Центробежный дисковый измельчитель

Изобретение относится к устройствам для измельчения материала. Предложен центробежный дисковый измельчитель, содержащий противоположно вращающиеся верхний и нижний диски. На нижней поверхности верхнего диска закреплены радиальные ребра, на верхней поверхности нижнего диска противоположно направлению его вращения последовательно закреплены радиальные и криволинейные ребра. Вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего диска и верхней поверхностью нижнего диска равномерно уменьшается от центра дисков к их периферии. Между ребрами двух дисков имеется вертикальный технологический зазор, а их высота уменьшается к периферии пропорционально уменьшению вертикального зазора между поверхностями верхнего и нижнего дисков. Между смежными боковыми поверхностями соответствующего радиального и криволинейного ребра на верхней поверхности нижнего диска выполнено углубление, перед которым в центре нижнего диска закреплены дугообразные ограничители. 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 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 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 и нижний диски.

Согласно предложенному решению на нижней конической поверхности верхнего наклонного диска жестко закреплены радиальные ребра. На верхней поверхности нижнего горизонтального диска противоположно направлению его вращения последовательно и жестко закреплены радиальные и криволинейные ребра. Вертикальный зазор между нижней конической поверхностью верхнего наклонного диска и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска равномерно уменьшается от центра дисков к их периферии от (1,1...1,2)D_max до (0,1...0,5)D_max, где D_max - максимальный размер частиц измельчаемого материала. Между ребрами двух дисков имеется вертикальный технологический зазор, а их высота уменьшается к периферии пропорционально уменьшению вертикального зазора между поверхностями верхнего наклонного и нижнего горизонтального дисков. Между смежными боковыми поверхностями соответствующего радиального и криволинейного ребра на верхней поверхности нижнего горизонтального диска выполнено углубление с минимальной шириной, превышающей 2D_max, и высотой, равной (0,1...0,2) D_max, перед которым в центре нижнего горизонтального диска жестко закреплены дугообразные ограничители, высота которых равна высоте радиальных и криволинейных ребер, а радиус равен внутреннему радиусу загрузочного патрубка.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез измельчителя; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (дугообразный ограничитель); на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1 (радиальные ребра верхнего диска); на фиг.4 - разрез В-В на фиг.2 (углубление).

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 конической поверхности 7 верхнего наклонного диска 4 жестко закреплены, например сваркой, радиальные ребра 8. На верхней поверхности 9 нижнего горизонтального диска 5 противоположно направлению его вращения последовательно и жестко закреплены, например сваркой, радиальные 10 и криволинейные 11 ребра. Вертикальный зазор между нижней конической поверхностью 7 верхнего наклонного диска 4 и верхней поверхностью 9 нижнего горизонтального диска 5 равномерно уменьшается от центра дисков 4 и 5 к их периферии от (1,1...1,2)D_max до (0,1...0,5)D_max, где D_max - максимальный размер частиц измельчаемого материала. Между ребрами 8 и 10, 11 двух дисков 4 и 5 имеется вертикальный технологический зазор, а их высота уменьшается к периферии пропорционально уменьшению вертикального зазора между нижней поверхностью 7 верхнего наклонного диска 4 и верхней поверхностью 9 нижнего горизонтального диска 5. Между смежными боковыми поверхностями соответствующего радиального 10 и криволинейного 11 ребра на верхней поверхности 9 нижнего горизонтального диска 5 выполнено углубление 12 с минимальной шириной, превышающей 2D_max, и высотой, равной (0,1...0,2) D_max, перед которым в центре нижнего горизонтального диска 5 жестко закреплены, например сваркой, дугообразные ограничители 13, высота которых равна высоте радиальных 10 и криволинейных 11 ребер, а радиус равен внутреннему радиусу загрузочного патрубка 2. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего наклонного диска 4 за счет пружинной опоры 14.

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 9 нижнего горизонтального диска 5 и нижней поверхностью 7 верхнего наклонного диска 4, вращающихся в противоположные стороны соответственно от нижнего вала 6 и загрузочного патрубка 2. Частицы материала направляются на верхнюю поверхность 9 нижнего горизонтального диска 5, огибают дугообразные ограничители 13 и попадают на рабочую поверхность радиальных ребер 10 данного диска. Частицы материала захватываются радиальными ребрами 10 нижнего горизонтального диска 5 и перемещаются вдоль их рабочей поверхности. При этом крупные частицы, преодолевая барьер радиальных ребер 10 нижнего горизонтального диска 5 за счет силы Кориолиса, направляются в углубления 12 и захватываются задней криволинейной боковой стенкой данного углубления 12 по направлению вращения нижнего диска 5. При этом задняя криволинейная боковая стенка углубления 12 совпадает с криволинейной рабочей поверхностью следующего криволинейного ребра 11. Таким образом, осуществляется классификация материала по крупности при движении частиц от центра дисков 4 и 5 к их периферии. Одновременно происходит разрушение мелких частиц в вертикальном технологическом зазоре между передним радиальным ребром 10 нижнего горизонтального диска 5 и радиальным ребром 8, жестко закрепленным на нижней поверхности 7 верхнего наклонного диска 4. Разрушение крупных частиц происходит при их движении в направлении периферии дисков 4 и 5 вдоль задней криволинейной боковой стенки углубления 12, так как крупные частицы не могут преодолеть вертикальный барьер, представляющий собой высоту углубления 12 и высоту криволинейного ребра 11. Разрушение крупных частиц также происходит в вертикальном технологическом зазоре между криволинейным ребром 11 нижнего горизонтального диска 5 и радиальным ребром 8 верхнего наклонного диска 4. Разрушение мелких и крупных частиц осуществляется между противоположно вращающимися наклонным 4 и 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 ребер 8, а также радиальных ребер 10 и криволинейных ребер 11. Так как длина криволинейных ребер 11 превышает длину радиальных ребер 10, то крупные частицы проходят от центра дисков 4 и 5 к их периферии большее расстояние и находятся в рабочем объеме большее время. При большем времени нахождения в рабочем объеме, крупные частицы воспринимают большее число воздействий со стороны криволинейных 11 и радиальных 10 и 8 ребер нижнего 5 и верхнего 4 дисков. Это соответствует задаче получения однородного по крупности продукта при измельчении крупных и мелких частиц. При достижении необходимого размера частицы материала направляются в сторону периферии нижнего горизонтального диска 5. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего наклонного диска 4 при сжатии пружинной опоры 14. Готовый продукт выносится воздушным потоком из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Для исключения забивания материалом зазоров между попарно закрепленными радиальными 10 и криволинейными 11 ребрами минимальное расстояние между ними на нижнем горизонтальном диске 5 превышает 2D_max. Для исключения попадания полидисперсного измельчаемого материала из центра нижнего горизонтального диска 5 в углубления 12 перед данными углублениями на нижнем горизонтальном диске 5 жестко закреплены дугообразные ограничители 13.

Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися верхним наклонным и нижним горизонтальным дисками с радиальными и криволинейными ребрами, а также с углублениями 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.

Центробежный дисковый измельчитель, содержащий цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски, отличающийся тем, что на нижней конической поверхности верхнего наклонного диска жестко закреплены радиальные ребра, на верхней поверхности нижнего горизонтального диска противоположно направлению его вращения последовательно и жестко закреплены радиальные и криволинейные ребра, вертикальный зазор между нижней конической поверхностью верхнего наклонного диска и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска равномерно уменьшается от центра дисков к их периферии от (1,1...1,2) D_max до (0,1...0,5) D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала, между ребрами двух дисков имеется вертикальный технологический зазор, а их высота уменьшается к периферии пропорционально уменьшению вертикального зазора между поверхностями верхнего наклонного и нижнего горизонтального дисков, между смежными боковыми поверхностями соответствующего радиального и криволинейного ребра на верхней поверхности нижнего горизонтального диска выполнено углубление с минимальной шириной, превышающей 2D_max, и высотой, равной (0,1...0,2) D_max, перед которым в центре нижнего горизонтального диска жестко закреплены дугообразные ограничители, высота которых равна высоте радиальных и криволинейных ребер, а радиус равен внутреннему радиусу загрузочного патрубка.