ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ДИСКОВЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ Российский патент 2023 года по МПК B02C13/14 

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; Семикопенко И.А., Фадин Ю.М., Горбань Т.Л., Трофимов И.О. Условие преодоления частицей материала радиально расположенного барьера, закрепленного на горизонтальном роторе // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2015. № 1. С. 78-79), содержащего цилиндрический корпус, внутри которого расположены два вращающихся в противоположных направлениях верхний и нижний диски с 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, принятому 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 отсутствием классификации материала по крупности при его движении от центра дисков к периферии, а также с отсутствием селективного воздействия на измельчаемый материал.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет классификации материала по крупности при его движении от центра дисков к периферии, а также селективного воздействия на измельчаемый материал.

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 нижней поверхности верхнего конического диска жестко закреплены радиальные прямолинейные лопатки одинаковой высоты. В центре нижнего горизонтального диска жестко закреплен вертикальный цилиндрический накопитель со сквозными вертикальными вырезами шириной, превышающей 2D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. К наружной поверхности вертикального цилиндрического накопителя, между боковыми стенками смежных сквозных вертикальных вырезов, примыкают жестко закрепленные на нижнем горизонтальном диске равномерно расположенные радиальные прямолинейные лопатки, минимальное расстояние между которыми превышает 2D_max, а высота радиальных прямолинейных лопаток, расположенных друг за другом противоположно направлению их вращения, уменьшается от центра к периферии соответственно от 0,25 D_max до (0,1…0,2)D_max, от 0,5 D_max до (0,1…0,2)D_max и от D_max до (0,1…0,2)D_max. Между радиальными прямолинейными лопатками двух дисков имеются различные по величине вертикальные зазоры. Внутри вертикального цилиндрического накопителя к нижнему горизонтальному диску жестко прикреплены прямолинейные разбрасывающие лопасти высотой D_max, рабочая поверхность каждой из которых находится в одной плоскости с задней боковой стенкой соответствующего сквозного вертикального выреза по направлению его вращения. Внутренний диаметр вертикального цилиндрического накопителя равен внутреннему диаметру загрузочного патрубка.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез измельчителя; на фиг.2 – разрез А-А на фиг. 1 (вертикальный цилиндрический накопитель со сквозными вертикальными вырезами); на фиг. 3 – разрез Б-Б на фиг. 1 (радиальные прямолинейные лопатки верхнего конического диска); на фиг. 4 – разрез В-В на фиг. 2 (радиальные прямолинейные лопатки нижнего горизонтального диска).

Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний 4 и нижний 5 диски. Верхний конический диск 4 вращается от загрузочного патрубка 2, а нижний горизонтальный диск 5 вращается от нижнего вала 6. На нижней поверхности верхнего конического диска 4 жестко закреплены, например сваркой, радиальные прямолинейные лопатки 7 одинаковой высоты. В центре нижнего горизонтального диска 5 жестко закреплен, например сваркой, вертикальный цилиндрический накопитель 8 со сквозными вертикальными вырезами 9 шириной, превышающей 2D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. К наружной поверхности вертикального цилиндрического накопителя 8, между боковыми стенками 10, 11 смежных сквозных вертикальных вырезов 9, примыкают жестко закрепленные, например сваркой, на нижнем горизонтальном диске 5 равномерно расположенные радиальные прямолинейные лопатки, соответственно, 12, 13 и 14, минимальное расстояние между которыми превышает 2D_max. Высота радиальных прямолинейных лопаток 12, 13 и 14, расположенных друг за другом противоположно направлению их вращения, уменьшается от центра к периферии соответственно от 0,25 D_max до (0,1…0,2)D_max, от 0,5 D_max до (0,1…0,2)D_max и от D_max до (0,1…0,2)D_max. Между радиальными прямолинейными лопатками 7 и 12, 13, 14 двух дисков 4 и 5 имеются различные по величине вертикальные зазоры. Внутри вертикального цилиндрического накопителя 8 к нижнему горизонтальному диску 5 жестко прикреплены, например сваркой, прямолинейные разбрасывающие лопасти 15 высотой D_max, рабочая поверхность каждой из которых находится в одной плоскости с задней боковой стенкой 10 соответствующего сквозного вертикального выреза 9 по направлению его вращения. Внутренний диаметр вертикального цилиндрического накопителя 8 равен внутреннему диаметру загрузочного патрубка 2. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего конического диска 4 за счет пружинной опоры 16.

Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в загрузочный патрубок 2, затем в рабочий объем между верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5 и нижней поверхностью верхнего конического диска 4, вращающихся в противоположные стороны соответственно от нижнего вала 6 и загрузочного патрубка 2. Частицы материала захватываются прямолинейными разбрасывающими лопастями 15 и перемещаются вдоль их рабочей поверхности в направлении сквозных вертикальных вырезов 9 в вертикальном цилиндрическом накопителе 8. Так как рабочая поверхность прямолинейных разбрасывающих лопастей 15 и поверхность задней боковой стенки 10 расположены в одной плоскости, то полидисперсные частицы материала проходят через сквозные вертикальные вырезы 9 по поверхности задней боковой стенки 10, и попадают на рабочие поверхности радиальных прямолинейных лопаток 12, также расположенные с поверхностью задней боковой стенки 10 в одной плоскости. Самые мелкие частицы продолжают свое движение вдоль рабочей поверхности радиальных прямолинейных лопаток 12 и окончательно измельчаются на периферийном участке в вертикальном технологическом зазоре между радиальными прямолинейными лопатками 12 нижнего горизонтального диска 5 и радиальными прямолинейными лопатками 7 верхнего конического диска 4. Частицы средних и крупных размеров преодолевают соответственно барьер радиальной прямолинейной лопатки 12 и радиальной прямолинейной лопатки 13 за счет силы Кориолиса, и продолжают свое движение вдоль рабочих поверхностей радиальных прямолинейных лопаток, соответственно 13 и 14, имеющих на начальном участке движения соответственно среднюю и наибольшую высоту. Таким образом, осуществляется классификация частиц по их размерам на начальном участке движения и перемещение их вдоль рабочей поверхности различных по высоте радиальных прямолинейных лопаток 12, 13 и 14, расположенных между боковыми стенками 10 и 11 смежных сквозных вертикальных вырезов 9. Разрушение частиц средних и крупных размеров также осуществляется в вертикальном зазоре между радиальными прямолинейными лопатками 13 и 14 нижнего горизонтального диска 5 и радиальными прямолинейными лопатками 7 верхнего конического диска 4, вращающихся во встречном направлении. Разрушение мелких, средних и крупных частиц осуществляется между противоположно вращающимися верхним коническим 4 и нижним горизонтальным 5 дисками за счет нагрузок на срез, раздавливание и истирание. Данное разрушение осуществляется на периферии радиальных прямолинейных лопаток 12 для мелких частиц, на промежуточных участках и периферии радиальных прямолинейных лопаток 13 для частиц средних размеров и на всем пути движения крупных частиц вдоль радиальных прямолинейных лопаток 14. При этом радиальные прямолинейные лопатки 12, 13 и 14 являются высотой барьера при классификации соответственно, мелких, средних и крупных частиц. При достижении необходимого размера частицы материала направляются в сторону периферии нижнего горизонтального диска 5. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего конического диска 4 при сжатии пружинной опоры 16. Готовый продукт выносится воздушным потоком из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Так как частицы при движении от центра дисков 4 и 5 к их периферии уменьшаются в размерах соответственно, уменьшается высота радиальных прямолинейных ребер 12, 13 и 14, а также вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего конического диска и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска. Для предотвращения заклинивания материала между смежными радиальными прямолинейными лопатками 12, 13 и 14 минимальное расстояние между ними превышает 2D_max. Для предотвращения забивания сквозных вертикальных вырезов 9 частицами измельчаемого материала ширина данных вырезов превышает 2D_max. Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися верхним коническим и нижним горизонтальным дисками с радиальными ребрами разной высоты, а также с вертикальным цилиндрическим накопителем со сквозными вертикальными вырезами позволяет обеспечить классификацию материала по крупности при его движении от центра дисков к периферии, а также селективное воздействие на измельчаемый материал. Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения, тем самым увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала.

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 нижней поверхности верхнего конического диска 4 жестко закреплены радиальные прямолинейные лопатки 7 одинаковой высоты, в центре нижнего горизонтального диска 5 жестко закреплен вертикальный цилиндрический накопитель 8 со сквозными вертикальными вырезами 9 шириной, превышающей 2D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала, к наружной поверхности вертикального цилиндрического накопителя 8, между боковыми стенками 10 и 11 смежных сквозных вертикальных вырезов 9, примыкают жестко закрепленные на нижнем горизонтальном диске 5 равномерно расположенные радиальные прямолинейные лопатки 12, 13 и 14, минимальное расстояние между которыми превышает 2D_max, а высота радиальных прямолинейных лопаток 12, 13, 14, расположенных друг за другом противоположно направлению их вращения, уменьшается от центра к периферии соответственно от 0,25 D_max до (0,1…0,2)D_max, от 0,5 D_max до (0,1…0,2)D_max и от D_max до (0,1…0,2)D_max, между радиальными прямолинейными лопатками 7 и 12, 13, 14 двух дисков 4 и 5 имеются различные по величине вертикальные зазоры, внутри вертикального цилиндрического накопителя 8 к нижнему горизонтальному диску 5 жестко прикреплены прямолинейные разбрасывающие лопасти 15 высотой D_max, рабочая поверхность каждой из которых находится в одной плоскости с задней боковой стенкой 10 соответствующего сквозного вертикального выреза 9 по направлению его вращения, а внутренний диаметр вертикального цилиндрического накопителя 8 равен внутреннему диаметру загрузочного патрубка 2. Измельчитель обеспечивает повышение эффективности рабочего процесса. 4 ил.

Центробежный дисковый измельчитель, содержащий цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски, отличающийся тем, что на нижней поверхности верхнего конического диска жестко закреплены радиальные прямолинейные лопатки одинаковой высоты, в центре нижнего горизонтального диска жестко закреплен вертикальный цилиндрический накопитель со сквозными вертикальными вырезами шириной, превышающей 2D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала, к наружной поверхности вертикального цилиндрического накопителя, между боковыми стенками смежных сквозных вертикальных вырезов, примыкают жестко закрепленные на нижнем горизонтальном диске равномерно расположенные радиальные прямолинейные лопатки, минимальное расстояние между которыми превышает 2D_max, а высота радиальных прямолинейных лопаток, расположенных друг за другом противоположно направлению их вращения, уменьшается от центра к периферии соответственно от 0,25 D_max до (0,1…0,2)D_max, от 0,5 D_max до (0,1…0,2)D_max, и от D_max до (0,1…0,2)D_max, между радиальными прямолинейными лопатками двух дисков имеются различные по величине вертикальные зазоры, внутри вертикального цилиндрического накопителя к нижнему горизонтальному диску жестко прикреплены прямолинейные разбрасывающие лопасти высотой D_max, рабочая поверхность каждой из которых находится в одной плоскости с задней боковой стенкой соответствующего сквозного вертикального выреза по направлению его вращения, а внутренний диаметр вертикального цилиндрического накопителя равен внутреннему диаметру загрузочного патрубка.