ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ДИСКОВЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ
CENTRIFUGAL DISC GRINDER

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 ротора в виде дисков с конической рабочей поверхностью.
Известна конструкция центробежной ударной 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, ВО2С 13/14, опубл. 05.07.1979, бюл. № 25).
Недостатками известной конструкции 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 данное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с отсутствием селективного воздействия на частицы материала и  низкой производительностью по готовому продукту.
Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения и производительности по готовому продукту за счет  селективного воздействия на частицы материала.
max
max
max
max
max
Это достигается тем, что центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски.  Согласно предложенному решению верхний и нижний диски имеют коническую рабочую поверхность с углом наклона образующей к горизонту, превышающем угол естественного откоса материала. На периферии верхней поверхности нижнего диска жестко прикреплены вертикальные отбойные кольца, перед которыми с технологическим радиальным зазором на нижней поверхности верхнего диска симметрично в плане и по окружности жестко прикреплены кулачки с дугообразной рабочей поверхностью шириной, превышающей D, где D– максимальный размер частиц исходного материала. Расстояние между смежными кулачками по длине окружности превышает 2D. В нижней части вертикальных отбойных колец до поверхности нижнего диска выполнены сквозные призматические щели с наименьшей высотой на внутренней поверхности отбойного кольца. Вертикальный зазор между рабочими поверхностями верхнего и нижнего дисков уменьшается от центра к периферии от (1,5...2,0)D до (0,5…1,0)D.  От центра дисков перед внутренним рядом кулачков к коническим рабочим поверхностям верхнего и нижнего дисков жестко прикреплены радиальные ребра прямоугольного поперечного сечения, высота которых, а также высота вертикальных отбойных колец со сквозными призматическими щелями и минимальный вертикальный зазор между рабочей поверхностью кулачков и верхней поверхностью нижнего диска уменьшаются пропорционально уменьшению вертикального зазора между рабочими поверхностями дисков.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез измельчителя; на фиг.2– разрез А-А на фиг.1(радиальные ребра);на фиг.3 – разрез Б-Б на фиг. 1 (вертикальные отбойные кольца и кулачки); на фиг. 4 – разрез В-В на фиг. 1 (сквозные призматические щели); на фиг. 5 вид Г на фиг.1 (поперечное сечение сквозных призматических щелей).
max
max
max
max
max
Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний  4 и нижний 5 диски. Верхний 4 и нижний 5 диски  имеют коническую рабочую поверхность с углом β наклона образующей к горизонту, превышающим угол α естественного откоса материала. На периферии верхней поверхности нижнего диска 5 жестко прикреплены, например сваркой, вертикальные отбойные кольца 6, перед которыми с технологическим радиальным зазором на нижней поверхности верхнего диска 4 симметрично в плане и по окружности жестко прикреплены, например сваркой, кулачки 7 с дугообразной рабочей поверхностью шириной, превышающей D, где  D –  максимальный размер частиц исходного материала. Расстояние между смежными кулачками  7 по длине окружности превышает 2D. В нижней части вертикальных отбойных колец 6 до поверхности нижнего диска 5 выполнены сквозные призматические щели 8 с наименьшей высотой на внутренней поверхности отбойного кольца 6. Вертикальный зазор между  рабочими поверхностями верхнего  4 и нижнего 5 дисков  уменьшается от центра к периферии от (1,5...2,0)D  до   (0,5…1,0)D.  От центра дисков 4 и 5 перед  внутренним рядом  кулачков 7 к коническим рабочим поверхностям верхнего 4 и нижнего 5 дисков жестко прикреплены, например сваркой,  радиальные ребра, соответственно 9 и 10  прямоугольного поперечного сечения, высота которых, а также высота вертикальных отбойных колец 6 со сквозными призматическими щелями 8 и минимальный вертикальный зазор между рабочей поверхностью кулачков 7 и верхней поверхностью нижнего диска 5 уменьшаются пропорционально уменьшению вертикального зазора между рабочими поверхностями дисков 4 и 5.  В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего диска 4 за счет пружинной опоры 11.
Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом.Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в  загрузочный патрубок 2, после чего под действием центробежной силы  направляется в рабочий объем между коническими рабочими поверхностями    верхнего 4 и нижнего 5 дисков.Так как вертикальный зазор междуконическими рабочими поверхностями равномерно уменьшается от центра дисков 4 и 5 к их периферии, частицы распределяютсяв соответствии с их размерами.
,
При значительной частоте встречного вращения верхнего 4 и нижнего 5 дисков частицы материала испытывают интенсивныеударные, раздавливающие и истирающие нагрузкипосредством радиальных ребер 9 и 10 прямоугольного поперечного сечениязакрепленных на конических рабочих поверхностях дисков 4 и 5.По мере уменьшения размеров частиц происходит их радиальное перемещение от центра вращения дисков 4 и 5 к их периферии в сторону зоны действия кулачков 7 и отбойных колец 6. Недостаточно измельченные частицы задерживаются с помощью отбойных колец 6 и дополнительно измельчаются до тех пор, пока они не пройдут в сквозные призматические щели 8 в отбойных кольцах 6, жестко закрепленных на нижнем диске 5. При этом частицы попадают в рабочий объем между дугообразной рабочей поверхностью кулачков 7 и верхней рабочей поверхностью нижнего диска 5 и раздавливаются и истираются за счет уменьшения вертикального зазора между данными поверхностями при их встречном вращении. Вертикальные отбойные кольца 6 выполняют функцию дополнительного воздействия на частицы и их разделения по крупности, что способствует селективному воздействию на частицы в зависимости от их размера. Пройдя периферийную зону дисков 4 и 5, измельченный продукт потоком воздуха выносится из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3.  Недробимый материал проходит через рабочий объем путем поднятия верхнего диска 4 за счет пружинной опоры 11.
Максимальная величина вертикального зазора между коническими рабочими поверхностями   дисков 4 и 5 обусловлена возможностью подачи и захвата кусков материала с максимальным размером, а минимальная величина зазора обусловлена возможностью получения готового продукта определенного класса.Установка конических рабочих поверхностей    верхнего 4 и нижнего 5 дисков с углом β наклона образующей к горизонту, превышающем угол α естественного откоса материала, обеспечивает повышение интенсивности прохождения частиц материала в рабочем пространстве между коническими рабочими поверхностями и повышение интенсивности воздействия радиальных ребер 9 и 10 на материал.Наличие пружинной опоры 11 исключает заклинивание частиц материала между верхним 4 диском и нижним 5 диском.Уменьшение вертикального зазора между коническими рабочими поверхностями верхнего диска 4 и нижнего диска 5 обеспечивает распределение частиц по радиальному размеру рабочего пространства в зависимости от крупности частиц.Наличие вертикальных отбойных колец 6 со сквозными призматическими щелями 8 и кулачков 7 обеспечивает дополнительное измельчение частиц и их вывод к периферии по мере готовности по размерам.Уменьшение высотырадиальных ребер 9 и 10 от центра дисков 4 и 5 к их периферии, а также вертикальных отбойных колец 6 со сквозными призматическими щелями 8 и минимального вертикального зазора между дугообразной рабочей поверхностью кулачков 7 и верхней поверхностью нижнего диска 5 обеспечивают избирательное воздействие на частицы в зависимости от их крупности. Геометрическая форма сквозных призматических щелей 8 исключает их забивание материалом при его прохождении в сторону разгрузки.Таким образом, осуществляется селективное воздействие на частицы материала по мере уменьшения их размеров.
Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения и увеличить производительность по готовому продукту  за счет селективного воздействия на измельчаемый материал.