ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ДИСКОВЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ
CENTRIFUGAL DISC 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,  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 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
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 на  верхней поверхности нижнего горизонтального диска симметрично в плане и жестко  закреплены вертикальные радиальные лопатки, на верхних торцах которых жестко закреплены концентрические кольца, разделенные между собой вертикальными цилиндрическими перегородками с радиальными сквозными отверстиями по их высоте. На нижней поверхности верхнего горизонтального диска последовательно друг за другом по концентрическим окружностям жестко закреплены призматические элементы со скосом на нижней  поверхности  в сторону вращения, расположенные напротив концентрических колец между вертикальными цилиндрическими перегородками с технологическим радиальным зазором. Минимальный вертикальный зазор  между  нижней поверхностью призматических  элементов и верхней поверхностью концентрических колец равномерно уменьшается от центра горизонтальных дисков к их периферии от  Dдо (0,1...0,5) D, где D – максимальный размер частиц измельчаемого материала.  В центре в боковых поверхностях внутреннего концентрического кольца жестко закреплен разбрасыватель с вертикальными лопастями, диаметр которого равен внутреннему диаметру загрузочного патрубка и диаметру окружности внутренних торцов вертикальных радиальных лопаток, внешние торцы которых находятся на периферии нижнего диска, а их высота превышает D.  Имеется технологический вертикальный зазор между верхними торцами вертикальных цилиндрических перегородок и нижней поверхностью верхнего горизонтального диска. Каждое концентрическое кольцо шириной, превышающей D, имеет ребристую поверхность со сквозными отверстиями, последовательно расположенными по его длине, которые имеют  форму усеченного конуса с меньшим верхним основанием, диаметр которого равен (0,1...0,5) D. Ширина радиальных сквозных отверстий в вертикальных цилиндрических перегородках превышает D.
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  (концентрические кольца со сквозными отверстиями); на фиг. 3 – разрез В-В на фиг. 1 (вертикальные радиальные лопатки); на фиг. 4 – разрез Г - Г на фиг. 1 (призматические элементы).
max
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 вращается от загрузочного патрубка 2, а нижний горизонтальный диск 5 вращается от нижнего вала 6. На верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5 симметрично в плане и жестко закреплены вертикальные радиальные лопатки 7, на верхних торцах которых  жестко закреплены концентрические кольца 8, разделенные между собой вертикальными цилиндрическими перегородками 9 с радиальными сквозными отверстиями 10 по их высоте. На нижней поверхности верхнего горизонтального диска 4 последовательно друг за другом по концентрическим окружностям жестко закреплены призматические элементы 11 со скосом на нижней поверхности в сторону вращения, расположенные напротив концентрических колец 8 между вертикальными цилиндрическими перегородками 9 с технологическим радиальным зазором. Минимальный вертикальный зазор  между  нижней поверхностью призматических элементов 11 и верхней поверхностью концентрических колец 8 равномерно уменьшается от центра горизонтальных дисков 4 и 5 к их периферии от  Dдо (0,1...0,5) D, где D – максимальный размер частиц измельчаемого материала. В центре в боковых поверхностях внутреннего концентрического кольца 8 жестко закреплен разбрасыватель 12 с вертикальными лопастями 13, диаметр которого равен внутреннему диаметру загрузочного патрубка 2 и  диаметру окружности внутренних торцов вертикальных радиальных лопаток 7, внешние торцы которых находятся на периферии нижнего диска 5, а их высота превышает D.  Имеется технологический вертикальный зазор между верхними торцами вертикальных цилиндрических перегородок 9 и нижней поверхностью верхнего горизонтального диска 4.  Каждое концентрическое кольцо 8 шириной, превышающей D, имеет ребристую поверхность со  сквозными отверстиями 14, последовательно расположенными по его длине, которые имеют  форму усеченного конуса с меньшим верхним основанием, диаметр которого равен (0,1...0,5) D. Ширина радиальных сквозных отверстий 10 в вертикальных цилиндрических перегородках 9 превышает D.  В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего диска 4 за счет пружинной опоры 15.
.
max
max
max
max
Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом.Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в  загрузочный патрубок 2, затем  в рабочий объем между горизонтальными поверхностями нижнего 5 и верхнего 4 дисков, вращающихся в противоположные стороны  соответственно от нижнего вала 6 и загрузочного патрубка 2. Частицы  материала с помощью разбрасывателя  12 с вертикальными лопастями 13 направляются на верхнюю поверхность нижнего диска 5,  и попадают на концентрические кольца 8, разделенные между собой вертикальными цилиндрическими перегородками 9 с радиальными сквозными отверстиями 10.Частицы материалазахватываются призматическими элементами 11 со скосом на нижней поверхности и совершают движение по окружности концентрических колец 8.При наличии призматических элементов 11, закрепленных на верхнем диске 4, и концентрических колец 8 с ребристой поверхностью, принадлежащих нижнему диску 5,вращающихся в противоположном верхнему диску 4 направлении,частицы материала разрушаются в рабочем пространстве между призматическими элементами 11 и ребристой поверхностьюконцентрических колец 8 двух дисков 4 и 5 за счет раздавливания и истирания.При достижении необходимого размера, частицы материала проходят через сквозные отверстия 14 в концентрических кольцах 8 и захватываются вертикальными радиальными лопатками 7, расположенными между верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5 и нижней поверхностью концентрических колец 8. Готовые по размеру частицы направляются к периферийной части нижнего диска 5 и в сторону разгрузочного патрубка 3. Крупная фракция материала направляется за счет центробежной силы на следующее концентрическое кольцо 8 через радиальные сквозные отверстия 10  в вертикальных цилиндрических перегородках 9Процесс раздавливания и истирания частиц повторяется на всех концентрических кольцах 8, при этом осуществляется непрерывный отвод частиц готового продукта через сквозные отверстия 14 в концентрических кольцах 8. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего диска 4 при сжатии пружинной опоры 15. Готовый  продукт вылетает из корпуса 1  через  разгрузочный патрубок 3.Так как частицы материала при перемещении от центра к периферии дисков 4 и 5 уменьшаются в размерах, соответственно,  равномерно уменьшаетсявертикальный зазор  от  Dдо (0,1...0,5) D между  нижней поверхностью призматических элементов 11 и верхней ребристой поверхностью концентрических колец 8 от центра горизонтальных дисков 4 и 5 к их периферии.Для исключения забивания материаломрадиальных сквозных отверстий 10 в вертикальных цилиндрических перегородках 9  ширина радиальных сквозных отверстий 10  превышает D. Для обеспечения работы измельчителя ширина  концентрических колец 8 превышает D, а также имеется технологический вертикальный зазор между верхними торцами вертикальных цилиндрических перегородок 9 и нижней поверхностью верхнего горизонтального диска 4.
Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися  верхним 4 и нижним 5 горизонтальными дисками,имеющимисоответственно призматические элементы 11 и концентрические кольца 8 с ребристой поверхностью и сквозными отверстиями 14, а также вертикальными цилиндрическими перегородками 9 с радиальными сквозными отверстиями 10 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.