RU2786445C1

RU2786445C1 - Centrifugal disc grinder

Info

Publication number: RU2786445C1
Application number: RU2022110270A
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Семикопенко; Дмитрий Владимирович Карпачев; Александр Михайлович Акупиян
Filing date: 2022-04-15
Publication date: 2022-12-21

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 4 and lower 5 discs have a conical working surface with an angle β of the inclination of the generatrix to the horizon, exceeding the angle α of the natural repose of the material. On the lower working surface 6 of the upper disk 4, vertical gratings 7 with vertical trapezoidal holes 8 with a large outer base are rigidly fixed along concentric circles, an intermediate disk 10 with radial blades 11 is rigidly attached to the lower ends 9 of the vertical gratings 7 parallel to the upper 4, the working surface of which coincides with the rear edge of 12 vertical trapezoidal holes 8 in the direction of rotation of the upper disk 4, in the intermediate disk 10 in front of each vertical trapezoidal hole 8, holes 13 are made along concentric circles in the form of arcuate sectors with a radial size exceeding Dmax, where Dmax is the maximum size particles of the starting material. Vertical bar fenders 14 are rigidly attached to the lower surface along concentric circles. On the upper working surface of the lower disk 5, from the center towards the periphery, radial accelerating blades 15 are rigidly fixed with impact hammers 16 on the periphery of each accelerating blade 15 located under the corresponding vertical arcuate holes 13. Between the outer ends of the impact hammers 16 and bar chippers 14 there is a technological gap. The vertical clearance between the upper disk 4 and the intermediate disk 10, as well as between the intermediate disk 10 and the lower disk 5, exceeds 2Dmax. The size of the smaller base of the vertical trapezoidal hole 8 and the gap between adjacent bars of vertical bar fenders 14 decreases from the center of discs 4 and 5 to their periphery from Dmax to (0.1…0.5)Dmax.

EFFECT: invention is aimed at improving the efficiency of the grinding process and productivity of the finished product.

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 ротора в виде дисков с конической рабочей поверхностью. A well-known design of a centrifugal disc grinder (Semikopenko I.A., Voronov V.P., Belyaev D.A., Manyakhin A.S. Determination of the power expended 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 rotors rotating in opposite directions in the form of discs with a conical working surface.

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, ВО2С 13/14, опубл. 05.07.1979, бюл. № 25).A well-known design of a centrifugal impact mill 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 pipe (USSR Author's certificate for the invention No. 671839, VO2C 13 /14, published on July 5, 1979, Bulletin No. 25).

Недостатками известной конструкции является низкая эффективность процесса измельчения и низкая тонкость помола.The disadvantages of the known design 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 данное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения. Это связано с отсутствием совмещения помола и классификации материала в корпусе измельчителя и низкой производительностью по готовому продукту.However, this device is characterized by low efficiency of the grinding process. This is due to the lack of combination of grinding and material classification in the grinder body and low productivity of the finished product.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса измельчения и производительности по готовому продукту за счет совмещения помола и классификации материала.The invention is aimed at improving the efficiency of the grinding process and the productivity of the finished product by combining grinding and material classification.

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 и нижний диски имеют коническую рабочую поверхность с углом наклона образующей к горизонту, превышающем угол естественного откоса материала. На нижней рабочей поверхности верхнего диска жестко закреплены по концентрическим окружностям вертикальные решетки с вертикальными трапецеидальными отверстиями с большим наружным основанием, к нижним торцам вертикальных решеток параллельно верхнему жестко прикреплен промежуточный диск с радиальными лопастями, рабочая поверхность которых совпадает с задней кромкой вертикальных трапецеидальных отверстий по направлению вращения верхнего диска, в промежуточном диске перед каждым вертикальным трапецеидальным отверстием по концентрическим окружностям выполнены отверстия в виде дугообразных секторов радиальным размером, превышающим D_max, где D_max- максимальный размер частиц исходного материала. К нижней поверхности жестко прикреплены по концентрическим окружностям вертикальные прутковые отбойники. На верхней рабочей поверхности нижнего диска от центра в сторону периферии жестко закреплены радиальные разгонные лопатки с ударными молотками на периферии каждой разгонной лопатки, расположенными под соответствующими вертикальными дугообразными отверстиями. Между внешними торцами ударных молотков и прутковыми отбойниками имеется технологический зазор. Вертикальный зазор между верхним диском и промежуточным диском, а также между промежуточным диском и нижним диском превышает 2D_max. Размер меньшего основания вертикального трапецеидального отверстия и зазор между смежными прутками вертикальных прутковых отбойников уменьшается от центра дисков к их периферии от D_max до (0,1…0,5)D_max.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, the upper and lower disks have a conical working surface with an inclination angle of the generatrix to the horizon exceeding the angle of repose of the material. On the lower working surface of the upper disk, vertical gratings with vertical trapezoidal holes with a large outer base are rigidly fixed along concentric circles, an intermediate disk with radial blades is rigidly attached to the lower ends of the vertical gratings parallel to the upper one, the working surface of which coincides with the rear edge of the vertical trapezoidal holes in the direction of rotation the upper disk, in the intermediate disk in front of each vertical trapezoidal hole along concentric circles, holes are made in the form of arcuate sectors with a radial size exceeding D _max , where D _max is the maximum particle size of the source material. Vertical bar fenders are rigidly attached to the lower surface along concentric circles. On the upper working surface of the lower disc from the center towards the periphery, radial accelerating blades are rigidly fixed with impact hammers on the periphery of each accelerating blade located under the corresponding vertical arcuate holes. There is a technological gap between the outer ends of the impact hammers and the bar fenders. The vertical gap between the upper disk and the intermediate disk, as well as between the intermediate disk and the lower disk, exceeds 2D _max . The size of the smaller base of the vertical trapezoidal hole and the gap between adjacent bars of vertical bar fenders decreases from the center of the disks to their periphery from D _max to (0.1…0.5) D _max .

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез (центробежный дисковый измельчитель); на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (вертикальные решетки и радиальные лопасти ); на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1 (разгонные лопатки и прутковые отбойники).The essence of the invention is illustrated by the drawing, where figure 1 shows a longitudinal section (centrifugal disc grinder); figure 2 - section A-A in figure 1 (vertical gratings and radial blades); figure 3 - section B-B in figure 1 (accelerating blades and bar fenders).

Центробежный дисковый измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками, противоположно вращающиеся верхний 4 и нижний 5 диски. Верхний 4 и нижний 5 диски имеют коническую рабочую поверхность с углом β наклона образующей к горизонту, превышающем угол α естественного откоса материала. На нижней рабочей поверхности 6 верхнего диска 4 жестко закреплены по концентрическим окружностям вертикальные решетки 7 с вертикальными трапецеидальными отверстиями 8 с большим наружным основанием, к нижним торцам 9 вертикальных решеток 7 параллельно верхнему 4 жестко прикреплен промежуточный диск 10 с радиальными лопастями 11, рабочая поверхность которых совпадает с задней кромкой 12 вертикальных трапецеидальных отверстий 8 по направлению вращения верхнего диска 4, в промежуточном диске 10 перед каждым вертикальным трапецеидальным отверстием 8 по концентрическим окружностям выполнены отверстия 13 в виде дугообразных секторов радиальным размером, превышающим D_max, где D_max- максимальный размер частиц исходного материала. К нижней поверхности промежуточного диска 10 жестко прикреплены по концентрическим окружностям вертикальные прутковые отбойники 14. На верхней рабочей поверхности нижнего диска 5 от центра в сторону периферии жестко закреплены радиальные разгонные лопатки 15 с ударными молотками 16 на периферии каждой разгонной лопатки 15, расположенными под соответствующими вертикальными дугообразными отверстиями 13. Между внешними торцами ударных молотков 16 и вертикальными прутковыми отбойниками 14 имеется технологический зазор. Вертикальный зазор между верхним диском 4 и промежуточным диском 10, а также между промежуточным диском 10 и нижним диском 5 превышает 2D_max. Размер меньшего основания вертикального трапецеидального отверстия 8 и зазор между смежными прутками вертикальных прутковых отбойников 14 уменьшается от центра дисков 4 и 5 к их периферии от D_max до (0,1…0,5)D_max. В случае необходимости имеется возможность поднятия верхнего 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 disks. The top 4 and bottom 5 discs have a conical working surface with an angle β of inclination of the generatrix to the horizon, exceeding the angle α of the natural repose of the material. On the lower working surface 6 of the upper disk 4, vertical gratings 7 with vertical trapezoidal holes 8 with a large outer base are rigidly fixed along concentric circles; an intermediate disk 10 with radial blades 11 is rigidly attached to the lower ends 9 of the vertical gratings 7 with a trailing edge 12 vertical trapezoidal holes 8 in the direction of rotation of the upper disk 4, in the intermediate disk 10 in front of each vertical trapezoidal hole 8 along concentric circles holes 13 are made in the form of arcuate sectors with a radial size exceeding D _max , where D _max is the maximum particle size of the original material. Vertical bar fenders 14 are rigidly attached to the lower surface of the intermediate disk 10 along concentric circles. On the upper working surface of the lower disk 5, from the center towards the periphery, radial accelerating blades 15 are rigidly fixed with impact hammers 16 on the periphery of each accelerating blade 15 located under the corresponding vertical arcuate holes 13. Between the outer ends of the impact hammers 16 and vertical bar chippers 14 there is a technological gap. The vertical gap between the upper disk 4 and the intermediate disk 10, as well as between the intermediate disk 10 and the lower disk 5 exceeds 2D _max . The size of the smaller base of the vertical trapezoidal hole 8 and the gap between adjacent bars of vertical bar fenders 14 decreases from the center of discs 4 and 5 to their periphery from D _max to (0.1...0.5) D _max . If necessary, it is possible to raise the upper 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, откуда направляется на рабочую поверхность радиальных лопастей 11. Частицы захватываются рабочими поверхностями радиальных лопастей 11 и перемещаются вдоль них. Сходящие с радиальных лопастей 11 частицы по задней кромке 12 направляются в вертикальные трапецеидальные отверстия 8 вертикальной решетки 7, закрепленной на нижней рабочей поверхности 6 верхнего диска 4. Частицы, прошедшие в вертикальные трапецеидальные отверстия 8, направляются на следующие в направлении периферии радиальные лопасти 11, закрепленные на промежуточном диске 10, а затем в вертикальные трапецеидальные отверстия 8 следующей вертикальной решетки 7, закрепленной на нижней рабочей поверхности 6 верхнего диска 4. Крупные частицы, перемещаясь вдоль рабочей поверхности радиальных лопастей 11 в направлении задней кромки 12, не прошедшие через вертикальные трапецеидальные отверстия 8 вертикальных решеток 7, выпадают в отверстия 13 в виде дугообразных секторов, расположенные перед каждым вертикальным трапецеидальным отверстием 8. Затем крупные частицы захватываются рабочими поверхностями радиальных разгонных лопаток 15, расположенными отверстиями 13 в виде дугообразных секторов. Частицы перемещаются вдоль рабочих поверхностей радиальных разгонных лопаток 15 и с помощью ударных молотков 16 ударяются в вертикальные прутковые отбойники 14, вращающиеся вместе с верхним 4 и промежуточным 10 дисками в противоположном направлении. Частицы соударяются с вертикальными прутковыми отбойниками 14 и разрушаются до тех пор, пока не пройдут через зазоры в вертикальных прутковых отбойниках 14 и перемещаются в направлении следующих вертикальных прутковых отбойников 14, где повторяется процесс их разрушения и классификации. Измельченный материал по верхней рабочей поверхности нижнего диска 5 выносится в периферийную часть корпуса 1 и в разгрузочный патрубок 3. Мелкая фракция материала, прошедшая через вертикальные трапецеидальные отверстия 8 вертикальных решеток 7, также выносится на периферию по верхней поверхности промежуточного диска 10, жестко прикрепленного к нижним торцам 9 вертикальных решеток 7. При значительной частоте встречного вращения верхнего 4 и нижнего 5 дисков частицы материала испытывают интенсивные ударные и истирающие нагрузки соответственно со стороны вертикальных прутковых отбойников 14 и ударных молотков 16 , вращающихся в противоположных направлениях, что увеличивает эффективность измельчения. Наличие пружинной опоры 17 исключает заклинивание частиц недробимого материала в рабочем пространстве между верхним 4 диском и нижним 5 диском. Готовый продукт выносится воздушным потоком из корпуса 1 через разгрузочный патрубок 3.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, from where it is directed to the working surface of the radial blades 11.Particles are captured by working surfaces radial blades 11 and move along them. Particles descending from the radial blades 11 along the trailing edge 12 are directed to the vertical trapezoidal holes 8 of the vertical grating 7 fixed on the lower working surface 6 of the upper disk 4. Particles that have passed through vertical trapezoidal holes 8 are directed to the following radial blades 11 in the direction of the periphery, fixed on the intermediate disk 10, and then to the vertical trapezoidal holes 8 of the next vertical grid 7, fixed on the lower working surface 6 of the upper disk 4. Large particles, moving along the working surface of the radial blades 11 in the direction of the trailing edge 12, which have not passed through the vertical trapezoidal holes 8 of the vertical gratings 7, fall into the holes 13 in the form of arcuate sectors located in front of each vertical trapezoidal hole 8. Then the large particles are captured by the working surfaces radial accelerating blades 15, located holes 13 in the form of arcuate sectors. The particles move along the working surfaces of the radial accelerating blades 15 and with the help of impact hammers 16 hit the vertical bar chippers 14, rotating together with the upper 4 and intermediate 10 discs in the opposite direction. The particles collide with the vertical bars 14 and are destroyed until they pass through the gaps in the vertical bars 14 and move towards the next vertical bars 14 where the process of their destruction and classification is repeated. The crushed material is carried out along the upper working surface of the lower disk 5 into the peripheral part of the housing 1 and into the discharge pipe 3. The fine fraction of the material that has passed through the vertical trapezoidal holes 8 of the vertical gratings 7 is also carried out to the periphery along the upper surface of the intermediate disk 10 rigidly attached to the lower ends 9 of vertical gratings 7. With a significant counter-rotation frequency of the upper 4 and lower 5 discs, the material particles experience intense shock and abrasion loads, respectively, from the side of the vertical bar fenders 14 and impact hammers 16,rotating in opposite directions, which increases the efficiency of grinding. The presence of a spring support 17 eliminates the jamming of particles of non-crushable material in the working space between the upper 4 disk and the lower 5 disk. The finished product is carried out by air flow from the housing 1 through the discharge pipe 3.

Изготовление рабочей поверхности верхнего 4 и нижнего 5 дисков с углом β наклона образующей к горизонту, превышающем угол α естественного откоса материала, обеспечивает интенсивное прохождение измельчаемых частиц материала в рабочем пространстве в направлении разгрузочного патрубка 3. Так как частицы материала при их движении от центра дисков 4 и 5 к их периферии уменьшаются в размерах, то и уменьшается зазор между смежными прутками вертикальных прутковых отбойников 14 от центра дисков 4 и 5 к их периферии, а также размер меньшего основания вертикального трапецеидального отверстия 8. Для обеспечения работы центробежного дискового измельчителя имеется технологический зазор между ударными молотками 16 и прутковым отбойником 14, а также вертикальные зазоры между верхним 4 и промежуточным 10 диском, и промежуточным диском 10 и нижним диском 5. Для исключения забивания вертикальных трапецеидальных отверстий 8 их меньшее основание расположено на внутренней стороне.The manufacture of the working surface of the upper 4 and lower 5 discs with an angle β of inclination of the generatrix to the horizon exceeding the angle α of the natural repose of the material ensures intensive passage of the crushed material particles in the working space in the direction of the discharge pipe 3. Since the particles of the material when they move from the center of the discs 4 and 5 to their periphery decrease in size, then the gap between adjacent bars of vertical bar fenders 14 decreases from the center of disks 4 and 5 to their periphery, as well as the size of the smaller base of the vertical trapezoidal hole 8. To ensure the operation of the centrifugal disc grinder, there is a technological gap between the impact hammers 16 and the bar fender 14, as well as vertical gaps between the upper 4 and intermediate 10 disk, and the intermediate disk 10 and the lower disk 5. To prevent clogging of the vertical trapezoidal holes 8, their smaller base is located on the inside.

Таким образом, осуществляется измельчение частиц материала с непрерывным отводом мелкого класса в процессе перемещения частиц от загрузки к разгрузке, то есть совмещение помола и классификации материала в корпусе дискового измельчителя.Thus, grinding of material particles is carried out with a continuous removal of a small class in the process of moving particles from loading to unloading, that is, the combination of grinding and material classification in the body of a disk grinder.

Все вышесказанное позволит повысить эффективность процесса измельчения и увеличить производительность по готовому продукту. All of the above will improve the efficiency of the grinding process and increase the productivity of the finished product.

Claims

Centrifugal disc grinder, containing a cylindrical body with loading and unloading nozzles, oppositely rotating upper and lower disks, characterized in that the upper and lower disks have a conical working surface with an inclination angle of the generatrix to the horizon exceeding the angle of repose of the material, on the lower working surface of the upper disk is rigidly fixed along concentric circles vertical gratings with vertical trapezoidal holes with a large outer base, an intermediate disk with radial blades is rigidly attached to the lower ends of the vertical gratings parallel to the upper one, the working surface of which coincides with the rear edge of the vertical trapezoidal holes in the direction of rotation of the upper disk, in the intermediate disk in front of each vertical trapezoidal hole along concentric circles, holes are made in the form of arcuate sectors with a radial size exceeding D _max , where D _max is the maximum size the size of the particles of the starting material, and vertical bar fenders are rigidly attached to the lower surface along concentric circles, radial accelerating blades with impact hammers on the periphery of each accelerating blade located under the corresponding vertical arcuate holes are rigidly fixed on the upper working surface of the lower disk from the center towards the periphery, there is a technological gap between the outer ends of the impact hammers and the bar fenders, the vertical gap between the upper disk and the intermediate disk, as well as between the intermediate disk and the lower disk exceeds 2D _max , and the size of the smaller base of the vertical trapezoidal hole and the gap between adjacent bars of the vertical bar fenders decreases from the center of the disks to their periphery from D _max to (0.1…0.5) D _max .