Способ ударного дробления

 

Изобретение относится к способам дробления. Цель - повышение эффективности дробления горных пород. Отражательным элементам придают встречную скорость движения, равную 0,3 - 3,5 скорости ротора. Импульсы рабочего органа и отражательных элементов синхронизируют. Ударную поверхность элементов формируют в момент соударения с дробимым материалом и ориентируют в этот момент по отношению к направлению (вектору) скорости кусков материала нормально. 1 табл.

Изобретение относится к способам дробления и может быть использовано в горнорудной, строительной, химической и других отраслях промышленности.

Цель - повышение эффективности дробления горных пород.

Способ ударного дробления осуществляют следующим образом.

Отражательным элементам придают встречную скорость движения, равную V_о = = (0,3-3,5)V_р, само движение отражательных элементов синхронизируют с движением рабочего органа и между собой, если их число более одного, а ударную поверхность элементов формируют в момент соударения с дробимым материалом (или оставляют неизменными при возвратно-поступательном движении) и ориентируют в этот момент по отношению к направлению (вектору) скорости кусков материала нормально, при этом масса отражательных элементов превышает массу дробимого за один ударный импульс материала согласно отношению = 0,05-0,9, где V_р - линейная скорость ударника (била) первичного ротора; Vо - линейная скорость отражательного элемента (элементов) по линии среднего направления полета кусков материала, направленного первичным ротором; m - масса кусков дробимого материала, которой придана скорость V_р; M_о - масса отражательного элемента (элементов).

Для проверки эффективности предложенного способа было выполнено математическое моделирование процесса разрушения с активным отражательным элементом при различных соотношениях и , причем за нулевую меру эффективности разрушения был принят традиционный способ обычного удара (вторичного) дробимого материала об отбойные плиты.

Параллельно с математическим моделированием способ проверялся на экспериментальном образце дробилки активного удара, где было технически возможно изменять соотношения от 0,49 до 0,96, а от 0,05 до 0,2.

Дробилка представляет собой корпус, в котором расположены три ротора. Все три ротора имеют встречную скорость вращения, причем два ротора вращаются на- встречу друг другу с равной частотой вращения и имеют зеркальное расположение, а их общая скорость по отношению к скорости первичного ротора может изменяться в пределах от 0,3 до 3,5.

Вращение роторов строго синхронизировано по отношению друг другу по времени и положению в пространстве с тем, чтобы к моменту встречи с отброшенной ротором массой породы отражательные элементы образовали общую ударную поверхность, расположенную нормально к летящим кускам и имеющим встречную скорость.

Масса породы при поступлении в камеру дробления получает от первичного ротора ударный импульс mV_р и движение в направлении к отражательным элементам с модой (наиболее вероятное направление движения).

Так как движение (вращение) двух отражательных элементов синхронизировано (через кинематическую связь) с движением ротора, то их отражательные элементы в момент соударения с массой горной породы занимают строго определенное положение с образованием общей ударной поверхности, имеющей согласно отношению V_o = (0,5--3,5) V_р скорость, вектор которой направлен навстречу массе породы. Суммарная кинетическая энергия, затрачиваемая на разрушение дробимого материала и равная W= W_п+ W_о при соударении освобождается за период времени, который на 1-2 порядка меньше периода времени обычного удара (при отбойных плитах или последовательном дроблении в двухроторных дробилках).

Соответственно при активном ударе резко возрастает мгновенная мощность удара. Эта энергия, приложенная за микросекунды, формирует поля и волны напряжений сверхкритического уровня, значительно превышающей предел прочности всех типов горных пород. Возникающие при этом деформационные процессы приводят к необратимым изменениям твердого состояния кусков горных пород и скоростному распаду их на мелкие частицы, т.е. за период соударения куски породы поглощают гораздо больше энергии, чем требуется для их разрушения, и вследствие этого распад кусков приобретает взрывной характер.

Данный способ активного ударно-отражательного дробления обеспечивает новые свойства процессу разрушения, заключающиеся в резком повышении эффекта ударного дробления и быстром образовании мелкозернистого продукта преимущественно изометрической формы.

Были испытаны дробилки с различным соотношением величин и .

Испытания проводились на образцах горных пород, представленных мелкозернистым полимиктовым песчаником, окварцованными алевролитами, сульфидным кварцем и рядом других пород XI-XVI категорий по шкале проф. Протодьяконова М. М. При испытаниях и дальнейшей эксплуатации в лабораторных условиях были получены следующие результаты, отраженные в таблице.

Производительность дробилок в лабораторном выполнении колеблется от 0,5 до 1,0 т/ч - в зависимости от состава пород и влажности материала. В сравнении с применяемыми типами дробилок дробилки, основанные на использовании способа активного удара, в несколько раз эффективнее по качеству получаемого продукта, производительности, энергоемкости и другим технико-экономическим показателям.

Формула изобретения

СПОСОБ УДАРНОГО ДРОБЛЕНИЯ, включающий разрушение материала встречно направленными импульсами рабочего органа и отражательных элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дробления горных пород, направленные импульсы отражательных элементов синхронизируют с импульсами рабочего органа, а их ударную поверхность ориентируют по нормали к векторам скорости частиц, направленных рабочим органом, при этом скорость движения отражательных элементов составляет 0,3 - 3,5 скорости рабочего органа.

РИСУНКИ

Рисунок 1