УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ Российский патент 2007 года по МПК B02C13/16 

Изобретение касается устройства для измельчения, которое содержит в себе камеру для измельчения с нижней стенкой и периферийной стенкой, выступающей вверх от нижней стенки, причем, кроме того, предусмотрены приводящийся во вращение приводной вал, проходящий по существу перпендикулярно к нижней стенке, и, по меньшей мере, один измельчающий элемент, расположенный рядом с нижней стенкой, приводимый приводным валом в круговое движение вокруг приводного вала.

Подобные устройства для измельчения все больше используются при переработке вторичного сырья. В частности, при этом может идти речь о композициях материалов, как они возникают, например, при подготовке к переработке отработавших электрических и электронных приборов или узлов, о вторичной переработке мономатериалов из металлов группы железа, цветных металлов, пластмасс или дерева, о фракциях из предшествующих других процессов грубого измельчения в перерабатывающей промышленности или о шлаках от процессов сжигания.

Устройство для измельчения вышеописанного типа известно, например, из ЕР 0 606 891 В1. Это устройство для измельчения содержит в себе камеру для измельчения, в которой расположен ротор с вертикальным валом. На этом вертикальном валу прикреплены непосредственно рядом с нижней стенкой камеры для измельчения две цепи как измельчающие элементы. Камера для измельчения через отверстие, предусмотренное в области его верхней стенки, загружается измельчаемым продуктом. Если продукт измельчен в желаемой степени, то открывается клапан, расположенный рядом с нижней стенкой, в периферийной стенке камеры для измельчения, чтобы выгрузить измельченный продукт. Недостатком этого известного устройства для измельчения является то, что измельчаемый продукт может быть измельчен только партиями, то есть процесс измельчения происходит прерывисто.

В противоположность этому задачей изобретения является предоставить устройство для измельчения названного вначале типа, которое могло бы работать непрерывно.

Эта задача согласно изобретению решается за счет устройства для измельчения названного вначале типа, в котором над измельчающим элементом, расположенным рядом с нижней стенкой, предусмотрено большое количество других измельчающих элементов, приводимых приводным валом во вращение вокруг приводного вала. Таким образом, обеспечивается то, что измельчаемый продукт, загружаемый сверху в камеру для измельчения, многократно подвергается воздействию ударов измельчающих элементов перед тем, как дойти до дна камеры для измельчения. Измельчаемый продукт в камере для измельчения, следовательно, не может сразу падать на дно и уже после первого удара измельчающего элемента камеры для измельчения снова выходить через отверстие для выгрузки, как это возможно в устройстве для измельчения, известном из ЕР 0606891 В1. Напротив, множество ударов обеспечивает достаточное измельчение измельчаемого продукта, прежде чем он попадет в область выгрузки. Следовательно, измельчаемый продукт может непрерывно загружаться в камеру для измельчения.

Устройство для измельчения согласно изобретению к тому же предпочтительно используется для предварительного измельчения измельчаемого продукта, а основное или окончательное измельчение продуктов, им измельченных, происходит в устройстве для измельчения, продаваемом заявителем под названием «Роторная упруго-отражательная мельница RPMV». Поэтому допустимо, если случайно также сразу выгружается из устройства для измельчения согласно изобретению недостаточно измельченный объект. Этот объект может быть отобран исходя из его размера простым способом из выгруженного продукта и вновь направлен в устройство для измельчения для повторного предварительного измельчения.

Чтобы можно было помешать выгрузке слишком больших объектов простым способом, предпочтительным, однако, является то, что, по меньшей мере, часть периферийной стенки выполнена в виде решетки. Эта решетка, которая может быть выполнена из множества предпочтительно вертикально проходящих планок, которые расположены с заданным промежутком друг от друга, служит в качестве сита, которое определяет размер продукта, выгружаемого из устройства для измельчения согласно изобретению. Выгружаемый из устройства для измельчения согласно изобретению продукт, в частности, затем подходит в качестве загружаемого материала для роторной упруго-отражательной мельницы RPMV, если заданный промежуток имеет величину приблизительно 38 мм. Чтобы выдержать «бомбардировку» измельчаемым продуктом, т.е. чтобы можно было уменьшить износ планок решетки, планки могут быть изготовлены из износостойкой стали или из литого материала.

Чтобы можно было обеспечить контролируемый вывод продукта, проходящего сквозь решетку, решетку можно окружить внешним кожухом. Чтобы можно было предотвратить застревание проводов или подобных мелких объектов в промежуточном пространстве между решеткой и внешним кожухом предложено, чтобы внешний кожух решетки имел минимальное заданное расстояние, которое, например, равняется приблизительно 200 мм. В промежуточном пространстве между решеткой и внешним кожухом измельчаемый продукт может падать вниз к предусмотренному на нижнем конце внешнего кожуха, предпочтительно выполненному в виде воронки улавливающему устройству для измельченного продукта. Из этого улавливающего устройства измельченный продукт может затем, например, выгружаться вниз.

Помимо периферийной стенки нижняя стенка тоже может выполняться, по меньшей мере, частично в виде решетки. Проходящий через эту нижнюю решетку измельченный продукт также может быть выгружен через воронкообразное улавливающее устройство из устройства для измельчения.

Дополнительно к выгрузке через воронкообразное улавливающее устройство в периферийной стенке может предусматриваться отверстие, расположенное рядом с нижней стенкой, по выбору открываемое и закрываемое, то есть отверстие, соответствующее отверстию для выгрузки приспособления из ЕР 0606891 В1. Как уже было объяснено выше, это отверстие, когда устройство для измельчения согласно изобретению не содержит в себе ни решеток, ни улавливающих воронок, может образовывать единственное отверстие для выгрузки в устройстве для измельчения. В качестве альтернативы, однако, также возможно это отверстие использовать как дополнительное отверстие для выгрузки. Во всяком случае, это отверстие для выгрузки, однако, может быть использовано для опорожнения камеры для измельчения при перегрузке привода или при блокировке приводного вала. Для выборочного открывания и закрывания отверстия может предусматриваться заслонка, которая приводится в действие, например, посредством гидроцилиндра. Размер освобождаемой посредством заслонки щели отверстия может быть установлен для регулирования размера выгружаемого продукта или для регулирования длительности обработки измельчаемого продукта в камере для измельчения. Управление размером этой щели может быть интегрировано в общий процесс управления устройством для измельчения.

Для облегчения работ по сборке и техническому обслуживанию на решетке или/и измельчающих элементах может быть предусмотрено, что, по меньшей мере, один периферийный участок внешнего кожуха установлен с возможностью вращения предпочтительно вокруг, по существу, вертикально проходящей оси, или/и что один поворотный периферийный участок решетки и один поворотный периферийный участок внешнего кожуха образуют совместно управляемый блок. Эта возможность вращения может быть обеспечена простым способом в конструктивном и технологическом отношении, если внешний кожух имеет многоугольный, предпочтительно восьмиугольный, контур. В случае восьмиугольного контура, например, в зоне шести из восьми сторон устройства для измельчения может быть предусмотрена решетка, в то время как на двух других, например, предпочтительно диаметрально противоположных друг другу сторонах могут быть предусмотрены функциональные детали, например загрузочное отверстие для загрузки измельчаемого продукта и отверстие для выгрузки, которое дает возможность полного опорожнения камеры для измельчения.

Как это известно из ЕР 0606891 В1, по меньшей мере, один измельчающий элемент, предпочтительно измельчающий элемент, расположенный рядом с нижней стенкой, может быть образован цепью. Измельчающая цепь имеет то преимущество, что она при необходимости может отклоняться вверх, что уменьшает износ на нижней стенке.

Кроме этого, однако, также возможно, что, по меньшей мере, один измельчающий элемент выполняется из била. Била по сравнению с ударными цепями имеют то преимущество, что они ударяют продукт с большей силой и, таким образом, эффективнее измельчают. Чтобы в случае необходимости предоставить возможность отклонения бил и таким образом можно было помешать их обламыванию, может к тому же быть предусмотрено, чтобы била были шарнирно связаны с приводным валом с возможностью вращения предпочтительно вокруг оси, предпочтительно проходящей параллельно приводному валу.

Если измельчающие элементы располагаются на приводном валу винтообразно, а именно предпочтительно так, что ближайший к нижней стенке измельчающий элемент располагается идущим впереди относительно удаленного от нижней стенки измельчающего элемента в направлении хода вокруг приводного вала, то совместно действующие измельчающие элементы могут оказывать воздействие на измельчаемый продукт силой, направленной против силы тяжести. Это ведет к более длительной продолжительности пребывания измельчаемого продукта в камере для измельчения и, таким образом, к его лучшему измельчению. Приводной вал может для этого быть выполнен, например, как шестигранный вал.

При дальнейшем усовершенствовании изобретения предлагается, что измельчающие элементы будут расположены на приводном валу в плоскостях измельчающих элементов, которые имеют заданное минимальное расстояние друг от друга, которое, например, может составлять приблизительно 120 мм. При этом заданное минимальное расстояние служит, с одной стороны, для того, чтобы крепление измельчающих элементов на приводном валу могло быть выполнено достаточно стабильным, а с другой стороны, для того, чтобы также куски измельчаемого продукта большего размера могли постепенно двигаться к нижней стенке между измельчающими элементами. Таким образом обеспечивается, что все измельчающие элементы могут способствовать измельчению и тем самым равномерно изнашиваются.

Между свободным концом, по меньшей мере, одного из измельчающих элементов и периферийной стенкой предусмотрено заданное расстояние, таким образом может быть снижен риск защемления или заклинивания измельчаемого продукта между измельчающими элементами и периферийной стенкой, что благоприятно сказывается на износе периферийной стенки, в особенности когда она выполняется в виде решетки.

Когда предусмотрена, по меньшей мере, одна выступающая внутрь от периферийной стенки, предпочтительно выполненная в виде воронки кольцевая насадка, то продукт, который падает вниз в щель, имеющуюся между свободным концом измельчающих элементов и периферийной стенкой, может быть отведен назад снова в зону досягаемости измельчающих элементов. К тому же кольцевая насадка может применяться как защита для крепежных элементов, предпочтительно резьбовых болтов, которыми планки решетки закреплены на гнутой стальной полосе, их держащей.

В известном самом по себе способе в области верхнего края периферийной стенки может быть предусмотрено загрузочное отверстие для загрузки измельчаемого продукта. При этом загрузочное отверстие может проходить от верхнего края периферийной стенки на заданное расстояние в направлении нижней стенки. Таким образом, измельчаемый продукт, по меньшей мере, частично может быть загружен в камеру для измельчения сбоку, что, принимая во внимание монтажную высоту устройства для измельчения саму по себе, а также размер измельчаемого продукта, уменьшает необходимую свободную высоту помещения в области устройства для измельчения согласно изобретению. Как выше уже сказано, предпочтительно в периферийной области устройства для измельчения предусмотрено загрузочное отверстие, которое выполняется без решетки.

Чтобы можно было предотвратить то, что измельчаемый продукт при первом контакте с измельчающим элементом снова выбивается наружу через загрузочное отверстие из камеры для измельчения, в плоскости самого верхнего измельчающего элемента и в желаемых случаях также в, по меньшей мере, одной следующей, расположенной под ней, плоскости измельчающего элемента может быть предусмотрен только один измельчающий элемент. Дополнительно или в качестве альтернативы, кроме того, по меньшей мере, один самый верхний измельчающий элемент может быть выполнен короче, чем остальные измельчающие элементы. Наконец, отскок загружаемого материала может быть также предотвращен тем, что загрузочный канал, расположенный перед загрузочным отверстием, выполнен отогнутым.

Чтобы несмотря на большое количество измельчающих элементов можно было обеспечить стабильное вращение приводного вала, предлагается, чтобы приводной вал как в нижней стенке, так и в верхней стенке камеры для измельчения устанавливался в опорах с возможностью вращения.

В известном самом по себе способе приводной двигатель может быть соединен с приводным валом через ременную передачу. Эта ременная передача может при этом простым способом сглаживать колебания числа оборотов приводного вала, которые вызываются ударной нагрузкой, так что эти колебания числа оборотов не нагружают приводной двигатель. Число оборотов приводного вала может составлять от приблизительно 200 до приблизительно 2000 об/мин, предпочтительно от приблизительно 500 до приблизительно 1000 об/мин.

