УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ

Полезная модель относится к устройствам для ударно-центробежного измельчения и может найти применение в строительной, горноперерабатывающей, химической, металлургической и других отраслях промышленности для получения двух фракций измельченного материала с заданным гранулометрическим составом.
Известно устройство для измельчения материалов, содержащее ударно-центробежную мельницу и воздушный классификатор циклонного типа, соединенный с мельницей, при этом мельница состоит из корпуса, рабочего органа, установленного внутри корпуса на вертикальном валу, отбойных элементов, патрубка для подачи исходного материала в рабочий орган и патрубка для подачи воздуха, расположенного в нижней части мельницы, а классификатор состоит из цилиндроконического корпуса, направляющих элементов, расположенных в верхней цилиндрической части корпуса, патрубка вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенного в верхней части корпуса, и патрубка вывода крупной фракции в рабочий орган, расположенного в нижней конической части корпуса, при этом классификатор расположен внутри корпуса мельницы непосредственно над рабочим органом (Авт. св. СССР №1759455, В02С 13/14, публикация 07.09.1992).
Однако известное устройство не позволяет получить готовый продукт узкого гранулометрического состава и в широком диапазоне крупности. Данные недостатки связаны с тем, что классификатор циклонного типа не обеспечивает высокую точность разделения материала на мелкую и крупную фракции, что приводит к выходу части крупной фракции вместе с мелкой фракцией и поступлению на повторное измельчение части мелкой фракции вместе с крупной фракцией и ее переизмельчению.
Известно также устройство для измельчения материалов, содержащее соединенные между собой ударно-центробежную мельницу и воздушный классификатор, причем мельница содержит корпус, рабочий орган, установленный внутри корпуса на вертикальном валу, отбойные элементы, закрепленные на корпусе, трубу для подачи исходного материала, расположенную над рабочим органом, и патрубки для подачи воздуха, расположенные в нижней части корпуса, а классификатор содержит батарею воздушно-гравитационных каскадных шахт с зигзагообразными пересыпными элементами, выполненных четырехугольными в поперечном сечении и
расположенных по периметру равностороннего многоугольника, воронку для подачи материала в рабочий орган для повторного измельчения, расположенную непосредственно над рабочим органом, патрубок для вывода измельченного материала вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части классификатора, при этом мельница соединена с классификатором таким образом, что зона измельчения мельницы непосредственно сообщается с зоной разделения материала классификационных шахт (Патент РФ №2297283, В02С 23/12, публикация 20.04.2007).
Однако известное устройство обладает ограниченной областью применения, т.к. позволяет получить конечный продукт только одной фракции и повышенными энергозатратами, связанными с большим аэродинамическим сопротивлением классификационных шахт.
Задача полезной модели состоит в расширении области применения устройства за счет обеспечения получения двух фракций конечного продукта путем достижения дополнительного воздействия на материал центробежной силой и в снижении энергозатрат за счет снижения аэродинамического сопротивления классификационной шахты.
Сущность полезной модели заключается в том, что для решения поставленной задачи путем указанного технического результата устройство для измельчения, содержащее соединенные между собой ударно-центробежную мельницу и воздушный классификатор, причем ударно-центробежная мельница содержит корпус, рабочий орган, установленный внутри корпуса на вертикальном валу, отбойные элементы, закрепленные на корпусе, трубу для подачи исходного материала, расположенную над рабочим органом, и патрубки для подачи воздуха, расположенные, в нижней части корпуса, а воздушный классификатор содержит каскадно-гравитационную классификационную шахту с пересыпными элементами, воронку для подачи материала, расположенную непосредственно над рабочим органом, и патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части классификатора, при этом пересыпные элементы выполнены зигзагообразными или в виде наклонных вниз пересыпных полок, а мельница соединена с классификатором таким образом, что зона измельчения мельницы непосредственно сообщается с зоной разделения материала классификационной шахты, отличается тем, что каскадно-гравитационная классификационная шахта содержит наружную и внутреннюю стенки, выполненные кольцеобразными в горизонтальной
плоскости, поворотные лопатки, равномерно расположенные в классификационной шахте над верхним пересыпным элементом с возможностью фиксированного поворота в вертикальной плоскости, и полый корпус с отверстиями для подачи воздуха, охватывающий классификационную шахту и содержащий в нижней части патрубок для вывода крупной фракции, а патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком расположен в верхней части полого корпуса.
Полезная модель поясняется чертежами: фиг.1 - общий вид устройства с зигзагообразными пересыпными элементами, разрез в вертикальной плоскости; фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; фиг.4 - общий вид устройства с пересыпными элементами в виде пересыпных полок; разрез в вертикальной плоскости; фиг.5 - разрез В-В на фиг.4.
Устройство для измельчения содержит соединенные между собой ударно-центробежную мельницу и воздушный классификатор.
Ударно-центробежная мельница содержит корпус 1, рабочий орган 2, установленный внутри корпуса 1 на вертикальном валу 3, отбойные элементы 4, закрепленные на корпусе 1, трубу 5 для подачи исходного материала, расположенную над рабочим органом 2 и патрубки 6 для подачи воздуха, расположенные в нижней части корпуса 1.
Воздушный классификатор содержит каскадно-гравитационную классификационную шахту 7, состоящую из наружной стенки 8 и внутренней стенки 9, выполненных кольцеобразными в горизонтальной плоскости и содержащих пересыпные элементы 10, поворотные лопатки 11, равномерно расположенные в верхней части классификационной шахты 7 над верхним пересыпным элементом 10 с возможностью фиксированного поворота в вертикальной плоскости, воронку 12 для подачи материала на повторное измельчение, расположенную непосредственно над рабочим органом 2 мельницы, и полый корпус 13 с отверстиями 14 для подачи воздуха, охватывающий классификационную шахту 7 и содержащий в нижней части патрубок 15 для вывода крупной фракции, снабженный разгрузочным устройством 16, например типа «мигалка», а в верхней части патрубок 17 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком.
Пересыпные элементы 10 могут быть выполнены зигзагообразными (фиг.1) или в виде наклонных вниз кольцеобразных пересыпных полок (фиг.4).
Мельница и классификатор соединены таким образом, что зона измельчения мельницы непосредственно сообщается с зоной разделения классификационной шахты.
Полезную модель используют следующим образом.
На выходе патрубка 17 создают разряжение, например, вентилятором (на чертежах не показан), которое обуславливает движение воздушного потока в установке (в корпусе 1 мельницы, классификационных шахтах 7, межлопаточном пространстве, образованном поворотными лопатками 11, и полом корпусе 13) снизу вверх. Затем посредством электропривода (на чертежах не показан) рабочему органу 2 мельницы придают вращение с требуемой скоростью и подают в него исходный материал по трубе 5. Благодаря полю центробежных сил, возникающему во вращающемся рабочем органе 2, материал приобретает ускорение, вылетает из рабочего органа 2, ударяется об отбойные элементы 4 и разрушается на куски разной крупности. Воздушным потоком материал выносится в классификационную шахту 7, в которой на материал воздействуют противоположно направленные силы: сила аэродинамического сопротивления и гравитационная сила. Выполнение каскадной классификационной шахты 7 кольцеобразной в горизонтальной плоскости позволяет снизить аэродинамическое сопротивление классификатора. Пересыпные элементы 10 - зигзагообразные (фиг.1) или в виде пересыпных полок (фиг.4) - обеспечивают многократную и эффективную перечистку и разделение материала по крупностям. Для частиц материала, размер которых больше заданной крупности измельчения, воздействие гравитационной силы преобладает над воздействием силы аэродинамического сопротивления. Поэтому эти частицы падают вниз и через воронку 12 поступают во вращающийся рабочий орган 2 мельницы на повторное измельчение.
Для частиц материала, размер которых меньше заданной крупности измельчения, воздействие силы аэродинамического сопротивления преобладает над воздействием гравитационной силы. Поэтому эти частицы вместе с воздушным потоком уносятся по классификационной шахте 7 вверх, попадают в межлопаточное пространство, образованное установленными под углом к вертикальной оси поворотными лопатками 11, приобретают тангенциальную составляющую скорости и закручиваются вокруг вертикальной оси. При этом на частицы материала в горизонтальной плоскости действуют две противоположно направленные силы: центробежная сила и сила аэродинамического сопротивления. Для частиц измельченного
материала, размер которых больше заданной величины границы разделения измельченного продукта на фракции (крупная фракция), воздействие центробежной силы преобладает над воздействием силы аэродинамического сопротивления. Поэтому эти частицы перемещаются к боковой стенке полого корпуса 13, под действием гравитационной силы перемещаются вниз и выводятся из устройства через патрубок 15 посредством разгрузочного устройства 16 типа «мигалка», образуя крупную фракцию готового продукта. Разгрузочное устройство 15 препятствует попаданию избыточного воздуха в полый корпус 13. Воздушный поток, поступающий в полый корпус 13 через отверстия 14, осуществляет дополнительную перечистку материала и отделяет случайно попавшие на стенки полого корпуса 13 мелкие частицы от крупных частиц и выносит мелкие частицы из устройства через патрубок 17.
Для частиц материала, размер которых меньше заданной величины границы разделения измельченного продукта на фракции (мелкая фракция) воздействие силы аэродинамического сопротивления преобладает над воздействием центробежной силы. Поэтому эти частицы вместе с воздушным потоком перемещаются в верхнюю часть полого корпуса 13 и вместе с воздушным потоком выводятся из устройства через патрубок 17.
Крупность измельченного продукта и границу его разделения на мелкую и крупную фракции конечного продукта регулируют следующим образом.
Изменение расхода воздуха посредством вентилятора позволяет изменять скорость воздушного потока в устройстве.
При увеличении скорости воздушного потока крупность измельчения увеличивается, т.к. увеличивается сила аэродинамического сопротивления, действующая на частицы материала. При уменьшении скорости воздушного потока крупность измельчения уменьшается. Регулирование границы разделения материала на фракции осуществляют путем изменения угла наклона поворотных лопаток 11 относительно вертикальной оси. При увеличении угла наклона граница разделения измельченного продукта на фракции уменьшается, т.к. увеличивается тангенциальная скорость движения воздушного потока с частицами материала и, соответственно, увеличивается центробежная сила, воздействующая на материал. При уменьшении угла наклона поворотных лопаток 11 граница разделения материала на фракции, соответственно, увеличивается.