ВАЛКОВЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ Российский патент 1999 года по МПК B02C4/28 

Изобретение относится к технике дробления и измельчения различных материалов и может быть использовано в цветной и черной металлургии при измельчении руд и отходов, содержащих драгоценные металлы, а также в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известна валковая дробилка, состоящая из неподвижного и подвижного валков с перфорированными рабочими поверхностями, заполненных шарами, установленных в подшипниках на валах, вильчатого кронштейна, смонтированного на раме и взаимодействующего с валом подвижного валка, и привода (а.с. СССР N 1014581, МКИ B 02 C 4/28, опубл. 30.04.83).

Однако у такой дробилки низкая эффективность измельчения, т.к. измельчение осуществляется только раздавливанием валками.

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решение является валковая мельница, содержащая ведущий и ведомый валки, установленные в подшипниках на валах, выполненные конической формы, большие основания которых направлены в противоположные стороны, и привод (а.с. СССР N 354886, МКИ B 02 C 4/30, опубл. 16.10.72).

Несмотря на то, что конусообразная форма наружной поверхности валков увеличивает путь движения измельчаемых частиц продукта, однако известная валковая мельница характеризуется также низкой эффективностью измельчения, которое происходит путем истирания и раздавливания продукта.

Задача, положенная в основу заявляемого технического решения, заключается в повышении эффективности процесса измельчения.

Поставленная задача решается следующим образом. В валковом измельчителе, содержащем установленные на раме в подшипниках ведущий и ведомый валки конической формы, большие основания которых направлены в противоположные стороны, и привод, согласно предлагаемому техническому решению на концах вала ведомого валка установлены в подшипниках два шкива с эксцентриками, снабженные приводом, соединенным с каждым шкивом посредством передачи с гибкой связью, при этом ведомый валок выполнен подпружиненным, а масса эксцентриков и суммарная масса шкивов с эксцентриками, ведомого валка с подшипниками определены следующими зависимостями:

где m_э - масса эксцентриков, кг;
ω - скорость вращения шкива с эксцентриком, рад/с;
e - эксцентристет, м;
c - суммарная жесткость пружины, Н/м;
x_o - предварительная деформация пружин, м;
m_c - суммарная масса шкивов с эксцентриками, ведомого валка с подшипниками, кг.

Перечисленная совокупность признаков позволяет по сравнению с прототипом повысить эффективность процесса измельчения за счет того, что измельчение материала происходит истиранием, раздавливанием и ударом.

При несоблюдении указанных зависимостей измельчение переходит в резонансный режим, при котором резко уменьшается истирающий эффект, и работа дробилки переходит в область резонансного измельчения, вследствие чего резко снижается эффективность измельчения.

Наличие отличительных от прототипа существенных признаков позволяет признать заявляемое техническое решение новым.

Сущность заявляемого технического решения для специалистов не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Возможность использования заявляемого изобретения в промышленности позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "промышленная применимость".

На фиг. 1 схематично представлен валковый измельчитель, вид сверху; на фиг. 2 - вид A на фиг. 1.

Валковый измельчитель состоит из конического ведущего валка 1 и конического ведомого валка 2, смонтированных в подшипниковых узлах соответственно 3 и 4. Подшипниковые узлы 3 ведущего валка 1 жестко закреплены на раме 5, а подшипниковые узлы 4 ведомого валка 2 установлены с возможностью перемещения относительно рамы 5 за счет деформации пружин 6. На валу ведомого валка 2 на подшипниках установлены два шкива - эксцентрика 7, приводимые во вращение с помощью клиноременной передачи 8 от двигателя 9. Ведущий валок 1 приводится во вращение от двигателя 10 с помощью клиноременной передачи 11. Измельчаемый материал подается к валкам 1 и 2 из бункера 12. Валки 1 и 2 установлены таким образом, что вершины их конусов направлены в противоположные стороны.

Измельчитель работает следующим образом.

Двигатель 10 приводит во вращение ведущий валок 1, который, соприкасаясь с валком 2, приводит его во вращение. Вследствие конусности валков 1 и 2 качение наблюдается только в одном сечении, а в остальных сечениях происходит проскальзывание с различной скоростью. Двигатель 9 при помощи клиноременной передачи 8 приводит во вращение шкивы-эксцентрики 7. Возникающая при этом центробежная сила вызывает колебания ведомого валка 2 с подшипниковыми узлами 4 и шкивами-эксцентриками 7 на пружинах 6.

Жесткость пружины 6 и ее деформация подбираются таким образом, чтобы частота собственных колебаний системы была на 30% больше частоты вращения шкивов-эксцентриков 7, что позволит работать установке в дорезонансном режиме и регулировать частоту ударов; величина центробежной силы должна быть больше предварительного усилия сжатия пружины 6, что обеспечит кратковременное расхождение валков 1 и 2 и последующее соударение; частота вращения шкивов-эксцентриков 7 должна быть больше частоты вращения ведущего валка 1, благодаря чему за один оборот валков 1 и 2 последние произведут несколько ударов.

Использование предлагаемого технического решения позволит повысить эффективность измельчения, а следовательно и производительность установки.

Устройство предназначено для дробления и измельчения различных материалов. Валковый измельчитель состоит из конического ведущего и ведомого валков, смонтированных в подшипниковых узлах. Подшипниковые узлы ведущего валка жестко закреплены на раме, а подшипниковые узлы ведомого валка установлены с возможностью перемещения относительно рамы за счет деформации пружин. На валу валка на подшипниках установлены два шкива-эксцентрика, приводимые во вращение от двигателя с помощью клиноременной передачи. Валки установлены так, что вершины их конусов направлены в противоположные стороны. Масса эксцентриков и суммарная масса шкивов с эксцентриками, ведомого валка с подшипниками связаны зависимостями. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса измельчения и производительность. 2 ил.

Валковый измельчитель, содержащий установленные на раме в подшипниках ведущий и ведомый валки конической формы, большие основания которых направлены в противоположные стороны, и привод, отличающийся тем, что на концах вала ведомого валка установлены в подшипниках два шкива с эксцентриками, снабженные приводом, соединенным с каждым шкивом посредством передачи с гибкой связью, при этом ведомый валок выполнен подпружиненным, а масса эксцентриков и суммарная масса шкивов с эксцентриками, ведомого валка с подшипниками определены следующими зависимостями:
m_э•ω²•e > cx₀;

где m_э - масса эксцентриков, кг;
ω - скорость вращения шкива с эксцентриком, рад/с;
у - эксцентриситет, м;
с - суммарная жесткость пружин, Н/м;
х₀ - предварительная деформация пружин, м;
m_с - суммарная масса шкивов с эксцентриками, ведомого валка с подшипниками, кг.