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 недостаточным количеством взаимодействий частиц в рабочем пространстве между дисками и с отсутствием селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.
Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения  за счет увеличения количества взаимодействий частиц в рабочем пространстве между дисками и селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.
max
max
max
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 горизонтальную поверхность с концентрическими горизонтальными кольцами, на которых по окружности последовательно с шагом, превышающим D, жестко закреплены вертикальные штыри, где D – максимальный размер частиц измельчаемого материала. Между концентрическими горизонтальными кольцами жестко закреплены вертикальные цилиндрические перегородки, высота которых равна высоте вертикальных штырей и равномерно уменьшается от центра к периферии нижнего диска от Dдо (0,1...0,5) D. Верхний диск имеет нижнюю коническую поверхность с концентрическими горизонтальными кольцами, на которых по окружности с шагом, превышающим D,  жестко закреплены радиальные лопатки, с технологическим зазором размещенные между соответствующими вертикальными цилиндрическими перегородками нижнего диска. Внизу каждой радиальной лопатки по центру выполнен вертикальный вырез, в который с технологическим зазором входит вертикальный штырь соответствующего ряда нижнего диска. Высота  радиальных лопаток соответствует высоте вертикальных цилиндрических перегородок нижнего диска.  В каждой вертикальной цилиндрической перегородке по ее высоте имеются равномерно расположенные тангенциальные вырезы по направлению вращения  радиальных лопаток верхнего диска. Ширина тангенциальных вырезов одинакова в каждой вертикальной цилиндрической перегородке и равномерно уменьшается от центра дисков к их периферии от D до (0,1...0,5) 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(вертикальные штыри и радиальные лопатки).
max
max
max
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 горизонтальную поверхность, на которой расположены концентрические горизонтальные кольца 7, на которых по окружности последовательно, с шагом, превышающим D, жестко закреплены, например сваркой, вертикальные штыри 8, где D – максимальный размер частиц измельчаемого материала. Между концентрическими горизонтальными кольцами 7 жестко закреплены, например сваркой, вертикальные цилиндрические перегородки 9, высота которых равна высоте вертикальных штырей 8 и равномерно уменьшается от центра к периферии нижнего диска 5 от Dдо (0,1...0,5) D. Верхний диск 4 имеет нижнюю коническую поверхность с концентрическими горизонтальными кольцами 10, на которых по окружности с шагом, превышающим D, жестко закреплены, например сваркой, радиальные лопатки 11, с технологическим зазором размещенные между соответствующими вертикальными цилиндрическими перегородками 9 нижнего диска 5. Внизу каждой радиальной лопатки 11 по центру выполнен вертикальный вырез 12, в который с технологическим зазором входит вертикальный штырь 8 соответствующего ряда штырей 8 нижнего диска 5. Высота  радиальных лопаток 11 соответствует высоте вертикальных цилиндрических перегородок 9 нижнего диска 5. В каждой вертикальной цилиндрической перегородке 9 по ее высоте имеются равномерно расположенные тангенциальные вырезы 13 по направлению вращения  радиальных лопаток 11 верхнего диска 4. Ширина тангенциальных вырезов 13 одинакова в каждой вертикальной цилиндрической перегородке 9 и равномерно уменьшается от центра дисков 4 и 5  к их периферии от D до (0,1...0,5) D.   В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего диска  за счет пружинной опоры 14.
.
.
max
Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в  загрузочный патрубок 2, затем  в рабочий объем между рабочими 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 горизонтальную поверхность нижнего диска 5,  и попадают на концентрические горизонтальные кольца 7 с вертикальными штырями 8.При встречном вращении дисков 4  5частицы материала   разрушаются  в зазорах между  вертикальными штырями 8 нижнего диска 5 и вертикальными вырезами 12 в радиальных лопатках 11 верхнего диска 4.При этом во время встречного вращения дисков 4 и 5 на частицы материала воздействуют раздавливающие и истирающие нагрузки. При наличиивертикальных цилиндрических перегородок9 частицы материала определенное время находятся в рабочемпространстве между смежнымивертикальными цилиндрическими перегородками 9 нижнего диска 5При достижении необходимого размера частицы материала выносятся радиальными лопатками 11, закрепленными на концентрических горизонтальных кольцах 10 верхнего диска 4,  через тангенциальные вырезы 13 в вертикальных цилиндрических перегородках 9и направляются на следующее концентрическое горизонтальное кольцо 7 нижнего диска 5 в направлении его периферии.Для обеспечения необходимой пропускной способности тангенциальных вырезов 13 их суммарная площадь в свету в каждой вертикальной цилиндрической перегородке 9 должна превышать площадь поперечного сечения отверстия загрузочного патрубка 2.Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего диска 4 при сжатии пружинной опоры 14.Готовый  продукт вылетает за счет воздушного потока, создаваемого нижним диском 5, из корпуса 1  через  разгрузочный патрубок 3.Так как частицы материала при перемещении от центра к периферии дисков 4 и 5 уменьшаются в размерах,соответственно, уменьшается высота вертикальных штырей8 и вертикальных цилиндрических перегородок 9 нижнего диска 5 и радиальных лопаток 11 верхнего диска  4 от центра дисков 4 и 5 к их периферии   Для обеспечения работы измельчителя между концентрическими горизонтальными кольцами 7 нижнего диска 5 и радиальными лопатками 11 верхнего диска 4 имеется технологический зазор. Для исключения забивания промежутков между смежными вертикальными штырями 8 нижнего диска 5 и между смежными радиальными лопатками 11 верхнего диска 4 расстояния между смежными вертикальными штырями 8 и смежными радиальными лопатками 11 выполнены  с шагом, превышающим  D.Для обеспечения селективного воздействия на частицы материала в зависимости от их крупности геометрические размеры вертикальных штырей 8, радиальных лопаток 11, вертикальных цилиндрических перегородок 9 и тангенциальных вырезов 13 уменьшаются от центров дисков 4 и 5 к их периферии.
Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися  нижним 5 и верхним 4 дисками, имеющими вертикальные штыри 8, радиальные лопатки 11 и вертикальные цилиндрические перегородки 9 позволяет увеличить количество взаимодействий частиц в рабочем пространстве между дисками 4 и 5 и обеспечить 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.