RU2224595C2 - Device for grinding loose products - Google Patents

Abstract

FIELD: devices for grinding loose products; formula feed and flour industries. SUBSTANCE: proposed device has housing and deflecting members located on sieve. Housing is provided with inlet and outlet branch pipes and rotor surrounded by sieve over entire circumference. Deflecting members are mounted for rotation on surface of sieve both in way of rotation of surface and in opposing direction. EFFECT: reduced power requirements; enhanced smoothness of graininess of finished product; increased service life of working members. 7 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к способу и устройству для измельчения сыпучих продуктов, в частности зерна, используемого в комбикормовой промышленности и в мукомольном производстве. The invention relates to a method and apparatus for grinding bulk products, in particular grain, used in the feed industry and in the milling industry.

Известно большое число размалывающих устройств, у которых в корпусе установлен ротор с ударными органами, охваченный по всей окружности или только по части окружности ситом. В этих устройствах материал подают в рабочую зону, т.е. зону между ударными органами и внутренней поверхностью охватывающей ротор камеры (сито, отражательная плита), и измельчают. Поскольку ударные органы движутся непосредственно в слое измельчаемого материала, в процессе размола доминирует принцип трения, что выражается, в конце концов, в чрезмерном измельчении частиц, слишком высоком расходе энергии, а также интенсивном износе ударных органов и ротора. A large number of grinding devices are known in which a rotor with shock bodies is installed in the housing, which is covered around the entire circumference or only along part of the circumference by a sieve. In these devices, the material is fed into the working area, i.e. the area between the shock organs and the inner surface of the enclosing rotor chamber (sieve, reflective plate), and crushed. Since the shock organs move directly in the layer of the crushed material, the friction principle dominates during the grinding process, which is expressed, in the end, in excessive grinding of particles, too high energy consumption, as well as intense wear of the shock organs and rotor.

Устройство описанного выше рода известно из патента ФРГ 1250721. В нем раскрыта ударная мельница, у которой вращающиеся ударные элементы взаимодействуют с фрикционными или отражательными колодками, расположенными в ситовой корзине между ситовыми листами. Высокий расход энергии возникает, в частности, при использовании формы выполнения по фиг.4 с двуплечей ударной крестовиной и тремя фрикционными колодками. A device of the kind described above is known from the patent of Germany 1250721. It discloses an impact mill in which rotating impact elements interact with friction or reflective pads located in a sieve basket between the sieve sheets. High energy consumption occurs, in particular, when using the execution form of figure 4 with a two-shoulder shock cross and three friction pads.

В патенте Великобритании 1411085 раскрыта ударная мельница, у которой за счет особого конического выполнение конца ротора регулируется поток материала, попадающего в размалывающую камеру мельницы. Этим можно уменьшить чрезмерный износ ротора. In British patent 1411085, an impact mill is disclosed in which, due to the special conical design of the end of the rotor, the flow of material entering the grinding chamber of the mill is controlled. This can reduce excessive wear on the rotor.

В патенте США US-PS 2225095 описано сито для ударной мельницы с радиальной подачей продукта. Окружающее ротор сито имеет внутри расположенные с распределением по периметру треугольные отклоняющие элементы. Они жестко закреплены. Подобное устройство показано в патенте США US-PS 2465056, причем на сите с распределением установлены дополнительные элементы, которые приблизительно имеют толщину корпуса сита и перфорированы аналогично ситу. US Pat. No. 2,222,095 discloses a sieve for a radial feed mill. The sieve surrounding the rotor has triangular deflecting elements located inside with a distribution along the perimeter. They are rigidly fixed. A similar device is shown in US patent US-PS 2465056, moreover, additional elements are installed on the sieve with distribution, which approximately have the thickness of the sieve body and are perforated similarly to the sieve.

Цель настоящего изобретения заключается в уменьшении энергопотребления при размоле, повышении равномерности зернистости готового продукта и увеличении срока службы рабочих органов, а также сита. The purpose of the present invention is to reduce energy consumption during grinding, increase the uniformity of the granularity of the finished product and increase the service life of the working bodies, as well as the sieve.

