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 предварительного измельчения материала и селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.
Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет предварительного измельчения материала и 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, верхний диск состоит из конического кольца, жестко прикрепленного к нижнему торцу загрузочного патрубка, и горизонтального кольца, жестко прикрепленного к нижним торцам конического кольца. К нижней образующей поверхности конического кольца жестко прикреплены радиальные ребра, симметрично расположенные в плане. В центре верхней поверхности нижнего горизонтального диска жестко закреплен конический ротор с углом α наклона верхней образующей поверхности к горизонту, превышающим угол β естественного откоса материала, параллельной нижней образующей поверхности конического кольца. К верхней образующей поверхности конического ротора жестко прикреплены радиальные била, минимальный зазор между внешними торцами которых и внутренними торцами радиальных ребер превышает 2D, где D – максимальный размер частиц измельчаемого материала. В нижней части конический ротор имеет цилиндрические торцы, к которым жестко прикреплены кулачки, симметрично расположенные в плане. Напротив кулачков к внутреннему торцу горизонтального кольца жестко прикреплена отбойное кольцо.  Радиальный зазор между внешним радиусом кулачков и внутренним радиусом отбойного кольца равен (0,1 ... 0,5) D. На нижней поверхности горизонтального кольца и на верхней поверхности нижнего горизонтального диска жестко прикреплены ребристые пластины, вертикальный зазор между которыми равен (0,1 ... 0,2) D.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез измельчителя; на фиг.2 – разрез А-А на фиг. 1 (кулачки и нижний горизонтальный диск); на фиг. 3 – разрез Б-Б на фиг. 1(коническое кольцо с радиальными ребрами); на фиг. 4 – разрез В-В на фиг. 1 (горизонтальное кольцо с ребристыми пластинами), на фиг. 5 – разрез Г-Г на фиг.1 (горизонтальное кольцо и нижний горизонтальный диск).
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 получает вращение от загрузочного патрубка 2, а нижний горизонтальный диск 5 вращается от нижнего вала 6. Верхний диск 4 состоит из конического кольца 7, жестко прикрепленного, например сваркой, к нижнему торцу 8 загрузочного патрубка 2, и горизонтального кольца 9, жестко прикрепленного, например сваркой, к нижним торцам 10 конического кольца 7. К нижней образующей поверхности конического кольца 7 жестко прикреплены, например сваркой, радиальные ребра 11, симметрично расположенные в плане. В центре верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5 жестко закреплен, например сваркой, конический ротор 12 с углом α наклона верхней образующей поверхности к горизонту, превышающем угол β естественного откоса материала, параллельной нижней образующей поверхности конического кольца 7. К верхней образующей поверхности конического ротора 12 жестко прикреплены, например сваркой, радиальные била 13, минимальный зазор между внешними торцами которых и внутренними торцами радиальных ребер 11 превышает 2D, где D – максимальный размер частиц измельчаемого материала. В нижней части конический ротор 12 имеет цилиндрические торцы 14, к которым жестко прикреплены, например сваркой, кулачки 15, симметрично расположенные в плане. Напротив кулачков 15 к внутреннему торцу горизонтального кольца 9 жестко прикреплено, например сваркой, отбойное кольцо 16. Радиальный зазор между внешним радиусом кулачков 15 и внутренним радиусом отбойного кольца 16 равен (0,1 ... 0,5) D. На нижней поверхности горизонтального кольца 9 и на верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5 жестко прикреплены, например сваркой, ребристые пластины 17, вертикальный зазор между которыми равен (0,1 ... 0,2) D. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего диска 4 за счет пружинной опоры 18.
max
max
max
Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом.Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадаетвзагрузочный патрубок 2. Из загрузочного патрубка 2 материал направляется  в рабочее пространство между нижней образующей поверхностью конического кольца 7 с радиальными ребрами 11,прикрепленного к нижнему торцу 8 загрузочного патрубка 2,и верхней образующей поверхностьюконического ротора 12 с радиальными билами 13. Частицы материала попадают на рабочую поверхностьрадиальных бил 13 конического ротора 12,разгоняются и вылетают в направлении радиальных ребер 11 конического кольца 7,вращающихся с верхним диском 4 в противоположном направлении.При соударении с радиальными ребрами 11 частицы отбрасываются на рабочую поверхность радиальных бил 13 конического ротора 12, при этом частицы воспринимают многократные воздействия со стороны радиальных бил 13 и радиальных ребер 11. При движении в данной проточной части на частицы действуют в основном ударные и истирающие нагрузки.Частицы измельчаются до тех пор, покаони не пройдут в вертикальный зазор междуцилиндрическими торцами 14 в нижней части конического ротора 12, к которым жестко прикреплены кулачки 15,  и отбойным кольцом 16, жестко прикрепленным к внутреннему торцу горизонтального кольца 9, жестко прикрепленного к нижним торцам 10 конического кольца 7. Здесь на частицы действуют раздавливающие и истирающие нагрузки при высокочастотном изменении рабочего пространства при встречном вращении кулачков 15 и отбойного кольца 16. Характер данных нагрузок имеет циклический характер. При достижении необходимого размера, частицы проникают в вертикальный зазор между нижней поверхностью горизонтального кольца 9 и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5. Здесь материал окончательно измельчается за счет ударных и истирающих нагрузок со стороны ребристых пластин 17, жестко закрепленных на нижней поверхности горизонтального кольца 9 и верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5, вращающегося от нижнего вала 6. Далее частицы материала направляются к периферии нижнего горизонтального диска 5 в сторону разгрузочного патрубка 3.Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего диска 4 при сжатии пружинной опоры 18. Готовый продукт удаляется воздушным потоком из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3.Для исключения забивания материалом рабочего пространства между нижней образующей поверхностью конического кольца 7 и верхней образующей поверхностью конического ротора 12минимальный зазор между внешними торцами радиальных бил 13 и внутренними торцами радиальных ребер 11 превышает 2D.Для обеспечения работы дискового измельчителярадиальный зазор между внешним радиусом кулачков 15 и внутренним радиусом отбойного кольца 16 равен (0,1 ... 0,5) D, а вертикальный зазор между ребристыми пластинами 17 горизонтального кольца  9 и нижнего горизонтального диска 5 равен (0,1 ... 0,2) D. Для обеспечения интенсивного движения частиц в направлениикулачков 15 и отбойного кольца 16 угол наклона α верхней образующей поверхности конического ротора 12 к горизонту превышает угол β естественного откоса материала.Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися  верхним диском 4 и нижним горизонтальным диском 5,имеющими соответственно радиальные ребра 11 и отбойное кольцо 16,а также радиальные била 13 и кулачки 15, позволяет обеспечить предварительное измельчение материала и селективное воздействие на материал в зависимости от его крупности.
Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения, тем самым увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала.