Результат интеллектуальной деятельности: ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ДИСКОВЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ

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

Известна конструкция центробежного дискового измельчителя (Семикопенко И.А., Воронов В.П., Беляев Д.А., Маняхин А.С. Определение мощности, затрачиваемой на измельчение частицы между двумя коническими поверхностями // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2018. № 5. С. 78-81), содержащего цилиндрический корпус, внутри которого расположены два вращающихся в противоположных направлениях верхний и нижний диски с конической рабочей поверхностью.

Известна конструкция центробежной ударной мельницы (Авторское свидетельство СССР на изобретение №671839, ВО2С 13/14, опубл. 05.07.1979, бюл. № 25), 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.

Технической проблемой известных конструкций является низкая эффективность процесса измельчения и низкая тонкость помола.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому, принятым за прототип, является центробежный дисковый измельчитель (Патент РФ на полезную модель № 145376, В02 С 13/20, опубл. 20.09.2014, бюл. № 26), содержащий цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся плоские верхний и нижний диски с ударными элементами, ударные элементы выполнены в виде спирали, которые на верхнем и нижнем дисках направлены в противоположные стороны.

C существенными признаками заявленного изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками и противоположно вращающиеся верхний и нижний диски.

Однако известное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с отсутствием промежуточной классификации материала, незначительными нагрузками на измельчаемый материал и отсутствием селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет промежуточной классификации материала, повышения нагрузок на измельчаемый материал и селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.

Это достигается тем, что центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски. Согласно предложенному решению на верхней поверхности нижнего горизонтального диска от центра к периферии жестко закреплены лопастной разбрасыватель и радиальные ребра прямоугольного поперечного сечения, а также вертикальные призматические ограничители, расположенные своими основаниями перпендикулярно рабочей поверхности радиальных ребер с радиальным шагом, превышающим 2D_max, где D_max - максимальный размер частиц, высота радиальных ребер равномерно уменьшается от центра к периферии при уменьшении вертикального зазора между верхней поверхностью нижнего горизонтального диска и нижней поверхностью верхнего конического диска от (1,2…1,5)D_max до (0,1…0,5)D_max, боковая грань каждого вертикального призматического ограничителя и рабочая поверхность соответствующего радиального ребра по направлению вращения нижнего горизонтального диска образуют призматическую проточную зону с большим основанием в сторону периферии, на нижней поверхности верхнего конического диска жестко закреплены радиальные ребра прямоугольного поперечного сечения с обеспечением технологического зазора между торцами радиальных ребер нижнего горизонтального и верхнего конического дисков, а ширина меньшего основания призматической проточной зоны уменьшается от центра к периферии от D_max до (0,1…0,5)D_max и превышает высоту радиального ребра на соответствующем радиусе, а высота каждого вертикального призматического ограничителя равна высоте радиального ребра на участке их максимального сближения.÷Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез измельчителя; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1 (радиальные ребра и вертикальные призматические ограничители); на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1(радиальные ребра верхнего конического диска).

Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний 4 и нижний 5 диски. Верхний конический диск 4 получает вращение от загрузочного патрубка 2, а нижний горизонтальный диск 5 вращается от нижнего вала 6. На верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5 от центра к периферии жестко закреплены, например сваркой, лопастной разбрасыватель 7 и радиальные ребра 8 прямоугольного поперечного сечения, а также вертикальные призматические ограничители 9, расположенные своими основаниями перпендикулярно рабочей поверхности радиальных ребер 8 с радиальным шагом, превышающим 2D_max, где D_max - максимальный размер частиц. Высота радиальных ребер 8 равномерно уменьшается от центра к периферии при уменьшении вертикального зазора между верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5 и нижней поверхностью верхнего конического диска 4 от (1,2…1,5)D_max до (0,1…0,5)D_max. Боковая грань 10 каждого вертикального призматического ограничителя 9 и рабочая поверхность соответствующего радиального ребра 8 по направлению вращения нижнего горизонтального диска 5 образуют призматическую проточную зону 11 с большим основанием 12 в сторону периферии. На нижней поверхности верхнего конического диска 4 жестко закреплены радиальные ребра 13 прямоугольного поперечного сечения с обеспечением технологического зазора между торцами радиальных ребер 8 и 13 соответственно нижнего горизонтального 5 и верхнего конического 4 дисков. Ширина меньшего основания 14 призматической проточной зоны 11 уменьшается от центра к периферии от D_max до (0,1…0,5)D_max и превышает высоту радиального ребра на соответствующем радиусе. Высота каждого вертикального призматического ограничителя 9 равна высоте радиального ребра 8 на участке их максимального сближения. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего наклонного диска 4 за счет пружинной опоры 15.

Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в загрузочный патрубок 2. Из загрузочного патрубка 2 материал с помощью лопастного разбрасывателя 7 направляется на верхнюю рабочую поверхность нижнего горизонтального диска 5, вращающегося от нижнего вала 6. Достигнув радиального ребра 8 прямоугольного поперечного сечения, закрепленном на нижнем горизонтальном диске 5, частицы перемещаются вдоль рабочей поверхности радиального ребра 8 в направлении первого вертикального призматического ограничителя 9. При этом частица непрерывно разрушается в технологическом зазоре между радиальными ребрами 8 и 13 нижнего горизонтального 5 и верхнего конического 4 дисков за счет удара и истирания. Равномерное уменьшение вертикального зазора между верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5 и нижней поверхностью верхнего конического диска 4 обеспечивает радиальное движение частицы от центра к периферии при достижении ею необходимого размера. При этом на частицы материала кроме ударных и истирающих нагрузок влияет раздавливающий эффект. Достигнув призматической проточной зоны 11 между рабочей поверхностью радиального ребра 8 и боковой гранью 10 вертикального призматического ограничителя 9, частицы с соответствующим размером проходят вдоль призматической проточной зоны 11 в направлении следующего вертикального призматического ограничителя 9, а крупные частицы разрушаются между радиальными ребрами 8 и 13 до тех пор, пока на пройдут вдоль призматической проточной зоны 11 с меньшим основанием 14 и большим основанием 12 в направлении следующего вертикального призматического ограничителя 9. Таким образом, осуществляется промежуточная классификация материала. Процесс разрушения и классификации частиц продолжается на всем пути их движения от центра к периферии дисков 4 и 5. Готовые по размерам частицы материала направляются к периферии дисков 4 и 5 в сторону разгрузочного патрубка 3. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего конического диска 4 при сжатии пружинной опоры 15. Готовый продукт удаляется воздушным потоком из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Для исключения заклинивания материала в загрузочной части рабочего пространства между нижней рабочей поверхностью верхнего конического диска 4 и верхней рабочей поверхностью нижнего горизонтального диска 5 вертикальное расстояние в данной зоне между ними равно (1,2…1,5)D_max. Так как при перемещении материала в сторону периферии уменьшается расстояние между рабочими поверхностями нижнего конического диска 4 и верхнего горизонтального диска 5, происходит последовательное разрушение частиц материала от самых крупных в начале рабочего пространства до самых мелких в его конце. Геометрическая форма вертикального призматического ограничителя 9 исключает забивание призматической проточной зоны 11 частицами измельчаемого материала. Для предотвращения заклинивания кусков материала между смежными вертикальными призматическими ограничителями 9 расстояние между ними превышает 2D_max. Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися верхним коническим диском 4 и нижним горизонтальным 5 дисками, а также с жестко закрепленными вертикальными призматическими ограничителями 9 и радиальными ребрами 8 и 13 прямоугольного поперечного сечения позволяет обеспечить промежуточную классификацию материала, а также повышение нагрузок на измельчаемый материал и селективное воздействие на материал в зависимости от его крупности. Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения, тем самым увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала.