Центробежный дисковый измельчитель

Изобретение относится к устройствам для измельчения материала. Предложен центробежный дисковый измельчитель, содержащий противоположно вращающиеся верхний и нижний диски, который выполнен с разбрасывателем в центре. На рабочих поверхностях дисков закреплены криволинейные ребра прямоугольного поперечного сечения в виде спирали, закрученные в противоположные стороны с постоянным вертикальным технологическим зазором между ними. Со стороны рабочей поверхности криволинейных ребер в нижнем диске выполнена канавка прямоугольного поперечного сечения шириной, уменьшающейся от центра дисков к их периферии. Боковая криволинейная стенка канавки совпадает с рабочей поверхностью криволинейного ребра, а ширина канавки в любом поперечном сечении превышает вертикальное расстояние от нижней поверхности канавки до верхнего торца криволинейного ребра, а высота криволинейного ребра на нижнем диске равномерно уменьшается от центра к периферии пропорционально уменьшению ширины канавки. Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения. 4 ил.

 

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; 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 конической рабочей поверхностью.

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.

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 незначительными нагрузками на измельчаемый материал и отсутствием селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет повышения нагрузок на измельчаемый материал и селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.

Это достигается тем, что центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски. Согласно предложенному решению нижний горизонтальный диск выполнен с разбрасывателем в центре. На рабочих поверхностях горизонтальных дисков жестко закреплены криволинейные ребра прямоугольного поперечного сечения в виде спирали, закрученные в противоположные стороны с постоянным вертикальным технологическим зазором между ними. Со стороны рабочей поверхности криволинейных ребер в нижнем горизонтальном диске выполнена канавка прямоугольного поперечного сечения шириной, уменьшающейся от центра дисков к их периферии от 1,2D_max до (0,2…0,5)D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. Боковая криволинейная стенка канавки совпадает с рабочей поверхностью криволинейного ребра, а ширина канавки в любом поперечном сечении превышает вертикальное расстояние от нижней поверхности канавки до верхнего торца криволинейного ребра. Высота криволинейного ребра на нижнем горизонтальном диске равномерно уменьшается от центра к периферии пропорционально уменьшению ширины канавки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез измельчителя; на фиг.2 – разрез А-А на фиг. 1 (криволинейные ребра с канавками); на фиг. 3 – разрез Б-Б на фиг. 1 (криволинейные ребра); на фиг. 4 – разрез В-В на фиг. 2 (канавка).

Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний 4 и нижний 5 диски. Верхний горизонтальный диск 4 получает вращение от загрузочного патрубка 2, а нижний горизонтальный диск 5 вращается от нижнего вала 6. Нижний горизонтальный диск 5 выполнен с разбрасывателем 7 в центре. На рабочих поверхностях горизонтальных дисков 4 и 5 жестко закреплены, например сваркой, криволинейные ребра, соответственно, 8 и 9 прямоугольного поперечного сечения в виде спирали, закрученные в противоположные стороны с постоянным вертикальным технологическим зазором между ними. Со стороны рабочей поверхности криволинейных ребер 9 в нижнем горизонтальном диске 5 выполнена канавка 10 прямоугольного поперечного сечения шириной, уменьшающейся от центра дисков 4 и 5 к их периферии от 1,2D_max до (0,2…0,5)D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. Боковая криволинейная стенка 11 канавки 10 совпадает с рабочей поверхностью криволинейного ребра 9, а ширина канавки 10 в любом поперечном сечении превышает вертикальное расстояние от нижней поверхности 12 канавки 10 до верхнего торца криволинейного ребра 9. Высота криволинейного ребра 9 на нижнем горизонтальном диске 5 равномерно уменьшается от центра к периферии пропорционально уменьшению ширины канавки 10. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего горизонтального диска 4 за счет пружинной опоры 13.

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 разбрасывателя 7 направляется в рабочее пространство между нижней рабочей поверхностью верхнего горизонтального диска 4 и верхней рабочей поверхностью нижнего горизонтального диска 5. Частицы материала попадают на верхнюю рабочую поверхность нижнего горизонтального диска 5, вращающегося от нижнего вала 6. Достигнув криволинейного ребра 9 на нижнем горизонтальном диске 5, частицы материала перемещаются вдоль профиля, образованного нижней поверхностью 12 и боковой криволинейной стенкой 11 канавки 10, а также рабочей поверхностью криволинейного ребра 9. При движении в канавке 10 и на рабочей поверхности криволинейного ребра 9 частицы измельчаются в вертикальном технологическом зазоре, образованном криволинейными ребрами 8 и 9 двух горизонтальных дисков 4 и 5, вращающихся в противоположные стороны, причем разрушение частиц осуществляется за счет удара, раздавливания и истирания. При движении в направлении периферии горизонтальных дисков 4 и 5 частицы разрушаются за счет непрерывного воздействия со стороны криволинейных ребер 8 и 9 данных дисков. При движении полидисперсных частиц вдоль канавки 10 прямоугольного поперечного сечения, уменьшающейся по ширине, крупные частицы задерживаются боковыми криволинейными стенками 11 до тех пор, пока частицы не разрушатся в вертикальном технологическом зазоре между криволинейными ребрами 8 и 9. Данное конструктивное решение позволяет увеличить время нахождения крупных частиц в зоне активного воздействия. Ширина канавки 10 на периферии нижнего горизонтального диска 5 является определяющей максимальный размер готового продукта. Частицы материала направляются к периферии горизонтальных дисков 4 и 5 в сторону разгрузочного патрубка 3. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего горизонтального диска 4 при сжатии пружинной опоры 13. Готовый продукт удаляется воздушным потоком из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Для исключения заклинивания частиц материала между боковыми криволинейными стенками 11 канавки 10 при их движении ширина канавки 10 больше вертикального расстояния от нижней поверхности 12 канавки 10 до верхнего торца криволинейного ребра 9.

Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися верхним горизонтальным диском 4 и нижним горизонтальным диском 5, а также с жестко закрепленными криволинейными ребрами 8 и 9 прямоугольного поперечного сечения в виде спирали и канавкой 10 прямоугольного поперечного сечения на нижнем горизонтальном диске 5 позволяет обеспечить 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.

Центробежный дисковый измельчитель, содержащий цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски, отличающийся тем, что нижний горизонтальный диск выполнен с разбрасывателем в центре, на рабочих поверхностях горизонтальных дисков жестко закреплены криволинейные ребра прямоугольного поперечного сечения в виде спирали, закрученные в противоположные стороны с постоянным вертикальным технологическим зазором между ними, со стороны рабочей поверхности криволинейных ребер в нижнем горизонтальном диске выполнена канавка прямоугольного поперечного сечения шириной, уменьшающейся от центра дисков к их периферии от 1,2D_max до (0,2…0,5)D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала, при этом боковая криволинейная стенка канавки совпадает с рабочей поверхностью криволинейного ребра, а ширина канавки в любом поперечном сечении превышает вертикальное расстояние от нижней поверхности канавки до верхнего торца криволинейного ребра, а высота криволинейного ребра на нижнем горизонтальном диске равномерно уменьшается от центра к периферии пропорционально уменьшению ширины канавки.