ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ДИСКОВЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ
CENTRIFUGAL DISK SHREDDER

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, В02С 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.
С 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 селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.
Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.
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 нижний диск имеет верхнюю коническую поверхность с углом наклона образующей к горизонту, превышающем угол естественного откоса материала. Минимальный зазор между верхней конической поверхностью нижнего диска и нижней конической поверхностью верхнего диска равномерно уменьшается от центра дисков к их периферии от 2D до (0,1…0,5)D, где D -максимальный размер частиц измельчаемого материала, образуя угол между нижней конической поверхностью верхнего диска и верхней конической поверхностью нижнего диска, на которых жестко закреплены радиальные лопасти, высота которых равномерно уменьшается от центра дисков к их периферии. Минимальное расстояние между смежными радиальными лопастями верхнего и нижнего дисков превышает 2D. Верхняя часть радиальных лопастей нижнего диска и нижняя часть радиальных лопастей верхнего диска имеет буртик по ширине и длине каждой радиальной лопасти по направлению ее вращения. Периферийные участки в конце радиальных лопастей верхнего и нижнего дисков выполнены в форме гребенок с выступами и канавками, высота гребенок равномерно уменьшается от центра дисков к их периферии. Между выступами и канавками гребенок, а также между кромками буртиков двух дисков имеется технологический зазор.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен разрез А-Л на фиг. 2 (продольный разрез измельчителя); на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг. 1 (нижний диск); на фит. 3 разрез В-В на фиг. 1 (верхний диск), фиг. 4 - вид Г на фиг. 1 (гребенки), фиг 5. - разрез Д-Д на фиг. 1(буртик).
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 диск 4 вращается от загрузочного патрубка 2, а нижний диск 5 вращается от нижнего вала 6. Нижний диск 5 имеет верхнюю коническую поверхность с углом наклона образующей к горизонту, превышающем угол естественного откоса материала. Минимальный зазор между верхней конической поверхностью нижнего диска 5 и нижней конической поверхностью верхнего диска 4 равномерно уменьшается от центра дисков 4 и 5 к их периферии от 2D до (0,1…0,5)D, где D - максимальный размер частиц измельчаемого материала. При этом образуется угол между нижней конической поверхностью верхнего диска 4 и верхней конической поверхностью нижнего диска 5, на которых жестко закреплены, например сваркой, радиальные лопасти, соответственно 7 и 8, высота которых равномерно уменьшается от центра дисков 4 и 5 к их периферии. Минимальное расстояние между смежными радиальными лопастями 7 верхнего 4 и 8 нижнего 5 дисков превышает 2D. Верхняя часть радиальных лопастей 8 нижнего диска 5 и нижняя часть радиальных лопастей 7 верхнего диска 4 имеет буртик 9 по ширине и длине каждой радиальной лопасти 7 и 8 по направлению ее вращения. Периферийные участки в конце радиальных лопастей 7 верхнего диска 4 и 8 нижнего диска 5 выполнены в форме гребенок 10 и 11 с выступами 12, 13 и канавками 14, 15, соответственно. Высота гребенок 10 и 11 равномерно уменьшается от центра дисков 4, 5 к их периферии. Между выступами 12 на гребенках 10 верхнего диска 4 и канавками 15 на гребенках 11 нижнего диска 5, а также между выступами 13 на гребенках 11 нижнего диска 5 и канавками 14 на гребенках 10 верхнего диска 4, а также между кромками буртиков 9 двух дисков 4 и 5 имеется технологический зазор. Для предотвращения заклинивания материала в рабочем объеме между дисками 4 и 5 верхний диск 4 крепится к загрузочному патрубку 2 с помощью пружинной опоры 16.
max
Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в загрузочный патрубок 2, затем в рабочий объем между коническими поверхностями нижнего 5 и верхнего 4 дисков, вращающихся в противоположные стороны соответственно от нижнего вала 6 и загрузочного патрубка 2. Частицы материала направляются на верхнюю поверхность нижнего диска 5, захватываются радиальными лопастями 8 данного диска и перемещаются вдоль их рабочей поверхности к периферии дисков 4 и 5. При данном перемещении во время вращения дисков 4 и 5 крупные частицы материала разрушаются в технологических зазорах между кромками встречно движущихся буртиков 9, принадлежащих радиальным лопастям 7 и 8 соответственно дисков 4 и 5. Затем предварительно измельченные частицы, минуя зону действия радиальных лопастей 7 и 8, достигают зоны действия гребенок 10 и 11 дисков 4 и 5 и измельчаются за счет раздавливания и истирания в технологических зазорах между канавками 15 на гребенках 11 нижнего диска 5 и выступами 12 на гребенках 10 верхнего диска 4, а также между канавками 14 на гребенках 10 верхнего диска 4 и выступами 13 на гребенках 11 нижнего диска 5. Не дробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего диска 4 при сжатии пружинной опоры 16. Готовый продукт вылетает из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Для обеспечения интенсивного перемещения частиц от центра нижнего диска 5 к его периферии верхняя поверхность нижнего диска 5 выполнена конической с углом наклона образующей, превышающей угол естественного откоса материала. Так как частицы материала при перемещении от центра к периферии дисков 4 и 5 уменьшаются в размерах, соответственно равномерно уменьшается высота поперечного сечения радиальных лопастей 7 и 8, а также выступов 12, 13 и канавок 14, 15 на гребенках 10 и 11, жестко закрепленных на верхнем 4 и нижнем 5 дисках. С целью обеспечения селективного воздействия на материал в центральной зоне рабочего пространства между верхним и нижним коническими дисками обеспечивается разрушение материала за счет ударно-сдвигающих нагрузок между встречно движущимися буртиками 9. При этом в периферийной зоне рабочего пространства между нижней поверхностью верхнего диска 4 и верхней поверхностью нижнего диска 5 организуется ударно-истирающее воздействие между выступами 12, 13 и канавками 14, 15 гребенок 10 и 11 встречно вращающихся дисков 4 и 5. Для предотвращения забивания промежутков между радиальными лопастями 7 минимальное расстояние между смежными радиальными лопастями 7 должно превышать 2D. Наличие буртика 9 по длине и ширине каждой радиальной лопасти 7 и 8 по направлению ее вращения повышает эффективность разрушения материала при встречном движении буртиков, принадлежащих радиальным лопастям 7 и 8.
Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися нижним 5 и верхним 4 дисками, имеющими конические рабочие поверхности, на которых жестко закреплены радиальные лопасти 7 и 8 и гребенки 10 и 11, позволяет обеспечить 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.