РОТОРНАЯ ДРОБИЛКА Российский патент 1997 года по МПК B02C13/02 

Изобретение относится к комбикормовой промышленности, а именно к оборудованию для измельчения зерен сельскохозяйственных культур на корм животных.

Известна роторная дробилка [1] содержащая корпус с загрузочными и разгрузочными патрубками, в котором расположен ротор с жестко закрепленными билами, и отражательную плиту с отверстиями, причем дробилка снабжена приспособлением для первичного измельчения материала, выполненным в виде установленных коаксиально ротору в шахматном порядке дробящих органов в форме трехгранных призм, а била снабжены сменными упрочняющими элементами, выполненными в форме прямой призмы, при этом угол между рабочей поверхностью упрочняющего элемента и осью била составляет 5-7^o.

Недостатком известной дробилки является сложность изготовления и низкая эффективность при измельчении зерна, обладающего низкой акустической жесткостью, ввиду того, что основная часть по разрушению обеспечивается за счет ударных нагрузок летящих компонентов об отражательную плиту с отверстиями.

Наиболее близкой к заявляемому объекту по технической сущности является, по нашему мнению, мельница [2] содержащая корпус с выступами на внутренней поверхности, установленный на горизонтальном валу ротор с рабочими элементами квадратного поперечного сечения, загрузочный и выгрузной патрубки, причем выступы на внутренней поверхности корпуса образованы набором сменных квадратных элементов, установленных с возможностью поворота на угол 90^o и фиксации. Кроме того, выступы корпуса и рабочие элементы ротора выполнены взаимозаменяемыми, и элементы корпуса установлены с зазором относительно друг друга.

Недостатками технического решения являются высокая энергоемкость процесса помола и малая производительность. Кроме того, при работе известного устройства выделяется значительное количество мелких и пылевидных частиц помола ввиду того, что при дроблении из-за плохого отделения дробленой фракции через зазоры между выступами корпуса поступает недробленое, а также переизмельченное зерно.

Для скармливания животным необходимо, чтобы зерно было полностью издроблено и в то же время имело минимальное количество мелкой пылевидной фракции.

Задачей предполагаемого изобретения является получение зерна, помолотого до крупной фракции, с исключением пылевидной фракции при минимальном расходе энергии на помол зерна.

Поставленная задача решается следующим образом.

В роторной дробилке, содержащей размещенный в кожухе корпус с жестко закрепленными на внутренней поверхности измельчающими выступами, установленный на валу ротор с жестко закрепленными билами, взаимодействующими с выступами на корпусе, загрузочный и разгрузочный патрубки, для решения поставленной задачи просеивающая поверхность выполнена на наружной стороне корпуса в виде кольцевых щелевых каналов, вскрывающих внутреннюю поверхность корпуса между смежными выступами.

Щелевые каналы могут быть выполнены по винтовой линии и иметь трапециевидную форму с расширением в сторону разгрузки. Просеивающая поверхность может быть образована навитой на измельчающие выступы со стороны кожуха стальной износостойкой проволокой с фиксированным зазором между витками. Целесообразно просеивающую поверхность изготовить из перфорированной стальной ленты, закрепленной на измельчающих выступах со стороны кожуха.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в следующем. После каждого дробления зерна или его осколков между выступом и билом раздробленный поток зерна проходит на просеивающей поверхности, где ведется отделение кондиционных частиц) размер частиц зерна, до которого требуется его измельчение) и вывод их из процесса измельчения. Просеивающая поверхность выполнена щелями, размер которых обеспечивает свободный их проход. А для увеличения эффективности процесса отделения длинная ось щели совпадает с направлением перемещения потока разрушенного зерна.

Кроме того, пропуск осколков зерна через щели ведется принудительно под действием центробежных сил на криволинейной просеивающей поверхности.

Все вышеуказанное способствует полному отделению измельченных частиц после очередного дробления, что исключает переизмельчение и уменьшает расход энергии.

Существенными отличиями предлагаемого технического решения являются следующие.

Просеивающая поверхность выполнена на наружной стороне корпуса в виде кольцевых щелевых каналов, вскрывающих внутреннюю поверхность корпуса смежными выступами.

Такая просеивающая поверхность обладает большой пропускной способностью, проста в изготовлении, надежна в работе. Монолитная конструкция, состоящая из измельчающих выступов, соединенных между собой ребрами жесткости, выполняющими роль просеивающей поверхности, обладает большой прочностью.

