ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ Российский патент 1999 года по МПК B02C19/22 

Изобретение относится к технике измельчения материалов и может быть использовано в конструкциях устройств для измельчения отходов производства и переработке изношенных изделий, преимущественно из полимерных материалов, например, автомобильных шин с отделенным металлическим кордом.

Известно устройство для измельчения, содержащее корпус, внутри которого на двух параллельно расположенных валах закреплены цилиндрические зубчатые шестерни, при этом измельчаемый материал поступает в пространство между зубьями сверху и в процессе измельчения высыпается наружу через отверстия в корпусе под шестернями /1/.

В известном устройстве возможно измельчение только хрупких материалов, причем для достижения высокой степени измельчения требуется дополнительная переработка материала. Указанные недостатки сужают область применения известного устройства и ухудшают его технико-экономические показатели.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущность и достигаемому результату является измельчитель, содержащий корпус с загрузочным и выходным отверстиями, внутри корпуса выполнены две пересекающиеся вдоль образующих расточки с двумя неподвижными режущими кромками, расположенными вдоль линий пересечения расточек, и два вала с рабочими элементами, размещенными на участках загрузки, измельчения и выгрузки, валы установлены в расточках с возможностью совместного воздействия рабочих элементов и указанных неподвижных режущих кромок на материал в процессе измельчения, причем рабочие элементы на участках загрузки и выгрузки выполнены в виде шнеков /2/.

Известное устройство, принятое в качестве прототипа, обеспечивает измельчение полимерных материалов, в том числе эластомеров, с достаточной степенью дисперсности. Однако этот результат достигается за счет выполнения рабочего элемента, размещаемого на каждом валу на участке измельчения, в виде набора из большого количества многоугольных дисков различной конфигурации и неодинакового размера по длине вала. Такой рабочий элемент представляет собой сложную конструкцию довольно большой длины, изготовление и сборка которой требует значительных трудозатрат. Кроме того, в процессе эксплуатации часть дисков рабочего элемента интенсивно изнашивается, что делает необходимым остановку устройства для замены рабочих элементов на обоих валах. По указанным выше причинам замена рабочих элементов представляет собой сложную операцию, что увеличивает сроки простоя и затраты на ремонт устройства.

На основании изложенного можно сделать вывод, что перечисленные недостатки известного измельчителя ухудшают его эксплуатационные и технико-экономические характеристики.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания измельчителя с высокими технико-экономическими показателями, обеспечивающего производство тонкозернистых монодисперсных порошков из различных материалов, в том числе эластомеров, что позволит широко использовать его в различных отраслях народного хозяйства.

Технический результат, который достигается при осуществлении изобретения, заключается в упрощении конструкции и улучшении эксплуатационных характеристик устройства.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в измельчителе, содержащем корпус с загрузочным и выходным отверстиями, внутри корпуса выполнены две пересекающиеся вдоль образующих расточки с двумя неподвижными режущими кромками, расположенными вдоль линий пересечения расточек, и два вала с рабочими элементами, размещенными на участках загрузки, измельчения и выгрузки, валы установлены в расточках с возможностью совместного воздействия рабочих элементов и указанных неподвижных режущих кромок на материал в процессе измельчения, причем рабочие элементы на участках загрузки и выгрузки выполнены в виде шнеков. Новым является то, что расточки в корпусе расположены под острым углом друг к другу и выполнены конусными, сужающимися в направлении выходного отверстия, и рабочие элементы на валах выполнены конусообразными, сужающимися в направлении выходного отверстия, при этом на участке измельчения рабочие элементы имеют вид конических зубчатых колес.

Кроме того, конические зубчатые колеса выполнены с непрямыми зубьями.

Кроме того, конические зубчатые колеса выполнены с круговыми зубьями.

Действительно, выполнение в корпусе конусных расточек под углом друг к другу обеспечивает возможность применения в устройстве конусообразных рабочих элементов и их совместное воздействие с неподвижными режущими кромками на материал в процессе измельчения. При этом выполнение рабочих элементов, размещенных на участке измельчения, в виде конических зубчатых колес значительно упрощает изготовление и сборку устройства в целом, позволяет сократить время простоя измельчителя при замене рабочих элементов. Кроме того, при работе предлагаемого измельчителя происходит оптимальное распределение нагрузок вдоль рабочего элемента на участке измельчения в соответствии с изменением насыпной плотности измельчаемого материала по ходу потока за счет плавного и непрерывного уменьшения проходного сечения в направлении выходного отверстия. Это позволяет работать устройству в оптимальном режиме без перегрузки отдельных частей рабочих элементов на участке измельчения, что уменьшает их износ и увеличивает время работы устройства без замены рабочих элементов.

На основании изложенного можно утверждать, что предложенный измельчитель представляет собой новую совокупность признаков, обеспечивающую достижение технического результата, который явным образом не следует из уровня техники. Это позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен схематически продольный разрез измельчителя; на фиг. 2 изображен вид сверху на фигуру 1 с частичными разрезами; на фиг. 3 показано сечение Д-Д на фиг. 1 с рабочим элементом на участке измельчения в виде конического зубчатого колеса.

Измельчитель содержит корпус 1 с загрузочным отверстием 2 и выходным отверстием 3, внутри корпуса 1 выполнены две пересекающиеся вдоль образующих расточки 4 с двумя неподвижными режущими кромками 5, расположенными вдоль линий пересечения расточек 4, и два вала 6 с рабочими элементами 7,8 и 9, размещенными соответственно на участках загрузки A, измельчения B и выгрузки C, валы 6 установлены в расточках 4 с возможностью совместного воздействия рабочих элементов 7, 8 и 9 и неподвижных режущих кромок 5 на материал в процессе измельчения, причем на участках загрузки A и выгрузки C рабочие элементы 7 и 9 выполнены в виде шнеков, расточки 4 в корпусе 1 расположены под острым углом друг к другу и выполнены конусными, сужающимися в направлении выходного отверстия 3, при этом угол наклона образующей конусной расточки 4 к ее оси равен или больше угла наклона образующей конуса рабочих элементов 7, 8 и 9 к оси вала 6. Рабочие элементы 7, 8 и 9 имеют одну и ту же конусность и вид подобный прямому усеченному конусу. В частном случае выполнения устройства рабочий элемент 8 на каждом валу 6, размещаемый на участке измельчения B, может быть выполнен в виде конического зубчатого колеса с непрямыми зубьями, а именно с косыми или круговыми зубьями 10, режущие кромки 11 которых расположены по всей длине зубьев 10.

Устройство работает следующим образом.

Исходный материал через загрузочное отверстие 2 поступает внутрь корпуса 1 на участок загрузки A и с помощью двух рабочих элементов 7, представляющих собой конусные шнеки, куски материала в сжатом состоянии подаются на участок измельчения B, где при совместном воздействии на материал рабочих элементов 8 и неподвижных режущих кромок 5 осуществляется измельчение как посредством резки, так и за счет истирания в массе при изменении направления движения частиц относительно осей вращения валов 6, одновременно с измельчением происходит сжатие материала, причем, несмотря на изменение его насыпной плотности по ходу потока, за счет плавного и непрерывного изменения проходного сечения заполнение рабочего объема и механические воздействия на материал остаются оптимальными как на участке измельчения B, так и на остальных участках устройства, что обеспечивает увеличение рабочего ресурса рабочих элементов устройства. При этом эффективность измельчения в предлагаемом устройстве выше, чем в прототипе, за счет непрерывной режущей кромки на зубьях рабочего элемента 8. Измельченный материал выгружается с помощью рабочих элементов 9, выполненных в виде конусных шнеков, через выходное отверстие 3.

На основании изложенного можно сделать вывод, что предлагаемый измельчитель может быть осуществлен и обеспечивает указанный выше технический результат.

Источники информации
1. Патент РФ N 2008092, B 02 C 13/22, 1994.

2. Патент РФ N 2059435, B 02 C 19/12, 1996 /прототип/.

Изобретение предназначено для измельчения отходов производства и переработки изношенных изделий, преимущественно из полимерных материалов. Измельчитель содержит корпус с загрузочным и выходным отверстиями, внутри корпуса выполнены две пересекающиеся вдоль образующих расточки с двумя неподвижными режущими кромками, расположенными вдоль линий пересечения расточек, и два вала с рабочими элементами, размещенными на участках загрузки, измельчения и выгрузки, валы установлены в расточках с возможностью совместного воздействия рабочих элементов и указанных неподвижных режущих кромок на материал в процессе измельчения, причем рабочие элементы на участках загрузки и выгрузки выполнены в виде шнеков. Новым является то, что расточки в корпусе расположены под острым углом друг к другу и выполнены конусными, сужающимися в направлении выходного отверстия, и рабочие элементы на валах выполнены конусообразными, сужающимися в направлении выходного отверстия, при этом на участке измельчения рабочие элементы имеют вид конических зубчатых колес. Изобретение позволяет упростить конструкцию и улучшить эксплуатационные характеристики устройства. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Измельчитель, содержащий корпус с загрузочным и выходным отверстиями, внутри корпуса выполнены две пересекающиеся вдоль образующих расточки с двумя неподвижными режущими кромками, расположенными вдоль линий пересечения расточек, и два вала с рабочими элементами, размещенными на участках загрузки, измельчения и выгрузки, валы установлены в расточках с возможностью совместного воздействия рабочих элементов и указанных неподвижных режущих кромок на материал в процессе измельчения, причем рабочие элементы на участках загрузки и выгрузки выполнены в виде шнеков, отличающийся тем, что расточки в корпусе расположены под острым углом друг к другу и выполнены конусообразными, сужающимися в направлении выходного отверстия, при этом на участке измельчения рабочие элементы имеют вид конических зубчатых колес. 2. Измельчитель по п.1, отличающийся тем, что конические зубчатые колеса выполнены с непрямыми зубьями. 3. Измельчитель по п.2, отличающийся тем, что конические зубчатые колеса выполнены с круговыми зубьями.