СПОСОБ ДРОБЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК B02C19/00 

Изобретение касается способа дробления материалов в виброщековых дробилках, которые могут быть использованы для переработки руд и нерудных материалов, включая отходы производства.

Способ дробления материалов в обычной щековой дробилки заключается в том, что разрушение материала осуществляется при сближении щек, а при обратном коде раздробленные куски под действием силы тяжести опускаются вниз. Процесс продолжается до тех пор, пока крупность кусков станет равной или меньшей размера разгрузочной щели. Куски такого размера свободно проваливаются через разгрузочную щель. При непрерывной подаче материала каждое сближение щек сопровождается дроблением, а удаление разгрузкой дробленого продукта. (В. М. Морщинин. Устройство и эксплуатация обогатительных машин. М. Недра, 1989, с. 51-52). Известный способ дробления позволяет перерабатывать материалы различной прочности. Однако задачу получения максимально мелкого раздробленного продукта способ не решает.

Известен способ дробления материалов в виброщековой дробилке (а.с. N 307804, кл. B 02 C, 1969), заключающийся в том, что щеки дробилки приводятся в противофазное знакопеременное движение с помощью приводных синхронно вращающихся неуравновешенных грузов от двухскоростных электродвигателей с рабочей частотой, соответствующей меньшей скорости вращения двигателя, а при запуске под завалом и попадании недробимых тел с повышенной частотой. Способ наиболее целесообразно реализуется при переработке металлургических шлаков, в которых содержатся недробимые тела, а также при дроблении промышленных отходов, содержащих металлические включения. Однако предложение не решает вопроса экономичного дробления материалов с максимальной степенью сокращения, поскольку рабочей частотой являются низкие скоростные режимы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату и принятым за прототип является способ дробления материалов в виброщековой дробилке, включающий непрерывную загрузку материала в рабочую полость, образованную двумя щеками, которым придают противофазное знакопеременное качательное движение с помощью приводных синхронно вращающихся неуравновешенных грузов на каждой щеке, разрушая материал при сближении щек, и разгрузку измельченного материала при их удалении (В.И.Ревнивцев и др. Вибрационная дезинтеграция твердых материалов, М. Недра, 1992, с. 305-306. рис 7.2.).

Рассматриваемый способ позволяет интенсифицировать процесс дробления за счет высоких скоростных режимов при регулировке степени дробления величиной разгрузочной щели. Однако динамичность воздействия щек на материал остается низкой, что не позволяет поднять общие технологические показатели работы машины.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение степени дробления, производительности, снижение расхода электроэнергии.

Для достижения данного технического результата встречное движение тел (дробящих щек) осуществляют с возрастающей скоростью до достижения ее пика в момент максимального сближения тел, а разгрузку материала осуществляют при движении обоих тел вверх, встречно потоку разгружаемого материала, которому сообщают дополнительно начальную скорость в направлении разгрузки, при этом синхронно вращающимся приводным грузам придают вращение, а синхронность их вращения осуществляют введением упругих связей между телами.

Наибольшая скорость в момент удара по материалу обеспечивает максимальную кинетическую энергию T тела, которая реализуется в энергию разрушения кусков материала:

где момент инерции тела (щеки) относительно оси качения.

На рис. 1 представлены графики изменения угловой скорости тела и углового пути v за время одного периода качания.

Из графика следует, что в момент удара тел по материалу скорость достигает максимальной величины. В известных щековых дробилках, включая аналог и прототип, скорость щеки в момент наибольшего сближения равняется нулю. Поэтому эффективность дробления в известных способах низкая. Отсюда и невысокая производительность, поскольку материал оказывается нераздробленным и не может пройти через разгрузочную щель.

В заявляемом способе повышению производительности способствует и та дополнительная скорость, которая сообщается материалу при его дроблении. Кроме того, дробящий механизм, совершающий колебания по вертикали, в момент разгрузки перемещается вверх, встречно потоку материала, что также увеличивает относительный путь, проходимый материалом за цикл.

Общий путь Н материала при разгрузке складывается из отрезка пути свободного падения (gt²/2), пути, проходимого материалом с начальной скоростью (V•t) и относительного перемещения материала S за цикл.

Таким образом, общий путь или высота призмы выпадающего материала будет равна:

где t время раскрытия щели.

При известных способах высота призмы определяется только свободным падением раздробленного материала:

Указанные особенности предлагаемого способа увеличивают пропускную способность машины.

На рис. 2 показаны два момента цикла заявляемого способа дробления: а - момент дробления материла; б момент разгрузки раздробленного материала.

Из рис. 2 видно, что в момент дробления (положение "а") дробящие тела (щеки) сближаются и механизм движется вниз, сообщая зажатому между щеками материалу скорость V в напряжении разгрузки. В положении "б" щеки расходятся, раздробленный материал разгружается, а дробящий механизм перемещается вверх на величину S.

Предлагаемый способ обеспечивается при синхронном встречном вращении неуравновешенных грузов, как это показано на рис. 2. При этом синхронность вращения достигается за счет упругой связи между телами, жесткость которой является расчетной величиной.

Ударный характер разрушения материала в заявленном способе способствует снижению расхода электроэнергии, поскольку хрупкие прочные материалы дробятся значительно легче при ударах, чем при статическом сжатии, когда приходится прилагать во много раз больше усилия, чем при ударах.

Достоинства предлагаемого способа подтверждаются результатами испытаний и эксплуатации дробилок.

В таблице представлены результаты дробления медно-никелевой руды Талнахского месторождения двумя способами:
заявленным способом с максиальной скоростью в момент наибольшего сближения тел (щек).

известным способом с нулевой скоростью в момент сближения тел.

Данные таблицы свидетельствуют о том, что при заявленном способе дробления готовый продукт не содержит крупных классов 92,7% продукта мельче 3 мм. В то же время известный способ дает крупный продукт. Степень дробления при заявленном способе в 2,5 раза выше, чем при традиционном способе переработки, производительность в 1,3 раза выше. Отмечается и более низкий расход электроэнергии на тонну дробленого продукта с учетом степени дробления.

Таким образом, новый способ дробления обеспечивает существенное улучшение технологических показателей.

Следует отметить, что сравнительные испытания проводились при одинаковой частоте колебаний щек и одинаковом усилии дебалансов (неуравновешенных грузов), т.е. достигнутый эффект обеспечивается только за счет заявляемого способа дробления.

Способ обеспечивается при отношении частот собственных λ и вынужденных w колебаний l/ω=0,5 и предварительной деформации упругих связей.

В указанном способе дробление осуществляется в слое, т.е. между дробящими телами находится прослойка материала.

Изобретение относится к способам дробления материалов в виброщековых дробилках с самосинхронизирующими вибраторами и может быть использовано для переработки руд и нерудных материалов, включая хрупкие отходы производства. Сущность изобретения заключается в том, что встречное движение щек осуществляют с возрастающей скоростью до достижения ее пика в момент максимального сближения щек, а разгрузку материала осуществляют при движении щек вверх, встречно потоку разгружаемого материала, которому сообщают дополнительно начальную скорость в направлении разгрузки, при этом синхронно вращающимся приводным грузам придают встречное вращение, а синхронность их вращения осуществляют введением упругих связей между щеками. 1 табл., 2 ил.

Способ дробления материалов, включающий их непрерывную загрузку в рабочую полость, образованную двумя взаимодействующими телами, которым придают противофазное знакопеременное качательное движение с помощью приводных синхронно вращающихся неуравновешенных грузов на каждом теле, разрушая материал при сближении тел преимущественно внутри собственного слоя и разгрузку измельченного материала, отличающийся тем, что встречное движение тел осуществляют с возрастающей скоростью до достижения ее пика в момент максимального сближения тел, а разгрузку материала осуществляют при движении обоих тел вверх встречно потоку разгружаемого материала, которому сообщают дополнительно начальную скорость в направлении разгрузки, при этом синхронно вращающимся приводным грузам придают встречное вращение, а синхронность их вращения осуществляют введением упругих связей между телами.