Центробежная мельница Советский патент 1983 года по МПК B02C17/06 

00

со

СП

Изобретение относится к мельницам непрерывного действия, предназначенным для сухого измельчения различных материалов, и может быть использовано в строительной, горнообогатительной, химической и других отраслях промышленности.

Известна планетарная центробежная мельница непрерывного действия, включающая водило, корпус и помольные барабаны, разгрузка и загрузка которых обеспечивается посредством трубопроводов, имеющих загрузочные и разгрузочные каналы. Загрузочные каналы мельницы связаны с загрузочной горловиной, а разгрузочные - с кожухом центробежного вентилятора, рабочее колесо которого закреплено на водиле.

В этой мельнице совмещены в. одном трубопроводе загрузочный и разгрузочный каналы, причем разгрузочный канал находится дальше от оси водила, чем загрузочный С

Следствием такого конструктивного решения является попадание в разгрузочные каналы части крупных частиц питания при их пролете от загрузочного канала до свободной пог верхности загрузки, поскольку при этом часть частиц питания засасывается потоком воздуха вразгрузочные каналы, что приводит к снижению качества готового продукта. Кроме того, такая мельница не можетработат с оптимальным коэффициентом заполнения помольных барабанов равнъам 0,5-0,6, вследствие.того, что при этом уровень свободной поверхности загрузки будет выше отверстия разгрузочного канала. Это приводит к попаданию в него неизмельченных частиц и мелящих тел. Последнее обстоятельство вынуждает работать такую мельницу с коэффициентом заполнения помольных барабанов в 2-3 раза меньше, чем оптимальный.

Необходимость применения герметиных уплотнений между наружными поверхностями трубопроводов и внутренними поверхностями горловин помольных барабанов приводит к тому, что вследствие абразивных свойств тонкоизмельченного материала, а также высоких давлений развиваемых в загрузке, помольных барабанов все известные уплотнения весьма быстро изн§щиваются. Это обстоятельство приводит к периодическим (по мере износа уплотнений ) выбросам материала внутрь корпуса мельницы, быстрому заполнению его и остановке мельницы.

Наиболее близкой к предлагаемой является центробежная мельница, содержащая корпус с верхней и нижней крышками, водило со стойками, в котором установлены помольные барабач

ны, имеющие загрузочные горловины и выпускные отверстия, и привод С2.

Одним из недост ат йовч известной мельницы является то, что частицы измельченного материала, возникающие в процессе измел ьчения по всей длине помольного барабана, вынуждены участвовать в процессе измельчения до тех пор, пока они вместе с остальной массой измельченного материала не достигнут, под действием силы тяжести, выпускных отверстий помольных барабанов. Это обстоятельство приводит к тому, что с одной стороны происходит переизмельчение части уже измельченного материала, ас другой - накопившийся измельченный материал препятствует доизмельчению оставшейся части, что в свою очередь приводит к относительно высоким удельным энергозатратам, идущим на измельчение, и появлению в готовом продукте частиц с большим разбросом по крупности.

Другой недостаток мельницы заключается, в том, что при измельчении материалов, имеющих высокую поверхностную активность измельченных частиц, выбрасываемый из выпускных отверстий продукт налипает на внутренней поверхности корпуса мельницы, расположенной напротив выпускных отверстий помольных барабанов, образуя при этом кольцевой валик из этого материала. При этом часть пылевидных частиц измельченного материала подхватывается мощным турбулентным потоком воздуха, циркулирующего внутри корпуса мельницы, и выносится в застойные.области, расположенные в углах корпуса мельницы, где эти частицы и оседают. Осевшие внутри корпуса частицы измельченного материала, обладая высокой поверхностной активностью, связывают влагу, содержащуюся в воздухе, образуя при этом прочные кристаллогидраты.

Таким образом, в процессе работы мельницы на внутренней поверхности корпуса со временем нарастает слой камня, который сначала приводит к интенсивному износу наружных поверхностей помольных барабанов, а затем к их заклинивают и остановке мельницы.

Цель изобретения - повышение производительности центробежной мельницы при сухом измельчении нерудных строительных материалов за счет повышения надежности .работы ее разгрузочных устройств.

Указанная цель достигается тем, что в центробежной мельнице, содержащей корпус с верхней и нижней крышками, водило со стойками, в котором установлены помольные барабаны, имеющие загрузочные горловины 5 и выпускные отверстия на боковой поверхности, привод, стойки снабжены установленными по их высоте рядами лопастей с углом атаки 5-30° и закрепленными на осях с возмозкнос тью поворота, выпускные отверстия помольных барабанов расположены в одной плоскости с поворотными ося ми нижнего ряда лопастей, при этом на внутренней поверхности корпуса противоположно направлению вращения водила дополнительно смонтированы лопасти, размещенные смежно с рядами лопастей водила, а на верх ней крышке корпуса смонтирован воздухоподводя1Дий патрубок с дроссельной заслонкой. На фиг. 1 показана мельница, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1) на фиг, 3 - сечение Б-Б на фиг, 2 На фиг, 4 - вид по стрел ке В на фиг. 2. Корпус и привод мельницы смонтированы на раме 1 (фиг, 1, 2), имеющий цапфы 2 и 3 и установленной на стойках 4 и 5 с возможностью поворота. Корпус мельницы состоит из цилиндрического кожуха 6 и крышек 7 и 8, На крышке 7 установлена дроссельная заслонка 9, В крышке 8 имеются выпускные окна 10 для выдачи готового продукта из корпуса мельницы, В нижней части корпуса установлено и жестко с ним связано коль цо 11 с расположенными на нем откло няющими лопастями 12 (фиг, 2,4) под. углом 45°(фиг. 4 ) против вращения водила. Ротор мельницы установлен в корпусе на подшипниках 13 и 14 качения фиг, 2 )и состоит из водила 15, помольных барабанов 16 и зубчатой планетарной передачи, состоящей из шестерен 17-19. К стойкам 20 водила 15 рядами крепятся лопасти 21 (фиг. 2-4J,име ющие возможность изменения угла ата ки в пределах 5-30(фиг. 4), за сче их поворота на осях 22 (фиг, 2, З), Причем оси нижнего ряда лопастей 21 расположены в одной плоскости с выпускными отверстиями 23 помольных барабанов 16 (фиг, 2,3), Фиксация лопастей 21 на требуемом угле атаки обеспечивается с помощью штифтов 24 :и болтов 25, установленных в пазах 26 (фиг, 4 ), фланцев лопастей 21 Для, предотвращения самоотвинчивания болтов 25 их головки стопорятся про волочными замками. В загрузочной горловине 27 мельницы установлена приемная воронка 28 жестко связанная с рамой 1 мельницы Соосно с приемной воронкой 28 установлен шнек 29 питателя, верхний ко лец которого через подшипник качени связан с приемной вороНкой 28, а ниж НИИ - с водилом 15, На водила 15 таке установлены патрубки 30 питателя. Помольные барабаны 16 установлены на водиле 15 на подшипниках качения. В загрузочных горловинах 31 покюльных барабанов 16 установлены и жестко с ними связаны шнеки 32. Величина интервала изменения угла атаки лопастей водила была экспериментально определена в пределах 5-30°, Угол 30 является максимальным, поскольку при углах атаки лопастей водила свыше 30 величина КПД лопастей водила меньше, чем при угле атаки лопастей водила равном 30, что в свою очередь приводит к снижению величины напора и расхода воздушного потока через корпус мельнища (за счет срыва воздушного потока с лопастей водила и резкого увеличения его турбулентности). Угол 5° является предельным, так как он .обеспечивает минимально BQ можную величину расхода воздуха через корпус мельницы,. При углах лопастей водила меньше 5° вся мощность, потребляемая лопастями водила, уходит на перемешивание воздуха внутри корпуса мельницы, не обеспечивая при этом практически заметного потока воздуха из корпуса. Привод мельницы выполнен в виде электродвигателя 33 и клиноременной передачи (не показана). Мельница работает следунадим образом, Вращение от электродвигателя 33 через клиноременную передачу передается на ротор мельницы, который, вращаясь на подшипниках 13 и 14 качения с угловой скоростью (фиг, 3), обеспечивает переносное движение помольных барабанов 16. В свою очередь паразитные шестерни 18, обкатываясь по неподвижному солнечному колесу 17, сообщают помольным барабанам 16 через жестко Связанные с ними сателлитные шестерни 19 вращение относительно водила 16 с угловой скоростью .UJ(фиг, 3), противоположное вращению самого водила 15, В процессе питания мельницы измельчаемый .материал через приемную воронку 28-с помощью шнека 29 подается в патрубки 30 питателя, где .захватывается лопастями шнеков 32, и через загрузочные горловины 31 подается в помольные барабаны 16, Поскольку при этом нижняя кромка лопастей шнеков 32 препятствует попаданию мелющих .тел и материала из помольных барабанов 16 в загрузочные горловины 31 и патрубки 30 питателя, то такая мельница может работать с oптимaльны коэффициентом заполнения помольных барабанов равны 0,5-0,6 (фиг. 2,3). В процессе измельчения материал под действием проекции силы тяжест на оси помольных барабанов 16 пере мещается вдоль них к разгрузочным устройствам помольных барабанов 16 Достигнув выпускных отверстий 2 измельченный материал центробежным сидрами инерции выбрасывается из ни в корпус мельницы. Вращаясь вместе с ротором мельн цы, лопасти 21 вследствие того, чт они установлены под некоторым углом атаки .(в пределах 5-30°), работаю аналогично лопастям осевого вентиля тора и создают составляющую воздушного потока 7,{фиг, 4 , направленну вдоль оси мельницы. Вследствие что помольные барабаны 16 имеют противоположное вращение относитель но водила, то измельченный материал выбрасывается из выпускных отверс,тий 23 навстречу движению лопастей 21 со скоростью V2 относительно водила (фиг. 4 ), Поскольку оси 22 нижнего ряда лопастей .21 размещены :в одной плоско ти с выпускными отверстиями 23, то выбрасываемые из них частицы мате.риала ударяются о лопасти 21 нижнего ряда и вместе с воздушным потоком получают составляющую скорости V , направленную роль вдоль оси мельницы (фиг. 4 ). Кроме того, концы лопастей 21, проходя в непосредственной близости от внутренней поJiepxнocти кожуха 6 (фиг, 3), счищают с нее налипший измельченный материал, предотвращая появление коль цевого валика. Часть же пылевоздушной смеси увлекается лопастями 21 и ротором мельницы, приобретая вращательное движение со скоростью V (фиг. 4) внутри .корпуса мельницы. Однако, набегая на отклоняющие лопасти 12, развернутые под углом 45° против вращения водила, закрученный поток пылевоздушной смеси также приобрета ет составляющую скорости Qg вдоль оси мельницы и выдается из корпуса через выпускные окна 10 в крышке 8. Вследствие того, что через выпускные окна 10 выдается пылевоз-душная смесь, внутри j opnyca мель нищз создается пониженное давление, что приводит к засасыванию воздуха в корпус через загрузочную горловину 27, патрубки 30 и загрузочные , горловины 31, При этом расход пылевоздушной смеси через открытую часть выпускных отверстий 23 помольных барабанов 16 должен быть равен расходу этой смеси через разгрузочные окна 10, Но поток воздуха через помольные барабаны 16, необходимый для удаления с поверхности циркулирующей загрузки измельченного материала, должен быть сравнительно небольшим, так как остальная часть недоизмельченного материала должна перемещаться вдоль осей помольных барабанов 16 лишь под дей(Ствием силы тяжести. Поэтому, с целью предотвращения выноса воздушным потоком недоизмельченного материала из помольных барабанов 16, на крышке 7 установлен воздухопровод с дроссельной заслонкой 9, позволяющей регулировать расход воздуха через помольные барабаны 16, При этом остальная часть внешнего воздуха поступает в корпус мельницы через дросссельную заслонку 9, Таким образом, протекающий через дроссельную заслонку 9 и корпус поток воздуха выносит из мельницы весь измельченный материал, что предотвращает накапливание его в корпусе и одновременно приводит к охлаждению помольных барабанов 16, Протекающий же через помольные барабаны 16 воздушный поток выносит измельченный через не перекрытые загрузкой выпускные отверстия 23 (фиг, 2, 3), что позволяет из|бежать его переизмельчения и, соответственно, снизить удельный расход энергии на единицу готовой продукции. Из вышеизложенного следует, что угол атаки лопастей 21 при заданной угловой скорости ротора 5 устанавливается таким образом, чтобы обеспечить вынос всего измельченного материала из мельницы, а дроссельная заслонка должна быть открыта настолько, чтобы не было выноса недоизмельченного материала из помольных барабан-рв 16. При сверхтонком измельчении нерудных строительных материалов выдача основной массы измельченного . материала из помольных барабанов происходит не под действием силы тяжести, а исключительно за счет протекающего через них воздушного потока, С этой целью рама 1 мельницы поворачивается на стойках 4 и 5 таким образом, чтобы приемная воронка 28 была ниже выпускных окон 10, т.е. угол /ъ 90°(фиг. 1) . Принудительная подача матери.ала в помольные барабаны обеспечивается шнеками 29 и 32, В этом случае перемещение частиц измельчаемого материала от загрузочной горловины 31 до выпускных отверстий 23 происходит вследствие их перераспределения таким образом, чтобы поддержать необходимое распределение загрузки вдоль оси помольного барабана, формируется силовым полем сил энергии. Измельченный материал, образующийся в помольных барабанах, едувается со свободной поверхности циркулирующей загрузки и выдается чере на перекрытие загрузкой отверстия 23 в корпус 6. Выдача измельченного материала из мельницы происходит описанным выше способом.

