ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ДИСКОВЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ
CENTRIFUGAL DISC CHOPPER

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, В02С 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 с ударными элементами.
Однако известное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с незначительными нагрузками на измельчаемый материал и с отсутствием селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.
Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения  за счет увеличения нагрузок на измельчаемый материал и селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.
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 с ударными элементами. Согласно предложенному решению верхний горизонтальный диск выполнен ступенчатым. На нижней поверхности верхнего горизонтального диска и на верхней поверхности нижнего горизонтального диска жестко закреплены  радиальные ребра. На нижней поверхности верхнего горизонтального диска на периферии каждой ступени выполнены концентрические канавки полукруглого поперечного сечения, на внутренних  боковых поверхностях которых жестко закреплены с одинаковым шагом, превышающим D, плоские вертикальные ребра, расположенные радиально, где D - максимальный размер частиц измельчаемого материала, в нижней части каждого из которых выполнен прямоугольный вырез. В центре нижнего горизонтального диска жестко закреплен  разбрасыватель с радиальными лопатками, каждая из которых примыкает торцевой поверхностью к радиальным ребрам. Вертикальный зазор между радиальными ребрами нижнего и верхнего горизонтальных дисков уменьшается на каждой последующей ступени от центра к периферии горизонтальных дисков от  D до (0,1…0,5) D. На верхней поверхности нижнего горизонтального диска жестко закреплены по концентрическим окружностям с одинаковым шагом, превышающим D, вертикальные била прямоугольного поперечного сечения, которые могут располагаться с технологическим зазором в прямоугольных вырезах плоских вертикальных ребер.  Высота и ширина концентрических канавок и вертикальных бил уменьшаются от центра к периферии горизонтальных дисков в соответствии с уменьшением вертикального зазора между радиальными ребрами, количество которых увеличивается на обоих горизонтальных дисках от их центра к периферии.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен  продольный разрез измельчителя; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1 (концентрические канавки с плоскими вертикальными ребрами); на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 (вертикальные била).
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 горизонтальные диски.  Верхний горизонтальный диск 4 получает вращение от загрузочного патрубка 2, а нижний горизонтальный диск 5 вращается от нижнего вала 6.Верхний горизонтальный диск 4 выполнен ступенчатым. На нижней поверхности верхнего горизонтального диска 4 и на верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5 жестко закреплены, например сваркой,  радиальные ребра, соответственно 7 и 8. На нижней поверхности верхнего горизонтального диска 4 на периферии каждой ступени 9 и 10 выполнены концентрические канавки 11 полукруглого поперечного сечения, на внутренних  боковых поверхностях которых жестко закреплены, например сваркой, с одинаковым шагом, превышающим D, плоские вертикальные ребра 12, расположенные радиально, в нижней части каждого из которых выполнен прямоугольный вырез 13, где D - максимальный размер частиц измельчаемого материала. В центре нижнего горизонтального диска 5 жестко закреплен, например сваркой,  разбрасыватель 14 с радиальными лопатками 15, каждая из которых примыкает торцевой поверхностью к радиальным ребрам 8. Вертикальный зазор между радиальными ребрами 7 и 8 верхнего 4 и нижнего 5 горизонтальных дисков уменьшается на каждой последующей ступени 9 и 10 от центра к периферии горизонтальных дисков  4 и 5 от  D до (0,1…0,5) D, где D - максимальный размер частиц измельчаемого материала. На верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5 жестко закреплены, например сваркой, по концентрическим окружностям с одинаковым шагом, превышающим D, вертикальные била 16 прямоугольного поперечного сечения, которые могут располагаться с технологическим зазором в прямоугольных вырезах 13 плоских вертикальных ребер 12. Высота и ширина концентрических канавок 11 и вертикальных бил 16 уменьшаются от центра к периферии горизонтальных дисков 4 и 5 в соответствии с уменьшением вертикального зазора между радиальными ребрами 7 и 8, количество которых увеличивается на обоих горизонтальных дисках 4 и 5 от их центра к периферии.  В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего диска 4 за счет пружинной опоры 17.
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 горизонтальных дисков, вращающихся в противоположные стороны соответственно от нижнего вала 6 и загрузочного патрубка 2. Частицы материала попадают на радиальные лопатки 15 разбрасывателя 14, с которых они направляютсяна верхнюю поверхность нижнего горизонтального диска 5, расположенную напротив внутренней ступени 9 верхнего горизонтального диска 4. Частицы измельчаются в рабочем пространстве между радиальными ребрами 7 и 8 противоположно вращающихся горизонтальных дисков 4 и 5. При этом на частицы материала действуют раздавливающие и истирающие нагрузки. Достигнув вертикальных бил 16, частицы материала измельчаются в технологических зазорах между вертикальными вырезами 13 в плоских вертикальных ребрах 12, закрепленными в концентрических канавках 11 и вертикальными билами 16, закрепленными по концентрическим окружностям на нижнем диске 5. Измельчение частиц осуществляется до тех пор, пока они не поступят в меньший по величине вертикальный зазор радиальными ребрами 7 и 8, соответственно на  нижней поверхности следующей ступени 10 верхнего горизонтального диска 4 и на верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5. Объем концентрических канавок 11 предусмотрен для накопления недоизмельченного материала, что служит для предотвращения завала материалом рабочего пространства перед его сужением. Далее процесс измельчения между радиальными ребрами 7 и 8 горизонтальных дисков 4 и 5 и дополнительного измельчения и классификации в технологических зазорах между вертикальными вырезами 13 в плоских вертикальных ребрах 12 и вертикальными билами 16 продолжается, пока материал не поступит в разгрузочный патрубок 3. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего диска 4 при сжатии пружинной опоры 17. Готовый продукт удаляется из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3.Так как частицы материала при перемещении от центра к периферии горизонтальных дисков 4 и 5 уменьшаются в размерах,соответственно, высота и ширина концентрических канавок 11 и вертикальных бил 16 уменьшаются от центра к периферии горизонтальных дисков 4 и 5 в соответствии с уменьшением вертикального зазора между радиальными ребрами 7 и 8. Для исключения забивания материалом расстояние между смежными  вертикальными билами 16 нижнего горизонтального диска5и между смежными вертикальными ребрами 12 верхнего горизонтального диска 4 превышает D. Для обеспечения работы дискового измельчителя имеется технологический зазор между радиальными ребрами 7 и 8 верхнего 4 и нижнего 5 горизонтальных дисков, а также между вертикальными вырезами 13 плоских вертикальных ребер 12 и вертикальными билами 16 прямоугольного поперечного сечения.
Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися  верхним 4 и нижним 5 горизонтальными дисками, имеющими соответственноконцентрические канавки 11 полукруглого поперечного сечения с плоскими вертикальными ребрами 12 и вертикальные била 16 прямоугольного поперечного сечения позволяет обеспечить повышение нагрузок на измельчаемый материал и 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.