RU2781608C1

RU2781608C1 - Centrifugal disc grinder

Info

Publication number: RU2781608C1
Application number: RU2022104729A
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Семикопенко; Дмитрий Владимирович Карпачев; Александр Михайлович Акупиян
Filing date: 2022-02-22
Publication date: 2022-10-14

Abstract

FIELD: grinding devices.

SUBSTANCE: invention relates to grinding devices. A centrifugal disc grinder is proposed, containing oppositely rotating upper and lower discs. On the periphery of the upper surface of the lower horizontal disk, inner and outer wear-resistant concentric rings are fixed with uniformly made radial through slots along the circumference of each wear-resistant concentric ring and along its height. On the upper surface of the lower horizontal disk and on the lower surface of the upper inclined disk in the direction of the inner wear-resistant concentric ring, radial blades are attached, which, on the lower horizontal disk, adjoin the end surface to the inner wear-resistant concentric ring, and the working surface of each radial blade is on the same plane with the trailing edge radial through slot of the inner wear-resistant concentric ring in the direction of rotation of the lower horizontal disk. On the lower surface of the upper inclined disk, vertical rectangular plates are fixed along concentric circles.

EFFECT: device provides high efficiency when grinding the product.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для измельчения различных материалов и может быть использовано при производстве строительных материалов, а также в других отраслях промышленности.The invention relates to devices for grinding various materials and can be used in the production of building materials, as well as in other industries.

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.The design of a centrifugal disc grinder is known (Semikopenko I.A., Voronov V.P., Belyaev D.A., Manyakhin A.S. Determination of the power spent on grinding a particle between two conical surfaces // Bulletin of the BSTU named after V.G. Shukhova, 2018, No. 5, pp. 78-81), containing a cylindrical body, inside of which there are two upper and lower discs rotating in opposite directions with a conical working surface.

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. A known design of a centrifugal impact mill (USSR author's certificate for the invention No. 671839, VO2S 13/14, publ. 05.07.1979, bull. No. 25), containing a stepped housing, each subsequent stage in which, counting in the direction of movement of the material, is made of a larger diameter , a stepped rotor with beaters horizontally located in the housing, a loading and unloading branch pipe.

Технической проблемой известных конструкций является низкая эффективность процесса измельчения и низкая тонкость помола.The technical problem of known designs is the low efficiency of the grinding process and the low fineness of grinding.

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.The closest technical solution to the proposed one, adopted as a prototype, is a centrifugal disc grinder (RF Patent for utility model No. 145376, B02 C 13/20, publ. 09/20/2014, bull. No. 26), containing a cylindrical body with loading and unloading nozzles , oppositely rotating flat upper and lower disks with impact elements, the impact elements are made in the form of a spiral, which are directed in opposite directions on the upper and lower disks.

C существенными признаками заявленного изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками и противоположно вращающиеся верхний и нижний диски.With the essential features of the claimed invention coincides with the following set of features of the prototype: a cylindrical body with loading and unloading nozzles and oppositely rotating upper and lower discs.

Однако известное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с отсутствием совмещения измельчения и классификации материала и селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.However, the known device is characterized by low efficiency of the grinding process. This is due to the lack of combination of grinding and classification of the material and the selective effect on the material depending on its size.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет совмещения измельчения и классификации материала и селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.The invention is aimed at improving the efficiency of the grinding process by combining grinding and material classification and selective impact on the material depending on its fineness.

