RU2755473C1

RU2755473C1 - Центробежный дисковый измельчитель

Info

Publication number: RU2755473C1
Application number: RU2021102580A
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Семикопенко; Максим Романович Коржов; Егор Алексеевич Бороздин; Александр Эдуардович Севостьянов
Priority date: 2021-02-04
Filing date: 2021-02-04
Publication date: 2021-09-16

Abstract

Изобретение относится к устройствам для измельчения различных материалов и может быть использовано при производстве строительных материалов, а также в других отраслях промышленности. Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний 4 и нижний 5 диски. На верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5 симметрично в плане и жестко закреплены вертикальные радиальные лопатки 7, на верхних торцах которых жестко закреплены концентрические кольца 8, разделенные между собой вертикальными цилиндрическими перегородками 9 с радиальными сквозными отверстиями 10 по их высоте. На нижней поверхности верхнего горизонтального диска 4 последовательно друг за другом по концентрическим окружностям жестко закреплены призматические элементы 11 со скосом на нижней поверхности в сторону вращения, расположенные напротив концентрических колец 8 между вертикальными цилиндрическими перегородками 9 с технологическим радиальным зазором. Минимальный вертикальный зазор между нижней поверхностью призматических элементов 11 и верхней поверхностью концентрических колец 8 равномерно уменьшается от центра горизонтальных дисков 4 и 5 к их периферии от D_max до (0,1...0,5) D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. В центре в боковых поверхностях внутреннего концентрического кольца 8 жестко закреплен разбрасыватель 12 с вертикальными лопастями 13, диаметр которого равен внутреннему диаметру загрузочного патрубка 2 и диаметру окружности внутренних торцов вертикальных радиальных лопаток 7, внешние торцы которых находятся на периферии нижнего диска 5, а их высота превышает D_max. Имеется технологический вертикальный зазор между верхними торцами вертикальных цилиндрических перегородок 9 и нижней поверхностью верхнего горизонтального диска 4. Каждое концентрическое кольцо 8 шириной, превышающей D_max, имеет ребристую поверхность со сквозными отверстиями 14, последовательно расположенными по его длине, которые имеют форму усеченного конуса с меньшим верхним основанием, диаметр которого равен (0,1...0,5) D_max. Ширина радиальных сквозных отверстий 10 в вертикальных цилиндрических перегородках 9 превышает D_max. Измельчитель обеспечивает повышение эффективности процесса измельчения. 4 ил.

Description

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), содержащего цилиндрический корпус, внутри которого расположены два вращающихся в противоположных направлениях верхний и нижний диски с конической 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 незначительными нагрузками на измельчаемый материал и с отсутствием селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет увеличения нагрузок на измельчаемый материал и селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.

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 верхней поверхности нижнего горизонтального диска симметрично в плане и жестко закреплены вертикальные радиальные лопатки, на верхних торцах которых жестко закреплены концентрические кольца, разделенные между собой вертикальными цилиндрическими перегородками с радиальными сквозными отверстиями по их высоте. На нижней поверхности верхнего горизонтального диска последовательно друг за другом по концентрическим окружностям жестко закреплены призматические элементы со скосом на нижней поверхности в сторону вращения, расположенные напротив концентрических колец между вертикальными цилиндрическими перегородками с технологическим радиальным зазором. Минимальный вертикальный зазор между нижней поверхностью призматических элементов и верхней поверхностью концентрических колец равномерно уменьшается от центра горизонтальных дисков к их периферии от D_maxдо (0,1...0,5) D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. В центре в боковых поверхностях внутреннего концентрического кольца жестко закреплен разбрасыватель с вертикальными лопастями, диаметр которого равен внутреннему диаметру загрузочного патрубка и диаметру окружности внутренних торцов вертикальных радиальных лопаток, внешние торцы которых находятся на периферии нижнего диска, а их высота превышает D_max. Имеется технологический вертикальный зазор между верхними торцами вертикальных цилиндрических перегородок и нижней поверхностью верхнего горизонтального диска. Каждое концентрическое кольцо шириной, превышающей D_max, имеет ребристую поверхность со сквозными отверстиями, последовательно расположенными по его длине, которые имеют форму усеченного конуса с меньшим верхним основанием, диаметр которого равен (0,1...0,5) D_max. Ширина радиальных сквозных отверстий в вертикальных цилиндрических перегородках превышает D_max.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен разрез А - А на фиг.2 (продольный разрез измельчителя); на фиг.2 – разрез Б-Б на фиг. 1 (концентрические кольца со сквозными отверстиями); на фиг. 3 – разрез В-В на фиг. 1 (вертикальные радиальные лопатки); на фиг. 4 – разрез Г - Г на фиг. 1 (призматические элементы).

Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний 4 и нижний 5 горизонтальные диски. Верхний горизонтальный диск 4 вращается от загрузочного патрубка 2, а нижний горизонтальный диск 5 вращается от нижнего вала 6. На верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5 симметрично в плане и жестко закреплены вертикальные радиальные лопатки 7, на верхних торцах которых жестко закреплены концентрические кольца 8, разделенные между собой вертикальными цилиндрическими перегородками 9 с радиальными сквозными отверстиями 10 по их высоте. На нижней поверхности верхнего горизонтального диска 4 последовательно друг за другом по концентрическим окружностям жестко закреплены призматические элементы 11 со скосом на нижней поверхности в сторону вращения, расположенные напротив концентрических колец 8 между вертикальными цилиндрическими перегородками 9 с технологическим радиальным зазором. Минимальный вертикальный зазор между нижней поверхностью призматических элементов 11 и верхней поверхностью концентрических колец 8 равномерно уменьшается от центра горизонтальных дисков 4 и 5 к их периферии от D_maxдо (0,1...0,5) D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. В центре в боковых поверхностях внутреннего концентрического кольца 8 жестко закреплен разбрасыватель 12 с вертикальными лопастями 13, диаметр которого равен внутреннему диаметру загрузочного патрубка 2 и диаметру окружности внутренних торцов вертикальных радиальных лопаток 7, внешние торцы которых находятся на периферии нижнего диска 5, а их высота превышает D_max. Имеется технологический вертикальный зазор между верхними торцами вертикальных цилиндрических перегородок 9 и нижней поверхностью верхнего горизонтального диска 4. Каждое концентрическое кольцо 8 шириной, превышающей D_max, имеет ребристую поверхность со сквозными отверстиями 14, последовательно расположенными по его длине, которые имеют форму усеченного конуса с меньшим верхним основанием, диаметр которого равен (0,1...0,5) D_max. Ширина радиальных сквозных отверстий 10 в вертикальных цилиндрических перегородках 9 превышает D_max. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего диска 4 за счет пружинной опоры 15.

Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в загрузочный патрубок 2, затем в рабочий объем между горизонтальными поверхностями нижнего 5 и верхнего 4 дисков, вращающихся в противоположные стороны соответственно от нижнего вала 6 и загрузочного патрубка 2. Частицы материала с помощью разбрасывателя 12 с вертикальными лопастями 13 направляются на верхнюю поверхность нижнего диска 5, и попадают на концентрические кольца 8, разделенные между собой вертикальными цилиндрическими перегородками 9 с радиальными сквозными отверстиями 10. Частицы материала захватываются призматическими элементами 11 со скосом на нижней поверхности и совершают движение по окружности концентрических колец 8. При наличии призматических элементов 11, закрепленных на верхнем диске 4, и концентрических колец 8 с ребристой поверхностью, принадлежащих нижнему диску 5, вращающихся в противоположном верхнему диску 4 направлении, частицы материала разрушаются в рабочем пространстве между призматическими элементами 11 и ребристой поверхностью концентрических колец 8 двух дисков 4 и 5 за счет раздавливания и истирания. При достижении необходимого размера, частицы материала проходят через сквозные отверстия 14 в концентрических кольцах 8 и захватываются вертикальными радиальными лопатками 7, расположенными между верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5 и нижней поверхностью концентрических колец 8. Готовые по размеру частицы направляются к периферийной части нижнего диска 5 и в сторону разгрузочного патрубка 3. Крупная фракция материала направляется за счет центробежной силы на следующее концентрическое кольцо 8 через радиальные сквозные отверстия 10 в вертикальных цилиндрических перегородках 9. Процесс раздавливания и истирания частиц повторяется на всех концентрических кольцах 8, при этом осуществляется непрерывный отвод частиц готового продукта через сквозные отверстия 14 в концентрических кольцах 8. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего диска 4 при сжатии пружинной опоры 15. Готовый продукт вылетает из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Так как частицы материала при перемещении от центра к периферии дисков 4 и 5 уменьшаются в размерах, соответственно, равномерно уменьшается вертикальный зазор от D_maxдо (0,1...0,5) D_max между нижней поверхностью призматических элементов 11 и верхней ребристой поверхностью концентрических колец 8 от центра горизонтальных дисков 4 и 5 к их периферии. Для исключения забивания материалом радиальных сквозных отверстий 10 в вертикальных цилиндрических перегородках 9 ширина радиальных сквозных отверстий 10 превышает D_max. Для обеспечения работы измельчителя ширина концентрических колец 8 превышает D_max, а также имеется технологический вертикальный зазор между верхними торцами вертикальных цилиндрических перегородок 9 и нижней поверхностью верхнего горизонтального диска 4.

Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися верхним 4 и нижним 5 горизонтальными дисками, имеющими соответственно призматические элементы 11 и концентрические кольца 8 с ребристой поверхностью и сквозными отверстиями 14, а также вертикальными цилиндрическими перегородками 9 с радиальными сквозными отверстиями 10 позволяет обеспечить повышение нагрузок на измельчаемый материал и селективное воздействие на измельчаемый материал в зависимости от крупности частиц.

Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения, тем самым увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала.

Claims

Центробежный дисковый измельчитель, содержащий цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски, отличающийся тем, что на верхней поверхности нижнего горизонтального диска симметрично в плане и жестко закреплены вертикальные радиальные лопатки, на верхних торцах которых жестко закреплены концентрические кольца, разделенные между собой вертикальными цилиндрическими перегородками с радиальными сквозными отверстиями по их высоте, на нижней поверхности верхнего горизонтального диска последовательно друг за другом по концентрическим окружностям жестко закреплены призматические элементы со скосом на нижней поверхности в сторону вращения, расположенные напротив концентрических колец между вертикальными цилиндрическими перегородками с технологическим радиальным зазором, минимальный вертикальный зазор между нижней поверхностью призматических элементов и верхней поверхностью концентрических колец равномерно уменьшается от центра горизонтальных дисков к их периферии от D_max до (0,1...0,5) D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала, в центре в боковых поверхностях внутреннего концентрического кольца жестко закреплен разбрасыватель с вертикальными лопастями, диаметр которого равен внутреннему диаметру загрузочного патрубка и диаметру окружности внутренних торцов вертикальных радиальных лопаток, внешние торцы которых находятся на периферии нижнего диска, а их высота превышает D_max, при этом имеется технологический вертикальный зазор между верхними торцами вертикальных цилиндрических перегородок и нижней поверхностью верхнего горизонтального диска, а каждое концентрическое кольцо шириной, превышающей D_max, имеет ребристую поверхность со сквозными отверстиями, последовательно расположенными по его длине, которые имеют форму усеченного конуса с меньшим верхним основанием, диаметр которого равен (0,1...0,5) D_max, ширина радиальных сквозных отверстий в вертикальных цилиндрических перегородках превышает D_max.