СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2015 года по МПК B02C4/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу измельчения минеральных и органических материалов согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. В частности, данный способ пригоден для использования в передвижной рабочей машине.

Настоящее изобретение относится также к устройству для реализации указанного способа измельчения минеральных и органических материалов согласно ограничительной части пункта 6 формулы изобретения.

Уровень техники

Известна технология измельчения при помощи специальных устройств, называемых ковшами-измельчителями, которые используются в передвижных рабочих машинах. Такие устройства, включают, например, щековые дробилки, в которых в рабочем положении верхняя щека обычно является подвижной и может перемещаться под действием гидравлического цилиндра или гидравлического двигателя. Подвижная щека такой щековой дробилки измельчает загруженный материал, прижимая его к стационарной щеке. Указанный материал состоит, в основном, из строительных отходов. В случае щековой дробилки весь поток материала, загружаемого в нее, должен пройти через дробилку, чтобы выйти через отверстие, расположенное в нижнем конце пары щек. В то же время высота отверстия в нижнем конце пары щек определяет конечный максимальный размер частиц измельченного материала, выходящего из щековой дробилки, при этом обычно предусматривается возможность регулирования высоты отверстия тем или иным способом. Такой агрегат выпускает, например, британская компания Dig A Crusher Limited.

Однако недостатком такой щековой дробилки является загрузочный бункер, который образуется между подвижной щекой и стационарной щекой щековой дробилки. Весь материал, подаваемый в щековую дробилку и вынужденный проходить через этот бункер, будет, разумеется, постепенно измельчаться до требуемого размера частиц. В любом случае, независимо от механизма перемещения подвижной щеки эта щека будет измельчать частицы материала, которые будут расположены соответствующим образом относительно пары щек. Для этого устройства также типичным является то, что более крупные частицы материала, подлежащие измельчению, будут затруднять прохождение более мелких частиц в потоке материала. Кроме того, конструкция подвижной щеки щековой дробилки должна быть очень прочной и, следовательно, весьма тяжелой. Поэтому вследствие своей большой массы подвижная щека щековой дробилки при перемещении создает большую силу инерции, которая заставляет вибрировать стрелу экскаватора, несущую подвижную щеку, что сокращает срок службы стрелы. Из-за большой массы скорость перемещения щеки также ограничена, поэтому для ее управления требуется высокая эффективность гидравлической системы. Кроме того, поскольку щека может производить только одно дробящее действие во время каждого возвратно-поступательного цикла, производительность щековой дробилки остается довольно низкой. При этом вышеуказанное явление, препятствующее сквозному прохождению мелких частиц материала, также способствует уменьшению мощности дробления такого устройства.

С другой стороны, известны устройства, называемые грохотами, в которых материал, главным образом, просеивается, однако, при этом производится также измельчение комьев земли или соответствующих кусков относительно мягкого или хрупкого материала при помощи нескольких вращающихся барабанов. В таких грохотах ножи обычно приваривают в промежутках между дисками, предусмотренными в барабане, при этом указанные ножи перемещают материал, поступающий в устройство через промежутки между дисками к отвалу грохота. Такие устройства изготавливает, например, финская компания ALLU Finland Oy. Кроме того, такие устройства представлены, например, в описании изобретения JP 2001293385 или в описании полезной модели DE 202 05 892.

Измельчение материала в таких устройствах происходит только в том случае, если он является достаточно хрупким или мягким. Эти устройства основаны на так называемой гравитационной подаче, при которой материал измельчается только в том случае, если удар ножа является достаточным для разрушения материала. С другой стороны, проблема, возникающая с таким грохотом, связана с очень высокой плотностью материала, поступающего в ковш. Такой материал имеет тенденцию застревать в ковше. Это связано с тем, что барабаны устройства вместе с их ножами перемещают материал только в своем собственном пространстве, в то время как остальной материал, находящийся внутри ковша, не пропускается в барабаны. Для того чтобы предотвратить застревание материала, грохот обычно делают очень мелким. Это позволяет улучшить поток материала к барабанам и сделать его более однородным. Однако конструкция известных грохотов не предназначена для измельчения кусков твердых минеральных материалов, при этом весь материал, который после цикла отсеивания является более крупным, чем внутреннее пространство между дисками, выгружается в отдельный отвал. Вследствие этого устройство создает большой шум, нарушающий окружающую среду, при просеивании материала, богатого горной породой. Грохот не может измельчать горную породу, поэтому она остается внутри ковша, беспорядочно перемещаясь. Если конструкция устройства имеет низкое качество, шум, создаваемый грохотом, без труда распространяется в окружающей среде устройства.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить способ и устройство для реализации этого способа с целью устранения вышеуказанных недостатков. Эта задача решена при помощи способа и устройства для измельчения минерального материала согласно настоящему изобретению с характеристиками, которые определены в формуле изобретения.

