Результат интеллектуальной деятельности: ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МЕЛЬНИЦА

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

Известна конструкция центробежной мельницы, 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 (Авторское свидетельство СССР на изобретение №671839, В02С 13/14, 1979).

Известна также центробежная мельница, содержащая цилиндрический корпус, загрузочное устройство, ротор с лопатками, на которых имеется ряд поперечных полок, рассредоточенных по всей длине каждой лопатки (Патент США №3860184, В02С 19/00, 1975).

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

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является центробежная мельница (Патент РФ на изобретение №2567522, В02С 13/26, 2014), содержащая два корпуса, размещенных в одной плоскости и соединенных между собой тангенциальным каналом, общим для обоих корпусов, в каждом корпусе имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия канала ротор, на котором закреплены разгонные лопатки, изогнутые в сторону вращения ротора, в тангенциальном канале имеется выгрузочный патрубок, равноудаленный от осей вращения роторов, загрузочные патрубки в каждом корпусе для подачи измельчаемого материала расположены на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов, и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора с центром на вертикальной оси последнего, на верхней плоскости каждого ротора жестко закреплены вертикальные прямолинейные ребра, высота которых равна (0,1-0,2)d_max, на нижнем торце каждого загрузочного патрубка имеется наклонный срез под углом 45° со стороны, противоположной вращению соответствующего ротора, каждая разгонная лопатка и прямолинейное ребро имеют вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка с обеспечением технологического зазора, боковые стенки тангенциального канала сходятся в плоскости симметрии мельницы, угол между сходящимися стенками составляет 120-150°, при этом высота каждой разгонной лопатки больше 2d_max, где d_max - максимальный размер частицы загружаемого материала.

С существенными признаками заявленного изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: два корпуса, размещенных в одной плоскости и соединенных между собой тангенциальным каналом. В каждом корпусе имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия канала ротор, на котором закреплены разгонные лопатки, изогнутые в сторону вращения ротора. Высота каждой разгонной лопатки больше 2d_max, где d_max - максимальный размер частицы загружаемого материала. В тангенциальном канале имеется выгрузочный патрубок, равноудаленный от осей вращения роторов. Загрузочные патрубки в каждом корпусе для подачи измельчаемого материала расположены на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора с центром на вертикальной оси последнего. На верхней плоскости каждого ротора жестко закреплены вертикальные прямолинейные ребра, высота которых равна (0,1-0,2)d_max. На нижнем торце каждого загрузочного патрубка имеется наклонный срез под углом 45° со стороны, противоположной вращению соответствующего ротора. Каждая разгонная лопатка и прямолинейное ребро имеют вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка с обеспечением технологического зазора. Боковые стенки тангенциального канала сходятся в плоскости симметрии мельницы. Угол между сходящимися стенками составляет 120-150°. Несмотря на то, что в данной конструкции относительная скорость движения измельчаемого материала составляет 300-400 м/с, имеет место недостаточная эффективность помола материала в тангенциальном канале. Это обусловлено наличием различных по величине частиц в потоке измельчаемого материала, сходящих с роторов. Мелкие частицы, находясь во встречных потоках, смягчают соударение крупных частиц, чем снижают эффективность их измельчения.

Задачей изобретения является повышение эффективности процесса измельчения за счет повышения эффективности соударения крупных частиц и истирания мелких частиц благодаря разделению всего измельчаемого материала по углу вылета крупной и мелкой фракций в тангенциальном канале.

Это достигается тем, что центробежная мельница содержит два корпуса, размещенных в одной плоскости и соединенных между собой тангенциальным каналом, боковые стенки которого сходятся в плоскости симметрии мельницы под углом 120-150°. В каждом корпусе имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия канала ротор, на котором закреплены разгонные лопатки, изогнутые в сторону вращения ротора. Высота каждой разгонной лопатки больше 2d_max, где d_max - максимальный размер частицы загружаемого материала. В тангенциальном канале имеется выгрузочный патрубок, равноудаленный от осей вращения роторов. Загрузочные патрубки в каждом корпусе для подачи измельчаемого материала расположены на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов, и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора с центром на вертикальной оси последнего. На верхней плоскости каждого ротора жестко закреплены вертикальные прямолинейные ребра, высота которых равна (0,1…0,2)d_max. На нижнем торце каждого загрузочного патрубка имеется наклонный срез под углом 45° со стороны, противоположной вращению соответствующего ротора. Каждая разгонная лопатка и прямолинейное ребро имеют вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка с обеспечением технологического зазора. В предложенном решении к каждой разгонной лопатке жестко примыкает прямолинейный уступ, высота которого равна высоте прямолинейных ребер. Прямолинейный уступ представляет собой сегмент с хордой, соединяющей крайние точки разгонной лопатки.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен поперечный разрез Б-Б на фиг. 2 (центробежная мельница); на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (продольный разрез центробежной мельницы); на фиг. 3 - вид В на фиг. 2 (загрузочный патрубок); на фиг. 4 - вид Г на фиг. 3.

Центробежная мельница содержит два корпуса 1, размещенных в одной плоскости и соединенных между собой тангенциальным каналом 2, общим для обоих корпусов 1. Боковые стенки тангенциального канала 2 сходятся в плоскости симметрии мельницы. Угол между сходящимися стенками составляет 120-150°. Внутренняя поверхность тангенциального канала 2 футерована отбойными плитами 3.

В каждом корпусе 1 имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия канала ротор 4, на котором закреплены разгонные лопатки 5, изогнутые в сторону вращения ротора 4. Высота каждой разгонной лопатки 5 больше 2d_max, где d_max - максимальный размер частицы загружаемого материала. К каждой разгонной лопатке 5 жестко, например с помощью сварки, примыкает прямолинейный уступ 6. Прямолинейный уступ 6 представляет собой сегмент с хордой, соединяющей крайние точки разгонной лопатки 5.

В тангенциальном канале 2 имеется выгрузочный патрубок 7, равноудаленный от осей вращения роторов 4. Загрузочные патрубки 8 в каждом корпусе 1 для подачи измельчаемого материала расположены на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов 4 и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора 4 с центром на вертикальной оси последнего. На верхней плоскости каждого ротора 4 жестко закреплены, например сваркой, вертикальные прямолинейные ребра 9, высота которых равна (0,1…0,2)d_max. При этом высота прямолинейного уступа 6 равна высоте прямолинейных ребер 9. Каждая разгонная лопатка 5 и прямолинейное ребро 9 имеют вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка 8 с обеспечением технологического зазора. На нижнем торце каждого загрузочного патрубка 8 имеется наклонный срез под углом 45° со стороны, противоположной вращению соответствующего ротора 4. Между выходным торцом каждого ротора 4 и внутренней поверхностью корпуса 1 имеется технологический зазор, обеспечивающий вращение ротора 4.

Центробежная мельница работает следующим образом.

Измельчаемый материал, например известняк, через загрузочные патрубки 8 одновременно подается на разгонные лопатки 5, прямолинейные ребра 9 и прямолинейные уступы 6 обоих роторов 4. Ввиду того, что загрузочные патрубки 8 смещены относительно осей вращения роторов 4, измельчаемый материал в каждый промежуток времени попадает только на одну из разгонных лопаток 5, прямолинейных ребер 9 или прямолинейных уступов 6. При этом в зависимости от свойств и размера измельчаемого материала расположение загрузочных патрубков 8 на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов 4 и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора с центром на вертикальной оси последнего.

Мелкие частицы, попадая на прямолинейные ребра 9, перемещаются вдоль их вертикальной поверхности и сходят с плоскости роторов 4 на их периферии под углом 15…30° к оси, соединяющей центры вращения роторов 4. Мелкие частицы, попавшие на каждый участок между прямолинейным ребром 9 и вогнутой стороной разгонной лопатки 5, захватываются вертикальным торцом прямолинейного уступа 6 и также сходят с плоскости роторов 4 с остальными мелкими частицами. Крупные частицы, миновав прямолинейные ребра 9 и вертикальные торцы прямолинейных уступов 6, попадают на разгонные лопатки 5, и за счет центробежных сил и сил трения накапливаются на них. Процесс накопления протекает до тех пор, пока измельчаемый материал не заполнит вогнутую сторону разгонных лопаток 5. Следующие частицы начинают скользить по накопившемуся материалу и за счет центробежной силы с разгонных лопаток 5 направляются в тангенциальный канал 2 и выгрузочный патрубок 7. Благодаря прямолинейным ребрам 9 и прямолинейным уступам 6 мелкие частицы перемещаются по их вертикальным поверхностям, а крупные частицы перемещаются вдоль разгонных лопаток 5. Благодаря тому, что длина пути, проходимому мелкими частицами вдоль прямолинейных ребер 9 и прямолинейных уступов 6 меньше длины пути, проходимому крупными частицами вдоль разгонных лопаток 5, мелкие частицы отрываются раньше крупных и вылетают вдоль боковых стенок тангенциального канала 2, а крупные частицы вылетают навстречу друг другу по прямой с обеспечением лобового встречного соударения. Таким образом, происходит разделение всего измельчаемого материала по углу вылета крупной и мелкой фракций из корпусов 1 в тангенциальный канал 2, благодаря чему эффективность соударений крупных частиц повышается, а также обеспечивается истирание мелких частиц. Скорость крупных частиц, направляемых навстречу друг другу из корпусов 1 в тангенциальный канал 2, превышает скорость разрушения частицы материала, в результате чего происходит их эффективное измельчение. Частицы, отклонившиеся от основного потока, направляются на отбойные плиты 3, находящиеся в тангенциальном канале 2 и после соударения с отбойными плитами 3 направляются в выгрузочный патрубок 7.

Наличие прямолинейных уступов 6, жестко примыкающих к разгонным лопаткам 5, закрепленным на верхней плоскости каждого ротора 4 в сочетании с остальными элементами, обеспечивает разделение всего измельчаемого материала по углу вылета крупной и мелкой фракций в тангенциальный канал 2, вследствие чего повышается качество готового продукта по гранулометрическому составу, что повышает эффективность процесса измельчения.