Центробежная многоступенчатая мельница

191 11 О 8 2 С 7/О ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ПИСАН ОБРЕТЕН СВИДЕТ ТВУ ВТОР(57) Иэобретным многоступечивает кластупеням измпри любых ре НТРОБЕЖНАЯ МНОГОСТУПЕНЧАТАЯ В 12 К леи 8. 8)детельство СССР С 7/02, 1978ввЬ 3 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН(56) Авторское свиУ 743718, кл. В О ние относится к енчатым мельниц снфикацию матер льчения на три жимах работы и центробежами обесиала по Фракции поэволя1299620 ет снизить удельный расход энергиина измельчение, уменьшить величинуизноса рабочих органов на единицуполучаемой продукции, получить метапломагнитную фракцию, пригоднуюдля повторного использования, получить шлаковые удобрения заданногогранулометрического состава. Мельница состоит из трех аналогичных ступеней измельчения, увеличивающихсяв направлении разгрузки, Каждая ступень измельчения включает соответственно разгонный диск 4, 5, 6, конусную отбойную деку 7, 8, 9 магнитно-односторонний линейный индуктор 10, 11, 12, просеивающее конусИзобретение относится к устройствам для тонкого измельчения материалов, в частности к многоступенчатым центробежным мельницам, и может быть использовано, например, для измельчения отвальных сталеплавильных шлаков и зерна на корм, содержащих примеси металломагнитных фракций, с одновременным их выделением, а также для выделения металломагнитных примесей в химических технологиях и технологиях получения немагнитных компонентов порошковой металлургии.Цель изобретения - повышение однородности. гранулометрического состава продукта помола заданной крупности, без примеси металломагнитной фракции, снижение энергоемкости процесса измельчения, увеличение срока службы рабочих органов.На фиг. 1 изображена центробежная многоступенчатая мельница, продольный разрез; на фиг, 2 - узел 1 на фиг, 1 (форма выполнения скатной доски); на фиг, 3 - загрузочное окно первой ступени измельчения, вид сверху", на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 5 - схема индуктора с обмотками возбуждения; на фиг, 6 схема выделения магнитной частицы.Центробежная многоступенчатая мельница состоит из трех аналогичных по конструктивному выполнению ступеней измельчения, Узлы и детали, образующие ступени измельчения, по разное решето 13, 14, 15, Разгонные диски 4, 5, 6, индукторы 10, 11, 2 приемные воронки 17, 18, смонтированные на вертикальном валу 3, составляют ротор мельницы. В мельнице установлены скатные доски 27,28, выполненные в виде конусной поверхностичешуйчатого решета, Магнитно-односторонний линейный индуктор 10, 11,12 состоит из магнитопровода, выполненного по наружной поверхности в виде конуса с пазами для обмоток, подключаемых к Фазам сети, и обеспечивает выделение иэ массы материала металломагнитной фракции, 3 э,п, ф-лы,6 ил. мерам увеличиваются в направлении от загрузочного бункера 1 к разгрузочным отверстиям и установлены последовательно в корпусе 2. Мельница име ет один общий вертикальный вал 3,Каждая ступень измельчения состоит соответственно иэ разгонного диска 4, 5 и 6, конусной отбойной деки Ю7, 8 и 9, магнитно-одностороннеголинейного индуктора 10, 11 и 12, просеивающего конусного решета 13, 14и 15. Разгонные диски 4, 5 и 6 ступеней измельчения выполнены по аналогии рабочих колес центробежных вентиляторов, с той лишь разницей, чтолопатки их прямолинейны и смещены относительно радиуса назад к направлению движения Разгонный диск 4 первой ступени измельчения з акр еплен навертикальном валу 3 при помощи зажима 16, Разгонные диски 5 и 6 второйи третьей ступеней измельчения закреплены подобными зажимами 16 наприемных воронках 17 и 18, которыекрепятся на общем вертикальном валу3 с помощью крестовин 19, На наружной поверхности приемных воронок 17и 18 укреплены также с помощью зажимов 20 и 21 индукторы 11 и 12 второй и третьей ступеней измельчения.