Наконец, может быть предусмотрено также еще одно соединительное отверстие для вытяжного устройства, а именно предпочтительно в периферийной области без решетки. Это соединительное отверстие может, кроме того, быть расположенным позади отражательной стенки так, чтобы провода и подобные частицы, чья масса превышает заданное значение, не вытягивались по инерции.

Изобретение в дальнейшем будет подробно объяснено на примере выполнения с привлечением приложенных чертежей. На чертежах изображено:

фиг.1 - разрез устройства для измельчения согласно изобретению вдоль линии I-I на фиг.3;

фиг.2 - разрез устройства для измельчения согласно изобретению вдоль линии II-II на фиг.3;

фиг.3 - вид сверху устройства для измельчения согласно изобретению; и

фиг.4 - схема для пояснения возможности использования устройства для измельчения согласно изобретению.

На фиг.1 устройство для измельчения согласно изобретению в целом обозначено 10. Оно содержит камеру 12 для измельчения, которая ограничена периферийной стенкой 14, нижней стенкой 16 и верхней стенкой 18. В области нижней стенки 16 и верхней стенки 18 предусмотрены опорные участки 20 для приводного вала 22, который приводится в действие от приводного двигателя 24 через ременную передачу 26 в направлении стрелки P (см. фиг.3).

На таким образом, по существу, вертикально расположенном приводном валу 22 попарно друг над другом располагается большое количество измельчающих элементов 28 в плоскостях измельчающих элементов. Только две самые верхние, т.е. лежащие рядом с верхней стенкой 18, плоскости измельчающих элементов имеют только один единственный измельчающий элемент 28. Измельчающие элементы плоскости измельчающих элементов, лежащей рядом с нижней стенкой 16, выполнены как ударные цепи 28a, в то время как остальные измельчающие элементы выполнены в виде бил 28b. Била 28b закреплены на приводном валу 22 консольно, т.е. с возможностью вращения вокруг оси, проходящей, по существу, параллельно приводному валу 22. Ради наглядности изображения на фиг.1 это изображено только для била 28b' верхней плоскости измельчающих элементов. Плоскости измельчающих элементов располагаются на расстоянии d₁ друг от друга (см. фиг.2).

На изображении согласно фиг.1 сверху слева камера 12 для измельчения снабжена питателем 30 для измельчаемого продукта. Чтобы этот продукт не сразу отскакивал в питатель 30 при первом контакте с билами 28b в самых верхних двух плоскостях измельчающих элементов предусмотрено только по одному билу 28b. В скольких плоскостях измельчающих элементов предусмотрено только одно било 28b зависит от того, как далеко вниз проходит питатель 30 по высоте периферийной стенки 14. Кроме того, била 28b самых верхних плоскостей измельчающих элементов выполнены короче, чем остальные била. Это изображено на фиг.1 только для самого верхнего била 28b'. Принципиально также, однако, могут быть выполнены укороченными била 28b нескольких плоскостей измельчающих элементов, а именно предпочтительно по типу «елочки» со ступенчатым расположением по длине. Сколько плоскостей измельчающих элементов имеют укороченные била зависит в том числе от того, как далеко проходит питатель 30 по радиусу камеры 12 для измельчения к приводному валу 22.

Через контакт с вращающимися билами 28b измельчается продукт, входящий через загрузочное отверстие 30 в камере 12 для измельчения. Части большего размера пребывают при этом в зоне питателя 30, пока они не будут раздроблены самыми верхними билами 28b на осколки, размер которых среди прочего зависит от расстояния d₁ между плоскостями измельчающих элементов, периферийного сдвига бил смежных плоскостей измельчающих элементов и числа оборотов приводного вала 22. Затем эти осколки движутся под действием силы тяжести через различные плоскости измельчающих элементов вниз, причем они измельчаются дальше за счет ударного воздействия бил 28b или ударных цепей 28е.

Особенно маленькие осколки выбрасываются посредством ударного воздействия бил 28b радиально наружу к периферийной стенке 14. Эта периферийная стенка 14, как изображено на фиг.3, образована решеткой 32, которая состоит из большого количества вертикально расположенных планок 32а решетки. Планки 32а решетки расположены на расстоянии друг от друга d₂, так что осколки, размеры которых меньше, чем размер d2, проходят через решетку 32 насквозь и выходят из камеры 12 для измельчения. Чтобы можно было обеспечить упорядоченный вывод этого измельченного продукта, периферийная стенка 14 или решетка 32 окружена внешним кожухом 34, который своим внутренним концом 34а упирается в улавливающую воронку 36. Через нижнее отверстие 36а улавливающей воронки 36 измельченный продукт выводится из устройства 10 для измельчения.

Чтобы чрезмерную нагрузку и, таким образом, чрезмерный износ планок 32а решетки от осколков измельчаемого продукта можно было предотвратить, между свободными концами бил 28b и периферийной стенкой 14 или решеткой 32 предусматривается расстояние d₃. Вследствие этого расстояния d₃, которое задается большим, чем расстояние d₂ между планками 32а решетки, опасность, однако, состоит в том, что еще недостаточно измельченный продукт отскакивает на решетку 32 и падает вниз между решеткой 32 и свободными концами бил 28b к нижней стенке 16. Это привело бы к чрезмерной нагрузке на ударные цепи 28а и самые нижние била 28b. Поэтому в промежуточном пространстве 33 предусматриваются две воронкообразные кольцевые насадки 38, которые в этом промежуточном пространстве отводят назад падающий вниз продукт снова в область бил 28b. Таким образом может быть обеспечен равномерный износ всех измельчающих элементов 28.

Если вследствие неправильного выбора рабочих параметров, например слишком быстрой подачи измельчаемого продукта, слишком малого числа оборотов приводного вала 22 или тому подобного, сразу происходит чрезмерное скопление недостаточно измельченного продукта в области нижней стенки, то это нежелательное скопление материала может быть выброшено через боковое отверстие 40 из камеры 12 для измельчения. Это боковое отверстие 40 может запираться посредством клапана 42, который посредством гидроцилиндра 44 по выбору может открываться или закрываться. Защитный короб 46 служит для упорядоченного выброса материала без риска создания опасности для рабочего персонала.

Наконец, на фиг.1 изображен также еще соединительный элемент 48 для вытяжного устройства 10, которое откачивает из камеры 12 для измельчения, а также кольцевого пространства 33 между решеткой 32 и внешним кожухом 34, пыль и тому подобное.

Как изображено на фиг.3, устройство 10 для измельчения, т.е. в частности его внешний кожух 34, имеет восьмиугольное поперечное сечение. При этом на фиг.3 три нижние боковые поверхности внешнего кожуха 34 и соответствующий им периферийный участок решетки 32 объединены в блок 50, который может быть повернут вокруг вертикальной оси А остального устройства 10 для измельчения, чтобы обеспечить доступ обслуживающего и рабочего персонала к камере 12 для измельчения и, в частности, к приводному валу 20 и к измельчающим элементам 28. Кроме того, каждая из трех боковых сторон внешнего кожуха 34 имеет клапан 54 для обслуживания, который после поворота от внешнего кожуха 34 дает доступ к внешней стороне решетки 32, например, чтобы можно было заменить отдельные планки 32а решетки. Аналогичным способом также три верхние грани внешнего кожуха 34 объединяются в соответствующий блок 52, который может поворачиваться вокруг оси В остального устройства 10 для измельчения.

В периферийных участках, относящихся к обеим остальным граням внешнего кожуха 34, расположены приводной двигатель 24, включая ременную передачу 26, отверстие 40 для выброса, питатель 30 и соединительный патрубок 48 для вытяжного устройства 49. В обоих периферийных участках, кроме того, периферийная стенка 14 выполнена сплошной, т.е. без решетки.

На фиг.4 в форме схемы процесса изображена концепция установки 60 для измельчения, которая может быть использована для вторичной переработки сырья из приборов, которые содержат композиции материалов, будь то холодильники, стиральные машины, телевизоры, компьютеры, детали автомобилей или тому подобные приборы.

Устройство 10 для измельчения согласно изобретению служит в этой установке 60 для предварительного измельчения измельчаемого продукта. Окончательное измельчение осуществляется в дополнительном устройстве 62 для измельчения, например устройстве для измельчения, продаваемом заявителем под названием «Роторная ударно-отражательная мельница RPMV». В зависимости от измельчаемого продукта в каждом случае может быть нужным или выгодным перед устройством 10 для измельчения согласно изобретению расположить еще одно дополнительное устройство 64 для грубого измельчения, например устройство для измельчения, известное из ЕР 0606891 В1.

Ниже процесс описывается более подробно.

Измельчаемый продукт загружается в зоне 66 в приспособление 64 для грубого измельчения. Выходящий из него в зоне 68 грубо измельченный продукт загружается через сепаратор 70, который отделяет материал низкой плотности и выводит его в направлении 72. Остальной продукт загружается в питатель 30 устройства 10 для измельчения согласно изобретению для предварительного измельчения. Предварительно измельченный продукт, выходящий через улавливающую воронку 36, подается в дополнительный сепаратор 74, который снова отделяет материалы низкой плотности.

Чтобы предотвратить забивание и, таким образом, блокировку устройства 10 для измельчения, недостаточно измельченный продукт выбрасывается через боковое отверстие 40 и по откаточному пути 41 отводится обратно к питателю 30. При необходимости неизмельчаемый продукт может полностью отбираться и выводиться в зоне 76.

Прежде чем продукт, отобранный сепаратором 74 для основного измельчения, в зоне 78 подается в устройство 62 для окончательного измельчения, в магнитном сепараторе 80 отделяются еще ферромагнитные детали и выводятся в зоне 82.

Устройство 62 для измельчения тоже может работать в частичном цикле, т.е. недостаточно измельченный продукт может отводиться обратно по откаточному пути 79 к питателю 78 устройства 62 для измельчения. В дополнение к основному или окончательному измельчению осуществляется дальнейшая сортировка в сепараторе 84, а также дальнейшее отделение ферромагнитных деталей в магнитном сепараторе 86, прежде чем остальной окончательно измельченный продукт загружается в приспособление 88 для классификации и приспособление 90 для сортировки. Если вследствие недостаточного физического разделения различных материалов классификация определенных фракций измельченного продукта невозможна, то это неклассифицируемая фракция может быть отведена назад по откаточному пути 89 снова к питателю 78 приспособления 62 для измельчения.

Устройство для измельчения содержит камеру для измельчения с нижней стенкой и периферийной стенкой, отходящей вверх от нижней стенки, и содержит, кроме того, приводимый во вращение приводной вал, проходящий, по существу, перпендикулярно к нижней стенке, а также, по меньшей мере, один расположенный рядом с нижней стенкой, приводимый приводным валом во вращение вокруг приводного вала измельчающий элемент. Выше измельчающего элемента, расположенного рядом с нижней стенкой, располагается большое количество других приводимых приводным валом во вращение вокруг приводного вала измельчающих элементов. В периферийной стенке камеры для измельчения предусмотрено отверстие, расположенное рядом с нижней стенкой, открываемое и закрываемое по выбору и пригодное в качестве дополнительного отверстия для выгрузки. Изобретение повышает производительность и качество измельчения материала. 24 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство (10) для измельчения, содержащее камеру (12) для измельчения с нижней стенкой (16) и периферийной стенкой (14), отходящей вверх от нижней стенки (16),

приводимый во вращение приводной вал (22), проходящий, по существу, перпендикулярно к нижней стенке (16),

по меньшей мере, один измельчающий элемент (28а), расположенный рядом с нижней стенкой (16), приводимый приводным валом (22) во вращательное движение вокруг приводного вала (22), и

множество других измельчающих элементов (28b), приводимых приводным валом (22) во вращательное движение вокруг приводного вала (22), которые расположены выше измельчающего элемента (28а), расположенного рядом с нижней стенкой (16), причем, по меньшей мере, часть периферийной стенки (14) камеры (12) для измельчения выполнена в виде решетки (32), и причем эта решетка (32) окружена внешним кожухом (34), на нижнем конце которого предусмотрено улавливающее устройство (36) для измельченного продукта, выполненное, предпочтительно, в виде воронки, отличающееся тем, что в периферийной стенке (14) камеры (12) для измельчения предусмотрено отверстие (40), расположенное рядом с нижней стенкой (16), открываемое и закрываемое по выбору и пригодное в качестве дополнительного отверстия для выгрузки.