Дезинтегратор
Владельцы патента RU 2538389:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КГАСУ) (RU)
Изобретение относится к устройствам для тонкого измельчения, смешивания и механической активации материалов, в том числе с наноструктурой, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где применяется дезинтеграторная технология. Дезинтегратор содержит корпус с загрузочным и разгрузочным отверстиями, в котором вертикально установлены конической формы нижний и верхний рабочие органы, имеющие ребра V-образной формы, зазор между рабочими органами, сужающийся книзу и образующий рабочую камеру. Под рабочими органами в нижней части корпуса установлен сито-разделитель с желобами для разделения измельчаемого материала по фракциям. Валы рабочих органов установлены на двух опорах. При этом вал нижнего рабочего органа расположен внутри вала верхнего рабочего органа. Дезинтегратор обеспечивает повышенное качество дробления и измельчения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к устройствам для тонкого измельчения, смешивания и механической активации материалов, в том числе материалов с наноструктурой, и может быть использовано в различных отраслях промышленности преимущественно в строительстве, где применяется дезинтеграторная технология.
Известна центробежная дробилка метательного действия, содержащая цилиндрический корпус с установленным по оси на нижнем основании рабочим органом, представляющим собой разгонный диск [https://findpatent.ru/patent/219/2193447.html].
Основной недостаток данной дробилки - это консольное расположение рабочих органов, что ограничивает ее применение на практике (используется в основном для дробления и измельчения весьма хрупких материалов).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому дезинтегратору и взятому в качестве прототипа, является центробежный конусный измельчитель (патент RU №2193447). Центробежный конусный измельчитель включает в себя цилиндрический корпус с вертикально установленными верхним и нижним встречно вращающимися рабочими органами. Нижний рабочий орган представляет собой усеченный конус с ребрами V-образной формы, установленными вдоль образующих конусных поверхностей, на верхнем основании которого расположены разгонные ребрышки. Верхний рабочий орган имеет форму конического углубления, внутренняя поверхность которого, как и коническая часть нижнего рабочего органа, выполнена из ребер V-образной формы. Зазор между конусными поверхностями рабочих органов образует рабочую камеру.
Недостатками данного измельчителя являются:
1. Консольное расположение рабочих органов вызывает большие силы реакций опор и неустойчивость с точки зрения динамики процесса.
2. Возникают вибрации при больших оборотах рабочих органов, а при совпадении собственных частот вибрации этих органов это может привести к резонансу и большим разрушительным силам в подшипниковых опорах.
3. Невозможность дробления твердых пород.
4. Невозможность сортировки измельченных частиц из рабочей камеры измельчителя и разделения их на фракции.
5. Невозможность контролировать необходимые размеры полученных фракций.
Технической задачей изобретения является устранение указанных недостатков.
Технический результат достигается тем, что в дезинтеграторе, содержащем цилиндрический корпус с верхним загрузочным и нижним разгрузочным отверстиями, вертикально установленные верхний и нижний встречно вращающиеся рабочие органы, нижний рабочий орган выполнен в форме усеченного конуса с ребрами V-образной формы, установленными вдоль образующих, верхний рабочий орган имеет форму конического углубления, на внутренней поверхности которого выполнены ребра V-образной формы, а зазор между рабочими органами образует рабочую камеру, согласно изобретению оба рабочих органа установлены на двух опорах, причем вал нижнего рабочего органа расположен внутри вала верхнего рабочего органа, дезинтегратор снабжен ситом-разделителем, установленным наклонно в нижний части корпуса под углом 5-20° к горизонту, и желобами для отвода измельчаемого материала через разгрузочные отверстия.
Технический результат достигается также тем, что сито-разделитель установлен под углом, превышающим угол трения материала по плоскости сита-разделителя на 2-10°.
Технический результат достигается также тем, что сито- разделитель для увеличения интенсивности просеивания снабжен кулачковым встряхивателем.
Для пояснения технической сущности предлагаемого дезинтегратора представлена его структурная схема на фиг.1, а на фиг.2 - сечение А-А.
Дезинтегратор состоит из корпуса 1 с верхним загрузочным отверстием, над которым установлен бункер 2. В корпусе 1 вертикально установлены верхний рабочий орган 3 и нижний рабочий орган 4, расположенный внутри верхнего рабочего органа 3. Вал рабочего органа 4 установлен в опорах 5 и 6. Вал рабочего органа 3 расположен в опорах 7 и 8, при этом вал нижнего рабочего органа 4 расположен внутри вала верхнего рабочего органа 3. Рабочий орган 3 выполнен в виде конического углубления, на внутренней поверхности которого выполнены V-образной формы ребра 9 из износостойкого материала. Нижний рабочий орган 4 выполнен в виде усеченного конуса с ребрами V-образной формы также из износостойкого материала, установленными вдоль образующих конуса 4. На верхнем основании нижнего рабочего органа 4 радиально расположены разгонные ребрышки 10. Зазор между верхним рабочим органом 3 и нижним рабочим органом 4 образует рабочую камеру 11, за счет изменения диаметров рабочих органов 3 и 4 камера 11 выполнена сужающейся книзу. Нижний рабочий орган 4 и верхний рабочий орган 3 вращаются в противоположных направлениях от отдельных электродвигателей 12 и 16. Верхний рабочий орган 3 приводится во вращение от электродвигателя 12 с помощью шкивов 13 и 14 и ременной передачи 15. Нижний рабочий орган 4 приводится во вращение от электродвигателя 16, с помощью шкивов 17 и 18 и ременной передачи 19. Нижний части корпуса 1 под рабочими органами 3 и 4 наклонно к горизонту под углом 5-20° установлен сито-разделитель 20, при этом угол его наклона должен превышать угол трения материала по плоскости сита-разделителя 20 на 2-10°. Верхний рабочий орган 3 в нижней части снабжен спицами 21 для прохода измельченного материала. Измельченный материал проходит через спицы 21 в сито-разделитель 20. Сито-разделитель 20 снабжен кулачковым механизмом 22 для интенсификации встряхивания измельченного материала. По желобу 23 крупная фракция отводится через разгрузочное окно в бункер 24. Измельченный материал заданной фракции отводится по желобу 25 в бункер 26
Дезинтегратор (фиг.1) работает следующим образом.
В дезинтегратор материал подается через бункер 2 в рабочую камеру 11, в которой идет процесс дробления и активации поверхности измельчаемого материала. Для увеличения скорости и интенсивности измельчения материала рабочие органы 3 и 4 вращаются в противоположных направления. Измельченный материал из рабочей камеры 11 проходит в нижнюю часть корпуса 1 через спицы 21 и попадает в сито-разделитель 20. Сито-разделитель 20 снабжен кулачковым механизмом 22, который сообщает вибрационное синусоидальное движение сито-разделителю. В результате встряхивания мелкая фракция проходят через ситу-разделитель и падает в желоб для мелких фракций 25. Таким образам, происходит разделение измельченного материала на фракции: мелкая фракция уходит в бункер 26, а крупная фракция по ситу-разделителю 20 под влиянием встряхивания кулачком 22 по желобу проходит в бункер для крупных фракций 24.
Для обеспечения многорежимности работы и предотвращения потери энергии в начале запуска путем плавного регулирования частоты вращения рабочих органов электродвигатели 12 и 16 дезинтегратора могут быть снабжены частотными преобразователями, управляемыми через компьютер (на схеме не указаны). В предлагаемой конструкции дезинтегратора валы рабочих органов установлены на двух опорах, что исключает возникновение больших сил реакций опор, уменьшает вибрацию и обеспечивает надежную бесперебойную работу. Установка сита- разделителя позволяет распределять измельченный и активированный материал на заданные фракции.
1. Дезинтегратор, содержащий цилиндрический корпус с верхним загрузочным и нижним разгрузочным отверстиями, вертикально установленные верхний и нижний встречно вращающиеся рабочие органы, нижний рабочий орган выполнен в форме усеченного конуса с ребрами V-образной формы, установленными вдоль образующих, верхний рабочий орган имеет форму конического углубления, на внутренней поверхности которого выполнены ребра V-образной формы, а зазор между рабочими органами образует рабочую камеру, отличающийся тем, что оба рабочих органа установлены на двух опорах, причем вал нижнего рабочего органа расположен внутри вала верхнего рабочего органа, дезинтегратор снабжен ситом-разделителем, установленным наклонно в нижний части корпуса под углом 5-20° к горизонту, и желобами для отвода измельчаемого материала через разгрузочные отверстия.
2. Дезинтегратор по п.1, отличающийся тем, что сито-разделитель установлен под углом, превышающим угол трения материала по плоскости сита-разделителя на 2…10°.
3. Дезинтегратор по п.1, отличающийся тем, что сито-разделитель для увеличения интенсивности просеивания и разделения на фракции измельченного материала снабжен кулачковым встряхивателем.
