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.

Известна конструкция дезинтегратора, содержащего цилиндрический корпус, внутри которого расположены два вращающихся в противоположных направлениях ротора в виде дисков с ударными элементами в виде лопаток и повернутых под углом в смежных концентрических рядах (Авторское свидетельство СССР на изобретение №1572694, В02С 13/22, опубл. 23.06.1990).

Известен также дезинтегратор, последний ряд ударных элементов которого выполнен в виде пальцев. Выходной патрубок расположен тангенциально к корпусу дезинтегратора (Авторское свидетельство СССР на изобретение №908383, В02С 13/22, опубл. 28.02.1982).

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

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является дезинтегратор (Патент РФ на изобретение №2353431, В02С 13/22, опубл. 27.04.2009), содержащий цилиндрический корпус с осевым загрузочным и тангенциальным разгрузочным устройствами (патрубками) и с размещенными в корпусе с возможностью встречного вращения верхним и нижним горизонтальными дисками с жестко закрепленными на них рядами ударных элементов, каждый из которых расположен между рядами ударных элементов противолежащего диска, образуя с внутренней поверхностью корпуса камеру помола, ряды ударных элементов расположены по концентрическим окружностям, а осевые зазоры между рядами ударных элементов в поперечном сечении камеры помола равнопеременно изменяются по длине окружности и имеют максимальное и минимальное значение через каждые 180°, причем поперечное сечение ударного элемента при минимальном осевом зазоре между рядами является прямоугольником или близко к прямоугольнику со сторонами b и h, где h=1,1…1,2 b, а поперечное сечение ударного элемента при максимальном осевом зазоре между рядами является квадратом или близко к квадрату со стороной b, при этом расстояния между ударными элементами в каждом ряду равны между собой и уменьшаются от центра камеры помола к периферии дисков.

С существенными признаками заявленного изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: цилиндрический корпус с осевым загрузочным и тангенциальным разгрузочным патрубками и с размещенными в корпусе с возможностью встречного вращения верхним и нижним горизонтальными дисками с жестко закрепленными на них по концентрическим окружностям рядами ударных элементов, каждый из которых расположен между рядами ударных элементов противолежащего диска, расстояния между ударными элементами уменьшаются от центра камеры помола к периферии дисков.

Однако данное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с недостаточным количеством соударений частиц и незначительными истирающими и раздавливающими нагрузками на измельчаемый материал в периферийной части камеры помола.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет увеличения количества соударений частиц и увеличения истирающих и раздавливающих нагрузок на измельчаемый материал в периферийной части камеры помола.

Это достигается тем, что дезинтегратор содержит цилиндрический корпус с осевым загрузочным и тангенциальным разгрузочным патрубками. В корпусе размещены с возможностью встречного вращения верхний и нижний горизонтальные диски с жестко закрепленными на них по концентрическим окружностям рядами ударных элементов, каждый из которых расположен между рядами ударных элементов противолежащего диска. Расстояния между ударными элементами уменьшаются от центра к периферии дисков. В предложенном решении диски выполнены разных диаметров. К торцу наибольшего диска, которому принадлежит предпоследний ряд ударных элементов камеры помола, жестко прикреплены симметрично расположенные вертикальные опоры. К внешней поверхности наружного ряда ударных элементов и к внутренней поверхности вертикальных опор жестко прикреплены по всей их высоте конические кольцевые сектора с ребристыми верхней и нижней поверхностями, которые расположены поочередно по вертикали. Угол наклона α образующей каждого конического кольцевого сектора превышает угол естественного откоса материала. На участках перекрывания смежных конических кольцевых секторов зазоры между ними по вертикали уменьшаются от (5…10)d_max до (1…2)d_max по направлению их вращения, где d_max - максимальный размер частиц готового продукта. Высота вертикальных опор превышает высоту ударных элементов.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен разрез А-А на фиг. 3 (продольный разрез дезинтегратора с коническими кольцевыми секторами); на фиг. 2 - вид Г на фиг. 1 (конические кольцевые сектора); на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 (поперечный разрез камеры помола), на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1 (конические кольцевые сектора в разрезе).

Дезинтегратор состоит из цилиндрического корпуса 1, в боковой части которого установлен тангенциальный разгрузочный патрубок 2. В центре верхней части цилиндрического корпуса 1 закреплена, например с помощью болтового соединения, подшипниковая опора, в которой установлен осевой загрузочный патрубок 3 с возможностью вращения. К нижнему торцу осевого загрузочного патрубка 3 жестко закреплен, например болтовым соединением, верхний 4 горизонтальный диск, который содержит расположенные по концентрическим окружностям ударные элементы 5 и 6 внутреннего и наружного рядов соответственно.

В нижней части цилиндрического корпуса 1 установлен нижний 7 горизонтальный диск с возможностью вращения. Вращение нижний 7 горизонтальный диск получает от вала 8. Нижний 7 горизонтальный диск содержит ударные элементы 9, расположенные по концентрическим окружностям, причем ударные элементы 6 верхнего 4 горизонтального диска находятся между ударными элементами 9 нижнего 7 горизонтального диска. Рабочая поверхность ударных элементов 5, 6 и 9 выполнена традиционно плоской.

На нижнем 7 горизонтальном диске жестко закреплено, например на болтах, устройство для равномерного ускоренного распределения материала, представляющее собой горизонтальный 10 диск с вертикальными лопатками.

Расстояния между смежными ударными элементами в ряду уменьшаются от центра к периферии дисков 4 и 7, которые выполнены разных диаметров. К торцу наибольшего диска, в данном случае верхнего 4, которому принадлежит предпоследний ряд ударных элементов 6, жестко прикреплены, например сваркой, симметрично расположенные вертикальные опоры 11. К внешней поверхности наружного ряда ударных элементов 9 и к внутренней поверхности вертикальных опор 11 жестко прикреплены, например сваркой, по всей их высоте конические кольцевые сектора 12 с ребристыми верхней и нижней поверхностями. Конические кольцевые сектора 12 верхнего и нижнего дисков расположены поочередно по вертикали. Угол наклона α образующей каждого конического кольцевого сектора 12 превышает угол естественного откоса материала. На участках перекрывания смежных конических кольцевых секторов 12 зазоры между ними по вертикали уменьшаются от (5…10)d_max до (1…2)d_max по направлению их вращения, где d_max - максимальный размер частиц готового продукта. Высота вертикальных опор 11 превышает высоту ударных элементов 9.

Верхний 4 и нижний 7 горизонтальные диски разного диаметра обеспечивают зазор между вертикальными опорами 11 и торцом нижнего 7 диска, вращающихся в противоположных направлениях.

Установка конических кольцевых секторов 12 в периферийной части камеры помола, вращающихся в противоположные стороны и имеющих ребристую поверхность на участках перекрывания, позволяет увеличить количество взаимодействий частиц материала между собой и коническими кольцевыми секторами 12, раздавливающую силу и обеспечить возрастание эффекта разрушения материала от действия истирающих сил вследствие увеличения концентрации частиц материала между рабочими поверхностями конических кольцевых секторов 12.

Дезинтегратор работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 4%, попадает в осевой загрузочный патрубок 3, к которому прикреплен верхний 4 горизонтальный диск, после чего направляется на нижний 7 горизонтальный диск и под действием центробежных сил, возникающих при вращении нижнего 7 горизонтального диска и горизонтального 10 диска от вала 8, отбрасывается к первому ряду ударных элементов 5, где происходит частичное измельчение. Пройдя первый ряд ударных элементов 5, материал попадает в промежутки между смежными ударными элементами 6 и 9 последующих рядов. Здесь материал подвергается интенсивным ударным и истирающим нагрузкам.

После прохождения всех рядов ударных элементов 5, 6, 9 частицы измельченного материала направляются в зазоры между коническими кольцевыми секторами 12, жестко прикрепленными к вертикальным опорам 11 и к внешнему ряду ударных элементов 9. При этом увеличивается концентрация частиц и происходит дополнительное измельчение частиц в рабочем пространстве между противоположно вращающимися поверхностями конических кольцевых секторов 12. На участке перекрывания смежных конических кольцевых секторов 12 возникают нагрузки на измельчаемый материал, связанные с истирающими и раздавливающими силами вследствие высокоскоростного изменения зазоров между смежными поверхностями конических кольцевых секторов 12, имеющего циклический характер. Материал, прошедший зону действия конических кольцевых секторов 12, вылетает из корпуса 1 через тангенциальный разгрузочный патрубок 2.

При высокоскоростном встречном вращении конических кольцевых секторов 12 возникают раздавливающие и истирающие усилия на частицы материала в переменных зазорах между коническими кольцевыми секторами 12, что обеспечивает окончательное измельчение материала перед его выходом в тангенциальный разгрузочный патрубок 2.

Для обеспечения необходимой пропускной способности зазоров между коническими кольцевыми секторами 12 общая площадь поперечного сечения зазоров должна превышать суммарную площадь пространства между ударными элементами 5 первого внутреннего ряда. Количество конических кольцевых секторов 12 определяется высотой ударных элементов 9 и величиной минимального и максимального зазоров между коническими кольцевыми секторами 12. Размер взаимного перекрывания противоположно вращающихся конических кольцевых секторов 12 равен (1/2…2/3)l, где l - радиальная длина конического кольцевого сектора 12.

Расстояния между смежными ударными элементами в каждом ряду уменьшаются от центра к периферии дисков 4 и 7 с целью исключения возможности проскока частицы материала через ряд без соударения с ударным элементом этого ряда.

Применение дезинтегратора с противоположно вращающимися в периферийной части коническими кольцевыми секторами 12, имеющими ребристую рабочую поверхность в области их перекрывания, наряду с остальными конструктивными элементами камеры помола позволяет увеличить количество соударений частиц материала между собой, а также с рабочими поверхностями конических кольцевых секторов 12, раздавливающие и истирающие усилия на материал в периферийной части камеры помола дезинтегратора.

Все вышесказанное позволит значительно интенсифицировать процесс измельчения и увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала.