ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ДИСКОВЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ
CENTRIFUGAL DISC GRINDER

Изобретение относится к устройствам для измельчения различных материалов и может быть использовано при производстве строительных материалов, а также в других отраслях промышленности.
Известна конструкция центробежного дискового измельчителя (Семикопенко И.А., Воронов В.П., Беляев Д.А., Маняхин А.С. Определение мощности, затрачиваемой на измельчение частицы между двумя коническими поверхностями// Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2018. № 5. С. 78-81), содержащего цилиндрический корпус, внутри которого расположены два вращающихся в противоположных направлениях ротора в виде дисков с конической рабочей поверхностью.
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, ВО2С 13/14, опубл. 05.07.1979, бюл. № 25).
Недостатками 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, В02 С 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.
C существенными признаками заявленного изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками и противоположно вращающиеся верхний и нижний диски.
Однако данное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с отсутствием селективного воздействия на материал, а также совмещения измельчения и классификации материала в корпусе измельчителя и низкой производительностью по готовому продукту.
Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения и производительности по готовому продукту за счет селективного воздействия на материал, а также совмещения измельчения и классификации материала в корпусе измельчителя.
max
max
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, верхний и нижний диски имеют коническую ступенчатую рабочую поверхность с вертикальным сдвигом сверху вниз каждой последующей конической ступени от центра к периферии с углом наклона образующей каждой конической ступени к горизонту, превышающем угол естественного откоса материала. На нижней конической ступенчатой рабочей поверхности верхнего диска вначале каждой конической ступени жестко закреплены по концентрическим окружностям вертикальные прутковые отбойники. На верхней конической ступенчатой рабочей поверхности нижнего диска от центра к периферии жестко закреплены радиальные лопатки прямоугольного поперечного сечения. Конические ступени нижнего диска разделены между собой вертикальными уступами, выполненными в форме криволинейных секторов, симметрично расположенных в плане. Радиальный зазор между боковой поверхностью вертикальных уступов и вертикальными прутковыми отбойниками равномерно увеличивается в каждом криволинейном секторе по направлению вращения нижнего диска через каждые  от D до (0,1…0,5)D, где D– максимальный размер частиц исходного материала. Нижние торцы вертикальных прутковых отбойников параллельны соответствующей рабочей поверхности нижнего диска с вертикальным технологическим зазором. Высота радиальных лопаток, минимальный зазор между смежными прутками в вертикальных прутковых отбойниках и высота вертикальных уступов уменьшаются от центра дисков к их периферии от D до (0,1…0,5)D. Прутки выполнены призматического поперечного сечения с меньшим основанием в сторону периферии.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен продольный разрез (центробежный дисковый измельчитель);на фиг.2 – разрез А-А на фиг. 1 (радиальные лопатки);на фиг.3 – разрез Б-Б на фиг. 1 (вертикальные прутковые отбойники).
max
max
max
max
max
Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний 4 и нижний 5 диски. Верхний 4 и нижний 5 диски имеют коническую ступенчатую рабочую поверхность, соответственно, 6 и 7 с вертикальным сдвигом сверху вниз каждой последующей конической ступени от центра к периферии с углом β наклона образующей каждой конической ступени к горизонту, превышающем угол α естественного откоса материала.  На нижней конической ступенчатой рабочей поверхности 6 верхнего диска 4 вначале каждой конической ступени 8 жестко закреплены, например сваркой, по концентрическим окружностям вертикальные прутковые отбойники 9. На верхней конической ступенчатой рабочей поверхности 7 нижнего диска 5 от центра к периферии жестко закреплены, например сваркой, радиальные лопатки 10 прямоугольного поперечного сечения. Конические ступени 11 нижнего диска 5 разделены между собой вертикальными уступами 12, выполненными в форме криволинейных секторов 13, симметрично расположенных в плане. Радиальный зазор между боковой поверхностью вертикальных уступов 12 и вертикальными прутковыми отбойниками 9 равномерно увеличивается в каждом криволинейном секторе 13 по направлению вращения нижнего диска 5 через каждые  от D до (0,1…0,5)D, где D– максимальный размер частиц исходного материала. Нижние торцы 14 вертикальных прутковых отбойников 9 параллельны соответствующей рабочей поверхности нижнего диска 5 с вертикальным технологическим зазором. Высота радиальных лопаток 10, минимальный зазор между смежными прутками в вертикальных прутковых отбойниках 9 и высота вертикальных уступов 12 уменьшаются от центра дисков 4 и 5 к их периферии от D до (0,1…0,5)D. Прутки вертикальных прутковых отбойников 9 выполнены призматического поперечного сечения с меньшим основанием в сторону периферии. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего диска 4 за счет пружинной опоры 15.
.
.
Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом.Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 1%, попадает в  загрузочный патрубок 2, откуда направляется на верхнюю рабочую поверхность 7 внутренней конической ступени 11 с радиальными лопатками 10Частицы захватываются рабочими поверхностями радиальных лопаток 10 и перемещаются вдоль них.Сходящие с радиальных лопаток 10 частицы соударяются с вертикальным прутковым отбойником 9, закрепленным на нижней конической ступенчатой рабочей поверхности 6 верхнего диска 4При этом разрушение частиц осуществляется в основном за счет удара. Частицы, прошедшие в зазоры между прутками вертикального пруткового отбойника 9, направляются на верхнюю рабочую поверхность 7 следующей конической ступени 11 с радиальными лопатками 10. Частицы, не прошедшие в зазоры между прутками вертикального пруткового отбойника 9, под действием силы тяжести выпадают в радиальный зазор между боковой поверхностью вертикальных уступов 12, выполненных в форме криволинейных секторов 13, и вертикальным прутковым отбойником 9. При встречном вращении вертикальных уступов 12 и вертикальных прутковых отбойников 9 радиальный зазор между ними периодически уменьшается в каждом криволинейном секторе 13, причем данное уменьшение радиального зазора имеет циклический высокоскоростной характер. При этом на частицы материала действуют раздавливающие и истирающие нагрузки.  Измельченные таким образом частицы также проходят в зазоры между прутками вертикального пруткового отбойника 9 и направляются на верхнюю рабочую поверхность 7 следующей конической ступени 11 с радиальными лопатками 10. Данные процессы измельчения и классификации различных по размерам частиц реализуются при их движении на всех конических ступенях 11 от центра дисков 4 и 5 к их периферии. Частицы, достигшие периферийной части корпуса 1, направляются в разгрузочный патрубок 3. Наличие пружинной опоры 15 исключает заклинивание частиц недробимого материала в рабочем пространстве между верхним 4 диском и нижним 5 диском.Таким образом, процесс селективного воздействия на материал и разделения его по крупности осуществляется на пути его перемещения от центральной части верхнего 4 и нижнего 5 дисков к их периферии.Готовый продукт выносится воздушным потоком из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3.
Изготовление конических ступенчатых рабочих поверхностей 6 и 7 верхнего 4 и нижнего 5 дисковс углом β наклона образующей каждой конической ступени 8 и 11 к горизонту, превышающем угол α естественного откоса материала, обеспечивает интенсивное прохождение измельчаемых частиц  материала в рабочем пространстве в сторону разгрузочного патрубка 3.Призматическое поперечное сечение прутков в вертикальных прутковых отбойниках 9 с расширяющимся зазором между ними в сторону периферии исключает забивание данных зазоров частицами измельчаемого материала. Для исключения проскакивания частиц материала между вертикальными прутковыми отбойниками 9 и верхней поверхностью конических ступеней 11 поверхность нижних торцов 14 вертикальных прутковых отбойников 9 параллельна верхней поверхности конических ступеней 11. Уменьшение высоты радиальных лопаток 10, минимального зазора между смежными прутками в вертикальных прутковых отбойниках 9 и высоты вертикальных уступов 12 от центра дисков 4 и 5 к их периферии связано с уменьшением размеров частиц измельчаемого материала при их движении от загрузки к разгрузке.Таким образом, осуществляется селективное воздействие на материал, а также совмещение измельчения и классификации материала в процессе перемещения частиц от загрузки к разгрузке в корпусе дискового измельчителя.
Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения и увеличить производительность по готовому продукту.