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; Семикопенко И.А., Фадин Ю.М., Горбань Т.Л., Трофимов И.О. Условие преодоления частицей материала радиально расположенного барьера, закрепленного на горизонтальном роторе // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2015. №1. С.78-79), содержащего цилиндрический корпус, внутри которого расположены два вращающихся в противоположных направлениях верхний и нижний диски с 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 классификации материала по крупности при его движении от центра дисков к периферии, а также с отсутствием селективного воздействия на материал.
Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет классификации материала по крупности при его движении от центра дисков к периферии, а также селективного воздействия на материал.
Это достигается тем, что центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски.
max
max
max
max
max
Согласно предложенному решению на нижней конической поверхности верхнего наклонного диска жестко закреплены радиальные ребра. На верхней поверхности нижнего горизонтального диска противоположно направлению его вращения последовательно и жестко закреплены радиальные и криволинейные ребра. Вертикальный зазор между нижней конической поверхностью верхнего наклонного диска и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска равномерно уменьшается от центра дисков к их периферии от (1,1...1,2)Dдо (0,1...0,5)D, где D - максимальный размер частиц измельчаемого материала. Между ребрами двух дисков имеется вертикальный технологический зазор, а их высота уменьшается к периферии пропорционально уменьшению вертикального зазора между поверхностями верхнего наклонного и нижнего горизонтального дисков. Между смежными боковыми поверхностями соответствующего радиального и криволинейного ребра на верхней поверхности нижнего горизонтального диска выполнено углубление с минимальной шириной, превышающей 2D, и высотой, равной (0,1...0,2) D, перед которым в центре нижнего горизонтального диска жестко закреплены дугообразные ограничители, высота которых равна высоте радиальных и криволинейных ребер, а радиус равен внутреннему радиусу загрузочного патрубка.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез измельчителя; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (дугообразный ограничитель); на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1 (радиальные ребра верхнего диска); на фиг.4 - разрез В-В на фиг.2 (углубление).
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 диски. Верхний диск 4 вращается от загрузочного патрубка 2, а нижний диск 5 вращается от нижнего вала 6. На нижней конической поверхности 7 верхнего наклонного диска 4 жестко закреплены, например сваркой, радиальные ребра 8. На верхней поверхности 9 нижнего горизонтального диска 5 противоположно направлению его вращения последовательно и жестко закреплены, например сваркой, радиальные 10 и криволинейные 11 ребра. Вертикальный зазор между нижней конической поверхностью 7 верхнего наклонного диска 4 и верхней поверхностью 9 нижнего горизонтального диска 5 равномерно уменьшается от центра дисков 4 и 5 к их периферии от (1,1...1,2)Dдо (0,1...0,5)D, где D - максимальный размер частиц измельчаемого материала. Между ребрами 8 и 10, 11 двух дисков 4 и 5 имеется вертикальный технологический зазор, а их высота уменьшается к периферии пропорционально уменьшению вертикального зазора между нижней поверхностью 7 верхнего наклонного диска 4 и верхней поверхностью 9 нижнего горизонтального диска 5. Между смежными боковыми поверхностями соответствующего радиального 10 и криволинейного 11 ребра на верхней поверхности 9 нижнего горизонтального диска 5 выполнено углубление 12 с минимальной шириной, превышающей 2D, и высотой, равной (0,1...0,2) D, перед которым в центре нижнего горизонтального диска 5 жестко закреплены, например сваркой, дугообразные ограничители 13, высота которых равна высоте радиальных 10 и криволинейных 11 ребер, а радиус равен внутреннему радиусу загрузочного патрубка 2. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего наклонного диска 4 за счет пружинной опоры 14.
max
Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в загрузочный патрубок 2, затем в рабочий объем между верхней поверхностью 9 нижнего горизонтального диска 5 и нижней поверхностью 7 верхнего наклонного диска 4, вращающихся в противоположные стороны соответственно от нижнего вала 6 и загрузочного патрубка 2. Частицы материала направляются на верхнюю поверхность 9 нижнего горизонтального диска 5,огибаютдугообразные ограничители 13 и попадают на рабочую поверхность радиальных ребер 10 данного диска.Частицы материала захватываются радиальными ребрами 10 нижнего горизонтального диска 5 и перемещаются вдоль их рабочей поверхности.При этом крупные частицы, преодолевая барьер радиальных ребер 10 нижнего горизонтального диска 5 за счет силы Кориолиса, направляются в углубления 12и захватываются задней криволинейной боковой стенкой данногоуглубления 12 по направлению вращения нижнего диска 5.При этом задняя криволинейная боковая стенка углубления 12 совпадает с криволинейной рабочей поверхностью следующего криволинейного ребра 11. Таким образом, осуществляется классификация материала по крупности при движении частиц от центра дисков 4 и 5 к их периферии.Одновременно происходит разрушение мелких частиц в вертикальном технологическом зазоре между передним радиальным ребром 10 нижнего горизонтального диска 5 и радиальным ребром 8, жестко закрепленным на нижней поверхности 7 верхнего наклонного диска 4.Разрушение крупных частиц происходит при их движении в направлении периферии дисков 4 и 5 вдоль задней криволинейной боковой стенки углубления 12, так как крупные частицы не могут преодолеть вертикальный барьер, представляющий собой высоту углубления 12 и высоту криволинейного ребра 11.Разрушение крупных частиц также происходит в вертикальном технологическом зазоре между криволинейным ребром 11 нижнего горизонтального диска 5 и радиальным ребром 8 верхнего наклонного диска 4.Разрушение мелких и крупных частиц осуществляется между противоположно вращающимися наклонным 4 и горизонтальным 5 дисками за счет нагрузок на срез, раздавливание и истирание.Так как частицы при движении от центра дисков 4 и 5 к их периферии уменьшаются в размерах соответственно, уменьшается высота радиальных ребер 8, а также радиальных ребер 10 и криволинейных ребер 11. Так как длина криволинейных ребер 11 превышает длину радиальных ребер 10, то крупные частицы проходят от центра дисков 4 и 5 к их периферии большее расстояние и находятся в рабочем объеме большее время. При большем времени нахождения в рабочем объеме, крупные частицы воспринимают большее число воздействий со стороны криволинейных 11 и радиальных 10 и 8 ребер нижнего 5 и верхнего 4 дисков. Это соответствует задаче получения однородного по крупности продукта при измельчении крупных и мелких частиц. При достижении необходимого размера частицы материала направляются в сторону периферии нижнего горизонтального диска 5. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего наклонного диска 4 при сжатии пружинной опоры 14. Готовый продукт выносится воздушным потоком из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Для исключения забивания материалом зазоров между попарно закрепленными радиальными 10 и криволинейными 11 ребрами минимальное расстояние между ними на нижнем горизонтальном диске 5 превышает 2D. Для исключения попадания полидисперсного измельчаемого материала из центра нижнего горизонтального диска 5 в углубления 12 перед данными углублениями на нижнем горизонтальном диске 5 жестко закреплены дугообразные ограничители 13.
Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися верхним наклонным и нижним горизонтальным дисками с радиальными и криволинейными ребрами, а также с углублениями на нижнем горизонтальном диске позволяет обеспечить классификацию материала по крупности при его движении от центра дисков к периферии, а также селективное воздействие на измельчаемый материал.Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения, тем самым увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала.