Результат интеллектуальной деятельности: ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МЕЛЬНИЦА

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

Известна конструкция центробежной мельницы, 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 (Авторское свидетельство СССР на изобретение №671839, В02С 13/14, 1979).

Известна также центробежная мельница, содержащая цилиндрический корпус, загрузочное устройство, ротор с лопатками, на которых имеется ряд поперечных полок, рассредоточенных по всей длине каждой лопатки. (Патент США №3860184, В02С 19/00, 1975).

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

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является центробежная мельница (Патент РФ на изобретение №2567522, B02C 13/26, 2014), содержащая два корпуса, размещенных в одной плоскости и соединенных между собой тангенциальным каналом, общим для обоих корпусов, в каждом корпусе имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия капала ротор, на котором закреплены разгонные лопатки, изогнутые в сторону вращения ротора, в тангенциальном канале имеется выгрузочный патрубок, равноудаленный от оси вращения роторов, загрузочные патрубки в каждом корпусе для подачи измельчаемого материала расположены на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора с центром на вертикальной оси последнего, на верхней плоскости каждого ротора жестко закреплены вертикальные прямолинейные ребра, высота которых равна (0,1-0,2)d_max, на нижнем торце каждого загрузочного патрубка имеется наклонный срез под углом 45° со стороны, противоположной вращению соответствующего ротора, каждая разгонная лопатка и прямолинейное ребро имеют вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка с обеспечением технологического зазора, боковые стенки тангенциального канала сходятся в плоскости симметрии мельницы, угол между сходящимися стенками составляет 120-150°, при этом высота каждой разгонной лопатки больше 2d_max, где d_max - максимальный размер частицы загружаемого материала.

С существенными признаками заявленного изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: два корпуса, размещенных в одной плоскости и соединенных между собой тангенциальным каналом, общим для обоих корпусов. В каждом корпусе имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия капала ротор, на котором закреплены разгонные лопатки. В тангенциальном канале имеется выгрузочный патрубок, равноудаленный от оси вращения роторов. Загрузочные патрубки в каждом корпусе для подачи измельчаемого материала расположены на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора с центром на вертикальной оси последнего. На верхней плоскости каждого ротора жестко закреплены вертикальные прямолинейные ребра, высота которых равна (0,1-0,2)d_max На нижнем торце каждого загрузочного патрубка имеется наклонный срез под углом 45° со стороны, противоположной вращению соответствующего ротора. Каждая разгонная лопатка и прямолинейное ребро имеют вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка с обеспечением технологического зазора. Боковые стенки тангенциального капала сходятся в плоскости симметрии мельницы. Угол между сходящимися стенками составляет 120-150°. Высота каждой разгонной лопатки больше 2d_max, где d_max - максимальный размер частицы загружаемого материала.

Несмотря на то, что в данной конструкции относительная скорость движения измельчаемого материала составляет 300-400 м/с, имеет место низкая эффективность помола материала в тангенциальном канале. Это обусловлено наличием различных по крупности частиц, находящихся во встречных потоках в тангенциальном канале. Мелкие частицы, находясь в зоне соударения встречных потоков, оказывают демпфирующее воздействие, снижая эффективность измельчения.

Задачей изобретения является повышение производительности по готовому продукту и эффективности измельчения за счет разделения материала по крупности перед его соударением во встречных потоках в тангенциальном канале.

Это достигается тем, что центробежная мельница содержи т два корпуса, размещенных в одной плоскости и соединенных между собой тангенциальным каналом, общим для обоих корпусов. В каждом корпусе имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия капала ротор, на котором закреплены разгонные лопатки. В тангенциальном канале имеется выгрузочный патрубок, равноудаленный от оси вращения роторов. Загрузочные патрубки в каждом корпусе для подачи измельчаемого материала расположены на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора с центром на вертикальной оси последнего. На верхней плоскости каждого ротора жестко закреплены вертикальные прямолинейные ребра, высота которых равна 0,1…0,2d_max. На нижнем торце каждого загрузочного патрубка имеется наклонный срез под углом 45° со стороны, противоположной вращению соответствующего ротора. Каждая разгонная лопатка и прямолинейное ребро имеют вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка с обеспечением технологического зазора.

Боковые стенки тангенциального капала сходятся в плоскости симметрии мельницы. Угол между сходящимися стенками составляет 120-150°. Высота каждой разгонной лопатки больше 2 d_max, где d_max - максимальный размер частицы загружаемого материала. В предложенном решении каждая разгонная лопатка выполнена прямолинейной, ее длина в (1,05…1,1) раза больше длины прямолинейного ребра. Профиль поперечного сечения каждой разгонной лопатки и прямолинейного ребра представляет собой прямоугольник с вогнутой рабочей боковой поверхностью, радиус кривизны которой соответственно равен 0,5d_max и (0,1…0,2)d_max.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 2 (загрузочный патрубок); на фиг. 4 - разрез Г-Г на фиг. 1 (рабочая поверхность прямолинейного ребра); на фиг.5 - разрез Д-Д на фиг.1 (рабочая поверхность разгонной лопатки).

Центробежная мельница содержит два корпуса 1, размещенных в одной плоскости и соединенных между собой тангенциальным каналом 2, являющимся общим для обоих корпусов 1. Боковые стенки тангенциального канала 2 сходятся в плоскости симметрии мельницы. В каждом корпусе 1 имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия канала ротор 3. Между выходным торцом каждого ротора 3 и внутренней поверхностью корпуса 1 имеется технологический зазор, обеспечивающий вращение ротора 3. На роторе закреплены, например сваркой, разгонные лопатки 4. Высота каждой разгонной лопатки 4 больше 2 d_max, где d_max - максимальный размер частицы загружаемого материала. В тангенциальном канале 2 имеется выгрузочный патрубок 5, равноудаленный от оси вращения роторов 3. Загрузочные патрубки 6 в каждом корпусе 1 для подачи измельчаемого материала расположены на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов 3 и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора 3 с центром на вертикальной оси последнего. На верхней плоскости каждого ротора 3 жестко, например сваркой, закреплены вертикальные прямолинейные ребра 7, высота которых равна (0,1…0,2)d_max. На нижнем торце каждого загрузочного патрубка 6 имеется наклонный срез под углом 45° со стороны, противоположной вращению соответствующего ротора 3. Каждая разгонная лопатка 4 и прямолинейное ребро 7 имеют вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка 6 с обеспечением технологического зазора. Угол между сходящимися стенками составляет 120-150°. Каждая разгонная лопатка 4 выполнена прямолинейной, ее длина в (1,05…1,1) раза больше длины прямолинейного ребра 7. Профиль поперечного сечения каждой разгонной лопатки 4 и прямолинейного ребра 7 представляет собой прямоугольник с вогнутой рабочей боковой поверхностью, радиус кривизны которой соответственно больше 0,5d_max и (0,1…0,2)d_max. На внутренних стенках тангенциального капала 2 жестко, например сваркой, закреплены отбойные плиты 8.

Центробежная мельница работает следующим образом.

Измельчаемый материал, например известняк, через загрузочные патрубки 6 корпусов 1 одновременно подается на разгонные лопатки 4 и прямолинейные ребра 7 обоих роторов 3. Ввиду того, что загрузочные патрубки 6 смещены относительно осей вращения роторов 3, измельчаемый материал в каждый промежуток времени попадает только на одну из разгонных лопаток 4 или прямолинейных ребер 7. Мелкие частицы, попадая на прямолинейные ребра 7, перемещаются вдоль их вертикальной поверхности и отрываются с конца прямолинейного ребра под углом 15…30° к оси, соединяющей центры вращения роторов 3. Крупные частицы, миновав прямолинейные ребра 7, попадают на разгонные лопатки 4, слетают с концов разгонных лопаток и затем направляются в тангенциальный капал 2. Благодаря прямолинейным ребрам 7 меньшей длины и высоты мелкие частицы перемещаются по их вертикальным поверхностям, а крупные частицы перемещаются вдоль разгонных лопаток 4, которые имеют большую длину и высоту. Благодаря тому, что длина пути, пройденного мелкими частицами вдоль прямолинейных ребер 7 меньше длины пути, пройденного крупными частицами вдоль разгонных лопаток 4, мелкие частицы отрываются от рабочей поверхности прямолинейных ребер 7 раньше, чем крупные частицы оторвутся от рабочей поверхности разгонных лопаток 4 и вылетают вдоль боковых стенок тангенциального капала 2, а крупные частицы вылетают навстречу друг другу по прямой с обеспечением лобового встречного соударения. Таким образом, происходит разделение измельчаемого материала но углу вылета крупной и мелкой фракций в тангенциальном канале 2, благодаря чему эффективность соударений крупных частиц повышается, а также обеспечивается истирание мелких частиц. Скорость крупных частиц, направляемых навстречу друг другу а тангенциальный капал 2, превышает скорость разрушения частицы материала, в результате чего происходит их эффективное измельчение. В зависимости от свойств и размера измельчаемого материала каждый загрузочный патрубок 6 смещается относительно оси вращения ротора 3 так, чтобы частицы отбрасывались в тангенциальный канал 2.

Вогнутая рабочая поверхность разгонных лопаток 4 и прямолинейных ребер 7 способствует повышению плотности потоков частиц в тангенциальном канале 2. Частицы, отклонившиеся от основного потока, направляются на отбойные плиты 8, находящиеся в тангенциальном канале 2 и после соударения с отбойными плитами 8 направляются через выгрузочный патрубок 5 в готовый продукт.

Наличие разгонных лопаток 4 большей длины и высоты и прямолинейных ребер 7 меньшей длины и высоты, закрепленных на верхней плоскости каждого ротора 3 в сочетании с остальными элементами обеспечивает разделение траекторий движения потоков измельчаемого материала в тангенциальном канале 2. Все вышесказанное позволит повысить эффективность измельчения и увеличить производительность по готовому продукту.