Подрібнювач дисмембраторного типу із горизонтальною подачею сировини

Корисна модель відноситься до пристроїв здійснення процесів ударного здрібнення різноманітних сипучих матеріалів. У відомому дисмембраторі [А.А. Перов, С.Г. Карташов, И.А. Олей-ник, авторське свідоцтво СРСР SU 1704821 В 02 С 13/22, 1983] застосована подача сировини через патрубок, який також виконує функції буферної ємності. Організація подачі сировини до машини, при сталому режимі робот дисмембратора - наступна. Частки сировини, що перебувають у буферній ємності (горловині патрубка) під дією власної ваги переміщуються із зовнішньої частини машини до зони протікання процесів здрібнення («самоскидом») у об'єм, що звільнився від аналогічних часток, які вже здрібнено. Процес здрібнення протікає на штифтах прямокутної та трапецієподібної форми, які розташовані таким чином, що найбільш віддаленим від вісі обертання привідного валу є штифти статора. Недоліками такої конструкції є: - неможливість контролювання процесу подачі часток сировини до внутрішнього об'єму машини. Так як сировина потрапляє до зони здрібнення «самоскидом», це призводить до надмірної завантаженості внутрішнього простору дисмембратора надлишковою сировиною, що вже потрапила до зони здрібнення, проте процес руйнування якої ще не почався. Крім цього, вищезгадана маса часток - перебуває у русі, на організацію якого витрачається частина енергії; - застосування воронки вимагає дотримання у конструкції якомога більшого кута її нахилу відносно горизонту та діаметру (для забезпечення можливості подачі часток сировинних матеріалів, які мають великі кути природного укосу). Це призводить до збільшення габаритів конструкції, а як наслідок - до великої її металоємності, що, в свою чергу, згубно впливає на показники питомої витрати енергії; - застосування у якості органів, що забезпечують процес здрібнення, штифтів прямокутної та трапецієвидної форми, значно ускладнює технологію виготовлення дисмембратора у частині проведення обов'язкового балансування ротору, який має високу частоту обертання; - найвіддаленішій ряд штифтів (ряд статора) не тільки незначно впливає на ступень здрібнення у дисмембраторі, а ще й затримує потік помелу. У іншій конструкції дезінтегратора [В.Я. Земцов, П.П. Гумджян, В.Б. Лапшин и др., авторське свідоцтво СРСР SU 1238788 В 02 С 13/22, В 01 F 13/10, 1978] привідні вали розташовано вертикально. Подача часток сировини до внутрішнього об'єму машини також відбувається під дією власної ваги «самоскидом», через полий привідний вал. Слід зазначити що при такому розташуванні дисків роторів (горизонтально) проблема наявності у внутрішньому об'ємі зайвої маси сировини частково вирішена, проте, недоліками даної конструкції є: - при горизонтальному розташуванні дисків роторів якість помелу, отриманого на даному зразку обладнання, дещо гірша. Це пояснюється існуванням зазору між органами, що забезпечують процес здрібнення одного ротора та по верхньою диску іншого (умова безпечної експлуатації машин дисмембраторного та дезінтеграторного типу) у якому під дією відцентрових сил протікає рух помелу в обхід робочих органів; - процес подачі сировини не є контрольованим; - конструкція органів, що забезпечує процес здрібнення є складною, що негативно впливає на необхідне балансування роторів; - складність конструкції та процесу вивантаження готового продукту. Близькою за технічною сутністю організації процесу завантаження часток сировинного матеріалу до внутрішнього об'єму машини є дезінтегратор [Е.М. Недзельский, М.Д. Недзельский, Н.А. Гарбуз, С.В. Ромодин, авторське свідоцтво СРСР SU 1338887 В 02 С 13/22, 1979]. Подача сировини здійснюється за допомогою гвинтового живильника, який виконано разом із диском ротора. Процес здрібнення відбувається ударом зі сторони трапецієподібних контактних органів. Істотними недоліками корисної моделі є: - використання гвинтового живильника, що обертається із такою ж самою частотою, як і ротор машини, вносить розбалансування до конструкції, що знижує надійність зразка, який розглядається; - при значних частотах обертів ротора має місце зниження продуктивності машини, за рахунок переваги відцентрових сил, що діють на частки сировини над силами тяжіння. При такій перевазі створюється сировинний затор (частки сировини у полі дії відцентрових сил притягуються до найвіддаленіших витків живильника, та обертаються разом із ним, не перемішуючись до внутрішнього об'єму машини); - складна геометрія органів, що забезпечують процес здрібнення у дезінтеграторі, робить проблематичною балансування роторів. Задачею даної корисної моделі є отримання тонкодисперсного помелу сировинних матеріалів при низькій питомій витраті енергії та металоємності конструкції, а також організація керування продуктивністю дисмембратора без додаткового машинного оформлення. Для вирішення поставленої задачі, подрібнювач дисмембраторного типу із горизонтальною подачею сировини, містить пристрій подачі сировини до внутрішнього об'єму машини, згідно з корисною моделлю пристрій подачі виготовлено розбірним; спіраль пристрою має 1¸2 витка на всю довжину Т-подібного отвору привідного валу машини, та є статичною, спіраль виконана таким чином, що висота витка становить 50¸60% діаметру отвору стінки пристрою, яка кріпиться на внутрішньому Т-подібному отворі валу посадкою із натягом та є рухомою, також у кожному наступному ряду число бит більше, ніж у попередньому, крайніми є ряд бит ротора, причому сукупний об'єм бит