Устройство согласно изобретению содержит корпус с входным и выходным патрубками, ударный ротор и сито с несколькими окружающими ротор отклоняющими элементами. Отклоняющие пластины на периферии сита расположены на одинаковом или переменном расстоянии от ударных органов. Отклоняющие элементы имеют гладкую поверхность с наклоном от 20 до 80^o к радиусу и образуют относительно ротора промежуток, минимальная ширина которого не превышает диаметр поступающих на обработку зерен.The device according to the invention comprises a housing with inlet and outlet nozzles, an impact rotor and a sieve with several deflecting elements surrounding the rotor. Deflecting plates on the periphery of the sieve are located at the same or variable distance from the impact organs. The deflecting elements have a smooth surface with an inclination from 20 to 80 ^o to the radius and form a gap relative to the rotor, the minimum width of which does not exceed the diameter of the grains arriving for processing.

При этом отклоняющие элементы по своему наклону относительно радиуса выполнены с возможностью вращения, т.е. вращения вокруг центра вращения на поверхности сита в направлении этой поверхности сита или во встречном направлении. Moreover, the deflecting elements in their inclination relative to the radius are rotatable, i.e. rotation around the center of rotation on the surface of the sieve in the direction of this surface of the sieve or in the opposite direction.

Согласно предпочтительной форме выполнения отклоняющие элементы расположены радиально и образуют треугольную призму, боковые грани которой направлены к ситу. According to a preferred embodiment, the deflecting elements are arranged radially and form a triangular prism, the side faces of which are directed towards the sieve.

При этом отклоняющие элементы установлены с возможностью перемещения вдоль периферии сита. Благодаря выполнению отклоняющих элементов с возможностью перемещения вдоль поверхности сита достигается равномерный износ сита при эксплуатации, поскольку за счет этого закрываются уже изношенные сегменты сита. In this case, the deflecting elements are installed with the possibility of movement along the periphery of the sieve. Due to the implementation of the deflecting elements with the ability to move along the surface of the sieve, uniform wear of the sieve during operation is achieved, since due to this, worn segments of the sieve are closed.

С другой стороны, при использовании сит с попеременным расположением сегментов с разной перфорацией можно за счет совместного перемещения призмообразных рабочих элементов вдоль поверхности сита закрывать ситовые сегменты с одинаковой перфорацией. Этим можно заранее определять грануляцию конечного продукта. On the other hand, when using sieves with alternately arranged segments with different perforations, it is possible to close sieve segments with the same perforation by jointly moving prism-like working elements along the surface of the sieve. This can predetermine granulation of the final product.

Размол или измельчение в описанном выше устройстве происходит в рабочей зоне между отклоняющими элементами и ударными органами ротора и исходит из так называемого отражательного принципа. При каждой подаче потока продукта к ударным органам производится один удар по пролетающему продукту. Таким образом, поток частиц разделяется на крупные и мелкие частицы. Крупные частицы с высокой кинетической энергией летят непосредственно к следующему ударному органу, а мелкие частицы с меньшей кинетической энергией под действием созданного ротором воздушного потока обтекают его, продолжают свое движение вдоль перфорированной поверхности камеры и покидают камеру. Тем самым происходит отделение тонкой фракции без совместного ударного воздействия следующего ударного органа ротора. Таким образом, потоку продукта после его подачи в размалывающую камеру придают пульсирующий характер с многократным чередованием подачи к ударным органам и отвода от них. Grinding or grinding in the device described above takes place in the working area between the deflecting elements and the shock organs of the rotor and proceeds from the so-called reflective principle. At each supply of the product stream to the impact organs, one blow is made to the passing product. Thus, the particle stream is divided into large and small particles. Large particles with high kinetic energy fly directly to the next impact organ, and small particles with lower kinetic energy flow around it under the action of the rotor created by the rotor, continue their movement along the perforated surface of the chamber and leave the chamber. Thereby, the separation of the fine fraction occurs without the combined impact of the next impactor of the rotor. Thus, the flow of the product after it is fed into the grinding chamber is imparted with a pulsating character with repeated alternation of supply to the impact organs and removal from them.

Далее следует указать на то, что КПД процесса повышается, если материал подают под определенным углом к ротору. Этот угол изменяется в диапазоне 20-80 ^o к радиусу.Next, it should be pointed out that the efficiency of the process increases if the material is fed at a certain angle to the rotor. This angle varies in the range of 20-80 ^o to the radius.

Изобретение более подробно поясняется ниже с помощью примеров выполнения на чертежах, на которых изображают:
- фиг.1 - схематично ударную мельницу в продольном разрезе;
- фиг. 2, 2а - схематично ударную мельницу при виде сбоку с использованием радиально расположенных отклоняющих элементов;
- фиг.3 - вид сверху на сито с сегментами с разной перфорацией;
- фиг. 4 - схематично мельницу при виде сбоку с использованием перемещающихся отклоняющих элементов;
- фиг.5 - схематично общий вид детали сита с перемещающимися отклоняющими элементами.The invention is explained in more detail below using examples in the drawings, which depict:
- figure 1 - schematically impact mill in longitudinal section;
- FIG. 2, 2a - schematically an impact mill when viewed from the side using radially deflecting elements;
- figure 3 is a top view of a sieve with segments with different perforations;
- FIG. 4 is a schematic view of a mill in side view using moving deflecting elements;
- figure 5 is a schematic General view of a detail of a sieve with moving deflecting elements.

Ударная мельница на фиг.1 состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками. Внутри корпуса 1 находится ротор 4 с ударными органами 5. Ротор охвачен по всей окружности или по части окружности ситом 6, на поверхности 6а которого расположено несколько отклоняющих элементов 7, 9 преимущественно треугольного сечения. Сито 6 разделено на своей периферии на сегменты отклоняющими элементами 7, 9, которые направлены от сита к ротору внутрь и имеют гладкую поверхность с наклоном в направлении вращения ротора. При этом угол наклона относительно радиуса лежит в диапазоне 20-80^o, а расстояние h между концами ударных органов 5 и отклоняющими элементами 7, 9 составляет не менее диаметра зерна исходного продукта.The impact mill in figure 1 consists of a housing 1 with input 2 and output 3 nozzles. Inside the housing 1 there is a rotor 4 with shock bodies 5. The rotor is covered around the entire circumference or in part of the circumference by a sieve 6, on the surface 6a of which there are several deflecting elements 7, 9 of mainly triangular section. The sieve 6 is divided at its periphery into segments with deflecting elements 7, 9, which are directed from the sieve to the rotor inward and have a smooth surface with an inclination in the direction of rotation of the rotor. The angle of inclination relative to the radius lies in the range of 20-80 ^o , and the distance h between the ends of the shock organs 5 and the deflecting elements 7, 9 is not less than the grain diameter of the original product.

На фиг.2, 2а изображено радиальное выполнение отклоняющих элементов 9 с боковыми гранями, которые образуют с ситом 6 или его поверхностью 6а направленную внутрь треугольную призму. Figure 2, 2A shows a radial implementation of the deflecting elements 9 with side faces that form with a sieve 6 or its surface 6a, an inwardly directed triangular prism.

На фиг.3 изображено сито 6, попеременно разделенное на сегменты А и В с разной перфорацией, причем треугольные призмы закрывают своими боковыми гранями сегменты с одинаковой перфорацией. Figure 3 shows a sieve 6, alternately divided into segments A and B with different perforations, and the triangular prisms cover the segments with the same perforation with their side faces.

На фиг.4 изображено расположение отклоняющих элементов 7 с возможностью перемещения, а на фиг.5 изображены направления вращения отклоняющего элемента 7 к ситу 6 и от него вокруг центра 80 вращения, расположенного на поверхности ба сита. Направление вращения ротора 4 может быть по часовой стрелке и против нее. Figure 4 shows the location of the deflecting elements 7 with the possibility of movement, and figure 5 shows the direction of rotation of the deflecting element 7 to the sieve 6 and from it around the center of rotation 80 located on the surface of the sieve. The direction of rotation of the rotor 4 may be clockwise and counterclockwise.

Отклоняющие элементы 7, 9 установлены вдоль кольца по периферии поверхности сита 6 с возможностью перемещения в кольце 10 (см., в частности, фиг. 2а). Deflecting elements 7, 9 are installed along the ring along the periphery of the surface of the sieve 6 with the possibility of movement in the ring 10 (see, in particular, Fig. 2A).

Устройство представляет собой ударно-отклоняющую мельницу, которая работает следующим образом. The device is a shock-deflecting mill, which operates as follows.

Исходный продукт (неизмельченное зерно) подают по входному патрубку 2 на фиг. 1 с двух сторон к ротору 4, и под действием центробежных сил Z на криволинейной траектории движения ротора оно попадает на поверхность 6а сита или на секцию S сита (см. фиг.2), которая ограничена двумя следующими друг за другом отклоняющими элементами 7 и 9. При этом следует указать на то, что исходный продукт внутри ротора 4 подвержен частичному измельчению под действием ударных органов 5. Во время своего движения вдоль сита 6 на фиг.4 продукт попадает на гладкую наклонную поверхность отклоняющего элемента 7, изменяет направление своего движения и испытывает, таким образом, один-единственный удар ударного органа 5. При попадании продукта на ударный орган 5 он распадается на частицы разной величины, которые под действием инерционных сил, придаваемых им при ударе, попадают на следующую секцию S сита, расположенную за отклоняющим элементом 7 в направлении вращения ротора 4. Во время движения вдоль поверхности 6а сита под действием центробежных сил и воздушного потока, создаваемого ротором, происходит разделение продукта по величине. Частицы, прошедшие через перфорацию сита 6, удаляют по выходному патрубку 3 из ударной мельницы в качестве выходного продукта (готового продукта). Крупные частицы и определенное число мелких частиц, у которых не было времени пройти через сито, попадают на следующий отклоняющий элемент 7, лежащий в направлении движения продукта. The initial product (unmilled grain) is fed through the inlet pipe 2 in FIG. 1 from two sides to the rotor 4, and under the action of centrifugal forces Z on a curved path of the rotor, it falls on the surface 6a of the sieve or on the section S of the sieve (see figure 2), which is limited by two consecutive deflecting elements 7 and 9 At the same time, it should be pointed out that the initial product inside the rotor 4 is subject to partial grinding under the action of impact bodies 5. During its movement along the sieve 6 in Fig. 4, the product falls on a smooth inclined surface of the deflecting element 7, changes its direction of movement, and Thus, it experiences a single impact of the impact organ 5. When the product hits the impact organ 5, it disintegrates into particles of different sizes, which, under the action of inertial forces imparted to them by impact, fall on the next section S of the sieve located behind the deflecting element 7 in the direction of rotation of the rotor 4. During movement along the sieve surface 6a under the action of centrifugal forces and the air flow created by the rotor, the product is divided in size. Particles passing through the perforation of the sieve 6 are removed through the outlet pipe 3 from the impact mill as an output product (finished product). Large particles and a certain number of small particles, which did not have time to pass through the sieve, fall on the next deflecting element 7, lying in the direction of movement of the product.

Далее следует процесс, аналогичный описанному выше, однако с тем отличием, что вдоль поверхности отклоняющего элемента 7, 9 движется поток продукта, состоящий из частиц разной величины. Крупные частицы, обладающие большим запасом кинетической энергии, покидают поверхность под углом в диапазоне 20-80^o к радиусу и в свободном полете испытывают удар ротора 4. Мелкие частицы, обладающие меньшей энергией, обтекают отклоняющие элементы 7, 9 и попадают без ударного воздействия к следующей секции S сита. При этом мелкие частицы попадают непосредственно за отклоняющим элементом 7, 9 к поверхности 6а сита, тогда как крупные частицы попадают на нее дальше назад в направлении вращения. Таким образом, мелкие частицы совершают больший путь вдоль поверхности 6а сита до следующего движения с отклоняющим элементом 7, 9, т. е. повышается вероятность того, что они пройдут через перфорацию сита. Одновременно с этим крупные частицы имеют лишь короткий контакт с поверхностью 6а сита, что способствует уменьшению его износа.The following is a process similar to that described above, but with the difference that a product stream consisting of particles of different sizes moves along the surface of the deflecting element 7, 9. Large particles with a large supply of kinetic energy leave the surface at an angle in the range of 20-80 ^o to the radius and in free flight they experience the impact of the rotor 4. Small particles with less energy flow around the deflecting elements 7, 9 and fall without impact to the next section S sieves. In this case, small particles fall directly behind the deflecting element 7, 9 to the sieve surface 6a, while large particles fall on it further back in the direction of rotation. Thus, the small particles travel a greater distance along the sieve surface 6a until the next movement with the deflecting element 7, 9, i.e., the likelihood that they will pass through the sieve perforation increases. At the same time, large particles have only a short contact with the surface 6a of the sieve, which helps to reduce its wear.

Каждая последующая подача продукта на измельчение с помощью отклоняющих элементов 7, 9 отличается от предшествующей тем, что количество продукта постоянно уменьшается, поскольку частицы требуемой величины непрерывно удаляются через перфорацию сита 6. Each subsequent supply of the product for grinding with the help of deflecting elements 7, 9 differs from the previous one in that the amount of product is constantly reduced, since particles of the required size are continuously removed through perforation of the sieve 6.

Способ измельчения сыпучих продуктов основан на следующих принципах. The method of grinding bulk products is based on the following principles.

1. Предварительное измельчение исходного продукта (целых злаковых зерен), который подают во внутреннее пространство ротора 4, и его одновременное ускорение до определенной скорости. 1. Pre-grinding of the original product (whole cereal grains), which is fed into the inner space of the rotor 4, and its simultaneous acceleration to a certain speed.

