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 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 верхний и нижний диски с конической рабочей поверхностью.
Известна конструкция центробежной ударной мельницы (Авторское свидетельство  СССР  на изобретение №671839,  ВО2С 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 известных конструкций 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 известное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с незначительными нагрузками на измельчаемый материал и с отсутствием селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.
Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения  за счет увеличения нагрузок на измельчаемый материал и селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.
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 нижний диск  имеет верхнюю коническую поверхность с углом наклона образующей к горизонту, превышающем угол естественного откоса материала.  Зазор между верхней конической поверхностью нижнего диска и нижней конической поверхностью верхнего диска равномерно уменьшается от центра дисков к их периферии. При этом образуется угол между  нижней конической поверхностью верхнего диска и верхней конической поверхностью  нижнего диска, на которых расположены концентрические горизонтальные уступы с тангенциально расположенными ребрами по направлению вращения соответствующего диска. Высота тангенциальных ребер на  концентрических горизонтальных уступах равномерно уменьшается от центра дисков к их периферии. Вертикальный зазор между противостоящими тангенциальными ребрами и радиальный зазор между смежными вертикальными стенками концентрических горизонтальных уступов двух дисков равномерно уменьшаются от центра дисков к их периферии от  Dдо (0,1...0,5) D, где D – максимальный размер частиц измельчаемого материала. Радиальная ширина каждого концентрического горизонтального уступа и минимальное расстояние между смежными тангенциальными ребрами в каждом концентрическом горизонтальном уступе превышает D.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен  разрез А - А на фиг.2 (продольный разрез измельчителя); на фиг.2 –  разрез  Б-Б на фиг. 1  (нижний диск); на фиг. 3 – разрез В-В на фиг. 1 (верхний диск), на фиг. 4 - вид Г на фиг. 1(тангенциальные ребра).
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 диск 4 вращается от загрузочного патрубка 2, а нижний диск 5 вращается от нижнего вала 6. Нижний диск 5  имеет верхнюю коническую поверхность с углом наклона образующей к горизонту, превышающем угол естественного откоса материала.  Зазор между верхней конической поверхностью нижнего диска 5 и нижней конической поверхностью верхнего диска 4 равномерно уменьшается от центра дисков 4 и 5 к их периферии.  При этом образуется угол между  нижней конической поверхностью верхнего диска 4 и верхней конической поверхностью  нижнего диска 5. На нижней конической поверхности верхнего диска 4 и верхней конической поверхности  нижнего диска 5 расположены концентрические горизонтальные уступы, соответственно 7 и 8,  с тангенциально расположенными ребрами, соответственно 9 и 10 по направлению вращения соответствующего диска. Высота тангенциальных ребер 9  и 10  на концентрических горизонтальных уступах 7 и 8 равномерно уменьшается от центра дисков  4 и 5 к их периферии. Вертикальный зазор между противостоящими тангенциальными ребрами 9 и 10 двух дисков 4 и 5 и радиальный зазор между смежными вертикальными стенками 11 и 12 концентрических горизонтальных уступов 7 и 8  двух дисков 4 и 5 равномерно уменьшаются от центра дисков 4 и 5 к их периферии от  Dдо (0,1...0,5) D, где D – максимальный размер частиц измельчаемого материала.. Радиальная ширина каждого концентрического горизонтального уступа 7 и 8 и минимальное расстояние между смежными  тангенциальными ребрами 9 и 10 в каждом концентрическом горизонтальном уступе 7 и 8 превышает D.  В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего диска 4 за счет пружинной опоры 13.
max
max
max
Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в  загрузочный патрубок 2, затем  в рабочий объем между коническими поверхностями нижнего 5 и верхнего 4 дисков, вращающихся в противоположные стороны  соответственно от нижнего вала 6 и загрузочного патрубка 2.  Частицы  материала направляются на верхнюю коническую поверхность нижнего диска 5,  и попадают на концентрические горизонтальные уступы 8 с тангенциально расположенными ребрами 10.  Частицы материала захватываются тангенциальными ребрами 10 внутреннего концентрического горизонтального уступа 8 нижнего диска 5 и перемещаются вдоль их рабочей поверхности.  При наличии тангенциальных ребер 9 внутреннего концентрического горизонтального уступа 7 верхнего диска 4, вращающихся в противоположном нижнему диску 5 направлении, частицы материала разрушаются в рабочем пространстве между концентрическими горизонтальными уступами 7 и 8 двух дисков 4 и 5 за счет нагрузок на срез и истирание.При достижении необходимого размера, частицы материала проходятчерез радиальные зазоры между смежными вертикальными стенками 11 и 12 концентрических горизонтальных уступов 7 и 8 двух дисков 4 и 5 и направляются  на следующий горизонтальный уступ 8в сторону периферии нижнего диска 5.Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего диска 4 при сжатии пружинной опоры 13.Готовый  продукт вылетает из корпуса 1  через  разгрузочный патрубок 3. Для повышения интенсивности перемещения частиц от центра нижнего диска 5 к его периферии верхняя поверхность нижнего диска 5 выполнена конической с углом наклона образующей, превышающей угол естественного откоса материала.Так как частицы материала при перемещении от центра к периферии дисков 4 и 5 уменьшаются в размерах,соответственно,  уменьшается высота тангенциально расположенных ребер 9 и 10  на концентрических горизонтальных уступах 7 и 8 двух дисков 4 и 5 от их центра к периферии.  При этом вертикальный зазор между противостоящими тангенциальными ребрами 9 и 10  двух дисков 4 и 5 и радиальный зазор между смежными вертикальными стенками 11 и 12 концентрических горизонтальных уступов 7 и 8 двух дисков 4 и 5 равномерно уменьшаются от центра дисков 4 и 5 к их периферии от  Dдо (0,1...0,5) D. Для исключения забивания материалом зазоров между тангенциальными ребрами минимальное расстояние между смежными  тангенциальными ребрами в каждом концентрическом горизонтальном уступе превышает D.
Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися  верхним 4 и нижним 5 дисками,имеющими концентрические горизонтальные уступы, соответственно, 7 и 8, с тангенциальными ребрами, соответственно 9 и 10,  позволяет обеспечить повышение нагрузок на измельчаемый материал и селективное воздействие на измельчаемый материал в зависимости от крупности частиц.
Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения, тем самым увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала.