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, В02С 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, В02С 13/22, 1979).

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

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является дезинтегратор (Патент РФ на изобретение №2353431, В02С 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, ряды ударных элементов расположены по концентрическим окружностям, а осевые зазоры между рядами ударных элементов (междурядные осевые зазоры) 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 междурядном осевом зазоре является прямоугольником или близко к прямоугольнику со сторонами b и h, где h=1,1…1,2b, а поперечное сечение ударного элемента при максимальном междурядном осевом зазоре 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 устройствами (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, междурядные осевые зазоры в поперечном сечении равнопеременно изменяются по длине окружности и имеют максимальное и минимальное значение через каждые 180°, причем поперечное сечение ударного элемента при минимальном междурядном осевом зазоре является прямоугольником или близко к прямоугольнику со сторонами b и h, где h=1,1…1,2b, а при максимальном - квадратом или близко к квадрату со стороной b, 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 отсутствием классификации материала в периферийной части камеры помола.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет увеличения количества соударений частиц и классификации материала в периферийной части камеры помола.

Это достигается тем, что дезинтегратор содержит цилиндрический корпус с осевым загрузочным и тангенциальным разгрузочным устройствами. В цилиндрическом корпусе размещены с возможностью встречного вращения верхний и нижний горизонтальные диски с жестко закрепленными на них по концентрическим окружностям рядами ударных элементов. Каждый ударный элемент расположен между рядами ударных элементов противолежащего диска. Междурядные осевые зазоры в поперечном сечении равнопеременно изменяются по длине окружности и имеют максимальное и минимальное значение через каждые 180°. Поперечное сечение ударного элемента при минимальном междурядном осевом зазоре является прямоугольником или близко к прямоугольнику со сторонами b и h, где h=1,1…1,2b, а при максимальном - квадратом или близко к квадрату со стороной b. Расстояния между ударными элементами уменьшаются от центра к периферии дисков. В предложенном решении к торцу диска, которому принадлежит предпоследний ряд ударных элементов камеры помола, жестко прикреплен цилиндр, на внутренней поверхности которого по всей высоте жестко закреплены чередующиеся участки для классификации материала с отверстиями размером (1…5)d_max и переменного сечения бронеплиты для дополнительного измельчения материала. Зазор между наибольшим диаметром наружного ряда ударных элементов и выступами бронеплит уменьшается от значения а до значения с=(1/2…1/3)a в направлении движения материала с наружного ряда ударных элементов. Высота цилиндра превышает высоту ударных элементов, где d_max - максимальный размер частиц готового продукта.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен продольный разрез А-А на фиг. 2 (дезинтегратор с минимальными междурядными осевыми зазорами); на фиг. 2 - вид В на фиг. 1 (отверстие в цилиндре); на фиг. 3 - поперечный разрез Б-Б на фиг. 1 (камера помола).

Дезинтегратор состоит из цилиндрического корпуса 1, в боковой части которого установлено тангенциальное разгрузочное устройство 2, например, в виде разгрузочного патрубка. В центре на верхней части цилиндрического корпуса 1 установлен, например в подшипниковой опоре, закрепленной па цилиндрическом корпусе 1 с помощью болтового соединения, осевой загрузочный патрубок 3 с возможностью вращения. Вращение осевой загрузочный патрубок 3 получает от электродвигателя через клиноременную передачу (на фигурах не показаны). К нижнему торцу осевого загрузочного патрубка 3 жестко закреплен, например болтовым соединением, верхний 4 горизонтальный диск, который содержит ударные элементы 5 и 6, расположенные по его концентрическим окружностям. Все ударные элементы 5 первого внутреннего ряда имеют квадратное поперечное сечение b×b.

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 фигурах не показан), закрепленном на нижней поверхности внешней стороны цилиндрического корпуса 1, например болтовым соединением. Вал 8 вращается от электродвигателя через клиноременную передачу (на фигурах 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.

Междурядные осевые зазоры 11, 12 и 13 во втором и последующих рядах в поперечном сечении равнопеременно изменяются по длине окружности и имеют максимальное и минимальное значение через каждые 180°. Поперечное сечение ударных элементов 6 и 9 при минимальном междурядном осевом зазоре является прямоугольником или близко к прямоугольнику со сторонами b и h, где h=1,1…1,2b, где b - минимальный размер поперечного сечения ударного элемента (фиг. 3). Поперечное сечение ударных элементов 6 и 9 при максимальном междурядном осевом зазоре представляет собой квадрат или близко к квадрату со стороной b. Расстояния между смежными ударными элементами в ряду уменьшаются от центра к периферии дисков 4 и 7. К торцу диска 4, которому принадлежит предпоследний ряд ударных элементов камеры помола, жестко прикреплен, например, сваркой цилиндр 14, на внутренней поверхности которого по всей высоте жестко закреплены, например сваркой, чередующиеся участки 15 для классификации материала с отверстиями размером (1…5)d_max и переменного сечения бронеплиты 16 для дополнительного измельчения материала. Зазор между наибольшим диаметром наружного ряда ударных элементов и выступами бронеплит 16 уменьшается от значения a до значения c=(1/2…1/3)a в направлении движения материала с наружного ряда ударных элементов. Высота цилиндра 14 превышает высоту ударных элементов, где d_max - максимальный размер частиц готового продукта.

Максимальный осевой размер поперечного сечения ударных элементов 6, 9 определяется из условия h=1,1…1,2b. Исходя из равнопеременного изменения размеров междурядных осевых зазоров 11, 12 и 13 геометрическая форма ударных элементов 6 и 9 в поперечном сечении также равнопеременно изменяется от размеров b×b до размеров b×h.

Установка ударных элементов 6 и 9 с изменением междурядных осевых зазоров 11, 12, 13 в поперечном сечении в связи с расположением ударных элементов 6 и 9 во втором и последующих рядах позволяет увеличить количество взаимодействий частиц материала между собой и ударными элементами, раздавливающую силу и обеспечить возрастание эффекта разрушения материала от действия истирающих сил вследствие увеличения концентрации частиц материала между рядами при уменьшении междурядного осевого зазора, имеющем циклический характер.

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, а также в междурядные осевые зазоры 11, 12 и 13. Здесь материал подвергается интенсивным ударным и истирающим нагрузкам, имеющим циклический характер за счет последовательного уменьшения и увеличения рабочего объема, определяемого междурядными осевыми зазорами 11, 12, 13 и высотой ударного элемента (фиг. 1-3).

После прохождения всех рядов ударных элементов 5, 6, 9 частицы измельченного материала направляются к внутренней полости цилиндра 14. Частицы готового продукта проходят через отверстия в участках 15 для классификации материала, а крупные частицы направляются вдоль участков для классификации и попадают на бронеплиты 16 переменного сечения, где происходит дополнительное измельчение частиц в переменном пространстве между противоположно вращающимися ударными элементами 9 внешнего ряда и бронеплитами 16 до тех пор, пока частицы не пройдут через отверстия в участках 15 для классификации. Готовый продукт вылетает из корпуса 1 дезинтегратора через тангенциальное разгрузочное устройство 2.

Так как во втором и последующих рядах ударных элементов 6 и 9 междурядные осевые зазоры 11, 12 и 13 равнопеременно изменяются по длине окружности и имеют минимальное и максимальное значение через каждые 180°, возникают раздавливающие и истирающие усилия на материал в междурядных осевых зазорах 11, 12 и 13, то есть во всем рабочем пространстве дезинтегратора. При высокоскоростном изменении рабочего пространства между наружным рядом ударных элементов 9 и выступами бронеплит 16 также возникают раздавливающие и истирающие усилия на частицы материала перед внутренней полостью цилиндра 14, что обеспечивает окончательное измельчение материала перед его выходом через отверстия в участках 15 для классификации. Для обеспечения необходимой пропускной способности отверстий их общая площадь должна превышать суммарную площадь пространства между ударными элементами 5 первого внутреннего ряда. Общей площадью отверстий определяются размеры участков для классификации и соответственно бронеплит переменного сечения.

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 вращающимся в периферийной части цилиндром 14, боковая поверхность которого содержит по всей высоте участки 15 для классификации материала с отверстиями, а также переменного сечения бронеплиты 16 для дополнительного измельчения материала, наряду с различными междурядными осевыми зазорами 11, 12 и 13 в поперечном сечении позволяет увеличить количество соударений частиц с ударными элементами 5, 6 и 9 и бронеплитами 16, раздавливающие и истирающие усилия на материал во всем рабочем пространстве дезинтегратора и обеспечить классификацию материала в периферийной части камеры помола.

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