УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1994 года по МПК B02C19/18 

Изобретение относится к устройствам для измельчения различных материалов и может быть использовано в строительной, горнорудной и других отраслях промышленности.

Известно устройство для измельчения материалов, содержащее корпус с загрузочным бункером и разгрузочным отсеком, размещенные в корпусе диски, закрепленные на валах. Валы установлены в опорах вращения и снабжены индивидуальными электродвигателями. Диски являются рабочими органами мельницы и приводятся во вращение от указанных электродвигателей в противоположные стороны.

Недостатком известного устройства являются сложность конструкции и низкая ее надежность, обусловленные наличием двух электродвигателей и двух редукторов, приводящих во вращение рабочие органы мельницы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измельчения материалов, содержащее корпус с загрузочным бункером и разгрузочным отсеком, размещенные в корпусе диски со сквозными отверстиями, на внутренней поверхности которых смонтированы била. Диски установлены в корпусе на подшипниках соосно и с зазором относительно друг друга, а отверстия каждого из дисков размещены эксцентрично отверстиям остальных дисков. Устройство оснащено одним электродвигателем, вращающим приводной вал с установленными на нем барабанами. Каждый из барабанов связан со своим диском клиноременной передачей таким образом, что соседние диски вращаются встречно.

Однако это техническое решение обладает недостатком, связанным с усложнением конструкции и снижением ее надежности и КПД за счет наличия редуктора, выполненного в виде насаженных на поворотный вал барабанов и взаимодействующих с ними и дисками клиновидных ремней.

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение его надежности и КПД.

Это достигается тем, что в устройстве для измельчения материалов, включающем корпус с загрузочным бункером и разгрузочным отсеком, установленные по продольной оси симметрии корпуса с возможностью вращения и с зазором относительно друг друга диски со сквозными отверстиями, на стенках которых закреплены била и электропривод, размещенный вне корпуса и вращающий смежные диски в противоположные стороны, корпус выполнен из немагнитного диэлектрического материала, а электропривод - в виде охватывающего корпус статора асинхронного электродвигателя, одна часть дисков также выполнена из немагнитного диэлектрического материала и снабжена расположенными равномерно по их периферии дисков герметичными полостями, заполненными немагнитной диэлектрической жидкостью с находящимися в ней во взвешенном состоянии частицами из сильномагнитного анизотропного материала, у которых наибольший габаритный размер не превышает величины 0,01 от полюсного деления статора асинхронного двигателя, а другая часть дисков выполнена из немагнитного электропроводящего материала, причем диски из диэлектрического и электропроводящего материалов установлены по продольной оси симметрии корпуса статора с чередованием. Причем количество полостей в диэлектрических дисках может быть равным или большим числа полюсов статора асинхронного электродвигателя.

Повысить интенсификацию измельчения материала позволяет выполнение внутренней поверхности корпуса в виде чередующихся друг с другом кольцевых выступов и впадин, в которых (во впадинах) установлены диски, при этом внешние диаметры дисков выбраны из соотношения
d_впад. > d_диск > 0,5 (d_впад. + d_выст.), где d_впад. - диаметр впадин корпуса;
d_выст. - диаметр выступов корпуса;
d_диск. - внешний диаметр дисков.

Для уменьшения потерь на трение в устройстве соприкасающиеся друг с другом поверхности корпуса и дисков покрыты антифрикционным материалом.

Выполнение статора асинхронного электродвигателя дуговым, по крайней мере из двух секций, размещенных симметрично относительно продольной оси корпуса, позволяет повысить удобство эксплуатации и снизить материалоемкость. Выбор габаритов ферромагнитных частиц обусловлен тем, что мелкие ферромагнитные частицы в отличие от крупных плоских ферромагнитных или электропроводящих элементов перемещаются не в направлении распространения магнитного поля, а в обратном. Этот феномен основан на эффекте Магнуса.

На фиг. 1 изображено устройство, продольное сечение; на фиг. 2 - то же, поперечное сечение; на фиг. 3 - вариант выполнения устройства.

Устройство для измельчения материалов содержит цилиндрический, выполненный из немагнитного (парамагнитного или диамагнитного) диэлектрического материала (стекла, керамики, пластмассы и т. п. ) корпус 1, установленные на корпусе 1, например, посредством винтового соединения, загрузочный бункер 2 и разгрузочный отсек 3, выполненные из немагнитного, диэлектрического материала. Корпус 1 охвачен статором асинхронного электродвигателя, включающим магнитопровод 4 с пазами 5, заполненными обмоткой 6. Внутри корпуса 1 в подшипниках 2 установлены с возможностью вращения диски 8 и 9. Диски 8 выполнены из немагнитного диэлектрического материала с герметичными полостями 10, заполненными немагнитной диэлектрической жидкостью, в которой во взвешенном состоянии находятся ферромагнитные частицы из сильномагнитного анизотропного материала, при этом наибольший габаритный размер частиц не превышает величины 0,01 от полюсного деления статора асинхронного двигателя. Полости 10 расположены в дисках 8 по периферии равномерно, причем количество полостей 10 должно быть не меньше числа пазов 5 статора асинхронного двигателя.

Диски 9 выполнены из немагнитного электропроводящего материала.

В другом варианте устройства диски 9 могут быть выполнены из немагнитного диэлектрического материала и также, как и диски 8, снабжены герметичными полостями с жидкостью, в которой во взвешенном состоянии находятся плоские электропроводящие частицы, при этом габаритный размер этих частиц должен быть больше величины полюсного деления статора асинхронного двигателя. Указанные полости расположены в дисках 9 по периферии равномерно, причем количество полостей должно быть не меньше числа пазов статора асинхронного электродвигателя.

В каждом из дисков 8 и 9 выполнено по одному сквозному в продольном направлении отверстию 11. Отверстия 11 расположены эксцентрично относительно друг друга и относительно продольной оси симметрии устройства. На внутренней поверхности каждого из отверстий 11 смонтированы била 12. Диски 8 и 9 установлены в корпусе 1 с чередованием по продольной оси симметрии устройства. Зазоры между дисками 8 и 9 выполнены уменьшающимися в направлении перемещения измельчаемого материала. Все внутренние отверстия 11 в дисках 8 и 9 выполнены с разными диаметрами, причем верхний диск имеет отверстие 11 с максимальным диаметром, а диаметры всех последующих отверстий 11 уменьшаются в направлении перемещения измельчаемого материала.

Для предотвращения попадания измельчаемого материала внутрь подшипников места стыков внутренней цилиндри- ческой поверхности корпуса 1 с торцевыми поверхностями дисков 8 и 9, могут быть уплотнены эластичными антифрикционными поясами 13, закрепленными на цилиндрической поверхности корпуса 1.

В одном из вариантов устройства (фиг. 3) внутренняя поверхность корпуса 1 может быть выполнена с кольцевыми выступами 14 и чередующимися с ними кольцевыми впадинами 15. Во впадинах 15 корпуса 1 установлены диски 8 и 9 с возможностью свободного обкатывания цилиндрических поверхностей впадин 15. Диаметры дисков 8 и 9 выбираются из условия
d_впад > d_диск > 0,5 (d_впад + d_выст) где d_впад - диаметр впадины 15;
d_выст - диаметр выступа 14;
d_диск - внешний диаметр дисков 8 и 9.

В этом варианте устройства корпус 1 следует выполнять из антифрикционного немагнитного диэлектрического материала. Либо этим материалом следует покрывать соприкасающиеся друг с другом поверхности дисков 8 и 9 и корпуса 1. С целью предотвращения попадания измельчаемого материала в полости, образованные цилиндрическими поверхностями дисков 8, 9 и цилиндрическими поверхностями впадин 15, необходимо места стыков цилиндрических поверхностей выступов 14 с торцевыми поверхностями дисков 8 и 9 уплотнитель эластичными антифрикционными поясами 13, закрепив последние на выступах 14.

В одном из вариантов устройства статор асинхронного двигателя выполнен в виде дуговых частей, размещенных симметрично относительно продольной оси симметрии устройства.

Работа устройства для измельчения материалов осуществляется следующим образом.

При подаче напряжения на обмотку 6 статора асинхронного электродвигателя диски 9 начнут вращаться в сторону направления вращения магнитного поля, а диски 8 - в противоположную.

В варианте устройства с выполнением на внутренней поверхности корпуса 1 кольцевых выступов 14 и впадин 15 диски совершают сложное движение, поскольку наряду с вращением вокруг своих продольных осей симметрии они также обкатывают поверхности кольцевых впадин 15.

Материал, подлежащий измельчению, через загрузочный бункер 2 подается внутрь корпуса 1 и, проходя последовательно через отверстия 11 вращающихся в противоположные стороны дисков 8 и 9, попадает под била 12, которые его измельчают. Измельчение материала происходит также за счет удара крупных фракций материала влет, истирания между дисками, сжатия, изгиба и среза, а также частичного растяжения между кромками противоположно вращающихся дисков и бил. Измельченный материал через разгрузочный отсек 3 поступает на место выгрузки (транспортер, контейнер и т. п. ).

Выполнение в устройстве указанным выше образом электропривода, корпуса и дисков обеспечивает упрощение конструкции, повышение надежности и КПД, поскольку позволяет исключить из конструкции сложный редуктор, необходимый для привода во вращение в противоположные стороны смежных рабочих дисков. Кроме того, в предложенном устройстве исключен ротор электродвигателя, поскольку в данном случае на рабочие диски возложены две функции: функция ротора электродвигателя и функция рабочего элемента, измельчающего материал.

В варианте выполнения устройства с дисками, обкатывающими внутреннюю поверхность корпуса, процесс измельчения материала становится более интенсивным из-за более сложного движения смежных рабочих дисков.

В случае выполнения статора асинхронного электродвигателя дуговым упрощается эксплуатация устройства из-за обеспечения легкого монтажа и демонтажа; статор надевается на корпус и снимается с него сбоку; а также из-за обеспечения возможности профилактического осмотра наружной поверхности корпуса без демонтажа статора. Снижается также материалоемкость статора, а следовательно, и всего устройства. (56) Авторское свидетельство СССР N 163060, кл. B 02 C 7/06, 1962.

Авторское свидетельство СССР N 774586, кл. B 02 C 7/02, 1979.

Использование: в строительной, горнорудной и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: устройство содержит корпус 1 с загрузочным 2 и разгрузочными 3 бункерами, установленные в корпусе диски 8, в сквозных отверстиях которых размещены била 12, и электропривод, вращающий смежные диски в противоположных направлениях. Корпус выполнен с отсеками из немагнитного диэлектрического материала, а электропривод - в виде охватывающего корпус статора асинхронного двигателя. Часть дисков также выполнена из немагнитного диэлектрического материала и снабжена герметичными полостями, заполненными немагнитной диэлектрической жидкостью с находящимися в ней во взвешенном состоянии ферромагнитными частицами из сильномагнитного анизотропного материала, у которых наибольший габаритный размер меньше величины 0,01 от полюсного деления статора. Другая часть дисков выполнена из немагнитного электропроводящего материала. Диски из разных материалов установлены по продольной оси корпуса с чередованием. 4 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ, содержащее корпус с загрузочным бункером и разгрузочным отсеком, установленные по продольной оси симметрии корпуса с возможностью вращения и с зазором относительно друг друга диски со сквозными отверстиями, на стенках которых закреплены била и электропривод, размещенный вне корпуса и вращающий смежные диски в противоположные стороны, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения ее надежности и КПД, корпус выполнен из немагнитного диэлектрического материала, а электропривод - в виде охватывающего корпус статора асинхронного двигателя, одна часть дисков выполнена из немагнитного диэлектрического материала и снабжена расположенными равномерно по их периферии герметичными полостями, заполненными немагнитной диэлектрической жидкостью с находящимися в ней во взвешенном состоянии частицами из сильномагнитного анизотропного материала, у которых наибольший габаритный размер не превышает величины 0,01 полюсного деления статора асинхронного двигателя, а другая часть дисков выполнена из немагнитного электропроводящего материала, причем диски из диэлектрического и электропроводящего материалов установлены по продольной оси симметрии корпуса и статора с чередованием. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что количество полостей в диэлектрических дисках равно или больше числа полюсов статора асинхронного двигателя. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса измельчения, внутренняя поверхность корпуса выполнена с кольцевыми выступами и чередующимися с ними кольцевыми впадинами, в которых установлены диски, при этом внешние диаметры дисков d_диск выбраны из соотношения
d_впад > d_диск > 0,5(d_впад + d_выст),
где d_впад - диаметр впадин корпуса;
d_выст - диаметр выступов корпуса;
d_диск - внешний диаметр дисков. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потерь на трение, соприкасающиеся поверхности корпуса и дисков покрыты антифрикционным материалом. 5. Устройство по пп. 1 - 4, отличающееся тем, что, с целью повышения удобства в эксплуатации и снижения материалоемкости, статор асинхронного электродвигателя выполнен дуговым по крайней мере из двух секций, размещенных симметрично продольной оси корпуса.