RU2630451C1

RU2630451C1 - Centrifugal unit of combined grinding method

Info

Publication number: RU2630451C1
Application number: RU2016149707A
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Фарафонов; Владимир Семенович Севостьянов; Владимир Иванович Уральский; Елена Владимировна Синица; Алексей Владимирович Уральский; Екатерина Александровна Сажнева
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2017-09-08

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: centrifugal unit of combined grinding method comprises a stand (1) with supporting hubs (3) in which an eccentric shaft (4) with counterweights is fastened, vertical guides (2) connected via slides (6, 7) to the frame (5) and horizontally arranged upper (8), middle (9) and lower (10) cylindrical grinding chambers with restrictive (16) and classification grids (11) and branch pipes (15). The upper grinding chamber (8) has classification grids (11). The middle and the lower ones are restrictive (16). The grids of the chambers are connected with loading transition chamber (18) at the input and with unloading transition chamber (19) at the output. The connecting branch pipes (23, 24) are rigid and arranged vertically. The lower grinding chamber (10) has a hinged flap (29) provided with an adjustable spring (30). On the upper outer surface of the middle grinding chamber (9) there are connection pipes (25) mounted for supplying liquid from a tank (27) with a dispenser (28).

EFFECT: improving the quality of the finished product by combining both dry and wet method for grinding material in one unit.

3 dwg

Description

Изобретение относится к технике измельчения различных материалов и может быть использовано в промышленности строительных материалов, химической, металлургической, фармацевтической и других отраслях промышленности.The invention relates to techniques for grinding various materials and can be used in the construction materials industry, chemical, metallurgical, pharmaceutical and other industries.

Известна мельница мокрого помола [Патент РФ на изобретение №94036589, B02C 17/16], содержащая корпус с цилиндрической размольной камерой с двойными стенками и размещенными внутри нее мелющими телами, установленный по оси размольной камеры приводной вал с лопастями, расположенные на внутренней стенке камеры радиальные штыри, вводное и выводное устройства.A wet mill is known [RF Patent for the invention No. 94036589, B02C 17/16], comprising a housing with a cylindrical grinding chamber with double walls and grinding bodies located inside it, a drive shaft with blades mounted on the axis of the grinding chamber, radial located on the inner wall of the chamber pins, input and output devices.

Недостатками данной мельницы являются высокие энергозатраты и металлоемкость, низкое качество продукта, отсутствие возможности обеспечения интенсивного ударного воздействия на материал на ранней стадии измельчения.The disadvantages of this mill are high energy costs and metal consumption, low product quality, the inability to provide intensive impact on the material at an early stage of grinding.

Наиболее близким изобретением по технической сущности, выбранным в качестве прототипа, является помольный агрегат [Патент РФ на изобретение №2277973, B02C 17/08], содержащий станину, эксцентриковый вал с противовесами, помольные камеры с загрузочным и разгрузочным патрубками. Станина содержит вертикальные направляющие с ползунами и опорные стойки. При этом агрегат содержит раму, верхней частью шарнирно связанную с ползунами опорных стоек и нижней частью - с эксцентриковым валом. Помольные камеры расположены на раме в вертикальной плоскости и образуют верхнюю, среднюю и нижнюю камеры, причем верхняя и нижняя помольные камеры неподвижно закреплены на раме таким образом, что их продольные оси расположены горизонтально и совмещены с осями шарниров, соединяющих раму соответственно с ползунами опорных стоек и эксцентриковым валом, а средняя имеет возможность вертикального перемещения на раме; помольные камеры связаны между собой соединительными патрубками. Благодаря различным траекториям движения помольных камер происходит разное динамическое воздействие мелющих тел на исходный материал, а именно сочетание ударных и истирающих нагрузок.The closest invention in technical essence, selected as a prototype, is a grinding unit [RF Patent for the invention No. 2277973, B02C 17/08] containing a bed, an eccentric shaft with counterweights, grinding chambers with loading and unloading nozzles. The bed contains vertical guides with sliders and support racks. Moreover, the unit contains a frame, the upper part pivotally connected with the sliders of the support posts and the lower part - with an eccentric shaft. The grinding chambers are located on the frame in a vertical plane and form the upper, middle and lower chambers, the upper and lower grinding chambers being fixedly mounted on the frame so that their longitudinal axes are horizontal and aligned with the hinge axes connecting the frame respectively with the sliders of the support legs and eccentric shaft, and the middle has the ability to move vertically on the frame; grinding chambers are interconnected by connecting pipes. Due to the different motion paths of the grinding chambers, different dynamic effects of grinding media on the source material, namely, a combination of shock and abrasion loads, occur.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: станина с опорными стойками, в которых закреплен эксцентриковый вал с противовесами, вертикальные направляющие, соединенные через ползуны с рамой и горизонтально расположенные верхнюю, среднюю и нижнюю цилиндрические помольные камеры с ограничительными и классификационными решетками и патрубками.With the essential features of the invention, the following set of features of the prototype coincides: a bed with support racks in which an eccentric shaft with counterweights is fixed, vertical guides connected through sliders to the frame and horizontally located upper, middle and lower cylindrical grinding chambers with restrictive and classification gratings and nozzles.

Недостатками данного технического решения являются низкая производительность и низкое качество готового продукта, отсутствие возможности комбинирования сухого и мокрого способа измельчения, а также реализации мокрого измельчения в непрерывном режиме.The disadvantages of this technical solution are low productivity and low quality of the finished product, the inability to combine dry and wet grinding methods, as well as the implementation of wet grinding in a continuous mode.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение качества готового продукта за счет обеспечения комбинирования одновременно сухого и мокрого способа измельчения материала в одном агрегате, а также повышение производительности агрегата за счет обеспечения непрерывного процесса измельчения.The problem to which the invention is directed, is to improve the quality of the finished product by ensuring the combination of both dry and wet methods of grinding material in one unit, as well as increasing the productivity of the unit by ensuring a continuous grinding process.

Это достигается тем, что центробежный агрегат комбинированного способа измельчения содержит станину с опорными стойками, в которых закреплен эксцентриковый вал с противовесами, вертикальные направляющие, соединенные через ползуны с рамой и горизонтально расположенные верхнюю, среднюю и нижнюю цилиндрические помольные камеры с ограничительными и классификационными решетками и патрубками. В предложенном решении верхняя помольная камера имеет классификационные решетки, а средняя и нижняя - ограничительные, при этом решетки камер соединены на входе с загрузочной, на выходе - с разгрузочной переходными камерами, а соединяющие их патрубки выполнены жесткими и расположены вертикально, нижняя помольная камера имеет шарнирно установленную заслонку, снабженную регулируемой пружиной, на верхней наружной поверхности средней помольной камеры вмонтированы штуцера для подачи жидкости из резервуара с дозатором.This is achieved by the fact that the centrifugal aggregate of the combined grinding method contains a bed with supporting posts, in which an eccentric shaft with counterweights is fixed, vertical guides connected through sliders to the frame and horizontally located upper, middle and lower cylindrical grinding chambers with restrictive and classification gratings and nozzles . In the proposed solution, the upper grinding chamber has classification gratings, and the middle and lower grinding ones are restrictive, while the chamber gratings are connected at the inlet to the loading chamber and at the outlet to the unloading transition chambers, and the connecting pipes connecting them are made rigid and are arranged vertically, the lower grinding chamber has a hinge an installed shutter equipped with an adjustable spring; fittings for supplying fluid from a reservoir with a dispenser are mounted on the upper outer surface of the middle grinding chamber.

За счет того, что смачивание материала происходит в средней камере, осуществляется комбинированный способ измельчения. Образованная суспензия, попадая в третью камеру, задерживается специальной заслонкой на выходе из мельницы.Due to the fact that the material is wetted in the middle chamber, a combined method of grinding is carried out. The formed suspension, getting into the third chamber, is delayed by a special shutter at the outlet of the mill.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что жидкость из предварительно подготовленного резервуара по трубопроводу поступает в начало средней камеры центробежного помольного агрегата, на верхней части которой установлены штуцера. При этом помольные камеры выполнены цилиндрическими и снабжены загрузочными и разгрузочными переходными камерами, а соединительные жесткие патрубки установлены вертикально между разгрузочной и загрузочными переходными камерами. Причем верхняя помольная камера снабжена классификационными решетками, в средней и нижней помольных камерах размещены ограничительные решетки. Так как в верхней камере осуществляется предварительное измельчения материала, а в средней с добавлением жидкости, это позволяет обеспечить комбинированное измельчение материала: предварительное сухое - в верхней камере агрегата и последующее мокрое - в средней и нижней камерах. Разгрузочная переходная камера нижней помольной камеры имеет шарнирно установленную заслонку, снабженную регулируемой пружиной.The essence of the invention lies in the fact that the liquid from a pre-prepared tank through the pipeline enters the beginning of the middle chamber of the centrifugal grinding unit, on the upper part of which there are nozzles. In this case, the grinding chambers are cylindrical and equipped with loading and unloading transition chambers, and connecting rigid pipes are installed vertically between the discharge and loading transition chambers. Moreover, the upper grinding chamber is equipped with classification gratings; restrictive gratings are placed in the middle and lower grinding chambers. Since preliminary grinding of the material is carried out in the upper chamber, and in the middle with the addition of liquid, this allows for combined grinding of the material: dry preliminary in the upper chamber of the unit and subsequent wet in the middle and lower chambers. The unloading transition chamber of the lower grinding chamber has a pivotally mounted flap equipped with an adjustable spring.

Исходный материал в первую очередь подвергается интенсивному ударному воздействию мелющих тел в верхней камере агрегата при сухом измельчении, в результате чего в частицах материала активно образуются микротрещины. Процесс образования микротрещин с дальнейшим соединением измельчаемого материала с жидкой фазой в последующих камерах агрегата способствует существенному увеличению удельной поверхности, а, следовательно, и качества готового продукта. Возможность непрерывного комбинированного измельчения материала при обеспечении его перемещения вдоль камер и регулируемой выгрузки готового материала значительно повышает производительность агрегата.The source material is primarily subjected to intense impact of grinding media in the upper chamber of the unit during dry grinding, as a result of which microcracks are actively formed in the particles of the material. The process of the formation of microcracks with the further connection of the crushed material with the liquid phase in the subsequent chambers of the unit contributes to a significant increase in the specific surface, and, consequently, the quality of the finished product. The possibility of continuous combined grinding of the material while ensuring its movement along the chambers and controlled unloading of the finished material significantly increases the productivity of the unit.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид центробежного агрегата комбинированного способа измельчения; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (вид помольных камер с ограничительными решетками); на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 (заслонка нижней разгрузочной переходной камеры).The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a General view of the centrifugal unit of the combined grinding method; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1 (view of grinding chambers with restrictive gratings); in FIG. 3 is a section BB in FIG. 1 (flap of the lower discharge transition chamber).

Центробежный агрегат (фиг. 1) содержит станину 1, на которой жестко закреплены, например с помощью болтов, вертикальные направляющие 2 и опорные стойки 3. В стойках закреплен эксцентриковый вал 4 с противовесами. Рама 5 связана в верхней части посредством ползунов 6 и 7 с направляющими 2, а в нижней - с эксцентриковым валом 4. На раме 5 имеются горизонтально расположенные камеры, заполненные мелющими телами (на фиг. не показано): верхняя 8, средняя 9 и нижняя 10. Верхняя 8 помольная камера, служащая для предварительного сухого измельчения, имеет расположенные на входе и выходе классификационные решетки 11, препятствующие перемещению мелющих тел из рабочего пространства верхней камеры 8 (фиг. 2), соединенные, например, с помощью болтового соединения с загрузочной переходной камерой 12 на входе и разгрузочной переходной камерой 13 - на выходе. С загрузочной переходной камерой 12 соединен бункер 14 с помощью гибкого патрубка 15. Средняя 9 помольная камера имеет расположенные на входе и выходе ограничительные решетки 16 и 17, соединенные, например, с помощью болтов на входе с загрузочной переходной камерой 18, а на выходе - с разгрузочной переходной камерой 19. Нижняя 10 помольная камера имеет расположенные на входе и выходе ограничительные решетки 20, соединенные, например, с помощью болтового соединения с загрузочной переходной камерой 21 на входе и разгрузочной переходной камерой 22 на выходе. Разгрузочные 13, 19 и загрузочные 18, 21 переходные камеры соединены между собой жесткими вертикальными патрубками 23 и 24 соответственно. На верхней наружной поверхности средней 9 помольной камеры вмонтированы, например, с помощью резьбового соединения штуцера 25 для подачи необходимого количества жидкости через трубопровод 26 из резервуара 27 с объемным дозатором 28 с целью образования суспензии требуемого состава. Для удержания суспензии в нижней 10 помольной камере имеется шарнирно установленная заслонка 29 (фиг. 3), удерживающая материал на выходе и открывающаяся автоматически при накоплении в разгрузочной переходной камеры 22 необходимого количества суспензии. Заслонка 29 снабжена регулируемой пружиной 30, работающей на сжатие, штифтом 31 и регулировочной гайкой 32. Усилие сжатия пружины предварительно рассчитывается в соответствии с необходимой массой суспензии.The centrifugal unit (Fig. 1) contains a frame 1, on which are fastened, for example with bolts, vertical rails 2 and support racks 3. An eccentric shaft 4 with counterweights is fixed in the racks. The frame 5 is connected in the upper part by means of sliders 6 and 7 with the guides 2, and in the lower part with the eccentric shaft 4. On the frame 5 there are horizontally located chambers filled with grinding media (not shown in Fig.): Upper 8, middle 9 and lower 10. The upper 8 grinding chamber, which serves for preliminary dry grinding, has classification gratings 11 located at the inlet and outlet that impede the movement of grinding media from the working space of the upper chamber 8 (Fig. 2), connected, for example, by means of a bolted connection to the loading oh transition chamber 12 at the inlet and unloading transition chamber 13 - at the exit. A hopper 14 is connected to the loading transition chamber 12 by means of a flexible pipe 15. The middle 9 grinding chamber has restrictive gratings 16 and 17 located at the inlet and outlet, connected, for example, by means of bolts at the entrance to the loading transition chamber 18, and at the exit, with unloading transition chamber 19. The lower 10 grinding chamber has restrictive lattices 20 located at the input and output, connected, for example, by bolting to the loading transition chamber 21 at the input and the discharge transition chamber 22 at the output ode. Unloading 13, 19 and loading 18, 21 transition chambers are interconnected by rigid vertical pipes 23 and 24, respectively. On the upper outer surface of the middle 9 grinding chamber are mounted, for example, by means of a threaded connection of the nozzle 25 for supplying the required amount of liquid through the pipe 26 from the tank 27 with the volumetric dispenser 28 to form a suspension of the desired composition. To hold the suspension in the lower 10 grinding chamber there is a pivotally mounted shutter 29 (Fig. 3), which holds the material at the outlet and opens automatically when the required amount of suspension is accumulated in the discharge transition chamber 22. The damper 29 is equipped with an adjustable compression spring 30, a pin 31 and an adjusting nut 32. The compression force of the spring is preliminarily calculated in accordance with the required mass of the suspension.

Центробежный агрегат комбинированного способа измельчения работает следующим образом.The centrifugal unit of the combined grinding method works as follows.

В сухом виде исходный материал, например кварцитопесчаник, подается в загрузочный бункер 14 и с помощью гибкого патрубка 15 материал последовательно поступает в помольные камеры 8, 9 и 10. В верхнюю 8 помольную камеру материал поступает через загрузочную переходную камеру 12 и классификационную решетку 11. Движение материала в верхней 8 помольной камере осуществляется в вертикальном направлении, так как она закреплена в верхней точке рамы 5, и поступательно за счет соединения рамы сверху с ползунами 6 и 7, закрепленными на вертикальных направляющих 2. Поэтому мелющим телам сообщается высокая энергия, способствующая их интенсивному ударному воздействию на материал. При этом классификационные решетки 11 способствуют удержанию мелющих тел внутри помольной камеры 8. Перемещение материала внутри верхней 8 помольной камеры обеспечивается в процессе измельчения за счет подпора загружаемым материалом. Помольная верхняя 8 камера предназначена для предварительного сухого измельчения материала. Далее материал через классификационную решетку 11 поступает в разгрузочную переходную камеру 13 и попадает в загрузочную переходную камеру 18 средней 9 помольной камеры через жесткий патрубок 23, а оттуда через ограничительную решетку 16 в рабочее пространство средней 9 камеры.In a dry form, the starting material, for example quartzite sandstone, is fed into the feed hopper 14 and with the help of a flexible pipe 15 the material is sequentially fed into the grinding chambers 8, 9 and 10. In the upper 8 grinding mill, the material enters through the charging transition chamber 12 and the classification grid 11. material in the upper 8 grinding chamber is carried out in the vertical direction, since it is fixed at the upper point of the frame 5, and translationally due to the connection of the frame from above with sliders 6 and 7, mounted on vertical rails them 2. Therefore, high energy is communicated to the grinding bodies, contributing to their intense impact on the material. At the same time, the classification gratings 11 contribute to the retention of the grinding media inside the grinding chamber 8. The movement of material inside the upper 8 of the grinding chamber is ensured during the grinding process due to back-up by the feed material. The grinding upper 8 chamber is designed for preliminary dry grinding of the material. Further, the material through the classification grating 11 enters the unloading transition chamber 13 and enters the loading transition chamber 18 of the middle 9 grinding chamber through a rigid pipe 23, and from there through the restriction grid 16 into the working space of the middle 9 of the chamber.

Средняя 9 камера движется по эллипсовидной траектории, так как она закреплена в средней части рамы 5, которая соединена с эксцентриковым валом 4, имеющим противовесы и размещенным в опорных стойках 3, которые в свою очередь закреплены на станине 1. В этой камере к материалу добавляется жидкость из резервуара 27 через трубопровод 26 и штуцера 25. Необходимое количество жидкости обеспечивается объемным дозатором 28. При смешении в средней 9 помольной камере предварительно измельченного материала и жидкости образуется суспензия требуемого состава. Смоченный материал измельчается и через ограничительную решетку 17 поступает в разгрузочную переходную камеру 19 и далее через жесткий патрубок 24 - в загрузочную переходную камеру 21 и через ограничительную решетку 20 - в нижнюю помольную камеру 10, где материал под действием мелющих тел при круговом движении камеры подвергается интенсивному истиранию. Выход материала из нижней 10 помольной камеры происходит через ограничительную решетку 20, расположенную на выходе в разгрузочную переходную камеру 22. Установка ограничительных решеток на входе и выходе средней и нижней камер способствует улучшению измельчения за счет удержания необходимого уровня воды внутри камер. Образованная суспензия, попадая в разгрузочную камеру 22, задерживается специальной шарнирной заслонкой 29, состоящей из пружины 30, штифта 31 и регулировочной гайки 32. Заслонка 29 автоматически открывается при накоплении в разгрузочном патрубке 22 определенного количества суспензии, что обеспечивается путем расчета усилия сжатия пружины 30 с учетом количества массы удерживаемого материала.The middle 9 chamber moves along an elliptical trajectory, since it is fixed in the middle part of the frame 5, which is connected to the eccentric shaft 4, which has counterweights and is placed in the supporting posts 3, which in turn are mounted on the bed 1. In this chamber, liquid is added to the material from the reservoir 27 through the pipeline 26 and the nozzle 25. The required amount of liquid is provided by the volumetric batcher 28. When mixed in the middle 9 grinding chamber of pre-ground material and liquid, a suspension of the required composition is formed . The wetted material is crushed and enters the discharge transition chamber 19 through the restriction grill 17 and then through the rigid pipe 24 to the feed transition chamber 21 and through the restriction grill 20 to the lower grinding chamber 10, where the material is subjected to intense grinding abrasion. The output of material from the lower 10 of the grinding chamber occurs through the restriction grill 20 located at the outlet of the discharge transition chamber 22. The installation of restriction grilles at the inlet and outlet of the middle and lower chambers contributes to the improvement of grinding by maintaining the required water level inside the chambers. The suspension formed, falling into the discharge chamber 22, is delayed by a special hinged valve 29 consisting of a spring 30, a pin 31 and an adjusting nut 32. The valve 29 automatically opens when a certain amount of suspension is accumulated in the discharge pipe 22, which is achieved by calculating the compression force of the spring 30 s taking into account the amount of mass of retained material.

Предложенное изобретение направлено на повышение качества готового продукта за счет обеспечения комбинирования одновременно сухого и мокрого способа измельчения материала в одном агрегате, а также повышение производительности агрегата за счет обеспечения непрерывного процесса измельчения.The proposed invention is aimed at improving the quality of the finished product by providing a combination of both dry and wet method of grinding material in one unit, as well as increasing the productivity of the unit by ensuring a continuous grinding process.

Claims

A centrifugal aggregate of the combined grinding method, comprising a bed with support legs, in which an eccentric shaft with counterweights is fixed, vertical guides connected through sliders to the frame and horizontally located upper, middle and lower cylindrical grinding chambers with restrictive and classification gratings and nozzles, characterized in that that the upper grinding chamber has classification gratings, and the middle and lower ones are restrictive, while the camera gratings are connected at the input to the load at the outlet, with discharge chambers, and the connecting pipes are rigid and vertically arranged, the lower grinding chamber has a pivotally mounted shutter equipped with an adjustable spring, and fittings for supplying liquid from the reservoir with the batcher are mounted on the upper outer surface of the middle grinding chamber.