Результат интеллектуальной деятельности: ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ДИСКОВЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ

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

Известна конструкция центробежного дискового измельчителя (Семикопенко И.А., Воронов В.П., Беляев Д.А., Маняхин А.С. Определение мощности, затрачиваемой на измельчение частицы между двумя коническими поверхностями // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2018. № 5. С. 78-81), содержащего цилиндрический корпус, внутри которого расположены два вращающихся в противоположных направлениях верхний и нижний диски с конической рабочей поверхностью.

Известна конструкция центробежной ударной мельницы (Авторское свидетельство СССР на изобретение №671839, ВО2С 13/14, опубл. 05.07.1979, бюл. № 25), 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.

Технической проблемой известных конструкций является низкая эффективность процесса измельчения и низкая тонкость помола.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому, принятым за прототип, является центробежный дисковый измельчитель (Патент РФ на полезную модель № 145376, В02 С 13/20, опубл. 20.09.2014, бюл. № 26), содержащий цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся плоские верхний и нижний диски с ударными элементами, ударные элементы выполнены в виде спирали, которые на верхнем и нижнем дисках направлены в противоположные стороны.

C существенными признаками заявленного изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками и противоположно вращающимися дисками.

Однако известное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с отсутствием селективного воздействия на частицы в зависимости от их крупности.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.

Это достигается тем, что центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся диски. Согласно предложенному решению диски расположены вертикально. Левый диск жестко закреплен на горизонтальном валу. К правому диску от его центра к периферии посредством конических втулок, жестко соединенных с правым диском их торцами большего диаметра и расположенных друг за другом в вертикальной плоскости, жестко прикреплены кольца. Внутреннее из колец насажено на горизонтальную шнековую трубу, соосную горизонтальному валу. Конические втулки за исключением внешней выполнены перфорированными и имеют угол наклона образующей в сторону правого диска, превышающий угол естественного откоса материала. Отверстия в перфорированных конических втулках выполнены в форме усеченного конуса с большим диаметром в сторону периферии, а меньший диаметр уменьшается от центра дисков к периферии от (1...1,5)D_max до (0,1...0,5) D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. Зазор между левым и правым диском равномерно уменьшается от центра к их периферии от (1...1,5)D_max до (0,1...0,5) D_max. На рабочих поверхностях левого и правого дисков жестко закреплены по концентрическим окружностям ряды ударных бил, расположенные между собой. Горизонтальный размер ударных бил и расстояние между смежными ударными билами в ряду уменьшаются соответственно уменьшению зазора между левым и правым диском, в котором выполнены дугообразные сквозные прорези с радиальным размером, превышающим D_max. Внутренняя поверхность каждой конической втулки и поверхность дугообразных сквозных прорезей большего радиуса имеют общую образующую.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез измельчителя; на фиг.2 – разрез А-А на фиг. 1 (конические втулки и дугообразные сквозные прорези); на фиг. 3 – разрез Б-Б на фиг. 1 (ударные била).

Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками и противоположно вращающиеся диски 4 и 5. Диски 4 и 5 расположены вертикально. Левый диск 4 жестко закреплен, например сваркой, на горизонтальном валу 6. К правому диску 5 от его центра к периферии посредством конических втулок 7, жестко соединенных, например сваркой, с правым диском их торцами 8 большего диаметра и расположенных друг за другом в вертикальной плоскости, жестко прикреплены, например сваркой, кольца 9. Внутреннее из колец 9 насажено на горизонтальную шнековую трубу 10, соосную горизонтальному валу 6. Конические втулки 7, за исключением внешней конической втулки 11, выполнены перфорированными и имеют угол наклона образующей в сторону правого диска 5, превышающий угол естественного откоса материала. Отверстия 12 в перфорированных конических втулках 7 выполнены в форме усеченного конуса с большим диаметром в сторону периферии, а меньший диаметр уменьшается от центра дисков 4 и 5 к периферии от (1...1,5)D_max до (0,1...0,5) D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. Зазор между левым 4 и правым 5 диском равномерно уменьшается от центра к их периферии от (1...1,5)D_max до (0,1...0,5) D_max. На рабочих поверхностях левого 4 и правого 5 дисков жестко закреплены, например сваркой, по концентрическим окружностям ряды ударных бил, соответственно 13 и 14, расположенные между собой. Горизонтальный размер ударных бил 13 и 14 и расстояние между смежными ударными билами в ряду уменьшаются соответственно уменьшению зазора между левым 4 и правым 5 диском, в котором выполнены дугообразные сквозные прорези 15 с радиальным размером, превышающим D_max. Внутренняя поверхность каждой конической втулки 7 и 11 и поверхность дугообразных сквозных прорезей 15 большего радиуса имеют общую образующую 16.

Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, направляется с помощью горизонтальной шнековой трубы 10 загрузочного устройства 2 в направлении правого диска 5. Достигнув внутреннего кольца 9, частицы материала за счет центробежной силы направляются на внутреннюю поверхность внутренней конической втулки 7. Так как образующая 16 каждой конической втулки 7 и 11 расположена под углом, превышающим угол естественного откоса материала, частицы материала перемещаются от кольца 9 в сторону правого диска 5. Крупные частицы, достигнув правого диска 5, проникают через дугообразные сквозные прорези 15 в правом диске 5 и затем попадают в рабочий объем между левым диском 4, вращающимся от горизонтального вала 6, и правым диском 5, вращающимся в противоположную сторону с горизонтальной шнековой трубой 10 загрузочного устройства 2. Материал измельчается с помощью ударных бил 13 и 14 и направляется в разгрузочный патрубок 3. Более мелкие частицы проходят через отверстия 12 в конических втулках 7 и за счет центробежной силы направляются на внутреннюю поверхность следующей конической втулки 7, жестко присоединенной к правому диску 5 торцом 8. Процесс разделения материала по крупности во время его движения вдоль внутренней поверхности конической втулки 7 и попадания крупных частиц в рабочее пространство между левым 4 и правым 5 диском повторяется до тех пор, пока самые мелкие частицы не попадут на внутреннюю сплошную поверхность внешней конической втулки 11. Данные частицы также проникают через дугообразные сквозные прорези 15 в правом диске 5 и затем попадают в периферийную часть рабочего объема между левым 4 и правым 5 диском. Так как частицы, прошедшие через отверстия 12 в конических втулках 7, уменьшаются в размерах от центра к периферии, соответственно, уменьшается зазор между левым 4 и правым 5 диском. При встречном вращении дисков 4 и 5 на частицы материала воздействуют раздавливающие и истирающие нагрузки. Частицы материала разрушаются в рабочем пространстве между ударными билами 13 и 14, закрепленными на рабочих поверхностях дисков 4 и 5. Готовый продукт вылетает из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. С целью исключения забивания материалом отверстий 12 в конических втулках 7 данные отверстия выполнены в форме усеченного конуса с большим основанием в сторону периферии. С целью исключения заклинивания частиц в дугообразных сквозных прорезях 15 правого диска 5 радиальная ширина каждой дугообразной сквозной прорези 15 превышает D_max. Так как частицы материала при перемещении от центра к периферии дисков 4 и 5 уменьшаются в размерах, соответственно, равномерно уменьшается и зазор между дисками 4 и 5 от (1...1,5)D_max до (0,1...0,5) D_max, а, следовательно, горизонтальный размер ударных бил 13 и 14 и расстояние между смежными ударными билами в ряду.

Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися левым и правым дисками, а также коническими втулками и дугообразными сквозными прорезями в правом диске, позволяет обеспечить селективное воздействие на частицы в зависимости от их крупности.

Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения, тем самым увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала.