ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МЕЛЬНИЦА
CENTRIFUGAL MILL

Изобретение относится к устройствам для измельчения различных материалов и может быть использовано при производстве строительных материалов, а также в других отраслях промышленности.
Известна конструкция центробежной ударной мельницы, 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 (Авторское свидетельство СССР на изобретение №671839, B02C 13/14, опубл. 05.07.1979, бюлл. №25).
Известна также центробежная мельница селективного измельчения, содержащая корпус с загрузочным патрубком на его крышке и выгрузочным патрубком, а также установленный в нем ротор с разгонными лопатками (Авторское свидетельство СССР на изобретение №952321, B02C 7/08, опубл. 23.08.1982, бюлл. №31).
Недостатками известных конструкций является низкая эффективность процесса измельчения и низкая тонкость помола.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является центробежная мельница (Патент РФ на изобретение №2567522, B02C 13/26, опубл. 10.11. 2015, бюлл. №31), содержащая два корпуса, размещенных в одной плоскости и соединенных между собой тангенциальным каналом, общим для обоих корпусов, в каждом корпусе имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия канала ротор, на котором закреплены разгонные лопатки, в тангенциальном канале имеется выгрузочный патрубок, равноудаленный от осей вращения роторов, загрузочные патрубки в каждом корпусе для подачи измельчаемого материала расположены на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора с центром на вертикальной оси последнего, на нижнем торце каждого загрузочного патрубка имеется наклонный срез под углом 45°, каждая разгонная лопатка имеет вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка с обеспечением технологического зазора, боковые стенки тангенциального канала сходятся в плоскости симметрии мельницы, угол между сходящимися стенками составляет 120-150°.
С существенными признаками заявленного изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: два корпуса, размещенных в одной плоскости и соединенных между собой тангенциальным каналом. В каждом корпусе имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия канала ротор, на котором закреплены разгонные лопатки. В тангенциальном канале имеется выгрузочный патрубок, равноудаленный от осей вращения роторов. Загрузочные патрубки в каждом корпусе для подачи измельчаемого материала расположены на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора с центром на вертикальной оси последнего. На нижнем торце каждого загрузочного патрубка имеется наклонный срез под углом 45°. Каждая разгонная лопатка имеет вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка с обеспечением технологического зазора. Боковые стенки тангенциального канала сходятся в плоскости симметрии мельницы. Угол между сходящимися стенками составляет 120-150°.
Несмотря на то, что в данной конструкции относительная скорость движения измельчаемого материала составляет более 300 м/с, имеет место низкая эффективность помола материала в тангенциальном канале. Это обусловлено полидисперсным составом встречных потоков частиц измельчаемого материала, сходящих с роторов. Мелкие частицы, находящиеся в потоке, оказывают демпфирующее воздействие при лобовом соударении более крупных частиц, что снижает эффективность измельчения.
Задачей изобретения является повышение эффективности процесса измельчения за счет разделения потоков частиц материала в зависимости от их крупности перед их соударением в тангенциальном канале.
Это достигается тем, что центробежная мельница содержит два корпуса, размещенных в одной плоскости и соединенных между собой тангенциальным каналом, боковые стенки которого сходятся в плоскости симметрии мельницы под углом 120-150°. В каждом корпусе имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия канала ротор, на котором закреплены разгонные лопатки. В тангенциальном канале имеется выгрузочный патрубок, равноудаленный от осей вращения роторов. Загрузочные патрубки в каждом корпусе для подачи измельчаемого материала расположены на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора с центром на вертикальной оси последнего. На нижнем торце каждого загрузочного патрубка имеется наклонный срез под углом 45°. Каждая разгонная лопатка имеет вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка с обеспечением технологического зазора. В предложенном решении каждый загрузочный патрубок в нижней части включает наклонный и горизонтальный участки, нижняя точка выходного отверстия которого находится на уровне верхней плоскости каждого ротора, который имеет кольцевую канавку с шириной, соответствующей ширине горизонтального и наклонного участков загрузочного патрубка с обеспечением технологического зазора, перед каждой прямолинейной разгонной лопаткой по направлению вращения ротора жестко закреплен плоский угловой сектор, образующий прямолинейный радиальный уступ от кольцевой канавки к выходному торцу ротора, длина прямолинейной разгонной лопатки больше длины прямолинейного радиального уступа в 1,2…1,5 раза, а ее высота - в 2…10 раз.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен продольный разрез А-А на фиг. 2 (центробежная мельница); на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг. 1 (поперечный разрез центробежной мельницы); на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 2 (загрузочный патрубок).
Центробежная мельница содержит два корпуса 1, размещенных в одной плоскости и соединенных между собой тангенциальным каналом 2, общим для обоих корпусов 1. Боковые стенки тангенциального канала 2 сходятся в плоскости симметрии мельницы. Угол между сходящимися стенками составляет 120-150°.
В каждом корпусе 1 имеется выполненный с возможностью вращения в направлении соответствующего выходного отверстия канала ротор 3, на котором закреплены разгонные лопатки 4. В тангенциальном канале 2 имеется выгрузочный патрубок 5, равноудаленный от осей вращения роторов 3. Загрузочные патрубки 6 в каждом корпусе 1 для подачи измельчаемого материала расположены на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов 3 и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора 3 с центром на вертикальной оси последнего. Каждая прямолинейная разгонная лопатка 4 имеет вырез, соответствующий профилю загрузочного патрубка 6 с обеспечением технологического зазора. На нижнем торце каждого загрузочного патрубка 6 имеется наклонный срез 7 под углом 45°. Каждый загрузочный патрубок 6 в нижней части включает наклонный 8 и горизонтальный 9 участки. Нижняя точка выходного отверстия горизонтального 9 участка загрузочного патрубка 6 находится на уровне верхней плоскости каждого ротора 3. Каждый ротор 3 имеет кольцевую канавку 10 с шириной, соответствующей ширине горизонтального 9 и наклонного 8 участков загрузочного патрубка 6 с обеспечением технологического зазора. Перед каждой прямолинейной разгонной лопаткой 4 по направлению вращения ротора 3 жестко, например сваркой, закреплен плоский угловой сектор 11. Плоский угловой сектор 11 образует прямолинейный радиальный уступ 12 от кольцевой канавки 10 к выходному торцу ротора 3, длина прямолинейной разгонной лопатки 4 больше длины прямолинейного радиального уступа 12 в 1,2…1,5 раза, а ее высота - в 2…10 раз.
Между выходным торцом каждого ротора 3 и внутренней поверхностью корпуса 1 имеется технологический зазор, обеспечивающий вращение ротора 3.
Центробежная мельница работает следующим образом.
Измельчаемый материал, например известняк, через загрузочные патрубки 6, меняя вертикальное направление движения на наклонное и горизонтальное, одновременно подается на роторы 3. Так как нижняя точка выходного отверстия горизонтального 9 участка загрузочного патрубка 6 находится на уровне верхней плоскости каждого ротора 3, частицы материала достигают верхней плоскости каждого ротора 3. Ввиду того, что загрузочные патрубки 6 смещены относительно осей вращения роторов 3, измельчаемый материал в каждый промежуток времени попадает только на один из прямолинейных радиальных уступов 12. Мелкие частицы перемещаются вдоль прямолинейного радиального уступа 12 меньшей длины и направляются в тангенциальный канал 2. Крупные частицы преодолевают прямолинейный радиальный уступ 12 и перемещаются вдоль прямолинейных разгонных лопаток 4 большей длины. Так как время движения мелких частиц вдоль прямолинейных радиальных уступов 12 меньше времени движения крупных частиц вдоль прямолинейных разгонных лопаток 4, мелкие частицы отрываются от горизонтальных роторов 3 раньше крупных и направляются в тангенциальный канал 2 под углом к прямой, проходящей через центры вращения роторов 3. Крупные частицы отрываются от горизонтальных роторов 3 позже мелких частиц и направляются в тангенциальный канал 2 во встречных потоках, расположенных на одной оси. При этом в зависимости от свойств и размера измельчаемого материала расположение загрузочных патрубков 6 на дуге окружности, равной 50…280°, считая от прямой, проходящей через центры вращения роторов 3 и радиусом, равным 1/4…3/4 радиуса ротора 3 с центром на вертикальной оси последнего.
Форма загрузочных патрубков 6 и расположение их нижних кромок в кольцевых канавках 10 роторов 3 обеспечивает горизонтальное направление движения частиц на выходе из загрузочных патрубков 6 и достижение каждой частицей верхней поверхности роторов 3 при любой их частоте вращения. Для предотвращения забивания загрузочного патрубка 6 материалом между его вертикальным участком и горизонтальным участком 9 расположен наклонный участок 8. Для предотвращения заклинивания частиц материала на нижнем торце каждого загрузочного патрубка имеется наклонный срез 7 под углом 45°. Скорость крупных частиц, направляемых навстречу друг другу из корпусов 1 в тангенциальный канал 2, превышает скорость разрушения частицы материала, в результате чего происходит их эффективное измельчение. Мелкие частицы измельчаются путем касательных соударений в пересекающихся потоках в тангенциальном канале 2. Координаты загрузочных патрубков 6 определены исходя из условия отрыва крупных частиц от прямолинейных разгонных лопаток 4 и их движения во встречных направлениях в тангенциальном канале 2. Частицы измельченного материала из тангенциального канала 2 направляются в выгрузочный патрубок 5.
Наличие кольцевых канавок 10 на верхней поверхности роторов 3, в которых находятся нижние кромки горизонтальных 9 участков загрузочных патрубков 6, обеспечивает первоначальную загрузку всех частиц на поверхность прямолинейных радиальных уступов 12, образованных плоскими угловыми секторами 11 и верхней поверхностью роторов 3.
Наличие плоских угловых секторов 11, жестко закрепленных перед прямолинейными разгонными лопатками 4 по направлению вращения ротора 3 в сочетании с остальными элементами обеспечивает разделение частиц материала по крупности перед их отрывом от роторов 3 и измельчение мелких частиц в пересекающихся потоках и лобовые соударения крупных частиц во встречных потоках в тангенциальном канале 2, что повышает эффективность процесса измельчения.