Центробежная роторная мельница Российский патент 2004 года по МПК B02C7/08 

Изобретение относится к центробежным мельницам роторного типа для тонкого измельчения различных материалов.

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).

В мельницах, использующих данный принцип измельчения твердых материалов, а именно метод струйного измельчения встречных потоков, достигается высокая производительность и тонкость помола.

Однако в таких мельницах не используются полностью все возможности достижения максимальной производительности и тонкости помола.

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.

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.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении производительности и тонкости помола мельницы, а также в уменьшении удельных энергозатрат.

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.

Кроме того, она снабжена дополнительными роторами, установленными с образованием комплекса модулей из трех роторов.

Причем загрузочные патрубки снабжены патрубками подсоса воздуха с регуляторами расхода.

Периферийные участки разгонных лопаток по всей высоте и внутренняя поверхность корпуса снабжены сменными накладками из твердого материала.

При этом вертикальные металлические стержни и разгонные лопатки выполнены сменными.

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.

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.

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).

Центробежная роторная мельница, изображенная на фиг. 1 и 2, работает следующим образом.

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).

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.

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.

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.

Центробежная роторная мельница содержит корпус, в котором с возможностью вращения в одну сторону размещены в одной плоскости роторы с разгонными лопатками, с загрузочными патрубками на крышке и с приводами, сообщенные между собой тангенциальным каналом и образующие модуль из трех роторов, оси вращения которых размещены в вершинах равностороннего треугольника, в точке пересечения трех апофем которого расположен выгрузочный патрубок, под загрузочными патрубками установлены вертикальные металлические стержни, а загрузочные патрубки всех роторов расположены напротив оси их вращения, на крышке корпуса соосно основному выгрузочному патрубку установлен дополнительный выгрузочный патрубок с конической втулкой. Мельница может быть снабжена дополнительными роторами, установленными с образованием комплекса модулей из трех роторов, загрузочные патрубки могут быть снабжены патрубками подсоса воздуха с регуляторами расхода, периферийные участки разгонных лопаток и внутренняя поверхность корпуса могут быть снабжены сменными накладками из твердого материала, а металлические стержни и разгонные лопатки могут быть выполнены сменными. Изобретение позволяет повысить производительность, тонкость помола мельницы и уменьшить удельные энергозатраты. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

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.2. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что снабжена дополнительными роторами, установленными с образованием комплекса модулей из трех роторов.3. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что загрузочные патрубки снабжены патрубками подсоса воздуха с регуляторами расхода.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.5. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что металлические стержни выполнены сменными.6. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что разгонные лопатки выполнены сменными.