Конусная дробилка

 

Изобретение относится к дробильному оборудованию и может быть применено для дробления пластмасс, сверхтвердых и легковозгораемых материалов и их сплавов. Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения и надежности работы дробилки. Конусная дробилка содержит корпус 1, наружный неподвижный конус 2 с дебалансным приводом 4, причем между корпусом и конусом 2 смонтирована кольцевая перегородка 6 с развитой теплообменной поверхностью с ребрами и образую^дая с корпусом полость для охлаждающего газа. 6 з.п. ф-лы, 13 ил.Г7^vjоС» ^ ОVJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s 8 02 С 2!02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

C)

00 ъ.

О

4 (21) 4617035/33 (22) 09.12.88 (23) 13.01.89, 09.02.89, 09.03.89 (46) 30.01.92. Бюл. N. 4 (71) Специальное конструкторское бюро по конструированию технологического оборудования для обогащения руд "Механобр" (72) lO,Г.Петров (53) 621.926.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hL 1165459, кл. В 02 С 2/02. 1985.

„„ Ж „„1?0840? Al (54) КОНУСНАЯ ДРОБИЛКА (57) Изобретение относится к дробильному оборудованию и может быть применено для дробления пластмасс, сверхтвердых и легковозгораемых материалов и их сплавов.

Цель изобретения — повышение эффективности охлаждения и надежности работы дробилки. Конусная дробилка содержит корпус 1, наружный неподвижный конус 2 с дебалансным приводом 4, причем между корпусом и конусом 2 смонтирована кольцевая перегородка 6 с развитой теплообменной поверхностью с ребрами и образующая с корпусом полость для охлаждающего газа. бз.п. ф-лы, 13 ил, 1708407

Изобретение относится к области дробильно-измельчительного оборудования спецматериалов, например пластмасс, сверхтвердых и легковозгораемых материалов и их сплавов (кобальта и алюминия).

Цель изобретения — повышение эффективности охлаждения и надежности работы, В некоторых регионах, где нет охлаждающей воды, система воздушного охлаждения является более выгодной и даже единственно возможной. Воздушное, газовое (С02, азот, инертные газы) охлаждение циркулирующим веществом более эффективна и при высоких скоростях оно доступ.нее.и надежнее,l при модернизации низкоскоростных дробилок целесообразно устраивать вентилятор на валу электродвигателя.

Выполнение между корпусом и наружным неподвижным конусом кольцевой перегородки, например, пилообразного сечения с развитой теплообменной поверхностью, например, в виде волнообразных ребер, образующей с корпусом полость для охлаждающего газа обеспечивает как повышение эффективности работы за счет увели чения теплопередающей поверхности, так и повышение надежности работы дробилки за счет увеличения теплопередающей поверхности, особенно при работе на сверхтвердых и легковозгораемых материалах

:.. при увеличении скоростей вращения внутреннего конуса.

Выполнение дебаланса с радиально расположенными пазами сокращает затраты ва изготовление вентилятора за счет ис. пользования уже имеющейся камеры дебаланса вместо корпуса вентилятора, Выполнение кольцевой полости между наружным неподвижным конусом и перего. родкой, заполненной теплоемкой жидкостью йли теплопроводным материалом, замкнутой повышает эффективность устройства за счет экономии воды, Выполнение вентилятора и внутреннего конуса в виде тела вращения на общем валу позволяет бесперебойно снабжать систему охлаждения охлаждающей средой (газом) и тем самым повышает надежность работы и обеспечивает экономически эффективное охлаждение как за счет использования более легкого рабочего тела-газа, так и за счет создания большей производительности.

Сообщение кольцевой полости для охлаждающего газа (например, воздуха) входным отверстием или каналом с областью дебаланса обеспечивает надежность и эф10

55 фективную работу системы охлаждения за счет циркуляции газа, Образование стенок кольцевой полости (кольцевой перегородки) в виде волнообразных ребер, образующих в продольном или в поперечном сечении профиль меандра, через который продувается охлаждающий газ (воздух) повышает надежность работы на легковозгораемых материалах за счет увеличения теплопередающей поверхности (меандр — кривая или ломаная линия, образующая ряд спиралей), Повышение надежности достигается исключением вероятности выхода из строя (поломки) дробилки (измельчителя) ввиду невозможности отключения системы охлаждения при работающем двигателе, Для дробилок с низкой скоростью вращения внутреннего конуса целесообразно выполнять дополнительный вентилятор, посаженный на ось электродвигателя.

Выполнение кольцевой перегородки и ребристой поверхности синусоидальными уменьшает гидравлические потери за счет плавных переходов и за счет этого снижает сопротивление движению охлаждающего газа и тем самым повышает общий (суммарный) КПД охлаждающего устройства, а значит и эффективность работы.

Выполнение системы охлаждения, в которой воздух подается непосредственно в освобожденную от жидкости камеру внутри сильфона, упрощает всю систему охлаждения.

Выполнение винтового канала с взаимно соприкасающимися между собой пазами витков винтового канала направлено на уве-. личение числа витков винтового канала, а следовательно, поверхности теплообмена и тем самым повышает эффективность теплообмена.

Выполнение турбулизаторов в виде перфорированных ребер (в виде ребер с отверстиями) турбулизирует поток воздуха и тем самым повышает эффективность теплообмена и интенсивность теплоотвода и, следовательно, улучшает эффективность охлаждения.

Выполнение дополнительных форсунок улучшает организацию потока, движущегося через отверстия, а выполнене отверстий в форсунках суживающимися улучшает дробление струй на малоразмерные вихри, Выполнение дополнительных турбулизаторов в виде гибких пружинящих элементов повышает эффективность охлаждения за счет турбулизации среды и тем самым улучшает условия теплообмена.

Выполнение форсунок в виде упругих элементов способствует саморегулирова1708407

10

25

55 нию системы охлаждения при различных режимах работы и при разных скоростях движения воздуха и способствует более интенсивному движению воздуха, а следовательно, и более интенсивному и эффективному охлаждению для каждого из режимов работы.

Выполнение кольцевой перегородки в виде многогранных или звездообразных элементов повышает интенсивность теплообмена. Выполнение звездообразных элементов в виде состыкованных друг с другом большими основаниями пирамид и состоящими иэ четырехугольных пластин, соеди ненных под углом друг к другу, увеличивает теплообменную поверхность. Выполнение звездообразной поверхности в виде коротких и длинных ребер увеличивает площадь теплообмен ной поверхности, соприкасающейся с циркулирующей средой.

Выполнение плоской спиральной пружины в кольцевом канале повышает интенсивность теплообмена. Выполнение пружины V-образной увеличивает поверхность теплообмена.

Выполнение кольцевой стенки в виде сот или в виде набора колпачков (стаканообразных элементов), например, расположенных в шахматном порядке увеличивает эффективность за счет увеличения теплопередающей поверхности.

Выполнение кольцевой камеры из последовательно расположенных кольцевых наклонных элементов, образованных, например, наклонными кольцами, повышает эффективность охлаждения за счет увеличения поверхности соприкосновения с охлаждающей средой и организует направленное вихревое движение охлаждающей среды (воздуха) по наклонным траекториям и reM самым повышает эффективность охлаждения и надежность работы на легковозгораемых материалах. Кроме того, подобное выполнение турбулизирует движущийся по кольцевой камере поток охлаждающей среды и тем самым улучшает условия охлаждения, а в совокупности повышает интенсивность перемешивания потока и повышает эффективность охлаждения.

Система охлаждения может работать на газе, например аргоне,. в этом случае в верхней части наружного конуса устанавливается шлюзовой затвор, Шлюзовой затвор может устанавливаться и после дробилки ,(измельчителя) или устройство со стороны горловины закрывается крышкой. При работе системы охлаждения на воде с увеличением скорости вращения внутреннего конуса производительность дробилки (измельчителя) для материалов, не возгораемых в воде, значительно увеличивается.

При работе на воде скорость воды меняется пропорционально скорости вращения колеса, поэтому эффективность охлаждения проявляется в увеличении производительности за счет увеличения скорости дробления (измельчения) невозгораемых материалов. При этом вентилятор работает в режиме насоса, что позволяет работать при высоких скоростях и высокой производительности.

На фиг,1 показан продольный разрез дробилки с развитой пилообразной перегородкой (сильфоном); на фиг,2 — разрез А-А на фиг,1; на фиг.3 — варианты выполнения перегородок в продольном сечении: а — зигзагообразное; б, г — в виде меандров; в— корытообразное; на фиг.4 — продольный разрез дробилки с синусоидальной поверхностью перегородки; на фиг.5 — вариант с перфорированными перегородками-турбулизаторами; на фиг.б — разрез Б-Б на фиг.5; на фиг.7 — вариант с турбулизаторами в виде форсунок и в виде пружин; на фиг,8 — разрез

В-В на фиг.7; на фиг,9 — вариант, в котором кольцевая стенка выполнена из звездообразных элементов, состыкованных большими основаниями между собой, а винтовой канал выполнен из взаимно .соприкасающихся между собой пазов; на фиг. 10 — звездообразный элемент; на фиг.11 — кольцевая перегородка образована сотами, а в кольцевой полости для газа выполнен плоский упругий элемент в виде пружины; на фиг.12— упругий элемент выполнен в виде упругого сильфона; на фиг.13 — измельчитель с кольцевой перегородкой, выполненной из наклонных колец.

Конусная дробилка (фиг.Ч и 2) содержит корпус 1, наружный неподвижный койус 2 с системой охлаждения и внутренний дробящий конус 3 с дебалансным приводом, включающим дебаланс 4, Система охлаждения содержит кольцевую полость 5, между наружным неподвижным конусом 2 и перегородкой в виде сильфона с продольным или поперечным сечением сложного контура. например е виде меандра, заполненную теплоемкой жидкостью или теплопроводным материалом. Перегородка 6 в виде сильфона выполнена с развитой теплообменной поверхностью, например на фиг.4 с волнообразными (синусоидальными) ребрами 7, и образует с корпусом для охлаждающего газа полость 8, сообщенную входным отверстием или каналом с камерам 9 дебаланса 4, на поверхности которого выполнены радиально расположенные, пазы 10, образующие малоразмерное колесо вентилятора, 7,r

1708407

45

55

Система охлаждения внутреннего конуса содержит тепловой экран в виде колец 11 и 12, выполненных из материала с малой теплопроводностью (теплоиэолирующего материала). В кольце 12 предусмотрен вдув охлаждающего воздуха в материал через канал 13. Камера под подпятником 14 расчленена на малоразмерные каналы 15 для жидкости. Подшипники охлаждаются аналогично наружному конусу с помощью синусоидального сильфона 16. Каждая емкость для охлаждающего газа оснащена входным отверстием 17 и отводом 18, а область дебаланса подводом охлаждающего газа (воздуха) 19, например, с атмосферой или с газовым баллоном и отводом 20 сообщена с входным отверстием 17, При работе на инертном газе подвод 19 сообщается с баллоном, а загрузочная воронка наружного неподвижного конуса 2 снабжается шлюзовым затвором с подводом инертного газа или крышкой (не показаны), Для удобства выгрузки материала иэ дробилки (иэмельчителя) в контейнер на корпусе мо.жет быть предусмотрен патрубок 21, кото. рый при работе на измельченных- средах (порошковых .. материалах) может быть использован для аэрации материалов.

При вращении внутреннего дробящего (измельчающего) конуса 3 материал, поступающий в устройство, дробится (измельчается) между внутренним 3 и наружным 2 конусами. Выделяемое тепло аккумулируется теплоемкой жидкостью или теплопроводным материалом а кольцевой полости 5 и отбирается воздухом через перегородку 6 с сечением в аиде меандра или пилообразно го сечения с развитой теплообменной поверхностью в аиде волнообразных, (синусоидальных) ребер 7. При этом движение воздуха в системе охлаждения и в проточной полости 8 осуществляется от . вентилятора в виде дебаланса 4, на поверхности KoTopol o выполнены пазы 10. При работе системы охлаждения воздух или газ иэ области 9 дебаланса подводится пазами 10 а проточную полость 8 для охлаждающего газа через входное отверстие 17 и отводится из нве через отвод 18. Часть охлаждающего газа вдувается через радиальный канал 13 в кольце 12 в рабочую камеру и выводится через патрубок 21 вместе с материалом, ïo

Облегчает выхоД материала из дробилки (измельчителя), особенно при малых величинах

его крупности,и уменьшает энергетические затраты на охлаждение дробилки (измельчитвля), В ряде случаев жидкосТь может быть устранена совсем, в этих случаях воздух подается непосредственно в камеру для

35 жидкости, образованную перегородкой с развитой поверхностью (сильфоном).

При необходимости смены жидкости в кольцевой полости для жидкости удобно устраивать подвод и отвод жидкости. Однако экономически оправданным является использование полости для теплопроводной жидкости замкнутой.

Вариантом изобретения в ребрах кольцевых перегородок в виде меандров предлагается выполнять турбулизирующие отверстия 22 (см. фиг.5, 6), которые предназначены для турбулизации газа при егр движении в кольцевой полости. При этом кольцевую полость для газа целесообразно выполнять в виде винтового канала 23. Другим вариантом турбулиэаторов являются форсунки 24 с коническими отверстиями 25 (фиг.7 и 8). Между перегородками расположены турбулиэаторы в виде пружин 26, которые также турбулиэируют газ. Кольцевая стенка может быть выполнена в виде набора пирамидальных звездообразных элементов 27 (см. фиг,9, 10), а винтовой канал 28 образован взаимно соприкасающимися пазами. При дроблении горячих материалов, например спека (пека!, возникает необходимость в дополнительной полости с теплопроводным материалом 29. Для регулирования производительности вентилятора предусмотрено подвижное кольцо 0 с расположенными на нем рабочими лопатками (фиг.11). Набор пирамидальнь1х элементов s виде звездообразных элементов 27 (фиг.9) состоит из четырехугольных пластин, соединенных под углом друг к дру- . гу в виде ребер 31 и 32 (фиг.10), чередующейся длины с образованием гофрированных элементов со звездообразной поверхностью, содержащей короткие и длинные ребра, Турбулиэатор газа в виде плоской пружины 33 является одновременно и регулятором расхода газа при разных скоростях вращения колеса вентилятора (фиг.11). Регулирование расхода газа производится путем самосжатия пружины при увеличении давления газа. Турбулизатор в виде упругого сильфона 34 (см. фиг,12) выполнен из эластичного материала, например резины.

Кольцевая стенка выполнена в виде сот, например иэ набора колпачков (стаканчиков)

35 и 36, попеременно обращенных открытой поверхностью вовнутрь и наружу.

В измельчителе на внутреннем и наружном конусах со стороны рабочей камеры выполнены наклонные пазы 37 и 38 (см. фиг.13), которые могут быть выполнены на разных уровнях и на одном и служат для равномерной подачи материала в рабочую

1708407 камеру, образованную между наружным и внутренним конусами. Кроме того, в наружном конусе выполнено по крайней мере два кольцевых канала 39 с установленными в них подвижными кольцами 40, контактирующими с подвижными кольцами 41, выполненными в кольцевом канале 42

: внутреннего конуса. Контактирующие кольца применительно к измельчителям мягких материалов целесообразно выполнять из резин с малыми коэффициентами трения или фторопластов с наполнйтелями (например, с сульфидом молибдена).

