего конического диска и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска равномерно уменьшается от их центра к периферии от (1,5...2)D_max до (0,5...1,0)D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала, к нижней поверхности верхнего конического диска с радиальным шагом, превышающим D_max, жестко закреплены вертикальные концентрические кольца, радиальные ребра нижнего горизонтального диска выполнены в форме радиальных ступеней, каждая из которых имеет внешнюю вертикальную кромку, расположенную на одном радиусе с внешней поверхностью соответствующего вертикального концентрического кольца, высота радиальных ступеней и вертикальных концентрических колец уменьшается от центра к периферии от (0,5...1,0)D_max до (0,1...0,2)D_max с обеспечением технологического зазора от верхнего торца радиальной ступени до нижнего торца вертикального концентрического кольца, к внутренним поверхностям вертикальных концентрических колец по длине окружности с шагом, превышающим D_max, жестко прикреплены радиальные прямоугольные молотки, нижние торцы которых расположены в одной плоскости с нижним торцом примыкающего вертикального концентрического кольца, профиль каждого из радиальных прямоугольных молотков с технологическим зазором входит в вертикальные вырезы в радиальных прямоугольных отбойниках, жестко закрепленных на верхних торцах радиальных ребер нижнего горизонтального диска, высота и ширина вертикальных вырезов и радиальных прямоугольных молотков уменьшаются от центра дисков к периферии пропорционально уменьшению высоты каждой последующей радиальной ступени радиальных ребер нижнего горизонтального диска.