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 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, В02С 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, 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 данное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с отсутствием селективного воздействия на частицы материала и низкой производительностью по готовому продукту.
Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения и производительности по готовому продукту за счет селективного воздействия на частицы материала.
max
max
max
Это достигается тем, что центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски. В предложенном решении нижний диск имеет верхнюю коническую рабочую поверхность с углом наклона образующей к горизонту, превышающем угол естественного откоса материала. Рабочая поверхность каждого из дисков имеет концентрические выступы и впадины с поперечным сечением в форме полукруга, радиус которого уменьшается от центра дисков к их периферии. Концентрические выступы нижней конической рабочей поверхности верхнего диска входят в концентрические впадины верхней конической рабочей поверхности нижнего диска с зазором, равномерно уменьшающимся от центра дисков к их периферии от (1…2)D до (0,1…0,2)D, где D - максимальный размер частиц исходного материала, образуя угол между нижней конической рабочей поверхностью верхнего диска и верхней конической рабочей поверхностью нижнего диска. Концентрические выступы верхней конической рабочей поверхности нижнего диска по направлению его вращения имеют тангенциальные вырезы прямоугольного поперечного сечения. В центре нижнего диска жестко закреплен лопастной разбрасыватель, напротив которого на нижней конической рабочей поверхности верхнего диска жестко закреплено отбойное кольцо с наклонной рабочей поверхностью.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен его продольный разрез А-А на фиг. 2 (центробежный дисковый измельчитель); на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг. 1 (тангенциальные вырезы в концентрических выступах); на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 1 (концентрические выступы); на фиг. 4 - вид Г на фиг. 1 (концентрические выступы и впадины).
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. Нижний диск 5 имеет верхнюю коническую рабочую поверхность 6 с углом наклона β образующей к горизонту, превышающем угол α естественного откоса материала. Нижняя коническая рабочая поверхность 7 верхнего диска 4 и верхняя коническая рабочая поверхность 6 нижнего диска 5 и имеют концентрические выступы 8 и 9 и впадины 10 и 11 соответственно, с поперечным сечением в форме полукруга, радиус которого уменьшается от центра дисков 4 и 5 к их периферии. Концентрические выступы 8 нижней конической рабочей поверхности 7 верхнего диска 4 входят в концентрические впадины 11 верхней конической рабочей поверхности 6 нижнего диска 5 с зазором, равномерно уменьшающимся от центра дисков 4 и 5 к их периферии от (1…2)D до (0,1…0,2)D, где D - максимальный размер частиц исходного материала. При данном расположении концентрических выступов и впадин образуется угол между нижней конической рабочей поверхностью 7 верхнего диска 4 и верхней конической рабочей поверхностью 6 нижнего диска 5. Концентрические выступы 9 верхней конической рабочей поверхности 6 нижнего диска 5 по направлению его вращения имеют тангенциальные вырезы 12 прямоугольного поперечного сечения. В центре нижнего диска 5 жестко закреплен, например сваркой, лопастной разбрасыватель 13, напротив которого на нижней конической рабочей поверхности 7 верхнего диска 4 жестко закреплено, например сваркой, отбойное кольцо 14 с наклонной рабочей поверхностью.
Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в загрузочный патрубок 2, после чего под действием силы тяжести направляется на лопастной разбрасыватель 13 и отбрасывается на рабочую поверхность отбойного кольца 14, жестко закрепленного в верхней части верхнего диска 4. Здесь частицы материала предварительно измельчаются, при этом средние и мелкие частицы просыпаются соответственно в среднюю и нижнюю часть рабочего пространства между верхним 4 и нижним 5 дисками, а крупные частицы попадают в зазор между концентрическими выступами 8 нижней конической рабочей поверхности 7 верхнего диска 4 и концентрическими впадинами 11 верхней конической рабочей поверхности 6 нижнего диска 5, а также между концентрическими выступами 9 верхней конической рабочей поверхности 6 нижнего диска 5 и концентрическими впадинами 10 нижней конической рабочей поверхности 7 верхнего диска 4. Крупные частицы измельчаются в верхней части рабочего пространства между дисками 4 и 5 за счет раздавливания и истирания. Аналогичным образом происходит измельчение средних и мелких частиц. По мере уменьшения размеров частиц происходит их продвижение от центра вращения дисков 4 и 5 к их периферии посредством тангенциальных вырезов 12 и затем в сторону разгрузочного патрубка 3. При значительной частоте встречного вращения верхнего 4 и нижнего 5 дисков частицы материала испытывают интенсивные раздавливающие и истирающие нагрузки, что увеличивает эффективность измельчения. Готовый продукт вылетает из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3.
Величина максимального зазора между соответствующими концентрическими выступами 8, 9 и впадинами 10, 11 конических рабочих поверхностей дисков 4 и 5 обусловлена возможностью подачи и захвата кусков материала с максимальным размером, а величина минимального зазора - возможностью получения готового продукта определенного класса. Установка верхней конической рабочей поверхности 6 нижнего 5 диска с углом β наклона образующей к горизонту, превышающем угол α естественного откоса материала, обеспечивает повышение интенсивности прохождения частиц материала в рабочем пространстве между коническими рабочими поверхностями 6 и 7 и повышение интенсивности их воздействия на материал. Угол между нижней конической рабочей поверхностью 7 верхнего диска 4 и верхней конической рабочей поверхностью 6 нижнего диска 5 обеспечивает распределение частиц по длине рабочего пространства от центра дисков 4, 5 к их периферии в зависимости от их крупности, то есть селективное воздействие на материал. По мере продвижения материала от центра дисков 4 и 5 к их периферии размер частиц уменьшается, с чем связано равномерное уменьшение зазоров между концентрическими выступами 8 нижней конической рабочей поверхности 7 верхнего диска 4 и концентрическими впадинами 11 верхней конической поверхности 6 нижнего диска 5, а также радиальных размеров указанных выступов и впадин. Наличие тангенциальных вырезов 12 в концентрических выступах 9 верхней конической рабочей поверхности 6 нижнего диска 5 обеспечивает передвижение материала от центра к периферии дисков 4 и 5 по мере его измельчения. Таким образом, осуществляется селективное воздействие на частицы материала по мере уменьшения их размеров.
Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения и увеличить производительность по готовому продукту за счет селективного воздействия на измельчаемый материал.