Результат интеллектуальной деятельности: МЕЛЬНИЦА

Изобретение относится к измельчительному оборудованию, преимущественно к тонкому измельчению руд и других минеральных материалов, и может быть использовано в металлургической, химической и других отраслях промышленности.

Известна мельница, содержащая вертикально расположенный цилиндрический корпус с внутренним кольцевым выступом с окнами, установленный соосно в корпусе вал с закрепленным на нем чашеобразным ротором, имеющим ступицу и расположенный над кольцевым выступом отогнутый от центра горизонтальный участок, сита и радиальные перегородки со сквозными пазами, размещенными в нижней части над наклонной поверхностью ротора, смонтированный концентрично корпусу перфорированный цилиндр с образованием с поверхностями корпуса и кольцевого выступа камеры для вывода готового продукта, причем радиальные перегородки размещены с зазором относительно ступицы ротора, а сквозные пазы в радиальных перегородках выполнены в виде прямоугольников, каждая большая из сторон которых размещена на наклонной поверхности ротора (см. патент SU №1828412 A3, В02С 13/14, опубл. 15.07.1993 г.).

Недостатком аналога является несвоевременная выгрузка кондиционного продукта из рабочей зоны мельницы, что приводит к ухудшению качества продукта из-за переизмельчения.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является мельница, содержащая вертикально расположенный цилиндрический корпус с внутренним кольцевым выступом с окнами, вал, установленный соосно в корпусе с закрепленным на нем чашеобразным ротором, имеющим ступицу и расположенный над кольцевым выступом отогнутый от центра горизонтальный участок, сита и радиальные перегородки, размещенные с зазором относительно ступицы ротора и имеющие в нижней части над наклонной поверхностью ротора сквозные пазы в виде прямоугольников, каждая большая из сторон которых размещена на наклонной поверхности ротора, перфорированный цилиндр, смонтированный концентрично корпусу и образующий с его поверхностями и кольцевым выступом камеру для вывода готового продукта (см. патент РФ №2084287 C1, МПК⁶ B02C 13/14, опубл. 20.07.97 г.).

Недостатками прототипа являются низкие производительность и эффективность процесса измельчения за счет малой разницы в скоростях движения частиц материала, опускающихся в полости ротора из кольцевых камер над ротором, и частиц, находящихся в полостях ротора.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение производительности и эффективности за счет интенсификации процесса измельчения материалов.

Технический результат заключается в создании в рабочем пространстве высоких значений скоростей взаимного соударения частиц.

Этот технический результат достигается тем, что в мельнице, содержащей вертикально расположенный цилиндрический корпус с внутренним кольцевым выступом с окнами, вал, установленный соосно в корпусе с закрепленным на нем чашеобразным ротором, имеющим ступицу и расположенный над кольцевым выступом отогнутый от центра горизонтальный участок, сита и радиальные перегородки, имеющие в нижней части над наклонной поверхностью ротора сквозные пазы в виде прямоугольников, каждая большая из сторон которых размещена на наклонной поверхности ротора, перфорированный цилиндр, смонтированный концентрично корпусу и образующий с его поверхностями и кольцевым выступом камеру для вывода готового продукта, согласно изобретению радиальные перегородки чашеобразного ротора в зоне между перегородками и ступицей ротора выполнены с вырезами в виде прямоугольной трапеции, меньшее из оснований которой прилегает к днищу внутренней полости ротора.

Данная конструкция позволит повысить производительность и эффективность измельчения мельницы, за счет высоких значений скоростей взаимного соударения частиц.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид мельницы в разрезе.

Мельница состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 и соосно с ним расположенного вала 2, установленного в подшипниковых опорах 3 и 4. В нижней части вал 2 соединен с приводом (не показан). В верхней части вал 2 соединен с чашеобразным ротором 5, имеющим форму перевернутого полого усеченного конуса.

Внутренняя полость чашеобразного ротора 5 разделена радиальными перегородками 6 на секции, а в каждой секции имеются просеивающие поверхности в виде сит 7, вмонтированных непосредственно в наклонную стенку чашеобразного ротора 5. Радиальные перегородки 6 в чашеобразном роторе 5, в пространстве между перегородками 6 и ступицей ротора 8, выполнены с вырезами 9 в виде прямоугольной трапеции, меньшее из оснований которой прилегает к днищу внутренней полости ротора 5. Радиальные перегородки 6 также имеют в нижней части над наклонной поверхностью ротора 5 сквозные пазы в виде прямоугольников 10, каждая большая из сторон которых размещена на наклонной поверхности ротора 5.

В верхней своей части внешняя стенка чашеобразного ротора 5 выполнена с отогнутым от центра его горизонтальным участком 11, который выполнен съемным.

На корпусе 1 закреплен выступ 12 с окнами 13, верхняя поверхность которого расположена под горизонтальным участком 11 ротора 5 с минимальным зазором по отношению к горизонтальному участку 11.

Над кольцевым выступом 12 и концентрично корпусу 1 установлен перфорированный цилиндр 14, охватывающий в нижней части периферийную часть горизонтального участка 11 таким образом, что между поверхностями корпуса 1, кольцевым выступом 12 и перфорированным цилиндром 14 образованы камеры 15 для вывода готового продукта из рабочей зоны мельницы. Между цилиндром 14 и участком 11 имеется кольцевой зазор. Сверху камера 15 закрыта кольцом 16. К нижнему фланцу корпуса 1 крепится сборник 17, в котором имеется патрубок 18 для отвода измельченного материала из мельницы. Сверху корпус 1 перекрыт крышкой 19, в которой имеется загрузочное отверстие 20 для присоединения воронки (не показан), через которое осуществляется непрерывное питание мельницы кусковым материалом.

Мельница работает следующим образом.

От привода (не показан) вращательное движение через вал 2 передается чашеобразному ротору 5, в это время в рабочее пространство мельницы через загрузочное отверстие 20 в крышке 19 непрерывно подают подлежащий дроблению и измельчению материал. Большая часть рабочего пространства мельницы все время заполнена материалом, образующим цилиндрический столб 21 над вращающимся ротором 5.

Частицы измельчаемого материала, находящиеся в нижних слоях цилиндрического столба 21, увлекаются перегородками 6 ротора 5 и движутся по кольцевым траекториям в пространстве над вращающимся ротором 5.

Измельчаемый материал, находящийся у оси столба 21, через вырезы 9 в перегородках 6 ротора 5 опускается на дно ротора 5 и под действием центробежной силы перемещается к периферийной зоне внутренней полости ротора 5, прижимается к рабочей поверхности перегородок 6 и удерживается у рабочей стороны перегородок 6 за счет сил трения.

Частицы измельчаемого материала, находящиеся в нижних слоях цилиндрического столба 21, вовлеченные в движение перегородками 6, опускаются во внутреннюю полость ротора 5 и сталкиваются с частицами, расположенными перед рабочей поверхностью перегородок 6, вследствие чего происходит взаимное разрушение частиц за счет сочетания операций дробления, скалывания и многоциклового ударного процесса, приводящего к усталостному разрушению частиц. При этом выполнение вырезов 9 в виде трапеции в радиальных перегородках 6 снижает тангенциальную скорость движения вовлеченных в движение частиц, находящихся в нижних слоях столба 21, соответственно, повышается скорость взаимного соударения частиц, сформированных перед рабочей поверхностью перегородок 6, с частицами материала, находящимися в нижних слоях столба 21, что повышает производительность и эффективность мельницы.

Измельченный материал кондиционных фракций удаляется из внутренней полости ротора 5 через сита 7, встроенные в наклонную часть чашеобразного ротора 5, и непрерывно выводится из мельницы через сборник 17.

Измельченный материал, находящийся в периферийной части столба 21 в зоне над вращающимся ротором 5, непрерывно поднимается, преодолевая давление столба под действием давления, вызванного центробежной силой, и совершает движение вдоль стенок перфорированного цилиндра 14 по восходящей винтовой линии, теряя свою энергию на истирание частиц друг о друга и на трение о стенки цилиндра 14, и вместе с исходным материалом опускается в центральную часть полости ротора 5. При этом мелкие частицы кондиционных фракций, находящиеся у внутренних стенок цилиндра 14, удаляются из рабочего пространства мельницы через отверстия цилиндра 14, в дальнейшем попадают в камеру 15 и далее, проходя через отверстия 13 в кольцевом выступе 12, удаляются из сборника 17 через патрубок 18.

Использование предлагаемой мельницы позволит по сравнению с прототипом повысить ее производительность и эффективность за счет большей скорости удара частиц, сформированных перед рабочей поверхностью ребер, с частицами материала, находящимися в нижних слоях столба материала, в пространстве над верхними кромками перегородок и вовлеченными в движение перегородками ротора.