В частности, вышеописанные проблемы можно решить способом, содержащим отличительные признаки, описанные в отличительной части пункта 1 формулы изобретения. С другой стороны, такой способ можно реализовать при помощи устройства, содержащего отличительные признаки, описанные в отличительной части пункта 6 формулы изобретения.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

В основе изобретения лежит идея о возможности быстрого отделения довольно большого количества мелкой фракции, часто содержащейся в измельчаемом материале, чтобы предотвратить возникновение нежелательных помех во время выполнения операции измельчения.

Изобретение обладает значительными достоинствами. Так, мелкая фракция материала, которая содержится в измельчаемых строительных отходах, свободно проходит через сито и частично принудительно выводится из дробильного пространства устройства ножами барабанов, предусмотренными в устройстве, через промежутки между устройством и дисками в барабанах. Это позволяет значительно повысить мощность измельчения устройства, поскольку эта мелкая фракция материала больше не мешает процессу измельчения. В то же время устройство оказывает ударное действие и производит измельчение материала до требуемого размера частиц уже в процессе его транспортирования в барабан измельчителя, таким образом, улучшая и ускоряя обработку материала в устройстве.

Обеспечение в устройстве согласно изобретению предварительного отсева мелкой фракции материала позволяет минимизировать проблемы измельчения, которые вызывает мелкая фракция материала. Такое решение дает возможность сделать ковш значительно более глубоким, чем раньше, и минимизировать вредные шумовые эффекты, связанные с измельчением материала. На практике шум, создаваемый устройством согласно изобретению, фактически меньше 80 дБ на расстоянии 15 м от устройства.

Данное устройство предпочтительно может содержать только один фактический измельчающий барабан, ножи которого измельчают крупные частицы, содержащиеся в материале, об отражательную плиту устройства. Отражательная плита предпочтительно снабжена изнашиваемыми элементами с карбидным покрытием, которые обладают чрезвычайно высоким сопротивлением истиранию. Расстояние между отражательной плитой и измельчающим барабаном определяет размер частиц готового измельченного материала. Поэтому размер частиц можно легко регулировать, изменяя позицию отражательной плиты.

Один или более барабанов, предусмотренных в устройстве, содержат диски, которые выступают из них и которые снабжены ножами. Эти ножи создают сосредоточенную нагрузку на измельчаемый материал, обеспечивая простоту его измельчения.

Если устройство содержит несколько барабанов, другие барабаны служат в качестве транспортеров крупных частиц, содержащихся в материале, и одновременно также в качестве сит для мелкой фракции. Число ножей в барабанах изменяется в зависимости от эффективной ширины ковша. Если эффективная ширина составляет порядка 70-130 см, то число ножей предпочтительно изменяется от десяти до двадцати, при этом ножи равномерно распределены вдоль окружности барабана. Во время одного цикла вращения измельчающего барабана ножи совершают от 2 до 4 разрушающих ударов об измельчаемый материал. Поскольку ножи находятся на одинаковом расстоянии друг от друга, и только один нож в один момент времени ударяет о материал, всю разрушающую силу можно всегда направить только к одному ножу. Благодаря этому, обеспечивается эффективное измельчение материала.

Скорость вращения барабанов в устройстве также гораздо выше, чем скорость перемещения щеки в щековой дробилке. Это значительно увеличивает мощность устройства согласно изобретению по сравнению со щековой дробилкой. В проведенных испытаниях была получена производительность измельчения, более чем в два раза превышающая производительность этих конкурентных устройств.

Статическая балансировка барабанов устройства предотвращает вызываемую ими вибрацию устройства или стрелы экскаватора, что обеспечивает более длительный срок эксплуатации стрелы и устройства.

Мощность измельчения данного устройства можно также значительно увеличить за счет маховых колес, установленных в измельчающем барабане, энергия движения которых в экстренной ситуации может даже утроить временную мощность измельчения устройства и обеспечивать измельчение даже твердых материалов. Экспериментальные испытания также показали, что среднее потребление мощности устройством согласно изобретению составляет примерно одну треть от максимальной мощности щековой дробилки.

Другие достоинства, обеспечиваемые изобретением, представлены ниже в более подробном описании конкретных вариантов осуществления изобретения.

Краткое описание чертежей

Ниже приведено более подробное описание некоторых предпочтительных вариантов осуществления изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых представлены:

фигура 1 - схематический аксонометрический вид под углом спереди с частичным разрезом, показывающий первый предпочтительный вариант осуществления данного устройства,

фигура 2 - вид в разрезе по оси А-А устройства с фигуры 1,

фигура 3 - вид в разрезе по оси В-В устройства с фигуры 1,

фигура 4 - схематический аксонометрический вид под углом спереди с частичным разрезом, показывающий второй предпочтительный вариант осуществления данного устройства,

фигура 5 - вид в разрезе по оси С-С устройства с фигуры 4 и

фигура 6 - вид в разрезе по оси D-D устройства с фигуры 4.

Осуществление изобретения

Представленные чертежи не показывают способ и устройство для измельчения минерального материала в масштабе, но являются схематическими и иллюстрируют конструкцию и функционирование показанных предпочтительных вариантов осуществления в принципе. Конструктивные детали, обозначенные ссылочными номерами на прилагаемых чертежах, соответствуют конструктивным деталям с такими же ссылочными номерами, указанным в данном описании.

Как показано на фигурах 1, 2 и 3 и, соответственно, на фигурах 4, 5 и 6, данное устройство для реализации способа измельчения минерального материала содержит по меньшей мере следующие конструктивные детали. Для упрощения в двух вариантах осуществления устройства одинаковые ссылочные номера обозначают одинаковые элементы.

Первый показанный элемент представляет собой ковш 1, который образует опорную раму устройства, и соединительное средство 2, при помощи которого ковш соединяется с рабочей машиной, известной как таковой, например с экскаватором (не показан отдельно). Как и в известных конструкциях, ковш содержит боковые стенки 3, козырек 4, соединяющий боковые стенки, и днище 5, выступающее в направлении задней части ковша. Кроме того, в ковше предусмотрена зона, называемая дробильным пространством 6, которая ограничена крышкой 7, противоположной днищу, и измельчителем 8, который проходит, по существу, через все дробильное пространство и отделяет дробильное пространство от разгрузочного отверстия 9. Если дробильное пространство 6 предпочтительно образовано вблизи измельчителя, пространство между дробильным пространством и зевом ковша называется камерой 6а хранения.

В представленных вариантах осуществления измельчитель 8, в свою очередь, включает по меньшей мере один транспортировочный и отсеивающий барабан 10 и один измельчающий барабан 11. Устройство может не содержать транспортировочных и отсеивающих барабанов или содержать несколько транспортировочных и отсеивающих барабанов. Так, например, используя два транспортировочных и отсеивающих барабана, можно улучшить предварительный отсев материала, поступающего в ковш. В представленных вариантах осуществления барабаны установлены на параллельных осях 12 и 13 таким образом, что они могут вращаться в одном и том же направлении. На противоположных концах оси 13 измельчающего барабана 11 предпочтительно устанавливают два маховых колеса 14, энергию движения которых можно использовать для увеличения усилия измельчения. Так, например, в изготовленном опытном экземпляре данного устройства суммарная масса этих маховых колес составляла около 700 кг. Прикрепление маховых колес к оси измельчающего барабана при помощи фрикционного соединения обеспечивает одновременно простую и эффективную защиту от перегрузки, которая позволяет избежать чрезмерно больших нагрузок оси.

Транспортировочный и отсеивающий, а также измельчающий барабаны 10 и 11 получают движущую энергию согласно настоящему изобретению, например, от двух гидравлических двигателей 15, которые также установлены на противоположных сторонах ковша. Как показано на фигурах 3 и 6, в этом варианте осуществления механическая передача от гидравлического двигателя на оси 12 и 13 осуществляется при помощи цепной передачи 16, в то время как перегрузка барабанов предотвращается известным способом, например, при помощи клапана сброса давления (более подробное пояснение в данном описании не приводится). В этих вариантах осуществления механическая передача выполнена в виде прямой передачи. Однако возможно также изменение передаточного отношения механической передачи, например, при помощи зубчатого редуктора или при помощи изменения числа зубьев цепных колес, если для измельчения требуются большие периферические силы. Конечно, механическая передача может быть также выполнена с использованием других компонентов, известных в данной области. Для защиты механической передачи в устройстве ее предпочтительно устанавливать за пределами рамы, внутри кожухов 17, присоединенных к наружным поверхностям противоположных боковых стенок 3.

Систему подшипников механической передачи защищают при помощи грязезащитного кольца и смазки. Смазку предпочтительно закачивают сквозь подшипник, через полость в обойме подшипника, за пределы грязезащитного кольца и в карман в обойме подшипника, а оттуда - из промежутков между осью и рамой обоймы подшипника в дробильное пространство 6. В процессе нанесения смазки пыль и грязь, которые могут попадать в карман, также удаляются. В изготовленном опытном образце данного устройства ниппель для смазки и полость в обойме подшипника находятся на противоположных сторонах обоймы подшипника.

