ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ДИСКОВЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ Российский патент 2024 года по МПК B02C7/00 B02C7/11 

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, В02С13/14, 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 предварительного измельчения материала и с незначительными нагрузками на измельчаемый материал.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет предварительного измельчения материала и повышения нагрузок 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 вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего конического диска и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска равномерно уменьшается от центра дисков к их периферии от (1,5...2)D_max до (0,5...1,0)D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. К нижней поверхности верхнего конического диска жестко закреплены равномерно расположенные радиальные вертикальные ребра одинаковой высоты. К верхней поверхности нижнего горизонтального диска жестко закреплены равномерно расположенные радиальные вертикальные ребра, высота которых равномерно уменьшается от центра к периферии пропорционально уменьшению вертикального зазора между поверхностями двух дисков. К внутренним торцам радиальных вертикальных ребер обоих дисков жестко прикреплены вертикальные стаканы, внутренний диаметр каждого из которых равен внутреннему диаметру загрузочного патрубка. К внутренним полостям каждого вертикального стакана внешними торцами жестко прикреплены криволинейные радиальные износостойкие ножи, симметрично расположенные относительно оси вращения и изогнутые в соответствии с направлением вращения соответствующего диска, внутренние торцы которых жестко прикреплены в центре к вертикальным прутковым разделителям, высота каждого из которых равна высоте соответствующего вертикального стакана. Между вертикальными стаканами, а также между радиальными вертикальными ребрами двух дисков имеется вертикальный технологический зазор. Вертикальное расстояние от нижнего торца нижнего вертикального стакана до верхней поверхности нижнего горизонтального диска превышает 2D_max. Минимальное расстояние между смежными радиальными вертикальными ребрами на двух дисках превышает D_max.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен продольный разрез центробежного дискового измельчителя; фиг. 2 – разрез А-А на фиг. 1 (нижний вертикальный стакан); фиг. 3 – разрез Б-Б на фиг. 1 (верхний вертикальный стакан).

Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний конический 4 и нижний горизонтальный 5 диски. Верхний конический диск 4 вращается от загрузочного патрубка 2, а нижний горизонтальный диск 5 вращается от нижнего вала 6. Вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего конического диска 4 и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5 равномерно уменьшается от центра дисков 4 и 5 к их периферии от (1,5...2)D_max до (0,5...1,0)D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. К нижней поверхности верхнего конического диска 4 жестко закреплены, например сваркой, равномерно расположенные радиальные вертикальные ребра 7 одинаковой высоты. К верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5 жестко закреплены, например сваркой, равномерно расположенные радиальные вертикальные ребра 8, высота которых равномерно уменьшается от центра к периферии пропорционально уменьшению вертикального зазора между поверхностями верхнего конического диска 4 и нижнего горизонтального диска 5. К внутренним торцам радиальных вертикальных ребер 7 и 8 верхнего конического диска 4 и нижнего горизонтального диска 5 жестко прикреплены, например сваркой, верхний вертикальный стакан 9 и нижний вертикальный стакан 10, внутренний диаметр каждого из которых равен внутреннему диаметру загрузочного патрубка 2. К внутренним полостям верхнего 9 и нижнего 10 вертикального стакана внешними торцами жестко прикреплены, например сваркой, криволинейные радиальные износостойкие ножи 11 и 12, соответственно, симметрично расположенные относительно оси вращения и изогнутые в соответствии с направлением вращения соответствующего диска. Внутренние торцы криволинейных радиальных износостойких ножей 11 и 12 жестко прикреплены, например сваркой, в центре к вертикальным прутковым разделителям 13 и 14, соответственно. Высота каждого из вертикальных прутковых разделителей 13 и 14 равна высоте соответствующего верхнего вертикального стакана 9 и нижнего вертикального стакана 10. Между верхним вертикальным стаканом 9 и нижним вертикальным стаканом 10, а также между радиальными вертикальными ребрами 7 и 8 двух дисков 4 и 5 имеется вертикальный технологический зазор. Вертикальное расстояние от нижнего торца нижнего вертикального стакана 10 до верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5 превышает 2D_max. Минимальное расстояние между смежными радиальными вертикальными ребрами 7 и между смежными радиальными вертикальными ребрами 8 на двух дисках 4 и 5 превышает D_max. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего конического диска 4 за счет пружинной опоры 15.

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 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 направляются в центр в зону действия криволинейных радиальных износостойких ножей 11 и 12, закрепленных в верхнем 9 и нижнем 10 вертикальных стаканах, вращающихся в противоположные стороны совместно с верхним коническим 4 и нижним горизонтальным 5 дисками. Частицы захватываются рабочими поверхностями криволинейных радиальных износостойких ножей 11 и перемещаются в направлении внутренней полости верхнего вертикального стакана 9. Затем под действием силы тяжести следующих друг за другом частиц материал направляется к вертикальному технологическому зазору между криволинейными радиальными износостойкими ножами 11 и 12 верхнего 9 и нижнего 10 вертикальных стаканов. Здесь частицы предварительно измельчаются за счет удара, среза и истирания противоположно вращающимися криволинейными радиальными износостойкими ножами 11 и 12, что повышает нагрузки на измельчаемый материал. Затем захватываются рабочими поверхностями криволинейных радиальных износостойких ножей 12 нижнего вертикального стакана 10 и по его внутренней полости направляется на верхнюю поверхность нижнего горизонтального диска 5. Затем предварительно измельченные частицы перемещаются вдоль верхней поверхностей нижнего горизонтального диска 5 и захватываются рабочими поверхностями радиальных вертикальных ребер 8 нижнего горизонтального диска 5. При радиальном перемещении вдоль рабочих поверхностей радиальных вертикальных ребер 8 нижнего горизонтального диска 5 частицы непрерывно измельчаются в вертикальном технологическом зазоре между радиальными вертикальными ребрами 7 и 8 верхнего конического 4 и нижнего горизонтального 5 дисков. Причем данное измельчение имеет селективный характер в зависимости от крупности частиц. Так как при перемещении в направлении периферии частицы уменьшаются в размерах, то равномерно уменьшается вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего конического диска 4 и верхней поверхностью нижнего горизонтального дисков 5, а также высота радиальных вертикальных ребер 8 данного диска. Измельчение частиц при их движении в направлении периферии дисков 4 и 5 осуществляется в основном за счет удара и истирания. При достижении необходимого размера частицы готового материала выносятся воздушным потоком из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Не дробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего конического диска 4 при сжатии пружинной опоры 15. Для предотвращения заклинивания материала в центре нижнего горизонтального диска 5 вертикальное расстояние от нижнего торца нижнего вертикального стакана 10 до верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5 превышает 2D_max. Для исключения забивания материалом зазоров между смежными радиальными вертикальными ребрами 7 и смежными радиальными вертикальными ребрами 8 минимальное расстояние между ними превышает D_max.

Предложенная конструкция центробежного дискового измельчителя позволяет обеспечить предварительное измельчение материала и повышение нагрузок на измельчаемый материал. Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения, тем самым увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала.

Предложенное 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 с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски. Вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего конического диска и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска равномерно уменьшается от центра дисков к их периферии от (1,5...2)D_max до (0,5...1,0)D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. К нижней поверхности верхнего конического диска жестко закреплены равномерно расположенные радиальные вертикальные ребра одинаковой высоты. К верхней поверхности нижнего горизонтального диска жестко закреплены равномерно расположенные радиальные вертикальные ребра, высота которых равномерно уменьшается от центра к периферии пропорционально уменьшению вертикального зазора между поверхностями двух дисков. К внутренним торцам радиальных вертикальных ребер обоих дисков жестко прикреплены вертикальные стаканы, внутренний диаметр каждого из которых равен внутреннему диаметру загрузочного патрубка. К внутренним полостям каждого вертикального стакана внешними торцами жестко прикреплены криволинейные радиальные износостойкие ножи, симметрично расположенные относительно оси вращения и изогнутые в соответствии с направлением вращения соответствующего диска, внутренние торцы которых жестко прикреплены в центре к вертикальным прутковым разделителям, высота каждого из которых равна высоте соответствующего вертикального стакана. Между вертикальными стаканами, а также между радиальными вертикальными ребрами двух дисков имеется вертикальный технологический зазор. Вертикальное расстояние от нижнего торца нижнего вертикального стакана до верхней поверхности нижнего горизонтального диска превышает 2D_max, а минимальное расстояние между смежными радиальными вертикальными ребрами на двух дисках превышает D_max. Технический результат - повышение эффективности процесса измельчения. 3 ил.

Центробежный дисковый измельчитель, содержащий цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски, отличающийся тем, что вертикальный зазор между нижней поверхностью верхнего конического диска и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска равномерно уменьшается от центра дисков к их периферии от (1,5...2)D_max до (0,5...1,0)D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала, к нижней поверхности верхнего конического диска жестко закреплены равномерно расположенные радиальные вертикальные ребра одинаковой высоты, к верхней поверхности нижнего горизонтального диска жестко закреплены равномерно расположенные радиальные вертикальные ребра, высота которых равномерно уменьшается от центра к периферии пропорционально уменьшению вертикального зазора между поверхностями двух дисков, к внутренним торцам радиальных вертикальных ребер обоих дисков жестко прикреплены вертикальные стаканы, внутренний диаметр каждого из которых равен внутреннему диаметру загрузочного патрубка, к внутренним полостям каждого вертикального стакана внешними торцами жестко прикреплены криволинейные радиальные износостойкие ножи, симметрично расположенные относительно оси вращения и изогнутые в соответствии с направлением вращения соответствующего диска, внутренние торцы которых жестко прикреплены в центре к вертикальным прутковым разделителям, высота каждого из которых равна высоте соответствующего вертикального стакана, между вертикальными стаканами, а также между радиальными вертикальными ребрами двух дисков имеется вертикальный технологический зазор, вертикальное расстояние от нижнего торца нижнего вертикального стакана до верхней поверхности нижнего горизонтального диска превышает 2D_max, а минимальное расстояние между смежными радиальными вертикальными ребрами на двух дисках превышает D_max.