Центробежная мельница

(51) 02 23/12 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ плоскости, трубу для подачи исходного материала в воронку и патрубки для подачи воздуха в мельницу,расположенные в нижней части нижнего корпуса, а воздушный классификатор содержит полый корпус с камерой разделения материала, в которой расположены средства для возврата крупных частиц в ускоритель дробилки для доизмельчения в виде течек, верхней частью закрепленных на корпусе,цилиндроконическую вставку,закручивающие лопатки для закрутки воздушного потока и патрубок для вывода отделенных мелких частиц материала вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части полого корпуса, при этом воздушный классификатор расположен непосредственно над ударно-центробежной дробилкой и соединен с ней таким образом, что зазор между внутренней поверхностью корпуса дробилки и отбойными элементами непосредственно сообщается с камерой разделения материала воздушного классификатора,причм верхняя часть течек и цилиндрическая часть цилиндроконической вставки выполнены с кольцевыми карманами, а поворотные лопатки своими боковыми частями расположены в этих карманах, где к верхней поверхности ускорителя присоединн верхний вертикальный вал, причм его ось симметрии совпадает с осью симметрии нижнего вертикального вала и ускорителя, при этом верхний вертикальный вал установлен в цилиндроконической вставке с помощью радиальноупорных подшипников,при этом цилиндроконическая вставка горизонтальной прорезью по кольцевому карману разделена на верхнюю и нижнюю части, в которую вставлен закреплнный на верхнем вертикальном валу горизонтальный диск,к ободу которого прикреплены закручивающие лопатки с возможностью вращения их вместе с горизонтальным диском.(72) Баймухамедов Малик ФайзуловичКушнир Валентина ГеннадьевнаБенюх Олег АнатольевичРоманюк Николай Николаевич Агейчик Валерий АлександровичРоманюк Вадим Николаевич(73) Учреждение Костанайский социальнотехнический университет им. академика Зулхарнай Алдамжар(57) Изобретение относится к устройствам для ударно-центробежного измельчения, а именно к центробежным мельницам и может найти применение в агропромышленном комплексе,строительной, горнодобывающей, химической,металлургической и других отраслях промышленности для измельчения различных материалов. Задача,которую решает изобретение,заключается в снижении энергомкости технологического процесса измельчения материалов. Поставленная задача решается с помощью центробежной мельницы, содержащей соединенные между собой ударно-центробежную дробилку и воздушный классификатор, при этом дробилка содержит нижний корпус,ускоритель,установленный внутри нижнего корпуса на вертикальном валу,отбойные элементы,закрепленные на внутренней поверхности нижнего корпуса с зазором по отношению к ней и с образованием с ускорителем зоны дробления,воронку для подачи материала в ускоритель,установленную непосредственно над ускорителем и отбойными элементами с возможностью фиксированного перемещения в вертикальной Изобретение относится к устройствам для ударно-центробежного измельчения, а именно к центробежным мельницам и может найти применение в агропромышленном комплексе,строительной, горнодобывающей, химической,металлургической и других отраслях промышленности для измельчения различных материалов. Известно Патент РФ на изобретение 2297283,МПК В 02 С 23/12, 2007 устройство для измельчения материалов (центробежная мельница), содержащее соединенные между собой ударно-центробежную дробилку и воздушный классификатор, причем дробилка содержит корпус,ускоритель,установленный внутри корпуса на вертикальном валу, отбойные элементы, закрепленные на внутренней поверхности корпуса без зазора по отношению к ней и с образованием с ускорителем зоны дробления, воронку для подачи материала в ускоритель,неподвижно установленную непосредственно над ускорителем с зазором по отношению к нему, трубу для подачи исходного материала в воронку, и патрубки для подачи воздуха в мельницу, расположенные в нижней части корпуса, а воздушный классификатор содержит полый корпус с камерой разделения материала и средства для возврата крупных частиц в ускоритель дробилки для доизмельчения, патрубок для вывода отделенных мелких частиц материала вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части корпуса, при этом воздушный классификатор расположен непосредственно над ударно центробежной дробилкой и соединен с ней таким образом,что зона дробления дробилки непосредственно сообщается с камерой разделения материала воздушного классификатора. Однако известная мельница не обеспечивает высокую эффективность измельчения материала. Данный недостаток связан с тем, что вылетающий из ускорителя материал отклоняется вверх восходящим воздушным потоком, создаваемым в мельнице внешним вентилятором, и ударяется об отбойные элементы не под прямым углом. При этом мелкие частицы отклоняются на максимальный угол, что приводит к снижению эффективности измельчения материала. Известна Патент РФ на полезную модель 94170, МПК В 02 С 23/12, 2010 центробежная мельница, содержащая соединенные между собой ударно-центробежную дробилку и воздушный классификатор, при этом дробилка содержит корпус, ускоритель, установленный внутри корпуса на вертикальном валу, отбойные элементы,закрепленные на внутренней поверхности корпуса с зазором по отношению к ней и с образованием с ускорителем зоны дробления, воронку для подачи материала в ускоритель,установленную непосредственно над ускорителем и отбойными элементами с возможностью фиксированного перемещения в вертикальной плоскости, трубу для подачи исходного материала в воронку, и патрубки для подачи воздуха в мельницу, расположенные в нижней части корпуса, а воздушный классификатор 2 содержит полый корпус с камерой разделения материала и средства для возврата крупных частиц в ускоритель дробилки для доизмельчения, патрубок для вывода отделенных мелких частиц материала вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части корпуса, при этом воздушный классификатор расположен непосредственно над ударно - центробежной дробилкой и соединен с ней таким образом, что зазор между внутренней поверхностью корпуса дробилки и отбойными элементами непосредственно сообщается с камерой разделения материала воздушного классификатора. Недостатком данной мельницы является невысокое качество готового продукта. Этот недостаток связан с тем, что не весь двухфазный поток, содержащий частицы материала (крупную недоизмельченную фракцию и мелкий готовый продукт), проходя через поворотные лопатки классификатора приобретает тангенциальное ускорение. Часть двухфазного потока попадает в камеру разделения материала через конструктивный зазор между лопатками и течками и лопатками и цилиндроконической вставкой, не приобретает тангенциальное ускорение, и, соответственно, не подвергается разделению по крупности. В связи с этим часть частиц крупной фракции выводятся из классификатора вместе с частицами мелкой фракции и загрязняют готовый продукт. Известна Патент РФ на изобретение 2498858,МПК В 02 С 23/12, 2013, принятая в качестве прототипа, центробежная мельница, содержащая соединенные между собой ударно-центробежную дробилку и воздушный классификатор, при этом дробилка содержит корпус,ускоритель,установленный внутри корпуса на вертикальном валу, отбойные элементы, закрепленные на внутренней поверхности корпуса с зазором по отношению к ней и с образованием с ускорителем зоны дробления, воронку для подачи материала в ускоритель, установленную непосредственно над ускорителем и отбойными элементами с возможностью фиксированного перемещения в вертикальной плоскости, трубу для подачи исходного материала в воронку и патрубки для подачи воздуха в мельницу, расположенные в нижней части корпуса, а воздушный классификатор содержит полый корпус с камерой разделения материала, в которой расположены средства для возврата крупных частиц в ускоритель дробилки для доизмельчения в виде течек, верхней частью закрепленных на корпусе, цилиндроконическую вставку, поворотные лопатки для закрутки воздушного потока и патрубок для вывода отделенных мелких частиц материала вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части корпуса, при этом воздушный классификатор расположен непосредственно над ударноцентробежной дробилкой и соединен с ней таким образом, что зазор между внутренней поверхностью корпуса дробилки и отбойными элементами непосредственно сообщается с камерой разделения материала воздушного классификатора, причм верхняя часть течек и цилиндрическая часть цилиндроконической вставки выполнены с кольцевыми карманами, а поворотные лопатки своими боковыми частями расположены в этих карманах. Недостатком этого устройства является высокая энергомкость выполнения технологического процесса, так как на протяжку, за счт создаваемого вентилятором разряжения, воздушного потока затрачивается значительное количество энергии. Задача,которую решает изобретение,заключается в снижении энергомкости технологического процесса измельчения материалов. Поставленная задача решается с помощью центробежной мельницы, содержащей соединенные между собой ударно-центробежную дробилку и воздушный классификатор, при этом дробилка содержит нижний корпус,ускоритель,установленный внутри нижнего корпуса на вертикальном валу,отбойные элементы,закрепленные на внутренней поверхности нижнего корпуса с зазором по отношению к ней и с образованием с ускорителем зоны дробления,воронку для подачи материала в ускоритель,установленную непосредственно над ускорителем и отбойными элементами с возможностью фиксированного перемещения в вертикальной плоскости, трубу для подачи исходного материала в воронку и патрубки для подачи воздуха в мельницу,расположенные в нижней части нижнего корпуса, а воздушный классификатор содержит полый корпус с камерой разделения материала, в которой расположены средства для возврата крупных частиц в ускоритель дробилки для доизмельчения в виде течек, верхней частью закрепленных на корпусе,цилиндроконическую вставку,закручивающие лопатки для закрутки воздушного потока и патрубок для вывода отделенных мелких частиц материала вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части полого корпуса, при этом воздушный классификатор расположен непосредственно над ударно-центробежной дробилкой и соединен с ней таким образом, что зазор между внутренней поверхностью корпуса дробилки и отбойными элементами непосредственно сообщается с камерой разделения материала воздушного классификатора,причм верхняя часть течек и цилиндрическая часть цилиндроконической вставки выполнены с кольцевыми карманами, а поворотные лопатки своими боковыми частями расположены в этих карманах, где к верхней поверхности ускорителя присоединн верхний вертикальный вал, причм его ось симметрии совпадает с осью симметрии нижнего вертикального вала и ускорителя, при этом верхний вертикальный вал установленв цилиндроконической вставке с помощью радиальноупорных подшипников,при этом цилиндроконическая вставка горизонтальной прорезью по кольцевому карману разделена на верхнюю и нижнюю части, в которую вставлен закреплнный на верхнем вертикальном валу горизонтальный диск,к ободу которого прикреплены закручивающие лопатки с возможностью вращения их вместе с горизонтальным диском. На фиг.1 представлен общий вид центробежной мельницы, разрез в вертикальной плоскости. Центробежная мельница содержит соединенные между собой ударно-центробежную дробилку и воздушный, например центробежно-инерционный классификатор. Ударно-центробежная дробилка содержит нижний корпус 1, ускоритель 2,закрепленный внутри нижнего корпуса 1 на нижнем вертикальном валу 3, который установлен в нижнем корпусе 1 с помощью радиально-упорных подшипников 19,отбойные элементы 4,закрепленные на внутренней поверхности нижнего корпуса 1 с зазором 5 по отношению к ней и с образованием с ускорителем 2 зоны 6 дробления,воронку 7 для подачи материала в ускоритель 2,установленную с возможностью фиксированного перемещения в вертикальной плоскости посредством тяг 8, трубу 9 для подачи исходного материала в воронку 7 и патрубки 10 для подачи воздуха в мельницу. Воздушный центробежно-инерционный классификатор содержит прикреплнный сверху на нижний корпус 1 полый корпус 11 с камерой 12,выполненной в виде обращнного меньшим основанием вверх полого усечнного прямого кругового конуса, для разделения материала, в которой расположены средства для возврата крупных частиц материала на доизмельчение в виде течек 13 с кольцевым карманом 14, верхней частью закрепленных на полом корпусе 11,цилиндроконическую вставку 15, выполненную в цилиндрической части с кольцевым карманом 16, и средства для закрутки воздушного потока с материалом в виде закручивающих лопаток 17,расположенных с возможностью перемещения своими боковыми частями в карманах 14 и 16, и патрубок 18 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части полого корпуса 11. К верхней поверхности ускорителя 2 присоединн верхний вертикальный вал 20, причм его ось симметрии совпадает с осью симметрии нижнего вертикального вала 3 и ускорителя 2. Верхний вертикальный вал 20 установлен в цилиндроконической вставке 15 с помощью радиально-упорных подшипников 21 и 22,при этом цилиндроконическая вставка горизонтальной прорезью по кольцевому карману 16 разделена на верхнюю и нижнюю части, в которую вставлен закреплнный на верхнем вертикальном валу 20 горизонтальный диск 23, к ободу которого прикреплены закручивающие лопатки 17 с возможностью их вращения вместе с диском 23. Мельница работает следующим образом. На выходе патрубка 18 создают разряжение,например, внешним вентилятором (на фиг. не показан),которое обуславливает движение воздушного потока с расчетной скоростью в мельнице (в дробилке и классификаторе) снизу вверх. Затем посредством электропривода (на чертежах не показан) ускорителю 2 ударноцентробежной дробилки придают вращение с 3 требуемой скоростью и подают в него исходный материал по трубе 9 и через воронку 7. За счет центробежных сил, возникающем во вращающемся ускорителе 2, частицы материала приобретают ускорение, вылетают из него, ударяются об отбойные элементы 4 и разрушаются на куски разной крупности. Благодаря тому, что воронка 7 установлена с возможностью фиксированного перемещения в вертикальной плоскости, существует возможность изменять аэродинамическое сопротивление зазора между ней и отбойными элементами 4. Это позволяет установить воронку 7 с таким зазором, чтобы его аэродинамическое сопротивление обеспечивало разделение воздушного потока,обтекающего отбойные элементы 4 вверх и вниз, на равные по величине части. Вследствие этого значительная часть материала, вылетающего из ускорителя 2, ударяется об отбойные элементы 4 под прямым углом. Под воздействием гравитационной силы частицы материала попадают в патрубки 10 для подачи воздуха в мельницу, подхватываются воздушным потоком и через зазор 5 выносятся в классификатор. Часть мелких частиц с воздушным потоком,обтекающим отбойные элементы 4 вверх, попадает в классификатор из зоны 6 дробления через зазор между отбойными элементами 4 и воронкой 7. Затем частицы материала разной крупности вместе с воздушным потоком перемещаются вверх по направлению к камере 12 разделения материала. Проходя через кольцевой канал, в котором под определенным углом к горизонту установлены закручивающие лопатки 17, двухфазный поток приобретает тангенциальное ускорение, вследствие чего в камере разделения на частицы материала действует центробежная сила. Одновременно на частицы воздействует сила аэродинамического сопротивления, создаваемая воздушным потоком. Для крупных частиц воздействие центробежной силы превышает воздействие силы аэродинамического сопротивления. Поэтому крупные частицы отбрасываются к стенке полого корпуса 11, под действием гравитационной силы вдоль нее перемещаются вниз, и по течкам 13 и через воронку 7 попадают в ускоритель 2 дробилки на доизмельчение. Для мелких частиц воздействие силы аэродинамического сопротивления превышает воздействие центробежной силы, и они вместе с воздушным потоком выводятся из мельницы через патрубок 18, который связан со стандартными устройствами для отделения мелкой фракции(готового продукта) от воздушного потока циклоны или промышленные воздушные фильтры. Благодаря тому, что закручивающие лопатки 17,своими боковыми частями расположенные в карманах 14 и 16, вращаются вместе с диском 23,валами 20 и 3 весь двухфазный поток проходит в камеру разделения материала через закручивающие лопатки 17, подвергается закрутке и приобретает тангенциальное ускорение, в результате чего происходит разделение частиц всего материала на крупную и мелкую фракции, что исключает попадание крупной фракции в готовый продукт и,4 тем самым, обеспечивается повышение качества готового продукта. Одновременно с этим благодаря вращению закручивающих лопаток 17 создатся дополнительная тяга воздушного потока в его наиболее суженной и склонной к забиванию части,что позволяет многократно снизить создаваемое в патрубке 18 разряжение, существенно снижая энергомкость процесса. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Центробежная мельница,содержащая соединенные между собой ударно-центробежную дробилку и воздушный классификатор, при этом дробилка содержит нижний корпус, ускоритель,установленный внутри нижнего корпуса на вертикальном валу,отбойные элементы,закрепленные на внутренней поверхности нижнего корпуса с зазором по отношению к ней и с образованием с ускорителем зоны дробления,воронку для подачи материала в ускоритель,установленную непосредственно над ускорителем и отбойными элементами с возможностью фиксированного перемещения в вертикальной плоскости, трубу для подачи исходного материала в воронку и патрубки для подачи воздуха в мельницу,расположенные в нижней части нижнего корпуса, а воздушный классификатор содержит полый корпус с камерой разделения материала, в которой расположены средства для возврата крупных частиц в ускоритель дробилки для доизмельчения в виде течек, верхней частью закрепленных на корпусе,цилиндроконическую вставку,закручивающие лопатки для закрутки воздушного потока и патрубок для вывода отделенных мелких частиц материала вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части полого корпуса, при этом воздушный классификатор расположен непосредственно над ударно-центробежной дробилкой и соединен с ней таким образом, что зазор между внутренней поверхностью корпуса дробилки и отбойными элементами непосредственно сообщается с камерой разделения материала воздушного классификатора,причм верхняя часть течек и цилиндрическая часть цилиндроконической вставки выполнены с кольцевыми карманами, а поворотные лопатки своими боковыми частями расположены в этих карманах, отличающаяся тем, что к верхней поверхности ускорителя присоединн верхний вертикальный вал, причм его ось симметрии совпадает с осью симметрии нижнего вертикального вала и ускорителя, при этом верхний вертикальный вал установлен в цилиндроконической вставке с помощью радиально-упорных подшипников, при этом цилиндроконическая вставка горизонтальной прорезью по кольцевому карману разделена на верхнюю и нижнюю части, в которую вставлен закреплнный на верхнем вертикальном валу горизонтальный диск,к ободу которого прикреплены закручивающие лопатки с возможностью вращения их вместе с горизонтальным диском.