2. Направление предварительно измельченного продукта дальше под определенным углом и с заданной скоростью на сито 6. 2. The direction of the pre-ground product further at a certain angle and at a given speed on the sieve 6.

3. Движение продукта вдоль сита 6 или его поверхности 6а, охватывающей ротор 4, с одновременным отделением тонкой фракции и подачей недостаточно измельченной фракции под действием наклонных отклоняющих элементов 7, расположенных на сите 6, для дополнительного удара ударными органами 5. 3. The movement of the product along the sieve 6 or its surface 6a, covering the rotor 4, with the simultaneous separation of the fine fraction and the supply of insufficiently crushed fraction under the action of inclined deflecting elements 7 located on the sieve 6, for additional impact impact organs 5.

4. Многократное повторение цикла подачи еще слишком мало измельченной фракции к ротору 4, ее измельчение и направление дальше к поверхности 6а сита. 4. Repeated repetition of the feed cycle of still too little crushed fraction to the rotor 4, its crushing and further direction to the sieve surface 6a.

Кроме того, принцип измельчения ударной мельницы основан на измельчении без непосредственного взаимодействия ротора 4 и сита 6, что выражается в уменьшении расхода энергии и увеличении срока службы ударных органов. In addition, the principle of grinding the impact mill is based on grinding without direct interaction of the rotor 4 and sieve 6, which is reflected in a decrease in energy consumption and an increase in the service life of the impact organs.

Следует указать на то, что перфорированная поверхность камеры ротора удалена на расстояние, необходимое для того, чтобы предотвратить возможность оказания ударов ротором по проходящему мимо продукту. It should be noted that the perforated surface of the rotor chamber is removed to the distance necessary to prevent the possibility of impacts by the rotor of the product passing by.

Процесс имеет наиболее высокий КПД, если подача продукта к ротору происходит под определенным углом. Этот угол должен лежать к радиусу в диапазоне от 20 до 80^o.The process has the highest efficiency if the product is fed to the rotor at a certain angle. This angle should lie to a radius in the range from 20 to 80 ^o .

Claims (7)

1. Устройство для измельчения сыпучих продуктов, содержащее корпус и расположенные на сите отклоняющие элементы, отличающееся тем, что корпус имеет входной и выходной патрубки и ротор, окруженный по всей окружности ситом, и отклоняющие элементы, установленные с возможностью вращения относительно радиуса, причем отклоняющие элементы установлены с возможностью вращения вокруг центра вращения на поверхности сита в направлении поверхности вращения и во встречном направлении.1. A device for grinding bulk products, comprising a housing and deflecting elements located on the sieve, characterized in that the housing has an inlet and outlet nozzle and a rotor surrounded by a sieve around the entire circumference, and deflecting elements mounted for rotation relative to the radius, the deflecting elements mounted rotatably around the center of rotation on the screen surface in the direction of the surface of rotation and in the opposite direction. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отклоняющие элементы выполнены в виде треугольной призмы и имеют гладкую рабочую поверхность с углом наклона β диапазоне 20-80° к радиусу.2. The device according to claim 1, characterized in that the deflecting elements are made in the form of a triangular prism and have a smooth working surface with an inclination angle β in the range of 20-80 ° to the radius. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что расстояние между отклоняющими элементами и ударными органами ротора не превышает диаметра зерен исходного продукта.3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the distance between the deflecting elements and the impact organs of the rotor does not exceed the grain diameter of the initial product. 4. Устройство по одному из пп.1-3, отличающееся тем, что отклоняющие элементы установлены с возможностью перемещения вдоль периферии сита.4. The device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the deflecting elements are mounted to move along the periphery of the sieve. 5. Устройство по п.1, или 2, или 4, отличающееся тем, что сито содержит сегменты с разной и с одинаковой перфорацией.5. The device according to claim 1, or 2, or 4, characterized in that the sieve contains segments with different and with the same perforation. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что треугольные призмы закрывают каждая своими боковыми гранями сегменты сита с одинаковой перфорацией.6. The device according to claim 5, characterized in that the triangular prisms each cover their side faces with sieve segments with the same perforation. 7. Устройство по п.4, отличающееся тем, что отклоняющие элементы установлены с возможностью перемещения вдоль кольца по периферии поверхности сита.7. The device according to claim 4, characterized in that the deflecting elements are mounted to move along the ring along the periphery of the surface of the sieve.

Images