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 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 отсутствием дополнительного измельчения и классификации материала в зоне его загрузки.
Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет дополнительного измельчения и классификации материала в зоне его загрузки.
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 диск состоит из горизонтальных круглых пластин, жестко соединенных между собой посредством вертикальных криволинейных направляющих, по ходу вращения верхнего диска. Под загрузочным патрубком по высоте верхнего диска в горизонтальных круглых пластинах выполнено ступенчатое коническое отверстие с внутренней футеровкой, имеющей сквозные радиальные призматические каналы, расположенные симметрично относительно двух вертикальных плоскостей симметрии. Меньшее основание каждого призматического канала, расположенного на поверхности внутренней футеровки, составляет по ширине (0,1…0,5) Dmax, где Dmax - максимальный размер частиц измельчаемого материала. На одной оси с загрузочным патрубком и ступенчатым коническим отверстием на нижнем диске жестко закреплен многоступенчатый ротор с ударными билами, в нижней части которого жестко закреплены разбрасывающие лопатки. Кольцевой зазор между поверхностью внутренней футеровки и диаметром, описываемым ударными билами многоступенчатого ротора, превышает 2Dmax. Каждый сквозной радиальный призматический канал примыкает задней кромкой по направлению вращения к вертикальной криволинейной направляющей, высота которой превышает Dmax. Поверхность внутренней футеровки между сквозными радиальными призматическими каналами выполнена ребристой. Верхняя поверхность нижнего диска и нижняя поверхность верхнего диска выполнены с жестко закрепленными радиальными ребрами, причем минимальное расстояние между указанными поверхностями превышает Dmax.
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 (горизонтальные круглые пластины); на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 1 (нижний диск с радиальными ребрами); на фиг.4 - вид Г на фиг. 1(призматические каналы).
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. Верхний диск 4 состоит из горизонтальных круглых пластин 7, жестко соединенных между собой, например сваркой, посредством вертикальных криволинейных направляющих 8, по ходу вращения верхнего диска 4. Под загрузочным патрубком 2 по высоте верхнего диска 4 в горизонтальных круглых пластинах 7 выполнено ступенчатое коническое отверстие 9 с внутренней футеровкой 10, имеющей сквозные радиальные призматические каналы 11, расположенные симметрично относительно двух вертикальных плоскостей симметрии. Меньшее основание каждого призматического канала 11, расположенного на поверхности внутренней футеровки 10, составляет по ширине (0,1…0,5) Dmax, где Dmax - максимальный размер частиц измельчаемого материала. На одной оси с загрузочным патрубком 2 и ступенчатым коническим отверстием 9 на нижнем диске 5 жестко закреплен, например сваркой, многоступенчатый ротор 12 с ударными билами 13, в нижней части которого жестко закреплены, например сваркой, разбрасывающие лопатки 14. Кольцевой зазор между поверхностью внутренней футеровки 10 и диаметром, описываемым ударными билами 13 многоступенчатого ротора 12, превышает 2Dmax. Каждый сквозной радиальный призматический канал 11 примыкает задней кромкой по направлению вращения к вертикальной криволинейной направляющей 8, высота которой превышает Dmax. Поверхность внутренней футеровки 10 между сквозными радиальными призматическими каналами 11 выполнена ребристой (фиг. 4). Верхняя поверхность нижнего диска 5 и нижняя поверхность верхнего диска 4 выполнены с жестко закрепленными, например сваркой, радиальными ребрами, соответственно 15 и 16. Минимальное расстояние между указанными поверхностями превышает Dmax. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего диска 4 за счет пружинной опоры 17.
Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, подается в загрузочный патрубок 2, затем падает в направлении нижнего диска 5 по высоте верхнего диска 4, состоящего из горизонтальных круглых пластин 7. Верхний 4 и нижний 5 диски вращаются в противоположные стороны соответственно от загрузочного патрубка 2 и нижнего вала 6. При этом частицы материала, перемещающиеся из загрузочного патрубка 2, проходят через рабочее пространство между внутренней футеровкой 10 ступенчатого конического отверстия 9 и ударными билами 13 многоступенчатого ротора 12. Частицы материала воспринимают ударное и истирающее воздействие со стороны со стороны ударных бил 13 и ребер внутренней футеровки 10. При достижении необходимых размеров частицы материала проходят через сквозные радиальные призматические каналы 11 и далее с помощью вертикальных криволинейных направляющих 8 выносятся в сторону разгрузочного патрубка 3. Таким образом, осуществляется непрерывный отвод готового продукта из зоны загрузки материала. Частицы, миновав все ударные била 13 многоступенчатого ротора 12 и не прошедшие через сквозные радиальные призматические каналы 11 на внутренней футеровке 10, направляются с помощью разбрасывающих лопаток 14 в рабочее пространство между нижней поверхностью верхнего горизонтального диска 4 и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5. Здесь ранее недостаточно измельченные частицы дополнительно измельчаются за счет ударных, раздавливающих и истирающих нагрузок с помощью радиальных ребер 15 и 16, жестко закрепленных на вращающихся в противоположные стороны соответственно верхнем горизонтальном диске 4 и нижнем горизонтальном диске 5 и далее выводятся через разгрузочный патрубок 3. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего диска 4 при сжатии пружинной опоры 17. Готовый продукт выводится из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3.
Форма сквозных радиальных призматических каналов 11 исключает забивание данных каналов частицами материала при их горизонтальном перемещении в направлении вертикальных криволинейных направляющих 8. Указанная высота вертикальных криволинейных направляющих 8 обеспечивает беспрепятственное перемещение частиц в направлении периферии верхнего горизонтального диска 4. Размер кольцевого зазора между поверхностью внутренней футеровки 10 и диаметром, описываемым ударными билами 13 многоступенчатого ротора 12, исключает заклинивание материала в данном зазоре. Минимальное расстояние, превышающее Dmax, между нижней поверхностью верхнего диска 4 и верхней поверхностью нижнего диска 5, исключает заклинивание материалом рабочего зазора между указанными поверхностями. Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися верхним 4 и нижним 5 дисками с радиальными ребрами, соответственно 15 и 16, а также с ударными билами 13 и ребристой внутренней футеровкой 10 и сквозными радиальными призматическими каналами 11 и вертикальными криволинейными направляющими 8 позволяет обеспечить дополнительное измельчение и классификацию материала в зоне его загрузки с непрерывным отводом готового продукта.
Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения, тем самым увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала.