ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ДИСКОВЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ
CENTRIFUGAL DISC 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 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, ВО2С 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,  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 данное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с отсутствием совмещения помола и классификации материала в корпусе измельчителя и низкой производительностью по готовому продукту.
Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения и производительности по готовому продукту за счет совмещения помола и классификации материала.
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, верхний и нижний диски имеют коническую рабочую поверхность с углом наклона образующей к горизонту, превышающем угол естественного откоса материала. На нижней рабочей поверхности верхнего диска  жестко закреплены по концентрическим окружностям вертикальные прутковые отбойники,  к нижним торцам которых жестко прикреплены горизонтальные кольца, внешним диаметром примыкающие к нижней рабочей поверхности верхнего диска, в котором над верхней поверхностью каждого горизонтального кольца выполнен горизонтальный кольцевой канал, сообщающийся с наклонным кольцевым коллектором, образующая которого параллельна рабочим поверхностям дисков, с жестко закрепленной в нем по направлению его вращения  винтовой направляющей, у которой высота превышает D, где D–  максимальный размер частиц  исходного материала. На верхней рабочей поверхности нижнего диска от центра в сторону периферии жестко закреплены горизонтальные кольцевые уступы с разгонными лопатками. Нижняя поверхность каждого горизонтального кольцевого уступа с технологическим вертикальным зазором  перекрывается соответствующим горизонтальным кольцом с радиальной шириной, превышающей D, по длине окружности в которых между внешними торцами горизонтальных кольцевых уступов и вертикальными прутковыми отбойниками выполнены дугообразные отверстия,  радиальная ширина которых, а также зазор между смежными прутками вертикальных прутковых отбойников  уменьшается от центра дисков к их периферии от D до (0,1…0,5)D. На периферии рабочих поверхностей дисков жестко закреплены радиальные пластины, вертикальный зазор между радиальными пластинами дисков равен (0,1…0,5)D.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен   продольный разрез (центробежный дисковый измельчитель);на фиг.2 –  разрез А-А на фиг. 1  (вертикальные прутковые отбойники);на фиг.3 – разрез Б-Б на фиг. 1 (горизонтальные диски с разгонными лопатками); на фиг. 4 – разрез В-В на фиг. 1 (кольцевой коллектор и винтовая направляющая); на фиг. 5 – вид Г на фиг. 1 (горизонтальные кольца и дугообразные отверстия).
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 4 и нижний 5 диски имеют коническую рабочую поверхность с углом β наклона образующей к горизонту, превышающем угол α естественного откоса материала. На нижней рабочей поверхности верхнего диска 4 жестко закреплены, например сваркой, по концентрическим окружностям вертикальные прутковые отбойники 6,  к нижним торцам 7 которых жестко прикреплены, например сваркой, горизонтальные кольца 8, внешним диаметром примыкающие к нижней рабочей поверхности верхнего диска 4, в котором над верхней поверхностью каждого горизонтального кольца 8 выполнен горизонтальный кольцевой канал 9, сообщающийся с наклонным кольцевым коллектором 10, образующая которого параллельна рабочим поверхностям дисков 4 и 5, с жестко закрепленной в нем,  например сваркой, по направлению его вращения винтовой направляющей 11, у которой высота превышает D, где D–  максимальный размер частиц  исходного материала. На верхней рабочей поверхности нижнего диска 5  от центра в сторону периферии жестко закреплены, например сваркой,  горизонтальные кольцевые уступы 12 с разгонными лопатками 13. Нижняя поверхность каждого горизонтального кольцевого уступа 12 с технологическим вертикальным зазором  перекрывается соответствующим горизонтальным кольцом 8 с радиальной шириной, превышающей D, по длине окружности в которых между внешними торцами горизонтальных кольцевых уступов 12 и вертикальными прутковыми отбойниками 6 выполнены  дугообразные отверстия 14, радиальная ширина которых, а также зазор между смежными прутками вертикальных прутковых отбойников 6  уменьшается от центра дисков 4 и 5 к их периферии от D до (0,1…0,5)D. На периферии рабочих поверхностей дисков 4 и 5 жестко закреплены, например сваркой, радиальные пластины 15. Вертикальный зазор между радиальными пластинами 15 дисков 4 и 5 равен (0,1…0,5)D. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего диска 4 за счет пружинной опоры 16.
Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом.Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в  загрузочный патрубок 2, откуда направляется на внутренний горизонтальный кольцевой уступ  12 с разгонными лопатками 13. Частицы захватываются рабочими поверхностями разгонных лопаток 13 и перемещаются вдоль них. Сходящие с разгонных лопаток 13 частицы соударяются с вертикальным прутковым отбойником 6. Частицы, прошедшие в зазоры между прутками вертикального пруткового отбойника 6, направляются в горизонтальный кольцевой канал 9, сообщающийся с наклонным кольцевым коллектором 10 и выносятся из наклонного кольцевого коллектора 10 посредством закрепленной в нем винтовой направляющей 11 в периферийную часть корпуса 1 и в разгрузочный патрубок 3. Крупные частицы, не прошедшие через вертикальный прутковый отбойник 6, отражаются от него и выпадают на горизонтальные кольца 8 с дугообразными отверстиями 14, которые жестко прикреплены к нижним торцам 7 вертикальных прутковых отбойников 6. Выпавшие из дугообразных отверстий 14 частицы попадают на следующий горизонтальный кольцевой уступ 12 с разгонными лопатками 13, разгоняются в радиальном направлении и соударяются со следующим вертикальным прутковым отбойником 6. Мелкие частицы, прошедшие через зазоры между прутками вертикального пруткового отбойника 6, направляются в следующий горизонтальный кольцевой канал 9, также сообщающийся с наклонным кольцевым коллектором 10 и выносятся из него посредством закрепленной в нем винтовой направляющей 11 в периферийную часть корпуса 1. Крупные частицы выпадают на последующие горизонтальные кольца 8 с дугообразными отверстиями 14. Выпавшие из дугообразных  отверстий 14 частицы попадают на следующий горизонтальный кольцевой уступ 12 с разгонными лопатками 13. Таким образом, процесс измельчения материала и разделения его по крупности осуществляется на пути его перемещения от центральной части верхнего 4 и нижнего 5 дисков  к их периферии. На периферии рабочего пространства между верхним 4 и нижним 5 дисками частицы окончательно измельчаются преимущественно за счет истирания в вертикальном зазоре между радиальными пластинами 15.  При значительной частоте встречного вращения верхнего 4 и нижнего 5 дисков частицы материала испытывают интенсивные ударные и истирающие нагрузки соответственно со стороны вертикальных прутковых отбойников 6 и радиальных пластин 15,что увеличивает эффективность измельчения. Готовый продукт вылетает из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3.
Изготовление наклонного кольцевого коллектора 10 в верхнем диске 4 с углом β наклона образующей к горизонту, превышающем угол α естественного откоса материала, обеспечивает интенсивное прохождение измельченных  частиц  материала в рабочем пространственаклонного кольцевого коллектора 10  в сторону разгрузочного патрубка 3. Наличие пружинной опоры  16 исключает заклинивание частиц недробимого материала  в рабочем пространстве между верхним 4 диском и нижним 5 диском.  Уменьшение радиальной ширины дугообразных отверстий 14 и  зазора между смежными прутками вертикальных прутковых отбойников 6  от центра дисков 4 и 5 к их периферии связано с уменьшением размеров частиц измельчаемого материала при их движении от загрузки к разгрузке. Высота винтовой направляющей 11 наклонного кольцевого коллектора 10 обеспечивает беспрепятственное прохождение частиц измельченного материала в наклонном кольцевом коллекторе 10 в сторону разгрузочного патрубка 3.
Таким образом, осуществляется измельчение частиц материала с непрерывным отводом мелкого класса в процессе перемещения частиц от загрузки к разгрузке, то есть совмещение помола и классификации материала в корпусе дискового измельчителя.
Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения и увеличить производительность по готовому продукту.