УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ ГЛИНИСТОГО СЫРЬЯ Российский патент 2015 года по МПК B28C1/20 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к технике разделения сыпучих материалов и может быть использовано в производстве строительных материалов для очистки глинистых пород от крупных инородных включений перед измельчением.

Уровень техники

Известно устройство для сортировки с разделяющей поверхностью, образованной парой шнековых вальцов, вращающихся в противоположных направлениях, образующих между собой русло, по которому перемещаются крупные фракции, при этом мелкие проваливаются в зазор между вальцами (патент SU 1645031, МПК: B07B 1/14, опубл. 30.04.1991).

Однако шнековые поверхности подвержены быстрому «зарастанию» глиной, что снижает эффективность разделения.

Наиболее широко для разделения различных пород и сыпучих материалов применяют валковые грохоты. Известны грохоты, в которых просеивающая поверхность образована параллельно расположенными вращающимися валами с закрепленными на них дисками (патент SU 1488024, МПК: B07B 1/14, опубл. 23.06.1989). Зачастую диски на валах размещают в шахматном порядке (патент RU 2101098, МПК: B07B 1/14, опубл. 10.01.1998 или патент US 4037723, МПК: B07B 13/04, опубл. 26.07.1977).

В упомянутых грохотах все валы с дисками вращаются в одном направлении, обеспечивая продвижение материала от загрузочного конца к выгрузочному. При этом мелкие частицы проваливаются в зазоры между дисками и валами, а крупные фракции перемещаются к выходу, хаотично распределяясь по всей просеивающей поверхности.

Недостатком таких устройств являются большие габариты, что обусловливает неудобство их использования. При этом в случае работы с глинистыми материалами не обеспечивается должная очистка выводимых камней от налипшего на них материала.

Известно устройство очистки, содержащее два вращающихся ротора, каждый из которых выполнен в виде набора зубчатых дисков, установленных на валу с размещением дисков одного ротора в пространстве между дисками другого ротора (патент SU 190712, МПК: A01P 7/44, опубл. 29.12.1966). Устройство позволяет очистить зерно от соломистых примесей, которые подхватываются вращающимися в противоположные стороны зубчатыми дисками роторов и выбрасываются наружу, однако для удаления камней и прочих включений из глины такое устройство не может быть использовано.

В качестве наиболее близкого аналога для заявляемого технического решения принято устройство минерального классификатора (патент на изобретение ЕР 0167178, МПК: B02C 18/18, опубл. 17.12.1982). Сходными с заявляемым решением признаками являются:

- наличие двух, установленных в корпусе с возможностью встречного вращения, параллельных валов с дисками,

- размещение валов с частичным вхождением дисков одного вала в пространство между дисками второго вала,

- выполнение дисков, как минимум, с одним срезом края, формирующим на боковой поверхности диска рабочий участок, воздействующий на материал,

- установка дисков на валах с угловым смещением каждого последующего диска относительно предыдущего с образованием упомянутыми рабочими участками винтовой дискретной поверхности, направленной на одном валу по часовой стрелке, а на другом - против нее;

- наличие механизма очистки дисков в виде установленных вдоль валов гребенок с зубьями, размещенными между дисками соответствующего вала.

Ближайший аналог характеризуется компактностью и небольшими габаритами по сравнению с известными грохотами и сортировками. Его основным недостатком является то, что срезы по краю дисков выполнены с образованием радиально выступающих зубьев, которые выполняют функции бил и оказывают сильное разрушающее воздействие на перемещаемый материал, в том числе и на инородные включения. Однако в некоторых случаях требуется избавиться от инородных включений, например камней, кусков кирпича и т.п., без их разрушения, чего на упомянутом устройстве добиться невозможно.

Раскрытие изобретения

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание компактного устройства, обеспечивающего эффективное выделение крупных фракций и инородных включений при минимальном разрушающем воздействии на них.

Достигаемый положительный технический результат заключается в обеспечении эффективного направленного вывода камней и инородных включений с их минимальным разрушением и, в то же время, с хорошей очисткой от налипшего материала.

Упомянутая задача решена и результат достигнут благодаря тому, что в устройстве для первичной обработки глинистого сырья, содержащем два параллельных встречно вращающихся вала с дисками, размещенных с частичным вхождением дисков одного вала в пространство между дисками второго вала, и механизм очистки дисков в виде установленных вдоль валов гребенок с зубьями, размещенными между дисками соответствующего вала, при этом диски выполнены, как минимум, с одним срезом края, образующим на боковой поверхности диска рабочий участок, и установлены на валах с угловым смещением каждого последующего диска относительно предыдущего с образованием упомянутыми рабочими участками винтовой дискретной поверхности, согласно изобретению рабочие участки выполнены с близкой к нулевой кривизной поверхности, не превышающей 5% от длины рабочего участка.

В отличие от ближайшего аналога в предлагаемом устройстве диски не имеют выступающих в радиальном направлении зубьев.

Срез по краю круглой дисковой заготовки выполняется таким образом, что образующийся при этом участок рабочей поверхности имеет кривизну, близкую к нулевой, а именно, когда максимальная величина отклонения профиля поверхности участка от прямой (плоскости) составляет не более 5% относительно его длины.