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 периферии верхней поверхности нижнего горизонтального диска жестко закреплены внутреннее и внешнее износостойкие концентрические кольца с равномерно выполненными радиальными сквозными прорезями по длине окружности каждого износостойкого концентрического кольца и по его высоте. Ширина каждой радиальной сквозной прорези во внутренних износостойких концентрических кольцах превышает D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала, а во внешних находится в пределах (0,1...0,5) D_max. На верхней поверхности нижнего горизонтального диска и на нижней поверхности верхнего наклонного диска в направлении внутреннего износостойкого концентрического кольца жестко прикреплены радиальные лопатки, которые на нижнем горизонтальном диске примыкают торцевой поверхностью к внутреннему износостойкому концентрическому кольцу. Рабочая поверхность каждой радиальной лопатки нижнего горизонтального диска находится на одной плоскости с задней кромкой радиальной сквозной прорези внутреннего износостойкого концентрического кольца по направлению вращения нижнего горизонтального диска. На нижней поверхности верхнего наклонного диска по концентрическим окружностям жестко закреплены вертикальные прямоугольные пластины со скошенной рабочей поверхностью по направлению вращения верхнего наклонного диска, расположенные в плане на расстоянии D_max от внутреннего износостойкого концентрического кольца и с технологическим зазором до внешнего износостойкого концентрического кольца. Радиальный зазор между внутренним и внешним износостойким концентрическим кольцом превышает 2D_max. Угол между рабочей поверхностью вертикальной прямоугольной пластины и ее внешней боковой стенкой находится в пределах 20 - 30 градусов. This is achieved by the fact that the centrifugal disc grinder contains a cylindrical body with loading and unloading nozzles, oppositely rotating upper and lower disks. According to the proposed solution, on the periphery of the upper surface of the lower horizontal disk, the inner and outer wear-resistant concentric rings are rigidly fixed with uniformly made radial through slots along the circumference of each wear-resistant concentric ring and along its height. The width of each radial through slot in the inner wear-resistant concentric rings exceeds D _max , where D _max is the maximum particle size of the crushed material, and in the outer ones it is within (0.1...0.5) D _max . On the upper surface of the lower horizontal disk and on the lower surface of the upper inclined disk in the direction of the inner wear-resistant concentric ring, radial blades are rigidly attached, which on the lower horizontal disk adjoin the inner wear-resistant concentric ring with their end surface. The working surface of each radial blade of the lower horizontal disk is on the same plane with the rear edge of the radial through slot of the inner wear-resistant concentric ring in the direction of rotation of the lower horizontal disk. On the lower surface of the upper inclined disk, along concentric circles, vertical rectangular plates with a beveled working surface in the direction of rotation of the upper inclined disk are rigidly fixed, located in the plan at a distance D _max from the inner wear-resistant concentric ring and with a technological gap to the outer wear-resistant concentric ring. The radial clearance between the inner and outer wear-resistant concentric ring exceeds 2D _max . The angle between the working surface of the vertical rectangular plate and its outer side wall is within 20 - 30 degrees.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез измельчителя; на фиг.2 – разрез А-А на фиг. 1 (износостойкие концентрические кольца); на фиг.3 – разрез Б-Б на фиг. 1(радиальные лопатки); на фиг.4 – вид В на фиг. 2 (вертикальные прямоугольные пластины).The essence of the invention is illustrated by the drawing, where figure 1 shows a longitudinal section of the chopper; figure 2 - section A-A in Fig. 1 (wear-resistant concentric rings); figure 3 - section B-B in Fig. 1(radial blades); in Fig.4 - view B in Fig. 2 (vertical rectangular plates).

Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний 4 и нижний 5 диски. Верхний наклонный диск 4 получает вращение от загрузочного патрубка 2, а нижний горизонтальный диск 5 вращается от нижнего вала 6. На периферии верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5 жестко закреплены, например сваркой, внутреннее 7 и внешнее 8 износостойкие концентрические кольца с равномерно выполненными радиальными сквозными прорезями, соответственно, 9 и 10 по длине окружности каждого износостойкого концентрического кольца 7 и 8 и по его высоте. Ширина каждой радиальной сквозной прорези 9 во внутренних износостойких концентрических кольцах 7 превышает D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала, а во внешних износостойких концентрических кольцах 8 ширина каждой радиальной прорези 10 находится в пределах (0,1 ... 0,5) D_max. На нижней поверхности верхнего наклонного диска 4 и на верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5 в направлении внутреннего износостойкого концентрического кольца 7 жестко прикреплены, например сваркой, соответственно радиальные лопатки 11 и 12. Радиальные лопатки 12 на нижнем горизонтальном диске 5 примыкают торцевой поверхностью 13 к внутреннему износостойкому концентрическому кольцу 7. Рабочая поверхность 14 каждой радиальной лопатки 12 нижнего горизонтального диска 5 находится на одной плоскости с задней кромкой 15 радиальной сквозной прорези 9 внутреннего износостойкого концентрического кольца 7 по направлению вращения нижнего горизонтального диска 5. На нижней поверхности верхнего наклонного диска 4 по концентрическим окружностям жестко закреплены, например сваркой, вертикальные прямоугольные пластины 16 со скошенной рабочей поверхностью 17 по направлению вращения верхнего наклонного диска 4, расположенные в плане на расстоянии D_max от внутреннего износостойкого концентрического кольца 7 и с технологическим зазором до внешнего износостойкого концентрического кольца 8. Радиальный зазор между внутренним 7 и внешним 8 износостойким концентрическим кольцом превышает 2D_max. Угол между рабочей поверхностью 17 вертикальной прямоугольной пластины 16 и ее внешней боковой стенкой 18 находится в пределах 20 - 30 градусов. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего наклонного диска 4 за счет пружинной опоры 19.The centrifugal disc grinder contains a cylindrical body 1 with loading 2 and unloading 3 branch pipes, oppositely rotating upper 4 and lower 5 discs. The upper inclined disk 4 receives rotation from the loading pipe 2, and the lower horizontal disk 5 rotates from the lower shaft 6. On the periphery of the upper surface of the lower horizontal disk 5 are rigidly fixed, for example by welding, the inner 7 and outer 8 wear-resistant concentric rings with uniformly made radial through slots , respectively, 9 and 10 along the circumference of each wear-resistant concentric ring 7 and 8 and along its height. The width of each radial through slot 9 in the inner wear-resistant concentric rings 7 exceeds D _max , where D _max is the maximum particle size of the crushed material, and in the outer wear-resistant concentric rings 8 the width of each radial slot 10 is in the range (0.1 ... 0, 5) _Dmax . On the lower surface of the upper inclined disk 4 and on the upper surface of the lower horizontal disk 5 in the direction of the inner wear-resistant concentric ring 7 are rigidly attached, for example by welding, respectively, the radial blades 11 and 12. The radial blades 12 on the lower horizontal disk 5 adjoin the end surface 13 to the inner wear-resistant concentric ring 7. The working surface 14 of each radial blade 12 of the lower horizontal disk 5 is on the same plane with the trailing edge 15 of the radial through slot 9 of the inner wear-resistant concentric ring 7 in the direction of rotation of the lower horizontal disk 5. On the lower surface of the upper inclined disk 4 along concentric circles rigidly fixed, for example, by welding, vertical rectangular plates 16 with a beveled working surface 17 in the direction of rotation of the upper inclined disk 4, located in the plan at a distance D _max from the internal wear-resistant concentrate of the radial ring 7 and with a technological gap to the outer wear-resistant concentric ring 8. The radial clearance between the inner 7 and outer 8 wear-resistant concentric ring exceeds 2D _max . The angle between the working surface 17 of the vertical rectangular plate 16 and its outer side wall 18 is within 20 - 30 degrees. If necessary, it is possible to raise the upper inclined disk 4 due to the spring support 19.

Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в загрузочный патрубок 2, затем в рабочий объем между поверхностями верхнего наклонного 4 и нижнего горизонтального 5 дисков, вращающихся в противоположные стороны соответственно от загрузочного патрубка 2 и нижнего вала 6. Частицы материала попадают на рабочую поверхность 14 радиальных лопаток 12 и измельчаются в вертикальном зазоре между радиальными лопатками 11 и 12 за счет уменьшения вертикального зазора между поверхностями дисков 4 и 5 от центра к их периферии. При этом на частицы действуют в основном ударные нагрузки со стороны радиальных лопаток 11 и 12. Затем частицы направляются с рабочей поверхности 14 радиальных лопаток 12, примыкающих торцевой поверхностью 13 к внутреннему износостойкому концентрическому кольцу 7, в радиальные сквозные прорези 9 внутреннего износостойкого концентрического кольца 7, расположенного на верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5. Перемещаясь вдоль задней кромки 15, на выходе из радиальных сквозных прорезей 9 частицы попадают в рабочее пространство между внутренним 7 и внешним 8 износостойкими концентрическими кольцами нижнего горизонтального диска 5. Здесь на частицы оказывают воздействие вертикальные прямоугольные пластины 16 со скошенной рабочей поверхностью 17, жестко закрепленные на нижней поверхности верхнего наклонного диска 4 и вращающиеся вместе ним в противоположную нижнему горизонтальному диску 5 сторону. Частицы захватываются скошенной рабочей поверхностью 17 вертикальных прямоугольных пластин 16 и за счет сил трения между частицей, скошенной рабочей поверхностью 17 вертикальной прямоугольной пластины 16 и внутренней поверхностью внешнего износостойкого концентрического кольца 8 перемещаются в ограниченном объеме, образованном данными элементами. При этом на частицы материала действуют в основном раздавливающие и истирающие нагрузки. Частицы материала окончательно измельчаются и через радиальные сквозные прорези 10 во внешнем износостойком концентрическом кольце 8 направляются к периферии нижнего горизонтального диска 5, при этом крупные частицы измельчаются до тех пор, пока не пройдут через радиальные сквозные прорези 10. Самые мелкие частицы попадают в радиальный технологический зазор между внешней боковой стенкой 18 вертикальной прямоугольной пластины 16 и внешним износостойким концентрическим кольцом 8 и также направляется в радиальные сквозные прорези 10. Готовые по размеру частицы направляются из периферии нижнего горизонтального диска 5 в сторону разгрузочного патрубка 3. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего наклонного диска 4 при сжатии пружинной опоры 19. Готовый продукт удаляется воздушным потоком из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Так как при перемещении материала от центра к внутреннему износостойкому концентрическому кольцу 7 уменьшается вертикальный зазор между поверхностями дисков 4 и 5, происходит последовательное разрушение частиц материала посредством радиальных лопаток 11 и 12. Для исключения забивания материалом ширина радиальных сквозных прорезей 9 во внутреннем износостойком концентрическом кольце 7 превышает D_max. Ширина радиальных сквозных прорезей 10 во внешнем износостойком концентрическом кольце 8 обеспечивает получение готового продукта с заданной крупностью. Для обеспечения необходимой пропускной способности рабочего пространства между наклонным диском 4 и горизонтальным диском 5 суммарная площадь поперечного сечения радиальных сквозных прорезей 9 и 10 каждого износостойкого концентрического кольца 7 и 8 должна превышать площадь поперечного сечения отверстия загрузочного патрубка 2. Для обеспечения работы дискового измельчителя имеется технологический вертикальный зазор между радиальными лопатками 11 и 12, между нижними торцами вертикальных прямоугольных пластин 16 и верхней рабочей поверхностью нижнего горизонтального диска 5, а также технологический радиальный зазор между внешними торцами вертикальных прямоугольных пластин 16 и внешним износостойким концентрическим кольцом 8. Угол между рабочей поверхностью 17 вертикальной пластины 16 и внешней боковой стенкой 18 обеспечивает захват частицы материала рабочей поверхностью 17 и раздавливание и истирание частицы в рабочем пространстве между рабочей поверхностью 17 и внешним износостойким концентрическим кольцом 8.Centrifugal disc grinder works as follows. The crushed material, for example, limestone with a moisture content of up to 2%, enters the loading pipe 2, then into the working volume between the surfaces of the upper inclined 4 and lower horizontal 5 discs rotating in opposite directions from the loading pipe 2 and the lower shaft 6, respectively. Material particles fall on the working surface 14 of the radial blades 12 and are crushed in the vertical gap between the radial blades 11 and 12 by reducing the vertical gap between the surfaces of the disks 4 and 5 from the center to their periphery. In this case, the particles are mainly affected by shock loads from the radial blades 11 and 12. Then the particles are directed from the working surface 14 of the radial blades 12, adjacent the end surface 13 to the inner wear-resistant concentric ring 7, into the radial through slots 9 of the inner wear-resistant concentric ring 7, located on the upper surface of the lower horizontal disk 5. Moving along the rear edge 15, at the exit from the radial through slots 9, the particles enter the working space between the inner 7 and outer 8 wear-resistant concentric rings of the lower horizontal disk 5. Here, the particles are affected by vertical rectangular plates 16 with a beveled working surface 17, rigidly fixed on the lower surface of the upper inclined disk 4 and rotating together with it in the direction opposite to the lower horizontal disk 5. Particles are captured by the beveled working surface 17 of the vertical rectangular plates 16 and due to friction forces between the particle, the beveled working surface 17 of the vertical rectangular plate 16 and the inner surface of the outer wear-resistant concentric ring 8 move in a limited volume formed by these elements. In this case, crushing and abrasive loads act on the particles of the material. The material particles are finally crushed and through the radial through slots 10 in the outer wear-resistant concentric ring 8 are directed to the periphery of the lower horizontal disk 5, while large particles are crushed until they pass through the radial through slots 10. The smallest particles enter the radial technological gap between the outer side wall 18 of the vertical rectangular plate 16 and the outer wear-resistant concentric ring 8 and are also directed to the radial through slots 10. Particles that are ready in size are directed from the periphery of the lower horizontal disk 5 towards the discharge pipe 3. Indestructible pieces of material are unloaded by raising the upper inclined disk 4 while compressing the spring support 19. The finished product is removed by air from the housing 1 through the discharge pipe 3. Since when the material moves from the center to the inner wear-resistant concentric ring 7, the vertical gap between the surfaces of the disks 4 and 5 decreases, the material particles are sequentially destroyed by means of the radial blades 11 and 12. To prevent clogging with material, the width of the radial through slots 9 in the inner wear-resistant concentric ring 7 exceeds D_max. Width of radial through slots 10 in the outer wear-resistant concentric ring 8 provides a finished product with a given fineness. To ensure the necessary throughput of the working space between the inclined disk 4 and the horizontal disk 5, the total cross-sectional area of the radial through slots 9 and 10 of each wear-resistant concentric ring 7 and 8 must exceed the cross-sectional area of the opening of the feed pipe 2. To ensure the operation of the disk grinder there is a technological vertical gap between the radial blades 11 and 12, between the lower ends of the vertical rectangular plates 16 and the upper working surface of the lower horizontal disk 5, as well as a technological radial gap between the outer ends of the vertical rectangular plates 16 and the outer wear-resistant concentric ring 8. space between the working surface 17 and the outer wear-resistant concentric ring 8.

Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися верхним наклонным 4 и нижним горизонтальным 5 дисками, имеющими соответственно вертикальные прямоугольные пластины 16 и износостойкие концентрические кольца 7 и 8, а также радиально закрепленные лопатки 11 и 12 позволяет обеспечить совмещение измельчения и классификации материала и селективное воздействие на материал в зависимости от его крупности. The design of a centrifugal disc grinder with counter-rotating upper inclined 4 and lower horizontal 5 discs, having respectively vertical rectangular plates 16 and wear-resistant concentric rings 7 and 8, as well as radially fixed blades 11 and 12, makes it possible to provide combination of grinding and material classification and selective impact on the material depending on its fineness.

Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения, тем самым увеличить производительность по готовому классу измельчаемого материала.All of the above will increase the efficiency of the grinding process, thereby increasing the productivity of the finished class of the crushed material.

Claims

Centrifugal disc grinder, containing a cylindrical body with loading and unloading nozzles, oppositely rotating upper and lower discs, characterized in that on the periphery of the upper surface of the lower horizontal disc, inner and outer wear-resistant concentric rings are rigidly fixed with uniformly made radial through slots along the circumference of each wear-resistant concentric ring and along its height, the width of each radial through slot in the inner wear-resistant concentric rings exceeds D _max , where D _max is the maximum particle size of the crushed material, and in the outer ones it is within (0.1-0.5) D _max , by on the upper surface of the lower horizontal disk and on the lower surface of the upper inclined disk in the direction of the inner wear-resistant concentric ring, radial blades are rigidly attached, which, on the lower horizontal disk, adjoin the end surface to the inner wear-resistant blade. oncentric ring, and the working surface of each radial blade of the lower horizontal disk is on the same plane with the rear edge of the radial through slot of the inner wear-resistant concentric ring in the direction of rotation of the lower horizontal disk, on the lower surface of the upper inclined disk along concentric circles, vertical rectangular plates with a beveled working surface in the direction of rotation of the upper inclined disk, located in the plan at a distance D _max from the inner wear-resistant concentric ring and with a technological gap to the outer wear-resistant concentric ring, while the radial clearance between the inner and outer wear-resistant concentric ring exceeds 2D _max , and the angle between the working surface vertical rectangular plate and its outer side wall is within 20-30°.