RU2223823C1

RU2223823C1 - The centrifugal rotary mill

Info

Publication number: RU2223823C1
Application number: RU2002123561/03A
Authority: RU
Inventors: Н.А. Бахтинов
Original assignee: Бахтинов Николай Алексеевич
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2002-09-04
Publication date: 2004-02-20

Abstract

FIELD: production of the centrifugal rotary mills. SUBSTANCE: the invention presents the centrifugal rotary mill, that contains a body, in which there are placed in one plane rotors with accelerating blades capable to rotate in one direction, with the loading branch pipes on the cover and with the drives. The rotors are linked to each other by a tangential conduit and form a module of three rotors, rotational axes of which are placed in apexes of an equilateral triangle, in an intersection point of three apothems of which an unloading branch pipe is located,. Under the loading branch pipes there are some vertical iron rods. The loading branch pipes of all rotors are placed opposite to the axis of their rotation. On the cover of the body there is a backup unloading branch pipe with a tapered bushing mounted coaxially with the unloading branch pipe. The centrifugal rotary mill may be supplied with additional rotors mounted so that to form a complex of modules of three rotors. The loading branch pipes may have sleeves for air intake with the air flow regulators. The peripheral areas of the accelerating blades and the inside surface of the body may be provided with the changeable straps out of solid material, and the metal rods and accelerating blades also may be changeable. EFFECT: the invention allows to increase productivity, fineness of grinding and to reduce specific power inputs. 6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к центробежным мельницам роторного типа для тонкого измельчения различных материалов.The invention relates to centrifugal mills of rotary type for fine grinding of various materials.

Известна центробежная роторная мельница, содержащая корпус, в котором с возможностью вращения в одну сторону размещены в одной плоскости два ротора с разгонными лопатками, с загрузочными патрубками на крышке и с приводами, сообщенные между собой образованным в корпусе тангенциальным каналом, и выгрузочный патрубок в днище корпуса (см. а.с. СССР № 952321, МКИ В 02 С 7/08, 1982 г).A centrifugal rotor mill is known, comprising a housing, in which two rotors with accelerating vanes, with loading nozzles on the lid and with drives communicated between each other by a tangential channel formed in the housing, and an unloading nozzle in the bottom of the housing are rotatably disposed in one plane. (see AS of the USSR No. 952321, MKI B 02 C 7/08, 1982).

В мельницах, использующих данный принцип измельчения твердых материалов, а именно метод струйного измельчения встречных потоков, достигается высокая производительность и тонкость помола.In mills using this principle of grinding solid materials, namely, the method of jet grinding of counter flows, high productivity and fineness of grinding are achieved.

Однако в таких мельницах не используются полностью все возможности достижения максимальной производительности и тонкости помола.However, such mills do not fully utilize all the possibilities to achieve maximum productivity and fineness of grinding.

Во-первых, это связано с тем, что в известной мельнице имеется только одна зона интенсивного измельчения на два ротора, что влияет на производительность, тонкость помола и увеличивает удельные энергозатраты.Firstly, this is due to the fact that in the known mill there is only one zone of intensive grinding into two rotors, which affects the productivity, fineness of grinding and increases the specific energy consumption.

Во-вторых, в связи с тем, что при такой конструкции мельницы размеры патрубка выгрузки (его поперечные размеры) определяют расстояние между роторами и соответственно угол между векторами скоростей частиц, от которого зависит сила столкновения потоков частиц, и чем этот угол больше, тем больше эта сила отличается от силы лобового столкновения и меньше эффективность измельчения. Это ограничивает производительность и тонкость помола, а также увеличивает удельные энергозатраты. Кроме того, вследствие значительной длины пути перемещения частиц в межлопаточном пространстве ротора вдоль внутренней стенки корпуса увеличиваются непроизводительные затраты энергии на преодоление силы трения частиц о корпус и вращение роторов, а также увеличивает интенсивность износа материалов лопаток и корпуса.Secondly, due to the fact that with such a mill design, the dimensions of the discharge pipe (its transverse dimensions) determine the distance between the rotors and, accordingly, the angle between the particle velocity vectors, on which the force of collision of the particle flows depends, and the larger this angle, the greater this force is different from the force of a frontal collision and less grinding efficiency. This limits the performance and fineness of the grinding, and also increases the specific energy consumption. In addition, due to the significant length of the path for moving particles in the interscapular space of the rotor along the inner wall of the casing, the unproductive energy costs of overcoming the friction force of the particles on the casing and the rotation of the rotors increase, and also increases the wear rate of the materials of the blades and the casing.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении производительности и тонкости помола мельницы, а также в уменьшении удельных энергозатрат.The technical problem solved by the invention is to increase the productivity and fineness of grinding the mill, as well as to reduce specific energy consumption.

Это достигается тем, что в центробежной роторной мельнице, содержащей корпус, в котором с возможностью вращения в одну сторону размещены в одной плоскости два ротора с разгонными лопатками, с загрузочными патрубками на крышке и с приводами, сообщенные между собой образованным в корпусе тангенциальным каналом, и выгрузочный патрубок в днище корпуса, согласно изобретению мельница снабжена установленным в одной плоскости с двумя роторами и сообщенным с каждым из них тангенциальным каналом, третьим ротором с разгонными лопатками, с загрузочным патрубком и с приводом его вращения в ту же сторону, образующим модуль из трех роторов, оси вращения которых размещены в вершинах равностороннего треугольника, в точке пересечения трех апофем которого расположен выгрузочный патрубок, при этом на центральной части роторов под загрузочными патрубками установлены вертикальные металлические стержни, а выгрузочные патрубки всех роторов расположены напротив оси их вращения, при этом на крышке корпуса соосно основному выгрузочному патрубку установлен дополнительный выгрузочный патрубок со сменной конической втулкой, меньший диаметр которой размещен внутри основного выгрузочного патрубка.This is achieved by the fact that in a centrifugal rotor mill containing a housing, in which two rotors with accelerating blades, with loading nozzles on the lid and with actuators communicated between themselves by a tangential channel formed in the housing, are rotatably disposed in one direction, and the discharge nozzle in the bottom of the housing, according to the invention, the mill is equipped with a tangential channel mounted in the same plane with two rotors and communicated with each of them, a third rotor with accelerating blades, with loading with a branch pipe and with a drive of its rotation in the same direction, forming a module of three rotors, the axis of rotation of which are located at the vertices of an equilateral triangle, at the intersection of three apofems of which an unloading pipe is located, while vertical metal rods are installed on the central part of the rotors under the loading pipes , and the discharge pipes of all rotors are located opposite the axis of their rotation, while an additional discharge pipe is installed on the housing lid coaxially with the main discharge pipe to interchangeable conical sleeve, wherein a smaller diameter is placed inside the main tube unloading.

Кроме того, она снабжена дополнительными роторами, установленными с образованием комплекса модулей из трех роторов.In addition, it is equipped with additional rotors installed with the formation of a complex of modules of three rotors.

Причем загрузочные патрубки снабжены патрубками подсоса воздуха с регуляторами расхода.Moreover, the loading nozzles are equipped with air intake nozzles with flow controllers.

Периферийные участки разгонных лопаток по всей высоте и внутренняя поверхность корпуса снабжены сменными накладками из твердого материала.The peripheral sections of the booster blades along the entire height and the inner surface of the casing are equipped with interchangeable overlays made of solid material.

При этом вертикальные металлические стержни и разгонные лопатки выполнены сменными.In this case, the vertical metal rods and booster blades are interchangeable.

На фиг. 1 изображена центробежная роторная мельница без крышки, а на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1. На фиг. 3 представлен вид по стрелке А на периферийную часть разгонной лопатки. На фиг. 4 представлена схема выполнения многороторной мельницы.In FIG. 1 shows a centrifugal rotor mill without a cover, and FIG. 2 is a section AA of FIG. 1. In FIG. 3 shows a view along arrow A of the peripheral part of the accelerating blade. In FIG. 4 shows a design of a multi-rotor mill.

