УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2002 года по МПК B02C7/08 

Изобретение относится к устройствам для измельчения сыпучих материалов и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности.

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.

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.

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.

Недостатками известного устройства являются высокая энергоемкость процесса измельчения, нестабильность гранулометрического состава конечного продукта и низкое его качество.

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.

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.

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".

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".

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.

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.

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.

Диски-роторы 4 и 5 посажены на валы 16 и 15 соответственно, каждый из которых имеет самостоятельный привод.

Для изменения степени измельчения устройство снабжено набором сменных калиброванных прокладок 12, которые устанавливаются между диском-ротором 4 и фланцем вала 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.

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.

Устройство содержит 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, располагающиеся ближе к центру, в радиальном сечении имеют форму скошенного прямоугольника и выполнены в виде кольцевых выступов со сквозными радиальными пазами. Рабочими органами второй ступени измельчения являются два кольцевых пояса, у которых в поперечном сечении имеются две неравные грани, а угол наклона режущей грани выступа в зависимости от физико-механических свойств исходного материала может изменяться в пределах от 3 до 45^o. Изобретение позволяет повысить качество конечного продукта, эффективность процесса измельчения, снизить энергоемкость процесса умельчения и расширить область применения. 3 ил.

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.