Маятниковий відцентровий млин

Изобретение относится к маятниковым центробежным мельницам тонкого измельчения. Предлагаемая мельница может быть использована для измельчения различных материалов строительной и химической промышленности, например песка, известняка, цементного клинкера, лигнина и т.д. Известна маятниковая центробежная мельница [1], содержащая штуцер питания, центральный вал, на котором установлены скребки и смонтировано водило, в котором шарнирно закреплены вертикальные оси роликов. На вертикальных осях установлены мелющие ролики, которые при вращении центрального вала прижимаются центробежными силами к размольному кольцу и измельчают материал, поступающий через штуцер питания. Измельченный материал потоком воздуха, поступающего через специальные отверстия, выносится в сепаратор, где отделяется требуемая фракция. Недостатком указанной мельницы являются сложность конструкции, большие энергозатраты на измельчение, большой вес и недостаточная производительность. Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности является инерционная конусная дробилка [2], содержащая корпус с первичной камерой дробления, обратный полый усеченный конус, открытый со стороны камеры первичного дробления и образующий с корпусом камеру вторичного дробления с параллельными рабочими поверхностями и разгрузочной щелью, дебалансный привод, неуравновешенный груз которого установлен на валу полого конуса в камере первичного дробления, вытяжной вентилятор, лопасти которого закреплены на валу под разгрузочной щелью, имеющую неуравновешенный груз, выполненный в виде ротора, содержащего ступицу и шарнирно соединенные с ней водила, на концах которых с возможностью свободного вращения смонтированы мелющие ролики, контактирующие с поверхностью камеры первичного дробления. Данная дробилка отличается простотой конструкции и малым весом. Ее главными недостатками являются значительные энергозатраты на измельчение, малая производительность и сильный разогрев мелющих роликов при работе. Первый недостаток известной конструкции значительные энергозатраты на измельчение предопределен радиальным расположением мелющих роликов, т.е. в указанной мельнице ось ролика 14, ось соответствующего ролику водила 10 и ось центрального вала 5 находятся на одной прямой линии (радиусе) (фиг.2). Для измельчения прочных материалов (известняк, песок, цементный клинкер, шлак) необходимы большие контактные давления под роликами. В результате значительная часть мощности электродвигателя будет затрачена не на помол материала, а на вращение ротора с мелющими роликами, которые прижимаются к размольному кольцу значительными центробежными силами. Второй недостаток известной мельницы сильный разогрев мелющих роликов при непрерывной работе - связан с отсутствием эффективной системы охлаждения. При значительных контактных давлениях в процессе помола через несколько часов ролики очень сильно разогреваются. Таким образом, необходимо часто выключать мельницу и охлаждать ролики. В противном случае они заклиниваются на оси и мельница выходит из строя. И в том и в другом случае это вызывает значительные потери времени и снижает производительность всей технологической линии по измельчению материала. Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является предотвращение заклинивания мелющих роликов при работе и их охлаждение. Эта задача решается благодаря тому, что в маятниковой центробежной мельнице, содержащей корпус с первичной камерой дробления, полый усеченный конус, открытый со стороны камеры первичного дробления и образующий с корпусом камеру вторичного дробления с параллельными рабочими поверхностями и разгрузочной щелью, дебалансный привод, неуравновешенный груз которого установлен на валу полого конуса в камере первичного дробления, а также вытяжной вентилятор, лопасти которого закреплены на валу под разгрузочной щелью, имеющую неуравновешенный груз, выполненный в виде ротора, содержащего ступицу и шарнирно соединенные с ней водила, на концах которых с возможностью свободного вращения смонтированы мелющие ролики, контактирующие с поверхностью камеры первичного дробления, водила установлены под углом относительно диаметральной плоскости ротора, в сторону против направления вращения ротора, а мелющие ролики выполнены с самоохлаждением, для чего в теле каждого ролика выполнены охлаждающие каналы с установленными возле них лопастями, которые принудительно прогоняют воздух при вращении роликов. В отличие от прототипа предлагаемая мельница имеет водила, установленные под углом относительно диаметральной плоскости ротора, в сторону против направления вращения ротора, т.е. в предлагаемой конструкции ось ролика 14 не находится на одной прямой (радиусе), с осью соответствующего водила 10 и осью центрального вала 5 (фиг.1 и 2). В результате этого ролик 11 прижимается к стенке камеры первичного дробления 2 центробежной силой Сила реакции от центробежной силы перенесенная по линии ее действия к центру оси водила 10, раскладывается на силы и Сила направленная к оси водила 10, создает дополнительный момент способствующий вращению ротора 8 вокруг своей оси, т.е. позволяет применить электродвигатель значительно меньшей мощности. Авторами экспериметально установлено оптимальное значение угла Сила направленная против движения ролика по стенке камеры первичного дробления 2, препятствует заклиниванию ролика 11 и обеспечивает более тонкий помол материала, так как при попадании под ролик куска материала, который не может быть размолот за один раз, ролик легче отходит, перекатываясь через неразмолотый кусок, не перегружая деталей ротора. В предлагаемой конструкции мельницы благодаря внесенным изменениям достигнут более тонкий помол материала роликами и нет необходимости в его домоле между внутренним и наружным конусом. В результате этого существенно снижена потребляемая мельницей электроэнергия. Наличие внутреннего конуса в предлагаемой мельнице необходимо только для отбрасывания крупных частиц материала на повторное измельчение под ролики. В отличие от прототипа предлагаемая мельница имеет самоохлаждающиеся ролики (фиг.3), которые обеспечивают надежную работу дробилки в непрерывном режиме длительное время. При работе мельницы скорость вращения каждого ролика вокруг оси может достигать нескольких тысяч оборотов в минуту. При этом лопасти 13 захватывают воздух, и он с высокой скоростью прогоняется через охлаждающие каналы 12, которые могут быть различного диаметра, формы, вертикальные или наклонные. Количество каналов и их параметры подбирают экспериментально в зависимости от вида исходного материала и режима измельчения. Авторами установлено, что такая конструкция роликов обеспечивает их постоянную рабочую температуру не более 70°C. Благодаря этому повышается производительность технологических линий, имеющих такую мельницу, и снижаются материальные затраты на ее эксплуатацию. На фиг.1 показана маятниковая центробежная мельница, продольный разрез; на фиг.2 положение ротора и роликов внутри мельницы, вид сверху; на фиг.3 - самоохлаждающийся ролик. Мельница (фиг.1, 2) содержит корпус 1 с первичной камерой дробления 2 и с наружным конусом 3, пыленепроницаемый цилиндр 4, в котором на валу 5, закрепленном с помощью подшипников 6, жестко установлен внутренний конус 7, ротор 8, жестко установленный на одном валу с внутренним конусом 7, водила 9, установленные под углом относительно диаметральной плоскости ротора, в сторону против направления вращения ротора, установленные на осях 10 в роторе 8, ролики 11, с охлаждающими каналами 12 и установленными возле них лопастями 13, установленные на осях 14 в водилах 9. Под днищем внутреннего конуса 7 на валу 5 жестко установлен вентилятор 15, причем вал 5, посредством трансмиссии 16 соединен с электродвигателем 17. Мельница работает следующим образом: электродвигатель 17 через трансмиссию 16 заставляет вращаться вал 5, закрепленный в пыленепроницаемом цилиндре 4 с помощью подшипников 6, вентилятор 15, внутренний конус 7 и ротор 8. Ротор вращает водила 9 при помощи осей 10, параллельных центральной оси ротора и установленных по периферии ротора 8 под углом относительно диаметральной плоскости ротора, в сторону против направления вращения ротора, а водила 9 тянут за собой ролики 11 при помощи осей роликов 14, установленных в вилках 9 параллельно центральной оси ротора. Материал, поступая сверху в мельницу через загрузочный патрубок, попадает на вращающийся ротор 8 и отбрасывается им к стенкам первичной камеры дробления 2. Соскальзывая под действием силы тяжести вниз по стенке первичной камеры дробления 2, материал раздавливается роликами 11, прижимаемыми к стенке первичной камеры дробления 2 центробежными силами. Ролики 11 вращаются на осях 14, закрепленных в водилах 9, которые установлены под углом относительно диаметральной плоскости ротора, в сторону против направления вращения ротора, что обеспечивает создание значительного по величине дополнительного момента, вращающего ротор. При этом лопасти 13 загоняют воздух в охлаждающие каналы 12 роликов 11 и исключают их перегрев при непрерывной работе. Если частицы материала не раздавливаются роликом 11, ролик 11 вместе с вилкой 9 поворачивается вокруг оси 10, установленной в роторе 8, и материал попадает в чашу внутреннего конуса 7, которая отбрасывает его на повторное измельчение под ролики 11. Материал, измельченный до крупности менее величины зазора между внутренним конусом 7 и наружным конусом 3, попадает в этот зазор и проходит внутрь корпуса 1 на выгрузку. В отличие от прототипа, в предлагаемой мельнице ротор и ролики подвергаются весовой балансировке, материал загружают равномерно, и при работе мельницы ротор не является дебалансным вибратором. Предлагаемая мельница обеспечивает более тонкий помол материала при меньших по сравнению с прототипом энергозатратах, в связи с чем отпадает необходимость доизмельчения готового продукта между внутренним и наружным конусом. Использование предлагаемой конструкции позволяет получить маятниковую центробежную мельницу, которая при малых энергозатратах и надежности в эксплуатации позволяет обеспечить тонкий помол различных материалов в строительной и химической промышленности.