СПОСОБ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ДРОБЛЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК B02C13/20 

Изобретение относится к способам дробления и может быть использовано в горнорудной, строительной, химической и других отраслях промышленности.

Известны способы ударного дробления [1]. Например, способ, включающий разрушения материала встречно направленными импульсами рабочего органа и отражательных элементов [2]. При этом направленные импульсы отражательных элементов синхронизируют с импульсами рабочего органа, а их ударную поверхность ориентируют по нормали к векторам скорости частиц, направленных рабочим органам, при этом скорость движения отражательных элементов составляет 0,3...3,5 скорости рабочего органа. Очевидно, что при встречном активном ударе резко возрастает мгновенная мощность удара по сравнению с ударом об отбойные неподвижные плиты. Энергия, приложенная за микросекунды, формирует поля и волны напряжений сверхкритического уровня, значительно превышающие предел прочности всех типов горных пород.

Однако упомянутый способ требует больших энергозатрат и приводит к существенному износу рабочих органов.

Известен способ комбинированного ударного дробления [3], включающий разрушение материала встречно направленными импульсами рабочих органов, синхронизированных между собой так, что направления движения частиц, сообщаемые рабочими органами при первичном ударе, ориентированы по отношению друг к другу под углом не менее 45°, ударную поверхность отражательных элементов ориентируют по нормали к результирующему направлению импульса, приобретаемого кусками породы после столкновения, а ударные импульсы от отражательных элементов ориентируют по отношению к дополнительным отражательным элементам противоположно по одной оси для обеспечения встречного столкновения частиц, отраженных от отражательных элементов, при этом частицы от сообщаемых ими импульсов, пересекающиеся в одной точке, образуют зону встречного столкновения - рабочую зону горных пород, а для преимущественного столкновения равнозначных по величине импульса кусков породы в рабочей зоне в первую очередь обеспечивают столкновение горных пород после первичного удара от симметрично расположенных рабочих органов с одной стороны и недоразрушенных частиц, движущихся от отражательных элементов, с другой стороны. Причем вращение рабочих органов и отражательных элементов по отношению друг к другу регулируют по фазе и числу оборотов, обеспечивая в рабочей зоне их чередование.

По сравнению с предыдущим данный способ имеет преимущество в том, что часть дробимого материала участвует в процессе самодробления за счет встречного столкновения. Однако в дроблении одновременно участвует большая часть массы вещества, а сам способ предполагает наличие сложной энергоемкой конструкции.

Задачей предлагаемого способа является повышение качества дробления, снижение энергозатрат и износа оборудования.

Для решения этой задачи предлагается способ последовательного дробления, включающий разрушение дробимого материала многократными ударными импульсами рабочих органов. При этом дробимый материал предварительно сортируют на фракции, причем крупные из них подают на первый рабочий орган в зону максимального ударного импульса, а каждой отдельной порции дробимого материала сообщают ударный импульс, формируют расходящийся поток дробимых частиц с разными скоростями движения, высокоскоростные частицы центральной части потока направляют на вторые рабочие органы, расположенные в момент соударения с этими частицами на расстоянии L от зоны максимального ударного импульса первого рабочего органа, определяемого соотношением

L= V_ч·Т,

где V_ч- средняя скорость частиц центральной части потока, м/с,

Т - период между импульсами первого рабочего органа, с;

и сообщают им второй ударный импульс, при этом векторы отраженных частиц фокусируют в точке А пространства, расположенной на расстоянии 0,3...0,6 L между первым и вторыми рабочими органами над первым рабочим органом, в которой производят взаимные соударения со встречным потоком высокоскоростных частиц следующей порции дробимого материала, метаемой первым рабочим органом, а частицам с низкими скоростями периферийных частей дробления, первой порции сообщают ударные импульсы вторыми рабочими органами, направляя дробимые частицы на третьи рабочие органы, которые направляют их навстречу друг другу в точку А, где производят их взаимное дробление, а дробимым частицам, попавшим из области точки А на первый рабочий орган, сообщают дополнительный ударный импульс, отбирают готовый продукт, а нераздробленные частицы крупных фракций направляют на повторный цикл дробления.

На чертеже изображены фазы работы устройства по заявленному способу.

Способ делится на несколько этапов.

Этап 1. Сортировка материала по фракциям.

Этап 2. Подача крупных фракций в зону максимального ударного импульса.

Этап 3. Сообщение ударного импульса первой порции дробимого материала и формирование расходящегося потока дробимых частиц в направлении вторых рабочих органов.

Этап 4. Разделение потока на части.

Этап 5. Отражение центральной части потока с сообщением ей ударного импульса и фокусирование ее в точку А для встречного столкновения со второй порцией дробимого материала.

Этап 6. Сообщение ударного импульса периферийным частям потока и направление их на третьи рабочие органы.

Этап 7. Отражение дробимых частиц от третьих рабочих органов и направление их в точку А для их взаимного дробления.

Этап 8. Сообщение опадаемым дробимым частицам из области точки А ударного импульса первым рабочим органом.

Этап 9. Отбор дробленого материала и возврат недробленого на повторный цикл.

Рассмотрим реализацию предложенного способа на примере роторной дробилки, состоящей из первого рабочего органа - нижнего ротора и синхронно связанных с ним вторыми рабочими органами - вторым и третьим роторами, по обе стороны от которых установлены отражательные отбойные плиты.

Ввиду того что первый ротор имеет разные линейные скорости по длине лопасти, максимальной скоростью будет обладать кромка ротора, образуя зону максимального ударного импульса. В нее и подают самые крупные куски. Мелкие распределяются на меньших радиусах. Производя удар по куску дробимого материала, разбивают его на порцию более мелких частей, которые веерообразным потоком направляются в сторону вторых рабочих органов, расположенных на расстоянии, определяемом выражением

L=V_ч·T,

где V_ч - средняя скорость частиц центральной части потока, м/с,

Т - период между импульсами, с.

Преимущества заявляемого способа в том, что дробление крупных кусков породы происходит в первую очередь и при этом максимальным ударным импульсом, а затем происходит дробление более мелких фракций меньшим ударным импульсом. В результате происходит выравнивание состава дробимой породы и уменьшаются потери на излишнее дробление мелких фракций и, как следствие, сокращаются отходы.

Далее, порции дробимых материалов разделяются на части с меньшей массой в зависимости от своих скоростей движения, а моменты их дробления распределены по циклу процесса более равномерно, что также способствует выравниванию состава и предполагает работу дробилки более равномерной. Уменьшен износ рабочих элементов, т.к. часть дробимого материала дробится за счет упорядоченного самодробления.

Источники информации

1. Клушанцев Б.В. и др. Дробилки. М.: Машиностроение, 1990.

2. Патент РФ № 2029616, 1989. Способ ударного дробления.

3. Патент РФ № 2111056, 1996. Способ комбинированного ударного дробления. (прототип).

Изобретение предназначено для дробления горных пород. Способ включает предварительную сортировку материала на фракции, подачу крупных из них на первый рабочий орган в зону максимального ударного импульса, при этом каждой отдельной порции дробимого материала сообщают ударный импульс, формируют расходящийся поток дробимых частиц с разными скоростями движения, высокоскоростные частицы центральной части потока направляют на первые рабочие органы и сообщают им второй ударный импульс, при этом векторы отраженных частиц фокусируют в точке пространства, в которой производят взаимные соударения со встречным потоком высокоскоростных частиц следующей порции дробимого материала, метаемой первым рабочим органом, а частицам с низкими скоростями периферийных частей потока первой порции сообщают ударные импульсы вторыми рабочими органами, направляя дробимые частицы на третьи рабочие органы, а дробимым частицам, попавшим на первый рабочий орган, сообщают дополнительный ударный импульс, отбирают готовый продукт, а нераздробленные частицы крупных фракций направляют на повторный цикл дробления. Изобретение позволяет повысить качество дробления и снизить энергозатраты и износ оборудования. 1 ил.

Способ последовательного дробления, включающий разрушение дробимого материала многократными ударными импульсами рабочих органов, отличающийся тем, что дробимый материал предварительно сортируют на фракции, причем крупные из них подают на первый рабочий орган в зону максимального ударного импульса, при этом каждой отдельной порции дробимого материала сообщают ударный импульс, формируют расходящийся поток дробимых частиц с разными скоростями движения, высокоскоростные частицы центральной части потока направляют на первые рабочие органы, расположенные в момент соударения с этими частицами на расстоянии L от зоны максимального ударного импульса первого рабочего органа, определяемого соотношением

L=V_ч·T,

где V_ч - средняя скорость частиц центральной части потока, м/с;

Т - период между импульсами первого рабочего органа, с,

и сообщают им второй ударный импульс, при этом векторы отраженных частиц фокусируют в точке А пространства, расположенной на расстоянии 0,3...0,6 L между первым и вторыми рабочими органами над первым рабочим органом, в которой производят взаимные соударения со встречным потоком высокоскоростных частиц следующей порции дробимого материала, метаемой первым рабочим органом, а частицам с низкими скоростями периферийных частей потока первой порции сообщают ударные импульсы вторыми рабочими органами, направляя дробимые частицы на третьи рабочие органы, которые направляют частицы навстречу друг другу в точку А, где производят их взаимное дробление, а дробимым частицам, попавшим из области точки А на первый рабочий орган, сообщают дополнительный ударный импульс, отбирают готовый продукт, а нераздробленные частицы крупных фракций направляют на повторный цикл дробления.