ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МЕЛЬНИЦА
CENTRIFUGAL MILL

Изобретение относится к устройствам для измельчения различных материалов и может быть использовано при производстве строительных материалов, а также в других отраслях промышленности.
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, В02С 13/14, опубл. 05.07.1979, бюл. №25).
Известна также центробежная мельница, содержащая корпус с загрузочным патрубком на его крышке и выгрузочным патрубком, а также установленный в нем ротор с разгонными лопатками (Авторское свидетельство СССР на изобретение №952321, В02С 7/08, опубл. 23.08.1982, бюл. №31).
Технической проблемой известных конструкций является низкая эффективность процесса измельчения и низкая тонкость помола.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому, принятому за прототип, является центробежная мельница (Патент РФ на изобретение №2567522, В02С 13/26, опубл. 10.11.2015, бюл. №31), 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 канала ротор, на котором закреплены разгонные лопатки, в тангенциальном канале имеется выгрузочный патрубок, равноудаленный от осей 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…/4 радиуса ротора с центром на вертикальной оси последнего, на нижнем торце каждого загрузочного патрубка имеется наклонный срез под углом 45° со стороны, противоположной вращению соответствующего ротора, каждая разгонная лопатка имеет 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°.
С существенными признаками заявленного изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: два корпуса, соединенных между собой тангенциальным каналом. В каждом корпусе имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия канала ротор, на котором закреплены разгонные лопатки. В тангенциальном канале имеется выгрузочный патрубок, равноудаленный от осей 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 нижнем торце каждого загрузочного патрубка имеется наклонный срез под углом 45° со стороны, противоположной вращению соответствующего ротора. Каждая разгонная лопатка имеет 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°.
Несмотря на то, что в прототипе относительная скорость движения измельчаемого материала составляет более 300 м/с, имеет место низкая эффективность помола материала в тангенциальном канале. Это обусловлено низкой плотностью встречных потоков частиц измельчаемого материала, сходящих с роторов. Недостаточная плотность встречных потоков частиц, сходящих с роторов, связана с недостаточной пропускной способностью загрузочных патрубков, что снижает эффективность измельчения.
Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения и производительности по готовому продукту за счет повышения пропускной способности центробежной мельницы.
Это достигается тем, что центробежная мельница содержит два корпуса, соединенных между собой тангенциальным каналом, боковые стенки которого сходятся в плоскости симметрии мельницы под углом 120-150°. В каждом корпусе имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия канала ротор, на котором закреплены разгонные лопатки. В тангенциальном канале имеется выгрузочный патрубок, равноудаленный от осей 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 нижнем торце каждого загрузочного патрубка имеется наклонный срез под углом 45° со стороны, противоположной вращению соответствующего ротора. Каждая разгонная лопатка имеет вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка с обеспечением технологического зазора. В предложенном решении каждый корпус состоит из двух ступеней, разделенных по высоте горизонтальной плитой. В верхней ступени корпуса дополнительно установлен верхний диск с разбрасывающими лопатками, находящийся на одном валу ротора с разгонными лопатками. В центре верхней ступени закреплен загрузочный бункер. Верхняя ступень включает тангенциальный отвод, сообщающийся с загрузочным патрубком, проходящим от верхней ступени к нижней.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен поперечный разрез Б-Б на фиг. 2 (продольный разрез центробежной мельницы); на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (поперечный разрез центробежной мельницы); на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 2 (загрузочный патрубок).
Центробежная мельница содержит два корпуса 1, соединенных между собой тангенциальным каналом 2, общим для обоих корпусов. Боковые стенки тангенциального канала 2 сходятся в плоскости симметрии мельницы. Угол между сходящимися стенками составляет 120-150°.
max
max
В каждом корпусе имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия тангенциального канала 2 ротор 3. На роторе 3 закреплены, например сваркой, разгонные лопатки 4. В тангенциальном канале 2 имеется выгрузочный патрубок 5, равноудаленный от осей вращения роторов 3. Загрузочные патрубки 6 в каждом корпусе 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. Каждая разгонная лопатка 4 имеет вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка 6 с обеспечением технологического зазора. На нижнем торце каждого загрузочного патрубка 6 имеется наклонный срез под углом 45° со стороны, противоположной вращению соответствующего ротора 3. Каждый корпус 1 состоит из разделенных по высоте горизонтальной плитой 7 верхней 8 и нижней 9 ступеней. На верхней 8 ступени корпуса 1 дополнительно установлен верхний диск 10. Верхний диск 10 имеет разбрасывающие лопатки 11 и находится на одном роторе 3. В центре верхней 8 ступени закреплен, например сваркой, загрузочный бункер 12. Верхняя 8 ступень содержит тангенциальный отвод 13, сообщающийся с загрузочным патрубком 6. При этом загрузочный патрубок 6 расположен вертикально и проходит насквозь через горизонтальную плиту 7 от верхней 8 ступени к нижней 9 ступени. Ширина вертикального входа в каждый загрузочный патрубок 6 должна превышать 2D, где D - максимальный размер частиц измельчаемого материала.
Центробежная мельница работает следующим образом.
Измельчаемый материал, например известняк, через загрузочный бункер 12 подается на верхний диск 10 верхней 8 ступени корпуса 1, где захватывается разбрасывающими лопатками 11 обоих роторов 3. Далее материал за счет центробежной силы направляется в тангенциальный отвод 13 и по касательной в загрузочный патрубок 6, где теряет свою скорость за счет вращательного движения. В загрузочном патрубке 6 материал накапливается и под действием силы тяжести, минуя горизонтальную плиту 7, направляется на нижнюю 9 ступень корпусов 1. Ввиду того, что загрузочные патрубки 6 каждого корпуса смещены относительно осей вращения роторов 3, измельчаемый материал в каждый промежуток времени попадает только на одну из разгонных лопаток 4 нижней 9 ступени. При этом в зависимости от свойств и размера измельчаемого материала загрузочные патрубки 6 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. Такое расположение загрузочных патрубков 6 в плане обеспечивает встречное движение потоков измельчаемого материала и лобовое соударение частиц в тангенциальном канале 2.
Частицы измельчаемого материала попадают на разгонные лопатки 4, и накапливаются на них. Следующие частицы начинают скользить по накопившемуся материалу и за счет центробежной силы с разгонных лопаток 4 направляются в тангенциальный канал 2.
Скорость частиц, направляемых навстречу друг другу из корпусов 1 в тангенциальный канал 2, превышает скорость разрушения частицы материала, в результате чего происходит их эффективное измельчение.
Частицы измельченного материала из тангенциального канала 2 направляются в выгрузочный патрубок 5.
Так как корпус 1 состоит из верхней 8 и нижней 9 ступеней, разделенных по высоте горизонтальной плитой 7, то на верхней 8 ступени осуществляется прием материала из бункеров 12 и накопление его в загрузочных патрубках 6, а на нижней 9 ступени - разгрузка материала из загрузочных патрубков 6 на разгонные лопатки 4 и разгон частиц посредством данных лопаток в тангенциальный канал 2. Так как в загрузочные патрубки 6 осуществляется принудительная тангенциальная подача материала посредством разбрасывающих лопаток 10, то коэффициент загрузки материалом поперечного сечения каждого загрузочного патрубка 6 значительно повышается по сравнению с коэффициентом загрузки материалом поперечного сечения загрузочных патрубков 6 при вертикальной осевой свободной подаче материала. Ввиду этого пропускная способность загрузочных патрубков 6 существенно возрастает. Вследствие увеличения пропускной способности загрузочных патрубков 6 увеличивается количество материала, подаваемого в единицу времени на разгонные лопатки 4 нижней 13 ступени. Это приводит к повышению плотности встречных потоков частиц, сходящих с разгонных лопаток 4 в тангенциальный канал 2. Наличие горизонтальной плиты 7 исключает просыпание материала на нижнюю 9 ступень и обеспечивает за счет попадания всего подаваемого материала в каждый загрузочный патрубок 6 повышение его пропускной способности.
Таким образом, повышается эффективность измельчения и производительность по готовому продукту.