УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ Российский патент 2005 года по МПК B02C19/12 

Изобретение относится к дезинтеграции рудного сырья и может быть использовано в горнорудной промышленности и в других отраслях, где необходимо получение измельченных материалов.

Известен валковый пресс для измельчения минерального сырья, содержащий опорную раму, на которой расположены с зазором валки, один из которых установлен в подвижной в горизонтальной плоскости опоре и привод валков. (СССР 1791001 А1, 30.01.1993).

Недостатком устройства является низкая эффективность процесса измельчения, обусловленная тем, что увеличение зазора между валками при прохождении между ними прочных кусков руды ухудшает степень измельчения остальной руды, а отсутствие конструктивных элементов, снижающих ударные нагрузки при разрушении кусков, снижает степень сохранности кристалломинерала.

Известен валковый пресс для измельчения минерального сырья, содержащий привод валков, опорную раму, на которой расположены с зазором и смонтированы с возможностью вращения с различной линейной скоростью валки, один из которых установлен в подвижной в горизонтальной плоскости опоре, соединенной жесткой связью с неподвижной опорой второго валка, покрытого износостойким материалом, при этом валок на подвижной опоре выполнен в виде полого цилиндра из гибкого упругого материала с центральным отверстием и покрыт облицовкой из износостойких сегментов, которые установлены с возможностью перемещения по вертикали в направлении, перпендикулярном оси валка, и соединены между собой с зазором и с торцом опорно-приводного фланца посредством жесткого крепежного элемента, причем полость валка через центральное отверстие посредством трубы и вращающегося соединения подсоединена к системе регулирования давления внутри цилиндра. (РФ заявка №2001123325/03, решение о выдаче патента от 08.01.2003, прототип).

Известное устройство частично устраняет недостатки, отмеченные при критике аналога. Однако в силу таких причин, как ограниченная скорость вращения валков из-за забивки мелкой фракцией сегментов рабочей поверхности валка, ограниченная крупность кусков в исходной руде и невозможность постоянно поддерживать рабочее давление в валке, снижается эффективность процесса измельчения. Кроме того, в момент вскрытия кристалла из куска руды на него воздействует мгновенная ударная нагрузка и она тем больше, чем больше ход сегмента, что приводит к снижению сохранности кристаллов, особенно крупных.

Задача изобретения - повышение эффективности процесса измельчения и обеспечение сохранности кристалломинералов за счет увеличения рабочей поверхности измельчающих органов и снижения ударной нагрузки при измельчении.

Указанная задача достигается тем, что в устройстве для измельчения минерального сырья, содержащем опорную раму, на которой расположены с образованием разгрузочного зазора измельчающие органы, смонтированные с возможностью вращения с различной линейной скоростью, при этом один измельчающий орган установлен в подвижной в горизонтальной плоскости опоре, а другой измельчающий орган установлен в неподвижной опоре, которая жестко закреплена на опорной раме, и привод измельчающих органов, измельчающие органы установлены с наклоном в сторону разгрузочного зазора и каждый из них выполнен из насаженных на валы полых ведомого и ведущего барабанов, с двумя парами зубчатых венцов, соединенных цепью, между которыми натянуты эластичное износостойкое полотно, камера из пластичного материала и рабочее полотно, выполненное из набора насаженных на шпильку и разделенных распорными втулками и ограничительными пластинами сегментов, соединенных между собой стяжными пластинами и покрытых армированными износостойкими элементами, при этом цепь, эластичное износостойкое полотно жесткой связью соединены с шпилькой, а каждый сегмент выполнен из двух пальцев с опорными плечами, которые соединены между собой посредством напрессованных стальных пластин, причем в теле вала каждого ведущего барабана измельчающих органов выполнены осевой и радиальный каналы и валы установлены в неподвижной опоре, которая жестко закреплена на опорной раме, валы ведомых барабанов измельчающих органов установлены в подвижных в горизонтальной плоскости опорах, при этом опора одного измельчающего органа соединена с системой внешнего давления, опора другого измельчающего органа соединена с опорной рамой жесткой связью, и оно дополнительно снабжено двумя приспособлениями для подачи среды внешнего давления, каждое из которых выполнено из закрепленного на шейке каждого вала ведущего барабана приемника, полость которого сообщена с источником внешнего давления, из кольцевой камеры, закрепленной на валу каждого ведущего барабана с возможностью вращения и перемещения вдоль его горизонтальной оси, полость которой сообщена посредством осевого и радиального каналов с полостью приемника, из четырех нагнетательных приспособлений, жестко закрепленных с ведущим барабаном, полость которых сообщена с полостью кольцевой камеры, из пропускного приспособления, жестко закрепленного на цепи каждого измельчающего органа с возможностью взаимодействия с полостью каждого нагнетательного приспособления и сообщенного с полостью камеры из пластичного материала.

