БАРАБАННАЯ ДРОБИЛКА Российский патент 2003 года по МПК B02C17/22 

Изобретение касается барабанной дробилки, содержащей цилиндрический барабан, предназначенный для загрузки измельчаемого материала и дробящих элементов и имеющий облицовку, состоящую из отдельных прилегающих друг к другу пластинчатых колец с внутренними продольными волнообразными профилями для обеспечения подъема измельчаемого материала и дробящих элементов при вращении дробилки.

Настоящее изобретение касается, в частности, дробилок, применяемых в производстве цемента и в горнорудной промышленности. Данные дробилки состоят из металлического цилиндрического барабана, вращающегося вокруг своей продольной оси, и имеют дробящие элементы, в основном, представляющие собой шары или валки, гальки и т.д. различных размеров. Измельчаемый материал загружается с одной стороны дробилки и по мере перемещения к выходу с противоположной стороны дробится и измельчается дробящими элементами.

Во время вращения дробилки измельчаемый материал и дробящие элементы поднимаются по облицовке и в определенный момент снова соскальзывают вниз. В результате этого дробящие элементы сосредотачиваются, в основном, в четвертой тригонометрической четверти, если дробилка вращается в тригонометрическом направлении, и в третьей четверти, если дробилка вращается по часовой стрелке, и занимает в дробилке в радиальной плоскости "фасолеобразную" зону, как показано на фиг. 4А в бельгийской патентной заявке 09301481. Дробление осуществляется за счет действия сил скалывания и трения во время движения всей массы. Для обеспечения эффективного дробления и предотвращения повреждения облицовки и дробящих элементов необходимо придать облицовке такой профиль, который поднимает дробящие элементы до уровня, при котором последние остаются компактными, так как чрезмерный подъем приводит к выбросу дробящих элементов за их основание, то есть при этом дробящие элементы ударяют непосредственно по облицовке, минуя измельчаемый материал. С другой стороны, высота подъема дробящих элементов должна быть достаточной, чтобы обеспечить нормальное перемешивание массы. Коэффициент загрузки играет определяющую роль для эффективности дробления, и "фасолеобразная" зона, занимаемая дробящими элементами, должна иметь строго определенные форму, положение и размеры для обеспечения эффективного и оптимального дробления.

Для обеспечения подъема измельчаемого материала и дробящих элементов в известных дробилках на образующих внутреннюю облицовку пластинах предусмотрены продольные волнообразные профили, рассчитанные в соответствии с условиями и параметрами работы дробилки. Тем не менее, проблема заключается в том, что волнообразные профили пластин рассчитаны для определенного типа дробилки, но без учета возможного изменения условий работы. Необходимо иметь в виду, что высота подъема дробящих элементов и измельчаемого материала зависит от многих факторов, таких как, например, скорость вращения, размеры дробящих элементов и т.д.

Кроме того, пластины облицовки подвергаются интенсивному износу, поэтому, даже если изначально условия подъема являются оптимальными, то они могут быстро ухудшаться вследствие изменения профиля пластин, происходящего из-за износа.

Кроме того, известные из предшествующего уровня техники пластины облицовки имеют существенный недостаток, заключающийся в их значительном весе, порядка 40-50 кг, поэтому работа с ними является тяжелой и опасной. Кроме того, в свете последних законодательных мер по защите труда запрещены ручные операции с предметами, вес которых превышает 25 кг.

Другой недостаток известных дробилок проявляется при замене изношенных пластин и их закреплении на барабане, в частности при болтовом креплении. Следует учитывать, что для крепления пластин в барабанах имеются просверленные отверстия, в основном, расположенные в соответствии со стандартными нормативами, но при этом данные нормативы могут отличаться при разработке разными конструкторами. Любой тип пластины, не соответствующий указанным просверленным отверстиям, требует дополнительного сверления дробилки, что вряд ли допустимо, так как это очень дорогостоящая операция, приводящая к ослаблению корпуса барабана и к возрастанию потерь измельчаемого материала.

В патенте Германии 1126709 описана дробилка, пластины которой образуют уступы в направлении вращения. Различные пластины с различной радиальной глубиной установлены друг за другом в определенном порядке. Сторона с наибольшей радиальной глубиной находится впереди по направлению вращения. Это представляет собой недостаток, так как при этом происходит выброс дробящих элементов, что снижает эффективность дробления и увеличивает риск поломки пластин. Кроме того, уступы одного кольца смещены по отношению к уступам соседнего кольца, то есть уступы не находятся на одной линии в осевом направлении. Это приводит к возникновению сил скалывания, которые ускоряют износ по краям пластин.

В публикации международной заявки WO 86/04267 также описана дробилка, в которой пластины облицовки расположены в виде уступов, образующих подъемные площадки. В такой дробилке использован фактически только один тип уступов. Кроме того, пластины крепятся к барабану при помощи болтов таким образом, что расположение пластин ограничено конфигурацией болтовых отверстий в барабане.

В дробилках с внутренней облицовкой в виде уступов необходимо увеличивать наклон площадок по мере увеличения диаметра дробилки. В известных дробилках это требует увеличения толщины всех пластин, за счет чего увеличивается общий вес облицовки.

Техническим результатом настоящего изобретения является разработка устраняющей вышеперечисленные недостатки дробилки, внутренняя облицовка которой состоит из пластин, обеспечивающих соответствие подъемного профиля параметрам и условиям работы дробилки, в меньшей степени изменяющегося под воздействием износа.

Этот технический результат достигается тем, что в барабанной дробилке, содержащей цилиндрический барабан, предназначенный для размещения измельчаемого материала и дробящих элементов и имеющий внутреннюю облицовку, состоящую из соединенных друг с другом отдельных пластинчатых колец с внутренними продольными подъемными профилями для обеспечения подъема измельчаемого материала и дробящих элементов при вращении дробилки, согласно изобретению на задней стороне каждой пластины по направлению вращения дробилки расположен уступ с радиальной высотой, превышающей высоту передней стороны пластины, при этом каждое пластинчатое кольцо включает несколько пластин различных типов, отличающихся друг от друга радиальной высотой уступа и материалом, из которого они изготовлены, чередующихся по круговому направлению в определенном порядке и расположенных в линию по осевому направлению, при этом определенное количество пластин одного из типов прикреплен к барабану при помощи болтов, а все остальные пластины удерживаются на месте за счет обычного эффекта сводообразования. Учитывая, что устанавливают пластины различных типов, возможно путем разумного выбора, основанного на опытах, комбинировать пластины различных типов для формирования строго определенного подъемного профиля, обеспечивающего оптимальный подъем в соответствии с условиями работы дробилки.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения пластины различных типов отличаются друг от друга также по материалу, из которого они выполнены. Пластины с самым высоким уступом могут быть выполнены из чугуна, а пластины с менее высоким уступом могут быть выполнены из стали. Возможно комбинировать пластины различных типов в зависимости от допусков их износа. Становится возможным также осуществить подъемный профиль, в меньшей степени подверженный износу, то есть как можно дольше сохранять первоначальный подъемный профиль. Кроме того, возможно также оптимально комбинировать пластины, чтобы обеспечить их высокую износоустойчивость и ударную прочность.

Все пластины за исключением закрепленных пластин могут иметь на передней стороне, по меньшей мере, одно продольное ребро, а на задней стороне один продольный паз или наоборот для их соединения между собой и удержания на месте между закрепленными пластинами.

Учитывая, что большинство пластин не крепятся на барабане болтами, а удерживаются на месте за счет вышеописанного простого соединения, при установке такой облицовки возможно избежать лишнего сверления отверстий в барабане.

Задние и передние стороны закрепленных пластин могут сходиться к барабану и быть отделены от соседних пластин при помощи клиньев, имеющих на задней стороне паз и на передней стороне ребро для соединения соответственно с ребром или с пазом каждой соседней пластины. Клинья могут иметь изменяемую толщину.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения размеры каждой пластины рассчитывают так, чтобы ее вес не превышал 25 кг. Такой уменьшенный вес облегчает ручные операции с пластинами и соответствует ограничениям, накладываемым законодательными нормами. Кроме того, применение уменьшенных и более компактных пластин позволяет использовать стали и чугуны с меньшей ударной вязкостью и, следовательно, достигать более оптимального компромисса между износом и ударной прочностью, чем в случае классических облицовок.

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения очевидны из нижеследующего описания нескольких вариантов его осуществления и прилагаемых чертежей, на которых изображено следующее:
фиг.1 изображает вид спереди и сбоку набора из пластин трех типов;
фиг.2 - вид сбоку пластин, показанных на фиг.1;
фиг. 3 - вид части пластинчатого кольца, образованного комбинацией из пластин двух типов, выбранных из трех типов, показанных на фиг.1;
фиг.4 - вид сбоку комбинации, показанной на фиг.3;
фиг. 5 - вид, аналогичный виду, показанному на фиг.3, другой комбинации из пластин двух типов;
фиг.6 - вид сбоку комбинации, показанной на фиг.5;
фиг. 7 - вид части пластинчатого кольца, образованного комбинацией из пластин трех типов, показанных на фиг.1;
фиг.8 - вид сбоку комбинации, показанной на фиг.7.

На фиг.1 и 2 показаны пластины 10, 10а, 12, 14 различных типов, имеющих слегка изогнутую внешнюю сторону для их прилегания к внутренней стороне цилиндрического барабана 16 дробилки. Передние стороны всех пластин в направлении вращения дробилки, показанном стрелкой А, имеют высоту меньше, чем высота задней стороны, образуя таким образом уступ на задней стороне каждой пластины. Данный уступ имеет закругление 10b, 12b, 14b, и при последовательном присоединении пластин друг к другу создается волнообразный профиль.

Пластины различных типов отличаются друг от друга, по меньшей мере, высотой задней стороны, то есть высотой уступа 10b, 12b, 14b. Таким образом, уступ 14b пластин 14 имеет большую высоту, чем уступ 12b пластин 12, который в свою очередь выше, чем уступ 10b пластин 10 или 10а. С точки зрения формообразования внутреннего профиля пластины 10 и 10а идентичны, учитывая, что они имеют одинаковые уступы, Следовательно, пластины 10 и 10а могут считаться пластинами одного типа, при этом на фиг.1 и 2 показаны пластины трех различных типов.

Тем не менее, в отличие от пластин 10 пластины 10а являются закрепленными пластинами и имеют для этого центральное отверстие 18 для крепления к барабану 16 при помощи болта через отверстие в барабане 16.

Все остальные пластины кроме пластин 10а не крепятся к барабану 16, а просто удерживаются на месте за счет эффекта сводообразования и соединения друг с другом. Для этого на задней стороне каждой пластины по всей ее длине имеется паз 20 и на передней стороне соответствующее ребро 22, которое вставляется в паз 20 впереди расположенной пластины. Само собой разумеется, что пазы 20 и ребра 22 можно поменять местами.

Закрепленные пластины 10а не имеют ни паза, ни ребра. Их передняя и задняя стороны являются гладкими и наклонно сходящимися к барабану 16. Установка осуществляется при помощи клиньев 24, 26 треугольного сечения, размещенными между закрепленными и соседними с ними пластинами. Клинья 24, 26 имеют внутренние стороны, дополнительно наклоненные по отношению к наклонным сторонам закрепленной пластины 10а. На задних сторонах клиньев 24, 26 выполнен паз 20 и на передних сторонах выполнено ребро 22, которые соответственно соединяются с ребром 22 или пазом 20 соседних пластин. Таким образом, при прижимании болтом пластины 10а к барабану 16 возникает тангенциальная раздвигающая сила, которая передается на соседние пластины и прочно удерживает их соединение. Применяя клинья с изменяемой толщиной, можно менять амплитуду зажима, в частности, для выбирания зазора, появляющегося во время работы.

Кроме высоты уступа пластины 10, 12, 14 различных типов могут отличаться друг от друга материалом или сплавом, из которого они изготовлены. Так, более подверженные износу пластины, а именно пластины 12, 14 с более высоким уступом, могут быть изготовлены из чугуна с высокой износоустойчивостью, а менее подверженные износу пластины 10 могут быть выполнены из стали. Таким образом, обеспечивается более равномерный износ пластин и в течение более длительного времени сохраняется первоначальный подъемный профиль.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения общие размеры различных пластин рассчитывают так, чтобы их вес не превышал 25 кг. Для облегчения пластин, в частности, возможно выполнять в их внешних сторонах, прилегающих к барабану, полости, схематически изображенные пунктирной линией 28.

При выборе имеющихся в наличии различных типов пластин и их чередовании в соответствии со строго определенной комбинацией возможно приводить подъемный профиль пластин в соответствие с параметрами и условиями работы дробилки для обеспечения достаточного подъема измельчаемого материала и дробящих элементов и предотвращения выброса дробящих элементов, в результате чего масса принимает идеальную фасолеобразную форму для обеспечения оптимального дробления.

Такая возможность выбора между различными типами пластин позволяет существенно уменьшить вес облицовки. Таким образом, облицовка с комбинацией пластин, показанной на фиг. 5, в дробилке диаметром 5,2 м имеет вес 525 кг/м², тогда как классическая облицовка из идентичных пластин имеет вес 668 кг/м² для дробилок одинакового диаметра со сравнимым подъемным эффектом.

Если по той или иной причине условия работы дробилки меняются, в любой момент можно поменять тип пластины и/или их комбинацию для восстановления идеального волнообразного профиля.

На фиг.3 и 4 показан первый вариант расположения пластин, в соответствии с которым применяют пластины 10, 12 только двух типов, и к каждой пластине 10 первого типа или пластине 12 второго типа присоединены две пластины 12 или 10 соответственно.

На фиг.5 и 6 показано расположение пластин, аналогичное предыдущему, но в данном случае пластины 10 первого типа чередуются с пластинами 14 третьего типа.

На фиг.7 и 8 показан вариант расположения с двойным чередованием пластин 10, 12, 14 трех типов. Выбрана комбинация пластин 10-12-10-14-10-12..., то есть использовано в два раза больше пластин 10 первого типа, чем пластин 12 второго типа и пластин 14 третьего типа.

Конечно, возможно использовать комбинации, отличные от вышеперечисленных и приведенных в качестве примера. Точно так же можно применять более трех различных типов пластин.

Кроме того, в одной и той же дробилке условия дробления могут быть различными в зависимости от того, происходит ли дробление со стороны входа или выхода, в частности, вследствие поступательного дробления и изменения гранулометрического состава измельчаемого материала. Для приведения подъемного профиля пластин в соответствие с указанными различными условиями можно использовать для одной и той же дробилки на ее входе типы пластин и/или их комбинации, отличающиеся от типов пластин и/или их комбинаций на выходе.

В соответствии с настоящим изобретением разработана новая барабанная дробилка с легко модулируемой внутренней облицовкой, которую можно приводить в соответствие с меняющимися условиями и параметрами работы.

Дробилка содержит цилиндрический барабан с внутренней облицовкой, состоящей из соединенных друг с другом отдельных пластинчатых колец с внутренними продольными подъемными профилями, при этом на задней стороне каждой пластины расположен уступ с радиальной высотой, превышающей высоту передней стороны пластины, а каждое пластинчатое кольцо включает несколько пластин различных типов, отличающихся друг от друга радиальной высотой уступа и материалом, чередующихся друг с другом по круговому направлению в определенном порядке и расположенных в линию по осевому направлению, причем определенное количество пластин одного из типов прикреплено к барабану при помощи болтов, а все остальные пластины удерживаются на месте за счет эффекта сводообразования. Изобретение позволяет повысить эффективность работы дробилки. 5 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Барабанная дробилка, содержащая цилиндрический барабан, предназначенный для размещения измельчаемого материала и дробящих элементов и имеющий внутреннюю облицовку, состоящую из соединенных друг с другом отдельных пластинчатых колец с внутренними продольными подъемными профилями для обеспечения подъема измельчаемого материала и дробящих элементов при вращении дробилки, отличающаяся тем, что каждое пластинчатое кольцо включает несколько пластин различных типов, отличающихся друг от друга радиальной высотой уступа и материалом, из которого они изготовлены, чередующихся по круговому направлению в определенном порядке и расположенных в линию по осевому направлению, при этом определенное количество пластин одного из типов прикреплено к барабану при помощи болтов, а все остальные пластины удерживаются на месте за счет обычного эффекта сводообразования, при этом на задней стороне каждой пластины по направлению вращения дробилки расположен уступ с радиальной высотой, превышающей высоту передней стороны пластины. 2. Дробилка по п.1, отличающаяся тем, что пластины с самым высоким уступом выполнены из чугуна, а пластины с менее высоким уступом выполнены из стали. 3. Дробилка по любому из п.1 или 2, отличающаяся тем, что все пластины, за исключением закрепленных пластин, имеют на передней стороне, по меньшей мере, одно продольное ребро, а на задней стороне один продольный паз, или наоборот, для их соединения между собой и удержания на месте между закрепленными пластинами. 4. Дробилка по п.3, отличающаяся тем, что задние и передние стороны закрепленных пластин сходятся к барабану и отделены от соседних пластин при помощи клиньев, имеющих на внешней стороне паз и на передней стороне ребро для соединения, соответственно, с ребром или пазом каждой соседней пластины. 5. Дробилка по п.4, отличающаяся тем, что клинья имеют изменяемую толщину. 6. Дробилка по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что пластина каждого типа имеет вес меньше 25 кг.