БАРАБАННАЯ МЕЛЬНИЦА
DRUM MILL

Изобретение относится к устройствам для измельчения различных материалов и может быть использовано в промышленности строительных материалов при производстве цемента.
Известна конструкция барабанной мельницы (патент RU № 2014125, В02С17/18, опубликован 15.06.1994), содержащая вращающийся барабан с мелющей загрузкой, в которой расположен вал с дисками соединёнными между собой радиальными лопастями, а вал выполнен полым.
Недостатком известной конструкции барабанной мельницы является низкая эффективность процесса измельчения и низкая производительность по готовому продукту.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому, принятым за прототип, является мельница тонкого помола.(авторское свидетельство СССР на изобретение № 1773482 А1, В02С17/02, опубликованное 07.11.1992, бюл. №41), содержащая вращающийся барабан со свободно расположенным цилиндрическим мелющим телом, выполненным из прижимаемых их друг к другу чередующихся дисков различных диаметров с отверстиями, а на поверхности дисков выполнены канавки.
С существенными признаками заявляемого изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: вращающийся барабан, со свободно размещенными в нём, прижимаемыми друг к другу дисками с отверстиями и канавками, выполненными на поверхностях дисков.
Однако данное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения и низкой производительностью по готовому продукту. Это связано с тем, что канавки на поверхности дисков расположены радиально и имеют одинаковую ширину и глубину что снижает эффективность процесса измельчения, особенно на участках барабана, где находятся мелкие частицы измельчаемого материала.
Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения и производительности барабанной мельницы по готовому продукту, за счёт более эффективного воздействия дисков на частицы измельчаемого материала, находящихся в спиральных канавках, ширина и глубина которых уменьшается по ходу от загрузки к разгрузке, обеспечивая уменьшение диаметра частиц измельчаемого материала, до требуемого размера.
Это достигается тем, что барабанная мельница содержит вращающийся барабан, со свободно размещенными в нем, прижимаемыми друг к другу дисками с отверстиями и канавками, выполненными на поверхностях дисков.
Согласно предложенному решению, канавки выполнены спиральными и на смежных поверхностях дисков направлены навстречу друг к другу. Глубина и ширина спиральных канавок на каждом последующем диске в направлении от загрузочной к разгрузочной цапфе уменьшается, а количество спиральных канавок увеличивается, при этом в центральной части каждого диска выполнено аспирационное отверстие.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг.1 продольное сечение корпуса, на фиг.2 разрез А-А фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б фиг.1; на фиг.4 разрез В-В фиг.1; на фиг.5 разрез Г-Г фиг.1, на фиг.6 разрез Д-Д фиг.1; на фиг. 7 разрез Е-Е фиг.1.
Барабанная мельница состоит из корпуса 1, установленного на полых загрузочной 2 и загрузочной и разгрузочной 3 цапфах.
В корпусе 1 свободно установлены диски 4-21, соприкасающиеся друг с другом торцевыми поверхностями, на которых выполнены спиральные канавки 22-27. Количество спиральных канавок 22-27 на торцевых поверхностях дисков 4-21 увеличивается в направлении от загрузочной полой цапфы 2 к разгрузочной цапфе 3. Например, на диске 4 спиральных канавок 4, а на диске 19 спиральных канавок 8. Между спиральными канавками 22-27 выполнены отверстия 28-33, а в центральной части каждого диска 4-21 выполнены аспирационные отверстия 34-39. В корпусе 1 мельницы установлена перфорированная выходная решетка 40, расположенная перед разгрузочной цапфой 3.
Барабанная мельница работает следующим образом. При включении привода (условно не показан), корпус 1 мельницы совершает вращательное движение, показанное на фиг.1. Под действием центробежной силы, возникающей вследствие вращения корпуса 1 мельницы, находящиеся в нем диски 4-21 начинают движение, перекатываясь по внутренней цилиндрической поверхности камеры 1. Измельчаемый материал, например клинкер вращающихся печей, подается через загрузочную цапфу 2 в корпус 1. Частицы измельчаемого материала, попадая под воздействие перекатывающихся дисков 4-21, раздавливаются. Мелкие частицы через отверстия 28-33 в дисках последовательно перемещаются в направлении перфорированной выходной решетки 40, посредством давления подаваемого материала, при этом диски 4-21 кроме перекатывания относительно внутренней поверхности камеры 1, проскальзывают друг относительно друга. Частицы измельчаемого материала захватываются спиральными канавками 22-27, поднимаются и ссыпаются в зазор между дисками 4-21, измельчаются интенсивным истиранием. Вследствие того, что спиральные канавки 22-27 выполненные на смежных плоскостях дисков 4-21 (фиг.2-фиг.7), направлены в противоположные стороны (фиг.2-фиг.3; фиг.4-фиг.5; фиг.6-фиг.7), то появляется эффект измельчения частиц срезом и разрывом. Частицы измельчаемого материала поднимаются спиральными канавками до верхней части дисков 4-21, сползают и провеиваются аспирационным потоком воздуха и, через аспирационные отверстия 34-39 в дисках 4-21, выносятся в направлении разгрузочной цапфы 3 и выводятся из корпуса мельницы.
1
2
1
2
Размер спиральных канавок 22-27 ширина -b- и глубина -а-, уменьшается в направлении от пары дисков 4, 5 к последующим дискам 5, 6; 6, 7; 7, 8 и т.д. 20, 21 (фиг.1); b>b>b; а>a>a (фиг.2; фиг.4; фиг.6). Размер частиц уменьшается по мере их продвижения между дисками 4-21. На каждой последующей паре дисков количество спиральных канавок 22-27 возрастает, а их глубина -а- и ширина -b- уменьшается. Это обеспечивает более интенсивный захват спиральными канавками мелких частиц измельчаемого материала, их интенсивное измельчение и провеивание, удаляя их на последующих участках помольной камеры мельницы.
Применение спиральных канавок 22-27 позволяет захватывать большее количество частиц измельчаемого материала, поднимать их на максимальную высоту и измельчать в результате спуска вдоль поверхности каждой пары смежных дисков, например дисков 5, 6; 6, 7; 7, 8; 8, 9 и т.д. 20, 21. Противоположное направление спиральных канавок 22-27 на поверхностях смежных дисков, например 5, 6; 6, 7; 7, 8 и т.д. 20, 21 (фиг.1), позволяет интенсифицировать процесс измельчения частиц истиранием, после чего происходит их провеивание потоком аспирационного воздуха и вывод из зоны измельчения через аспирационные отверстия 34-39 в дисках 4-21. Уменьшение ширины -b- и глубины -а- спиральных канавок 22-27 на каждой паре дисков 4,5; 5,6; 6,7 и т.д. (фиг.1), обеспечивает уменьшение размера частиц измельчаемого материала и их наиболее эффективное зачерпывание и перемещение между дисками.
Если ширина -b- и глубина -а- всех спиральных канавок 4-21 будет одинаковой, например равной наибольшей (фиг.2), то частицы материала, размер которых существенно меньше чем -b- и -а- будут ссыпаться и не подниматься в верхнюю часть диска, а будут выходить из зоны измельчения через отверстия 28, 29, 30, 31, 32, 33, помол будет “загрубляться”.
2
2
2
2
Если спиральные канавки 22-27 будут иметь ширину -b- и глубину -а- минимальными, то частицы измельчаемого материала, имеющие размер больше, чем -b- и -а-, не будут захватываться спиральными канавками, что так же снижает эффективность процесса измельчения.
Если спиральные канавки 22-27 на смежных поверхностях дисков 4-21 будут направлены в одну сторону, то частицы измельчаемого материала будут зачерпываться и перебрасываться на внутреннюю поверхность корпуса 1, и только их незначительная часть будет просыпаться между смежными поверхностями дисков 4-21. Эффективность измельчения в таком случае снизится.
Количество спиральных канавок 22-27 на каждой паре последующих дисков увеличивается (фиг.2-фиг.7). Это позволяет зачерпывать большее количество частиц измельчаемого материала, поднимать и направлять их между смежными поверхностями дисков 4-21 (фиг.1). Поднимать и провеивать потоком аспирационного воздуха, удаляя готовый продукт через отверстия 34, 35, 36, 37, 38, 39 (фиг.2-фиг.7) в дисках.
Если количество спиральных канавок минимальное на всех дисках, например, как на фиг.2, фиг.3, то интенсивность вывода частиц готового продукта из зоны измельчения существенно снижается, что в целом приведет к снижению эффективности процесса измельчения.
Если количество спиральных канавок на всех дисках максимальное, например, как на фиг.6, фиг.7, то в начале мельницы, куда поступают крупные частицы измельчаемого материала, произойдет завал, частицы не будут успевать измельчатся, необходимо уменьшить подачу материала в мельницу, что снизит её производительность, либо следует предварительно измельчить материал, что повысит удельный расход энергии.
Наличие отверстий 34, 35, 36, 37, 38, 39 в дисках обеспечивает вывод частиц готового продукта со всех участков помольной камеры аспирационным воздухом. Если диски 4-21 будут без аспирационных отверстий 34-39, частицы материала, имеющие размер готового продукта, находящиеся в начале камеры 1 будут агломерироваться и спрессовываться, что снижает в целом эффективность процесса измельчения и качество готового продукта.
Применение в барабанной мельнице предложенной конструкции значительно повышает эффективность процесса измельчения и производительность по готовому продукту.