RU2081701C1 - Rotor hydraulic grinder - Google Patents

Abstract

FIELD: comminution and dispersion of fine-grained materials with usage of hydraulic water hammers and hydrodynamic cavitation used in mining, building industries, in process schemes of benefication mills and in power industry in equipment of solid fuel preparation for burning. SUBSTANCE: bulges 14, 15 and pits 12, 13 are made so, that during their mating blades are formed, that are extension of blades of operational wheel 6 with clearances equal to initial material maximum grain. Movable disk 5 bulges 15 and pits 13 are moving at great speed breaking pulp flow, cutting its continuity and forming cavitation zone. At the moment of stationary disk 4 and movable disk 5 pits 12, 13 and bulges 14, 15 instant mating blades are formed, that are extension of operational wheel blades 6, that pump-feed pulp and created in cavitation zone additional hydraulic hammers intensifying process of solid particles comminution. EFFECT: improved design and process. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области измельчения и диспергирования мелкозернистых материалов с применением гидравлических ударов и гидродинамической кавитации. Может быть использовано в горной и строительной промышленности, в технологических схемах обогатительных фабрик и в энергетике, в схемах подготовки твердого топлива для сжигания. The invention relates to the field of grinding and dispersion of fine-grained materials using hydraulic shocks and hydrodynamic cavitation. It can be used in the mining and construction industries, in technological schemes of concentration plants and in the energy sector, in schemes for preparing solid fuel for combustion.

Известен роторный аппарат гидроударного действия, включающий корпус с входным и выходным патрубками, ротор и статор (1). Known rotary apparatus hydropercussion, including a housing with inlet and outlet nozzles, a rotor and a stator (1).

Недостатком известного устройства является низкая степень измельчения и большой износ рабочих поверхностей ротора и статора. A disadvantage of the known device is the low degree of grinding and high wear of the working surfaces of the rotor and stator.

Наиболее близкой к изобретению является роторная гидравлическая мельница, включающая корпус с входным и выходным патрубками, статор и ротор с чередующимися впадинами и выступами, рабочее колесо и привод, при этом статор и ротор выполнен в виде съемных дисков, причем первый закреплен на внутренней стенке корпуса, а другой на рабочем колесе (2). Closest to the invention is a rotary hydraulic mill, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a stator and a rotor with alternating hollows and protrusions, an impeller and a drive, the stator and rotor being made in the form of removable disks, the first being fixed to the inner wall of the housing, and the other on the impeller (2).

К причинам, препятствующим достижению технического результата при использовании известного устройства, относится то, что оно не обеспечивает достаточно высокой степени измельчения и имеет большой износ движущихся элементов. Это обусловлено тем, что в известном устройстве измельчение твердых частиц происходит в основном за счет большого количества движущихся впадин и выступов и только в малой степени за счет гидравлических ударов и кавитации. The reasons that impede the achievement of the technical result when using the known device include the fact that it does not provide a sufficiently high degree of grinding and has a large wear of moving elements. This is due to the fact that in the known device, the grinding of solid particles occurs mainly due to the large number of moving depressions and protrusions and only to a small extent due to hydraulic shock and cavitation.

Техническим результатом изобретения является увеличение степени измельчения и повышение надежности работы устройства. Это достигается тем, что в роторной гидравлической мельнице, включающей корпус с входным и выходным патрубками, статор и ротор с чередующимися впадинами и выступами, рабочее колесо и привод, при этом статор и ротор выполнены в виде съемных дисков, причем первый закреплен на внутренней стенке корпуса, а другой на рабочем колесе, согласно изобретению, выступы и впадины дисков выполнены таким образом, что при их совмещении образуются лопасти, являющиеся продолжением лопастей рабочего колеса с зазорами, равными диаметру максимального зерна исходного материала, при этом диски выполнены из износостойкого диэлектрика, а корпус выполнен разъемным. The technical result of the invention is to increase the degree of grinding and increase the reliability of the device. This is achieved by the fact that in a rotary hydraulic mill, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a stator and a rotor with alternating cavities and protrusions, an impeller and a drive, the stator and rotor being made in the form of removable disks, the first being fixed to the inner wall of the housing and the other on the impeller, according to the invention, the protrusions and depressions of the disks are made in such a way that when they are combined, blades are formed that are a continuation of the impeller blades with gaps equal to the diameter of the maximum grain and Khodnev material wherein the wheels are made from wear-resistant dielectric and the housing is made detachable.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена роторная гидравлическая мельница, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1 в момент совмещения выступов и впадин дисков; на фиг. 3 разрез А-А при расхождении выступов и впадин. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a rotary hydraulic mill, a General view; in FIG. 2, section AA in FIG. 1 at the time of combining the protrusions and hollows of the disks; in FIG. 3 section AA with the divergence of the protrusions and depressions.

Роторная гидравлическая мельница гидро-ударно-кавитационного действия содержит разъемный по вертикали корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, статор и ротор, выполненные в виде неподвижного 4 и подвижного 5 дисков, рабочее колесо 6, приводной вал 7, сальник 8 с приспособлением 9 для подачи воды, муфту 10 и электродвигатель 11. Диски 4 и 5 выполнены съемными из износостойкого диэлектрика и имеет чередующиеся впадины 12, 13 и выступы 14, 15, при совмещении которых образуются лопасти, являющиеся продолжением лопастей рабочего колеса с зазорами, равными диаметру максимального зерна исходного материала. A hydraulic rotary hydraulic mill of hydro-shock-cavitation action comprises a vertically split housing 1 with input 2 and output 3 nozzles, a stator and a rotor made in the form of a fixed 4 and 5 movable disks, an impeller 6, a drive shaft 7, an oil seal 8 with a device 9 for water supply, the coupling 10 and the electric motor 11. The disks 4 and 5 are removable from a wear-resistant dielectric and has alternating depressions 12, 13 and protrusions 14, 15, when combined, blades are formed that are a continuation of the impeller blades with gaps equal to mi maximum diameter of the grain starting material.

Неподвижный диск 4 закреплен на внутренней стенке корпуса 1, а подвижный диск 5-на рабочем колесе 6, насажанном на приводной вал 7 с сальником 8 и приспособлением 9 для подачи воды. Вода подается для охлаждения сальника 8 и предотвращения попадания твердых частиц в зону между корпусом 1 и подвижным диском 5. The fixed disk 4 is mounted on the inner wall of the housing 1, and the mobile disk 5 is mounted on the impeller 6, mounted on the drive shaft 7 with the stuffing box 8 and the device 9 for supplying water. Water is supplied to cool the stuffing box 8 and to prevent solid particles from entering the area between the housing 1 and the movable disk 5.

Роторная гидравлическая мельница работает следующим образом. Rotary hydraulic mill operates as follows.

Исходный зернистый материал вместе с водой в виде жидкой суспензии (пульпы) поступает во входной всасывающий патрубок 2. Рабочее колесо 6 с закрепленным на нем подвижным диском 5 вращается и нагнетает исходную пульпу в полости между подвижным 5 и неподвижным 4 дисками. The initial granular material together with water in the form of a liquid suspension (pulp) enters the inlet suction pipe 2. The impeller 6 with the movable disk 5 mounted on it rotates and pumps the original pulp in the cavity between the movable 5 and the stationary 4 disks.

Выступы 15 и впадины 13 подвижного диска 5 движутся с огромной скоростью, разрывая поток пульпы, нарушая его сплошность и создавая кавитационную зону. The protrusions 15 and the depressions 13 of the movable disk 5 move with great speed, breaking the flow of pulp, disrupting its continuity and creating a cavitation zone.

Впереди движущихся выступов и впадин создается зона высокого давления, а сзади них зона разрыва потока и низкого давления. В последней происходит образование кавитационных пузырьков. В момент соприкосновения зон высокого и низкого давления происходит взрыв кавитационных пузырьков. Частицы твердого материала, находящиеся в потоке и проходящие в эту зону, подвергаются интенсивному разрушающему воздействию и измельчаются до заданной крупности. In front of the moving projections and depressions, a high pressure zone is created, and behind them is a zone of flow discontinuity and low pressure. In the latter, cavitation bubbles form. At the moment of contact between the high and low pressure zones, cavitation bubbles explode. Particles of solid material in the stream and passing into this zone are subjected to intense destructive action and are crushed to a given size.

Кавитационные пузырьки, как правило, заряжены положительными или отрицательными зарядами и, поэтому, при выполнении дисков из электропроводящих, даже износостойких материалов, значительная часть пузырьков устремляется на поверхность дисков и разрушает их. Cavitation bubbles, as a rule, are charged with positive or negative charges and, therefore, when making disks of electrically conductive, even wear-resistant materials, a significant part of the bubbles rushes to the surface of the disks and destroys them.

В предлагаемом устройстве неподвижный 4 и подвижный 5 диски выполнены из износостойкого диэлектрика (резина, полиуретан и др.), исключающего сосредоточение кавитационных пузырьков на поверхности дисков и их кавитационный износ. При этом увеличивается интенсивное воздействие кавитационных пузырьков на взвешенные твердые частицы и повышается интенсивность измельчения. In the proposed device, the fixed 4 and mobile 5 disks are made of a wear-resistant dielectric (rubber, polyurethane, etc.), which excludes the concentration of cavitation bubbles on the surface of the disks and their cavitation wear. At the same time, the intensive effect of cavitation bubbles on suspended solids increases and the grinding intensity increases.

В момент мгновенного совмещения впадин 12, 13 и выступов 14, 15 неподвижного 4 и подвижного 5 дисков образуются лопасти, являющиеся продолжением лопастей рабочего колеса 6, которые нагнетают пульпу и создают дополнительные гидравлические удары в зоне кавитации, интенсифицирующие процесс измельчения твердых частиц. At the moment of instant combination of the depressions 12, 13 and the protrusions 14, 15 of the fixed 4 and the movable 5 disks, blades are formed, which are a continuation of the impeller 6 blades, which pump the pulp and create additional hydraulic shocks in the cavitation zone, intensifying the process of grinding solid particles.

Наличие в роторной гидравлической мельнице малого количества впадин и выступов способствует тому, что измельчение твердых частиц происходит в ней в основном за счет кавитации и гидравлических ударов, и только частично за счет ударов о кромки движущихся элементов. The presence of a small number of cavities and protrusions in the rotary hydraulic mill contributes to the fact that the grinding of solid particles in it occurs mainly due to cavitation and hydraulic shock, and only partially due to impacts on the edges of moving elements.

Зазоры между впадинами 12, 13 и выступами 14, 15 равные диаметру максимального зерна исходного материала, уменьшают сопротивление движущего выступов и впадин, уменьшают износ дисков, исключают заклинивание частиц между впадинами и выступами и снижают износ кромок последних. The gaps between the depressions 12, 13 and the protrusions 14, 15 equal to the diameter of the maximum grain of the source material, reduce the resistance of the driving protrusions and depressions, reduce wear on the discs, prevent jamming of particles between the depressions and protrusions and reduce wear on the edges of the latter.

Величина зазоров, принятая равной диаметру максимального зерна исходного материала, обусловлена тем, что при меньшем зазоре увеличивается износ дисков, а при большем значительно увеличиваются габаритные размеры устройства и его металлоемкость. The size of the gaps, taken equal to the diameter of the maximum grain of the source material, is due to the fact that with a smaller gap, disk wear increases, and with a larger gap, the overall dimensions of the device and its metal consumption increase significantly.

Для повышения долговечности и технологичности устройства, а также для удобства его обслуживания корпус выполняется разъемным, а диски съемными из износостойкого диэлектрика. To increase the durability and manufacturability of the device, as well as for the convenience of its maintenance, the housing is detachable, and the disks are removable from a wear-resistant dielectric.

Claims (1)

Роторная гидравлическая мельница, включающая корпус с входным и выходным патрубками, статор и ротор с чередующимися впадинами и выступами, рабочее колесо и привод, при этом статор и ротор выполнены в виде съемных дисков, причем первый закреплен на внутренней стенке корпуса, а другой на рабочем колесе, отличающаяся тем, что выступы и впадины дисков выполнены так, что при их совмещении образуются лопасти, являющиеся продолжением лопастей рабочего колеса, с зазорами, равными диаметру максимального зерна исходного материала, при этом диски выполнены из износостойкого диэлектрика, а корпус выполнен разъемным. A hydraulic rotary mill, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a stator and a rotor with alternating cavities and protrusions, an impeller and a drive, the stator and rotor being made in the form of removable disks, the first mounted on the inner wall of the housing and the other on the impeller , characterized in that the protrusions and depressions of the disks are made so that when they are combined, blades are formed that are a continuation of the impeller blades, with gaps equal to the diameter of the maximum grain of the source material, while the disks made of wear-resistant dielectric, and the housing is detachable.

Images