RU2188711C1 - Bulk material grinding apparatus - Google Patents

Abstract

FIELD: grinding equipment. SUBSTANCE: apparatus has housing incorporating two disks-rotors arranged in horizontal plane for rotation in opposite directions. First grinding stage working tools arranged closer to center have radial section made in the form of skewed rectangle and shaped as annular projections with through radial slots. Second grinding stage working tools are made in the form of two circular belts having section composed of two unequal faces. Inclination angle of projection cutting face may be changed within the range of from 3 deg to 45 deg depending on physico-mechanical properties of basic material. EFFECT: improved quality of base product, increased grinding efficiency, reduced power consumption and wider range of use. 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для измельчения сыпучих материалов и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности. The invention relates to a device for grinding bulk materials and can be used in food, pharmaceutical, chemical and other industries.

Известен "Дезинтегратор для зерна" (А.С. 1651943, В 02 В 3/02, 1989 г.) преимущественно для измельчения фуражного зерна и компонентов комбинированных кормов, а также для измельчения сыпучих материалов в сельском хозяйстве, пищевой, химической и других отраслях промышленности. The well-known "Disintegrator for grain" (A.S. 1651943, 02 02 3/02, 1989) mainly for grinding feed grain and components of combined feeds, as well as for grinding bulk materials in agriculture, food, chemical and other industries industry.

Недостатками известного устройства являются высокая энергоемкость процесса измельчения, низкое качество конечного продукта, радиальное расположение выступов, что не является оптимальным с точки зрения затрат энергии на перемещение материала вдоль выступов от центра к периферии и собственно на сам процесс измельчения. The disadvantages of the known device are the high energy intensity of the grinding process, the low quality of the final product, the radial arrangement of the protrusions, which is not optimal from the point of view of energy costs for moving the material along the protrusions from the center to the periphery and the grinding process itself.

Наиболее близким к изобретению является выбранный в качестве прототипа "Дезинтегратор для зерна" (А.С. 1733064, В 02 С 13/20, 1990 г.), включающий корпус и размещенные в горизонтальной плоскости соосно друг другу с возможностью встречного вращения два диска с выступами на рабочих поверхностях, при этом каждый выступ развернут относительно своего радиального положения в направлении, противоположном направлению вращения соответствующего диска на угол 90-α, где α - угол трения зерна по материалу выступа. Closest to the invention is selected as a prototype "Disintegrator for grain" (A.S. 1733064, 02 C 13/20, 1990), comprising a housing and placed in a horizontal plane aligned with each other with the possibility of counter rotation of two disks with protrusions on the working surfaces, each protrusion being deployed relative to its radial position in a direction opposite to the direction of rotation of the corresponding disk by an angle of 90-α, where α is the grain friction angle over the protrusion material.

Недостатками известного устройства являются высокая энергоемкость процесса измельчения, нестабильность гранулометрического состава конечного продукта и низкое его качество. The disadvantages of the known device are the high energy intensity of the grinding process, the instability of the particle size distribution of the final product and its low quality.

Цель изобретения - повышение качества конечного продукта, расширение области применения, повышение эффективности процесса измельчения, снижение энергоемкости процесса измельчения за счет использования рабочих органов, осуществляющих процесс измельчения путем скользящего резания при минимальных потерях энергии на трение исходного материала о рабочие поверхности устройства. The purpose of the invention is improving the quality of the final product, expanding the scope, increasing the efficiency of the grinding process, reducing the energy intensity of the grinding process through the use of working bodies that perform the grinding process by sliding cutting with minimal energy loss due to friction of the starting material on the working surfaces of the device.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измельчения сыпучих материалов, содержащем корпус и размещенные в нем в горизонтальной плоскости два диска-ротора с возможностью встречного вращения, рабочая поверхность которых имеет две ступени измельчения, рабочие органы первой ступени измельчения располагаются ближе к центру и выполнены в виде кольцевых выступов со сквозными радиальными пазами. Для упрощения изготовления и экономии материала в радиальном сечении эти кольцевые выступы имеют форму скошенного прямоугольника. Рабочими органами второй ступени измельчения являются два кольцевых пояса с индивидуальным креплением, при этом каждый выступ на этих кольцевых поясах развернут относительно своего радиального положения в направлении, противоположном направлению вращения соответствующего диска на угол 90-α, где α - угол трения зерна по материалу выступа, а в поперечном сечении выступы имею две неравные грани. Наклон режущей грани выступа на угол β способствует повышению эффективности процесса измельчения и качества конечного продукта. Значение угла β в зависимости от физико-механических свойств исходного материала может изменяться в пределах от 3 до 45^o.This goal is achieved by the fact that in the device for grinding bulk materials containing the housing and placed in a horizontal plane two rotor discs with the possibility of counter rotation, the working surface of which has two stages of grinding, the working bodies of the first grinding stage are located closer to the center and are made in the form of annular protrusions with through radial grooves. To simplify manufacturing and save material in a radial section, these annular protrusions are in the form of a beveled rectangle. The working bodies of the second grinding stage are two ring belts with individual fasteners, with each protrusion on these ring belts deployed relative to its radial position in the opposite direction to the rotation direction of the corresponding disk by an angle of 90-α, where α is the grain friction angle over the protrusion material, and in the cross section, the protrusions have two unequal faces. The inclination of the cutting edge of the protrusion at an angle β improves the efficiency of the grinding process and the quality of the final product. The value of the angle β depending on the physicomechanical properties of the starting material can vary from 3 to 45 ^o .

По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, гарантирующих сущность заявляемого изобретения не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна" и "изобретательский уровень". According to the information available to the authors, the set of essential features that guarantee the essence of the claimed invention is not known from the prior art, which allows us to conclude that the invention meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

Совокупность существенных признаков, характеризующих изобретение, в принципе, может быть многократно использована в сельском хозяйстве, комбикормовой, зерноперерабатывающей, пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности для измельчения сыпучих материалов и обеспечивает достижение поставленной цели - повышение качества конечного продукта, снижение энергоемкости процесса измельчения, расширение области применения, повышение эффективности процесса измельчения за счет использования рабочих органов, осуществляющих процесс измельчения путем скользящего резания, при минимальных потерях на трение исходного материала о рабочие поверхности устройства и позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "промышленная применимость". The set of essential features characterizing the invention, in principle, can be repeatedly used in agriculture, animal feed, grain processing, food, pharmaceutical, chemical and other industries for grinding bulk materials and ensures the achievement of the goal - improving the quality of the final product, reducing the energy intensity of the grinding process , expanding the scope, increasing the efficiency of the grinding process through the use of working bodies, They can be used for grinding by sliding cutting, with minimal friction losses of the starting material on the working surfaces of the device and allows us to conclude that the invention meets the criterion of "industrial applicability".

Сущность заявляемого решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено устройство для измельчения сыпучих материалов, общий вид, на фиг. 2 - сечение А-А и на фиг. 3 - вид Б. The essence of the proposed solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a device for grinding bulk materials, a General view, in FIG. 2 is a section AA and in FIG. 3 - view B.

Устройство для измельчения сыпучих материалов включает корпус 1 с загрузочным 2 и выгрузным (выходным) 3 патрубками. Внутри корпуса 1 в горизонтальных плоскостях соосно установлены два диска-ротора 4 и 5 с возможностью встречного вращения, к рабочим поверхностям 6 при помощи крепежных устройств (шпилек) 7 закреплены рабочие органы в виде кольцевых выступов 8 и 9 со сквозными радиальными пазами, образующих первую ступень измельчения. Для упрощения изготовления и экономии материала выступы 8 и 9 в радиальном сечении имеют форму скошенного прямоугольника, выступы 13 кольцевых поясов 10 и 11 второй ступени измельчения в поперечном сечении имеют две неравные грани (фиг. 3). Выступы 13 кольцевых поясов 10 и 11 развернуты относительно своего радиального положения в направлении, противоположном направлению вращения диска, на угол α между осью выступа 13 и радиусом диска, где α - угол трения исходного продукта по материалу рабочих выступов. A device for grinding bulk materials includes a housing 1 with boot 2 and discharge (output) 3 nozzles. Inside the housing 1, in horizontal planes, two disk rotors 4 and 5 are mounted coaxially with the possibility of counter-rotation, working bodies 6 are fixed to the working surfaces 6 by means of fixing devices (studs) 7 in the form of annular protrusions 8 and 9 with through radial grooves forming the first stage chopping. To simplify manufacturing and save material, the protrusions 8 and 9 in the radial section have the shape of a beveled rectangle, the protrusions 13 of the annular zones 10 and 11 of the second grinding stage in the cross section have two unequal faces (Fig. 3). The protrusions 13 of the annular belts 10 and 11 are deployed relative to their radial position in the opposite direction to the direction of rotation of the disk, by an angle α between the axis of the protrusion 13 and the radius of the disk, where α is the friction angle of the starting product according to the material of the working protrusions.

Индивидуальное (независимое) крепление кольцевых выступов 8 и 9, кольцевых поясов 10 и 11 позволяет проводить измельчение на двух или на одной из двух ступеней измельчения, в зависимости от частных требований, предъявляемых к конечному продукту, а также способствует повышению ремонтопригодности устройства и расширению области применения устройства для измельчения сыпучих материалов. Individual (independent) fastening of the annular protrusions 8 and 9, of the annular belts 10 and 11 allows for grinding at two or one of two stages of grinding, depending on the particular requirements of the final product, and also improves the maintainability of the device and expand the scope of application devices for grinding bulk materials.

Диски-роторы 4 и 5 посажены на валы 16 и 15 соответственно, каждый из которых имеет самостоятельный привод. The rotor disks 4 and 5 are mounted on the shafts 16 and 15, respectively, each of which has an independent drive.

Для изменения степени измельчения устройство снабжено набором сменных калиброванных прокладок 12, которые устанавливаются между диском-ротором 4 и фланцем вала 16. To change the degree of grinding, the device is equipped with a set of replaceable calibrated gaskets 12, which are installed between the rotor disk 4 and the shaft flange 16.

Устройство работает следующим образом. Исходный материал через патрубок 2 поступает к центру диска-ротора 5 и движется под действием центробежных сил к периферии. В процессе движения исходного материала по сквозным радиальным пазам 14 кольцевых выступов 8 и 9 первой ступени измельчения он подвергается разрушению посредством среза на режущих парах, образованных смежными кромками выступов 8 и 9, после чего частично измельченный продукт попадает на поверхность кольцевого пояса 10 и продолжает движение к периферии диска-ротора. Часть продукта, возвышающаяся над выступами 13 диска-ротора 5, отрезается выступами 13 диска-ротора 4, а так как режущая грань выступов 13 наклонена на угол β относительно высоты, опущенной из вершины, то при вращении центробежная сила поднимает частицу вверх по поверхности выступа, что способствует повышению эффективности процесса измельчения и качества конечного продукта. Значение угла β в зависимости от физико-механических свойств исходного материала можем задавать в пределах от 3 до 45^o. Через патрубок 3 готовый продукт выводится из измельчительной камеры.The device operates as follows. The source material through the pipe 2 enters the center of the rotor disk 5 and moves under the action of centrifugal forces to the periphery. In the process of movement of the source material through the through radial grooves 14 of the annular protrusions 8 and 9 of the first grinding stage, it is destroyed by cutting on the cutting pairs formed by the adjacent edges of the protrusions 8 and 9, after which the partially crushed product falls on the surface of the annular belt 10 and continues to the periphery of the rotor disk. The part of the product that rises above the protrusions 13 of the rotor disk 5 is cut off by the protrusions 13 of the rotor disk 4, and since the cutting face of the protrusions 13 is inclined by an angle β relative to the height lowered from the top, when rotating, the centrifugal force lifts the particle up the surface of the protrusion, which improves the efficiency of the grinding process and the quality of the final product. The value of the angle β depending on the physico-mechanical properties of the starting material can be set in the range from 3 to 45 ^o . Through pipe 3, the finished product is discharged from the grinding chamber.

В предлагаемой конструкции устройства для измельчения сыпучих материалов выступы 13 кольцевых поясов 10 и 11 развернуты относительно своего радиального положения в направлении, противоположном направлению вращения соответствующего диска, на угол α между осью выступа 13 и радиусом диска, где α - угол трения исходного продукта по материалу рабочих выступов. Подобное расположение позволяет создать в режущей паре угол защемления, обеспечивающий процесс скользящего резания при минимальных потерях энергии на трение исходного продукта о рабочие поверхности устройства. В данном случае также сокращается и время пребывания исходного продукта в рабочей камере. Применение скользящего резания, снижение сил трения и времени пребывания исходного продукта в рабочей камере позволяет достичь суммарного снижения энергоемкости процесса измельчения в предлагаемом устройстве. In the proposed design of the device for grinding bulk materials, the protrusions 13 of the annular belts 10 and 11 are deployed relative to their radial position in the opposite direction to the direction of rotation of the corresponding disk by an angle α between the axis of the protrusion 13 and the radius of the disk, where α is the friction angle of the original product according to the working material protrusions. This arrangement allows you to create a pinch angle in the cutting pair, which provides a sliding cutting process with minimal energy loss due to friction of the initial product on the working surfaces of the device. In this case, the residence time of the initial product in the working chamber is also reduced. The use of sliding cutting, reduction of friction forces and the residence time of the initial product in the working chamber allows to achieve a total reduction in the energy intensity of the grinding process in the proposed device.

Claims (1)

Устройство для измельчения сыпучих материалов, содержащее корпус и размещенные в нем в горизонтальных плоскостях соосно друг другу с возможностью встречного вращения два диска-ротора с выступами на рабочих поверхностях, отличающееся тем, что выступы образуют две ступени измельчения, выполненные в виде съемных кольцевых выступов и кольцевых поясов с индивидуальным креплением, кольцевые выступы первой ступени, установленные ближе к центру дисков, в радиальном сечении имеют форму скошенного прямоугольника, а выступы второй ступени измельчения расположены ближе к периферии и развернуты относительно своего радиального положения в направлении, противоположном направлению вращения диска, на угол α, где α - угол трения исходного продукта по материалу выступов, выступы в поперечном сечении выполнены с двумя неравными гранями, а угол наклона режущей грани выступа, в зависимости от физико-механических свойств исходного материала, составляет от 3 до 45^o.A device for grinding bulk materials containing a housing and placed in horizontal planes coaxially with each other with the possibility of counter rotation of two disk rotor with protrusions on the working surfaces, characterized in that the protrusions form two stages of grinding, made in the form of removable ring protrusions and ring individual fastening belts, the annular protrusions of the first stage, installed closer to the center of the disks, in the radial section have the shape of a beveled rectangle, and the protrusions of the second stage are measured The joints are located closer to the periphery and are turned relative to their radial position in the opposite direction to the disk rotation direction by an angle α, where α is the friction angle of the initial product over the material of the protrusions, the protrusions in cross section are made with two unequal faces, and the inclination angle of the cutting edge of the protrusion , depending on the physico-mechanical properties of the starting material, is from 3 to 45 ^o .

Images