Индуктор 10 первой ступени измельчения закреплен зажимом 22, Большимоснованием индукторы 10, 11 и 12 35 ступеней измельчения прикреплены книжним основаниям разгоньых дисков4, 5 и 6,Разгонные диски 4, 5 и 6, индукторы 10, 11 и 12, приемные воронки17 и 18, смонтированные на вертикальном валу 3 мельницы, составляют ротор мельницы, являющийся ее основным узлом. Вертикальный вал 3 мельницы установлен в подшипниках 23 и124, которые закреплены на верхней25 и нижней 26 опорных плитах, установленных соосно относительно вертикального вала 3 на корпусе 2,Для эффективного отвода просеивающихся через конусные решета 15 и 14первой и второй ступеней измельчениянемагнитных частиц продукта помолазаданных размеров в мельнице установлены скатные доски 27 и 28, которыевыполнены в виде конусной поверхности чешуйчатого решета и установленыбольшим основанием к разгрузочному. кольцевому отверстию 29, Дробилкакрепится к фундаменту при помощи четырех опорных лап 30 и стоек 31, Измельчаемый материал направляется напервый разгонный диск 4 из загрузочного бункера 1 с помощью воронки 32через загрузочные окна 33 верхнейопорной плиты 25,30Магнитно-односторонний линейныйиндуктор 10, 1 и 12 каждой ступениизмельчения (для всех ступеней индукторы по устройству подобны) состоит из магнитопровода 34 и трехкруговых обмоток 35, Иагнитопровод34 индуктора 10, 11 и 12 выполнениз электротехнической стали, Выполнение магнитопровода 34 иэ электротехнической стали обусловлено необ 40ходимостью снижения потерь на гистерезис и вихревые токи, которые нагревают его в процессе работы, По наружной поверхности магнитопровод 34выполнен в виде конуса с пазами 3645для обмоток 35, которые подключаютсяк фазам сети А, В, С, Крепление обмоток 35 в пазах 36 возможно с помощьюэпоксидных смол, Возможны другие ме 50ханические методы крепления.Поскольку обмотки 35 создают бегущее магнитное поле только вдольодной поверхности магнитопровода 34,то выполненный таким образом магнит 55, ный линейный индуктор является магнитно-односторонним. При этом магнитноеполе бежит вдоль конической поверхности магнитопровода 34 от Фазы А к фазе В и далее к фазе С, затем снова втой же последовательности,Извлечение металломагнитной фракции из массы на каждой ступени измельчения осуществляется следующимобразом,По поверхности конусного решета13, 14 и 15 каждой ступени измельчения движется металломагнитная частица 37, освободившаяся от шлака впроцессе разрушения, Бегущее от фазыА и В и С магнитное поле индуктора10, 11 и 12, имеющее линейную скорость Ч поля, пересекает частицу37, имеющую скорость Ч (м/с), Величина наведенной в частице 37 ЗДСпрямо пропорциональна относительнойскорости пересечения магнитным полемчастицы (Ч"Ч оА чс, )Поддействием бегущего поля в частице 37наводится ЗДС, но частица 37 - этозамкнутый проводник, а в замкнутомпроводнике под действием наведеннойбегущим полем ЗДС течет ток (многофазный) по линиям наименьших сопротивлений, Взаимодействие наведенногов частице 37 тока с бегущим магнитнымполем индуктора создает силу, которая выталкивает (тянет) частицу 37из массы продукта (поднимает ее отповерхности решета к поверхносТи индуктора), Величина силы согласно закону Ампера определяется формулой Рщ 1 Вгде Р - сила, с которой частица извлекается, поднимается издвижущейся массы;1 - наведенный бегущим полем токчастицы;- наибольший размер (длина)частицы;В - магнитная индукция бегущегополя, величина которой зависит от напряжения, подводимого к обмоткам,Сила Г, действующая на частицу,может быть такой, что частица нетолько будет извлечена из общей массы, но и прилипнет к поверхности индуктора, Прилигнув к поверхности,частица не остается на месте, онабежит, скользит по поверхности в направлении движения магнитного поля.Ее скорость определяется величиноймассы, силой сопротивления от трения движения, обусловленной силойпритяжения (прижатия) частицы к по- .вевхности индуктора, 5 1 2996Изменяя величину магнитной индукции с помощью изменения величиныподводимого напряжения, можно выбрать рациональную ее величину, прикоторой будет йолное извлечение металломагнитных частиц из общей массы по ступеням измельчения и отсутствовать износ рабочей поверхностииндукторов, обусловленный трением оних частиц, Извлечения магнитных 10частиц из массы по ступеням измельчения не происходит только в случае отсутствия напряжения на обмотках индукторов., В этом случае дробилка работает и классифицирует массу только с помощью просеивающих ре"шет по размерам зерен (частиц).