RU2783236C1

RU2783236C1 - Centrifugal disc grinder

Info

Publication number: RU2783236C1
Application number: RU2022110878A
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Семикопенко; Дмитрий Владимирович Карпачев; Александр Михайлович Акупиян
Filing date: 2022-04-21
Publication date: 2022-11-10

Abstract

FIELD: materials grinding.

SUBSTANCE: invention relates to devices for grinding various materials and can be used in the production of building materials, as well as in other industries. The centrifugal disc grinder contains a cylindrical body 1 with loading 2 and unloading 3 branch pipes, oppositely rotating upper 4 and lower 5 disks. The upper disk 4 consists of a conical ring 7 rigidly attached to the lower end 8 of the loading pipe 2, and a horizontal ring 9 rigidly attached to the outer ends 10 of the conical ring 7. A spreading cone 12 with vertical blades 11 is rigidly fixed to the lower surface of the conical ring 7 by means of vertical blades 11 angle β of the slope of the upper surface, exceeding the angle α of the natural repose of the material. Impact hammers 13 are hinged in the center of the upper surface of the lower horizontal disk 5. The minimum distance between the lower surface of the conical ring 7 and the upper surface of the spreading cone 12 exceeds 2D_max, where D_max is the maximum particle size of the crushed material. On the upper working surface of the lower horizontal disk 5 and on the lower working surface of the horizontal ring 9, radial ribs 14 and 15 are rigidly fixed, the vertical gap between which decreases from D_max in the central part to (0.1 ... 0.5) D_max, at the periphery disks 4 and 5. Wear-resistant plates 16 are rigidly attached to the vertical blades 11 in the direction of their rotation.

EFFECT: grinder provides an increase in the efficiency of the grinding process.

1 cl, 3 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 предварительного измельчения 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 absence of preliminary grinding of the material and the selective effect on the material depending on its size.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения за счет предварительного измельчения материала и селективного воздействия на материал в зависимости от его крупности.The invention is aimed at increasing the efficiency of the grinding process due to the preliminary grinding of the material and the selective effect on the material depending on its size.

Это достигается тем, что центробежный дисковый измельчитель, содержит цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся верхний и нижний диски. Согласно предложенному решению, верхний диск состоит из конического кольца, жестко прикрепленного к нижнему торцу загрузочного патрубка, и горизонтального кольца, жестко прикрепленного к внешним торцам конического кольца. К нижней поверхности конического кольца посредством вертикальных лопаток, симметрично расположенных в плане, жестко прикреплен разбрасывающий конус с углом наклона верхней поверхности, превышающем угол естественного откоса материала. В центре верхней поверхности нижнего горизонтального диска шарнирно закреплены ударные молотки. Минимальное расстояние между нижней поверхностью конического кольца и верхней поверхностью разбрасывающего конуса превышает 2D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. На верхней рабочей поверхности нижнего горизонтального диска и на нижней рабочей поверхности горизонтального кольца жестко закреплены радиальные ребра, вертикальный зазор между которыми уменьшается от центра к периферии дисков от D_max до (0,1 ... 0,5) D_max. Радиальная длина ударных молотков равна радиальному размеру вертикальных лопаток. Ударные молотки по высоте расположены между нижними торцами вертикальных лопаток и верхней поверхностью нижнего диска с технологическими зазорами. К вертикальным лопаткам жестко прикреплены износостойкие плиты по направлению их вращения. 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 discs. According to the proposed solution, the upper disk consists of a conical ring rigidly attached to the lower end of the loading pipe, and a horizontal ring rigidly attached to the outer ends of the conical ring. A spreading cone is rigidly attached to the lower surface of the conical ring by means of vertical blades symmetrically located in the plan, with the angle of inclination of the upper surface exceeding the angle of repose of the material. Impact hammers are pivotally fixed in the center of the upper surface of the lower horizontal disk. The minimum distance between the lower surface of the conical ring and the upper surface of the spreading cone exceeds 2D _max , where D _max is the maximum particle size of the crushed material. On the upper working surface of the lower horizontal disk and on the lower working surface of the horizontal ring, radial ribs are rigidly fixed, the vertical gap between which decreases from the center to the periphery of the disks from D _max to (0.1 ... 0.5) D _max . The radial length of impact hammers is equal to the radial size of the vertical blades. Percussion hammers are located in height between the lower ends of the vertical blades and the upper surface of the lower disk with technological gaps. Wear-resistant plates are rigidly attached to the vertical blades in the direction of their rotation.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен продольный разрез измельчителя; на фиг. 2 – разрез А-А на фиг. 1 (разбрасывающий конус и ударные молотки); на фиг. 3 – разрез Б-Б на фиг. 1 (коническое кольцо и вертикальные лопатки).The essence of the invention is illustrated by the drawing, where in Fig. 1 shows a longitudinal section of the chopper; in fig. 2 - section A-A in Fig. 1 (spreading cone and impact hammers); in fig. 3 - section B-B in Fig. 1 (conical ring and vertical blades).

Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний 4 и нижний 5диски. Верхний диск 4 получает вращение от загрузочного патрубка 2, а нижний горизонтальный диск 5 вращается от нижнего вала 6. Верхний диск состоит из конического кольца 7, жестко прикрепленного, например сваркой, к нижнему торцу 8 загрузочного патрубка 2, и горизонтального кольца 9, жестко прикрепленного, например сваркой, к внешним торцам 10 конического кольца 7. К нижней поверхности конического кольца 7 посредством вертикальных лопаток 11 жестко закреплен, например сваркой, разбрасывающий конус 12 с углом β наклона верхней поверхности, превышающем угол α естественного откоса материала. В центре верхней поверхности нижнего горизонтального диска 5 шарнирно закреплены ударные молотки 13. Минимальное расстояние между нижней поверхностью конического кольца 7 и верхней поверхностью разбрасывающего конуса 12 превышает 2D_max, где D_max – максимальный размер частиц измельчаемого материала. На верхней рабочей поверхности нижнего горизонтального диска 5 и на нижней рабочей поверхности горизонтального кольца 9 жестко закреплены, например сваркой, радиальные ребра, соответственно, 14 и 15, вертикальный зазор между которыми уменьшается от D_max в центральной части до (0,1 ... 0,5) D_max на периферии дисков 4 и 5. К вертикальным лопаткам 11 жестко прикреплены, например сваркой, износостойкие плиты 16 по направлению их вращения. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего наклонного диска 4 за счет пружинной опоры 17.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 disk 4 receives rotation from the boot pipe 2, and the lower horizontal disk 5 rotates from the lower shaft 6. The upper disk consists of a conical ring 7, rigidly attached, for example by welding, to the lower end 8 of the boot pipe 2, and a horizontal ring 9, rigidly attached , for example by welding, to the outer ends 10 of the conical ring 7. To the lower surface of the conical ring 7 by means of vertical blades 11 is rigidly fixed, for example by welding, the spreading cone 12 with the angle β of the upper surface exceeding the angle α of the natural repose of the material. Impact hammers 13 are pivotally fixed in the center of the upper surface of the lower horizontal disk 5. The minimum distance between the lower surface of the conical ring 7 and the upper surface of the spreading cone 12 exceeds 2D _max , where D _max is the maximum particle size of the crushed material. On the upper working surface of the lower horizontal disk 5 and on the lower working surface of the horizontal ring 9, radial ribs 14 and 15, respectively, are rigidly fixed, for example by welding, the vertical gap between which decreases from D _max in the central part to (0.1 ... 0.5) D _max on the periphery of the disks 4 and 5. To the vertical blades 11 are rigidly attached, for example by welding, wear-resistant plates 16 in the direction of their rotation. If necessary, it is possible to raise the upper inclined disk 4 due to the spring support 17.

Центробежный дисковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал, например известняк влажностью до 2%, попадает в загрузочный патрубок 2. Из загрузочного патрубка 2 материал направляется в рабочее пространство между нижней поверхностью конического кольца 7, прикрепленного к нижнему торцу 8 загрузочного патрубка 2, и верхней поверхностью разбрасывающего конуса 12. Так как разбрасывающий конус 12 посредством вертикальных лопаток 11 прикреплен к нижней поверхности конического кольца 7, то разбрасывающий конус 12 вращается от загрузочного патрубка 2 совместно с коническим кольцом 7 и вертикальными лопатками 11. Частицы материала попадают на рабочую поверхность вертикальных лопаток 11, разгоняются и вылетают в направлении ударных молотков 13, вращающихся с нижним диском 5 в противоположном направлении. Достигнув зоны действия ударных молотков 13, частицы измельчаются в зазоре между нижними торцами вертикальных лопаток 11 и верхней поверхностью ударных молотков 13. При этом на частицы действуют в основном ударные, раздавливающие и истирающие нагрузки со стороны износостойких плит 16, прикрепленных к вертикальным лопаткам 11, и ударных молотков 13. Частицы измельчаются до тех пор, пока они не пройдут в вертикальный зазор между нижней поверхностью горизонтального кольца 9, прикрепленного к внешним торцам 10 конического кольца 7, и верхней поверхностью нижнего диска 5, вращающегося на нижнем валу 6. Перемещаясь вдоль верхней поверхности нижнего диска 5, частицы окончательно измельчаются в вертикальном зазоре между радиальными ребрами 14 м 15, который уменьшается от D_max в центральной части до (0,1 ... 0,5) D_max на периферии дисков 4 и 5. При этом на частицы материала действуют в основном ударные и истирающие нагрузки. Частицы материала направляются к периферии нижнего горизонтального диска 5 в сторону разгрузочного патрубка 3. Недробимые куски материала разгружаются за счет поднятия верхнего диска 4 при сжатии пружинной опоры 17. Готовый продукт удаляется воздушным потоком из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3. Для исключения забивания материалом рабочего пространства между нижней поверхностью конического кольца 7 и верхней поверхностью разбрасывающего конуса 12 минимальное расстояние между ними превышает 2D_max. Для обеспечения работы дискового измельчителя имеется технологический вертикальный зазор между нижними торцами вертикальных лопаток 11 и верхней поверхностью ударных молотков 13, а также между нижней поверхностью ударных молотков 13 и верхней поверхностью нижнего горизонтального диска 5. Для обеспечения интенсивного движения частиц в направлении ударных молотков 13 угол наклона β верхней поверхности разбрасывающего конуса 12 превышает угол α естественного откоса материала. Так как при перемещении материала в сторону периферии уменьшается вертикальный зазор между радиальными ребрами 14 и 15 дисков 4 и 5, происходит последовательное разрушение частиц материала. Конструкция центробежного дискового измельчителя с противоположно вращающимися верхним диском 4 и нижним горизонтальным 5 дисками, имеющими соответственно вертикальные лопатки 11 и ударные молотки 13, а также радиальные ребра 14 и 15, позволяет обеспечить предварительное измельчение материала и селективное воздействие на материал в зависимости от его крупности.Centrifugal disc grinder works as follows. The crushed material, such as limestone with a moisture content of up to 2%, falls in loading pipe 2. From the loading pipe 2, the material is directed into the working space between the lower surface of the conical ring 7 attached to the lower end 8 of the loading pipe 2, and the upper surface of the spreading cone 12. Since the spreading cone 12 is attached to the lower surface of the conical rings 7, then the spreading cone 12 rotates from the loading pipe 2 together with the conical ring 7 and vertical blades 11. Material particles fall on the work surface vertical blades 11, accelerate and fly out in the direction of impact hammers 13, rotating with the lower disk 5 in the opposite direction. Having reached the zone of impact hammers 13, the particles are crushed in the gap between the lower ends of the vertical blades 11 and the upper surface of the impact hammers 13. In this case, the particles are mainly affected by shock, crushing and abrasion loads from wear-resistant plates 16 attached to vertical blades 11 and impact hammers 13. The particles are crushed until they pass into the vertical gap between the lower surface of the horizontal ring 9, attached to the outer ends 10 of the conical ring 7, and the upper surface of the lower disk 5, rotating on the lower shaft 6. Moving along the upper surface of the lower disk 5, the particles are finally crushed in the vertical gap between the radial ribs 14 m 15, which decreases from D_max in the central part up to (0.1 ... 0.5) D_max on the periphery of disks 4 and 5.In this case, the particles of the material are mainly affected by shock and abrasion loads..Material particles are directed to the periphery of the lower horizontal disc 5 towards the discharge pipe 3. Indestructible pieces of material are unloaded by raising the upper disk 4 when the spring support 17 is compressed. The finished product is removed by the air flow from the housing 1 through the discharge pipe 3. To prevent clogging of the working space between the lower surface of the conical ring 7 and the upper surface of the spreading cone 12, the minimum distance between them exceeds 2D_max. To ensure the operation of the disc grinder, there is a technological vertical gap between the lower ends of the vertical blades 11 and the upper surface of the impact hammers 13, as well as between the bottom surface of the impact hammers 13 and the upper surface of the lower horizontal disc 5. material slope. Since when moving the material towards the periphery, the vertical gap between radial ribs 14 and 15 of the disks 4 and 5, there is a consistent destruction of the particles of the material. The design of a centrifugal disc grinder with counter-rotating upper disc 4 and lower horizontal discs 5, having vertical blades 11 and impact hammers 13, respectively, as well as radial ribs 14 and 15, allows for preliminary grinding of the material and selective effect 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 the upper disc consists of a conical ring rigidly attached to the lower end of the loading nozzle, and a horizontal ring rigidly attached to the outer ends of the conical ring , a spreading cone is rigidly attached to the lower surface of the conical ring by means of vertical blades, symmetrically located in plan, with an angle of inclination of the upper surface exceeding the angle of repose of the material, impact hammers are pivotally fixed in the center of the upper surface of the lower horizontal disk, the minimum distance between the lower surface of the conical ring and the upper surface of the spreading cone exceeds 2D _max , where D _max is the maximum particle size of the crushed material, on the upper working surface of the lower horizontal disk and on the lower working surface of the horizon radial ribs are rigidly fixed in the steel ring, the vertical gap between which decreases from the center to the periphery of the disks from D _max to (0.1 ... 0.5) D _max , the radial length of the impact hammers is equal to the radial size of the vertical blades, the impact hammers are located in height between the lower ends of the vertical blades and the upper surface of the lower disk with technological gaps, while wear-resistant plates are rigidly attached to the vertical blades in the direction of their rotation.