Гранулятор-измельчитель
Владельцы патента RU 2322300:
ГОУ ВПО "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ЮРГУЭС) (RU)
Изобретение относится к устройствам для тонкого измельчения различных материалов, а также их гранулирования и может быть использовано во многих отраслях промышленности. Гранулятор-измельчитель содержит корпус с установленными в нем рабочими элементами в виде кулачков, загрузочным бункером и разгрузочным приспособлением. Кулачки смонтированы на торцевых поверхностях дисков по концентрическим окружностям с возможностью взаимодействия друг с другом. Каждый из кулачков выполнен в виде усеченной пирамиды, а в сечениях, параллельных дискам, имеют трапецеидальную форму. Кулачки выполнены таким образом, что угол наклона основания малой шестерни в интервале 25°-29°, угол наклона боковых стенок малой шестерни в интервале 63°-67°, угол наклона основания большой шестерни в интервале 25°-29°, угол наклона боковых стенок большой шестерни в интервале 42°-47°. Технический результат состоит в повышении качества измельчения и обеспечении сочетания функций измельчения и гранулирования. 3 ил.
Изобретение относится к устройствам для тонкого измельчения различных материалов, а также их гранулирования и может быть использовано во многих отраслях промышленности.
Известно устройство для измельчения (см. авт.св СССР №1609485, МКИ В02С 13/22), содержащее корпус, в котором установлены вращающиеся и неподвижные диски с рядами рабочих элементов в виде пальцев. Корпус снабжен расположенной со стороны неподвижного диска дополнительной камерой с пневмотранспортной системой и разгрузочным приспособлением, при этом на неподвижном диске между рядами рабочих элементов выполнены отверстия.
Известно устройство (см. п. RU №2170612, МКИ В01J 2/22), предназначенное для непрерывного прессования органических и минеральных сыпучих материалов в гранулы. Гранулятор содержит корпус, установленные в нем на полых валах с возможностью встречного вращения с взаимным зацеплением пары зубчатых колес, имеющие радиальные отверстия в межзубных впадинах, при этом каждая последующая пара колес установлена с угловым смещением относительно предыдущей пары, и в стенке вала выполнены отверстия, совпадающие с отверстиями в зубчатых колесах. Гранулятор имеет ножи для срезания гранул, разгрузочное устройство и ограничительные кольца, внешний диаметр которых выполнен большим, чем диаметр впадин зубчатых колес. Достигается повышение качества гранул и исключение ударных динамических нагрузок.
Все вышеперечисленные устройства неспособны сочетать в себе функции измельчения и гранулирования.
За прототип выбрано устройство (см. п. RU №2242285, МКИ В02С 13/20) для тонкого измельчения различных материалов, сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для измельчения, содержащем корпус с установленными в нем дисками, торцевые поверхности которых снабжены рабочими элементами, рабочие элементы выполнены в виде кулачков, которые смонтированы по концентрическим окружностям с возможностью взаимодействия друг с другом, каждый из кулачков выполнен в виде усеченной пирамиды, а в сечениях, параллельных дискам, имеет трапецеидальную форму, при этом оба диска установлены в корпусе с возможностью вращения.
Конструкция выбранного за прототип устройства позволяет производить качественное измельчение любых материалов: металлических отходов, щебня, шлаков, минералов, зерна, пластмасс, резинотехнических отходов, кожи, древесины и т.д. При этом размер фракций измельченного продукта могут составлять 20-200 мкм.
Однако указанное устройство неспособно гранулировать предварительно измельченный материал.
Целью предлагаемого нами устройства является сочетание функций измельчения и гранулирования. Предлагаемое устройство способно измельчать полимерные и другие материалы, в том числе резину, и одновременно производить грануляцию продукта измельчения.
Гранулятор-измельчитель содержит корпус с установленными в нем дисками, торцевые поверхности которых снабжены рабочими элементами. Рабочие элементы выполнены в виде кулачков, которые смонтированы по концентрическим окружностям с возможностью взаимодействия друг с другом, каждый из кулачков имеет форму пирамиды, а в сечениях, параллельных дискам, имеет трапецеидальную форму, при этом оба диска имеют возможность вращения.
Такая конструкция устройства обеспечивает не только измельчение всего загружаемого в него благодаря сжатию и сдвигу измельченного материала, но и грануляцию, Гранулировать данное устройство способно лишь при определенных геометрических параметрах рабочих органов.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен продольный разрез общего вида устройства для измельчения, на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1, на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.2.
