устройство для измельчения материалов

Формула изобретения

Устройство для измельчения материалов, содержащее загрузочный бункер, камеру с размещенным в ней механизмом подачи материала, средство глубокого охлаждения, измельчитель и разгрузочный узел, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит теплоизоляционный кожух и средство оттаивания материала, первый из которых охватывает камеру в зоне охлаждения, второе - в зоне разгрузки, механизм подачи материала выполнен в виде двух последовательно размещенных в зонах охлаждения и разгрузки вращающихся валов с установленными на них лопастями, а измельчитель выполнен в виде двух пар соосных вращающегося диска с режущими элементами и неподвижной решетки, причем первая пара размещена на выходе из зоны охлаждения, а вторая - на выходе из зоны разгрузки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области измельчения различных материалов, а именно к устройствам для измельчения и перемешивания материалов, содержащих пластично-вязкие и полимерные составляющие.

Известно устройство для охлаждения и измельчения, содержащее охлаждаемый снаружи корпус с размещенными в нем измельчающими элементами (см. авт. свид. СССР N 749428, кл. B 02 C 18/06, бюл. N 27, опубл. 23.07.80 г.).

В известном устройстве перемешивание обрабатываемого материала осуществляется за счет вращения корпуса, а измельчающие элементы выполнены в виде угольников, жестко закрепленных внутри корпуса, и измельчение материала осуществляется за счет удара падающих кусков на угольники. В таком устройстве невозможно измельчение массы, представляющей собой многокомпонентную смесь с высоким содержанием вязких материалов, таких как полиэтилен, пластикаты, текстиль, бумага и т.д.

Известно также устройство для измельчения, содержащее корпус с приемным бункером и выпускным патрубком, шнеки, установленные с возможностью вращения навстречу друг другу (см. авт. свид. СССР N 1526825, кл. B 02 C 18/30, бюл. N 45, опубл. 07.12.89 г.). Измельчение материала осуществляется вращающимися шнеками, имеющими конический корпус и каналы охлаждения.

Недостатком известного устройства является то, что при охлаждении обрабатываемой массы с различным составом компонентов не достигается кристаллизация таких составляющих, как полиэтилен, пластикаты, и, как следствие, невозможность их измельчения.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство для измельчения, содержащее загрузочный бункер, камеру с размещенным в ней механизмом подачи материала, средство глубокого охлаждения, измельчитель и разгрузочный узел (см. авт. свид. СССР N 1346244, кл. B 02 C 23/08, бюл. N 39, опубл. 23.10.87 г.).

В известном устройстве измельчитель выполнен в виде установленных друг под другом вращающегося и неподвижного жерновов, внутри которых концентрично им расположено средство глубокого охлаждения измельченного материала, выполненное в виде чаши с крышкой, установленной с зазором для входа хладагента в зону измельчения, а механизм подачи материала в последнюю выполнен в виде вертикального подъемника, установленного под средством глубокого охлаждения по оси жерновов.

Недостатком известного устройства является то, что замораживание массы происходит непосредственно в зоне измельчения. Поэтому многокомпонентная смесь, подойдя к зоне измельчения, замерзнет неравномерно, могут образоваться монолитные куски замерзшей бумаги, картона, ткани, при этом пластикаты, полиэтилен и другие пластичные материалы останутся вязкими.

Задачей настоящего изобретения является создание возможности измельчения многокомпонентных смесей с высоким содержанием пластичных и вязких материалов с различной степенью кристаллизации за счет обеспечения равномерного замораживания при непрерывном перемешивании массы.

Поставленная задача достигается тем, что известное устройство для измельчения материалов, содержащее загрузочный бункер, камеру с размещенным в ней механизмом подачи материала, средство глубокого охлаждения, измельчитель и разгрузочный узел, согласно изобретению, дополнительно содержит теплоизоляционный кожух и средство оттаивания материала, первый из которых охватывает камеру в зоне охлаждения, второе - в зоне разгрузки, механизм подачи материала выполнен в виде двух последовательно размещенных в зонах охлаждения и разгрузки вращающихся валов с установленными на них лопастями, а измельчитель выполнен в виде двух пар соосных вращающегося диска с режущими элементами и неподвижной решетки, причем первая пара размещена на выходе из зоны охлаждения, а вторая - на выходе из зоны разгрузки.

Введение теплоизоляционного кожуха позволяет сохранять низкие температуры в камере устройства до состояния равномерного замораживания всех компонентов массы, что улучшает дальнейшее ее измельчение.

Введение средства оттаивания материала и непрерывное перемешивание массы с одновременным ее измельчением в двух зонах (в зоне охлаждения и в зоне разгрузки) препятствует образованию монолита и повышает качество измельчения материалов, содержащих пластично-вязкие и полимерные составляющие.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где представлено устройство для измельчения материалов в разрезе. Чертеж имеет следующие цифровые обозначения: 1 - загрузочный бункер; 2 - камера; 3 - средство глубокого охлаждения материала; 4 - зона охлаждения камеры 2; 5 - теплоизоляционный кожух; 6 - зона разгрузки камеры 2; 7 - кожух средства оттаивания; 8 и 9 - подводящий и отводящий патрубки; 10 и 11 - вращающиеся валы механизма подачи материала в зону измельчения; 12 - лопасти, закрепленные на валах 10 и 11; 13 и 14 - режущие элементы дисков, жестко закрепленных на вращающихся валах 10 и 11 соответственно; 15 - неподвижная решетка, жестко закрепленная на внутренней поверхности камеры 2 на выходе из зоны охлаждения 4; 16 - неподвижная решетка, жестко закрепленная на внутренней поверхности камеры 2 на выходе из зоны разгрузки 6; 17 - разгрузочный узел.

Устройство для измельчения материалов состоит из загрузочного бункера 1 и камеры 2. На наружной поверхности части камеры 2 установлено средство глубокого охлаждения 3 материала, образуя во внутренней полости камеры 2 зону охлаждения 4. Камера 2 в зоне охлаждения 4 снабжена теплоизоляционным кожухом 5. Оставшаяся часть камеры 2, образующая зону разгрузки 6, снабжена средством оттаивания, выполненным в виде кожуха 7 с подводящим 8 и отводящим 9 патрубками.

По патрубку 8 в зону разгрузки 6 подается теплый воздух, а по патрубку 9 отводится охлажденный воздух. Внутри камеры 2 размещен механизм подачи материала в зону измельчения, выполненный в виде двух последовательно размещенных вращающихся валов 10 и 11 с закрепленными на них лопастями 12, установленных соответственно вал 10 - в зоне охлаждения 4, а вал 11 - в зоне разгрузки 6. На выходе из зон охлаждения 4 и разгрузки 6 размещен измельчитель, выполненный в виде двух пар соосных вращающегося диска с режущими элементами 13 и 14 и неподвижными решетками 15 и 16.

Диск с режущими элементами 13 жестко закреплен на валу 10, а неподвижная решетка 15 - на внутренней поверхности камеры 2 на выходе из зоны охлаждения 4. Диск с режущими элементами 14 жестко закреплен на валу 11, а неподвижная решетка 16 - на внутренней поверхности камеры 2 на выходе из зоны разгрузки 6. Зона разгрузки 6 снабжена разгрузочным узлом 17.

Устройство для измельчения материалов работает следующим образом.

Обрабатываемый материал из загрузочного бункера 1 поступает внутрь камеры 2, в которой под воздействием средства глубокого охлаждения 3 создается низкая температура от - 70 до - 120^oC. Масса, перемещаясь по зоне охлаждения 4, подвергается постоянному перемешиванию лопастями 12 вращающегося вала 10 с одновременным охлаждением до состояния замораживания всех ее компонентов. На выходе из зоны охлаждения 4 замороженные кусочки массы, попадая между вращающимся диском с режущими элементами 13 и неподвижной решеткой 15, подвергаются измельчению и перемещению в зону разгрузки 6.

В зону разгрузки 6 по патрубку 8 подается теплый воздух, под воздействием которого масса начинает оттаивать, одновременно постоянно перемешиваясь лопастями 12 вращающегося вала 11. На выходе из зоны разгрузки 6 масса подвергается повторному измельчению между диском с режущими элементами 14 и неподвижной решеткой 16 и через разгрузочный узел 17 удаляется из устройства.

Теплоизоляция камеры 2 на протяжении всей зоны охлаждения 4 позволяет создать во внутреннем объеме камеры 2 очень низкие температуры, способствующие замораживанию всех компонентов обрабатываемой массы, а непрерывное ее перемешивание гарантирует от образования монолита.

Обработка многокомпонентных смесей с различной степенью кристаллизации содержащих компонентов в двух зонах камеры устройства значительно улучшает качество измельчения массы.