Щелевые каналы выполнены по винтовой линии и имеют трапециевидную форму с расширением в сторону разгрузки.

Это упрощает технологию изготовления, уменьшает сопротивление прохождению дробленого зерна через щель.

Просеивающая поверхность образована навитой на измельчительные выступы со стороны кожуха стальной износостойкой проволокой с фиксированным зазором между витками.

Данное решение упрощает технологию изготовления роторной дробилки, позволяет изменять крупность помола за счет изменения фиксированного зазора между витками при перемотке проволоки.

Для изготовления просеивающей поверхности может применяться проволока круглого, квадратного и прямоугольного сечения.

При изготовлении просеивающей поверхности из проволоки квадратного и прямоугольного сечения обеспечивается меньший фиксированный зазор между витками, следовательно, появляется возможность уменьшить крупность помола зерна.

Применение проволоки круглого сечения для изготовления просеивающей поверхности обеспечивает меньшее сопротивление перемещению потока раздробленного зерна, что создает возможность более эффективного его рассева.

Просеивающая поверхность изготовлена из перфорированной стальной ленты, закрепленной на измельчающих выступах со стороны кожуха. Данное решение упрощает технологию изготовления просеивающей поверхности. Рационально использовать такое решение в роторных дробилках, когда во время эксплуатации требуется изменение крупности помола. Это обеспечивается заменой изношенной перфорированной стальной ленты.

Таким образом, предлагаемая роторная дробилка обладает элементами существенной новизны и полезности.

На фиг.1 представлена принципиальная схема роторной дробилки, вертикальный разрез, на фиг.2 узел А (повернутый на 90^o) на фиг.1; на фиг.3 вид Б на фиг. 2; на фиг.4 разрез В-В на фиг.3; на фиг.5 конструкция просеивающей поверхности, выполненной проволокой круглого сечения; на фиг.6 - конструкция просеивающей поверхности, выполненной перфорированной лентой; на фиг.7 узел Г на фиг.2.

Роторная дробилка состоит из кожуха 1 (фиг.1,2), выполненного в виде диффузора, смонтированного неподвижно на раме (рама не показана). Внутри кожуха 1 закреплен корпус 2 с измельчающими выступами 3 на внутренней 4 цилиндрической поверхности. На валу 5 смонтирован ротор 6 с билами 7.

Для загрузки зерна имеется емкость 8 с затвором 9 и загрузочным патрубком 10. По наружной 11 цилиндрической поверхности корпуса 2 выполнены кольцевые щелевые каналы 12, образующие просеивающую поверхность (фиг. 2,3,4). Щелевые каналы 12 вскрывают внутреннюю цилиндрическую поверхность 4 корпуса 2 между смежными измельчительными выступами 3.

Для обеспечения малого сопротивления проходу раздробленных зерен ширина щелевого канала с внутренней поверхности 4 должна составлять 1,1-2 размера кондиционной частицы зерна. Расстояние между смежными выступами 3, определяющее длину щели 12 (фиг.3), должно быть не менее пяти размеров частицы дробленого зерна.

Кроме того, эффективность отделения кондиционных частиц из разрушенного зерна зависит от толщины слоя потока зерна над просеивающей поверхностью. Толщина слоя потока зерна определяется высотой измельчительного выступа 3. Для эффективной работы роторной дробилки необходимо, чтобы высота измельчительного выступа 3 была не более двух размеров условных диаметров зерна, идущего на помол.

Щелевые каналы 12 могут быть выполнены по винтовой линии и иметь трапециевидную форму с расширением в сторону разгрузки диффузора. Просеивающая поверхность может быть образована навитой на измельчающие выступы 3 стальной износостойкой проволокой 13 (фиг.5) с фиксированным зазором между витками, т. е. с образованием фиксированного щелевого канала 14 для прохода частиц дробленого зерна.

Можно использовать проволоку круглого, квадратного, прямоугольного сечения.

Применение проволоки 13 для образования просеивающей поверхности позволяет в широких пределах изменять величину щелевого зазора 14 и упростить технологию изготовления.

Кроме того, просеивающая поверхность может быть изготовлена из перфорированной стальной ленты 15, закрепленной на измельчающих выступах 3 (фиг. 6) со стороны кожуха. Конструкция измельчающих элементов выступов 3 на корпусе 2 и бил 7 на роторе 6 может быть различной. В приведенном примере показан вариант разрушающих элементов по принципу "среза" части зерна между неподвижной режущей кромкой 16 на измельчительном выступе 3 (фиг.7) и вращающейся кромкой 17 на биле 7. Расстояние "C" между этими кромками (по точности изготовления) может быть минимально возможным, когда требуется получить чистый срез, или увеличенным до размеров 1-3 кондиционного куса, и при этом используется срез с изломом.

При использовании варианта разрушения зерна срезом, угол α выступа 3 должен составлять 95-105^o, а соответствующий угол b била 7-90^o. Как показали исследования, это обеспечивает сохранность кромок 16 и 17 при работе. Била 7 могут быть выполнены съемными и иметь треугольную, как показано на фиг.2, или иную форму.

Роторная дробилка работает следующим образом.

При открытом затворе 9 зерно из емкости 8 через патрубок 10 потоком поступает внутрь ротора 6. Разрушение зерна осуществляется срезом между кромками 16 на выступах 3 и кромками 17 на билах 7 при вращении ротора 6. После прохода выступа 3 частицы зерна потоком воздуха перемещаются по просеивающей поверхности 4, и частицы кондиционного размера через щелевые каналы 12 или 14 поступают в кожух-диффузор 1 и выдаются из роторной дробилки.

Крупные частицы по поверхности 4 подаются для дальнейшего измельчения.

Рабочий процесс роторной дробилки следует рассматривать как стохастический, описываемый вероятностно статистическими методами. При этом установившийся режим работы роторной дробилки представляет собой непрерывный случайный стационарный процесс, который с учетом взаимодействия отмеченных выше составляющих элементов сводится к следующему.

Ротор 6, перемещаясь с большой скоростью в продуктивном воздушном слое, зажимает попадающие зерна или куски зерен, срезает или размалывает их и отбрасывает на просеивающую поверхность, разделяя их по крупности. Если размеры частиц позволяют проходить через щель 12, то они проходят, если нет, то частицы попадают в зону действия следующего выступа. После ряда таких проходов частицы дробятся, проходя через просеивающую поверхность.

При этом исключается проход целых нераздробленных зерен. В то же время после каждого прохода через выступ отделяется мелкая фракция, исключая тем самым переизмельчение и снижая расход энергии на дробление зерна.

Изобретение может быть применено в комбикормовой промышленности для измельчения зерен сельскохозяйственных культур на корм животных. Роторная дробилка состоит из кожуха 1, выполненного в виде диффузора, внутри которого закреплен корпус 2 с измельчающими выступами 3 на внутренней 4 цилиндрической поверхности. На валу 5 смонтирован ротор 6 с билами 7. На наружной 11 цилиндрической поверхности корпуса 2 выполнены кольцевые щелевые канала 12, вскрывающие внутреннюю цилиндрическую поверхность 4 корпуса между смежными измельчающими выступами. Щелевые каналы могут быть выполнены по винтовой линии трапециевидной формы с расширением в сторону разгрузки. Просеивающая поверхность может быть образована навитой на измельчающие выступы со стороны кожуха стальной износостойкой проволокой с фиксированным зазором между витками. Просеивающая поверхность может быть изготовлена из перфорированной стальной ленты, закрепленной на измельчающих выступах со стороны кожуха. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Роторная дробилка, содержащая размещенный в кожухе корпус с жестко закрепленными на внутренней поверхности измельчающими выступами, установленный на валу ротор с жестко закрепленными билами, взаимодействующими с выступами на корпусе, загрузочный и разгрузочный патрубки, отличающаяся тем, что просеивающая поверхность на наружной стороне корпуса выполнена в виде кольцевых щелевых каналов, вскрывающих внутреннюю поверхность корпуса между смежными выступами. 2. Дробилка по п.1, отличающаяся тем, что щелевые каналы выполнены по винтовой линии и имеют трапециевидную форму с расширением в сторону разгрузки. 3. Дробилка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что просеивающая поверхность образована навитой на измельчающие выступы со стороны кожуха стальной износостойкой проволокой с фиксированным зазором между витками. 4. Дробилка по п.1, отличающаяся тем, что просеивающая поверхность изготовлена из перфорированной стальной ленты, закрепленной на измельчающих выступах со стороны кожуха.