устройство для измельчения материала

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА, содержащее камеру с загрузочным бункером и узлом выгрузки, установленные в камере соосно один с другим плоские измельчающие диски, один из которых установлен с возможностью вращения, и пропущенный в камеру узел подачи измельчаемого материала, при этом обращенные одна к другой поверхности дисков имеют рабочие венцы, выполненные в виде центральной с режущими элементами и концентричной ей периферийной рабочих зон, а узел подачи измельчаемого материала связан с центральной рабочей зоной неподвижного диска через выполненное в нем сквозное отверстие, отличающееся тем, что режущие элементы выполнены в виде пластин, установленных звездообразно и тангенциально относительно оси дисков, периферийные рабочие зоны дисков имеют истирающие элементы в виде колец из пористого абразивного материала, например корунда, толщина которых равна высоте подъема режущих ребер пластин над поверхностью дисков, при этом периферийная рабочая зона вращающегося диска пересечена тангенциально периметру центральной рабочей зоны канавками, отверстие в неподвижном диске расположено эксцентрично относительно его оси, а узел подачи измельчаемого материала выполнен в виде связанного с отверстием в неподвижном диске трубчатого корпуса и установленного в последнем с возможностью вращения шнека с приводом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диаметр сквозного отверстия неподвижного диска не превышает радиуса центральной рабочей зоны, при этом ось неподвижного диска находится вне площади отверстия.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что периферийная рабочая зона вращающегося диска снабжена дополнительными канавками, тангенциально периметру центральной рабочей зоны и сопряженными с основными канавками на расстоянии от ее периметра.

4. Устройство по пп.1 и 3, отличающееся тем, что глубина канавок выполнена переменной с уменьшением к периметру диска.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что камера снабжена подводящим трубопроводом с дозирующим устройством.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел выгрузки выполнен в виде сливного патрубка, размещенного на дне камеры и снабженного задвижкой.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приемное отверстие сливного патрубка отделено от остального пространства камеры вертикальной перегородкой, верхняя кромка которой имеет зазор с верхней стенкой камеры.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для измельчения волокнистых материалов, предпочтительно растительных, а точнее морских водорослей, таломы которых имеют повышенную прочность, например, анфальция.

Известно устройство для измельчения материала, содержащее камеру, расположенные в ней подвижный и неподвижный диски снабженные параллельно установленными с зазором рабочими венцами и лопастями, смонтированными на внутренней поверхности вращающегося диска [1]

Недостаток этого решения недостаточно высокая производительность устройства (из-за недостаточной величины зон обработки, в качестве которых используются только начальные части режущих зубцов).

Известно устройство для измельчения материала, содержащее камеру с загрузочным бункером и узлом выгрузки, установленные в камере соосно друг другу плоские измельчающие диски, один из которых установлен с возможностью вращения, и пропущенный в камеру узел подачи измельчаемого материала, при этом обращенные друг к другу поверхности дисков имеют рабочие венцы, выполненные в виде центральной с режущими элементами и концентричной ей периферийной рабочих зон, а узел подачи измельчаемого материала связан с центральной рабочей зоной неподвижного диска через выполненное в нем сквозное отверстие [2]

Недостаток этого технического решения невозможность тонкого измельчения волокнистого растительного сырья особенно морских водорослей обладающих высокой механической прочностью, без использования специальных механизмов, обеспечивающих предварительное измельчение таломов водорослей на частицы крупностью порядка 1-5 мм, что не обеспечивает высокой производительности при измельчении сырья названного типа. Кроме того не обеспечивается возможность приготовления суспензий из измельчаемого сырья.

Задача на решение которой направлено предлагаемое решение выражается в обеспечении возможности тонкого измельчения волокнистого растительного сырья, предпочтительно высокопрочных морских водорослей, с обеспечением возможности приготовления суспензий.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в увязке в единую последовательность операций по предварительному измельчению сырья с окончательным его тонким измельчением, при осуществлении этого одним механизмом.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для измельчения материала, содержащем камеру с загрузочным бункером и узлом выгрузки, установленные в камере соосно друг другу плоские измельчающие диски, один из которых установлен с возможностью вращения, и пропущенный в камеру узел подачи измельчаемого материала, при этом обращенные друг к другу поверхности дисков имеют рабочие венцы, выполненные в виде центральной с режущими элементами и концентричной ей периферийной рабочих зон, а узел подачи измельчаемого материала связан с центральной рабочей зоной неподвижного диска через выполненное в нем сквозное отверстие, согласно изобретению режущие элементы выполнены в виде пластин, установленных звездообразно и тангенциально относительно оси дисков, периферийные рабочие зоны дисков имеют истирающие элементы в виде колец из пористого абразивного материала, например, корунда, толщина которых равна высоте подъема режущих ребер пластин над поверхностью дисков, при этом периферийная рабочая зона вращающегося диска пересечена тангенциально периметру центральной рабочей зоны канавками, отверстие в неподвижном диске расположено эксцентрично относительно его оси, а узел подачи измельчаемого материала выполнен в виде связанного с отверстием в неподвижном диске трубчатого корпуса и установленного в последнем с возможностью вращения шнека с приводом.

Диаметр сквозного отверстия неподвижного диска не превышает радиуса центральной рабочей зоны, при этом ось неподвижного диска находится вне площади отверстия.

Периферийная рабочая зона вращающегося диска снабжена дополнительными канавками, тангенциально периметру центральной рабочей зоны и сопряженными с основными канавками на расстоянии от ее периметра.

Глубина канавок выполнена переменной, с уменьшением к периметру диска.

Камера снабжена подводящим трубопроводом с дозирующим устройством.

Узел выгрузки, выполнен в виде сливного патрубка размещенного на дне камеры и снабженного задвижкой.

Приемное отверстие сливного патрубка отделено от остального пространства камеры вертикальной перегородкой, верхняя кромка которой имеет зазор с верхней стенкой камеры.

Сопоставительный анализ совокупных признаков предложенного решения и признаков аналогов и прототипа позволяет утверждать о соответствии предложенного решения критерию "новизна".

Наличие признаков отличительной части формулы изобретения решает следующие функциональные задачи:

обеспечивается возможность осуществления одним рабочим механизмом заданного измельчения волокнистого раститель- ного сырья высокой прочности, при этом центральная рабочая зона обеспечивает предварительное измельчение сырья на "гранулы", размеры которых позволяют производить далее более тонкое измельчение, обработкой в периферийной зоне;

усиливается эффективность "работы" истирающей рабочей зоны (пп. 3, 4 ф-лы);

обеспечивается возможность придания потребной подвижности измельчаемому сырью в зазоре между дисками за счет использования текущей среды и возможность приготавливать суспензии из измельчаемого сырья (п. 5 ф-лы);

конкретизируется конструкция узла выгрузки (п. 6 ф-лы);

автоматически поддерживается заданный уровень суспензии в камере, оптимальный для приготовления суспензий (п. 7 ф-лы).

На фиг. 1 схематически изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 вид неподвижного поперечного разреза устройства со стороны вращающегося измельчающего диска; на фиг. 3 то же, со стороны неподвижного измельчающего диска.

Корпус камеры 1 собран из двух соединенных встык половинок с проушинами 2 внизу и стяжным болтом 3 вверху, сливным 4 патрубком с заглушкой, разгрузочным 5 патрубком с задвижкой 6. Внутри камеры 1 размещены неподвижный (невращающийся) измельчительный диск 7 и вращающийся измельчительный диск 8, насаженный на вал 9, снабженный приводом (не показан). Центральные 10 рабочие зоны дисков 7 и 8 снабжены измельчительными (режущими) пластинами 11. Периферийные рабочие зоны 12 дисков выполнены истирающего типа (в виде кольца 13 из абразивного материала). Поверхность периферийной рабочей зоны 12 подвижного диска 8 "прорезана" канавками 14. Загрузочный узел устройства выполнен в виде трубчатого корпуса 15, сопряженного со сквозным отверстием 16 в неподвижном диске 7. Внутри корпуса размещен с возможностью вращения шнек 17, пропущенный через торцовую заглушку 18 и связанный с приводом вращения (не показан). В верхней части корпуса 15 выполнено сквозное отверстие 19, сопряженное с загрузочным бункером 20. Трубчатый корпус пропущен через стенку камеры 1 с возможностью продольного перемещения. По периметру корпуса размещены проушины 21 (перпендикулярные продольной оси последнего), через которые пропущены регулировочные шпильки 22 с гайками, концы которых зафиксированы во втулках 23, закрепленных на внешней стороне корпуса камеры 1, водопровод 24 с дозатором 25 связан с пространством трубчатого корпуса 15. Вертикальная перегородка 26 разделяет пространство камеры 1 на два отсека, в одном из которых размещены измельчающие диски 7 и 8, а в днище другого размещен разгрузочный патрубок 5. Отсеки сообщаются через зазор между верхней кромкой перегородки и верхней стенкой камеры 1. Корпус камеры 1 выполнен из нержавеющей стали как и остальная его арматура (патрубки 4 и 5 перегородки 26). Корпус состоит из двух половин, соединенных встык посредством шарнира, размещенного в нижней части корпуса 1 (выполненного в виде проушин 2, соединяемых штоком) и стяжного болта 3, размещенного в нижней части корпуса (при больших размерах корпуса число стяжных болтов 3 увеличивается). Измельчающие диски 7 и 8 выполнены из нержавеющей стали и установлены соосно и параллельно дpуг другу. Измельчительные пластины 11 выполнены из твердых сплавов или инструментальной стали и закреплены предпочтительно съемно, звездообразно в центральных рабочих зонах 10 дисков 7 и 8 и тангенциально их центрам симметрии.

Предпочтительно, чтобы поперечное сечение пластин 11 было выполнено в виде параллелограмма и пластины были размещены с наклоном их боковых граней в сторону вращения диска 8 (на вращающемся диске и противоположно (на неподвижном диске 7).

В качестве материала измельчающих элементов периферийной зоны 12 предпочтительно использовать синтетические или натуральные абразивы типа корунда или натуральных камней с зернистостью поверхности от 0,2 до 1,0 мм. Заготовкам из этого материала может быть придана клиновидная форма, из которой затем составляется кольцо по размерам рабочей зоны, либо нарезаются кольца толщиной, равной высоте подъема режущих пластин 11 над поверхностью дисков. Остальные узлы устройства (шнек 17, трубчатый корпус 15 с заглушкой 18, бункер 20) также целесообразно выполнять из нержавеющей стали. Отверстия в стенках камер 1 и перегородке 26 должны быть снабжены эластичными уплотнениями, предпочтительно синтетическими, обеспечивающими герметичность стыков. Герметизирующую прокладку такого же типа целесообразно использовать на сопрягаемых стыках половинок корпуса. Участок водопровода 24, примыкающий к трубчатому корпусу 15 выполнен из гибкого материала, например, резинокордового шланга, длиной, обеспечивающей возможность шарнирного разворота одной половины корпуса камеры относительно другой. Число проушин 21 целесообразно иметь не менее 3. Размеры сливного патрубка 4 и его расположение (в створе с зазором между дисками) целесообразно иметь такими, чтобы обеспечивать возможность наблюдения за величиной зазора между дисками 7 и 8 при его регулировании.

Предложенное устройство работает следующим образом. Промытое сырье (анфельцию) загружают в бункер 20, откуда сырье, захватываемое вращающимся шнеком 17, через отверстие 16 проталкивается в центральную рабочую зону 10, где измельчается режущими пластинами на "гранулы", которые по канавкам 14 попадают (под действием центробежной силы) в периферийную рабочую зону 12, в которой "гранулы" тонко измельчаются. Измельченный материал удаляют из корпуса камеры 1 через разгрузочный патрубок 5.

Замену отработанных режущих пластин 11 и элементов составляющих абразивное кольцо 13, производят при раскрытом корпусе камеры 1, для чего ослабляют стяжной болт 3 и откидывают часть корпуса на шарнире 2 (предварительно слив воду через сливной патрубок 4).

После замены отработанных рабочих элементов корпус 1 закрывают поворотом на шарнире 2 и скрепляют обе его половины стяжным болтом 3.

Регулировку зазора между дисками 7 и 8 осуществляют путем их взаимного сближения разведения, "работая" регулировочными шпильками 22 с гайками и наблюдая величину зазора через сливной патрубок 4.