ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ПОМОЛЬНЫЙ АГРЕГАТ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к технике тонкого сухого помола твердых материалов, а именно к помолу в центробежно-помольных агрегатах, и предназначена для использования в химической, металлургической, строительной, фармацевтической и других отраслях промышленности.
Известна центробежная мельница (патент РФ на изобретение № 2183991; В02С 17/08; авторы: Денисов М.Г., Березняк В.М., Носиков Г.М., Ляхов Н.З.; патентообладатель: Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН; опуб. 27.06.2002 г.), содержащая платформу, трубные помольные камеры с загрузочными и разгрузочными горловинами, жестко закрепленные на противодвижных водилах, свободно соединенных с противонаправленными эксцентриковыми шейками приводного вала. Водила мельницы выполнены в виде одноуровневых площадок для крепления трубных помольных камер, свободно соединенных с одной стороны противонаправленными шейками эксцентрикового вала, а с другой - с противоположными рычагами.
Основными недостатками такой мельницы является низкая эффективность измельчения материала, связанная с однотипностью движений, совершаемых помольными камерами на различных стадиях измельчения, и сложность конструкции, затрудняющая монтаж, балансировку и обслуживание, что в конечном итоге ограничивает область применения мельницы.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является центробежный помольно-смесительный агрегат сухого способа измельчения (патент на изобретение RU № 2277973, В02С 17/08; авторы: Гридчин Анатолий Митрофанович (RU), Лесовик Валерий Станиславович (RU), Севостьянов Владимир Семенович (RU), Уральский Владимир Иванович (RU), Синица Елена Владимировна (RU); патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью "Технологический комплекс РЕЦИКЛ" (ООО "ТК РЕЦИКЛ") (RU); опубл. 20.06.2006 г.).
Приведенный помольно-смесительный агрегат содержит станину с вертикальными направляющими с ползунами и опорными стойками, в нижней части опорных стоек расположен эксцентриковый вал с противовесами. Рама агрегата верхней частью шарнирно связана с ползунами опорных стоек и нижней частью также шарнирно - с эксцентриковым валом. На раме в вертикальной плоскости расположены верхняя, средняя и нижняя помольные камеры с ограничительными и классификационными решетками. Помольные камеры связаны между собой соединительными патрубками.
С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: загрузочный и выходной патрубки, станина с вертикальными направляющими, ползунами и опорными стойками, в нижней части которых расположен эксцентриковый вал с противовесами, подвижная рама агрегата верхней частью шарнирно связана с ползунами опорных стоек, а нижней частью также шарнирно - с эксцентриковым валом, на раме в вертикальной плоскости расположены верхняя, средняя и нижняя помольные камеры с ограничительными и классификационными решетками.
Недостатками прототипа является низкое качество готового тонкодисперсного материала из-за невозможности его отбора на различных стадиях помола.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение качества готового продукта за счет изменения поля скоростей газового потока для выделения готового продукта.
Это достигается тем, что центробежный помольный агрегат для измельчения твердых материалов состоит из загрузочного и выходного патрубков, станины с вертикальными направляющими, ползунами и опорными стойками и подвижной рамы. В нижней части опорных стоек расположен эксцентриковый вал с противовесами. Верхняя часть подвижной рамы шарнирно связана с ползунами опорных стоек, а нижняя - шарнирно с эксцентриковым валом. На подвижной раме закреплены и расположены в вертикальной плоскости верхняя, средняя и нижняя помольные камеры с ограничительными и классификационными решетками. В предложенном решении в торцах верхней и средней камер со стороны выхода материала закреплены конфузоры, а в торцах средней и нижней камер со стороны входа материала - диффузоры. При этом конфузоры и диффузоры выполнены в виде конуса.
Сущность полезной модели представлена графическими изображениями: на фиг. 1 показана схема центробежного помольного агрегата для измельчения твердых материалов; на фиг. 2 - средняя помольная камера.
Центробежный помольный агрегат для измельчения твердых материалов состоит из станины 1, на которой жестко закреплены, например сваркой, вертикальные цилиндрические направляющие 2 с перемещающимся по ним ползунами 3. На станине 1 жестко закреплены, например сваркой, опорные стойки 4. Причем в нижней части опорных стоек 4 установлены подшипники, в которых расположен эксцентриковый вал 5 с возможностью вращения вокруг своей оси, содержащий на обоих концах противовесы 6. Эксцентриковый вал 5 соединен с помощью кронштейнов для шарнирного соединения с рамой 7 прямоугольной формы, состоящей, например, из швеллеров. Такая конструкция рамы позволяет ей выполнять роль шатуна в кривошипно-ползунном механизме, образованном из станины 1, эксцентрикового вала 5, рамы 7 и ползунов 3, для обеспечения необходимой траектории движения помольных камер, закрепленных на раме. В верхней части рамы закреплена верхняя помольная камера 8, так, что продольная ось камеры расположена горизонтально и совпадает с осью шарниров, с помощью которых рама 7 присоединена к ползунам 3. Средняя помольная камера 9 закреплена в пазах рамы, крепится, например с помощью болтов, таким образом, что имеет возможность вертикального перемещения и неподвижного закрепления на раме 7, при этом ее продольная ось расположена горизонтально и под верхней камерой 8. Нижняя помольная камера 10 закреплена в нижней части рамы так, что продольная ось камеры расположена горизонтально и совпадает с осью шарниров, с помощью которых рама присоединена к эксцентриковому валу 5. Каждая помольная камера содержит мелющие тела (на фиг. не показаны), соответствующие типу помола в камере.
В торцах верхней 8, средней 9 и нижней 10 помольных камер встроены ограничительные 11 и классификационные 12 решетки по ходу движения соответственно. Ограничительные решетки 11 предназначены для удержания мелющих тел внутри помольной камеры, а классификационные решетки 12 предназначены для классификации материала. Наличие ограничительных и классификационных решеток обеспечивает стабильный технологический режим в каждой помольной камере. В торцах со стороны выхода материала верхней 8 и средней 9 помольных камер закреплены, например с помощью болтов, конфузоры 13. В торцах со стороны входа материла средней 9 и нижней 10 помольных камер закреплены, например, с помощью болтов, диффузоры 14. Конфузоры 13 и диффузоры 14 имеют конусный вид. К конфузорам 13 и диффузорам 14 с помощью хомутов крепятся газоходы 15 и 16 соответственно.
Со стороны входа материала в торце верхней помольной камеры 8 с помощью болтов крепится загрузочный патрубок 17, который другим концом крепится к бункеру исходного материала 18, неподвижно закрепленному над ним. Со стороны выхода материала в торце нижней помольной камеры 10 закреплен, например, с помощью болтов, выходной патрубок 19.
Центробежный помольный агрегат для измельчения твердых материалов работает по принципу кривошипно-ползунного механизма. В роли кривошипа выступает эксцентриковый вал 5, а в роли шатуна - подвижная рама 7 с помольными камерами. Электродвигатель (на фиг. не показан), закрепленный на станине 1, передает крутящий момент эксцентриковому валу 5, закрепленному в стойках 4. Вращение эксцентрикового вала 5 в подшипниках станины обеспечивает круговую траекторию движения точки вала, смещенной от оси вращения вала на величину эксцентриситета. Эксцентриковый вал 5 передает движение подвижной раме 7, которая закреплена на нем с помощью шарниров. Подвижная рама 7, закрепленная также шарнирно с ползунами 3, задает возвратно-поступательное движение ползунам 3. Ползуны 3 перемещаются вдоль цилиндрических направляющих 2. Противовесы 6, закрепленные на концах эксцентрикового вала 5, выполняют функцию балансировки подвижной рамы 7. Благодаря кривошипно-ползунному механизму подвижная рама 7, выступающая в роли шатуна, совершает зависимое сложное движение. Таким образом, нижняя часть подвижной рамы 7, а также нижняя помольная камера 10 вместе с ней совершает круговое движение. Средняя помольная камера 9, закрепленная на раме 7, совершает движение по эллипсовидной траектории. Верхняя помольная камера 8, закрепленная на раме 7, совершает возвратно-поступательное движение вместе с ползунами 3.
Исходный материал, например кварцито-песчаник, из бункера 18 непрерывно поступает в загрузочный патрубок 17 и далее через ограничительную решетку 11 поступает в верхнюю помольную камеру 8, снабженную необходимым количеством мелющих тел для обеспечения грубого измельчения исходного материала.
Верхняя помольная камера 8 движется возвратно-поступательно в вертикальной плоскости за счет ее связи с приводом (на фиг. не показан) через подвижную раму 7. Воздушным потоком измельченный материал перемещается вдоль камеры, проходит через классификационную решетку 12 и конфузор 13. По газоходу 15 отправляется в центробежный воздушно-проходной сепаратор двойного разделения (на фиг. не показан).
В центробежном воздушно-проходном сепараторе двойного разделения происходит разделение материала под действием центробежных сил в комбинации с силами тяжести частиц различной массы на материал грубой фракции, материал средней фракции и материал тонкой фракции.
Материал грубой фракции из выходного патрубка средней фракции центробежного воздушно-проходного сепаратора двойного разделения по газоходу 16 через диффузор 14 и ограничительную решетку 11 поступает в среднюю помольную камеру 9, снабженную необходимым количеством мелющих тел для обеспечения помола исходного материала до средней фракции.
Затем за счет воздушного потока измельченный материал через классификационную решетку 12 и конфузор 13 поступает в газоход 15 и далее в центробежный воздушно-проходной сепаратор двойного разделения.
Материал средней фракции из выходного патрубка средней фракции центробежного воздушно-проходного сепаратора двойного разделения по газоходу 16 через диффузор 14 и ограничительную решетку 11 поступает в нижнюю помольную камеру 10, снабженную необходимым количеством мелющих тел для обеспечения тонкого помола исходного материала.
Затем за счет воздушного потока измельченный материал через классификационную решетку 12 и выходной патрубок 19 поступает в газоход 15 и далее в центробежный воздушно-проходной сепаратор двойного разделения.
Конфузоры и диффузоры, выполненные в виде конуса, изменяют скорость воздушных потоков, входящих в соответствующие помольные камеры и выходящих из них, причем при входе в камеры скорость воздушных потоков уменьшается и создается вихревой поток, который обеспечивает захват материала заданной дисперсности. При выходе материала из камер помола скорость увеличивается, что обеспечивает проходимость материала по газоходам 15 и 16.
Вывод из камер помола частиц с характеристиками, соответствующими готовому продукту, предотвращает его переизмельчение, а если воздушным потоком были захвачены более крупные частицы, то в центробежном воздушно-проходном сепараторе после разделения они поступят обратно на помол в соответствующую камеру.
Предложенное решение позволяет изменять поле скоростей газового потока для выделения готового продукта из камер помола, тем самым увеличивать качество готового продукта.