В кольцах 40 и 41 могут быть предусмотрены радиальные щели 43 для прохода материала заданной крупности. В нижней части измельчителя расположена классифицирующая решетка, набранная из колец

44 и 45 с кольцевыми vàêëoííûìè щелями

46. Материал, не прошедший через решетку с помощью канала пневмотранспорта

47 поддействием давления воздуха, поступающего в канал 48, возвращается в каналы корпуса 37, Эта операция производится при горловине закрытой крышкой или при наличии шлюзового затвора над горловиной.

Кольцевой охладитель образован наклонными кольцами 49 и 50 с последовательно расположенными наклонными кольцевыми каналами 51 и 52.

Кольца 40 и 41 работают с одной стороны как тела вращения, с другой стороны как клапаны, обеспечивающие с помощью радиальных щелей 43 проход материала заданной крупности.

Система охлаждения работает аналогично предыдущим системам охлаждения с той разницей, что в этом устройстве в кольцевых наклонных каналах 51 и 52 воздух или инертный газ, интенсивно перемешиваясь, усиленно турбулизируется и отнимает тепло дробления от замкнутол кольцевой полости (камеры), Система охлаждения может работать как на воде, так и на воздухе. При работе на взрывоопасных материалах могут использоваться пеногасители, обволакивающие материал специальными пенами, подающимися от пеногенераторов, которые работают параллельно подаче инертного газа. Патрубок 21 в этом случае обязательно сообщается со специальным герметичным контейнером.

Экономический эффект достигается при увеличении скорости внутреннего дробящего конуса за счет снижения в 1,1-1,2 раза потребного количества дробилок для обеспечения заданной производительности при работе на сверхтвердых и легковозгорае5 мых материалах, а также за счет исключения проточной воды.

При этом повышается надежность работы дробилок за счет уменьшения вероятности выхода их из строя, уменьшается

10 парковая площадь дробилок для дробления легковозгораемых материалов, Формула изобретения

t

15 1. Конусная дробилка, содержащая корпус, наружный неподвижный конус с системой охлаждения и внутоенний дробящий конус с дебалансным приводом, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения

20 эффективности процесса охлаждения и надежности в работе дробилки, между корпусом и наружным неподвижным конусом. смонтирована кольцевая перегородка с развитой теплообменной

25 поверхностью с ребрами и образующая с корпусом полость для охлаждающего га- за.

2. Дробилка пои, 1, отл ич а ю ща яс я тем, что дебаланс выполнен с радиаль30 ными пазами.

З.Дробилка по пп, 1 и 2, отл ича ющ а я с я тем, что полость между наружным неподвижным конусом и перегородкой заполнена теплоемкой жидкостью или тепло35 проводным материалом.

4. Дробилка по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что кольцевая перегородка выполнена в виде меандра, 5. Дробилка по пп. 1 и g, о т л и ч а ю40 щ а я с я тем, что ребра выполнены с турбулизаторами охлаждающего газа в виде отверстий, форсунок или гибкого упругого элемента, 6. Дробилка по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю45 щ а я с я тем, что кольцевая перегородка выполнена из соединенных между собой наклонных колец, 7, Дробилка по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что кольцевая перегородка

50 выполнена из попарно соединенных между . собой большими основаниями звездообразно расположенных элементов.

Приоритет по пунктам;

13.01.89 по пп. 3 и 5;

09.03.89 по и, 6;

09.02,89 по и. 7.

1708407

А-А у

Э

)708497

19

Д

1708407

1708407

29

Фиг.д

U8, поемно гч

27

Фиа

1708407 2

Ф1 2

Составитель Ю.Петров

Редактор О.Спесивых Техред M.Moðãåíòàë Корректор А.Осауленко

Заказ 381 Тираж .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101