Устройство для измельчения и гранулирования содержит корпус 1, в котором в подшипниках 2 установлены приводной 3 и неприводной 4 валы, несущие диски 5, 6, на торцовых поверхностях которых размещены кулачки 7, 8, смонтированные по концентрическим окружностям и взаимодействующие друг с другом. Каждый из кулачков имеет форму усеченной пирамиды (см. фиг.2), а в сечениях, параллельных дискам, имеет трапецеидальную форму (см. фиг.3). Корпус 1 снабжен загрузочным бункером 9 и разгрузочным приспособлением 10. Для обеспечения загрузки устройства исходным материалом и ускоренного его поступления в рабочую зону устройства на дисках 5 и 6 может быть смонтировано разное количество кулачков 7, 8. При этом количество кулачков на одном из дисков может быть меньшим на 2 и т.д. по сравнению с количеством кулачков на другом диске.
Количество кулачков выбирается в зависимости от физико-механических характеристик измельчаемого материала, требуемой производительности, а также для гранулирования материала. В предлагаемом устройстве применяются кулачки с определенными углами наклона боковых стенок β и углами наклона основания кулачка ϕ. Угол наклона основания малой шестерни в интервале 25°-29°, угол наклона боковых стенок малой шестерни в интервале 63°-67°. Угол наклона основания большой шестерни в интервале 25°-29°, угол наклона боковых стенок большой шестерни в интервале 42°-47°. Кроме того, в случае измельчения отходов и материалов, исходные фракции которых имеют значительные размеры (100 мм и более), для облегчения загрузки и исключения необходимости предварительного дробления измельчаемого материала на более мелкие фракции концентрические окружности, по которым размещены кулачки 7, 8, могут быть выполнены разных диаметров, т.е. Д1 больше Д2. А также для захвата исходного материала концентрические окружности, по которым размещены кулачки, установлены в корпусе таким образом, чтобы кулачки между собой имели гарантированный зазор, определяемый входным размером частиц исходного питания.
Устройство для измельчения и гранулирования работает следующим образом.
Измельчаемый материал подается из загрузочного бункера 9 в рабочее пространство устройства, ограниченное приводным 5 и неприводным 6 дисками. При вращении дисков 5 и 6 взаимодействующие друг с другом кулачки 7 и 8 захватывают поданный материал и измельчают его. При этом вследствие описанных выше конструктивных особенностей устройства на материал, попадающий между взаимодействующими кулачками, действует деформация среза, которая способствует быстрому и тонкому измельчению любых материалов.
Измельчение материала (резание) происходит в основном на стыке кулачков и корпуса, а также частично между взаимодействующими кулачками. Для этого в нижней части корпуса выполнены наклонные прорези, имеющие угол наклона, как минимум, одной стенки по ходу движения кулачков α в сторону, противоположную вращению дисков. Измельченный материал поступает через разгрузочное приспособление 10 в тару (на чертеже не показана). При определенных значениях углов β и ϕ происходит одновременное измельчение и грануляция материала. Измельченный материал находится внутри камеры и испытывает нагрузку рабочих органов. Благодаря геометрии рабочих органов вектор нагрузки со стороны рабочих органов приводит к тому, что измельченные частицы опять спрессовываются в мелкие, а потом и более крупные соединения, т.е. гранулы.
Большим преимуществом предлагаемого устройства являются его широкие технологические возможности вследствие того, что оно обеспечивает качественное измельчение любых материалов: строительных материалов, шлаков, минералов, зерна, пластмасс, резинотехнических отходов, отходов кожи, древесины и т.д.
Гранулятор-измельчитель, содержащий корпус с установленными в нем рабочими элементами в виде кулачков, загрузочным бункером и разгрузочным приспособлением, причем кулачки смонтированы на торцевых поверхностях дисков по концентрическим окружностям с возможностью взаимодействия друг с другом, каждый из кулачков выполнен в виде усеченной пирамиды, а в сечениях, параллельных дискам, имеют трапецеидальную форму, отличающийся тем, что кулачки выполнены таким образом, что угол наклона основания малой шестерни в интервале 25-29°, угол наклона боковых стенок малой шестерни в интервале 63-67°, угол наклона основания большой шестерни в интервале 25-29°, угол наклона боковых стенок большой шестерни в интервале 42-47°.