Для улучшения процесса извлеченияметалломагнитной фракции угол наклона рабочей поверхности индуктора 20должен соответствовать углу наклонапросеивающего решета. Рабочий зазормежду решетом и поверхностью индуктора определяется количеством металломагнитной фракции в иэмельчаемом 25продукте, производительностью ступени измельчения,Последовательное расположение фаэобмотки по длине, образующей конусиндуктора, исключает влияние частоты вращения на процесс извлечения металломагнитных частиц иэ измельчаемой массы,Полное извлечение металломагнитной фракции из измельчаемого сырья,а также получение продукта помолавыравненного гранулометрического состава заданной крупности возможно припоследовательной установке нескольких ступеней измельчения, обеспечивающих последовательно увеличивающиеся рабочие скорости от первой кпоследующим, симметрично расположенных относительно одной вертикальнойоси, которых как минимум должно быть 45три. Необходимость постановки нескольких последовательно расположенных ступеней определяется неоднозначностью физико-механических свойствиэмельчаемых материалов (шлака), 50неодинаковыми условиями процесса разрушения, Величина скорости, при которой происходит разрушение, колеблется для различных материалов в различных пределах, граничные значениякоторой в измельчителе определяютэффективность процесса разрушения.Увеличение рабочих скоростей разрушения от первой к последующим сту 20пеням измельчения и увеличивающаясясуммарная площадь поверхности частиц помола, подлежащего сепарации пометалломагнитным примесям, определяет необходимость увеличения рабочи. размеров индукторов,ЭЦентробежная, многоступенчатаямельница работает следующим образом.Материал, подлежащий иэмельчению,по воронке 32 через загрузочные окна 33 верхней опорной плиты 25 поступает на первый разгонный диск 4,Проходя по рабочим каналам разгонного диска 4, материал (шлак) иэмель"чается, Измельчение материала происходит внутри рабочих каналов и приударе об отбойную деку 7, Движениюматериала по рабочим каналам разгонного диска 4 способствует поступающий вместе с исходным сырьем воздушный поток,Измельченная в рабочих каналахразгонного диска 4 и зоне отбойнойдеки 7 первой ступени измельчениямасса продукта поступает на конусноепросеивающее решето 15, где происходит ее разделение на три фракции,Металломагнитные частицы, высвободившиеся из шлака в процессе разрушения, при помощи магнитного поля,бегущего вдоль образующей поверхности магнитно-одностороннего линейного иидуктора 10, извлекаются из общей массы, приобретают скорость,близкую к скорости поля, и направляются в приемную воронку 17. Частицыв зоне входной горловины воронки 17при изменении направления движениямагнитного потока сохраняют направление своего движения за счет силы,определяемой величиной массы и приобретенной скоростью (ускорением),При работе мельницы угловая скоростьмежду индуктором 10 и приемной воронкой 17 равна нулю (частота вращения одинакова), а частицы, извлеченные иэ среды (массы), не испытывают связи действия центробежных сил.Указанные отличительные особенностиработы мельницы позволяют металломагнитным частицам под действием сообщенной им магнитным полем скорости, силы тяжести и воздушного потока выводиться через приемную воронку 17 в готовый продукт.Немагнитная фракция, оставшаясяна конусном решете 15 первой ступени измельчения, в процессе своегодвижения по нему классифицируется299620 механическим путем, Частицы заданных размеров, просеиваясь череэ конусное решето 15, выводятся из общей оставшейся массы, Масса частиц,не просеявшихся через конусное решето 15, составляет исходную фракцию материала, которая поступает наразгонный диск 5 второй ступени,Производительность разгонного диска5 второй ступени измельчения ниже 10производительности первого на суммарную величину массы отобранных впроцессе классификации частиц, Приувеличении рабочей скорости разрушения в разгонном диске 5 второй ступени измельчения его производительность уменьшена на величину массыотсеявшихся частиц за счет снижениявысоты рабочих лопаток,Классификация частиц, поступающих после разрушения во второй ступени на просеивающее конусное решето 14 второй ступени, осуществляется аналогично,Приемная воронка 18 второй ступени измельчения подобрана ло устройству воронке 17, но размеры ее подиаметру конуса и цилиндрическойчастицы увеличены. Увеличение размеров приемной воронки 18 необходи- З 0мо по причине увеличивающегося объема металломагнитной фракции, отделяемой на второй и предыдущей ступениизмельчения,Выделенная в процессе механического просеивания немагнитная фракция заданных размеров поступает начешуйчатую конусную поверхность скатных досок 27 и 28 и транспортируетсяпри избыточном давлении слой воздушного потока, создаваемого разгоннымидисками 5 и 6 второй и третьей ступеней измельчения. Стекая с поверхности скатных досок 27 и 28, частицы через кольцевые отверстия .29 выводятся из мельницы. Снижение величины избыточного давления в, рабочем объеме второй и третьей ступеней измельчения эа счет 50 отвода воздуха через чешуйчатые поверхности скатных досок 27 и 28 позволяет снизить скорость движения материала по просеивающим решетам 13, 14 и 15, увеличить коэф 4 ициент меха" 55 нической и магнитной сепарации частиц, снизить затраты энергии на вентилирование воздуха. 8Пройдя последнюю ступень измельчения, у которой производительность меньше, чем у лредыдушей, и классифицируясь ло аналогии первых двух, материал выводится в совокупности иэ мельницы по трем отдельным фракциям: выход А - металломагнитная фракция, выход В - фракция недоизмельченная, выход .С - фракция заданного гранулометрического состава.Классификация материала по ступеням на три фракции при любых режимах работы мельницы позволяет снизить удельный расход энергии на измельчение, снизить величину износа рабочих органов на единицу получаемой продукции, получить металломагнитиую фракцию, пригодную для повторного ис- пользования в сталеплавильном производстве, получить шлаковые удобрения заданного гранулометрического состава, которые при внесении в почву повышают урожайность сельскохозяйственных культур. Формула и э обре т ения 1, Центробежная многоступенчатая мельница для измельчения отвальных сталеплавильных шлаков, содержащая приемораспределительную камеру с загрузочными и разгрузочными отверсти" ями, в которой смонтирован ступенчатый ротор в виде установленных на вертикальном валу разгонных дисков с лопатками, диаметры которых увелиУ чиваются сверху вниз, отбойные деки, расположенные напротив раэгонных дисков, конусные сита и конусныеФ скатные доски, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения однородности гранулометрического состава продукта помола заданной крупности, без примеси металломагнитной фракции, снижения энергоемкости процесса измельчения, увеличения срока службы рабочих органов, мельница снабжена установленными на каждой ступени ротора приемной воронкой и магнитно-однородным линейным индук" тором, выполненным в виде симметричного усеченного конуса, закрепленного меньшим основанием на вертикальном валу., а большим. основанием.-на разгонном диске и имеющего на наружной поверхности горизонтальные пазы для установки обмоток трехфазного тока.9129962. Мельница по и, 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что наружные диаметры индукторов и приемных воронок выполнены увеличивающимися в направлении к разгрузочным отверстиям.3. Мельница по пп,и 2, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что высота 2010лопаток разгонных дисков уменьшается в напр авлении к р аз груз очным отверстиям.4, Мельница по пп, 1- 3, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что рабочие поверхности скатных досок выполнены в виде решета с чешуйками.299620 фЮЫ сети ставитель В, Ревв хред Н.Глущенкоаж 573 ого комитета СССР ений и открытий Раушская наб д. ударствен ам изобре ва, Ж,ректор М, Самборская