Результат интеллектуальной деятельности: ДЕЗИНТЕГРАТОР

Изобретение относится к устройствам для измельчения 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 (А.с. №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 (А.с. 596282 СССР, МКИ³, B02C 13/22, 1978).

Недостатками известных конструкций является низкая эффективность процесса измельчения.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является дезинтегратор (Патент на изобретение РФ №2551161), содержащий корпус с установленными внутри него роторами, представленными в виде верхнего и нижнего горизонтальных дисков с ударными элементами, под верхним горизонтальным диском на одной оси с загрузочным устройством (патрубком) закреплен с возможностью колебаний многоступенчатый корпус, на нижнем горизонтальном диске на одной оси с многоступенчатым корпусом жестко закреплен многоступенчатый ротор с ударными билами, кольцевой зазор между внутренней поверхностью многоступенчатого корпуса и описываемым ударными билами диаметром многоступенчатого ротора равен значению a=2…3d_max, нижний торец многоступенчатого корпуса имеет коническую поверхность с радиально расположенными ребрами и углом наклона α от центра к периферии, а в нижней части многоступенчатого ротора жестко закреплен усеченный конус с углом наклона образующей поверхности α, которая имеет радиально расположенные кольцевые канавки, зазор между образующей поверхностью усеченного конуса и выступами радиально расположенных ребер нижнего торца многоступенчатого корпуса больше значения b=d_max, где d_max - максимальный размер частиц измельчаемого материала, и диаметр цилиндрического основания усеченного конуса равен внешнему диаметру многоступенчатого корпуса, при этом угол α больше угла естественного откоса измельчаемого материала.

С существующими признаками заявленного изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: корпус с установленными внутри него верхним и нижним дисками с ударными элементами, 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, кольцевой зазор между внутренней поверхностью многоступенчатого корпуса и описываемым ударными билами диаметром многоступенчатого ротора равен значению а=2…3d_max, нижний торец многоступенчатого корпуса имеет коническую поверхность с радиально расположенными ребрами и углом наклона α от центра к периферии, а в нижней части многоступенчатого ротора жестко закреплен усеченный конус с углом наклона образующей поверхности α, которая имеет радиально расположенные кольцевые канавки, диаметр цилиндрического основания усеченного конуса равен внешнему диаметру многоступенчатого корпуса, при этом угол α больше угла естественного откоса измельчаемого материала.

Однако данное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса помола. Это связано с недостаточным количеством соударений частиц материала в камере помола, а также с недостаточной пропускной способностью первого внутреннего ряда ударных элементов.

Задачей изобретения является повышение эффективности процесса помола за счет предварительного измельчения материалов между многоступенчатым корпусом и многоступенчатым ротором, а также повышения концентрации частиц в камере помола путем увеличения пропускной способности первого внутреннего ряда ударных элементов вследствие дополнительной подачи исходного сырья.

Это достигается тем, что дезинтегратор для измельчения материалов содержит корпус с установленными внутри него верхним и нижним горизонтальными дисками с ударными элементами. 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. Кольцевой зазор между внутренней поверхностью многоступенчатого корпуса и описываемым ударными билами диаметром многоступенчатого ротора равен значению а=2…3 d_max. Нижний торец многоступенчатого корпуса имеет коническую поверхность с радиально расположенными ребрами и углом наклона α от центра к периферии. В нижней части многоступенчатого ротора жестко закреплен усеченный конус с углом наклона образующей поверхности α, которая имеет радиально расположенные кольцевые канавки. Диаметр цилиндрического основания усеченного конуса равен внешнему диаметру многоступенчатого корпуса. Угол α больше угла естественного откоса измельчаемого материала. Через нижний горизонтальный диск вертикально проходит нижний осевой полый загрузочный патрубок, верхняя часть которого является нижней ступенью многоступенчатого ротора. Боковая поверхность нижней ступени имеет по всей высоте радиальные окна между ударными билами. Внутри нижнего осевого полого загрузочного патрубка жестко закреплен шнековый питатель. Верхняя точка шнекового питателя совпадает с верхней горизонтальной поверхностью нижней ступени многоступенчатого ротора. Зазор между образующей поверхностью усеченного конуса и выступами радиально расположенных ребер нижнего торца многоступенчатого корпуса больше значения b=2d_max, где d_max - максимальный размер частиц измельчаемого материала.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 изображен продольный разрез дезинтегратора; на фиг. 2 - его поперечный разрез Α-A на фиг. 1, на фиг. 3 - камеры предварительного дробления и помола (продольный разрез Б-Б на 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 (не показана), закрепленной с помощью болтового соединения, осевой загрузочный патрубок 3 с возможностью вращения. При этом вращение осевой загрузочный патрубок получает от электродвигателя через клиноременную передачу (не показаны). К нижнему торцу осевого загрузочного патрубка 3 жестко закреплен, например, болтовым соединением верхний горизонтальный диск 4, который содержит ударные элементы 5 и 6, расположенные по его внутренней и наружной концентрическим окружностям.

В нижней части цилиндрического корпуса 1 установлен нижний горизонтальный диск 7 с возможностью вращения. Через нижний горизонтальный диск 7 вертикально проходит нижний осевой полый загрузочный патрубок 8, который установлен в подшипниковом узле (не показан), закрепленном на нижней поверхности внешней стороны цилиндрического корпуса 1, например, болтовым соединением. Вращение нижний горизонтальный диск 7 и осевой полый загрузочный патрубок 8 получают от электродвигателя через клиноременную передачу (не показаны). Нижний горизонтальный диск 7 содержит ударные элементы 9, расположенные по концентрической окружности, причем ударные элементы 9 нижнего горизонтального диска 7 находятся между ударными элементами 5 и 6 верхнего горизонтального диска 4. Верхний горизонтальный диск 4 и нижний горизонтальный диск 7 вместе с внутренней поверхностью корпуса 1 образуют камеру помола. На одной оси с осевым загрузочным патрубком 3 на пружинных опорах закреплен многоступенчатый корпус 10. На каждой ступени многоступенчатого корпуса 10 по окружности расположены трапециевидные отражательные планки, а на торцевой поверхности - рифленые бронеплиты. На нижнем горизонтальном диске 7 на одной оси с многоступенчатым корпусом 10 жестко закреплен многоступенчатый ротор 11 с ударными билами. Для исключения заклинивания измельчаемого материала между многоступенчатым корпусом 10 и многоступенчатым ротором 11 кольцевой зазор между внутренней поверхностью многоступенчатого корпуса 10 и описываемым ударными билами диаметром многоступенчатого ротора 11 равен значению а=2…3d_max, где d_max - максимальный размер частиц измельчаемого материала. В верхней части многоступенчатого ротора 11 жестко закреплен распределительный конус 12. Количество бил многоступенчатого ротора 11 увеличивается от загрузочного устройства к нижнему горизонтальному диску 7. В нижней части многоступенчатого ротора 11 жестко закреплен усеченный конус 13 с углом наклона образующей поверхности α, которая имеет радиально расположенные кольцевые канавки. Для исключения заклинивания измельчаемого материала зазор между образующей поверхностью усеченного конуса 13 и выступами радиально расположенных ребер нижнего торца многоступенчатого корпуса 10 больше значения b=2d_max. Диаметр цилиндрического основания усеченного конуса 13 равен внешнему диаметру многоступенчатого корпуса 10, при этом угол α больше угла естественного откоса измельчаемого материала.

Верхняя часть нижнего осевого полого загрузочного патрубка 8 является нижней ступенью многоступенчатого ротора 11, боковая поверхность которой имеет по всей высоте радиальные окна 14 между ударными билами, внутри нижнего осевого полого загрузочного патрубка 8 жестко закреплен шнековый питатель 15, при этом верхняя точка шнекового питателя 15 совпадает с верхней горизонтальной поверхностью нижней ступени многоступенчатого ротора 11.

Для исключения заклинивания материала между усеченным конусом 13 и ударными элементами 5 первого внутреннего ряда радиальный зазор между основанием усеченного конуса 13 и ударными элементами 5 первого внутреннего ряда должен быть больше значения а=d_max.

Дезинтегратор работает следующим образом. Измельчаемый материал, например, известняк влажностью до 4% и крупностью 5-25 мм направляется в осевой загрузочный патрубок 3 через распределительный конус 12, затем в кольцевой зазор между многоступенчатым корпусом 10 и многоступенчатым ротором 11. Материал попадает под ударные била многоступенчатого ротора 11 и отбрасывается на отражательные планки, установленные в многоступенчатом корпусе 10. При переходе со ступени на ступень материал дополнительно разрушается при ударе о боковые бронеплиты. Частично измельченный материал под действием центробежной силы направляется в зазор между нижним ребристым торцом многоступенчатого корпуса 10 и усеченным конусом 13 с радиально расположенными кольцевыми канавками, где происходит дальнейшее измельчение материала, а затем под действием центробежных сил материал отбрасывается к первому ряду ударных элементов 5. Одновременно шнековым питателем 15 материал крупностью 0-5 мм, например глина или известняк, подается в нижний осевой полый загрузочный патрубок 8. Поднявшись до высоты расположения нижней ступени многоступенчатого ротора 11, материал за счет действия центробежной силы разгружается через радиальные окна 14 между ударными билами многоступенчатого ротора 11 и также направляется в зазор между нижним ребристым торцом многоступенчатого корпуса 10 и усеченным конусом 13 с радиально расположенными кольцевыми канавками, где происходит измельчение материала и смешивание его с материалом, загружаемым через осевой загрузочный патрубок 3. Материалы, подаваемые в осевой загрузочный патрубок 3 и в нижний осевой полый загрузочный патрубок 8, окончательно измельчаются и смешиваются друг с другом в процессе прохождения рядов с ударными элементами 5, 6 и 9, принадлежащими соответственно верхнему горизонтальному диску 4 и нижнему горизонтальному диску 7. Готовый продукт удаляется через тангенциальный разгрузочный патрубок 2, закрепленный на корпусе 1. Наличие в дезинтеграторе нижнего осевого полого загрузочного патрубка 8 со шнековым питателем 15 увеличивает пропускную способность первого внутреннего ряда ударных элементов 5. При этом появляется возможность подачи различных материалов с учетом их крупности в верхний 3 и нижний 8 осевые загрузочные патрубки с целью селективного помола и смешивания подаваемых материалов, что в целом повышает эффективность процесса измельчения.

Таким образом, применение дезинтегратора с осевыми верхним 3 и нижним 8 полыми загрузочными патрубками позволяет увеличить пропускную способность первого внутреннего ряда ударных элементов 5, повысить концентрацию частиц в зазоре между нижним ребристым торцом многоступенчатого корпуса 10 и образующей поверхностью усеченного конуса 13, а также между рядами ударных элементов 5, 6 и 9, что позволяет повысить эффективность истирания частиц между собой, следовательно, интенсифицировать процесс измельчения и увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала. Применение многоступенчатого корпуса и многоступенчатого ротора с дополнительным участком измельчения между образующей поверхностью усеченного конуса и конической поверхностью нижнего торца многоступенчатого корпуса в связи с остальными элементами дезинтегратора позволяет увеличить количество взаимодействий частиц материала между собой и ударными элементами, что также приводит к повышению эффективности процесса измельчения и увеличению производительности дезинтегратора по готовому классу измельчаемого материала.