ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ДИСКОВЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ Российский патент 2023 года по МПК B02C7/00 B02C13/00 

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 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 отсутствием классификации материала по крупности при его движении от центра дисков к периферии, а также с отсутствием селективного воздействия на 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 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 и на верхней поверхности нижнего конического диска выполнены чередующиеся друг за другом от центра к периферии кольцевые выступы и впадины полукруглого поперечного сечения. Кольцевые выступы входят в соответствующие кольцевые впадины двух конических дисков. Вертикальный зазор между ними равномерно уменьшается от центра к периферии от (1,0...1,2)D_max до (0,1...0,5)D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. В кольцевых выступах нижнего конического диска по длине окружности с шагом, равномерно уменьшающимся от одного кольцевого выступа к другому в сторону периферии, выполнены конические отверстия с диаметром большего основания в сторону периферии. Образующая каждого конического отверстия соединяет нижние точки кольцевых впадин нижнего конического диска, а угол β наклона касательной к горизонту, соединяющей данные кольцевые впадины, превышает угол α естественного откоса материала. Высота кольцевых выступов и кольцевых впадин двух дисков, а также диаметр меньшего основания конических отверстий уменьшаются от центра дисков к периферии соответственно от (1,2...1,5)D_max и от D_max пропорционально уменьшению вертикального зазора между кольцевыми выступами и кольцевыми впадинами двух дисков.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез измельчителя; на фиг.2 – разрез А-А на фиг. 1 (кольцевые выступы и конические отверстия); на фиг. 3 – разрез Б-Б на фиг. 1 (кольцевые выступы и кольцевые впадины); на фиг. 4 – вид В на фиг. 2 (конические отверстия).

Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний 4 и нижний 5 диски. Верхний диск 4 вращается от загрузочного патрубка 2, а нижний диск 5 вращается от нижнего вала 6. На нижней поверхности верхнего конического диска 4 и на верхней поверхности нижнего конического диска 5 выполнены чередующиеся друг за другом от центра к периферии кольцевые выступы 7, 8 и впадины 9, 10 полукруглого поперечного сечения. Кольцевые выступы 7 верхнего конического диска 4 входят в кольцевые впадины 10 нижнего конического диска 5, а кольцевые выступы 8 нижнего конического диска 5 входят в кольцевые впадины 9 верхнего конического диска 4, вертикальный зазор между ними равномерно уменьшается от центра к периферии от (1,0...1,2)D_max до (0,1...0,5)D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. В кольцевых выступах 8 нижнего конического диска 5 по длине окружности с шагом, равномерно уменьшающимся от одного кольцевого выступа 8 к другому в сторону периферии, выполнены конические отверстия 11 с диаметром большего основания 12 в сторону периферии. Образующая 13 каждого конического отверстия 11 соединяет нижние точки 14 кольцевых впадин 10 нижнего конического диска 5. Угол β наклона касательной 15 к горизонту, соединяющей данные кольцевые впадины 10, превышает угол α естественного откоса материала. Высота кольцевых выступов 7 и 8 и кольцевых впадин 9 и 10 двух дисков 4 и 5, а также диаметр меньшего основания 16 конических отверстий 11 уменьшаются от центра дисков 4 и 5 к периферии соответственно от (1,2...1,5)D_max и от D_max пропорционально уменьшению вертикального зазора между кольцевыми выступами 7,8 и соответствующими кольцевыми впадинами 9, 10 двух дисков 4 и 5. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего конического диска 4 за счет пружинной опоры 17.

Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 1%, попадает в загрузочный патрубок 2, затем в рабочий объем между верхней поверхностью нижнего конического диска 5 и нижней поверхностью верхнего конического диска 4, вращающихся в противоположные стороны соответственно от нижнего вала 6 и загрузочного патрубка 2. Частицы материала направляются на верхнюю поверхность нижнего конического диска 5, затем под действием центробежной силы направляются в зону действия внутреннего кольцевого выступа 7 верхнего конического диска 4 и сопряженной с ним кольцевой впадины 10 нижнего конического диска 5. В вертикальном зазоре между данным кольцевым выступом 7 и кольцевой впадиной 10 осуществляется предварительное разрушение частиц материала. Частицы, измельченные до необходимого размера, проходят через конические отверстия 11 кольцевых выступов 8 нижнего конического диска 5. Более крупные частицы продолжают измельчаться между кольцевым выступом 7 верхнего конического диска 4 и кольцевой впадиной 10 нижнего конического диска 5 до тех пор, пока не пройдут через конические отверстия 11 кольцевого выступа 8 нижнего конического диска 5. Частицы, прошедшие через конические отверстия 11, имеющие большее основание 12 и меньшее основание 16, продолжают свое движение к следующему зазору между кольцевым выступом 7 верхнего конического диска 4 и сопряженной с ним кольцевой впадиной 10 нижнего конического диска 5. Здесь процесс измельчения за счет раздавливания и истирания и процесс классификации частиц посредством конических отверстий 11 повторяется. Таким образом, осуществляется непрерывное измельчение материала и его классификация на всем пути его движения от центра конических дисков 4 и 5 к их периферии. Для более интенсивного продвижения частиц вдоль конических отверстий 11 в направлении периферии, угол β наклона касательной 15 к горизонту, соединяющей данные кольцевые впадины 10, превышает угол α естественного откоса материала, а образующая 13 каждого конического отверстия 11 соединяет нижние точки 14 кольцевых впадин 10. Посредством изменения вертикального зазора между кольцевыми выступами 7 верхнего конического диска 4 и кольцевыми впадинами 10 нижнего конического диска 5 и между кольцевыми выступами 8 нижнего конического диска 5 и кольцевыми впадинами 9 верхнего конического диска 4, а также изменения диаметра меньшего основания 16 конических отверстий 11 можно регулировать конечный размер готового продукта. При достижении необходимого размера частицы материала перемещаются в направлении периферии нижнего конического диска 5. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего конического диска 4 при сжатии пружинной опоры 17. Готовый продукт выносится воздушным потоком из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Так как частицы при движении от центра конических дисков 4 и 5 к их периферии уменьшаются в размерах соответственно, от центра дисков 4 и 5 к периферии уменьшается вертикальный зазор между кольцевыми выступами 7, 8 и соответствующими кольцевыми впадинами 9, 10 двух дисков 4 и 5, уменьшается высота кольцевых выступов 7 и 8 и кольцевых впадин 9 и 10, а также диаметр меньшего основания 16 конических отверстий 11. Для исключения забивания материалом отверстия 11 в кольцевых выступах 8 нижнего конического диска 5 выполнены коническими с меньшим основанием 16 к центру и с большим основанием 12 к периферии.

Предложенная конструкция центробежного дискового измельчителя 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 и на верхней поверхности нижнего конического диска 5 выполнены чередующиеся друг за другом от центра к периферии кольцевые выступы 7 и 8 и впадины 9 и 10 полукруглого поперечного сечения. Кольцевые выступы 7 и 8 входят в соответствующие кольцевые впадины 9 и 10 двух конических дисков 4 и 5. Вертикальный зазор между ними равномерно уменьшается от центра к периферии от (1,0...1,2)Dmax до (0,1...0,5)Dmax, где Dmax – максимальный размер частиц измельчаемого материала. В кольцевых выступах 8 нижнего конического диска 5 по длине окружности с шагом, равномерно уменьшающимся от одного кольцевого выступа 8 к другому в сторону периферии, выполнены конические отверстия 11 с диаметром большего основания 12 в сторону периферии. Образующая 13 каждого конического отверстия 11 соединяет нижние точки 14 кольцевых впадин 10 нижнего конического диска 5. Угол β наклона касательной 15 к горизонту, соединяющей данные кольцевые впадины 10, превышает угол α естественного откоса материала. Высота кольцевых выступов 7 и 8 и кольцевых впадин 9 и 10 двух дисков 4 и 5, а также диаметр меньшего основания 16 конических отверстий 11 уменьшаются от центра дисков 4 и 5 к периферии соответственно от (1,2...1,5)Dmax и от Dmax пропорционально уменьшению вертикального зазора между кольцевыми выступами 7, 8 и кольцевыми впадинами 9, 10 двух дисков 4 и 5. 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 и на верхней поверхности нижнего конического диска выполнены чередующиеся друг за другом от центра к периферии кольцевые выступы и впадины полукруглого поперечного сечения, кольцевые выступы входят в соответствующие кольцевые впадины двух конических дисков, вертикальный зазор между ними равномерно уменьшается от центра к периферии от (1,0...1,2)D_max до (0,1...0,5)D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала, в кольцевых выступах нижнего конического диска по длине окружности с шагом, равномерно уменьшающимся от одного кольцевого выступа к другому в сторону периферии, выполнены конические отверстия с диаметром большего основания в сторону периферии, при этом образующая каждого конического отверстия соединяет нижние точки кольцевых впадин нижнего конического диска, а угол β наклона касательной к горизонту, соединяющей данные кольцевые впадины, превышает угол α естественного откоса материала, высота кольцевых выступов и кольцевых впадин двух дисков, а также диаметр меньшего основания конических отверстий уменьшаются от центра дисков к периферии соответственно от (1,2...1,5)D_max и от D_max пропорционально уменьшению вертикального зазора между кольцевыми выступами и кольцевыми впадинами двух дисков.