ОТТИРОЧНАЯ МАШИНА Российский патент 1997 года по МПК B02C13/04 

Изобретение относится к оборудованию для механической оттирки глинистых оболочек и пленок вторичных минеральных образований с поверхности кварцевых зерен путем их разрушения при взаимном соударении и трении в пульпе.

Известна мельница, содержащая футерованный внутри корпус с загрузочной и разгрузочной воронками с размещенными внутри двумя роторами, выполненных в виде "беличьих" колес [1]
Недостатком известной мельницы является низкое качество готового продукта по результатам механического перемешивания и истирания.

Известно устройство для измельчения и промывки полезных ископаемых, включающее цилиндрический корпус с расположенным в нем ротором с кольцевидными билами, свободно подвешенными на осях и устройства для загрузки исходного материала и выгрузки готового продукта [2]
Недостатком этого технического решения является низкая эксплуатационная надежность устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является машина для мокрого размола полезных ископаемых, включающая цилиндрический корпус, в котором на горизонтальном валу расположен ротор с кольцевидными билами, свободно подвешенными на осях между дисков, которые установлены посредством втулок, загрузочную и выгрузочную воронки [3]
Недостатком устройства является низкая производительность, обусловленная отсутствием элементов механизма, обладающего транспортирующей способностью в направлении выгрузочной воронки, а также материала за счет противотока при совместной его подаче с водой в загрузочный патрубок.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение производительности оттирочной машины для измельчения и промывки полезных ископаемых, в частности, для оттирки глинистых оболочек и пленок вторичных минеральных образований с поверхностями кварцевых зерен путем их разрушения при взаимном соударении и трении в пульпе.

Для решения поставленной задачи в оттирочной машине, содержащей цилиндрический корпус, в котором на горизонтальном валу расположен ротор с кольцевидными билами, свободно подвешенными на осях между дисков, которые установлены посредством втулок, загрузочную и выгрузочную воронки, вал ротора выполнен полым, причем в зоне загрузочной воронки диска установлены нормально к оси ротора, а последующие диски наклонены по углом 4 7^o, при этом шаг из установки возрастает от загрузочной воронки к разгрузочному отверстию.

Площадь проходного сечения диска в зоне разгрузочной воронки может составлять не более 30^o и возрастает до 50% от площади диска в зоне разгрузочного отверстия.

Верхняя часть корпуса в зоне разгрузочного отверстия может быть снабжена дополнительной воронкой.

В вале ротора и втулках могут быть выполнены радиальные соосные отверстия, а к одному из торцев вала может быть смонтировано устройство для подачи технической воды под давлением.

Наличие признака "кольцевидные била размещены между дисками, установленными нормально к оси ротора в зоне загрузочной воронки" обеспечивает активное дробление и измельчение материала. При вращении ротора била разрушают куски материала при соударении, а активное истирание его частиц осуществляется между дисками, которые установлены перпендикулярно к оси ротора в зоне загрузочной воронки.

Наличие признака "все последующие диски наклонены под углом 4 7^o с шагом установки, возрастающим в сторону от загрузочной воронки к разгрузочному отверстию" позволяет повысить транспортирующую способность ротора в сторону разгрузки истираемого материала. Это обеспечивается за счет того, что частицы материала не только истираются между дисками, но благодаря своему наклону дискам придаются функции шнекового механизма, активно транспортирующего материал вдоль ротора. Наибольший эффект оттирки глинистых оболочек и пленок вторичных минеральных образований с поверхности кварцевых зерен достигается между дисками в зоне загрузочной воронки. В дальнейшем, когда в процессе оттирки возникает угроза переизмельчения очищенных кварцевых зерен, недопустимая для заданной технологии работы оттирочной машины, и одновременно возникает необходимость быстрого их удаления из зоны активного истирания, то угол наклона дисков увеличивает до 4 7^o, а шаг их установки повышают, чтобы уменьшить взаимную истирающую способность зерен при их свободном перемещении между дисками. Выбор минимального угла наклона дисков в 4^o обусловлен необходимостью сохранения истирающего эффекта материала о плоскость диска при одновременном сдвиге его частиц в осевом направлении ротора. Максимальный угол наклона дисков в 7^o определен скоростью удаления оттираемого материала, при которой еще сохраняется истирающий эффект частиц о плоскости дисков, но уже близки условия возникновения для переизмельчения материала, ухудшающие его потребительские свойства.

Наличие признака "площадь проходного сечения диска в зоне загрузочной воронки составляет не более 30% и возрастает до 50% от площади диска в зоне разгрузочного отверстия" позволяет повысить качество оттираемого материала без его переизмельчения. Это достигается тем, что если в зоне активной оттирки кварцевых зерен от оболочек и пленок должны быть созданы стесненные условия выхода материала через проходные отверстия дисков, суммарная площадь которых не должна превышать 30% то в дальнейшем, с целью исключения переизмельчения зерен, площадь проходных отверстий дисков по мере приближения к зоне разгрузки должна возрастать, достигая 50% от площади диска. Такое распределение пропускной и оттирочной площади дисков способствует не только повышению качества материала без переизмельчения, но и повышает производительность оттирочной машины. Использование "живого" сечения диска в 30% от его общей площади обеспечивает получение максимального истирающего материала между дисками и сохранения такой плотности пульпы, при которой взаимное трение кварцевых зерен наиболее эффективно. Превышение "живого" сечения диска свыше 50% от общей его площади в зоне разгрузки нецелесообразно, так как ухудшаются условия отмывки зерен от глинистых оболочек и пленок, выбрасываемых центробежной силой в разгрузочную воронку.

Наличие признака "верхняя часть корпуса в зоне разгрузочного отверстия снабжена дополнительной воронкой" позволяет повысить производительность оттирочной машины. Это обусловлено тем, что в существующей конструкции оттирочной машины отмывка поступающего в корпус материала происходит за счет одновременной его подачи вместе с технологической водой через загрузочную воронку и противотоком загрязненной воды. При противотоке происходит лишь частичная отмывка материала, а во время противотока захватывается часть материала, которая исключается из процесса оттирки и безвозвратно теряется, снижая производительность оттирочной машины. Использование дополнительной воронки позволяет перенести вывод продуктов оттирки в виде глинистых оболочек и пленок вместе с загрязненной водой в разгрузочную часть оттирочной машины, исключить противоток в процессе загрузки материала и его потерю и тем самым повысить производительность.

И, наконец, наличие признака "вал ротора выполнен полым с радиально просверленными в нем и во втулках соосными отверстиями, а один из торцов вала снабжен устройством для подачи технологической воды под давлением" позволяет струями воды через радиальные отверстия на все длине ротора более активно отмывать кварцевые зерна материала от примесей и тем самым, повысить качество готового продукта.

На фиг. 1 приведен общий вид оттирочной машины, на фиг. 2 разрез по А-А на фиг. 1, на фиг. 3 разрез по Б-Б на фиг. 1, на фиг. 4 узел 1 на фиг. 1.

Оттирочная машина (фиг. 1) состоит из цилиндрического корпуса 1 с расположенными в нем на подшипниках 2 и 3 ротором, выполненным в виде полого вала 4, на котором посредством шпонок 5, посажены втулки 6 с наклонными дисками 7 и втулки 8 с дисками 9, установленными перпендикулярно оси ротора. Диски соединены между собой стержнями 10, причем между перпендикулярно установленными на валу дисками на стержнях свободно подвешены кольцевидные била 11. Во втулках и полом вала просверлены сквозные радиальные отверстия 12, через которые посредством устройства 13 осуществляется подача технологической воды под давлением. В зоне установки дисков с кольцевидными билами в верхней части корпуса расположена загрузочная воронка 14 с поддоном 15 и выпускным патрубком 16, а на противоположной стороне корпуса размещена аналогичная разгрузочная воронка 17 с поддоном 18 и выпускным патрубком 19. Под разгрузочной воронкой в нижней части корпуса расположено разгрузочное отверстие 20 с регулируемым клапаном 21. На одном из концов вала установлен приводной шкив 22, а для предотвращения попадания материала в подшипники через сальники вала предусмотрена подача воды по патрубкам 23 и 24. Устройство для подачи технологической воды под напором в пустотелый вал выполнено в виде шланга 25, закрепленного посредством хомута 26 на полой втулке 27, другой конец которой посредством подшипника 28 установлен на валу с герметирующей прокладкой 29.

Работа оттирочной машины осуществляется следующим образом.

Посредством ременной передачи и шкива 22 приводят во вращение вал 4 на подшипниках 2 и 3 с одновременной подачей воды через патрубки 23 и 24 и устройство 13. Исходный материал, например, природный кварцевый песок с присутствующими в нем глинистыми оболочками и пленками вторичных минеральных образований, а также других включений и загрязнений, подается вместе с технологической водой в загрузочную ворону 14, из которой образующаяся масса попадает на вращающиеся диски 9 и била 11. Под действием бил 11 крупные куски материала разбиваются, а струями воды через отверстия 12 полого вала 4 и втулок 8 масса приходит в пастообразное состояние и активно истирается в пространстве между дисками 9. Под действием подпора сверху от материала, поступающего непрерывно через загрузочную воронку 14 истираемый песок в виде пульпы проникает через отверстия в дисках 9 и входит в зону действия вращающихся наклонных дисков 7. В случае возникновения перегрузки или противотока часть образующейся пульпы из загрузочной воронки переливается в поддон 15 и патрубок 16. Пульпа в виде частично оттертых зерен кварцевого песка с загрязнениями подхватывается наклонными дисками 7, размывается струями воды через отверстия 12 втулок, истирается между дисками и через отверстия в них с возрастающей площадью проходных сечений перемещается в сторону разгрузки. По мере приближения к месту разгрузки шаг установки наклонных дисков 7 возрастает с целью исключения переизмельчения кварцевых зерен при истирании. При турбулентном движении пульпы за счет вращения стержней 10 и наклонных дисков 7 очищенные от примесей кварцевые зерна песка, как более тяжелые частицы, перемещаются по нижней поверхности футерованного корпуса и 1 и через разгрузочные отверстия 20 с клапаном 21 выпускается в виде готового продукта на обезвоживание и сушку. Оттертые примеси в виде глинистых оболочек и пленок вторичных минеральных образований, как более легкие фракции за счет центробежных сил при вращении ротора удаляются через разгрузочную воронку 17, поддон 18 и патрубок 19.

Использование оттирочной машины с предложенными отличительными признаками позволяет повысить производительность и улучшить качество выпускаемой продукции. Это достигается за счет нормальной установки истирающих дисков в зоне загрузки материала и наклонным расположением их с возрастающим шагом в зоне разгрузки, увеличением площади их проходного сечения, исключением противопотока при загрузке материала за счет выноса загрязняющих фракций в зону разгрузки, а также благодаря размыванию пульпы через радиальные отверстия полого вала на всей длине ротора.

Изобретение относится к оборудованию для механической оттирки глинистых оболочек и пленок вторичных минеральных образований с поверхности кварцевых зерен путем их разрушения при взаимном соударении и трении в пульпе. Оттирочная машина состоит из цилиндрического корпуса 1 с расположенным в нем ротором с полым валом 4 и дисками, между которыми подвешены кольцевидные била 11. В зоне загрузочной воронки диски расположены нормально к оси ротора, а последующие диски наклонены под углом 4 - 7^o, при этом шаг их установки возрастает от загрузочной воронки 14 к разгрузочному отверстию 20. В зоне разгрузочного отверстия может быть установлена дополнительная воронка 17. В вале ротора и втулках могут быть выполнены радиальные соосные отверстия, а к одному из торцев вала смонтировано устройство для подачи технической воды под давлением. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Оттирочная машина, содержащая цилиндрический корпус, в котором на горизонтальном валу расположен ротор с кольцевидными билами, свободно подвешенными на осях между дисками, которые установлены посредством втулок, загрузочную и выгрузочную воронки, отличающаяся тем, что вал ротора выполнен полым, причем в зоне загрузочной воронки диски расположены нормально к оси ротора, а последующие диски наклонены под углом 4 7^o, при этом шаг их установки возрастает от загрузочной воронки к разгрузочному отверстию. 2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что верхняя часть корпуса в зоне разгрузочного отверстия снабжена дополнительной воронкой. 3. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что площадь проходного сечения диска в зоне разгрузочной воронки составляет не более 30% и возрастает до 50% от площади диска в зоне разгрузочного отверстия. 4. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что в вале ротора и втулках выполнены радиальные соосные отверстия, а к одному из торцов вала примонтировано устройство для подачи технической воды под давлением.