УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА
DEVICE FOR CRUSHING OF MATERIAL

Изобретение относится к устройствам для измельчения материалов минерального и растительного происхождения и может быть использовано в строительной, горной, химической, энергетической и других отраслях промышленности.
Известно устройство для измельчения материала, которое содержит корпус с приспособлением для подачи измельчаемого материала и с приспособлением для удаления готового продукта, камеру измельчения и установленные в корпусе соосно и с возможностью вращения два ротора с измельчающими элементами (см., например, патент Российской Федерации № 2166367, кл. В02С 7/08, опубл. 10.05.2001).
С помощью известного устройства измельчение материала происходит в несколько последовательных стадий, на каждой из которых осуществляют определенный механизм разрушения частиц материала. К недостаткам известного устройства можно отнести сравнительно высокую сложность конструкции, а также относительно высокую энергоемкость процесса разрушения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство для измельчения материала, которое содержит корпус с приспособлениями соответственно для подачи измельчаемого материала и для удаления готового продукта, камеру измельчения кольцевой формы, установленные в корпусе соосно и с возможностью вращения два ротора, закрепленные на одном из роторов лопатки для разгона измельчаемого материала и подачи его в камеру измельчения и закрепленные на втором роторе лопатки для подачи воздуха в камеру измельчения (см., например, патент Российской Федерации № 2193448, кл. В02С 19/06, опубл. 27.11.2002).
Известное устройство частично устраняет недостатки описанного выше аналога за счет более простой конструкции и относительно невысокой энергоемкости процесса измельчения. К недостаткам известного устройства можно отнести сравнительно низкую эффективность процесса измельчения за счет большого процента недомолотых частиц в готовом продукте. Указанное обстоятельство вызвано тем фактом, что вероятность столкновения частиц измельчаемого материала в камере измельчения недостаточно велика. Измельчаемые частицы поступают в камеру измельчения по криволинейной траектории и неравномерно по периметру камеры измельчения. Поступающий в камеру измельчения встречный воздушный поток так же поступает по криволинейной траектории, что существенно снижает вероятность повторного столкновения измельчаемых частиц в камере измельчения. В результате указанного явления в готовом продукте появляются недомолотые частицы, что снижает однородность последнего и, в свою очередь, требует проведения повторного измельчения.
Изобретение направлено на решение задачи по созданию такого устройства для измельчения материала, которое обеспечивало бы повышение эффективности тонкого измельчения за счет сокращения количества недомолотых частиц в готовом продукте. Технический результат, который может быть получен при реализации изобретения, заключается в повышений однородности готового продукта за счет увеличения вероятности столкновения частиц измельчаемого материала в камере измельчения.
Поставленная задача решена за счет того, что устройство для измельчения материала, которое включает корпус с приспособлениями соответственно для подачи измельчаемого материала и для удаления готового продукта, камеру измельчения кольцевой формы, установленные в корпусе соосно и с возможностью вращения два ротора, закрепленные на одном из роторов лопатки для разгона измельчаемого материала и подачи его в камеру измельчения и закрепленные на втором роторе лопатки для подачи воздуха в камеру измельчения, снабжено, по меньшей мере, одним направляющим аппаратом, при этом направляющий аппарат выполнен в виде закрепленных на корпусе и установленных в камере измельчения лопаток, причем лопатки равномерно расположены по окружности, центр которой лежит на продольной оси симметрии роторов.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что направляющий аппарат расположен на выходе лопаток для разгона измельчаемого материала и подачи его в камеру измельчения.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что направляющий аппарат расположен на выходе лопаток для подачи воздуха в камеру измельчения.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство для измельчения материала, разрез, и на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.
Устройство для измельчения материала содержит корпус 1 с приспособлением 2 для подачи измельчаемого материала (на чертежах изображено схематично) и с приспособлением 3 для удаления готового продукта (на чертежах изображено схематично). Приспособление 2 для подачи измельчаемого материала в корпус 1 устройства может быть выполнено, например, в виде шнекового питателя (при вертикальном расположении корпуса 1) любой известной конструкции, осуществляющего принудительную и дозированную подачу измельчаемого материала в полость корпуса 1, или воронки (при горизонтальном расположении корпуса 1), через которую измельчаемый материал дозировано под действием сил гравитации поступает в полость корпуса 1. Приспособление 3 для удаления готового продукта из корпуса 1 устройства может быть выполнено, например, в виде патрубка (при вертикальном расположении корпуса 1), через который готовый материал под действием сил гравитации удаляется из корпуса, или в виде воздушного насоса (при горизонтальном расположении корпуса 1), который осуществляет принудительное удаление готового продукта из корпуса 1. В полости корпуса 1 соосно установлены ротор 4 и ротор 5. Ротор 4 и ротор 5 установлены с возможностью вращения в корпусе 1. Ротор 4 с помощью вала 6 кинематически связан с двигателем (на чертежах не изображен). Ротор 5 с помощью вала 7 кинематически связан с двигателем (на чертежах не изображен). Передача вращающего момента на вал 6 и вал 7 может быть осуществлена как от общего двигателя, так и от индивидуального двигателя. В качестве двигателя может быть использован, например, электрический двигатель. В полости корпуса 1 расположена камера 8 измельчения, которая имеет кольцевую форму. На роторе 5 закреплены лопатки 9 для разгона измельчаемого материала и подачи его в камеру 8 измельчения. Лопатки 9 могут иметь обтекаемую форму, например крыловидную или пластинчатую (на чертежах не изображено), и соединены с ротором 5 с помощью разъемного или неразъемного соединения. Лопатки 9 равномерно расположены по окружности, центр которой расположен на продольной оси симметрии ротора 5. На роторе 4 закреплены лопатки 10 для подачи воздуха в камеру 8 измельчения. Лопатки 10 могут иметь обтекаемую форму, например крыловидную или пластинчатую (на чертежах не изображено), и соединены с ротором 4 с помощью разъемного или неразъемного соединения. Лопатки 10 равномерно расположены по окружности, центр которой расположен на продольной оси симметрии ротора 4. В полости корпуса 1 расположен, по меньшей мере, один направляющий аппарат 11. Направляющий аппарат 11 выполнен в виде лопаток 12, которые закреплены на корпусе 1 с помощью разъемного или неразъемного соединения. Лопатки 12 направляющего аппарата 11 расположены в камере 8 измельчения равномерно по окружности, центр которой лежит на продольной оси симметрии роторов 4 и 5, то есть лопатки 12 направляющего аппарата 11, лопатки 9 для разгона измельчаемого материала и подачи его в камеру 8 измельчения и лопатки 10 для подачи воздуха в камеру 8 измельчения установлены коаксиально. Следует отметить, что предпочтительно такое конструктивное выполнение устройства, при котором шаг установки лопаток 12 направляющего аппарата 11 отличается от шага установки лопаток 9 для разгона измельчаемого материала и подачи его в камеру 8 измельчения и предпочтительно меньше его. Устройство может быть выполнено с дополнительным направляющим аппаратом 13, который выполнен в виде закрепленных на корпусе 1 и установленных в камере 8 измельчения лопаток 14. Лопатки 14 дополнительного направляющего аппарата 13 равномерно расположены по окружности, центр которой лежит на продольной оси симметрии роторов 4 и 5. Предпочтительно такое выполнение устройства, при котором шаг установки лопаток 14 дополнительного направляющего аппарата 13 отличается от шага установки лопаток 10 для подачи воздуха в камеру 8 измельчения и предпочтительно меньше его. Следует отметить, что поперечное сечение каждого выходного канала, который образован смежными лопатками 12 направляющего аппарата 11 и смежными лопатками 14 дополнительного направляющего аппарата 13, ориентировано условно радиально по отношению к имеющей кольцевую форму камере 8 измельчения.
По одному из вариантов конструктивного выполнения устройства направляющий аппарат может быть расположен на выходе лопаток 9 для разгона измельчаемого материала и подачи его в камеру 8 измельчения. Пример такого варианта выполнения устройства иллюстрирует направляющий аппарат 11 (фиг.2).
По другому варианту конструктивного выполнения устройства направляющий аппарат может быть расположен на выходе лопаток 10 для подачи воздуха в камеру 8 измельчения. Пример такого варианта выполнения устройства иллюстрирует дополнительный направляющий аппарат 13 (фиг.2).
Устройство для измельчения материала работает следующим образом.
Включают приводы вращения валов 6 и 7, которые передают вращающий момент на соответствующий ротор 4 и 5. Одновременно осуществляют подачу предварительно подготовленного измельчаемого материала в полость корпуса 1 с помощью приспособления 2 для подачи измельчаемого материала. Измельчаемый материал определенными порциями поступает в полость корпуса 1 и захватывается вращающимися лопатками 9 для разгона измельчаемого материала и подачи его к камеру 8 измельчения. При захвате измельчаемого материала лопатки 9 для разгона измельчаемого материала и подачи его в камеру 8 измельчения формируют на выходе из них струи взвеси, состоящей из смеси измельчаемого материала с воздухом, захватываемым лопатками 9 для разгона измельчаемого материала и подачи его в камеру 8 измельчения. Перед поступлением в камеру 8 измельчения струи взвеси попадают на лопатки 12 направляющего аппарата 11. При проходе через лопатки 12 направляющего аппарата 11, во-первых, происходит частичное измельчение материала, находящегося во взвеси за счет столкновения с торцами лопаток 12 направляющего аппарата 11. Во-вторых, лопатки 12 направляющего аппарата 11 осуществляют разделение струй взвеси на более мелкие, что обеспечивает более равномерное поступление измельчаемого материала по периметру камеры 8 измельчения. В-третьих, лопатки 12 направляющего аппарата 11 осуществляют изменение направления входа струй взвеси в камеру 8 измельчения, обеспечивая радиальный вход измельчаемого материала в камеру 8 измельчения. Одновременно при вращении ротора 4 вращающиеся вместе с ним лопатки 10 для подачи воздуха в камеру 8 измельчения создают воздушный поток, поступающий в камеру 8 измельчения навстречу струям взвеси. При этом находящиеся в струях взвеси частицы измельчаемого материала попадают в зону действия воздушного потока, создаваемого лопатками 10 для подачи воздуха в камеру 8 измельчения, и изменяют направление своего движения на противоположное. После изменения направления своего движения на противоположное они с большой скоростью сталкиваются с движущимися им навстречу в струях взвеси частицами измельчаемого материала, и происходит их взаимное разрушение. Процесс перемещения частиц измельчаемого материала в камере 8 измельчения многократно повторяется до получения практически однородного по размеру материала. При расположении дополнительного направляющего аппарата 13 на выходе лопаток 10 для подачи воздуха в камеру 8 измельчения процесс измельчения материала практически не отличается от описанного выше. Воздушный поток, создаваемый лопатками 10 для подачи воздуха в камеру 8 измельчения, проходит через лопатки 14 дополнительного направляющего аппарата 13. Лопатки 14 дополнительного направляющего аппарата 14 разделяют воздушный поток и обеспечивают тем самым его более равномерное поступление по периметру камеры 8 измельчения. Кроме того, лопатки 14 дополнительного направляющего аппарата 13 изменяют направление движения воздушного потока, обеспечивая его вход в камеру 8 измельчения в радиальном направлении. Наиболее полный эффект измельчения достигается при снабжении устройства двумя направляющими аппаратами - основным 11 и дополнительным 13. Готовый продукт удаляют из полости камеры 8 измельчения с помощью приспособления 3 для удаления готового продукта.