ротора та статора становить 30¸50% об'єму всієї робочої камери. Фіг.1 - загальний вид машини дисмембраторного типу. Фіг.2 - розташування робочих органів - бит. Фіг.3 - конструкція пристрою подачі сировини до зони здрібнення машини дисмембраторного типу. Подрібнювач дисмембраторного типу із горизонтальною подачею сировини складається із бункеру вихідної сировини 1, що кріпиться до лівої кришки корпуса 2, яку, в свою чергу, встановлено на раму дисмембратора 3. Диск статора 4, знаряджений битами статора 5, також кріпляться до рами 3. Бити 6 закріплено у диску ротора 7, який з'єднано із привідним валом дисмембратора із Т-подібним отвором 8. Привідний вал 8 закріплено у підшипниковому вузлі 9, який встановлено у правій кришці корпуса 10. Для виконання умов надійності та безпечності експлуатації привідний вал машини дисмембраторного типу 8 оснащений упорним підшипником 11, який встановлено у порожнині рами 3 на тильній стороні диска статора 4. Рама машини встановлено на подушку-амортизатор 12, яка вкладена на опору 13, що має вивідний патрубок 14. У внутрішньому просторі Т-подібного отвору привідного валу 8 посадкою із натягом розташовано стінку пристрою подачі сировини до зони здрібнення 15 та спіраль живильного пристрою 16, яка є статичною та кріпиться до бункеру 1. Пристрій працює наступним чином. Привідний вал машини 8 обертається із частотою більш ніж 1000хв-1 разом із стінкою живильного пристрою 15, ротором 7, битами ротора 6 на підшипниковому вузлі 9. Причому, упорний підшипник 11 заважає всім рухомим вузлам переміщуватися у горизонтальній площині. При обертанні ротора 7 із битами 6, повітря внутрішнього об'єму машини обертається разом із ними. Унаслідок цього у центральній частині зони здрібнення утворюється низький тиск повітря. Частки сировини знаходяться у бункеру 1 та під впливом сили тяжіння й тиску повітря потравляють до стінки живильного пристрою 15. При обертанні часток сировини, що потрапили до стінки живильного пристрою, на них діють відцентрові та аеродинамічні сили, які спрямовують сировину по Т-подібному отвору привідного валу 8 до внутрішнього об'єму дисмембратора, засобами спіралі живильного пристрою 16, яка виконує функцію направляючої. Опинившись у внутрішньому об'ємі машини, частки піддаються багаторазовим ударам зі сторони бит ротора 6. Продукти первісного помелу, які утворилися унаслідок цих ударів, підхоплюються потоком повітря та віддаляються від вісі привідного валу 8, обертаючись разом із битами ротора 6. При подальшому віддалені частки первісного помелу зіштовхуються із нерухомими битами статора 5, втрачають свій імпульс та додатково руйнуються. Процес руйнування триває до проходження помелом останнього ряду бит ротора 7. Отриманий у результаті роботи машини помел вивантажується через вивідний патрубок 14. Розташування органів дисмембратора (Фіг.2), що забезпечують процес здрібнення - бит циліндричної форми, наступне: бити статора 5 та ротора 6 утворюють ряди по концентричним окружностям навколо вісі відповідних дисків (4 та 7). У кожному наступному ряду число бит більше, ніж у попередньому. Ряди бит ротора 5 й статора 6 взаємно-чергуються, причому, крайніми є ряди бит ротора 7. Причому, сукупний об'єм бит ротора та статора становить 30¸50% об'єму всієї робочої камери. При такому розміщенні бит, при обертанні ротора у центральній, частині зони здрібнення матеріалів утворюється розрядження повітря, що сприятливо впливає, як на процес подачі часток, так і на своєчасне виведення помелу із робочого простору машини й дає змогу отримувати тонко дисперсні помели. Конструктивне оформлення системи подачі сировини до внутрішнього об'єму дисмембратора (Фіг.3) можна описати наступним чином. Пристрій складається із двох деталей (15 - стінка пристрою; 16 - спіраль пристрою), які виконані таким чином, що тертя між двома деталями - мінімальне на протязі всієї довжини спіралі. Спіраль 16 має 1¸2 витка на всю довжину Т-подібного отвору привідного валу машини, що забезпечує найбільшу продуктивність при плавному переміщенні сировини впродовж Т-подібного отвору привідного валу. Для запобігання надмірному перевантаженню дисмембратора спіраль 16 виконана таким чином, що висота сталевого витка становить 50¸60% діаметру отвору стінки пристрою. Регулювання подачею сировини здійснюється за рахунок регулювання частоти обертів валу дисмембратора 8. Від аналогів, відрізняється тим, що подача сировини до зони здрібнення є контрольованою, здійснюється у чітко-горизонтальному напрямі без застосування додаткового машинного обладнання під дією відцентрових та аеродинамічних сил, що мають місце при роботі дисмембратора. Подрібнювач дисмембраторного типу із горизонтальною подачею сировини до зони протікання процесів здрібнення відповідає вимогам, що висуваються до машин у яких реалізуються процеси ударного здрібнення різноманітних сипучих матеріалів: механічна міцність, ерозійна стійкість, керованість та надійність роботи. Використання у конструкції живильного пристрою та розташування робочих органів саме таким чином, значно знизять металоємність конструкцій та питомі витрати енергії, дадуть змогу керувати продуктивністю машин без застосування додаткового машинного обладнання. Подрібнювач дисмембраторного типу із горизонтальною подачею сировини, може знайти застосування у будівельній, хімічній, фармацевтичній й суміжних галузях промисловості для реалізації високоефективних та керованих процесів здрібнення різноманітних сипучих матеріалів.