Результат интеллектуальной деятельности: ДЕЗИНТЕГРАТОР

Изобретение относится к устройствам для измельчения различных материалов и может быть использовано при производстве строительных материалов, а также в других отраслях промышленности.

Известна конструкция дезинтегратора, содержащего цилиндрический корпус, внутри которого расположены два вращающихся в противоположных направлениях ротора в виде дисков с ударными элементами в виде лопаток и повернутых под углом в смежных концентрических рядах (Авторское свидетельство СССР на изобретение №1572694, B02C 13/22, 1990).

Известен также дезинтегратор, последний ряд ударных элементов которого выполнен в виде пальцев. Выходной патрубок расположен тангенциально к корпусу дезинтегратора (Авторское свидетельство СССР на изобретение №908383, B02C 13/22, 1979).

Недостатками известных конструкций является низкая эффективность процесса измельчения и низкая тонкость помола.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является дезинтегратор (Патент РФ на изобретение №2353431, B02C 13/22, 2007), содержащий цилиндрический корпус с осевым загрузочным и тангенциальным разгрузочным устройствами (патрубками) и с размещенными в корпусе с возможностью встречного вращения верхним и нижним горизонтальными дисками с жестко закрепленными на них рядами ударных элементов, каждый из которых расположен между рядами ударных элементов противолежащего диска, образуя с внутренней поверхностью корпуса камеру помола, ряды ударных элементов расположены по концентрическим окружностям, а осевые зазоры между рядами ударных элементов в поперечном сечении камеры помола равнопеременно изменяются по длине окружности и имеют максимальное и минимальное значение через каждые 180°, причем поперечное сечение ударного элемента при минимальном осевом зазоре между рядами является прямоугольником или близко к прямоугольнику со сторонами b и h, где h=1,1…1,2b, а поперечное сечение ударного элемента при максимальном осевом зазоре между рядами является квадратом или близко к квадрату со стороной b, при этом расстояния между ударными элементами в каждом ряду равны между собой и уменьшаются от центра камеры помола к периферии дисков.

С существенными признаками заявленного изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: цилиндрический корпус с осевым загрузочным и тангенциальным разгрузочным патрубками и с размещенными в корпусе с возможностью встречного вращения верхним и нижним горизонтальными дисками с жестко закрепленными на них по концентрическим окружностям рядами ударных элементов, каждый из которых расположен между рядами ударных элементов противолежащего диска, расстояния между ударными элементами уменьшаются от центра камеры помола к периферии дисков.

Однако данное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с недостаточным количеством соударений частиц и незначительными истирающими и раздавливающими нагрузками на измельчаемый материал в периферийной части камеры помола.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет увеличения количества соударений частиц и увеличения истирающих и раздавливающих нагрузок на измельчаемый материал в периферийной части камеры помола.

Это достигается тем, что дезинтегратор содержит цилиндрический корпус с осевым загрузочным и тангенциальным разгрузочным патрубками. В корпусе размещены с возможностью встречного вращения верхний и нижний горизонтальные диски с жестко закрепленными на них по концентрическим окружностям рядами ударных элементов, каждый из которых расположен между рядами ударных элементов противолежащего диска. Расстояния между ударными элементами уменьшаются от центра к периферии дисков. В предложенном решении диски выполнены разных диаметров. К торцу наибольшего диска, которому принадлежит предпоследний ряд ударных элементов камеры помола, жестко прикреплены симметрично расположенные вертикальные опоры. К внешней поверхности наружного ряда ударных элементов и к внутренней поверхности вертикальных опор жестко прикреплены по всей их высоте конические кольца с радиальными ребрами на верхней и нижней поверхности высотой (2…10)d_max, где d_max - максимальный размер частиц готового продукта. Конические кольца верхнего и нижнего дисков расположены поочередно по вертикали. Угол наклона α образующей каждого конического кольца превышает угол естественного откоса материала. На участке перекрывания смежных конических колец все радиальные ребра имеют зубчатый профиль, выступы которого соответствуют впадинам смежных конических колец с технологическим зазором. Высота вертикальных опор превышает высоту ударных элементов.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен продольный разрез А-А на фиг. 5 (дезинтегратор с коническими кольцами и радиальными ребрами); на фиг. 2 - вид В на фиг. 1 (разрез конических колец); на фиг. 3 - вид Г на фиг. 2 (проточная часть между радиальными ребрами), на фиг. 4 - вид Д на фиг. 2 (клиновые отбойники); на фиг.5 - поперечный разрез Б-Б на фиг. 1.

Дезинтегратор состоит из цилиндрического корпуса 1, в боковой части которого установлен тангенциальный разгрузочный патрубок 2. В центре на верхней части цилиндрического корпуса 1 закреплена, например с помощью болтового соединения, подшипниковая опора, в которой установлен осевой загрузочный патрубок 3 с возможностью вращения. Вращение осевой загрузочный патрубок 3 получает от электродвигателя через клиноременную передачу (на фиг. не показаны). К нижнему торцу осевого загрузочного патрубка 3 жестко закреплен, например болтовым соединением, верхний 4 горизонтальный диск, который содержит ударные элементы 5 внутреннего ряда и 6 наружного ряда, расположенные по концентрическим окружностям.

В нижней части цилиндрического корпуса 1 установлен нижний 7 горизонтальный диск с возможностью вращения. Вращение нижний 7 горизонтальный диск получает от вала 8, установленного, например, в подшипниковом узле (на фиг. не показан), закрепленном на нижней поверхности внешней стороны цилиндрического корпуса 1, например болтовым соединением. Вал 8 вращается от электродвигателя через клиноременную передачу (на фиг. не показаны).

Нижний 7 горизонтальный диск, как и верхний 4 горизонтальный диск, содержит ударные элементы 9, расположенные по концентрическим окружностям, причем ударные элементы 6 верхнего 4 горизонтального диска находятся между ударными элементами 9 нижнего 7 горизонтального диска. Рабочая поверхность ударных элементов 5, 6 и 9 выполнена традиционно плоской.

На нижнем 7 горизонтальном диске жестко закреплено, например на болтах, устройство для равномерного ускоренного распределения материала, представляющее собой горизонтальный 10 диск с вертикальными лопатками.

Расстояния между смежными ударными элементами в ряду уменьшаются от центра к периферии дисков 4 и 7, которые выполнены разных диаметров. К торцу наибольшего диска 4, которому принадлежит предпоследний ряд ударных элементов 6 камеры помола, жестко прикреплены, например сваркой, симметрично расположенные вертикальные опоры 11. К внешней поверхности наружного ряда ударных элементов 9 и к внутренней поверхности вертикальных опор 11 жестко прикреплены, например сваркой, по всей их высоте конические кольца 12 с радиальными ребрами 13 на верхней и нижней поверхностях высотой (2…10)d_max, где d_max - максимальный размер частиц готового продукта. Конические кольца 12, прикрепленные к ударным элементам 9 и к вертикальным опорам 11, расположены поочередно по вертикали. Угол наклона α образующей каждого конического кольца 12 превышает угол естественного откоса материала. На участке перекрывания смежных конических колец 12 все радиальные ребра 13 имеют зубчатый профиль, на смежных радиальных ребрах 13 выступы соответствуют впадинам с технологическим зазором. Высота вертикальных опор 11 превышает высоту ударных элементов 9.

Верхний 4 и нижний 7 горизонтальные диски разного диаметра обеспечивают зазор между вертикальными опорами 11 и торцом нижнего 7 диска, вращающихся в противоположных направлениях. На внутренних поверхностях вертикальных опор 11 жестко закреплены, например сваркой, клиновые отбойники 14 для разделения потоков материала перед вертикальными опорами.

Установка конических колец 12 в периферийной части камеры помола, вращающихся в противоположные стороны и имеющих радиальные ребра 13 на верхней и нижней поверхности с зубчатым профилем на участках перекрывания, позволяет увеличить количество взаимодействий частиц материала между собой и коническими кольцами 12, раздавливающую силу и обеспечить возрастание эффекта разрушения материала от действия истирающих сил вследствие увеличения концентрации частиц материала между рабочими поверхностями конических колец 12.

Дезинтегратор работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 4%, попадает в осевой загрузочный патрубок 3, к которому прикреплен верхний 4 горизонтальный диск, после чего направляется на нижний 7 горизонтальный диск и под действием центробежных сил, возникающих при вращении нижнего 7 горизонтального диска и горизонтального 10 диска от вала 8, отбрасывается к первому ряду ударных элементов 5, где происходит частичное измельчение. Пройдя первый ряд ударных элементов 5, материал попадает в промежутки между смежными ударными элементами 6 и 9 последующих рядов. Здесь материал подвергается интенсивным ударным и истирающим нагрузкам.

После прохождения всех рядов ударных элементов 5, 6, 9 частицы измельченного материала посредством радиальных ребер 13 направляются в зазоры между коническими кольцами 12, жестко прикрепленными к вертикальным опорам 11 и к внешнему ряду ударных элементов 9. При этом увеличивается концентрация частиц и происходит дополнительное измельчение частиц в рабочем пространстве между противоположно вращающимися поверхностями конических колец 12. На участке перекрывания смежных конических колец 12 возникают нагрузки на измельчаемый материал, связанные с истирающими и раздавливающими силами в технологических зазорах между зубьями и впадинами на радиальных ребрах. Материал, прошедший зону действия конических колец 12, разделяется на потоки посредством клиновых отбойников 14. Готовый продукт вылетает из корпуса 1 через тангенциальный разгрузочный патрубок 2.

При высокоскоростном встречном вращении конических колец 12 с сопрягаемым расположением зубчатых профилей радиальных ребер 13 смежных конических колец 12 возникают раздавливающие и истирающие усилия на частицы материала в зазорах между коническими кольцами 12, что обеспечивает окончательное измельчение материала перед его выходом в тангенциальный разгрузочный патрубок 2.

Для обеспечения необходимой пропускной способности зазоров между коническими кольцами 12 общая площадь поперечного сечения зазоров должна превышать суммарную площадь пространства между ударными элементами 5 первого внутреннего ряда. Количество конических колец 12 определяется высотой ударных элементов 9 и величиной зазора между коническими кольцами 12. Размер взаимного перекрывания противоположно вращающихся конических колец 12 равен (1/2…2/3)l, где l - радиальная длина конического кольца 12.

Расстояния между смежными ударными элементами в каждом ряду уменьшаются от центра к периферии дисков 4 и 7 с целью исключения возможности проскока частицы материала через ряд без соударения с ударным элементом этого ряда.

Применение дезинтегратора с противоположно вращающимися в периферийной части коническими кольцами, рабочая поверхность которых содержит радиальные ребра с зубьями и впадинами в области перекрывания конических колец, наряду с остальными конструктивными элементами камеры помола позволяет увеличить количество соударений частиц материала между собой, а также с рабочими поверхностями конических колец, раздавливающие и истирающие усилия на материал в периферийной части камеры помола дезинтегратора.

Все вышесказанное позволит значительно интенсифицировать процесс измельчения и увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала.