Відцентровий подрібнювач

Корисна модель відноситься до техніки для подрібнювання матеріалів і може знайти застосування у різних галузях промисловості, що зв’язані з переробкою мінеральної сировини і харчових продуктів, у тому числі при підготовці до випробування на речовинний склад гірничо-рудної сировини, переважно при подрібнюванні тендітної мінеральної сировини з підвішеною міцністю. Відомий відцентровий подрібнювач конструкції Пологовича А.І., що містить корпус з ударними елементами і східчастим статором, усередині якого розміщений східчастий дисковий ротор, нижній диск якого постачений билами, а верхній виконаний у вигляді зрізаного конуса, подрібнювальні камери, розвантажувальний і завантажувальний патрубки [Авторское свидетельство СССР №957956, кл. В 02 С 15/16, 1982]. Недоліками цього подрібнювача є недостатні ефективність його роботи й експлуатаційна надійність через підвищений знос його вузла завантаження при подрібнюванні тендітної мінеральної сировини з підвішеною міцністю. Найбільш близьким до того технічного рішення, що пропонується є відцентровий подрібнювач, що містить корпус з ударними елементами та східчастим статором, усередині якого розміщений східчастий дисковий ротор, нижній диск якого оснащений билами, а верхній виконаний у вигляді зрізаного конуса, подрібнювальні камери, подрібнювально-дозувальну камеру з відцентровим інтенсифікатором та внутрішнім подрібнюючим кільцем з конічною кришкою і зовнішнім подрібнюючим кільцем з перфорованим днищем, завантажувальний і розвантажувальний патрубки [Деклараційний патент на корисну модель №9849, Україна, МПК7 В 02 С 13/16, В 02 С 15/16. Опубл. 17.10.2005, Бюл №10, 2005p.]. Недоліками відомого подрібнювана є недостатні ефективність його процесу подрібнювання, яка виявляється в тому, що з підвищенням його продуктивності зменшується ступінь подрібнювання та його довговічність через підвищений знос днища його подрібнювально-дозувальної камери, який проявляється у випадку підвищення її продуктивності, при подрібнюванні тендітної мінеральної сировини з підвішеною міцністю. Технічним завданням корисної моделі є створення такого відцентрового подрібнювача, у якому за рахунок введення усередину порожнини його корпусу установленої з зазором між зовнішньою стороною подрібнювальнодозувальної камери та статором додаткової перфорованої кільцевої подрібнювальної камери, а також додаткових нових конструктивних особливостей подрібнювальних камер досягається можливість інтенсифікувати процес подрібнювання матеріалу, що подрібнюється, та підвищити продуктивність подрібнювача і, у результаті, підвищення ефективності процесу подрібнювання та довговічності відцентрового подрібнювача при подрібнюванні тендітної мінеральної сировини з підвішеною міцністю. Сутність запропонованого технічного рішення полягає в тому, що в відцентровому подрібнювачі, що містить корпус із ударними елементами та східчастим статором, усередині якого розміщений східчастий дисковий ротор, нижній диск якого оснащений билами, а верхній виконаний у вигляді зрізаного конуса, подрібнювальні камери, подрібнювально-дозувальну камеру з відцентровим інтенсифікатором та внутрішнім подрібнюючим кільцем з конічною кришкою і зовнішнім подрібнюючим кільцем з перфорованим днищем, завантажувальний і розвантажувальний патрубки, відповідно до корисної моделі введено усередину порожнини його корпусу установлену з зазором між зовнішньою стороною подрібнювально-дозувальної камери та статором додаткову перфоровану кільцеву подрібнювальну камеру, яка заповнена подрібнюючими тілами і виконана у вигляді змонтованих один в одному окремих співвісних вертикальних кілець, які виконані перфорованими окрім зовнішнього, яке виконане суцільним, при цьому кільця перфорованої кільцевої подрібнювальної камери підвищені до змонтованого між корпусом і його кришкою додаткового перфорованого диска за допомогою пружної підвіски з можливістю зміщення їх в горизонтальному напрямку і зазором відносно один одного і верхньої підстави зрізаного конуса, а усередині її внутрішнього перфорованого кільця поміщений додатковий відцентровий інтенсифікатор, який виконаний у вигляді вільно розташованого бігунка, що робить коловий поступальний рух за допомогою прикріпленого до зрізаного конуса водила, при цьому зовнішнє подрібнююче кільце його подрібнювально-дозувальної камери може бути виконано з наскрізним отвором, а кришку її вн утрішнього подрібнюючого кільця може бути підвішено до завантажувального патрубка за допомогою пружної підвіски з можливістю вільного зміщення його в горизонтальному напрямку відносно її зовнішнього подрібнюючого кільця та верхньої підстави зрізаного конуса, а також перфоровані кільця його перфорованої кільцевої подрібнювальної камери можуть бути мають вертикальними радіусними перегородками у вигляді пластинки, яка жорстко закріплена на їх зовнішніх поверхнях, причому перегородки розміщені своїми нижніми торцями над верхньою підставою зрізаного конуса та бічним торцем відносно поверхні поруч змонтованого кільця з зазором, який менше мінімального розміру подрібнюючих тіл, причому його ротор може бути постачений подрібнюючими кулями, які вільно розміщені між його билами, а у розвантажувальному патрубку на вході в нього установлена поперечна решітка, що дозволить виконувати руйнування матеріалу, що подрібнюється, одночасно в декількох подрібнювальних камерах і забезпечити інтенсифікацію процесу його обробки, причому послідовне подрібнювання матеріалу, що подрібнюється, в камерах подрібнюючими тілами з потрібними інтенсивністю і параметрами подрібнювання обумовлює ефективність його обробки, підвищує ступінь його подрібнювання та продуктивність подрібнювача, а також зниження умов взаємодії тертям подрібнюючих тіл між собою за відсутністю в камері матеріалу, що подрібнюється, знижує знос подрібнюючих тіл та енерговитрати, що є джерелом підвищення економічності роботи подрібнювача і, у результаті, підвищити ефективність його роботи і процесу подрібнювання та довговічність відцентрового подрібнювача при подрібнюванні тендітної мінеральної сировини з підвішеною міцністю. На Фіг.1 представлено вертикальний розріз відцентрового подрібнювана; на Фіг.2 - теж, з додатковими новими конструктивними особливостями. Відцентровий подрібнювач містить (Фіг.1) корпус 1 з відбійними ударними елементами 2 і східчастим кільцевим статором 3, нижня частина якого виконана у вигляді порожнього конуса, усередині якого на приводному валу 4 розміщені жорстко закріплені дисковий зрізаний конус 5 і ротор 6 з билами 7, ударна частина яких виконана у вигляді подрібнюючої лопатки. Внутрішня поверхня конічної частини статора 3 разом з бічною конічною поверхнею дискового конуса 5 утворюють конічну стираючо-роздавлюючу подрібнювальну камеру 8, при цьому утворюючі конічних подрібнюючих поверхонь статора 3 і конуса 5 у її нижній розвантажувальній частині паралельні. Статор 3 приєднаний до внутрішньої поверхні корпуса 1. Ротор 6 з билами 7 у нижній частині порожнини корпуса 1 з відбійними ударними елементами 2 утворюють подрібнювальну камеру відсмоктуючого подрібнюючого вентилятора з розвантажувальним патрубком 9. Корпус 1 змонтований на основі 10, а кришка 11 корпуса 1 оснащена завантажувальним патрубком 12. Усередині порожнини корпусу 1 розміщена додаткова подрібнювально-дозувальна камера 13, у нижній частині якої змонтовано подрібнююче кільце 14 з перфорованим днищем 15, сполучене з нижньою частиною завантажувального патрубка 12 за допомогою гнізда, утвореного обоймою 16 і фланцем 17, жорстко з’єднаного з нею і патрубком 12. Усередині кільця 14 вільно з бічним зазором розміщено на поверхні днища 15 з можливістю переміщення на ньому додаткове подрібнююче кільце 18 з конічною кришкою 19. При цьому кільце 14 розміщене своїм нижнім торцем з кільцевим щіливим зазором 20 над верхньою підставою 21 зрізаного конуса 5, що установлений на валу 4 ексцентрично його осі, причому величина діаметрів отворів перфорованного днища 15 не повинна перевищувати величини висоти зазору 20. Внутрішня поверхня кільця 14 і патрубка 12 із фланцем 17 разом із зовнішньою бічною поверхнею кільця 18 і кришки 19 утворюють подрібнювально-дозувальну камеру 13 з розвантажувальним щіливим зазором 20, що з’єднує її порожнину з конічною подрібнювальною камерою 8. Причому подрібнюючі органи можуть бути футеровані зносостійким матеріалом, а на їхні робочі поверхні можуть бути нанесені профільні борозни для посилення ступеня подрібнювання і полегшення транспортування здрібненого продукту. Усередині кільця 18 із кришкою 19 поміщений відцентровий інтенсифікатор, виконаний у вигляді вільно розташованого на днищі 15 бігунка 22, наприклад масивних врівноважених чи неврівноважених кулі або диска, що робить коловий поступовий рух по внутрішній поверхні кільця 18 за допомогою прикріпленного до обертового валу 4 повідцем водила 23. Для регулювання величини висоти зазору 20 призначені прокладки 24, а кільце 14 може бути змонтоване в гнізді за допомогою пружної еластичної прокладки 25. Усередині порожнини корпусу 1 розміщена і установлена з зазором між зовнішньою стороною подрібнювально-дозувальної камери 13 та статором 3 додаткова перфорована кільцева подрібнювальна камера 26, яка заповнена подрібнюючими тілами 27 і 28, наприклад масивних врівноважених чи неврівноважених кулі або близьких по розміру та формі до кулі, і виконана у вигляді змонтованих один в одному окремих співвісних вертикальних кілець 29, 30 та 31, які виконані перфорованими окрім зовнішнього кільця 31, яке виконане суцільним. Кілець може бути і більше трьох, а кільце 31 може бути зовні конічної, циліндричної або фасонної форми. При цьому кільця перфорованої камери 26 підвищені до змонтованого між корпусом 1 і його кришкою 11 додаткового перфорованого диска 32 за допомогою пружної підвіски 33 з можливістю зміщення їх в горизонтальному напрямку і зазором відносно один одного і верхньої підстави 21 зрізаного конуса 5, а усередині її внутрішнього перфорованого кільця 29 поміщений додатковий відцентровий інтенсифікатор, який виконаний у вигляді вільно розташованого на верхній підставі 21 дискового конуса 5 бігунка 34, наприклад масивних врівноважених чи неврівноважених кулі або диска, що робить коловий поступальний рух по вн утрішній поверхні кільця 29 за допомогою прикріпленого до обертового зрізаного конуса 5 водила 35. Зовнішнє подрібнююче кільце 14 його подрібнювально-дозувальної камери 13 може бути виконане (Фіг.2) з наскрізним отвором 36, а кришка 19 її внутрішнього подрібнюючого кільця 18 підвищена до завантажувального патрубка 12 за допомогою пружної підвіски 37 у вигляді гнучкого каната або гумово-металевого амортизатора з можливістю вільного зміщення його в горизонтальному напрямку відносно її зовнішнього подрібнюючого кільця 14 та верхньої підстави 21 зрізаного конуса 5. Перфоровані кільця 29 і 30 його перфорованої кільцевої подрібнювальної камери 26 можуть бути мають (Фіг.2) вертикальними радіусними перегородками 38 і 39 у вигляді пластинки, яка жорстко закріплена на їх зовнішніх поверхнях, причому перегородки при цьому мають бути розміщені своїми нижніми торцями над верхньою підставою 21 зрізаного конуса 5 та бічним торцем відносно поверхні поруч змонтованого кільця з зазором, який менше мінімального розміру подрібнюючих тіл 27 і 28, що дозволить їх економно додатково навантажувати. Ротор 6 подрібнювача може бути постачений (Фіг.2) подрібнюючими кулями 40, наприклад врівноважених чи неврівноважених куль, які вільно розміщені між його билами 7, а у розвантажувальному патрубку 9 на вході в нього установлена поперечна решітка 41. При цьому відбійні ударні елементи 2 можуть бути демонтовані або виконані по формі і розмірам своєї висоти, яка не заважає перекочуванні через них куль 40. Відцентровий подрібнювач працює таким чином. Приводиться в обертання вал 4, що передає момент, що крутить, ротору 6, конусу 5 і водилам 23 і 35. Обертаючись за допомогою водила 23 куля в якості бігунка 22 переміщується по поверхні днища 15 і притискається під дією відцентрової сили до внутрішньої поверхні кільця 18, переміщуючи його по поверхні днища 15. Матеріал, що підлягає подрібнюванню, подається через завантажувальний патрубок 12 у робочу порожнину подрібнювально-дозувальної камери 13. Створювана кулею 22, що перекочується по внутрішній поверхні кільця 18, відцентрова сила перекочує по внутрішній поверхні кільця 14 кільце 18 із кришкою 19 і переміщує його без обертання навколо власної осі по поверхні днища 15. При перекочуванні кільце 18 стискає матеріал, що знаходиться між подрібнюючими поверхнями кілець 14 і 18, і подрібнює його спільним впливом стискаючих і зрушуючи х навантажень за рахунок одночасного кругового і коливального руху, забезпечуючи інтенсивне руйнування шматків матеріалу, що подрібнюється. При цьому кільце 18, що перекочується, із кришкою 19 у міжкільцевій порожнині створює в матеріалі, що подрібнюється, об’ємний стиск, у результаті чого відбувається взаємне переміщення його часток при стиску, що приводить до додаткового самоподрібнювання останніх. Причому зі збільшенням зазору між подрібнюючими поверхнями кілець 14 і 18 через знос збільшується відцентрова сила, створювана обертовою кулею 22, у результаті чого не тільки розмір матеріалу, що подрібнюється, у продукті не збільшується, але і підвищується термін служби подрібнюючих кілець і експлуатаційна надійність подрібнювача. Під дією сили ваги здрібнений у камері 13 матеріал переміщується вниз через отвір перфорованого днища 15 до розвантажувального щіливого зазора 20. При цьому ексцентрична установка конуса 5 на валу 4 сприяє енергійному пересуванню поверхнею 21 його верхньої підстави матеріалу, що подрібнюється, через розвантажувальний щіливий зазор 20. З кільцевого розвантажувального щіливого зазору 20 матеріал, що подрібнюється, надходить на розподільну верхню підставу 21 конуса 5 і відкидається дією відцентрової сили до внутрішньої поверхні кільця 29 кільцевої подрібнювальної камери 26, де під дією відцентрової сили відкидається в робочу зону подрібнюючих куль 27, які розміщені між кільцями 29 і 30 на лінії одного і того ж кола, що дозволяє додатково подрібнювати матеріал, що подрібнюється, силою ваги куль 27 і їх обертання відносно свого центру за допомогою стирання з роздавлюванням та ударом. Далі під дією відцентрової сили матеріал переміщується в робочу зону подрібнюючих куль 28, які розміщені між кільцями 30 і 31 на лінії одного і того ж кола, яке має діаметр більше діаметра кола куль 27. Це дозволяє обертатися кулям 28 при однакових їх діаметрах з кулями 27 з більшою частотою, що дозволяє виконувати руйнування матеріалу, що подрібнюється, одночасно в декількох подрібнювальних камерах і забезпечити інтенсифікацію процесу його обробки. Додаткове коливання кілець 29, 30 і 31 із подрібнюючими кулями 27 і 28 за допомогою бігунка 34 з водилом 35 дозволяє шар матеріалу в кільцевій подрібнювальній камері 26 подрібнювати додатковим впливом на нього зусиллям зрушування і роздавлювання зі стиранням, що дозволяє підвищити ефективність його обробки і ступінь його подрібнювання. Підняті над верхньою підставою 21 конуса 5 за допомогою коливання частки матеріалу, що подрібнюється, переміщуються в кільцеві камери через отвори в кільцях 29 і 30, що дозволяє їх додрібнювати кулями 27 і 28, а також конічними поверхнями кільця 31 і статора 3. При цьому додатково підвищується рівномірність гранулометричного складу матеріалу, що подрібнюється. З кільцевої камери 26 матеріал, що подрібнюється відкидається дією відцентрової сили до робочої поверхні подрібнюючого статора 3, де під дією сили ваги переміщується в робочу зону конічної стираючо-роздавлюючої подрібнювальної камери 8 для наступного його подрібнювання. При цьому вихідний з кільцевої подрібнювальної камери 26 матеріал, що подрібнюється, має ще меншу крупність часток і більшу рівномірність свого гранулометричного складу відносно таких же показників вихідного з розвантажувального щіливого зазору 20 матеріалу, що подрібнюється, що дозволяє заповнювати порожнину конічної камери 8 матеріалом, що подрібнюється, з додатково підвішеною насипною щільністю і підвищити продуктивність подрібнювача без збільшування його габаритів. Наявність паралельної зони камери 8 дозволяє шар матеріалу в ній подрібнювати комбінованим багаторазовим впливом на нього зусиллям зрушення і роздавлювання зі стиранням, що дозволить підвищити ефективність подрібнювання мінеральної сировини з підвішеною міцністю і пластичними властивостями його часток, що подрібнюються. Таке послідовне подрібнювання матеріалу, що подрібнюється, в подрібнювальних камерах, які знаходяться одна за одною послідовно з потрібними інтенсивністю і параметрами подрібнювання обумовлює ефективність його подрібнювання і є джерелом підвищення економічності роботи подрібнювача. При виконанні кільця 14 камери 13 (Фіг.2) з наскрізним отвором без днища 15 і підвішенні кришки 19 її кільця 18 до завантажувального патрубка 12 за допомогою пружної підвіски дозволяє без зміни механізму взаємодії кілець 14 і 18 між собою при подрібнюванні матеріалу, що подрібнюється, підвищити продуктивність подрібнювально-дозувальної камери 13 без збільшення її габаритів, а відсутність умов взаємодії тертям кільця 18 із перфорованим днищем 15 і зниження умов взаємодії тертям кілець 14 і 18 між собою за відсутністю в камері матеріалу, що подрібнюється, знижує їх знос та енерговитрати і підвищує їх довговічність. Постачання кілець 29 і 30 вертикальними перегородками 38 і 39 дозволить економно додатково притиснути подрібнюючі кулі 27 і 28 до поверхні верхньої підстави 21 конуса 5 додатковим навантаженням, що дозволяє знизити питому матеріалоємність подрібнювача. При цьому переміщення матеріалу, що подрібнюється, по внутрішній порожнині камери 8 здійснюється не тільки під дією відцентрових і гравітаційних сил, але і під додатковою дією потоку повітря, що відсмоктує, який створюється билами 7 обертового ротора 6, що сприяє підвищенню масової пропускної здатності камери 8 і в результаті підвищує е фективність роботи відцентрового подрібнювача. При цьому подрібнюючі били 7 обертового ротора 6 разом з відбійними ударними елементами 2 дозволяють зруйнувати і доздрібнити випадково з’єднані між собою агрегуванням частки готового продукту, що досягли визначеної крупності в процесі їх переміщення повітряним потоком до розвантажувального патрубка 9 і далі в матеріалоприємник (не показаний), що підвищує якість готового продукту. Постачання ротора 6 подрібнюючими кулями 40 взамін відбійних ударних елементів 2 дозволяє зменшити знос бил 7 при їх взаємодії з готовим продуктом і підвищити їх довговічність і якість готового продукту. Запропонований відцентровий подрібнювач може бути використаний при подрібнюванні тендітної мінеральної сировини з підвішеною міцністю, у тому числі при підготовці до випробування на речовинний склад гірничо-рудної сировини. Таким чином, запропоновані відмінні риси разом з відомими дозволять відцентровому подрібнювачу підвищити ефективність його роботи і процесу подрібнювання та довговічність відцентрового подрібнювана при одночасному підвищенні якості готового продукту.