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.

Известен дезинтегратор, содержащий кожух с загрузочной воронкой и установленными внутри него роторами, при этом внутри ротора, расположенного со стороны загрузочной воронки, смонтирован маятниковый ударник, установленный эксцентрично относительно вала ротора на оси, закрепленной на боковой стенке кожуха (авторское свидетельство №596283 СССР, МКИ³ B02C 13/22, 1978).

Известен также дезинтегратор, содержащий кожух с загрузочной воронкой и установленными внутри него ударным приспособлением и роторами, имеющими ступицы и пальцевые диски, при этом ударное приспособление выполнено в виде шарнирно укрепленных на ступице ротора, расположенного со стороны загрузочной воронки, молотковых ударников, а кожух - с пальцами-отбойниками, неподвижно закрепленными по окружности на его боковой стенке за траекторией вращения крайних точек молотковых ударников (авторское свидетельство 596282 СССР, МКИ³ B02C 13/22, 1978).

Недостатком известных конструкций является недостаточная эффективность процесса измельчения.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением, принятым за прототип, является дезинтегратор, содержащий корпус с установленными внутри него роторами, отличающийся тем, что под верхним горизонтальным диском на одной оси с загрузочным устройством закреплен с возможностью колебаний многоступенчатый корпус, на нижнем горизонтальном диске на одной оси с многоступенчатым корпусом жестко закреплен многоступенчатый ротор с ударными билами, в нижней части многоступенчатого ротора жестко закреплены разбрасывающие лопатки, при этом кольцевой зазор между внутренней поверхностью многоступенчатого корпуса и описываемым ударными билами диаметром многоступенчатого ротора равен значению α=2-3d_max, а зазор между верхними кромками разбрасывающих лопаток и нижним торцом многоступенчатого корпуса больше значения b=d_max, где d_max - максимальный размер частиц измельчаемого материала (патент РФ №2429913 МКИ³ B02C 13/20, 2011).

Недостатком данного устройства является низкая эффективность процесса измельчения ввиду недостаточного количества соударений частиц материала с внешней поверхностью многоступенчатого ротора и внутренней поверхностью многоступенчатого корпуса.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения. Это достигается тем, что в дезинтеграторе, содержащем корпус с установленными внутри него роторами, под верхним горизонтальным диском на одной оси с загрузочным устройством закреплен с возможностью колебаний многоступенчатый корпус, на нижнем горизонтальном диске на одной оси с многоступенчатым корпусом жестко закреплен многоступенчатый ротор с ударными билами, согласно предлагаемому решению каждая ступень корпуса в горизонтальном сечении выполнена в виде спиралевидных сегментов по четырем секторам окружности, при этом радиус кривизны спиралевидных сегментов увеличивается в каждом сегменте по ходу вращения корпуса, а минимальный и максимальный зазор между внутренней поверхностью многоступенчатого корпуса и описываемым ударными билами диаметром многоступенчатого ротора соответственно равен d_max и 2-3 d_max, где d_max - максимальный размер измельчаемых частиц.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг.1 изображен дезинтегратор, поперечный разрез; на фиг.2 - дезинтегратор, продольный разрез А-А по фиг.1, на фиг.3 - продольный разрез камеры предварительного дробления и помола Б-Б по фиг.1.

Дезинтегратор состоит из цилиндрического корпуса 1, в боковой части которого установлено разгрузочное устройство в виде тангенциального разгрузочного патрубка 2, а в центре на верхней части цилиндрического корпуса 1 установлен, например, в подшипниковой опоре (на чертеже не показана), закрепленной на цилиндрическом корпусе 1 с помощью болтового соединения, осевой загрузочный патрубок 3 с возможностью вращения, при этом вращение осевой загрузочный патрубок получает от электродвигателя через клиноременную передачу (на чертеже не показаны). К нижнему торцу осевого загрузочного патрубка 3 жестко прикреплен, например, болтовым соединением верхний горизонтальный диск 4, который содержит ударные элементы 5, расположенные по его концентрическим окружностям.

В нижней части цилиндрического корпуса 1 установлен нижний горизонтальный диск 6 с возможностью вращения на валу 7, установленном в подшипниковом узле (на чертеже не показан), закрепленном на нижней поверхности внешней стороны цилиндрического корпуса 1, например, болтовым соединением. Вращение нижний горизонтальный диск 6 получает от электродвигателя через клиноременную передачу (на чертеже не показаны).

