ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МЕЛЬНИЦА

Полезная модель относится к устройствам для ударно-центробежного измельчения (центробежные мельницы) и может найти применение в строительной, горнодобывающей, химической, металлургической и других отраслях промышленности для измельчения различных рудных и нерудных материалов.
Известно устройство для измельчения материалов (центробежная мельница), содержащее соединенные между собой ударно-центробежную дробилку и воздушный классификатор, причем дробилка содержит корпус, ускоритель, установленный внутри корпуса на вертикальном валу, отбойные элементы, закрепленные на внутренней поверхности корпуса без зазора по отношению к ней и с образованием с ускорителем зоны дробления, воронку для подачи материала в ускоритель, неподвижно установленную непосредственно над ускорителем с зазором по отношению к нему, трубу для подачи исходного материала в воронку, и патрубки для подачи воздуха в мельницу, расположенные в нижней части корпуса, а воздушный классификатор содержит полый корпус с камерой разделения материала и средства для возврата крупных частиц в ускоритель дробилки для доизмельчения, патрубок для вывода отделенных мелких частиц материала вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части корпуса, при этом воздушный классификатор расположен непосредственно над ударно-центробежной дробилкой и соединен с ней таким образом, что зона дробления дробилки непосредственно сообщается с камерой разделения материала воздушного классификатора (RU №2297283, В02С 23/12, публикация 20.04.2007).
Однако известная мельница не обеспечивает высокую эффективность измельчения материала. Данный недостаток связан с тем, что вылетающий из ускорителя материал отклоняется вверх восходящим воздушным потоком, создаваемым в мельнице внешним вентилятором, и ударяется об отбойные элементы не под прямым углом. При этом мелкие частицы отклоняются на максимальный угол, что приводит к снижению эффективности измельчения материала.
Известна также центробежная мельница, содержащая соединенные между собой ударно-центробежную дробилку и воздушный классификатор, причем дробилка содержит корпус, ускоритель, установленный внутри корпуса на вертикальном валу, отбойные элементы, закрепленные на внутренней поверхности корпуса с зазором по отношению к ней и с образованием с ускорителем зоны дробленния, воронку для подачи материала в ускоритель, неподвижно установленную непосредственно над ускорителем и отбойными элементами с зазором по отношению к ним, трубу для подачи исходного материала в воронку, и патрубки для подачи воздуха в мельницу, расположенные в нижней части корпуса, а воздушный классификатор содержит полый корпус с камерой разделения материала и средства для возврата крупных частиц в ускоритель дробилки для доизмельчения, патрубок для вывода отделенных мелких частиц материала вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части корпуса, при этом воздушный классификатор расположен непосредственно над ударно-центробежной дробилкой и соединен с ней таким образом, что зазор между внутренней поверхностью корпуса дробилки и отбойными элементами непосредственно сообщается с камерой разделения материала воздушного классификатора.
Во время работы мельницы одна часть воздушного потока, создаваемого в мельнице внешним вентилятором, проходит через зазор, образованный внутренней поверхностью корпуса дробилки и отбойными элементами, а вторая часть - между ускорителем и отбойными элементами, т.е. через зону дробления. Воздушный поток, создаваемый вращающимся ускорителем, смешивается с воздушным потоком, проходящим через зону дробления, и обтекает отбойные элементы, перемещаясь вдоль отбойных элементов вверх и (или) вниз в зависимости от аэродинамического сопротивления зазора между воронкой и отбойными элементами, которое является постоянным для данной мельницы.
Только при условии, когда воздушный поток, обтекающий отбойные элементы вверх и вниз, разделяется на две равные по величине части, вылетающий из ускорителя материал отклоняется на минимальный угол, что обеспечивает, соответственно, высокую эффективность измельчения (Карпов А.А., Филипьев С.Н., Васин Е.А. и др. Применение центробежно-ударного дробильно-размольного оборудования при переработке конвертерных и доменных шлаков / В сб. Центробежная техника - высокие технологии. Материалы 3-й Международной научно-технической конференции (г.Минск, 9-11 сентября 2008). - Минск, 2008. С.143-149, рис.1).
Однако данная мельница не способна обеспечить максимальную эффективность измельчения при изменении крупности готового продукта. Этот недостаток связан с тем, что зазор между воронкой и отбойными элементами является постоянным для данной мельницы, т.к. воронка установлена неподвижно. При изменении крупности готового продукта необходимо изменять величину воздушного потока, проходящего через мельницу, или расход воздуха через ускоритель при изменении скорости его вращения (для получения продукта меньшей крупности необходимо повышать скорость вращения ускорителя). Следовательно, изменяется и величина воздушного потока, проходящего через зону дробления. При этом пылевоздушный поток, обтекающий отбойные элементы, перераспределяется и частицы материала, вылетающие из ускорителя, значительно отклоняются от горизонтали и ударяются об отбойные элементы не под прямым углом, что значительно снижает эффективность измельчения.
Задача полезной модели состоит в обеспечении высокой эффективности измельчения при получении готового продукта различной тонины за счет обеспечения удара частиц материала об отбойные элементы под прямым или близким к прямому углу благодаря регулировки воздушных потоков, обтекающих отбойные элементы, путем обеспечения возможности изменения величины зазора между воронкой и отбойными элементами.
Сущность полезной модели заключается в том, что для решения поставленной задачи путем указанного технического результата центробежная мельница, содержащая соединенные между собой ударно-центробежную дробилку и воздушный классификатор, причем дробилка содержит корпус, ускоритель, установленный внутри корпуса на вертикальном валу, отбойные элементы, закрепленные на внутренней поверхности корпуса с зазором по отношению к ней и с образованием с ускорителем зоны дробления, воронку для подачи материала в ускоритель, установленную непосредственно над ускорителем и отбойными элементами с зазором по отношению к ним, трубу для подачи исходного материала в воронку, и патрубки для подачи воздуха в мельницу, расположенные в нижней части корпуса, а воздушный классификатор содержит полый корпус с камерой разделения материала и средства для возвращения крупных частиц в ускоритель дробилки для доизмельчения, патрубок для вывода отделенных мелких частиц материала вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части корпуса, при этом воздушный классификатор расположен непосредственно над ударно-центробежной дробилкой и соединен с ней таким образом, что зазор между внутренней поверхностью корпуса дробилки и отбойными элементами непосредственно сообщается с камерой разделения материала воздушного классификатора, отличается тем, что воронка для подачи материала в ускоритель установлена с возможностью фиксированного перемещения в вертикальной плоскости.
Полезная модель поясняется чертежом - общий вид центробежной мельницы, разрез в вертикальной плоскости.
Центробежная мельница содержит соединенные между собой ударно-центробежную дробилку и воздушный классификатор, например, центробежно-инерционный классификатор.
Ударно-центробежная дробилка содержит корпус 1, ускоритель 2, установленный внутри корпуса 1 на вертикальном валу 3, отбойные элементы 4, закрепленные на внутренней поверхности корпуса 1 с зазором 5 по отношению к ней и с образованием с ускорителем 2 зоны 6 дробления, воронку 7 для подачи материала в ускоритель 2, установленную с возможностью фиксированного перемещения в вертикальной плоскости посредством тяг 8, трубу 9 для подачи исходного материала в воронку 7 и патрубки 10 для подачи воздуха в мельницу.
Воздушный классификатор (например, центробежно-инерционный) содержит полый корпус 11 с камерой 12 разделения материала, в которой расположены средства для возврата крупных частиц материала на доизмельчение в виде течек 13, верхней частью закрепленных на корпусе 11, и средства для закрутки воздушного потока с материалом в виде поворотных в горизонтальной плоскости лопаток 14, установленных между верхней частью течек 13 и цилиндроконической вставкой 15, патрубок 16 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части корпуса 11.
Полезную модель используют следующим образом.
Для получения на центробежной мельнице готового продукта требуемой крупности предварительно осуществляют следующие пуско-наладочные работы.
