ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ДИСКОВЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ
CENTRIFUGAL DISK SHREDDER

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 (Авторское свидетельство СССР на изобретение №671839, В02С 13/14, опубл. 05.07.1979, бюл. №25), 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.
Технической проблемой 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, В02С 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.
С существенными признаками заявленного изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками и противоположно вращающиеся верхний и нижний диски.
Однако известное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с низкой интенсивностью движения частиц материала в рабочем пространстве между верхним и нижним дисками и незначительными раздавливающими нагрузками на измельчаемый материал.
Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет повышения интенсивности движения частиц материала, а также селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.
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 верхняя поверхность нижнего диска и нижняя поверхность верхнего диска выполнены коническими с углом наклона образующей α>ϕ, где ϕ - угол естественного откоса материала. На верхней поверхности нижнего диска и на нижней поверхности верхнего диска выполнены концентрические выступы и канавки полукруглого поперечного сечения, размер которого уменьшается от центра дисков к их периферии от 2D до (0,1…0,5)D, где D - максимальный размер частиц измельчаемого материала. Выступы верхнего диска с технологическим зазором входят в канавки нижнего диска. Выступы нижнего диска имеют тангенциальные прямоугольные вырезы по всей длине окружности по направлению вращения верхнего диска. Высота и ширина каждого выреза совпадает с глубиной и шириной соответствующей канавки.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг. 1 (нижний диск); на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 1 (верхний диск).
Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками. К загрузочному патрубку 2 прикреплен верхний диск 4. В нижней части корпуса 1 расположен нижний вал 5, к которому жестко, например сваркой, прикреплен нижний диск 6. Верхняя поверхность нижнего диска 6 и нижняя поверхность верхнего диска 4 выполнены коническими с углом наклона образующей α>ϕ, где ϕ - угол естественного откоса материала.
max
max
max
На верхней поверхности нижнего диска 6 и на нижней поверхности верхнего диска 4 выполнены концентрические выступы 7 и 8 и канавки 9 и 10, соответственно, имеющие полукруглое поперечное сечение. Размер полукруглого поперечного сечения уменьшается от центра дисков 4 и 6 к их периферии от 2D в центральной части дисков до (0,1…0,5)D - на их периферии, где D - максимальный размер частиц измельчаемого материала. Выступы 8 верхнего диска 4 с технологическим зазором входят в канавки 9 нижнего диска 6. Выступы 7 нижнего диска 6 имеют тангенциальные прямоугольные вырезы 11 по всей длине окружности по направлению вращения верхнего диска 4. Высота и ширина каждого тангенциального прямоугольного выреза 11 совпадает с глубиной и шириной соответствующей канавки 9. Для исключения заклинивания материала в вертикальном зазоре между впадинами канавок нижнего диска 6 и выступами 8 верхнего диска 4 установлена пружинная опора 12, посредством которой верхний диск 4 крепится к загрузочному патрубку 2.
Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в загрузочный патрубок 2, затем в зазор между коническими поверхностями нижнего 6 и верхнего 4 дисков, вращающихся в противоположные стороны соответственно от нижнего вала 5 и загрузочного патрубка 2. Частицы материала перемещаются по траекториям концентрических канавок 9, имеющих полукруглого поперечного сечения и расположенных на нижнем диске 6. При данном перемещении во время встречного вращения дисков 4 и 6 частицы материала измельчаются за счет раздавливания и истирания в зазорах между канавками 9 нижнего диска 6 и выступами 8 верхнего диска 4, а также между канавками 10 верхнего диска 4 и выступами 7 нижнего диска 6. При достижении необходимых размеров частицы за счет центробежной силы выносятся в тангенциальные прямоугольные вырезы 11 на выступах 7 нижнего диска 6 и переходят в следующие концентрические канавки 9 данного диска. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего диска 4 при сжатии пружинной опоры 12. Готовый продукт вылетает из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Для обеспечения перемещения частиц от центра нижнего диска 6 к его периферии верхняя поверхность нижнего диска 6 и нижняя поверхность верхнего диска 4 выполнены коническими с углом наклона образующей α>ϕ. Так как частицы материала при перемещении от центра к периферии нижнего диска 6 уменьшаются в размерах, соответственно уменьшаются размеры поперечного сечения концентрических канавок 9 и 10 и выступов 7 и 8 нижнего 6 и верхнего 4 дисков, а также размеры поперечного сечения тангенциальных прямоугольных вырезов 11 в выступах 7, расположенных на нижнем диске 6. Наличие тангенциальных прямоугольных вырезов 11 на выступах 7 нижнего диска 6 обеспечивает своевременное удаление готового по крупности материала, находящегося между концентрическими канавками 9 и 10 и выступами 7 и 8 соответственно нижнего 6 и верхнего 4 дисков. Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися нижним 6 и верхним 4 дисками, имеющими конические рабочие поверхности, на которых выполнены концентрические канавки 9 и 10 и выступы 7 и 8 с уменьшающимся полукруглым поперечным сечением, позволяет повысить интенсивность воздействия на частицы измельчаемого материала в зависимости от их крупности и обеспечить селективное воздействие на измельчаемый материал.
Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения, тем самым увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала.