Устройство для тонкого измельчения сыпучих материалов

Полезная модель относится к технике тонкого измельчения сыпучих материалов и может быть использована в пищевой, химической, строительной и других отраслях промышленности для тонкого измельчения пищевых продуктов, каолина и т.п.
Известны устройства для измельчения, состоящие из корпуса, внутри которого вращающийся и неподвижный диски образуют размольную камеру. На дисках концентрично расположены ударные и отражательные элементы в виде цилиндров, призм и т.п.Эти устройства состоят также из крышки, загрузочного и разгрузочного патрубков и привода с горизонтальным валом, на котором крепится вращающийся диск (Шамборант Г.Г. Технологическое оборудование предприятий крахмалопаточной промышленности. М. Легкая и пищевая промышленность. 1984 г., стр. 26-28).
Такие мельницы имеют ряд недостатков, в частности, в них не обеспечивается необходимая степень и равномерность помола. Это объясняется тем, что измельчаемые частицы разное время находятся в зоне помола и получают разное количество ударов об отражательные и ударные элементы. Разрушение материала происходит в широких пределах силовых воздействий от сил чистого сжатия до сдвиговых усилий, в зоне прямого удара материал разрушается силами сжатия, и продукт получается преимущественно крупной фракции, в зоне скользящего удара материал разрушается усилиями сдвига, и продукт получается преимущественно мелкой фракции, поэтому в конструкциях измельчающих машин предусматриваются различные варианты обеспечения направленного удара частиц и их выгрузки из зоны измельчения.
Теоретически некоторые частицы могут проскочить зону помола (от загрузки к выгрузке), не задев ударные элементы и, следовательно, не измельчившись, покинуть зону помола.
Ближайшим техническим решением к предложенному является устройство для измельчения сыпучих материалов (RU №43263, 10.01.2005 и RU 117428, 27.06.2012), которое содержит корпус, состоящий из обечайки с отверстием для выгрузки измельченного продукта, днища с центральным отверстием для подачи исходного продукта и закрепленного на нем неподвижного диска с отражательными элементами, расположенными на концентрических выступах, крышки с отверстием для подачи исходного продукта и закрепленного на ней неподвижного диска с отражательными элементами, расположенными на концентрических выступах, приводного вала с лопастями для транспортировки исходного продукта в зоны измельчения с двухсторонним разгонным диском, на котором в передней и на тыльной стороне на концентрических выступах расположены ударные элементы, которые с отражательными элементами неподвижных дисков входят в пространство друг друга с торцевым зазором, образуя две зоны измельчения. Исходный продукт попадает в зону измельчения из центра дисков с помощью лопастей. В зоне измельчения частицы исходного продукта измельчаются за счет удара подвижным элементом, ударом о неподвижный отражательный элемент и ударом друг о друга. По зазорам между ударными и отражательными элементами продукт, измельчаясь, продвигается к периферии дисков и измельченным попадает в корпус устройства, где захватывается воздухом и выносится из аппарата через выгрузочное отверстие.
Давление воздуха внутри аппарата создается за счет вентиляторного эффекта, образуемого вращением разгонных дисков с ударными элементами.
Такие измельчители работают в пищевой промышленности, но имеют существенный недостаток. В случае даже небольшого увеличения сопротивления на выходе продукта, которое может возникнуть от разных причин, например, некоторое увеличение влажности продукта, небольшое увеличение количества подаваемого продукта, недостаточный объем перемещаемого воздуха с продуктов и др., часть измельчаемого продукта остается внутри устройства в обечайке, затрудняя выгрузку и начинает накапливаться в корпусе на неподвижных дисках, сокращая объем транспортирующего воздуха, что приводит к перегреву продукта. По мере накопления продукт комкуется, прессуется и разогревается. Далее разогреваются все узлы и детали измельчителя. Температура разогрева бывает высокой, что может привести к ухудшению полезных свойств измельчаемого материала. Так, например, при измельчении органических веществ может произойти денатурация белковых веществ. Чтобы этого избежать приходится останавливать машину, разбирать и очищать ее от продукта, ждать ее охлаждения и затем запускать вновь.
Предлагаемое устройство для тонкого измельчения сыпучих материалов исключает возможность образования застойных зон для измельчаемого продукта без применения внешних дополнительных устройств.
Технический результат полезной модели заключается в направленном движении разрушенного продукта с последнего ряда отражательных элементов и увеличении вентиляторного эффекта для выгрузки продукта, исключающего его залегание в обечайке устройства и дополнительного измельчения наружными лопастями разгонного диска, создающими дополнительный вентиляторный эффект и увеличение расхода воздуха.
Технический результат достигается за счет того, что устройство для тонкого измельчения сыпучих материалов, содержит корпус, состоящий из обечайки с отверстием для выгрузки измельченного продукта, днища с закрепленным на нем неподвижным диском с отражательными элементами, расположенными на концентрических выступах, с центральным отверстием для прохода приводного вала, крышки с отверстием для подачи исходного продукта и закрепленного на ней неподвижного диска с отражательными элементами, расположенными на концентрических выступах, приводного вала с разгонными лопастями для транспортировки исходного продукта в зоны измельчения, двусторонним разгонным диском, на котором в передней и тыльной стороне на концентрических выступах расположены ударные элементы, причем отражательные элементы неподвижных и разгонных дисков входят в пространство друг друга с торцевым зазором, образуя две зоны измельчения. Ударные элементы периферийного ряда передней и тыльной стороны несущего разгонного диска имеют наклон 30° к оси вращения диска, а внутренние поверхности отражательных элементов периферийного ряда обоих неподвижных дисков на днище и крышке корпуса также имеют наклон 30°, обеспечивая движение продукта вдоль поверхности отражательных элементов с обоих неподвижных дисков к двухсторонним тороидальным выемкам наружных лопастей несущего разгонного диска для выгрузки измельченного продукта.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых на фиг. 1 схематично изображен поперечный разрез общего вида устройства; на фиг. 2 - фронтальный разрез периферийных рядов ударных и отражательных элементов А-А; на фиг. 3 - фронтальный разрез по наружным лопастям разгонного диска и выгрузному патрубку Б-Б.
Наименование позиций на чертежах следующее:
1 - разгонный диск;
2 - неподвижный диск крышки;
3 - крышка корпуса;
4 - неподвижный диск днища;
5 - днище;
6 - ударные элементы неподвижных дисков;
7 - отражательные элементы разгонного диска;
8 - наклонные ударные элементы на разгонном диске;
9 - наклонные отражательные элементы на дисках днища и крышки;
10 - наружные лопасти разгонного диска;
11 - отверстия в центральной части разгонного диска;
12 - отверстие в центре крышки;
13 - лопасти на передней стороне разгонного диска;
14 - лопасти на тыльной стороне разгонного диска;
15 - обечайка корпуса;
16 - отверстие выхода продукта;
17 - выходной патрубок.
Устройство имеет две зоны измельчения, образованные в пространстве между тыльной стороной разгонного диска 1 и днищем 5 корпуса (фиг. 1). Для этого на тыльной стороне разгонного диска выполнены концентрические выступы с ударными элементами 6, на днище корпуса закреплен неподвижный диск, на котором также выполнены концентрические выступы с отражательными элементами 4. Таким образом, разгонный диск 1 сконструирован с двусторонним изготовлением ударных элементов 6, которые с торцевым зазором монтируются с одной стороны с отражательными элементами, выполненными на внутренней стороне днища корпуса, с другой - с отражательными элементами 7 на крышке 3 (фиг. 1) устройства.
1
2
3
Ударные элементы 8 периферийного ряда передней и тыльной стороны несущего разгонного диска 1 имеют наклон 30° к оси вращения диска, а внутренние поверхности отражательных элементов 9 периферийного ряда обоих неподвижных дисков 2 и 4 на днище и крышке корпуса также имеют наклон 30°, обеспечивая движение продукта вдоль поверхности отражательных элементов с обоих неподвижных дисков к двухсторонним тороидальным выемкам наружных лопастей 10 несущего разгонного диска 1 для выгрузки измельченного продукта. Для жесткого удара частиц со сдвигом должно обеспечиваться шаговое соотношение периферийных ударных 8 и отражательных 9 элементов, а также шаг наружных лопастей 10 разгонного диска 1 из расчета t>t<t, представленных на фиг. 2 и 3.
Для прохода исходного продукта ко второй зоне измельчения в центральной части разгонного диска имеются отверстия 11 (фиг.1).
Для подачи продукта внутрь устройства на крышке расположено отверстие 12. Для попадания исходного продукта в зону измельчения предусмотрены вращающиеся вместе с разгонным диском разгонные лопасти 13 и 14, расположенные с передней и тыльной сторон разгонного диска. Для выхода измельченного продукта в обечайке 15 корпуса предусмотрено отверстие 16, к которому прикреплен патрубок 17.
Устройство работает следующим образом: исходный (измельчаемый) продукт через отверстие 12 в центре крышки 3 (фиг. 1) поступает внутрь устройства на вращающуюся переднюю часть разгонного диска 1, часть продукта через окна 11 в центральной части разгонного диска 1 поступает в тыльную часть разгонного диска. Исходный продукт лопастями 13 и 14 на разгонном диске выбрасывается на отражательные элементы 7 неподвижных дисков, а затем под действием воздушного потока поступает для измельчения на ударные элементы 6 разгонного диска и с них - на отражательные элементы последующего ряда и далее продвигается до периферийных наклонных ударных элементов 8, которыми разгоняется и выбрасывается на наклонные отражательные элементы 9 для удара, отличного от центрального на 30°, что обеспечивает скольжение разрушенного продукта и очистку рабочей поверхности отражательного элемента для следующего удара. Скользящий с отражательных элементов обоих неподвижных дисков продукт подхватывается наружными лопастями 10 разгонного диска 1, дополнительно измельчается и с воздухом выбрасывается в обечайку 15, где приобретает круговое движение и выводится из устройства через отверстие 16 и патрубок 17.
Основные технические преимущества предлагаемого устройства следующие.
Обеспечивается направленное движение разрушенного продукта с последнего ряда отражательных элементов на наружные лопасти разгонного диска с дополнительным измельчением и увеличением вентиляторного эффекта для выгрузки продукта, исключающее его залегание в обечайке устройства.
Отсутствие внутри устройства застойных зон обеспечивает возможность полного измельчения всего поступающего продукта и значительно уменьшает его перегрев, который может привести к изменению свойств измельчаемого продукта.