Возле верхней и нижней частей отбойных элементов 4 на стороне зоны 6 дробления временно устанавливают датчики расхода воздуха (на чертеже не показаны). Включают внешний вентилятор (на чертеже не показан), технологически связанный с патрубком 16 классификатора, и через мельницу пропускают расчетный воздушный поток для получения расчетной крупности готового продукта. Затем приводят во вращение ускоритель 2 дробилки. Посредством тяг 8 воронку 7 перемещают в вертикальной плоскости для того, чтобы добиться равенства воздушных потоков, обтекающих отбойные элементы 4 вверх и вниз. После чего датчики расхода воздуха удаляют. Затем по трубе 9 и через воронку 7 в ускоритель подают исходный материал с заданной производительностью. Материал, попавший в зону дробления 6 и в зазор 5, изменяет их аэродинамическое сопротивление и, соответственно изменяется величина воздушных потоков. Поэтому после подачи исходного материала и установления стационарного режима работы мельницы проводят корректировку расположения воронки 7, перемещая ее вверх или вниз, добиваясь минимального энергопотребления мельницы за счет обеспечения высокой эффективности измельчения материала.
Промышленное использование центробежной мельницы осуществляют следующим образом.
На выходе патрубка 16 создают разряжение, например, внешним вентилятором (на чертежах не показан), которое обуславливает расчетное движение воздушного потока в мельнице (в дробилке и классификаторе) снизу вверх. Затем посредством электропривода (на чертежах не показан) ускорителю 2 ударно центробежной дробилки придают вращение с требуемой скоростью и подают в него исходный материал по трубе 9 и через воронку 7. За счет возникновения поля центробежных сил, возникающем во вращающемся ускорителе 2, частицы материала приобретают ускорение, вылетают из него, ударяются об отбойные элементы 4 и разрушаются на куски разной крупности. Под воздействием гравитационной силы частицы материала попадают в патрубки 10 для подачи воздуха в мельницу, подхватываются воздушным потоком и через зазор 5 выносятся в классификатор. Часть мелких частиц с воздушным потоком, обтекающим отбойные элементы 4 вверх, попадает в классификатор из зоны 6 дробления через зазор между отбойными элементами 4 и воронкой 7. Затем частицы материала разной крупности вместе с воздушным потоком попадают на лопатки 14, установленные под определенным углом к горизонтали, приобретают тангенциальную составляющую и вместе с воздушным потоком приводятся во вращение, при котором возникает центробежная сила. Одновременно на частицы воздействует сила аэродинамического сопротивления, создаваемая воздушным потоком. Для крупных частиц воздействие центробежной силы превышает воздействие силы аэродинамического сопротивления. Поэтому крупные частицы отбрасываются к стенке корпуса 11, под действием гравитационной силы вдоль нее перемещаются вниз, и по течкам 13 и через воронку 7 попадают в ускоритель 2 дробилки на доизмельчение. Для мелких частиц воздействие силы аэродинамического сопротивления превышает воздействие центробежной силы. Поэтому мелкие частицы вместе с воздушным потоком через патрубок 16 выводятся из мельницы.
Благодаря тому, что воронка 7 установлена с возможностью фиксированного перемещения в вертикальной плоскости, существует возможность изменять аэродинамическое сопротивление зазора между ней и отбойными элементами 4. Это позволяет установить воронку 7 с таким зазором, чтобы его аэродинамическое сопротивление обеспечивало разделение воздушного потока, обтекающего отбойные элементы 4 вверх и вниз, на равные по величине части.
Вследствие этого значительная часть материала, вылетающего из ускорителя 2, ударяется об отбойные элементы 4 под прямым углом. Некоторая часть материала может отклоняться вверх или вниз на минимальный угол.
Таким образом, достигается высокая эффективность измельчения материала при различной тонине измельчения материала, требующих изменение величины воздушных потоков.
В данной центробежной мельнице могут использоваться воздушные классификаторы различной конструкции, обеспечивающие разделение измельченного дробилкой материала по требуемой границе крупности: центробежно-инерционные, центробежно-динамические и другие классификаторы.