Центробежная роторная мельница содержит корпус 1, в котором в одной горизонтальной плоскости размещены три ротора 2, 3 и 4 с разгонными лопатками 5, которые могут быть выполнены прямыми и изогнутыми, а также сменными. Оси вращения 6 всех роторов 2, 3 и 4 размещены в вершинах равностороннего треугольника. Роторы 2, 3 и 4 снабжены приводами вращения 7 и установлены с возможностью вращения их в одну сторону. В крышке 8 корпуса 1 напротив оси вращения 6 каждого ротора 2, 3 и 4 размещены загрузочные патрубки 9, снабженные патрубками подсоса воздуха 10. Патрубки 9 соединены с источниками подачи измельчаемого материала (на чертеже условно не показаны). В днище 11 корпуса 1 выполнен выгрузочный патрубок 12 в точке пересечения трех апофем равностороннего треугольника с вершинами на осях 6 роторов 2, 3 и 4. Вход в патрубок 12 между крышкой 8 и днищем 11 закрыт стенками, образующими тангенциальные каналы 13 и имеющими проходы для отвода измельченного материала. В корпусе 1 каждая пара роторов 2 и 3, 3 и 4 и 2 и 4 сообщена между собой тангенциальным каналом 13. На крышке 8 корпуса 1 напротив выгрузочного патрубка 12 и соосно с ним установлен дополнительный выгрузочный патрубок 14 с конической сменной втулкой 15, меньший диаметр которой размещен с радиальным зазором внутри выгрузочного патрубка 12. На центральной части каждого ротора 2, 3 и 4 под каждым загрузочным патрубком 9 установлены симметрично относительно оси вращения, например, по два вертикальных металлических сменных стержня 16. Периферийная часть каждой загрузочной лопатки 5 (см. фиг. 3) по всей ее высоте и внутренняя стенка корпуса 1 снабжены сменными накладками 17 из твердого материала (на чертеже на корпусе 1 накладки 17 условно не показаны). Это значительно сокращает скорость износа поверхностей лопаток 5 и стенок корпуса 1 абразивным воздействием движущихся частиц. На патрубках подсоса воздуха 10 установлены регуляторы расхода 18. Такая мельница из трех роторов представляет собой отдельный модуль.The centrifugal rotor mill contains a housing 1, in which three rotors 2, 3 and 4 with accelerating blades 5, which can be made straight and curved, as well as interchangeable, are placed in one horizontal plane. The axis of rotation 6 of all rotors 2, 3 and 4 are located at the vertices of an equilateral triangle. The rotors 2, 3 and 4 are equipped with rotation drives 7 and are installed with the possibility of rotation in one direction. In the lid 8 of the housing 1 opposite the axis of rotation 6 of each rotor 2, 3 and 4 there are loading nozzles 9 provided with nozzles for air suction 10. The nozzles 9 are connected to the sources of supply of the crushed material (not shown conventionally in the drawing). In the bottom 11 of the housing 1, an unloading pipe 12 is made at the intersection of the three apofems of an equilateral triangle with the vertices on the axes 6 of the rotors 2, 3 and 4. The entrance to the pipe 12 between the cover 8 and the bottom 11 is closed by walls that form the tangential channels 13 and have passageways for removal shredded material. In the housing 1, each pair of rotors 2 and 3, 3 and 4 and 2 and 4 are communicated with each other by a tangential channel 13. On the cover 8 of the housing 1 opposite the discharge pipe 12 and coaxially with it there is an additional discharge pipe 14 with a conical replaceable sleeve 15, a smaller diameter which is placed with a radial clearance inside the discharge pipe 12. On the Central part of each rotor 2, 3 and 4 under each loading pipe 9 are installed symmetrically relative to the axis of rotation, for example, two vertical metal interchangeable rods 16. The peripheral part of each for the loading blade 5 (see Fig. 3) along its entire height and the inner wall of the housing 1 are provided with interchangeable covers 17 made of solid material (not shown on the drawing on the cover 1 of the cover 17). This significantly reduces the wear rate of the surfaces of the blades 5 and the walls of the housing 1 by the abrasive action of moving particles. On the nozzles of the air suction 10 installed flow controllers 18. Such a mill of three rotors is a separate module.

Снабжение такой мельницы, представляющей собой модуль из трех роторов (описана выше), дополнительными роторами, установленными с образованием комплекса модулей из трех роторов, обеспечивает создание мельницы с любой наперед заданной производительностью и тонкостью помола (см. фиг. 4).The supply of such a mill, which is a module of three rotors (described above), with additional rotors installed to form a complex of modules of three rotors, provides the creation of a mill with any predetermined productivity and fineness of grinding (see Fig. 4).

Центробежная роторная мельница, изображенная на фиг. 1 и 2, работает следующим образом.The centrifugal rotor mill shown in FIG. 1 and 2, works as follows.

Включают приводы 7 вращения роторов 2, 3 и 4. Измельчаемый материал через загрузочные патрубки 9 поступает на разгонные лопатки 5 роторов 2, 3 и 4. Причем крупные агломераты измельчаемого материала падают на вращающиеся металлические стержни 16, подвергаются предварительному разрушению на мелкие куски. При этом роторы 2, 3 и 4 работают как вентиляторы высокого давления, создавая разрежение в загрузочных патрубках 9, при этом через патрубки 10 в полость роторов 2, 3 и 4 поступает атмосферный воздух. Наличие регуляторов расхода 18 обеспечивает поддержание на входе загрузочных патрубков 9 оптимальных условий для подачи измельчаемого материала и регулирование процесса измельчения. Поскольку зазор между парами роторов, обеспечивающих взаимодействие потоков измельчаемых частиц, мал (он теперь не зависит от размера выгрузочного патрубка 12), то и тангенциальный канал 13 короткий. Это до минимума снижает угол между векторами скоростей встречающихся потоков измельчаемых частиц и обеспечивает практически лобовое столкновение двух потоков с наибольшей вероятностью встречи частиц с их последующим разрушением. При таком расположении роторов создаются три зоны, в которых встречаются по два потока измельчаемых частиц, что в три раза увеличивает производительность работы мельницы по сравнению с прототипом. Кроме того, сокращается путь перемещения измельчаемого материала вдоль стенки корпуса в межлопаточном пространстве в зону измельчения, что уменьшает усилие, прикладываемое приводом 7 для преодоления сил трения, сокращая удельные энергозатраты на помол твердого материала и износ поверхностей лопаток 5 и корпуса 1. При этом измельчаемые частицы при своем движении в каждом роторе последовательно поступают в две зоны измельчения, что обеспечивает достижение заданной тонкости помола гораздо быстрее, чем в прототипе. Частицы твердого материала с заданной тонкостью помола воздушным потоком выносятся через выгрузочный патрубок 12 в приемный контейнер (на чертеже условно не показан).The rotation drives 7 of the rotors 2, 3 and 4 are turned on. The material to be crushed through the loading nozzles 9 is fed to the accelerating blades 5 of the rotors 2, 3 and 4. Moreover, large agglomerates of the material to be crushed fall on the rotating metal rods 16 and are subjected to preliminary destruction into small pieces. In this case, the rotors 2, 3 and 4 operate as high-pressure fans, creating a vacuum in the loading nozzles 9, while through the nozzles 10 in the cavity of the rotors 2, 3 and 4, atmospheric air enters. The presence of flow controllers 18 ensures that the inlet of the loading nozzles 9 maintains optimal conditions for feeding the material being ground and the grinding process is regulated. Since the gap between the pairs of rotors that ensure the interaction of the flows of crushed particles is small (it now does not depend on the size of the discharge pipe 12), the tangential channel 13 is short. This minimizes the angle between the velocity vectors of the encountered streams of crushed particles and provides an almost head-on collision of two streams with the highest probability of particles meeting with their subsequent destruction. With this arrangement of rotors, three zones are created in which two streams of crushed particles are found, which increases the productivity of the mill by a factor of three compared to the prototype. In addition, the path of movement of the crushed material along the wall of the casing in the interscapular space to the grinding zone is reduced, which reduces the force exerted by the drive 7 to overcome the friction forces, reducing the specific energy consumption for grinding solid material and the wear of the surfaces of the blades 5 and casing 1. At the same time, the crushed particles when they move in each rotor, they successively enter two grinding zones, which ensures the achievement of the specified grinding fineness much faster than in the prototype. Particles of solid material with a given fineness of grinding by air flow are carried out through the discharge pipe 12 into the receiving container (not shown conventionally in the drawing).

Установка выгрузочного патрубка 12 в точке пересечения трех апофем равностороннего треугольника, в вершинах которого размещены оси вращения роторов 2, 3 и 4, обеспечивает наиболее оптимальный вариант вывода измельченного материала для такого модуля мельницы. При этом вывод наиболее легкой фракции измельченного материала осуществляется потоком воздуха через дополнительный выгрузочный патрубок 14 и коническую сменную втулку 15, т. е. осуществляется предварительная классификация измельченного материала.The installation of the discharge pipe 12 at the intersection of three apofems of an equilateral triangle, at the vertices of which the rotational axes of the rotors 2, 3 and 4 are located, provides the most optimal option for the output of crushed material for such a mill module. In this case, the output of the lightest fraction of the crushed material is carried out by an air flow through an additional discharge pipe 14 and a conical replaceable sleeve 15, i.e., preliminary classification of the crushed material is carried out.

Используя такой принцип создания мельницы, можно создать многороторную мельницу любой производительности (см. фиг. 4). В такой мельнице, особенно в центральных роторах, окруженных шестью роторами, образуется шесть зон, где осуществляется измельчение материала, что интенсифицирует процесс измельчения и, кроме того, сокращаются удельные энергозатраты, затрачиваемые на вращение роторов на преодоление сил трения, возникающих на пути перемещения твердых частиц в межлопаточном пространстве вдоль стенок корпуса.Using this principle of creating a mill, it is possible to create a multi-rotor mill of any capacity (see Fig. 4). In such a mill, especially in the central rotors surrounded by six rotors, six zones are formed where the material is ground, which intensifies the grinding process and, in addition, the specific energy consumption spent on the rotation of the rotors to overcome the friction forces arising from the movement of solid particles in the interscapular space along the walls of the casing.

Использование изобретения позволит повысить производительность роторных центробежных мельниц вследствие увеличения эффективности взаимодействия встречных потоков измельчаемых частиц, уменьшить удельные энергозатраты и, кроме того, создаст возможность проектирования такого вида мельниц заданной производительности и тонкости помола.The use of the invention will increase the productivity of rotor centrifugal mills due to increased efficiency of interaction of oncoming flows of crushed particles, reduce specific energy consumption and, in addition, will create the possibility of designing this type of mills with a given productivity and fineness of grinding.

Claims

1. Центробежная роторная мельница, содержащая корпус, в котором с возможностью вращения в одну сторону размещены в одной плоскости два ротора с разгонными лопатками, с загрузочными патрубками на крышке и с приводами, сообщенные между собой образованным в корпусе тангенциальным каналом, и выгрузочный патрубок в днище корпуса, отличающаяся тем, что мельница снабжена установленным в одной плоскости с двумя роторами и сообщенным с каждым из них тангенциальным каналом третьим ротором с разгонными лопатками, с загрузочным патрубком и с приводом его вращения в ту же сторону, образующим модуль из трех роторов, оси вращения которых размещены в вершинах равностороннего треугольника, в точке пересечения трех апофем которого расположен выгрузочный патрубок, при этом на центральной части роторов под загрузочными патрубками установлены вертикальные металлические стержни, а загрузочные патрубки всех роторов расположены напротив оси их вращения, при этом на крышке корпуса соосно с основным выгрузочным патрубком установлен дополнительный выгрузочный патрубок со сменной конической втулкой, меньший диаметр которой размещен внутри основного выгрузочного патрубка.1. A centrifugal rotor mill, comprising a housing, in which two rotors with accelerating vanes, with loading nozzles on the lid and with actuators communicated with each other by a tangential channel formed in the housing, and an unloading nozzle in the bottom housing, characterized in that the mill is equipped with a third rotor with accelerating blades, with a loading nozzle and with a drive, mounted in the same plane with two rotors and communicated with each of them with a tangential channel m of its rotation in the same direction, forming a module of three rotors, the axis of rotation of which are located at the vertices of an equilateral triangle, at the intersection of three apofems of which there is an unloading nozzle, while vertical metal rods are installed on the central part of the rotors under the loading nozzles, and the loading nozzles all rotors are located opposite the axis of their rotation, while on the housing cover coaxially with the main discharge pipe there is an additional discharge pipe with a replaceable conical a sleeve, the smaller diameter of which is placed inside the main discharge pipe.

2. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что снабжена дополнительными роторами, установленными с образованием комплекса модулей из трех роторов.2. The mill according to claim 1, characterized in that it is equipped with additional rotors installed with the formation of a complex of modules of three rotors.

3. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что загрузочные патрубки снабжены патрубками подсоса воздуха с регуляторами расхода.3. The mill according to claim 1, characterized in that the loading nozzles are equipped with air suction nozzles with flow controllers.

4. Мельница по п.1 или 2, отличающаяся тем, что периферийные участки разгонных лопаток по всей высоте и внутренняя поверхность корпуса снабжены сменными накладками из твердого материала.4. The mill according to claim 1 or 2, characterized in that the peripheral sections of the upper blades over the entire height and the inner surface of the casing are equipped with interchangeable overlays of solid material.

5. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что металлические стержни выполнены сменными.5. The mill according to claim 1, characterized in that the metal rods are removable.

6. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что разгонные лопатки выполнены сменными.6. The mill according to claim 1, characterized in that the accelerating blades are interchangeable.