Пристрій для здрібніння сипких матеріалів

Изобретение относится к устройствам для измельчения сыпучих материалов с вращающимися ударными органами и может быть использовано в сельскохозяйственной и других отраслях народного хозяйства. Известно устройство .для измельчения зерна, содержащее дробильную камеру с молотковым ротором, загрузочную и выгрузную горловины, продуктовый канал с размещенным на нижней части цилиндрической поверхности дробильной камеры входным концом, соединенный с разделительной камерой, в которой расположен дефлектор криволинейной формы, возвратный канал с размещенным на цилиндрической поверхности дробильной камеры выходным концом и регулировочная заслонка [1]. Недостатком такого устройства является низкая эффективность и ненадежность технологического процесса из-за невозможности обеспечения стабильного аэродинамического режима с износом рабочих органов при длительной эксплуатации. С изменением формы молотков в процессе эксплуатационного износа, скорость и направление схода воздуха и частиц с рабочей поверхности молотков существенно меняется, приближаясь к радиальному относительно внутренней поверхности дробильной камеры. При этом возникает встречный подпор воздуха во входной горловине возвратного канала, противодействующий выходу ослабевшего воздушнопродуктового потока из возвратного канала в дробильную камеру, что'вызы-вает преждевременные технологические отказы в работе дробилки вследствие завала разделительной камеры и трубопровода измельчаемым материалом. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство для измельчения сыпучих материалов, содержащее дробильную камеру и размещенный в ней ротор с молотками, соединенные с камерой продуктовый и возвратный каналы, бункер с загрузочным патрубком, разгрузочное приспособление в виде выгрузной горловины и криволинейный дифлектор закрепленный в зоне окна с возможностью поворота, при этом продуктовый и возвратный каналы, соединены выгрузной горловиной, а стенки этих каналов в зоне, обращенной к дробильной камере, соединены между собой, и в зоне, обращенной к выгрузной горловине, имеют окно, образованное кромками обоих каналов. причем эти кромки размещены внутри горловины; и криволинейный дифлектор, закрепленный в зоне окна с возможностью поворота. Недостатком такого устройства является низкая эффективность и надежность работы с износом рабочих органов в результате снижения напора и скорости воздуха, при котором у вн утренних стенок каналов возможно образование застойных зон со скоплением пылевидных частиц, что приводит к технологическим отказам в работе дробилки. Задачей изобретения является усовершенствование конструкции устройства для измельчения сыпучих материалов путем обеспечения возможности стабильного аэродинамического режима при различной степени износа ударных рабочих органов, чем достигают повышения надежности работы устройства. Поставленная задача решается тем, что устройство для измельчения сыпучих материалов, содержащее дробильную камеру и размещенный в ней ротор с молотками, загрузочную и выгрузную горловины, соединенные с дробильной камерой входным концом продуктовый и выходным концом возвратный каналы, согласно изобретению, снабжено дополнительным напорным каналом, соединенным одним концом с дробильной камерой, а другим - с возвратным каналом, дополнительный канал имеет переменное, сужающееся по направлению к возвратному каналу сечение, причем зона соединения дополнительного канала с дробильной камерой расположена выше входного конца продуктового канала, проекция наружной стороны стенки дополнительного канала на вертикальную плоскость, перпендикулярную оси ротора, представляет собой знакопостоянную кривую, касательная к верхней крайней точке которой образует с наружной стороной стенки возвратного канала острый угол, не превышающий 1,2 рад, с вершиной, направленной е сторону выходного конца возвратного канала, касательная, проведенная к нижней крайней точке наружной стороны стенки дополнительного канала, образует с линией, соединяющей центр ротора с этой точкой, острый угол не превышающий 1 рад, а линия пересечения внутренних сторон стенок дополнительного и возвратного каналов расположена от выходного конца возвратного канала на расстоянии, не превышающем 1/3 длины стенки возвратного канала, с внутренней его стороны. Имеющиеся отличия предложенной конструкции, выраженные формой и расположением дополнительного канала, а также его взаимодействие с остальными элементами устройства, обеспечивает новый положительный эффект. Подпор воздуха в возвратный канал со стороны дробильной камеры, возрастающий при изменении профиля рабочих граней молотков с их износом, преодолевается с помощью воздушного потока из меньшей горловины дополнительного канала, усиливающего воздушно-продуктовый поток в возвратном канале в сторону дробильной камеры, чем обеспечивается поступление крупных частиц измельчаемого материала после сепарации на доизмельчение при любой степени износа молотков. При этом устраняются условия возникновения технологических отказов, увеличивается срок службы молотков, а производительность на изношенных молотках возрастает, Сужение дробильного канала от дробильной камеры к возвратному каналу вызывает ускорение воздушного потока на выходе из дополнительного канала в возвратный по сравнению со скоростью воздушных потоков в дробильной камере, увеличивая тем самым скорость противодействующего подпору воздуха потока в выходной горловине возвратного канала. Наиболее эффективно сужение канала проявляет себя при больших степенях износа молотков. Выполнение дополнительного канала таким образом, что профиль его наружной стенки в вертикальной плоскости, перпендикулярной оси ротора, имеет вид знакопостоянной кривой, касательная к крайней точке которой в меньшей горловине образует с наружной стенкой возвратного канала острый угол, направленный вершиной в сторону выходного конца возвратного канала, создает оптимальные условия взаимодействия воздушных потоков в возвратном канале. В этом случае направление воздушного потока из дополнительного канала близко к направлению потока поступающего в возвратный канал после сепарации, а скорость воздушного потока из дополнительного канала превышает скорость ослабленного после сепарации воздушно-продуктового потока в возвратном канале, вследствие чего возникает явление эжекции, усиливающее воздушно-продуктовый поток в возвратном канале. Ограничение угла между касательной к крайней точке наружной стенки дополнительного канала в меньшей горловине и наружной стенкой возвратного канала величиной 1,2 рад указывает граничные условия, при которых взаимодействие двух потоков обеспечивает положительный эффект. Увеличение упомянутого угла более 1,2 рад ухудшает условия работы дробилки. вызывая раздвоение поступающего из дополнительного канала воздушного потока, появление турбулентных завихрений а возвратном канале перед меньшей горловиной дополнительного канала и возникновение :олутствующего потока в сторону выгр узной горловины, что приводит к осаждению недоизмельченных частиц в возвратном і;анале и наступлению технологического отказа. Размещение большей горловины дополительного канала, при котором касательная к крайней точке его наружной стенки образует с линией, соединяющей эту точку с центром ротора, угол. не превышающий 1 рад в направлении вращения ротора, обеспечивает оптимальные условия входа воздушного потока в дополнительный канал с учетом изменения профиля молотков при износе. При увеличении этого угла более 1 рад изменение направления схода воздушных потоков с изношенных молотков вызывает возникновение у наружной стенки дополнительного канала вихревых потоков, снижающих напор воздуха в дополнительном канале и эффективность его применения. Расположение меньшей горловины дополнительного канала на внутренней стенке возвратного канала таким образом, что линия пересечения внутренних стенок дополнительного и возвратного каналов находится на расстоянии от выходного конца возвратного канала, характеризуется минимальными аэродинамическими потерями воздушного потока из дополнительного канала в дробильную камеру при пути движения, достаточном для формирования общего воздушного потока в направлении камеры. Стабилизация аэродинамического режима предложенными средствами обеспечивает повышение надежности работы и эффективности те хнологического процесса устройства. Изобретение поясняется чертежом. Устройство для измельчения сыпучих материалов содержит дробильную камеру 1 и размещенный в ней ротор 2 с молотками 3, загрузочную 4 и выгрузную 5 горловины, соединенные с дробильной камерой 1 входным концом 6 продуктовый канал 7 и выходным концом 8 - возвратный канал 9. Устройство снабжено дополнительным напорным каналом 10, соединенным нижним концом 11 с дробильной камерой 1, а верхним концом 12 - с возвратным каналом 9. Дополнительный канал 10 имеет переменное, сужающееся по направлению к возвратному каналу 9 сечение, причем зона соединения дополнительного канала 10 с дробильной камерой 1 расположена выше входного конца 6 продуктового канала 7. Стенка дополнительного канала 10, представляющая собой в поперечном сечении замкнутый контур, имеет внутреннюю 13 и наружную 14 стороны криволинейной формы. Над дробильной камерой 1 установлен бункер 15, Соединенный с загрузочной горловиной 4. Продуктовый канал 7 и возвратный канал 9 связаны между собой выгрузной горловиной 5. Проекция наружной стороны 14 стенки дополнительного канала 10 на вертикальную плоскость, перпендикулярную оси ротора 2, может представлять собой знакопостоянную кривую, касательная к верхней крайней точке А которой образует с наружной стороной 16 стенки возвратного канала 9 острый угол a , не превышающий 1,2 рад, с вершиной В, направленной в сторону выходного конца 8 возвратного канала 9. Касательная, проведенная к нижней крайней точке С наружной стороны 14 стенки дополнительного канала 10 может образовывать с линией ОС, соединяющей центр О ротора 2 с точкой С, острый угол b , не превышающий 1 рад. Линия пересечения внутренних сторон 13 и 17 стенок дополнительного 10 и возвратного 9 каналов может быть расположена от выходного конца 8 возвратного канала 9 на расстоянии, не превышающем 1/3 длины стенки возвратного канала 9 с внутренней его стороны. Устройство работает следующим образом, Измельчаемый продукт поступает из бункера 15 через загрузочную горловину 4 в дробильную камеру 1, где под действием молотков 3 ротора 2 измельчается и перемещается по ходу вращения ротора 2. Сформированный ротором 2 воздушно-продуктовый поток поступает в продуктовый канал 7 и движется в зону выгрузной горловины 5. Измельчаемый продукт перемещается вдоль наружной стенки канала 7, прижимаясь к ней под действием центробежной силы, а воздушный поток распространяется по всему сечению канала. В зоне выгрузной горловины 5 продукт продувается воздушным потоком, вследствие чего мелкие частицы уносятся воздухом через горловину 5 за пределы дробилки, а крупные - попадают в возвратный канал 9 и через его выходной конец 8 возвращаются в дробильную камеру 1 на доизмельчение. В отсутствии дополнительного напорного канала 10 наблюдается следующая физическая картина. При использовании новых молотков 3 скорость vi, схода частиц и воздуха с рабочих граней молотков достигает 70-90 м/сек, а направление движения частиц измельчаемого продукта и воздуха близко к тангенциальному относительно внутренней поверхности дробильной камеры (радиальная составляющая скорости vi незначительна и не превышает 10-20 м/с). В этом случае в продуктовом канале 7 создается мощный воздушно-продуктовый поток. После продувки воздухом в зоне выгрузной горловины 5 часть воздушного потока совместно с крупными частицами продукта возвращается через канал 9 в дробильную камеру 1. Так как при новых молотках радиальная составляющая скорости воздушного потока в дробильной камере незначительна, по сравнению с тангенциальной составляющей. то подпор воздуха со стороны дробильной камеры 1 в сторону канала 9 также незначителен и легко преодолевается воздушно-продуктовым потоком. При износе молотков 3 параметры воздушных и продуктовых потоков резко меняются. Скорость v2 схода воздуха и частиц продукта с рабочих граней изношенных молотков снижается в несколько раз (с 70-90 м/с до 25-30 м/с), а направление схода приближается к радиальному относительно внутренней поверхности дробильной камеры. В этом случае тангенциональная составляющая Скорости v2, определяющая условия входа воздушно-продуктового потока в входной конец 6 канала 7, падает до 2,5-5 м/с, что вызывает резкое ослабление воздушного потока в канале 7. Одновременно напор воздуха в зоне выходного конца 8 возвратного канала 9, определяемый радиальной составляющей скорости v2 (до 30 м/с), возрастает, вызывая в канале 9 воздушный поток из дробильной камеры в направлении выгрузной горловины 5 и канала 7, и создавая подпор ослабевшему потоку из канала 7. При этом тормозится движение воздушно-продуктового потока в канале 7, продукт осаждается, не доходя до выгрузной горловины 5, выступает завал канала 7 и технологический отказ в работе дробилки. Указанный недостаток устраняется с помощью дополнительного напорного канала 10. Изменение направления скорости v2 воздуха с износом молотков и увеличение радиальной составляющей этой скорости усиливает напор воздуха со стороны дробильной камеры на входе в напорный канал 10 и создает в .нем устойчивый воздушный поток в направлении возвратного канала 9. На выходе из канала 10 в канал 9 воздушный поток противодействует напору воздуха со стороны выходного конца 8 возвратного канала 9. Сужение канала 10 в сторону канала 9 увеличивает скорость воздушного потока на выходе из него, вследствие чего этот поток как более мощный пересиливает встречный поток со стороны конца 8 и создает в канале 9 результирующий поток, направленный в сторону дробильной камеры 1. При этом подпор воздуха в канале 7 снижается, а условия возникновения технологического отказа в работе устройства устраняются. Таким образом использование в конструкции устройства для измельчения сыпучих материалов напорного канала 10 обеспечивает надежность работы дробилки на весь период эксплуатации независимо от степени износа молоткове устраняя причины появления технологических отказов.