Кроме того, каждое нагнетательное приспособление выполнено из корпуса, который разделен на сообщенные между собой выпускную камеру, нагнетательную камеру и приемную камеру высокого давления, полость которой сообщена с полостью кольцевой камеры, при этом в нагнетательной камере размещен связанный с прижимной пружиной поршень, в прижимном фланце, в теле и по оси которого выполнены перепускные отверстия, в выпускной камере соосно поршню и с возможностью взаимодействия с ним установлен полый цилиндрообразный толкатель, в полости которого размещена ограничительная пружина, связанная с шаровым запорным элементом, размещенным в посадочном отверстии головки цилиндрообразного толкателя, по периметру наружной поверхности которого жестко закреплен уплотнительный фланец.

Кроме того, каждое пропускное приспособление выполнено из защитного корпуса с впускным отверстием диаметром, равным диаметру цилиндрообразного толкателя, и выпускным отверстием, соединенным с полостью камеры из пластичного материала, при этом внутри защитного корпуса установлена прижимная пружина и размещен тарельчатообразный поршень с возможностью взаимодействия с шаровым запорным элементом и непосредственно с цилиндрообразным толкателем.

Сущность изобретения заключается в следующем.

На куски материала при обработке между измельчающими органами, установленными наклонно друг к другу и перемещающимися с различными линейными скоростями, представляющими собой натянутые на барабаны два рабочих полотна, собранных в единое целое из эластичного износостойкого полотна, полой камеры из пластичного материала и отдельных покрытых армированными износостойкими элементами сегментов, соединенных с возможностью поперечного перемещения, действуют объемно-сдвиговые усилия. Под воздействием раздавливающих усилий, возникающих между кусками, между рабочим полотном и кусками по всей ширине измельчающих органов, руда разрушается и происходит вскрытие кристалломинерала. В процессе раскрытия на минерал действует ударная нагрузка, рассредоточенная по площади контакта. На прямолинейном участке рабочих полотен образуется минимальный зазор только между сегментами, где находится кристалл. При подходе к барабану зазор увеличивается между парой сегментов рабочего полотна как под воздействием усилий возникающих в результате давления кристалла на сегменты, так и за счет изменения конфигурации их поверхности в зоне схода с барабана, и кристалл проходит. Под действием внешнего давления (воздуха, жидкости), создаваемого внутри камеры из пластичного материала, которая составляет единую рабочую поверхность измельчающего органа, сегменты возвращаются в исходное положение.

Рабочее усилие, которое обеспечивает разрушение руды, постоянно в процессе работы поддерживается на требуемом уровне за счет наличия приспособления для подачи среды внешнего давления, которое конструктивно выполнено так, что среда от внешнего источника нагнетается непосредственно в полость камеры из пластичного материала.

Устройство поясняется фиг.1 - 6.

Фиг.1 - вид слева измельчающего органа, фиг.2 - вид спереди измельчающего органа, фиг.3 - разрез измельчающего органа, фиг.4 - вид слева собранного сегмента измельчающего органа, фиг.5 - вид сбоку измельчающего органа с приспособлением для подачи среды внешнего давления, фиг.6 - разрез нагнетательного и пропускного приспособлений.

Устройство содержит опорную раму (на фиг.1 - 6 не показана), на которой закреплены два измельчающих органа 1, 2, установленные с наклоном в сторону разгрузочного зазора 3 и смонтированные с возможностью вращения с различными линейными скоростями. Каждый измельчающий орган 1, 2 выполнен из полого ведущего барабана 4 с приводом 5 (фиг.2) и полого ведомого барабана 6, насаженных на валы 7, 8. В теле вала 8 каждого ведущего барабана 4 выполнены осевой и радиальный каналы (на фиг.1 - 6 не показаны), а вал 8 каждого ведущего барабана 4 установлен в неподвижной опоре (на фиг.1 - 6 не показано), которая жестко закреплена на опорной раме (на фиг.1 - 6 не показано).

Вал 7 ведомого барабана 6 измельчающего органа 1 установлен в подвижной в горизонтальной плоскости опоре (на фиг.1 - 6 не показана), которая соединена с системой внешнего давления (воздух) (на фиг.1 - 6 не показана) для регулирования величины разгрузочного зазора 3. Вал 7 ведомого барабана 6 измельчающего органа 2 установлен в подвижной в горизонтальной плоскости опоре, которая соединена с опорной рамой (на фиг.1 - 6 не показано) регулируемой амортизационной пружиной 9. Каждый ведущий 4 и ведомый 6 барабаны снабжены двумя парами зубчатых венцов 10, соединенных цепью 11. Между ведущим 4 и ведомым 6 барабанами натянуто вначале эластичное износостойкое полотно 12, затем камера 13 из пластичного материала, потом рабочее полотно 14.

Рабочее полотно 14 выполнено из набора сегментов 15 (фиг.2), между которыми установлены распорные втулки 16, ограничительные пластины 17 с отверстием 18 (фиг.4). Сегменты 15 насажены на шпильку 19 и между собой соединены стяжными пластинами 20 с посадочным отверстием по концам (на фиг.1 - 6 не показаны), закрепленным на распорных втулках 16. Концы шпильки 19, концы эластичного износостойкого полотна 14 и цепь 11 соединены между собой жесткой связью. Каждый сегмент 15 (фиг.3) выполнен из двух пальцев 21 с опорными плечами 22, которые жестко соединены между собой посредством напрессованных стальных пластин 23. Рабочая поверхность сегментов 15 покрыта армированными износостойкими элементами 24.

Приспособление для подачи среды внешнего давления (воздух, жидкость) в камеру 13 из пластичного материала выполнено из кольцевой камеры 25, приемника 26, четырех нагнетательных приспособлений 28 и пропускного приспособления 46.

Кольцевая камера 25 (фиг.2) закреплена на валу 8 ведущих барабанов 4 с возможностью перемещения вдоль горизонтальной оси вала 8 и вращения совместно с валом 8. Приемник 26 (фиг.2), полость которого сообщена с источником 27 внешнего давления (воздух, жидкость), закреплен посредством подшипника (на фиг.1 - 6 не показан) на шейке каждого вала 8 ведущего барабана 4. Полость кольцевой камеры 25 посредством осевого и радиального каналов сообщена с полостью приемника 26.

На крестовине (на фиг.1 - 6 не показана), жестко закрепленной с возможностью вращения совместно с ведущим барабаном 4, жестко закреплены четыре нагнетательных приспособления 28 (фиг.5). Каждое нагнетательное приспособление 28 (фиг.6) выполнено из корпуса 29, который разделен ограничительными 30 и упорными 31 выступами на сообщенные между собой выпускную камеру 32, нагнетательную камеру 33 и приемную камеру 34 высокого давления, полость которой сообщена с полостью кольцевой камеры 25.

В нагнетательной камере 33 размещена прижимная пружина 36, связанная с поршнем 37, по периметру наружной поверхности которого жестко закреплен прижимной фланец 38 с возможностью контакта с упорными 31 выступами. По оси и в теле поршня 37 и по периметру прижимного фланца 38 выполнены перепускные отверстия 39 для прохода среды. В выпускной камере 32 соосно с поршнем 37 и с возможностью взаимодействия с поршнем 37 установлен полый цилиндрообразный толкатель 40, по периметру наружной поверхности которого жестко закреплен уплотнительный фланец 41 с возможностью контакта с ограничительными 30 выступами. В головке 42 цилиндрообразного толкателя 40 выполнено посадочное отверстие 43, в котором размещен шаровой запорный элемент 44, связанный с ограничительной пружиной 45, которая размещена в полости цилиндрообразного толкателя 40 с возможностью взаимодействия с поршнем 37.

Пропускное приспособление 46 (фиг.5,6) закреплено на цепи 11 измельчающих органов 1, 2 и выполнено из защитного корпуса 47 с впускным отверстием 48 для прохода цилиндрообразного толкателя 40 и выпускным отверстием 49. Внутри защитного корпуса 47 размещен тарельчатообразный поршень 50, связанный с прижимной пружиной 51. Полость защитного корпуса 47 посредством ниппеля 52, установленного в выпускном отверстии 49, сообщена с полостью камеры 13 из пластичного материала.

Устройство работает следующим образом.

Исходная руда поступает в зону измельчения между наклонными друг к другу с образованием определенного угла захвата рабочими полотнами 14 измельчающих органов 1, 2, которые вращаются с различными линейными скоростями.

Под действием сдавливающих и растягивающих сил, возникающих между сегментами 15 рабочих полотен 14, руда разрушается. В случае вскрытия алмаза из руды последний, в силу большей твердости, чем вмещающие породы, отжимает сегменты 15 рабочих полотен 14, которые деформируют камеру 13 из пластичного материала и проходит к разгрузочному зазору 3.

Зазор устанавливается предварительно в зависимости от степени дробления материала и регулируется в процессе работы системой внешнего давления (воздух).

После прохода алмаза камера 13 из пластичного материала под давлением среды источника 27 возвращается в исходное состояние и возвращает сегменты 15 в рабочее положение. В процессе измельчения руды для поддержания постоянного рабочего усилия в камеру 13 из пластичного материала постоянно нагнетается среда от источника 27. Для этого источник 27 нагнетает среду в полость приемника 26, откуда среда через осевой и радиальный каналы (на фиг.1 - 5 не показаны) в теле вала 8 ведущего барабана 4 поступает в полость кольцевой камеры 25 и далее через проводы 35 поступает в приемную камеру 34 высокого давления нагнетательного приспособления 28.

В момент набегания цепи 11 на зубчатые венцы 10 тарельчатообразный поршень 50 пропускного приспособления 46 входит в контакт с шаровым запорным элементом 44 нагнетательного приспособления 28, в результате последний отжимается из посадочного отверстия 43 головки 42 цилиндрообразного толкателя 40. За счет разности давлений в полости приемной камеры 34 высокого давления и полости цилиндрообразного толкателя 40 поршень 37 вместе с цилиндрообразным толкателем 40 перемещаются. Головка 42 цилиндрообразного толкателя 40 давит на поверхность тарельчатообразного поршня 50, отжимает его и входит в впускное отверстие 48 защитного корпуса 47 пропускного приспособления 46. Среда из полости защитного корпуса 47 через выпускное отверстие 49 и ниппель 52 нагнетается в полость камеры 13 из пластичного материала до момента схода цепи 11 с зубчатого венца 10. По истечении времени, равного четверти оборота ведущего барабана 6, включается в работу следующее нагнетательное приспособление 28 и цикл нагнетания среды повторяется.

Использование заявленного изобретения позволит за счет конструктивного выполнения измельчающих органов с подвижными рабочими полотнами и средствами нагнетания среды непрерывно в процессе работы повысить эффективность процесса измельчения и обеспечить сохранность ценного минерала.

Устройство для измельчения минерального сырья содержит опорную раму, на которой расположены с образованием разгрузочного зазора измельчающие органы, смонтированные с возможностью вращения с различной линейной скоростью, при этом один измельчающий орган установлен в подвижной в горизонтальной плоскости опоре, а другой измельчающий орган установлен в неподвижной опоре. Измельчающие органы установлены с наклоном в сторону разгрузочного зазора и каждый из них выполнен из насаженных на валы полых ведомого и ведущего барабанов, с двумя парами зубчатых венцов, соединенных цепью, между которыми натянуто эластичное износостойкое полотно, камера из пластичного материала и рабочее полотно, выполненное из набора сегментов. Валы ведомых барабанов измельчающих органов установлены в подвижных в горизонтальной плоскости опорах, при этом опора одного измельчающего органа соединена с системой внешнего давления, опора другого измельчающего органа соединена с опорной рамой жесткой связью. Устройство снабжено двумя приспособлениями для подачи среды внешнего давления. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса измельчения и обеспечить сохранность кристалломинералов. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для измельчения минерального сырья, содержащее опорную раму, на которой расположены с образованием разгрузочного зазора измельчающие органы, смонтированные с возможностью вращения с различной линейной скоростью, при этом один измельчающий орган установлен в подвижной в горизонтальной плоскости опоре, а другой измельчающий орган установлен в неподвижной опоре, которая жестко закреплена на опорной раме, и привод измельчающих органов, отличающееся тем, что измельчающие органы установлены с наклоном в сторону разгрузочного зазора и каждый из них выполнен из насаженных на валы полых ведомого и ведущего барабанов, с двумя парами зубчатых венцов, соединенных цепью, между которыми натянуты эластичное износостойкое полотно, камера из пластичного материала и рабочее полотно, выполненное из набора насаженных на шпильку и разделенных распорными втулками и ограничительными пластинами сегментов, соединенных между собой стяжными пластинами и покрытых армированными износостойкими элементами, при этом цепь, эластичное износостойкое полотно жесткой связью соединены с шпилькой, а каждый сегмент выполнен из двух пальцев с опорными плечами, которые соединены между собой посредством напрессованных стальных пластин, причем в теле вала каждого ведущего барабана измельчающих органов выполнены осевой и радиальный каналы и валы установлены в неподвижной опоре, которая жестко закреплена на опорной раме, валы ведомых барабанов измельчающих органов установлены в подвижных в горизонтальной плоскости опорах, при этом опора одного измельчающего органа соединена с системой внешнего давления, опора другого измельчающего органа соединена с опорной рамой жесткой связью, оно дополнительно снабжено двумя приспособлениями для подачи среды внешнего давления, каждое из которых выполнено из закрепленного на шейке каждого вала ведущего барабана приемника, полость которого сообщена с источником внешнего давления, из кольцевой камеры, закрепленной на валу каждого ведущего барабана с возможностью вращения и перемещения вдоль его горизонтальной оси, полость которой сообщена посредством осевого и радиального каналов с полостью приемника, из четырех нагнетательных приспособлений, жестко закрепленных с ведущим барабаном, полость которых сообщена с полостью кольцевой камеры, из пропускного приспособления, жестко закрепленного на цепи каждого измельчающего органа с возможностью взаимодействия с полостью каждого нагнетательного приспособления, и сообщенного с полостью камеры из пластичного материала.2. Устройство для измельчения минерального сырья по п.1, отличающееся тем, что каждое нагнетательное приспособление выполнено из корпуса, который разделен на сообщенные между собой выпускную камеру, нагнетательную камеру и приемную камеру высокого давления, полость которой сообщена с полостью кольцевой камеры, при этом в нагнетательной камере размещен связанный с прижимной пружиной поршень, в прижимном фланце, в теле и по оси которого выполнены перепускные отверстия, в выпускной камере соосно поршню и с возможностью взаимодействия с ним установлен полый цилиндрообразный толкатель, в полости которого размещена ограничительная пружина, связанная с шаровым запорным элементом, размещенным в посадочном отверстии головки цилиндрообразного толкателя, по периметру наружной поверхности которого жестко закреплен уплотнительный фланец.3. Устройство для измельчения минерального сырья по п.1, отличающееся тем, что каждое пропускное приспособление выполнено из защитного корпуса с впускным отверстием диаметром, равным диаметру цилиндрообразного толкателя, и выпускным отверстием, соединенным с полостью камеры из пластичного материала, при этом внутри защитного корпуса установлена прижимная пружина и размещен тарельчатообразный поршень с возможностью взаимодействия с шаровым запорным элементом и непосредственно с цилиндрообразным толкателем.