УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
LOOSE MATERIAL GRINDER

Изобретение относится к средствам измельчения и калибровки различных материалов.
Известно устройство для измельчения сыпучих материалов, содержащее два помольных конусообразных диска, приводимых во встречное вращение и установленных на двух полых консольных валах, через полости которых исходный материал подается в зону помола. На рабочих поверхностях дисков имеются ударные элементы, выпуск готового продукта происходит через кольцевую щель между дисками (авт. свидетельство СССР №1565509 от 23.05.90).
Недостатком данного устройства является изменение геометрических размеров выпускной щели, обусловленное использованием двух полых валов и их консольным закреплением. При повышении температуры выпускная щель сужается, а при недостаточной частоте вращения валов их свободные концы отклоняются от оси вращения под воздействием силы тяжести.
Наиболее близким аналогом является устройство для измельчения сыпучих материалов, содержащее два помольных конусообразных диска встречного вращения, установленных на одном неподвижном валу с образованием между их рабочими поверхностями зоны помола, кольцевой щели для выпуска готового продукта (RU №2397021, опубл. 20.08.2010).
Недостатком данного устройства является абразивное воздействие измельчаемого материала на элементы конструкции устройства для измельчения сыпучих материалов.
Известные устройства для измельчения сыпучих материалов используют принцип соударения частиц материала друг с другом, в результате чего частицы разрушаются и измельчаются. Технически этот принцип реализуется при попадании частиц материала в зону, ограниченную рабочими поверхностями двух встречно вращающихся дисков. Чем выше скорость вращения дисков, тем больше кинетическая энергия частиц и тем эффективней измельчение.
В терминологии измельчения различают тонкое (линейный размер конечного продукта 70-30 мкм), сверхтонкое (2-30 мкм) и ультратонкое (нанопорошки 100-200 нм).
При сверхтонком и ультратонком измельчении важен не только малый линейный размер (большая удельная поверхность) конечного продукта, но и отсутствие в нем материалов конструкции помольного устройства (частиц металла и других материалов), которые уходят вместе с конечным продуктом за счет абразивного воздействия исходного сырья. Предлагаемое устройство направлено на устранение абразивного воздействия частиц измельчаемого материала на элементы конструкции помольного оборудования, основанного на встречном вращении помольных дисков.
Задачей изобретения является устранение материалов элементов конструкции в конечном продукте - измельченном материале.
Техническим результатом изобретения является устранение абразивного воздействия измельчаемого материала на элементы конструкции устройства для измельчения сыпучих материалов.
Технический результат достигается тем, что устройство для измельчения сыпучих материалов, содержащее два помольных диска встречного вращения, установленных на одном неподвижном валу с образованием между их рабочими поверхностями зоны помола и кольцевой щели для выпуска готового продукта, согласно изобретению, рабочая поверхность каждого помольного диска выполнена с углублениями, разделенными радиальными перегородками, внешние поверхности которых лежат на конической геометрической поверхности.
Кроме того, ширина выпускной щели выбрана такой, при которой частицы материала теряют абразивные свойства.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где
на фиг.1 схематично изображен общий вид предлагаемого устройства для измельчения сыпучих материалов;
на фиг.2 схематично изображен вид сверху помольного диска предлагаемого устройства для измельчения сыпучих материалов;
на фиг.3 схематично изображены зоны помольного диска предлагаемого устройства для измельчения сыпучих материалов, в которых происходит активное соударение частиц, а также в которых частицы неподвижны (разрез В-В на фиг.2);
на фиг.4 схематично изображены радиальные перегородки помольных дисков предлагаемого устройства для измельчения сыпучих материалов, разделяющие углубления поверхностей помольных дисков (разрез А-А на фиг.2).
На изображении общего вида предлагаемого устройства (фиг.1) обозначены:
D - диаметр помольного диска 3;
d - диаметр подшипника 4.
Устройство для измельчения сыпучих материалов содержит неподвижный опорный вал 1, имеющий канал 2 (с поворотом) для подачи исходного сырья в зону 7 активного помола. На валу 1 установлены диски 3 встречного вращения на подшипниках 4 (фиг.1). Помольные диски 3 выполнены с радиальными перегородками 8, разделяющими углубления на рабочих поверхностях помольных дисков (байпасные полости 6). Внешние поверхности перегородок 8 лежат на конической геометрической поверхности. Устройство для измельчения сыпучих материалов герметизировано оболочкой.
Устройство работает следующим образом.
Через отверстие в неподвижном валу 1, соединенное с бункером исходного сырья и источником сжатого воздуха, частицы сырья подаются в зону 7 активного соударения частиц и, после измельчения, через кольцевую щель 5 попадают в приемный обруч, соединенный с бункером готового продукта.
В байпасные полости 6 в процессе работы устройства переходят крупные частицы и находятся там в неподвижном состоянии. На границе зоны 7 активного помола и байпасной полости 6 происходят обменные процессы: более крупные частицы перемещаются в байпасные полости 6, а более мелкие - в зону 7 активного измельчения.
Частицы в подающем канале 2 и в зоне 7 активного соударения частиц изображены (фиг.1) сплошными, а в байпасных полостях 6 - контурно. Контакт подвижных частиц с элементами данного устройства минимальный, за исключением перехода измельченных частиц до ширины выпускной щели θ.
Для полного исключения абразивного воздействия частиц на элементы конструкции следует выполнить соотношение:
кр
θ<l
кр
2
l - критический линейный размер, при котором частицы теряют абразивные свойства. Для большинства материалов этот размер около 15 мкм, что соответствует удельной поверхности 1000 м/кг.
Таким образом, предлагаемое устройство имеет преимущество перед известными техническими решениями, заключающееся в том, что устраняется абразивное воздействие измельчаемого материала на элементы конструкции устройства для измельчения сыпучих материалов.