Способ дробления материала в конусной дробилке и конусная дробилка
Использование: в технологии дробления и тонкого помола минерального материала для строительной индустрии при получении мелких и тонких фракций помола. Способ реализуется с помощью устройства дробилки, имеющей механизм разрушения 1 с приводом 2 и рабочими поверхностями 3, очерченными по форме лемнискат. Конический рабочий орган 5 имеет ножи 7, а наружный конус имеет ножи 8, закрепленные также по лемнискатам и ориентированные навстречу друг другу. Между окном 4 и загрузочным окном 13 имеет подвижный вращающийся конус 15 с приводом 18, взаимодействующим с зубчатыми резцами 14, установленными свободно на осях вращения. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к технологии дробления и тонкого помола минерального материала и к конструкциям конусных дробилок, имеющих вертикальную ось и жестко закрепленные рабочие агрегаты. Цель изобретения повышение эффективности получения тонких фракций за счет имитации естественных усилий процесса разрушения материала. Сущность способа дробления материала заключается в том, что в конусную дробилку подачу материала осуществляют между образующими рабочих повеpхностей конусов по криволинейной траектории и прилагают усилие к нему за счет вращения, по меньшей меpе, одного из конусов, при этом материал подают по траектории кривой, очерченной по форме лемнискаты. Для осуществления способа конусная дробилка содержит корпус в виде наружного конуса с загрузочным окном, внутренний конус, установленный на вертикальной оси с возможностью вращения и осевого перемещения, предварительную камеру дробления с резцами на ее внутренней поверхности и конусом внутри нее, на рабочих повеpхностях конусов жестко закреплены резцы, при этом рабочие поверхности наружного и внутреннего конусов, а также линия закрепленных на них резцов очерчены по форме лемнискат, конус предварительной камеры дробления установлен с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и осевого перемещения, причем наружный конус установлен с возможностью вращения навстречу внутреннему конусу. Такое осуществление технологии дробления конусной дробилкой, созданной патентообладателем, позволяет существенно повысить эффект тонкого помола материала за счет задания и выявления новых свойств этого же материала, поступающего в среду обработки, т.е. использовать массу и энергию материала при прохождении им рабочих поверхностей в конусной дробилке. На фиг.1 показан общий вид дробилки; на фиг.2 узел А на фиг.1. Дробилка содержит корпус 1 в виде конуса с заключенным в нем механизмом разрушения материала, имеющим основной привод 2 для рабочих поверхностей 3, расположенных под загрузочным люком (окном) 4, образованных внутренним коническим телом вращения (близким к конусу) 5 и наружным конусом 6; оба конуса имеют закрепленные на их рабочих повеpхностях, по образующей, резцы 7 и 8, жестко закрепленные по линиям-лемнискатам и ориентированным в направлении противоположном друг другу. При этом поверхность в вертикальном сечении конуса 5 и внутренняя поверхность конуса 6 также выполнены по лемнискатам, в том числе и большие их основания 9 и 10 также выполнены по кривой-лемнискате. Такое геометрическое решение поверхностей конусов, взаимодействующих при нахождении в зазоре между ними материала, позволяет вести разрушение материала с использованием всех естественных сил напряжения при взаимодействии фракций материала и рабочих повеpхностей конусов с противоположно ориентированными ножами, т.е. использовать трехмерное нагружение материала усилиями, направленными и вызываемыми одновременно в трехмерном пространстве, причем повторяемое дважды: при нахождении материала между поверхностями конусов 5-6 и между ножами 7-8 рабочей зоны дробилки (по схеме на фиг.2). Наружный конус 6 имеет независимый привод 11 и нижний радиально-упорный подшипник 12, что позволяет вращать конус 5 с моментом М1, а конус 6 с моментом М2, выбирая любые линейные скорости в противоположных направлениях вращения для повышения эффективности процесса. Между верхним загрузочным окном (бункером) 13 и окном 4 дробилка снабжена зубчатыми резцами 14, установленными на своих осях вращения, и конусом 15, расположенными в камере 16 предварительного разрушения и подготовки к помолу материал; для эффективного модульного выбора режима подготовки: конус-резцы конус 15 осью 17 соединен с приводом 18 его вращения и приводом 19 его осевого перемещения для выбора зазора между поверхностью конуса и кромками резцов в процессе дробления. Оба конуса 5 и 15 в качестве приводов осевого перемещения используют сильфонные приводы: 19 и 20 привода 2 с подачей в полости сильфонов рабочей жидкости. Конус 5 соединен осью вращения 21, имеющей подшипник 22 с приводом 2 (например, магнитоэлектрического типа, или обычного электропривода по выбору условий). Для балансировки по оси соединенных жестко между собой конуса 5 и камеры 16 имеется еще один подшипник 23, что исключает вертикальные отклонения корпуса дробилки. Отвод отработанного материала осуществляют патрубками 24. Работа описанной дробилки излагается в процессе осуществления способа дробления материала, который начинают с отладки и тарировки согласования вращения и осевого перемещения всех основных рабочих органов: конусов 5-6, камеры 16 с конусом и резцами 14-15 от общего автоматизированного пульта управления (не показан, как не имеющий прямого отношения к сущности существенных признаков дробилки). Через окно (бункер) 13 подают (с грохота) минеральный материал в камеру 16, при вращении конуса 15 ему придают и импульсные возвратно-поступательные осевые перемещения приводом 19, что заставляет активно разрушать материал при его контакте с резцами 14, которые произвольно вращаются от вращения конуса 15 через разрушаемый материал. Амплитуду колебаний по оси конуса 15 выбирают из заданной фракции материала, необходимой для подачи через окно 4 в главный рабочий орган 5-6, оснащенный резцами 7-8, ориентированными своими линиями расположения в различные стороны, что подвергает материал, попадающий в этот зазор, трехмерным напряжениям, создавая наиболее эффективные усилия его разрушения материала: по трем направлениям между плоскостями конусов 5 и 6 и вторично по трем направлениям между резцами 7 и 8, а т.к. материал постоянно двигаясь вниз по лемнискатам, попадает попеременно то между плоскостями конуса, то между ножей, то он испытывает постоянное эффективное трехмерное, сдвинутое на 1/2 периода напряжение по трем осям частиц материала, что обеспечивает оригинальная кривизна по линиям лемнискат и поверхностей конусов и направлений закрепления резцов 7 и 8, при которых материал, находящийся в меняющейся по кривизне щели, подвергается постоянно одновременным усилиям давления по двум осям, сдвигу по двум осям и кручению по третьей оси, меняющей постоянно положение материала и положение направлений приложения указанных сил разрушения давлением и разрушения сдвигом. Выбор кривизны по линии лемнискат позволяет не выпускать частицы материала из постоянного многонаправленного напряжения, т. к. нет зоны в рабочем органе 5-6, резцов 7-8, где бы исчезло условие приложения усилия по трем направлениям, причем выполнение больших (снизу по чертежу) оснований конусов 9 и 10 также по линиям лемнискаты позволяет использовать вторичные эффекты нагружения материала, попадающего в эту щель оригинальной кривизны, т.к. здесь материал подвергается обратному закручиванию по отношению к первоначальному его поступлению на конус 5, что активно меняет направления на 1/2 направления трехмерного нагружения и приводит к получению более тонкого помола минерального материала. П р и м е р. Дроблению подвергается клинкер начальной фракции 35-50 мм поступающей в бункер 13, где за счет вращательного и возвратно-поступательного воздействия конуса 15 и резцов 14 материал подвергают разрушению до фракций 3-10 мм и подают через окно 4 между конусами 5 и 6 и между их резцами 7 и 8, где переменной является не только кривизна поверхностей и линии изгиба резцов, но и угол между резцами и угол щели между поверхностями конусов, обусловленными выбором линии кривизны (лемнискаты), что подвергает трехмерным переменным по направлении нагрузкам разрушения материал и при прохождении траектории лемнискаты при высоте конуса 5 850 мм и его основания 700 мм при угле раскрытия щели по лемнискате 0,5о на 100 мм линии при встречных оборотах конусов при М1 и М2 (при 1,5-5,0 тыс.об/мин) производительность способа и дробилки при выходе тонкой фракции от 30 мкм до 3 мм составила 60-80 м3/ч, что получено при испытании опытной модели данной дробилки с указанными основными габаритами ее главного рабочего органа. При этом подачу импульсно возвратно-поступательно по оси осуществляют от привода 19 на конус 15 на 3-10 мм с частотой 50-200 Гц; конуса 5 от привода 20 на 1-3 мм с частотой 150-500 Гц, что приводит к резкому повышению эффективности дробления и тонкого помола минматериала. Эти технологические преимущества по сравнению с прототипом достигнутые благодаpя принципиальному оригинальному технологическому и техническому решению этой задачи, достигаются: по производительности на 230-280 м3 тонкой фракции в смену при экономии энергии на 35-50 кВт на 200 м3 тонкой фракции; сокращения времени на техобслуживание процесса и дробилки на 2,4 ч/в смену. Эти технологические преимущества ожидаются более значительными при использовании технологии и дробилки в др.отраслях промышленности, например, в пищевой, кормоподготовительной, где эффективность по расчетам повысится не менее чем в 3-5 раз по сравнению с используемыми технологиями по базовым объектам.
Формула изобретения
1. Способ дробления материала в конусной дробилке, включающий подачу материала между образующими рабочих поверхностей конусов по криволинейной траектории и приложение усилия к нему за счет вращения, по меньшей мере, одного из конусов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности получения тонких фракций за счет имитации естественных усилий процесса разрушения, материал подают по криволинейной траектории, очерченной по форме лемнискаты. 2. Конусная дробилка, содержащая корпус в виде наружного конуса с загрузочным окном, внутренний конус, установленный на вертикальной оси с возможностью вращения и осевого перемещения, предварительную камеру дробления с резцами на ее внутренней поверхности и конусом внутри нее, при этом на рабочих поверхностях конусов жестко закреплены резцы, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности получения тонких фракций за счет имитации естественных усилий, процесса разрушения, рабочие поверхности наружного и внутреннего конусов, а также линия закрепленных на них резцов, очерчены по форме лемнискат, конус предварительной камеры дробления установлен с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и осевого перемещения, причем наружный конус установлен с возможностью вращения навстречу внутреннему конусу.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