Предлагаемая мельница позволит повысить производительность за счет повышения надежности работы разгрузочных устройств и снижения удельных /7777 7///.

энергозатрат измельчения. Кроме того, повышается качество готового продукта благодаря меньшему раз-бросу измельченных частиц по размерам, расширяется область ее применения при сухом измельчении в результате достижения более высокой тонины помола при одностадийном измельчении, а также попутно решается проблема охлаждения помольных барабанов.

фа8.1 V7/777y/7//

1037952

5-6

20

Я

фиг.З

ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МЕЛЬНЩА, содержащая корпус с верхней и нижней крышками, водило со стойками, в котором установлены помольные барабаны, имеющие загрузочные горловины и выпускные отверстия на боковой поверхности, привод, отличающаяс я тем, что, с целью повышения производительности, стойки снабжены установленными по их высоте рядами лопастей с углом атаки 5-30 и закрепленными на осях с возможностью поворота, выпускные отверстия по1 юльных барабанов расположены в одной плоскости с поворотными осями нижнего ряда лопастей, при этом на внутренней поверхности корпуса противоположно направлению вращения водила дополнительно смонтированы лопасти, размещенные смежно с рядами лопастей водила, а на верхней крышке корпуса смонтирован воздухоподводя- (( щий патрубок с дроссельной заслон(Л кой.