Устройство для измельчения материалов

Технологическое решение относится к оборудованию для измельчения материалов и может найти применение в горнодобывающей, горнорудной, металлургической, машиностроительной и химической промышленности, строительной индустрии, а также в экологических процессах при вторичной переработке твердых промышленных, строительных и хозяйственно-бытовых отходов.

Задачей предлагаемого технического решения является увеличение производительности за счет предотвращения удара мелющих тел о металлический брус барьера.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для измельчения материалов, содержащем корпус с загрузочным и разгрузочным приспособлениями, заполненную мелющими телами помольную камеру, выполненную из изогнутой трубы в виде винтовой спирали из упругого материала и соединенную с приводом, механизм осевого перемещения помольной камеры, содержащий винтовую пару и калибровочные шайбы для установки зазора между витками помольной камеры, соответствующую необходимому размеру получаемых частиц, барьер, устанавливаемый внутри помольной камеры вдоль ее верхней части и имеющий вид прямоугольного металлического бруса, при этом к металлическому брусу равномерно по его длине жестко прикреплены направляющие полозья с шагом, составляющим 0,7-0,85 диаметра мелющих тел.

Технологическое решение относится к оборудованию для измельчения материалов и может найти применение в горнодобывающей, горнорудной, металлургической, машиностроительной и химической промышленности, строительной индустрии, а также в экологических процессах при вторичной переработке твердых промышленных, строительных и хозяйственно-бытовых отходов.

Известна конструкция барабанной мельницы, состоящей из барабана, который приводится во вращение от электродвигателя через редуктор. Материал непрерывно поступает через загрузочную пустотелую цапфу и измельчается мелющими телами. Измельченный продукт просыпается через отверстия, расположенные на боковой поверхности барабана (Гиберов З.Г. Механическое оборудование заводов пластических масс, - М.: Химия, 1970, стр.15-17).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится низкая производительность из-за ограничения угловой скорости вращения барабана, создающей в нем центробежное ускорение, которое не должно превышать ускорение свободного падения.

Известно устройство для измельчения материалов, содержащее корпус с загрузочными и разгрузочными приспособлениями, заполненную мелющими телами помольную камеру, выполненную в виде винтовой спирали из упругого материала и соединенную с приводом, механизм осевого перемещения помольной камеры, содержащий винтовую пару и калибровочные шайбы для установки зазора между витками спирали помольной камеры, соответствующего необходимому размеру получаемых частиц, причем винтовая спираль выполнена из изогнутой трубы для подачи энергоносителя (Патент РФ 2122470, ВОГС 19/22, 1998 г.).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится низкая производительность из-за ограничения скорости вращения корпуса, которое не должно превышать ускорение свободного падения.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является устройство для измельчения материалов, содержащее корпус с загрузочным и разгрузочным приспособлениями, заполненную мелющими телами помольную камеру, выполненную из упругого материала и соединенную с приводом, механизм осевого перемещения помольной камеры, содержащий винтовую пару и калибровочные шайбы для установки зазора между витками помольной камеры, соответствующего необходимому размеру получаемых частиц, при этом внутри помольной камеры вдоль ее верхней части установлен барьер в виде прямоугольного металлического бруса высотой, равной диаметру мелющих тел и нижняя часть бруса на 0,6-0,7 его высоты покрыта эластичным материалом, например слоем резины (Патент РФ 2310511, В02С 19/22, 2007 г.).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится невысокая производительность, связанная с необходимостью периодической остановки устройства и замены слоя эластичного материала, который быстро изнашивается от удара по нему мелющих тел.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является увеличение производительности за счет предотвращения удара мелющих тел о металлический брус барьера.

Поставленный технический результат достигается тем, что в устройстве для измельчения материалов, содержащем корпус с загрузочным и разгрузочным приспособлениями, заполненную мелющими телами помольную камеру, выполненную из изогнутой трубы в виде винтовой спирали из упругого материала и соединенную с приводом, механизм осевого перемещения помольной камеры, содержащий винтовую пару и калибровочные шайбы для установки зазора между витками помольной камеры, соответствующую необходимому размеру получаемых частиц, барьер, устанавливаемый внутри помольной камеры вдоль ее верхней части и имеющий вид прямоугольного металлического бруса, при этом к металлическому брусу равномерно по его длине жестко прикреплены направляющие полозья с шагом, составляющим 0,7-0,85 диаметра мелющих тел.

Жесткое прикрепление направляющих полозьев к металлическому брусу позволяет предотвратить удар мелющих тел-шаров об металлический брус, уменьшить вероятность разрушения шаров или металлического бруса, а значит, предотвратить остановки на ремонт и увеличить производительность устройства.

Равномерное жесткое прикрепление направляющих полозьев к металлическому брусу с шагом меньшим диаметра мелющих тел позволяет все шары улавливать на направляющие полозья и направлять их вниз, так как если бы шаг был больше диаметра мелющих тел, то часть из них пролетала между направляющими полозьями и ударялась о металлический брус.

Уменьшение расстояния между направляющими полозьями ниже указанного предела 0,7 от диаметра мелющих тел может привести к вероятности заклинивания крупных кусков измельчаемого материала между направляющими полозьями. Увеличение расстояния между направляющими полозьями выше указанного предела 0,85 от диаметра мелющих тел может привести к заклиниванию мелющих тел между направляющими полозьями за счет их деформации.

Таким образом, равномерное жесткое прикрепление направляющих полозьев к металлическому брусу позволяет предотвратить удар мелющих тел о металлический брус, изменить их траекторию и с большой скоростью направить вниз на измельчаемый материал, что увеличивает силу удара мелющих тел об измельчаемый материал и увеличивает скорость их измельчения, а значит производительность устройства.

Общий вид устройства для измельчения материала показан на фиг.1, поперечный вид в сечении А-А представлен на фиг.2, на фиг.3 представлен вид в аксонометрии на металлический брус с направляющими полозьями.

Устройство состоит из корпуса 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 приспособлениями, помольной камеры 4, выполненной из изогнутой трубы в виде винтовой спирали из упругого материала и соединенной с приводом 5. Помольная камера 4 заполнена мелющими телами 6 - шарами диаметром d. С внешней стороны корпуса 1 установлен механизм осевого перемещения помольной камеры 4, включающий в себя винтовую пару: винт 7 и гайку 8, а также разрезные калибровочные шайбы 9 для установки зазора между витками помольной камеры 4, закрепленной с возможностью вращения в радиально-упорных подшипниках 10 и 11. Внутри помольной камеры 4 вдоль ее верхней части установлен барьер в виде прямоугольного металлического бруса 12, закрепленного на стойках 13. Стойки 13 с помощью фланцев 14 жестко соединены с консолями 15. Консоли 15 установлены горизонтально внутри горизонтальных концов изогнутой трубы помольной камеры 4. К металлическому брусу 12 равномерно по его длине жестко прикреплены направляющие полозья 16 с шагом b, так что отношение

Устройство для измельчения материалов работает следующим образом. Вращением гайки 8 на винте 7 сжимают витки винтовой спирали с установкой межвиткового зазора, соответствующего размеру частиц после измельчения. Положение гайки 8 на винте 7 фиксируют калибровочными шайбами 9. Включают привод 5, от которого вращение с угловой скоростью передается на помольную камеру 4. Исходный материал подают в загрузочное приспособление 2, который увлекается во вращение вместе с помольной камерой 4 и мелющими телами 6. Угловая скорость вращения помольной камеры 4 обеспечивает ускорение большее, чем ускорение свободного падения

²R>gгде - угловая скорость вращения помольной камеры, 1/с;

R - внутренний радиус висков помольной камеры, м;

g=9,81 - ускорение свободного падения, м/с² .

Мелющие тела 6 и куски измельчаемого материала прижимаются центробежной силой к виткам помольной камеры 4, вращаются вместе с ней. В верхней части помольной камеры 4 куски измельчаемого материала, имеющие размер, меньший, чем шаг между направляющими полозьями 6 проходят между смежными полозьями и сталкиваются с брусом 12, измельчаются и отбрасываются вниз. Мелкие измельченные куски материала проваливаются в нижней части помольной камеры 4 в зазор между ее витками, а крупные вовлекаются в новый цикл измельчения.

Мелющие тела 6 в верхней части помольной камеры 4, имеющие диаметр d больший, чем шаг между направляющими полозьями накатываются на смежные полозья и, изменяя направление скорости, с силой падают вниз, ударяются об измельчаемый материал и дополнительно его измельчают, что приводит к увеличению производительности. Шаг b между направляющими полозьями, меньший, чем диаметр мелющих шаров d и определяемый соотношением (1) не позволяет, с одной стороны, сталкиваться мелющим телам 6 с брусом 12, что предотвращает разрушение и мелющих тел и бруса 12, а с другой - не позволяет мелющим телам 6 и кускам измельчаемого материала заклиниваться между смежными направляющими полозьями 16.

Таким образом, предлагаемое устройство для измельчения материалов обеспечивает высокую производительность за счет увеличения скорости вращения помольной камеры 4 с центробежным ускорением, большим ускорения свободного падения, удара с большой скоростью о брус 12 кусков измельчаемого материала и дополнительного удара мелющих тел, направляемых направляющими полозьями с силой вниз, о куски измельчаемого материала. Кроме того, установка направляющих полозьев предотвращает удар мелющих тел 6 о брус 12, что предотвращает их поломку и увеличивает срок службы без ремонта и замены мелющих тел 6 и самого бруса 12, а значит, приводит к увеличению производительности устройства.

Устройство для измельчения материалов, содержащее корпус с загрузочным и разгрузочным приспособлениями, заполненную мелющими телами помольную камеру, выполненную из изогнутой трубы в виде винтовой спирали из упругого материала и соединенную с приводом, механизм осевого перемещения помольной камеры, содержащий винтовую пару и калибровочные шайбы для установки зазора между витками помольной камеры, соответствующего необходимому размеру получаемых частиц, барьер, установленный внутри помольной камеры вдоль ее верхней части и имеющий вид прямоугольного металлического бруса, отличающееся тем, что к металлическому брусу равномерно по его длине жестко прикреплены направляющие полозья с шагом, составляющим 0,7-0,85 от диаметра мелющих тел.