RU2690652C1

RU2690652C1 - Centrifugal disc mill

Info

Publication number: RU2690652C1
Application number: RU2018139414A
Authority: RU
Inventors: Василий Степанович Богданов; Сергей Игоревич Анциферов; Екатерина Сергеевна Бащева; Никита Эдуардович Богданов
Priority date: 2018-11-06
Filing date: 2018-11-06
Publication date: 2019-06-04

Abstract

FIELD: disintegrators and crushing devices.SUBSTANCE: invention relates to equipment for grinding various materials and can be used in construction, chemical, food and other industries. Mill comprises cylindrical housing (1) with loading (2) and unloading (3) branch pipes and upper (4) and lower (5) discs with impact elements (6, 7) rotating in opposite directions. Impact elements (6, 7) form spirals on upper (4) and lower (5) disks and are directed in opposite directions. Impact elements (6, 7) are made in the form of vertically installed pins, which pitch from axis of disc centre to its periphery decreases. Diameter of upper disc (4) is larger than the diameter of lower disc (5). Fan disc blades (8) are rigidly attached to end of upper disc (4), lower end (9) of which is located below upper plane (10) of lower disc (5). Conical distribution device (11) is installed in the centre of lower disc (5).EFFECT: higher efficiency of grinding process due to increased intensity of air flow.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области оборудования для измельчения различных материалов и может быть использовано в строительной, химической, пищевой и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of equipment for grinding various materials and can be used in construction, chemical, food and other industries.

Известно устройство «Центробежный измельчитель встречного удара» (патент на изобретение РФ №2150323, В02С 13/20, 10.06.2000 г., бюл. №16), которое содержит цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным отверстиями, соосно установленные вертикально верхний полый и нижний роторы, снабженные отбойными плитами, между которыми образована рабочая камера, отбойные плиты на внутренней поверхности ступеней верхнего ротора ориентированы по нормали к направлению вектора сообщая импульсы нижнему рабочему органу.A device is known: “Centrifugal Grinder of Counter Strike” (patent for the invention of the Russian Federation No. 2150323, В02С 13/20, 10.06.2000, bull. No. 16), which contains a cylindrical body with loading and unloading openings, coaxially mounted vertically upper hollow and lower rotors, fitted with baffle plates, between which a working chamber is formed, baffle plates on the inner surface of the steps of the upper rotor are oriented normally to the direction of the vector, imparting pulses to the lower working body.

Недостатком известной конструкции является низкая эффективность процесса измельчения, в связи с тем, что происходит отложение мелких частиц измельчаемого материала в рабочей камере, что создает условия демпфирования ударных нагрузок и в целом снижает эффективность процесса измельчения.A disadvantage of the known construction is the low efficiency of the grinding process, due to the fact that there is a deposition of fine particles of the ground material in the working chamber, which creates conditions for damping shock loads and generally reduces the efficiency of the grinding process.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому, принятым за прототип является центробежный дисковый измельчитель (патент РФ на полезную модель №145376, В02С 13/20, 20.09.2014 г., бюл. №26), содержащий цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, противоположно вращающиеся плоские верхний и нижний диски с ударными элементами, выполненными в виде спиралей, направление которых совпадает с направлением вращения соответствующего диска.The closest technical solution to the proposed adopted for the prototype is a centrifugal disk grinder (RF patent for useful model No. 145376, VS 13/20, 09/20/2014, bull. No. 26), containing a cylindrical body with loading and unloading nozzles, opposite rotating flat top and bottom disks with percussion elements made in the form of spirals, the direction of which coincides with the direction of rotation of the corresponding disk.

С существенными признаками заявляемого изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками и вращающиеся во встречных направлениях верхний и нижний диски с ударными элементами, которые образуют спирали на верхнем и нижнем дисках и направлены в противоположные стороны.With the essential features of the claimed invention, the following set of features of the prototype coincide: a cylindrical body with loading and unloading nozzles and rotating in opposite directions of the upper and lower disks with impact elements, which form spirals on the upper and lower disks and are directed in opposite directions.

Однако данное устройство характеризуется низкой эффективностью процесса измельчения, в ввиду того, что мелкие частицы измельчаемого материала скапливаются в нижних зонах спиралей, прилегающих к плоскости дисков образуя плотный слой, который демпфирует ударные нагрузки, существенно снижая эффективность процесса измельчения.However, this device is characterized by low efficiency of the grinding process, due to the fact that small particles of the crushed material accumulate in the lower zones of the spirals adjacent to the plane of the disks forming a dense layer that dampens the shock loads, significantly reducing the efficiency of the grinding process.

Изобретение направленно на повышение эффективности процесса измельчения за счет увеличения интенсивности воздушного потока.The invention is aimed at improving the efficiency of the grinding process by increasing the intensity of the air flow.

Центробежная дисковая мельница, содержащая цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками и вращающиеся во встречных направлениях верхний и нижний диски с ударными элементами. Ударные элементы образуют спирали на верхнем и нижнем дисках и направлены в противоположные стороны, отличающаяся тем, что ударные элементы выполнены в виде вертикально установленных пальцев, шаг которых от оси центра диска к его периферии уменьшается. Диаметр верхнего диска больше чем диаметр нижнего диска, а к торцу верхнего диска жестко прикреплены вентиляторные лопасти, нижний конец которых расположен ниже верхней плоскости нижнего диска. По центру нижнего диска установлено коническое распределительное устройство.Centrifugal disc mill, containing a cylindrical body with loading and unloading nozzles and rotating in opposite directions of the upper and lower disks with percussion elements. Percussion elements form spirals on the upper and lower disks and are directed in opposite directions, characterized in that the percussion elements are made in the form of vertically mounted fingers, whose pitch from the axis of the center of the disk to its periphery decreases. The diameter of the upper disk is larger than the diameter of the lower disk, and fan blades are rigidly attached to the end of the upper disk, the lower end of which is located below the upper plane of the lower disk. In the center of the lower disk is mounted a conical distribution device.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен продольный разрез центробежной дисковой мельницы, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a longitudinal section of a centrifugal disk mill; FIG. 2 shows section A-A in FIG. 1, in FIG. 3 shows a section BB in FIG. one.

Центробежная мельница содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками. В цилиндрическом корпусе 1 установлены горизонтальные верхний 4 и нижний 5 диски (фиг. 1), внутреннее пространство которых образует рабочую камеру. На верхнем 4 и нижнем 5 дисках (фиг. 2; фиг. 3) закреплены, например, сваркой, ударные элементы 6 и 7, соответственно, выполненные в пальцем, расположенных по спирали. Расстояние между ударными элементами 6 на верхнем горизонтальном диске 4 уменьшается от центра к периферии диска (фиг. 2). Также расстояние между ударными элементами 7 на нижнем горизонтальном диске 5 уменьшается от центра к периферии (фиг. 3).The centrifugal mill contains a cylindrical body 1 with a loading 2 and a discharge 3 branch pipes. In the cylindrical housing 1 there are horizontal upper 4 and lower 5 disks (FIG. 1), the inner space of which forms the working chamber. On the top 4 and bottom 5 disks (Fig. 2; Fig. 3) are fixed, for example, by welding, impact elements 6 and 7, respectively, made in a finger, arranged in a spiral. The distance between the shock elements 6 on the upper horizontal disk 4 decreases from the center to the periphery of the disk (Fig. 2). Also, the distance between the shock elements 7 on the lower horizontal disk 5 decreases from the center to the periphery (Fig. 3).

К торцу одного из дисков, например, верхнего диска 4, жестко, например сваркой, закреплены вентиляторные лопасти 8. При таком расположении вентиляторных лопастей диаметр D₁ (фиг. 2) верхнего диска 4 должен быть больше диаметра D₂ нижнего диска 5 (D₁>D₂). Внутренний конец вентиляторных лопастей, например нижний конец 9 (фиг. 1) вентиляторных лопастей 8 расположен ниже верхней плоскости 10 нижнего горизонтального диска 5. По центру нижнего горизонтального диска 5 установлено коническое распределительное устройство 11, выполненное, например, в виде конуса с продольными ребрами. Горизонтальные верхний 4 и нижний 5 диски имеют возможность вращаться во встречных направлениях (фиг. 2) и (фиг. 3).To the end of one of the disks, for example, the upper disk 4, the fan blades 8 are rigidly fixed, for example by welding. With this arrangement of the fan blades, the diameter D ₁ (Fig. 2) of the upper disk 4 must be greater than the diameter D _{2 of the} lower disk 5 (D ₁ > D ₂ ). The inner end of the fan blades, for example the lower end 9 (Fig. 1) of the fan blades 8 is located below the upper plane 10 of the lower horizontal disk 5. A conical distribution device 11 is installed in the center of the lower horizontal disk 5, made for example in the form of a cone with longitudinal edges. Horizontal upper 4 and lower 5 disks have the ability to rotate in opposite directions (Fig. 2) and (Fig. 3).

Центробежная дисковая мельница работает следующим образом. При включении электропривода (на чертеже не показан) начинают вращаться во встречных направлениях, показанных стрелками на фиг. 1, верхний диск 4 с ударными элементами 6 и вентиляторными лопастями 8 и нижний диск 5 вентиляторными лопастями 8 создается воздушный поток, за счет расположения нижнего конца лопасти 9 выше плоскости дисков 10, направленный от загрузочного патрубка 2 через рабочую камеру между дисками 4, 5 и ударными элементами 6, 7 разгрузочному патрубку 3.Centrifugal disk mill operates as follows. When the actuator is turned on (not shown), they begin to rotate in opposite directions, shown by arrows in FIG. 1, the upper disk 4 with percussion elements 6 and fan blades 8 and the lower disk 5 fan blades 8 create air flow due to the location of the lower end of the blade 9 above the plane of the disks 10, directed from the loading nozzle 2 through the working chamber between the disks 4, 5 and percussion elements 6, 7 discharge pipe 3.

Через загрузочный патрубок 2 в цилиндрический корпус 1 подается измельчаемый материал, например мрамор размером менее 10 мм, который под действием собственного веса поступает на коническое распределительное устройство 11. Затем куски материала равномерно поступают вдоль ребер, расположенных на поверхности конического распределительного устройства 11 на ударные элементы 7 ударяются об них, отлетают на ударные элементы 6 верхнего диска 4 разрушаются. Далее, перемещаясь между ударными элементами 6,7 частицы интенсивно измельчаются. В этот момент воздушный поток выносит частицы материала, например, размером менее 1 мм из рабочей камеры и направляет их к разгрузочному патрубку 3.Through the loading nozzle 2 into the cylindrical body 1 is fed crushed material, such as marble with a size less than 10 mm, which under the action of its own weight enters the conical distribution device 11. Then pieces of material evenly flow along the ribs located on the surface of the conical distribution device 11 on the impactor elements 7 hit them, fly off to the percussion elements 6 of the upper disc 4 are destroyed. Further, moving between the shock elements 6,7 particles intensively crushed. At this point, the air flow takes out particles of material, for example, less than 1 mm in size from the working chamber, and directs them to the discharge port 3.

Наличие распределительного устройства 11, установленного на нижнем горизонтальном диске 5 обеспечивает равномерную подачу измельчаемого материала в корпус мельницы.The presence of the distribution device 11 mounted on the lower horizontal disk 5 provides a uniform flow of the comminuted material into the mill housing.

Ударные элементы 6 и 7 в виде вертикально установленных пальцев, размещены по спирали с уменьшающимся шагом от центра горизонтальных дисков 4, 5 к их периферии позволяют классифицировать материал. По мере перемещения частиц измельчаемого материала под действием центробежной силы и в следствие соударения с ударными элементами 6, 7 размер частиц уменьшается, увеличивается их количество, в связи с этим, для увеличения количества соударений частиц измельчаемого материала с ударными элементами 6, 7 шаг между ударными элементами 6 и 7 уменьшается от центра дисков к их периферии.Impact elements 6 and 7 in the form of vertically mounted fingers, placed in a spiral with decreasing pitch from the center of the horizontal disks 4, 5 to their periphery, allow to classify the material. As the particles of the comminuted material move under the action of centrifugal force and as a result of the collision with the impact elements 6, 7, the particle size decreases, their number increases, and therefore, to increase the number of collisions of the particles of the ground material with the impact elements 6, 7, the spacing between the impact elements 6 and 7 decreases from the center of the disks to their periphery.

Для принудительного отбора мелких частиц из зоны дробления на торце верхнего диска 4 установлены вентиляторные лопасти 8, которые создают необходимый воздушный поток, за счет расположения нижнего конца лопасти 9 выше плоскости дисков 10, в направлении от центра дисков 4, 5 к периферии. Проходя между ударными элементами воздушный поток увлекает с собой мелкую фракцию из зоны измельчения и направляет в зону осаждения. Своевременное удаление мелких частиц предотвращает их переизмельчение и осаждение в рабочей камере. Интенсивность воздушного потока регулируется частотой вращения диска 4 и количеством вентиляторных лопастей 8. Вращение дисков 4 и 5 с разной частотой создают условие большей турбулизации двухфазного потока (частицы измельчаемого материала и воздух) и внутримельничной классификации измельчаемого материала в рабочей камере центробежной мельницы.For the forced selection of fine particles from the crushing zone, fan blades 8 are installed at the end of the upper disk 4, which create the necessary air flow due to the location of the lower end of the blade 9 above the plane of the disks 10, in the direction from the center of the disks 4, 5 to the periphery. Passing between the shock elements, the air flow carries with it a fine fraction from the grinding zone and directs it to the deposition zone. Timely removal of small particles prevents their overgrinding and sedimentation in the working chamber. The intensity of the air flow is governed by the frequency of rotation of the disk 4 and the number of fan blades 8. Rotation of disks 4 and 5 with different frequencies create a condition for greater turbulence in the two-phase flow (particles of the material to be ground and air) and intra-mill classification of the material to be ground in the working chamber of a centrifugal mill.

Длинна вентиляторных лопастей 8 должна быть такой, чтобы перекрывался зазор между дисками 4 и 5, т.е. нижний конец 9 вентиляторной лопасти 8 должен быть ниже верхней плоскости 10 нижнего диска 5. Если лопасть 8 будет короче, например, доходить до половины зазора между дисками 4, 5, то интенсивность воздушного потока существенно уменьшится и мелкие частицы не будут удаляться из рабочей камеры, что приведет к их переизмельчению и снижению в целом эффективности процесса измельчения. Диаметр D₁ верхнего диска 4 должен быть больше диаметра D₂ нижнего диска 5. Это условие необходимо, чтобы обеспечить крепление вентиляторных лопастей 8 к торцу диска 4. Если диаметры дисков 4 и 5 будут равны D₁=D₂ то вентиляторные лопасти 8 будут соприкасаться с торцом нижнего диска 5, что недопустимо и может привести к поломке.The length of the fan blades 8 should be such that the gap between the discs 4 and 5 overlaps, i.e. the lower end 9 of the fan blade 8 should be below the upper plane 10 of the lower disk 5. If the blade 8 is shorter, for example, it reaches half the gap between the disks 4, 5, then the air flow rate will decrease significantly and small particles will not be removed from the working chamber, which will lead to their overmilling and a reduction in the overall efficiency of the grinding process. The diameter D _{1 of the} upper disk 4 must be larger than the diameter D _{2 of the} lower disk 5. This condition is necessary to ensure the fastening of the fan blades 8 to the face of the disk 4. If the diameters of the disks 4 and 5 are equal to D ₁ = D ₂ then the fan blades 8 will touch with the end of the lower disk 5, which is unacceptable and can lead to damage.

По мере перемещения частиц от центра дисков к периферии размер частиц уменьшается, а количество ударных элементов возрастает, что увеличивает количество ударных воздействий и количество частиц измельчаемого материала. После каждого акта разрушения частиц, всегда имеются частицы размером менее 1 мм, которые постоянно выводятся из зоны измельчения. Вследствие вращения дисков 4, 5 во встречных направлениях возникают разрывные нагрузки, действующие на частицы, а вращение дисков с разной частотой существенно турбулизирует двухфазный поток и способствует более интенсивному выводу мелких частиц из зоны измельчения в готовый продукт. Предложенное изобретение повышает тонкость помола и эффективность процесса измельчения, за счет увеличения интенсивности воздушного потока.As the particles move from the center of the discs to the periphery, the particle size decreases, and the number of impact elements increases, which increases the number of impacts and the number of particles of the material to be ground. After each act of destruction of particles, there are always particles with a size of less than 1 mm, which are constantly removed from the grinding zone. Due to the rotation of the disks 4, 5 in opposite directions, there are discontinuous loads acting on the particles, and the rotation of the disks with different frequencies substantially turbulizes the two-phase flow and contributes to a more intensive removal of small particles from the grinding zone to the finished product. The proposed invention improves the fineness of grinding and the efficiency of the grinding process, by increasing the intensity of the air flow.

Claims

A centrifugal disc mill containing a cylindrical body with loading and unloading nozzles and rotating in opposite directions the upper and lower disks with percussion elements that form spirals on the upper and lower disks and directed in opposite directions, characterized in that the percussion elements are made in the form of vertically mounted the fingers, whose pitch from the axis of the center of the disk to its periphery decreases, the diameter of the upper disk is larger than the diameter of the lower disk, and veins are rigidly attached to the end of the upper disk Tiller blades, the lower end of which is located below the upper plane of the lower disc, have a conical distributor mounted in the center of the lower disc.