Верхний горизонтальный диск 4, как и нижний горизонтальный диск 6, содержит ударные элементы 5 и 8, расположенные по концентрическим окружностям, причем ударные элементы 5 верхнего горизонтального диска 4 находятся между ударными элементами 8 нижнего горизонтального диска 6. Верхний горизонтальный диск 4 и нижний горизонтальный диск 6 вместе с внутренней поверхностью корпуса 1 образуют камеру помола.

На одной оси с загрузочным устройством на пружинных опорах закреплен многоступенчатый корпус 9. Каждая ступень многоступенчатого корпуса в горизонтальном сечении выполнена в виде спиралевидных сегментов по четырем секторам окружности. Радиус кривизны спиралевидных сегментов увеличивается в каждом сегменте по ходу вращения многоступенчатого корпуса. На внутренней поверхности каждой ступени многоступенчатого корпуса расположены трапециевидные отражательные планки, а на торцевой поверхности - рифленые бронеплиты. На нижнем горизонтальном диске жестко закреплен многоступенчатый ротор 10 с ударными билами. Для исключения заклинивания измельчаемого материала минимальный и максимальный зазор между внутренней поверхностью многоступенчатого корпуса и описываемым ударными билами диаметром многоступенчатого ротора соответственно равен d_max и 2-3d_max. В верхней части многоступенчатого ротора жестко закреплен распределительный конус 11. Количество ударных бил многоступенчатого ротора увеличивается от загрузочного устройства к нижнему горизонтальному диску. В нижней части многоступенчатого ротора жестко закреплены разбрасывающие лопатки 12. Для исключения заклинивания измельчаемого материала между разбрасывающими лопатками и многоступенчатым корпусом зазор между верхними кромками разбрасывающих лопаток и нижним торцом многоступенчатого корпуса должен быть больше значения d_max. Для исключения заклинивания материала между разбрасывающими лопатками и ударными элементами первого внутреннего ряда радиальный зазор между описываемым разбрасывающими лопатками диаметром и ударными элементами первого внутреннего ряда должен быть больше значения d_max, где d_max - максимальный размер измельчаемых частиц. При наличии разбрасывающих лопаток на нижнем горизонтальном диске создается воздушный поток в направлении к тангенциальному разгрузочному патрубку, который способствует перемещению измельчаемого материала через ударные элементы, что в целом повышает эффективность измельчения.

Дезинтегратор работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 4%, шнековым питателем направляется в осевое загрузочное устройство, затем в зазор между внутренней поверхностью многоступенчатого корпуса и внешней поверхностью многоступенчатого ротора. Материал попадает под ударные била многоступенчатого ротора и отбрасывается на трапециевидные отражательные планки, установленные на внутренней поверхности многоступенчатого корпуса.

При переходе со ступени на ступень материал дополнительно разрушается при ударе о рифленые бронеплиты. Частично измельченный материал под действием силы тяжести направляется на разбрасывающие лопатки и под действием центробежных сил, возникающих при вращении разбрасывающих лопаток, отбрасывается к первому ряду ударных элементов. Пройдя первый ряд ударных элементов, материал попадает на второй и последующие ряды, в которых материал также подвергается интенсивным ударным и истирающим нагрузкам (фиг.2.). После прохождения всех рядов ударных элементов готовый продукт выводится из дезинтегратора через тангенциальное разгрузочное устройство 2. Так как каждая ступень многоступенчатого корпуса в горизонтальном сечении выполнена в виде спиралевидных сегментов по четырем секторам окружности, частицы измельчаемого материала воспринимают нагрузки циклического характера, количество соударений частиц с трапециевидными отражательными планками увеличивается. Величина зазора между внутренней поверхностью многоступенчатого корпуса и внешней поверхностью многоступенчатого ротора изменяется с высокой частотой, вследствие этого нагрузки на измельчаемый материал приобретают циклический характер, что увеличивает количество соударений частиц материала с ударными билами многоступенчатого ротора и трапециевидными отражательными планками многоступенчатого корпуса.

Таким образом, наличие внутренней поверхности многоступенчатого корпуса в виде спиралевидных сегментов в горизонтальном сечении в связи с остальными элементами дезинтегратора позволяет увеличить количество взаимодействий частиц материала между собой, ударными билами и трапециевидными отражательными планками, при этом нагрузки на измельчаемый материал носят циклический характер, частицы материала подвергаются интенсивному многократному воздействию с непрерывным отводом мелкой фракции на последующие ступени измельчения, что приводит к повышению эффективности процесса измельчения и увеличению производительности дезинтегратора по готовому классу измельчаемого материала.