В измельчителе 8 минералы, а также другие материалы, поступающие в дробильное пространство, такие как органические или металлические материалы, измельчаются, в частности, ножами 19, которые, по существу, жестко прикрепляются к измельчающему барабану 11 и дискам 18, выступающим из его оси 13, или в промежутках между параллельными дисками, например, при помощи сварки, и которые снабжены сменными пластинами из твердого сплава. Такие ножи предпочтительно установлены аналогичным образом также в транспортировочных и отсеивающих барабанах 10, где они не только способствуют перемещению материала к измельчающему барабану, но также выполняют предварительное измельчение и отсеивание материала. Благодаря наличию транспортировочных и отсеивающих барабанов, размер отсеиваемых частиц материала изменяется не только в зависимости от взаимного расположения транспортировочных и отсеивающих барабанов и измельчающих барабанов, но также в зависимости от шага между дисками, выступающими из барабанов. Так, например, в изготовленном опытном образце данного устройства частицы, диаметр которых менее 45 мм, отсеиваются через промежутки между транспортировочным и отсеивающим барабаном и измельчающим барабаном.

Обычно в каждом промежутке между дисками 18, которые расположены с одинаковым шагом и выступают из барабана параллельно друг другу, предусмотрен только один нож 19. При этом ножи расположены в промежутках между дисками со сдвигом по фазе, таким образом, чтобы в один момент времени только один нож мог ударять об измельчаемые частицы с максимальной эффективностью удара.

Так, например, в изготовленном опытном образце данного устройства с шириной дробильного пространства около 70 см сдвиг по фазе соседних ножей 19 составлял 108 градусов. Однако такой сдвиг по фазе зависит от общей ширины дробильного пространства 6. Барабаны 10 и 11 такого типового ковша 1, имеющего ширину 70 см, содержат десять ножей. Разделив 360 градусов периметра круга на число этих ножей, получим смещение в 36 градусов, при котором сдвиг по фазе ножей теоретически может образовать спиральное размещение в каждом барабане. Для того чтобы теоретически вся мощность измельчения устройства в один момент времени была направлена только на один нож, теоретический угол в градусах, полученный выше, умножается на коэффициент 3, при этом конечный результат равен 108 градусам. Если выбрать величину множителя, равную числу, на которое также делится вышеуказанное теоретическое смещение, т.е. в данном случае 36 градусов, то при этом обеспечивается сохранение статического баланса барабана. В соответствии с этим, если вместо 36 градусов установить соседние ножи со сдвигом фазе 108 градусов, можно получить достаточно длительное время, чтобы направить измельчаемую частицу к дискам 18 измельчающего барабана 11 и таким образом обеспечить удар соседнего ножа 19 о частицу.

Если рассмотреть транспортировочный и отсеивающий, а также измельчающий барабан ковша 1, имеющего ширину 100 см, то суммарное число ножей 19 составит пятнадцать. Если с учетом вышесказанного периметр круга, т.е. 360 градусов, разделить на 15, то получим 24 градуса. Умножив эту величину на коэффициент 4 (теоретически возможен также коэффициент 2), получим в результате 96 градусов. Иными словами, соседние ножи можно установить со сдвигом по фазе 96 градусов, чтобы получить оптимальный результат измельчения и функционирования.

Если ковш 1 имеет ширину 130 см и каждый из транспортировочных и отсеивающих, а также измельчающих барабанов содержит двадцать ножей 19, то 360/20=18. При этом предпочтительно использовать сдвиг по фазе 6×18=108 градусов между соседними ножами, т.е. такой же, как в ковше 1 шириной 70 см. Это расположение осуществляется таким образом, что цикл ножей начинается на одном конце со смещением 108 градусов, при этом посредине сдвиг по фазе составляет 108-18=90 градусов, в то время как сдвиг по фазе 108 градусов затем добавляется к остальной части. Ножи можно, конечно, располагать различными альтернативными способами, однако, в данной работе эти способы отдельно не исследовались.

Вышеописанное расположение ножей 19 позволяет обеспечивать удар только одного ножа в один момент времени о минеральную частицу или о соответствующую частицу, подлежащую измельчению, а во время того же самого цикла вращения измельчающего барабана 11 - от двух до четырех ножей в зависимости от размера минеральной частицы. Описанное расположение обеспечивает также статический баланс барабанов.

Измельчитель 8 содержит также сито 20, расположенное между днищем 5 и первым транспортировочным и отсеивающим барабаном 10 или при его отсутствии - измельчающим барабаном 11. Сито 20 позволяет выгружать материал, имеющий предварительно заданный размер, из дробильного пространства. С другой стороны, отражательная плита 21, которая проходит в направлении измельчающего барабана, установлена между измельчающим барабаном и крышкой 7. Эта отражательная плита предпочтительно имеет шарнирное соединение с рамой ковша 1, например с крышкой, в направлении подачи материала и в позиции, перпендикулярной этому направлению подачи. Шарнирная точка 22 отражательной плиты предпочтительно защищена, например, защитной стенкой 23, как показано на фигуре 2, чтобы предотвратить повреждение соединения от ударов минеральных частиц, поступающих в ковш. Отражательная плита, по существу, неподвижно прикреплена к раме ковша, предпочтительно - к ее крышке или к конструкции, связанной с ней, при помощи механических крепежных элементов. В варианте осуществления, показанном на чертежах, это соединение осуществляется при помощи соединения 24 болта и гайки. Такое шарнирное соединение отражательной плиты с конструкцией рамы ковша позволяет простым способом регулировать расстояние между отражательной плитой и измельчающим барабаном. Отражательную плиту можно оснастить, например, изнашиваемыми элементами 25 с карбидным покрытием, обладающими чрезвычайно высоким сопротивлением истиранию. Кроме того, отражательная плита может быть полностью покрыта таким материалом или выполнена из другого материала, обладающего очень высоким сопротивлением истиранию.

В данном варианте осуществления регулировка расстояния осуществляется при помощи подъемных элементов 26, расположенных между отражательной плитой 21 и крышкой 7 и прикрепленных болтовым соединением 24, соединяющим отражательную плиту с крышкой. Однако можно также регулировать расстояние при помощи гофрированной мембраны, при этом регулировка расстояния может осуществляться даже с использованием дистанционного управления. В показанном варианте осуществления устройство пригодно для измельчения материала с получением размера частиц от минимум 50 мм до максимум 150 мм.

Ножи 19 и отражательные плиты 21 измельчающего барабана 11 взаимодействуют таким образом, что нож прижимает частицу материала к отражательной плите и измельчает ее под действием последовательных ударов, при этом размер частиц определяется расстоянием между отражательной плитой и измельчающим барабаном, т.е. образующейся горловиной 27.

Если сравнить друг с другом два варианта осуществления устройства, показанных на фигурах 1-3 и 4-6, то, во-первых, можно видеть, что камера 6 хранения устройства с фигуры 3-6 значительно больше, чем соответствующая камера 6 хранения устройства, показанного на фигурах 1-3. Это обеспечивается увеличением размера не только боковых стенок 3, но и сита 20. Эту увеличенную площадь поверхности можно также использовать, чтобы снабдить сито перфорацией 28 для улучшения предварительного отсева, который выполняется при помощи сита. Кроме того, в сите предусмотрен гребнеобразный элемент 29, который выступает в сторону транспортирующего и отсеивающего или измельчающего барабана 10 и 11, ближайшего к нему.

В варианте осуществления, показанном на фигурах 1-3, транспортировочные и отсеивающие барабаны 10 и измельчающий барабан 11 расположены по существу перпендикулярно относительно днища 5 ковша, что позволяет подвергать материал в камере хранения и дробильном пространстве 6а и 6 ковша 1 измельчению в нескольких барабанах в течение более длительного периода времени. Если сравнить это решение с вариантом осуществления, показанном на фигурах 4 - 6, то можно видеть, что в последнем устройстве транспортировочные и отсеивающие барабаны 10 и измельчающий барабан расположены в плоскости, которая образует угол, по существу, равный 45 градусам, относительно днища 5 ковша. Такое решение позволяет использовать силу тяжести, действующую на измельчаемый материал, для того, чтобы ускорить прохождение через устройство материала, содержащегося в ковше. В то же время, поток материала усиливается, если отражательная плита имеет несколько более прямолинейную форму. При этом образуется горловина 27 устройства, которая имеет более простую форму, которая сужает струю материала, выходящего из устройства, упрощает его управление и направляет его непосредственно к цели.

Изменяя размер и местоположение установки барабанов, снабженных ножами 19, в данных устройствах, можно также оказывать влияние на результат измельчения. Так, например, удлинение ножей, как показано на фигурах 4 и 5, от наружной периферии дисков 18, к которым они прикреплены, в то же время заставляет их глубже проникать в промежутки 30 между дисками соседнего барабана, а также в гребень 29, предусмотренный на наружной кромке барабана. С одной стороны, такое решение обеспечивает предварительный отсев, который образует относительно мелкую фракцию измельченного продукта. С другой стороны, это позволяет гораздо проще удалять арматурные стержни, содержащиеся в измельчаемом бетоне. В частности, серьезная проблема измельчения заключается в том, что бетонная арматура наматывается на транспортировочные и отсеивающие, а также на измельчающие барабаны 10 и 11. При вращении в обратном направлении таких вышеуказанных барабанов, снабженных ножами, которые выступают в большей степени, ножи прижимаются к арматурным стержням, которые могут обматываться вокруг барабанов, разматывая, таким образом, арматурные стержни, намотанные вокруг барабана.

Кроме того, как наглядно показано на фигурах 2 и 5, эксплуатационные свойства устройства можно модифицировать, изменяя позицию и угол наклона соединительной конструкции 2 относительно днища 5 ковша. Вследствие этого наклон во втором варианте осуществления, который является более крутым и имеет угол около 23 градусов, обеспечивает особенно хорошие условия для использования силы земного притяжения при измельчении материала. Если экскаватор соединяется с устройством, показанным на фигурах 4-6, движение поворотного цилиндра экскаватора можно использовать еще более эффективно.

Устройства, описанные выше, используются следующим образом.

Устройство монтируют на экскаваторе вместо обычного ковша 1 при помощи соединительной конструкции 2, предпочтительно - таким образом, чтобы камера хранения и дробильное пространство 6а и 6 были открыты с противоположной стороны от оператора рабочей машины, а разгрузочное отверстие 9 было ориентировано в направлении оператора. Это обеспечивает простоту поворота в вертикальную позицию и контроля выполнения операций отсева и измельчения. Поскольку соединительное средство является симметричным, устройство можно также устанавливать на экскаваторе в обратном направлении.

Применение устройства осуществляется в соответствии со следующей процедурой.

Оператор набирает в камеру хранения и дробильное пространство 6а и 6 устройства, например строительные отходы или другой минеральный материал, подлежащий обработке. На этом этапе транспортировочный и отсеивающий, а также измельчающий барабаны 10 и 11 устройства еще не вращаются. Поскольку устройство соединяется с транспортным средством, ковш может быть перемещен к тому месту, где должен быть выгружен измельченный материал.

Когда ковш 1 находится в рабочем положении, он начинает наклоняться, при этом минеральный материал под действием силы тяжести перемещается из камеры 6а хранения к измельчителю 8, который установлен в дробильном пространстве 6. На этом этапе также начинается вращение одного или более барабанов, установленных в устройстве. Если устройство содержит более чем один барабан, они расположены, по существу, параллельно и вращаются в одном направлении. Далее устройство продолжает наклоняться, при этом разгрузочное отверстие 9 оказывается, по существу, в горизонтальной плоскости, и материал, находящийся в дробильном пространстве 6, под действием силы тяжести и, возможно, транспортировочных и отсеивающих барабанов 10 перемещается к измельчающему барабану 11. При перемещении материала к измельчающему барабану по меньшей мере часть материала попадает на сито 20, при этом фракция материала, имеющая достаточно малый диаметр, поступает к разгрузочному отверстию 9 уже на этом этапе. Для улучшения сепарации сито кроме гребнеобразных выступов, направленных к транспортировочному и рассеивающему или измельчающему барабану, может быть снабжено специальной перфорацией 28. В этом случае размер частиц фракции материала в поперечном сечении не превышает заданную величину.

Когда материала подходит вначале к транспортировочным и отсеивающим барабанам 10, которые могут быть предусмотрены в устройстве, а затем - к измельчающему барабану 11, он также подвергается механической обработке и передается на ножи 19, предусмотренные в этих барабанах. Ножи расположены между дисками 18, выступающими от оси вращающегося барабана, и осуществляют предварительное измельчение материала, при этом достаточно мелкая фракция материала, имеющая предварительно заданный диаметр, также может быть выгружена, на этот раз - через промежутки, образованные между барабанами и дисками.

И, наконец, самая крупная фракция материала, которая остается в дробильном пространстве 6, направляется, главным образом, транспортировочными и отсеивающими барабанами 10 и поступает к измельчающему барабану 11, который прижимает частицы фракции материала к отражательной плите 21 и разрушает и измельчает их многократными ударами ножей 19.

Если устройство не содержит транспортировочного и отсеивающего барабана 10, материал поступает непосредственно к ситу 20. Мелкая фракция материала фракция проходит сквозь сито, в то время как крупная фракция материала поступает в измельчающий барабан 11, который подвергает эту фракцию материала механической обработке и измельчению ножами 19.

И, наконец, измельченная фракция материала, имеющая достаточно малое поперечное сечение, поступает к разгрузочному отверстию 9 через горловину 27 между измельчающим барабаном и отражательной плитой. Барабаны устройства продолжают вращаться до тех пор, пока выходящий поток материала не уменьшится в значительной степени или не прекратится совсем. Во время вращения барабанов ковш можно наклонять по мере необходимости.

Если оператор удовлетворен результатом измельчения, барабаны останавливаются и новый материал подается в дробильное пространство устройства.

Размер частиц, получаемых при помощи измельчающего барабана 11, можно регулировать, изменяя расстояние между отражательной плитой 21 и измельчающим барабаном. Это осуществляется, например, при помощи подъемных элементов 26, установленных между отражательной плитой и рамой устройства.

Для специалистов в данной области техники очевидно, что в качестве технологического усовершенствования основная идея технического решения, описанная выше и иллюстрированная чертежами, может быть осуществлена множеством различных способов. Поэтому изобретение и варианты его осуществления не ограничиваются описанными выше примерами, но могут изменяться в пределах объема изобретения, который определяется прилагаемой формулой изобретения.

Способ и устройство предназначены для измельчения минеральных и органических материалов. Ковш (1) образует опорную раму на рабочей машине. Боковые стенки (3) ковша, козырек (4), днище (5) и крышка (7) образуют камеру (6а) хранения и дробильное пространство (6). Измельчитель (8) установлен в плоскости под углом от перпендикуляра днища ковша, проходит через дробильное пространство и отделяет его от разгрузочного отверстия (9). Ножи (19) барабана (10, 11) выступают от оси (12, 13) между дисками (18). Отражательная плита (21) соединена с рамой с возможностью поворота и служит для приема материала в измельчающий барабан (11). Устройство содержит средство для отделения и выгрузки из ковша материала заданной фракции. Материал подают из камеры хранения в дробильное пространство для измельчения ударами ножей (19) и перемещают под действием силы тяжести по уклону ковша. Мелкие частицы предварительно отделяют в дробильном пространстве. Вращают измельчитель. Материал подают на транспортировочный и отсеивающий барабан (10) для предварительного измельчения и перемещают к измельчающему барабану. Выгружают мелкую фракцию. Диски барабана уменьшают размер частиц и одновременно перемещают материал к отражательной плите. Частицы материала соответствующего размера выгружают через промежутки между дисками. Оставшийся материал подвергают ударам ножей. Ножи измельчающего барабана прижимают материал к отражательной плите и уменьшают его. Частицы материала с соответствующим размером выгружают из дробильного пространства. Обеспечивается быстрое отделение мелкой фракции материала для предотвращения помех во время измельчения. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ измельчения минерального материала, согласно которому минеральный материал подают в дробильное пространство (6) ковша (1), где он подвергается ударам ножей (19), уменьшающим размер его частиц, при этом частицы минерального материала с размером, соответствующим предварительно заданному размеру поперечного сечения, выгружают из дробильного пространства, отличающийся тем, что при загрузке в ковш (1) минеральный материал вначале заполняет камеру (6а) хранения, расположенную перед дробильным пространством (6), путем наклона ковша обеспечивают перемещение минерального материала под действием силы тяжести по непрерывному уклону из камеры (6а) хранения к измельчителю (8), предусмотренному в дробильном пространстве (6) и установленному в плоскости, которая образует угол, отклоняющийся от перпендикуляра относительно днища (5) ковша, в дробильном пространстве мелкие частицы, соответствующие предварительно заданному размеру, вначале отделяют от минерального материала, поступающего в измельчитель, после чего начинают вращение измельчителя, предусмотренного в устройстве, минеральный материал, оставшийся в дробильном пространстве (6), подают по меньшей мере на один транспортировочный и отсеивающий барабан (10), который вращается вокруг оси (12) и перемещает материал по меньшей мере к одному измельчающему барабану (11), при этом транспортировочный и отсеивающий барабан предварительно измельчает материал, и достаточно мелкая фракция материала, имеющая предварительно заданный диаметр, также может быть выгружена, минеральный материал поступает по меньшей мере на один измельчающий барабан (11), который предусмотрен в дробильном пространстве и который вращается вокруг оси (13), при этом измельчающий барабан (11) ударяет своими ножами (19), расположенными между дисками (18), выступающими из оси (13) измельчающего барабана, по меньшей мере по части потока материала, уменьшая размер частиц минерального материала и одновременно перемещая минеральный материал к отражательной плите (21), в то время как частицы минерального материала с размером, соответствующим предварительно заданному размеру поперечного сечения, выгружают из дробильного пространства (6) через промежутки между дисками, а минеральный материал, оставшийся в дробильном пространстве, подвергается ударам ножей (19) измельчающего барабана (11), которые прижимают его к отражательной плите (21) и уменьшают размер его частиц, при этом частицы минерального материала с размером, соответствующим предварительно заданному размеру поперечного сечения, выгружают из дробильного пространства.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в дробильном пространстве (6) по меньшей мере часть потока материала поступает на сито (20), через которое частицы минерального материала с размером, соответствующим предварительно заданному размеру поперечного сечения, незамедлительно выгружают из дробильного пространства.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в дробильном пространстве (6) минеральный материал поступает по меньшей мере на один транспортировочный и отсеивающий барабан (10), а также на измельчающий барабан (11), которые предусмотрены в дробильном пространстве и которые вращают в одном направлении вокруг параллельных осей (12, 13), при этом транспортировочный и отсеивающий барабан (10) своими ножами (19), расположенными между дисками (18), выступающими от оси барабана, производит удары по меньшей мере по части потока материала, уменьшая размер частиц и одновременно перемещая минеральный материал к измельчающему барабану (11), причем частицы минерального материала с размером, соответствующим предварительно заданному размеру поперечного сечения, выгружают из дробильного пространства (6) через промежутки между дисками барабанов, а также через промежутки между соседними барабанами.

4. Способ по пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что позицию отражательной плиты (21) относительно измельчающего барабана (11) регулируют для того, чтобы изменять размер частиц, получаемых в результате измельчения.

5. Способ по пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что на ось (13) измельчающего барабана (11) действует по меньшей мере одно маховое колесо (14).

6. Устройство для измельчения минерального материала, содержащее ковш (1), устанавливаемый на рабочую машину и образующий опорную раму, при этом ковш включает боковые стенки (3), козырек (4), соединяющий боковые стенки друг с другом, днище (5), выступающее с задней стороны ковша, и крышку (7), расположенную со стороны, противоположной днищу, образующие камеру (6а) хранения и дробильное пространство (6), при этом через все поперечное сечение дробильного пространства проходит измельчитель (8), который отделяет дробильное пространство от разгрузочного отверстия (9), измельчитель содержит по меньшей мере один барабан (10, 11), снабженный ножами (19), которые предназначены для уменьшения размера частиц минерального материала, подаваемого в дробильное пространство (6), ножи (19) включают диски, выступающие от оси (12, 13) в барабане, причем ножи расположены между ними, при этом промежутки между дисками образуют средства, позволяющие выгружать частицы минерального материала с размером, соответствующим предварительно заданному размеру поперечного сечения, при этом измельчитель содержит также отражательную плиту (21), которая соединена с рамой ковша (1) с возможностью поворота и служит для приема минерального материала, поступающего в измельчающий барабан, и в качестве противоположной поверхности для ножей измельчающего барабана, отличающееся тем, что перед дробильным пространством (6) в ковше (1) предусмотрена камера (6а) хранения для приема измельчаемого минерального материала, при этом устройство содержит также средство для отделения и выгрузки из ковша предварительно заданной фракции материала, а измельчитель (10, 11) установлен в плоскости, которая образует угол, отклоняющийся от перпендикуляра относительно днища (5) ковша.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что барабаны, снабженные ножами (19), представляют собой измельчающий барабан (11) и по меньшей мере один транспортировочный и отсеивающий барабан (10).

8. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что ковш содержит соединительную конструкцию (2) для присоединения ковша к рабочей машине, при этом между днищем (5) ковша и указанной соединительной конструкцией образован угол, равный, по существу, 23°.

9. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что измельчитель содержит также сито (20) для направления частиц минерального материала с размером, соответствующим предварительно заданному размеру поперечного сечения, к разгрузочному отверстию (9), при этом наружная кромка сита содержит выступы, проходящие по обеим сторонам ножей ближайшего барабана с образованием гребнеобразной конструкции.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что сито содержит перфорацию для направления частиц минерального материала с размером, соответствующим предварительно заданному размеру поперечного сечения, к разгрузочному отверстию (9).

11. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что обеспечена возможность регулирования позиции отражательной плиты (21) относительно измельчающего барабана (11).

12. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что отражательная плита (21) содержит изнашиваемые элементы (25), на которые нанесено карбидное покрытие со стороны, обращенной к измельчающему барабану (11).

13. Устройство по п.7, отличающееся тем, что число транспортировочных и отсеивающих барабанов (10) составляет по меньшей мере два.

14. Устройство по любому из пп.6, 7, 13, отличающееся тем, что ножи (19) расположены между дисками (18), выступающими из транспортировочного и рассевающего, а также из измельчающего барабанов (10, 11), по существу, на одинаковом расстоянии друг от друга и параллельно друг другу, при этом только один нож находится в каждом промежутке между дисками.

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что ножи (19) расположены в промежутках (18) между дисками со сдвигом по фазе от 96° до 108°, для направления дробящей силы, создаваемой устройством, в один момент времени только от одного ножа.

16. Устройство по любому из пп.6, 7, 13, отличающееся тем, что на оси (13) измельчающего барабана (11) установлены два маховых колеса (14), расположенные на обеих сторонах оси и прикрепленные к оси измельчающего барабана при помощи фрикционного соединения.