ВЕРТИКАЛЬНАЯ МЕЛЬНИЦА ДИНАМИЧЕСКОГО САМОИЗМЕЛЬЧЕНИЯ

Предлагаемая полезная модель относится к дробильно-измельчительному оборудованию, и предназначена для измельчения руд и других минеральных материалов. Может быть использована в горной, металлургической, строительной отраслях промышленности, а также в коммунальном хозяйстве.
Известна мельница (Патент RU №2084287 от 30.11.1994 г., Хетагуров В.Н., Ильяшик В.П., Чужинов А.И., «Мельница» // опубл. 20.07.1997 г.) содержащая вертикально расположенный цилиндрический корпус с внутренним кольцевым выступом, вал, установленный соосно в цилиндрическом корпусе, на котором смонтирован чашеобразный ротор с ситами и радиальными перегородками. Радиальные перегородки размещены с зазором относительно ступицы ротора, а сквозные пазы в радиальных перегородках выполнены в виде прямоугольников, каждая большая из сторон которых, размещена на наклонной поверхности ротора. Концентрично цилиндрическому корпусу установлен, перфорированный цилиндр, образующий с поверхностями цилиндрического корпуса и внутреннего кольцевого выступа камеру, для вывода готового продукта. При этом для вывода готового продукта из камеры во внутреннем кольцевом выступе выполнены окна. Чашеобразный ротор имеет отогнутый от центра горизонтальный участок, который расположен над внутренним кольцевым выступом.
Недостатком данного технического решения является низкая производительность, за счет малой разницы в скоростях движения кусков измельчаемого материала, опускающихся в полости чашеобразного ротора, и кусков материала, находящихся в этих полостях.
За прототип было взято изобретение (Патент №2142341 от 29.12.1997 г., Хетагуров В.Н., Лапинагов А.М., Маслов Е.Н., Грицунов П.В., «Мельница» // опубл. 10.12.1999 г.) содержащее, вертикально расположенный цилиндрический корпус с внутренним кольцевым выступом, в котором выполнены окна. Соосно в корпусе установлен вал с закрепленным на нем чашеобразным ротором. Концентрично цилиндрическому корпусу установлен перфорированный цилиндр, образующий с поверхностями цилиндрического корпуса и внутреннего кольцевого выступа камеру для вывода готового продукта. При этом чашеобразный ротор имеет ступицу и расположенный над внутренним кольцевым выступом отогнутый от центра горизонтальный участок. Также чашеобразный ротор имеет сита и радиальные перегородки, размещенные с зазором относительно его ступицы, и имеющие в нижней части, над наклонной поверхностью чашеобразного ротора, сквозные пазы в виде прямоугольников, каждая большая из сторон которых, размещена на наклонной поверхности чашеобразного ротора. В цилиндрическом корпусе, концентрично над чашеобразным ротором, установлены вертикальные перфорированные цилиндры, между парами которых, образованы кольцевые камеры, каждая из которых снизу ограничена сплошным кольцом, а сверху кольцевым коллектором и патрубком для вывода готового продукта.
Недостатком данного технического решения является низкая производительность, за счет малой разницы в скоростях движения кусков измельчаемого материала, опускающихся в полости чашеобразного ротора, и кусков материала, находящихся в этих полостях.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение производительности мельницы.
Технический результат заключается в создании высокой разницы в скоростях движения кусков измельчаемого материала, опускающихся в полости чашеобразного ротора, и кусков материала, находящихся в этих полостях, что приведет к увеличению количества измельченного материала в единицу времени.
Технический результат достигается тем, что вертикальная мельница динамического самоизмельчения, содержит вертикально расположенный цилиндрический корпус с внутренним кольцевым выступом, выполненным с окнами, вал, установленный на одной оси с цилиндрическим корпусом, чашеобразный ротор, закрепленный в верхней части вала, перфорированный цилиндр, установленный концентрично цилиндрическому корпусу и образующий с поверхностями цилиндрического корпуса и внутреннего кольцевого выступа камеру, для вывода готового продукта, при этом чашеобразный ротор имеет ступицу и выполнен с отогнутым от центра горизонтальным участком, расположенным над внутренним кольцевым выступом, с ситами и радиальными перегородками, размещенными с зазором относительно ступицы чашеобразного ротора и имеющими в нижней части, над наклонной поверхностью чашеобразного ротора, сквозные пазы в виде прямоугольников, каждая большая из сторон которых, размещена на наклонной поверхности чашеобразного ротора, при этом в цилиндрическом корпусе, соосно, установлена втулка с направляющими лопастями, причем профиль лопастей, в верхней части выполнен вертикальным, а в нижней с наклоном 5°-60°.
Предлагаемое устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 показана конструкция мельницы, на фиг.2 - показана втулка с направляющими лопастями, на фиг.3 - показан разрез A-A.
Вертикальная мельница динамического самоизмельчения состоит из вертикально расположенного цилиндрического корпуса 1 с внутренним кольцевым выступом 2, выполненным с окнами 3, для вывода готового продукта. Соосно, цилиндрическому корпусу 1, посредством подшипникового узла 4, установлен вал 5. На вал 5, установлен чашеобразный ротор 6, имеющий форму перевернутого полого усеченного конуса. В цилиндрическом корпусе 1, концентрично, установлен перфорированный цилиндр 7 с отверстиями 8, образующий с поверхностями цилиндрического корпуса 1 и внутреннего кольцевого выступа 2 камеру 9, для вывода готового продукта. Чашеобразный ротор 6 имеет ступицу 10 и выполнен с отогнутым от центра горизонтальным участком 11, расположенным над внутренним кольцевым выступом 2. Также чашеобразный ротор 6 имеет сита 12, вмонтированные непосредственно в наклонную поверхность чашеобразного ротора 6, и радиальные перегородки 13, разделяющие чашеобразный ротор 6 на полости. Радиальные перегородки 13 размещены с зазором 14 относительно ступицы 10 чашеобразного ротора 6, а в нижней части каждой радиальной перегородки 13, над наклонной поверхностью чашеобразного ротора 6, образованы сквозные пазы 15 в виде прямоугольников, каждая большая из сторон которых размещена на наклонной поверхности чашеобразного ротора 6. В верхней части цилиндрического корпуса 1 расположена крышка 16, на которой закреплена втулка 17 с направляющими лопастями 18, причем профиль лопастей 18, в верхней части, выполнен вертикальным, а в нижней с наклоном. Причем угол наклона α равен 5°-60°. Для загрузки исходного материала предусмотрена воронка 19, установленная на крышке 16. Аккумулирование измельченного материала осуществляется в сборнике 20, соединенном с цилиндрическим корпусом 1. Отвод измельченного материала из сборника 20, производится через патрубок 21. Чашеобразный ротор 6 крепится на валу 5 гайкой 22, которая защищена от воздействия измельчаемого материала колпаком 23.
Мельница данной конструкции работает следующим образом.
От привода (на рисунке не показан) крутящий момент передается на вал 5, а от вала 5 к чашеобразному ротору 6. В рабочее пространство мельницы, через воронку 19, загружается исходный материал, образующий цилиндрический столб, внутренняя часть которого непрерывно опускается, и заполняет полости чашеобразного ротора 6, а внешняя, вблизи перфорированного цилиндра 7, непрерывно поднимается, под действием вертикальной составляющей центробежной силы, преодолевая давление цилиндрического столба материала. Измельчаемый материал вытесняется из чашеобразного ротора 6 под действием центробежной силы, преодолевая давление цилиндрического столба материала, и вовлекается в циркулирующее движение в рабочем пространстве мельницы. При таком циркулирующем движении куски измельчаемого материала поднимаются вверх вдоль стенок перфорированного цилиндра 7 по восходящей винтовой линии, смещаются к оси цилиндрического корпуса 1 в верхней части, и далее вдоль оси опускаются в чашеобразный ротор 6 по нисходящей винтовой линии. При этом циркулирующее движение характеризуется активным силовым взаимодействием кусков измельчаемого материала друг с другом, приводящим к их разрушению и образованию измельченного материала. Опускающийся в чашеобразный ротор 6, измельчаемый материал, заполняет пространство между направляющими лопастями 18, втулки 17. Направляющие лопасти 18 имеют профиль, выполненный в верхней части вертикальным, а в нижней с наклоном, причем угол наклона α равен 5°-60°, и закрутка материала, направляющими лопастями 18, осуществляется в направлении обратном вращению чашеобразного ротора 6. При этом создается высокая разница в скоростях движения кусков измельчаемого материала, опускающихся в полости чашеобразного ротора 6, и кусков материала, находящихся в этих полостях, что приводит к увеличению количества измельченного в чашеобразном роторе 6 материала в единицу времени. При этом измельчение в чашеобразном роторе 6 осуществляется за счет сочетания операций дробления, скалывания и многоциклового ударного процесса. Указанный выше интервал значений угла наклона α обеспечивает наибольшую производительность. Увеличение угла наклона α выше 60° приводит к снижению производительности, так как взаимодействие кусков измельчаемого материала, опускающихся в полости чашеобразного ротора 6, и кусков материала, находящихся в этих полостях приобретает касательный характер. Уменьшение угла наклона α ниже 5° приводит к снижению производительности, так как не обеспечивается необходимая разница в скоростях движения кусков измельчаемого материала, опускающихся в полости чашеобразного ротора 6, и кусков материала, находящихся в этих полостях. В процессе непрерывного циркулирующего движения в рабочем пространстве мельницы материал измельчается и выводится из рабочего пространства мельницы через отверстия 8 перфорированного цилиндра 7, попадая в камеру 9 и далее через окна 3 в сборник 20. Также, часть измельченного материала, выводится из чашеобразного ротора 6, проходя через зазор 14 на дно чашеобразного ротора 6, и далее через сквозные пазы 15 устремляясь на сита 12 соседних полостей чашеобразного ротора 6. Пройдя через сита 12, измельченный материал скапливается в сборнике 20, откуда готовый продукт выводится через патрубок 21.
Часть измельченного материала, полученного в начальной стадии работы мельницы, попадает в кольцевой зазор между перфорированным цилиндром 7 и отогнутым от центра горизонтальным участком 11 чашеобразного ротора 6, заполняет его и уплотняется, препятствуя попаданию в готовый продукт крупных частиц, ухудшающих общий гранулометрический состав измельчения.
Таким образом, данная конструкция обеспечивает создание высокой разницы в скоростях движения кусков измельчаемого материала, опускающихся в полости чашеобразного ротора, и кусков материала, находящихся в этих полостях, что приводит к увеличению количества измельченного материала в единицу времени.