Результат интеллектуальной деятельности: МЕЛЬНИЦА ДЛЯ УДАРНО-ЦЕНТРОБЕЖНОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к устройствам для ударно-центробежного измельчения материала (центробежные мельницы) и может найти применение в строительной, горнодобывающей, химической, металлургической и других отраслях промышленности для измельчения различных рудных и нерудных материалов.

Известно устройство для измельчения материалов (мельница для ударно-центробежного измельчения материала), содержащее соединенные между собой ударно-центробежную дробилку и воздушный классификатор, причем дробилка содержит корпус, ускоритель, установленный внутри корпуса на вертикальном валу, отбойные элементы, закрепленные на внутренней поверхности корпуса без зазора по отношению к ней и с образованием с ускорителем зоны дробления, воронку для подачи материала в ускоритель, неподвижно установленную непосредственно над ускорителем с зазором по отношению к нему, трубу для подачи исходного материала в воронку, и патрубки для подачи воздуха в мельницу, расположенные в нижней части корпуса, а воздушный классификатор содержит полый корпус с камерой разделения материала и средства для возврата крупных частиц в ускоритель дробилки для доизмельчения, патрубок для вывода отделенных мелких частиц материала вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части корпуса, при этом воздушный классификатор расположен непосредственно над ударно-центробежной дробилкой и соединен с ней таким образом, что зона дробления дробилки непосредственно сообщается с камерой разделения материала воздушного классификатора (RU №2297283, B02C 23/12, опубликовано 20.04.2007).

Однако известная мельница не обеспечивает высокую эффективность измельчения материала. Данный недостаток связан с тем, что вылетающий из ускорителя материал отклоняется вверх восходящим воздушным потоком, создаваемым в мельнице внешним вентилятором, и ударяется об отбойные элементы не под прямым углом. При этом мелкие частицы отклоняются на максимальный угол, что приводит к снижению эффективности измельчения материала. Кроме того, в связи с тем, что отбойные элементы в данной мельнице установлены неподвижно, осуществляется их щелевидный абразивный износ. Это значительно снижает эффективность измельчения как из-за увеличения расстояния пролета измельчаемого материала до поверхности отбойных элементов, так и за счет того, что в щелевидной зоне износа отбойных элементов создается слой материала, снижающий силу удара материала, вылетающего из ускорителя.

Известна также мельница для ударно-центробежного измельчения материала (центробежная мельница), содержащая соединенные между собой ударно-центробежную дробилку и воздушный классификатор, причем дробилка содержит корпус, ускоритель, установленный внутри корпуса на вертикальном валу, отбойные элементы, неподвижно закрепленные на внутренней поверхности корпуса с зазором по отношению к ней и с образованием с ускорителем зоны дробления, воронку для подачи материала в ускоритель, неподвижно установленную непосредственно над ускорителем и отбойными элементами с зазором по отношению к ним, трубу для подачи исходного материала в воронку, и патрубки для подачи воздуха в мельницу, расположенные в нижней части корпуса, а воздушный классификатор содержит полый корпус с камерой разделения материала, цилиндроконическую вставку, расположенную в корпусе по его оси, средство для возврата крупных частиц в ускоритель дробилки для доизмельчения, верхняя часть которого выполнена кольцеобразной и коаксиально расположена в корпусе, а нижняя часть которого содержит несколько течек, равномерно расположенных с зазором между собой по окружности корпуса и верхним концом соединенных с корпусом и кольцеобразной частью средства для возврата крупных частиц в дробилку для доизмельчения, лопатки, равномерно установленные с возможностью фиксированного поворота в горизонтальной плоскости между цилиндроконической вставкой и кольцеобразной частью средства для возврата крупных частиц в ускоритель дробилки для доизмельчения, патрубок для вывода отделенных мелких частиц материала вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части корпуса, при этом воздушный классификатор расположен непосредственно над ударно-центробежной дробилкой и соединен с ней таким образом, что зазор между внутренней поверхностью корпуса дробилки и отбойными элементами непосредственно сообщается с камерой разделения материала воздушного классификатора (патенты-аналоги на полезную модель: RU 94170, B02C 23/12, опубликовано 20.05.2010, ВУ 6368, B02C 23/00, опубликовано 30.06.2010).

Во время работы мельницы одна часть воздушного потока, создаваемого в мельнице внешним вентилятором, проходит через зазор, образованный внутренней поверхностью корпуса дробилки и отбойными элементами, а вторая часть - между ускорителем и отбойными элементами, т.е. через зону дробления. Воздушный поток, создаваемый вращающимся ускорителем, смешивается с воздушным потоком, проходящим через зону дробления, и обтекает отбойные элементы, перемещаясь вдоль отбойных элементов вверх и (или) вниз в зависимости от аэродинамического сопротивления зазора между воронкой и отбойными элементами, который является постоянным для данной мельницы. Только при условии, когда воздушный поток, обтекающий отбойные элементы вверх и вниз, разделяется на две равные по величине части, вылетающий из ускорителя материал отклоняется на минимальный угол, что обеспечивает соответственно высокую эффективность измельчения.

Однако данная мельница не способна обеспечить максимальную эффективность измельчения при изменении крупности готового продукта. Этот недостаток связан с тем, что зазор между воронкой и отбойными элементами является постоянным для данной мельницы, т.к. отбойные элементы установлены неподвижно по отношению к воронке. При изменении крупности готового продукта необходимо изменять величину воздушного потока, проходящего через мельницу, или расход воздуха через ускоритель при изменении скорости его вращения (для получения продукта меньшей крупности необходимо повышать скорость вращения ускорителя). Следовательно, изменяется и величина воздушного потока, проходящего через зону дробления. При этом пылевоздушный поток, обтекающий отбойные элементы, перераспределяется и частицы материала, вылетающие из ускорителя, значительно отклоняются от горизонтали и ударяются об отбойные элементы не под прямым углом, что значительно снижает эффективность измельчения. Кроме того, в связи с тем, что отбойные элементы в данной мельнице установлены неподвижно, осуществляется их щелевидный абразивный износ. Это значительно снижает эффективность измельчения как из-за увеличения расстояния пролета измельчаемого материала до поверхности отбойных элементов, так и за счет того, что в щелевидной зоне износа отбойных элементов создается слой материала, снижающий силу удара материала, вылетающего из ускорителя.

Задача изобретения состоит в обеспечении высокой эффективности измельчения при получении готового продукта различной тонины за счет обеспечения удара частиц материала об отбойные элементы под прямым или близким к прямому углу путем обеспечения возможности регулирования воздушных потоков, обтекающих отбойные элементы, и обеспечения этим возможности изменения величины зазора между воронкой и отбойными элементами, а также в повышении межремонтного периода работы мельницы за счет увеличения срока службы отбойных элементов.

Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи путем указанного технического результата мельница для ударно-центробежного измельчения материала, содержащая соединенные между собой ударно-центробежную дробилку и воздушный классификатор, причем дробилка содержит корпус, ускоритель, установленный внутри корпуса на вертикальном валу, отбойные элементы, закрепленные на внутренней поверхности корпуса с зазором по отношению к ней и с образованием с ускорителем зоны дробления, воронку для подачи материала в ускоритель, установленную непосредственно над ускорителем с возможностью фиксированных перемещений в вертикальной плоскости, трубу для подачи исходного материала в воронку, и патрубки для подачи воздуха в мельницу, расположенные в нижней части корпуса, а воздушный классификатор содержит полый корпус с камерой разделения материала, цилиндроконическую вставку, расположенную в корпусе по его оси, средство для возврата крупных частиц в ускоритель дробилки для доизмельчения, верхняя часть которого выполнена кольцеобразной и коаксиально расположена в корпусе, а нижняя часть которого содержит несколько течек, равномерно расположенных с зазором между собой по окружности корпуса и верхним концом соединенных с корпусом и кольцеобразной частью средства для возврата крупных частиц в дробилку для доизмельчения, лопатки, установленные с возможностью фиксированного поворота в горизонтальной плоскости между цилиндроконической вставкой и кольцеобразной частью средства для возврата крупных частиц в ускоритель дробилки для доизмельчения, патрубок для вывода отделенных мелких частиц материала вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части корпуса, при этом воздушный классификатор расположен непосредственно над ударно-центробежной дробилкой и соединен с ней таким образом, что зазор между внутренней поверхностью корпуса дробилки и отбойными элементами непосредственно сообщается с камерой разделения материала воздушного классификатора, отличается тем, что отбойные элементы установлены с возможностью фиксированного перемещения в вертикальной плоскости.

Изобретение поясняется чертежом - общий вид мельницы для ударно-центробежного измельчения материала, разрез в вертикальной плоскости.

Мельница для ударно-центробежного измельчения материала содержит соединенные между собой ударно-центробежную дробилку и воздушный классификатор, например, центробежно-инерционный классификатор.

Ударно-центробежная дробилка содержит корпус 1, ускоритель 2, установленный внутри корпуса 1 на вертикальном валу 3, отбойные элементы 4, закрепленные на внутренней поверхности корпуса 1 с возможностью фиксированного перемещения в вертикальной плоскости посредством тяг 5, с зазором 6 по отношению к ней и с образованием с ускорителем 2 зоны 7 дробления, воронку 8 для подачи материала в ускоритель 2, установленную с возможностью фиксированного перемещения в вертикальной плоскости посредством тяг 9, трубу 10 для подачи исходного материала в воронку 8 и патрубки 11 для подачи воздуха в мельницу.

Воздушный классификатор содержит полый корпус 12 с камерой 13 разделения материала, цилиндроконическую вставку 14, расположенную в корпусе 12 по его оси, средство для возврата крупных частиц в ускоритель 2 дробилки для доизмельчения, верхняя часть 15 которого выполнена кольцеобразной и коаксиально расположена в корпусе 12, а нижняя часть которого содержит несколько течек 16, равномерно расположенных с зазором между собой по окружности корпуса 12 и верхним концом соединенных с корпусом 12 и кольцеобразной частью 15, лопатки 17, установленные с возможностью фиксированного поворота в горизонтальной плоскости между цилиндроконической вставкой 14 и кольцеобразной частью 15 средства для возврата крупных частиц в ускоритель 2 дробилки для доизмельчения, патрубок 18 для вывода отделенных мелких частиц материала вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части корпуса 12, при этом воздушный классификатор расположен непосредственно над ударно-центробежной дробилкой и соединен с ней таким образом, что зазор 5 между внутренней поверхностью корпуса 12 дробилки и отбойными элементами 4 непосредственно сообщается с камерой 13 разделения материала воздушного классификатора.

Изобретение используют следующим образом.

На выходе патрубка 18 создают разрежение, например, внешним вентилятором (на чертежах не показан), которое обуславливает расчетное движение воздушного потока в мельнице (в дробилке и классификаторе) снизу вверх. Затем посредством электропривода (на чертежах не показан) ускорителю 2 ударно-центробежной дробилки придают вращение с требуемой скоростью и подают в него исходный материал по трубе 10 и через воронку 8. За счет возникновения поля центробежных сил, возникающих во вращающемся ускорителе 2, частицы материала приобретают ускорение, вылетают из него, ударяются об отбойные элементы 4 и разрушаются на куски разной крупности. Под воздействием гравитационной силы частицы материала попадают в патрубки 11 для подачи воздуха в мельницу, подхватываются воздушным потоком и через зазор 6 выносятся в классификатор. Часть мелких частиц с воздушным потоком, обтекающим отбойные элементы 4 вверх, попадает в классификатор из зоны 7 дробления через зазор между отбойными элементами 4 и воронкой 8. Затем частицы материала разной крупности вместе с воздушным потоком перемещаются вверх через зазор между течками 16 и попадают на лопатки 17, установленные под определенным углом к горизонтали. Благодаря им частицы материала приобретают тангенциальную составляющую и вместе с воздушным потоком приводятся во вращение, при котором возникает центробежная сила. Одновременно на частицы материала воздействует сила аэродинамического сопротивления, создаваемая воздушным потоком, перемещающимся снизу вверх. Для крупных частиц воздействие центробежной силы превышает воздействие силы аэродинамического сопротивления. Поэтому крупные частицы отбрасываются к стенке корпуса 12, под действием гравитационной силы вдоль нее перемещаются вниз, по течкам 16 и через воронку 8 попадают в ускоритель 2 дробилки на доизмельчение. Для мелких частиц воздействие силы аэродинамического сопротивления превышает воздействие центробежной силы. Поэтому мелкие частицы вместе с воздушным потоком через патрубок 18 выводятся из мельницы.

Благодаря тому, что отбойные элементы 4 установлены с возможностью фиксированного перемещения в вертикальной плоскости, существует возможность изменять аэродинамическое сопротивление зазора между отбойными элементами 4 и воронкой 8. Это позволяет установить отбойные элементы 4 с таким зазором по отношению к воронке 8, чтобы его аэродинамическое сопротивление обеспечивало разделение воздушного потока, обтекающего отбойные элементы 4 вверх и вниз, на равные по величине части.

Благодаря этому значительная часть материала, вылетающего из ускорителя 2, ударяется об отбойные элементы 4 под прямым углом. Некоторая часть материала может отклоняться вверх или вниз на минимальный угол.

Таким образом, достигается высокая эффективность измельчения материала при различной тонине измельчения материала, требующей изменение величины воздушных потоков.

По мере абразивного износа отбойные элементы перемещают вверх или вниз посредством тяг 5. При этом осуществляют и корректировку расположения воронки 8, перемещая ее вверх или вниз посредством тяг 9 для обеспечения равной силы потоков, обтекающих отбойные элементы 4 сверху и снизу.

В данной мельнице могут использоваться воздушные классификаторы различной конструкции, обеспечивающие разделение измельченного дробилкой материала по требуемой границе крупности: центробежно-инерционные, центробежно-динамические и другие классификаторы.