ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ДИСКОВЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ
CENTRIFUGAL DISK 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 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,  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.
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 от 2Dдо (0,1...0,5) D, где D – максимальный размер частиц измельчаемого материала, образуя угол между  нижней конической поверхностью верхнего диска и верхней конической поверхностью  нижнего диска, на которых жестко закреплены  криволинейные ребра по направлению вращения соответствующего диска. В верхних торцах криволинейных ребер нижнего диска равномерно и последовательно друг за другом от центра к периферии выполнены прямоугольные проточки. На нижних торцах криволинейных ребер верхнего диска равномерно и последовательно друг за другом от центра к периферии выполнены прямоугольные выступы, высота и радиальный размер которых, а также высота и радиальный размер прямоугольных проточек, и высота криволинейных ребер двух дисков уменьшаются от центра дисков к их периферии пропорционально уменьшению зазора между коническими поверхностями верхнего и нижнего дисков. Прямоугольные выступы криволинейных ребер верхнего диска расположены в соответствующих прямоугольных проточках с обеспечением технологического зазора. Минимальное расстояние между смежными криволинейными ребрами нижнего диска превышает D.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез измельчителя; на фиг.2 – разрез А-А на фиг. 1 (криволинейные ребра с прямоугольными проточками); на фиг. 3 – разрез Б-Б на фиг. 1 (криволинейные ребра с прямоугольными выступами).
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 7 с углом наклона β образующей к горизонту, превышающем угол α естественного откоса материала. Зазор между верхней конической поверхностью 7 нижнего диска 5 и нижней конической поверхностью 8 верхнего диска 4 равномерно уменьшается от центра дисков 4 и 5 к их периферии от 2Dдо (0,1…0,5) D, где D – максимальный размер частиц измельчаемого материала, образуя угол между нижней конической поверхностью 8 верхнего диска 4 и верхней конической поверхностью 7 нижнего диска 5, на которых жестко закреплены, например сваркой, криволинейные ребра, соответственно, 9 и 10, по направлению вращения соответствующего диска. Высота криволинейных ребер 9 и 10 равномерно уменьшается от центра дисков 4 и 5 к их периферии пропорционально уменьшению зазора между нижней конической поверхностью 8 верхнего диска 4 и верхней конической поверхностью 7 нижнего диска 5. В верхних торцах криволинейных ребер 10 нижнего диска 5 равномерно и последовательно друг за другом от центра к периферии выполнены прямоугольные проточки 11, высота и радиальный размер которых уменьшаются от центра дисков 4 и 5 к их периферии пропорционально уменьшению зазора между коническими поверхностями 7 и 8 двух дисков 4 и 5. На нижних торцах криволинейных ребер 9 верхнего диска 4 равномерно и последовательно друг за другом от центра к периферии выполнены прямоугольные выступы 12, высота и радиальный размер которых уменьшаются от центра дисков 4 и 5 к их периферии пропорционально уменьшению зазора между коническими поверхностями 7 и 8 двух дисков 4 и 5. Прямоугольные выступы 12 криволинейных ребер 9 верхнего диска 4 расположены в соответствующих прямоугольных проточках 11 криволинейных ребер 10 нижнего диска 5 с обеспечением технологического зазора. Минимальное расстояние между смежными криволинейными ребрами 10 нижнего диска 5 превышает D. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего диска 4 за счет пружинной опоры 13.
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 7 нижнего диска 5, и попадают на рабочую поверхность криволинейных ребер 10 данного диска. Частицы материала захватываются криволинейными ребрами 10 нижнего диска 5 и перемещаются вдоль их рабочей поверхности. При этом происходит разрушение частиц между рабочими поверхностями криволинейных ребер 9, жестко закрепленных на нижней конической поверхности 8 верхнего диска 4 и криволинейных ребер 10, жестко закрепленных на верхней конической поверхности 7 нижнего диска 5, вращающихся в противоположных направлениях. При достижении первой прямоугольной проточки 11 наиболее крупные частицы разрушаются в технологическом зазоре между прямоугольной проточкой 11 и прямоугольным выступом 12 криволинейных ребер 9 и 10 верхнего 4 и нижнего 5 дисковза счет нагрузок на срез, раздавливание и истирание. При дальнейшем движении частиц вдоль рабочей поверхности криволинейных ребер 10 нижнего диска 5 частицы разрушаются в технологических зазорах последующих прямоугольных проточек 11 и прямоугольных выступов 12. Так как частицы при движении от центра дисков 4 и 5 к их периферии уменьшаются в размерах соответственно, уменьшаются размеры прямоугольных проточек 11 и прямоугольных выступов 12.При достижении необходимого размера, частицы материала направляются в 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 7 нижнего диска 5 выполнена конической с углом β наклона образующей, превышающей угол α естественного откоса материала.Так как частицы материала при перемещении от центра к периферии дисков 4 и 5 уменьшаются в размерах,соответственно, уменьшается высота криволинейных ребер 9 и 10 двух дисков 4 и 5 от их центра к периферии. Для исключения забивания материалом зазоров между криволинейными ребрами 10 минимальное расстояние между смежными криволинейными ребрами 10 нижнего диска 5 превышает D.
Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися верхним и нижним дисками с криволинейными ребрами, а также с прямоугольными выступами и прямоугольными проточками 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.