ДРОБИЛКА Российский патент 1994 года по МПК B02C4/28 

Предполагаемое изобретение относится к устройствам для дробления материалов и может быть применено в горнодобывающей, строительной и других отраслях промышленности.

Известна валковая дробилка, содержащая загрузочное приспособление, станину, два дробящих валка, трансмиссию и привод.

Известно дробильно-сортировочное устройство, содержащее дробящий валок и расположенное под ним просеивающее устройство.

Известно также многовалковое дробильно-сортировочное устройство, дробление материала в котором производится валками, установленными в горизонтальной плоскости.

Недостатком известных устройств является их громоздкость, сложность обслуживания и использования в стесненных условиях произвоства, ограниченные возможности регулирования зернового состава продукта дробления только путем изменения величины зазора между дробящими валками, невозможность получения в продукте дробления требуемого количества фракций исходного дробимого материала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для дробления материала, включающее две горизонтально расположенные пары валков, установленных одна под другой.

Данное дробильное устройство позволяет регулировать зерновой состав продукта дробления путем изменения ширины разгрузочной щели между валками и периодического включения в работу нижней пары валков.

Недостатком этого дробильного устройства является его сложность эксплуатации, громоздкость, невозможность получения продукта дробления заданного зернового состава без изменения производительности дробилки и невозможность получения в продукте дробления требуемого количества фракций исходного дробимого материала.

Наиболее близкой по конструктивным признакам к предполагаемому изобретению является межвалковая передача вальцового станка, в которой валки выполнены ступенчатыми и установлены в горизонтальной плоскости так, что ступень большого диаметра валка через размалываемый продукт взаимодействует со ступенью меньшего диаметра другого валка.

Дробилке с валками присущи недостатки известных дробилок, в том числе и невозможность получения продукта дробления заданного зернового состава без изменения производительности дробилки и невозможность получения в продукте дробления требуемого количества фракций исходного дробимого материала.

Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона регулирования зернового состава продукта дробления двухвалковой дробилки с двухступенчатыми валками с параллельно расположенными горизонтальными осями вращения.

Поставленная цель достигается тем, что двухступенчатые валки установлены с образованием разгрузочной щели с продольной осью симметрии, а загрузочное приспособление выполнено в виде двух продольных неподвижных бортов и двух поперечных бортов, установленных с возможностью перемещения вдоль поверхности ступеней валков и жесткой фиксации относительно продольных бортов для ограничения длин рабочих поверхностей ступеней валков, при этом длины рабочих поверхностей ступеней, ограниченных поперечными бортами определяют из условий: ^lб.^=lм.⁼ где l_s и l^м. - длины рабочих поверхностей ступеней валков большего и меньшего диаметров, м;
V - заданная объемная производительность дробилки, м³/ч;
n - скорость вращения валков, об/мин;
D_б и D_м. - больший и меньший диаметр ступеней валков, м;
S_б. и S_м. - ширина щели между ступенями валков большего и меньшего диаметра, м;
Р_к - объемная доля крупной фракции в заданном зерновом составе продукта дробления, % ;
Σ Р_i - объемная доля меньших фракций, % .

Получение продукта дробления заданного зернового состава при заданной производительности дробилки обеспечивается одновременным изменением ширины разгрузочной щели между валками и перемещением поперечных бортов вдоль ступеней валков или только перемещением поперечных бортов так, чтобы суммарная площадь разгрузочной щели между валками обеспечивала заданную производительность дробилки и требуемый зерновой состав продукта дробления.

При неизменной ширине разгрузочной щели между ступенями валков увеличение (уменьшение) доли мелкой фракции в продукте дробления достигается увеличением (уменьшением) длины рабочей поверхности части валков большого диаметра и уменьшением (увеличением) длины рабочей поверхности части валков меньшего диаметра путем поступательного перемещения поперечных бортов загрузочного приспособления в сторону торцов частей валков большого (меньшего) диаметра,
Крепление поперечного борта к продольному производится не менее чем в двух точках (в нижней и верхней части поперечного борта) специальными приспособлениями, обеспечивающими их устойчивое положение в процессе работы дробилки.

В зависимости от конструкции приспособления для крепления поперечного борта к продольному поперечный борт относительно продольного может иметь несколько фиксированных положений, количество которых обусловлено стабильностью качества дробимого материала и необходимым диапазоном регулирования зернового состава продукта дробления, или фиксироваться в любой плоскости при его перемещении вдоль дробящих валков.

Поддержание заданного зернового состава продукта дробления может осуществляться путем периодического контроля зернового состава продукта дробления с отбором проб и их испытаний в лабораторных условиях с последующей корректировкой регулируемых параметров дробилки вручную или применением для управления процессом дробления микро-ЭВМ, получающей от датчика информацию о зерновом составе продукта дробления, на основании которой по заданной программе она подает команды исполнительным механизмам на увеличение или уменьшение щели между ступенями валков или перемещение поперечных бортов загрузочной воронки дробилки вдоль ступеней валков.

Эффективная работа дробилки обеспечивается непрерывным и раномерным поступлением дробимого материала по всей площади разгрузочной щели между валками дробилки, что достигается равномерной подачей дробимого материала в загрузочное приспособление при работе дробилки в режиме "завала". При этом количество поступающего дробимого материала должно соответствовать производительности дробилки.

Необходимая величина диаметpов ступеней вала определяется в зависимости от максимальной крупности, необходимой степени измельчения и качества дробимого материала. Диаметр валка можно определять по формуле:
D ≥ (23-24)d, (1) (см. "Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых", М. , Госортехиздат, 1961, стр. 217). где D - диаметр валка,
S - величина ширины щели между валками, м;
d - максимальная крупность дробимого материала.

Диаметр ступеней валков большего диаметра (D_б) определяется по формуле (1), так как при прочих равных условиях угол захвата зерна дробимого материала этими валками меньше, чем ступенями валков меньшего диаметра, что ухудшает условия захвата дробимого материала ступенями валков большего диаметра.

Диаметр части валков меньшего диаметра (D_м) определяют для каждого конкретного производства с учетом максимальной крупности дробимого материала и необходимого фракционного состава продукта дробления по формуле:
D_м= D_б- , (2) где d_м.з. - необходимая максимальная крупность дробленного материала, в м.

Длина рабочей части симметричных ступеней валков (L) определяют из условия пропуска дробимого материала только через данную степень валков дробилки по формуле
L = , (3) где V - объемная производительность дробилки, м³/ч;
n - скорость вращения валков, об/мин;
D_м.б. - диаметр рассматриваемой ступени валка, м;
S_м.б. - ширина щели между рассматриваемыми симметричными ступенями валков, м.

Исходное положение бортов при регулировании зернового состава продукта дробления определяется из предпосылки, что отношение длины рабочих поверхностей ступеней валков меньшего диаметра к длине рабочей поверхности ступеней валков большего диаметра примерно равно объемному отношению крупной фракции к сумме остальных фракций в заданном зерновом составе продукта дробления при заданной производительности дробилки, т. е.

= , (4) где l_б и l_м - исходные длины рабочих поверхностей ступеней валков большего и меньшего диаметра, м;
Р_к - объемная доля крупной фракции в заданном зерновом составе продукта дробления, % ;
Σ Р_i - то же, остальных фракций, % .

При этом длины рабочих поверхностей ступеней валков большего и меньшего диаметров с учетом формул (3) и (4) определяют соответственно по формулам:
^lб.⁼, (5)
^lм.⁼, (6) где D_б и D_м. - величины соответственно большего и меньшего диаметров ступеней валков, м;
S_б. и S_м. - величины разгрузочной щели между ступенями валков большего и меньшего диаметров, м.

Оптимальная величина разгрузочной щели между частями валков большего диаметра и угловая скорость валков определяется экспериментальным путем и зависит от качества дробимого материала (прочностных характеристик, максимальной крупности, требуемого зернового состава продукта дробления). Пример исполнения.

На чертеже представлена двухвалковая дробилка.

Дробилка содержит станину 1, на которой установлен привод 2 для вращения приводного дробящего валка 3, вращающего в подшипниках 4, неподвижно закрепленных на станине 1. Неприводной дробящий валок 5 вращается в подшипниках 6, которые перемещаются по станине посредством приспособления 7, имеющего компенсирующую пружину 8. Неприводной дробящий валок 5 может иметь свой индивидуальный привод или вращаться через трансмиссию от привода дробящего валка 3.

Загрузочное приспособление включает два продольных борта 9, жестко закрепленных на станине 1, и два подвижных поперечных борта 10, имеющих возможность поступательного перемещения вдоль осей дробящих валков. На продольных бортах 9 в верхней и нижней части имеются приспособления 11 для жесткого крепления к ним поперечных подвижных бортов 10.

Перед пуском дробилки производят ее наладку, заключающуюся в установке поперечных подвижных бортов 10 в положение, обеспечивающее заданную длину рабочей части ступеней валков 3 и 5, определенную по формулам (5) и (6), и их жестком креплении к продольным бортам 9 посредством приспособления 11, а также в установке заданной ширины разгрузочной щели между валками дробилки путем перемещения валка 5 посредством приспособления 7. После этого производят подачу дробимого материала в загрузочное приспособление до заполнения на 0,3. . . 0,5 ее полезного объема и затем включают привод 2 дробилки. При попадании в дробилку недробимого материала срабатывает компенсационная пружина 8 приспособления 7. После наработки необходимого количества продукта дробления определяют его зерновой состав и по результатам анализа, при необходимости, производят перестановку поперечных подвижных бортов 10 в сторону уменьшения или увеличения длины рабочей поверхности ступеней валков 3 и 5 с их креплением ближайшим приспособлением 11. Изменение ширины разгрузочной щели между валками 3 и 5 производят при помощи приспособления 7. После этого дробилку снова включают в работу, дробят необходимое количество материала, производят отбор и анализ пробы и последующую перестановку поперечных подвижных бортов 10 и изменение ширины разгрузочной щели между валками 3 и 5. Дробилка считается настроенной, если отклонение зернового состава пpодукта дробления от проектного не превышает допустимой величины, устанавливаемой с учетом условий конкретного производства. После настройки дробилки на получение заданного зернового состава продукта дробления ее включают в рабочий режим дробления. Переналадку дробилки производят при изменении зернового состава и прочностных характеристик дробимого материала, а также требований к зерновому составу продукта дробления.

Эффективность использования предлагаемой дробилки и способа регулирования зернового состава продукта дробления определялась сравнением эффективности использования двухвалковой дробилки с гладкими валками (см. С. Е. Андреев, В. В. Зверевич, В. А. Петров "Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых", М. , Госгортехиздат, 1961, с. 209-212), принятой за базовый объект, для решения задачи получения заданного зернового состава керамзитопесчаной смеси после частичного дробления керамзитового гравия на дробилках соответственного базового и предлагаемого объекта изобретения. При этом производительности дробилок равны, а ширина разгрузочной щели между частями валков меньшего диаметра в дробилке по объекту изобретения принималась равной максимальному размеру фракции в заданном составе керамзитопесчаной смеси. Результаты испытаний представлены в таблице.

Из таблицы видно, что зерновой состав продукта дробления, полученного на предлагаемой дробилке близок к заданному, а на дробилке по базовому объекту - не соответствует заданному и для его нормализации необходимо уменьшение ширины разгрузочной щели, что при заданной производительности дробилки невозможно.

Использование объекта изобретения эффективно в производственных процессах, связанных с необходимостью получения зернового материала заданного фракционного состава, что позволит установить технологические операции по предварительному рассеву продукта дробления на отдельные фракции и последующие их смешение в определенных пропорциях для получения смеси заданной зерновой структуры.

Использование предлагаемой дробилки и способа регулирования зернового состава продукта дробления на Свердловском заводе КПД (Луганской обл. ) при приготовлении керамзитобетона на Балаклаевском керамзитовом гравии насыпной плотностью 350. . . 400 кг/м³ позволила получить керамзитобетон плотной структуры плотностью 1000. . . 1100 кг/м³, что позволит вместо трехслойных стеновых панелей суммарной толщиной 350 мм из керамзитобетона плотностью 1400. . . 1600 кг/м³ изготавливать однослойные толщиной 350 мм, по теплотехническим характеристикам отвечающих требованиям для региона Луганской области. (56) Авторское свидетельство СССР N 1494972, кл. В 02 С 4/02, 1987.

Авторское свидетельство СССР N 309731, кл. В 02 С 4/00, 1969 (прототип).

Использование: повышение точности и расширение диапазона регулирования зернового состава дробленого материала при обеспечении заданной производительности при дроблении в валковых дробилках. Сущность изобретения: валки двухступенчатые установлены с образованием разгрузочной щели и продольной осью симметрии, а загрузочное приспособление выполнено в виде двух продольных неподвижных бортов и двух поперечных бортов, установленных с возможностью перемещения вдоль поверхности ступеней валков и жесткой фиксации относительно продольных бортов для ограничения длин рабочих поверхностей ступеней валков, которые определяются двумя соответствующими формулами. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. ДРОБИЛКА, содержащая пару двуступенчатых цилиндрических валков с параллельно расположенными горизонтальными осями вращения, кожух, загрузочное приспособление и привод, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона регулирования зернового состава дробленого материала при обеспечении заданной производительности, валки установлены с образованием разгрузочной щели с продольной осью симметрии, а загрузочное приспособление выполнено в виде двух продольных неподвижных бортов и двух поперечных бортов, установленных с возможностью перемещения вдоль поверхности ступеней валков и жесткой фиксации относительно продольных бортов для ограничения длин рабочих поверхностей ступеней валков. 2. Дробилка по п. 1, отличающаяся тем, что длины рабочих поверхностей ступеней, ограниченных поперечными бортами, определены из условия
^lб.⁼;
^lм.⁼/
где l_б и l_м - длины рабочих поверхностей ступеней валков большего и меньшего диаметра соответственно, м;
V - заданная объемная производительности дробилки, м³/ч;
n - частота вращения валков, мин^-1;
D_б и D_м - больший и меньший диаметры ступеней валков соответственно, м;
S_б и S_м - ширина щели между ступенями валков большего и меньшего диаметра соответственно, м;
P_к - объемная доля крупной фракции в заданном зерновом составе продукта дробления, % ;
Σ P_i - объемная доля меньших фракций, % .