За счет установки на валу с угловым смещением, т.е. с поворотом каждого последующего диска относительно предыдущего, совершаемым последовательно в одном направлении, такие диски образуют своими рабочими участками дискретную винтовую поверхность. На одном валу винтовая поверхность направлена по часовой стрелке, а на другом - против часовой стрелки.

Эти винтовые поверхности подобно винтовым поверхностям шнеков формируют направляющий желоб с дискретной поверхностью, обеспечивающий направленное перемещение камней и крупных инородных включений, размер которых превышает расстояние между дисками. Камни продвигаются от загрузочного конца к выгрузочному, проталкиваемые рабочими участками дисков, при этом мелкая фракция глины просыпается в зазоры между дисками и валами.

В отличие от дробилок, имеющих радиально выступающие зубья, в предлагаемом устройстве воздействие на перемещаемый материал осуществляется только угловыми зонами дисков, образованными по сторонам от среза. В результате удаляемые включения подвергаются минимальному разрушающему воздействию со стороны вращающихся дисков, но при этом достаточному для их очистки от налипшего материала.

По сравнению с известными ситами и грохотами предлагаемое устройство более компактное. Вывод камней происходит узконаправленным потоком, что позволяет облегчить сбор и уменьшить размеры бункера-накопителя для выделяемых фракций.

В предлагаемом устройстве снижены нагрузки на валы, что позволило по сравнению с ближайшим аналогом снизить общую потребляемую мощность привода.

Простая форма дисков способствует технологической простоте изготовления устройства, улучшает и упрощает очистку дисков в процессе работы.

Срезаемый кусок круглой дисковой заготовки близок по форме к форме сегмента (фиг. 1). Целесообразно на дисках выполнить не один, а несколько таких срезов, расположенных равномерно по периметру диска. В этом случае образуется форма диска, близкая к форме правильного многоугольника (фиг. 2).

Увеличение количества срезов, а значит и рабочих участков (т.н. «граней») диска, способствует повышению плавности работы, уменьшению биений и пульсации в процессе работы устройства, что способствует снижению нагрузок на валы и привод.

Оптимальное количество «граней» составляет от пяти до восьми. Увеличение числа «граней» более восьми нецелесообразно, т.к. это существенно усложняет технологию изготовления, не обеспечивая при этом существенного улучшения работы устройства.

В конкретном примере реализации устройства каждый последующий диск на валу смещен относительно предыдущего на угол 5°.

Еще одним отличительным признаком предлагаемого устройства является выполнение механизма очистки дисков в виде плоских горизонтальных гребенок, т.е. пластин с прямоугольными открытыми пазами по одному продольному краю, формирующими зубья гребенки. В предлагаемом устройстве гребенки не только выполняют функции очищающего механизма. Они жестко соединены с поперечными балками, несущими подшипниковые опоры валов, с образованием замкнутой несущей рамы. Благодаря такому совмещению функций упрощается конструкция устройства, снижается его металлоемкость, т.к. элементы корпуса выполняют функции механизма очистки. С опорой на несущую раму устанавливаются продольные и поперечные элементы кожуха, выполняющие ограждающие функции.

Благодаря такой сборно-разборной конструкции корпуса облегчается ремонт и техническое обслуживание устройства.

Для повышения эффективности и надежности работы устройство снабжено двумя направляющими блоками, размещенными над валами симметрично относительно продольной оси устройства. Каждый направляющий блок включает совокупность разнесенных вдоль соответствующего вала поперечных пластин, входящих в пространство между дисками этого вала оппозитно дискам второго вала. Эти пластины выполнены со скошенными в направлении продольной оси устройства верхними гранями, образующими дискретную наклонную поверхность, и соединены между собой продольным элементом кожуха, установленным с опорой на несущую раму.

Поперечные пластины перекрывают пустое пространство между стенками корпуса и валами, способствуют направленному перемещению массы материала в рабочую зону между валами и снижают вероятность закусывания камней, которые, как известно, имеют неидеально круглую форму и могут проскальзывать между дисками в междисковое пространство, вызывая заклинивание валов.

Краткое описание чертежей

Возможность промышленной осуществимости предлагаемого технического решения подтверждается приведенным ниже примером. Пример поясняется чертежами, где изображены:

на фиг. 1 - возможные примеры выполнения дисков с одним срезом;

на фиг. 2 - возможные примеры выполнения дисков с несколькими срезами;

на фиг. 3 - общий вид устройства со снятой передней стенкой кожуха, изометрия (диски на этом и последующих чертежах показаны упрощенно-схематично);

на фиг. 4 - вид А с фиг. 3 (блоки направляющих пластин и стенки кожуха сняты);

на фиг. 5 - вид В с фиг. 4;

на фиг. 6 - вид C с фиг. 5;

на фиг. 7 - устройство в частично-разобранном виде, изометрия.

Осуществление изобретения

Устройство для первичной обработки глинистого сырья (фиг. 3) содержит два параллельных вала 1 и 2 с дисками 3, установленных в подшипниковых опорах 4 с возможностью встречного вращения, и механизм очистки дисков, выполненный в виде установленных вдоль валов плоских гребенок 5 с зубьями, размещенными в пространстве между дисками соответствующего вала. Гребенки 5 жестко соединены с поперечными балками 6, несущими подшипниковые опоры 4 валов с образованием замкнутой несущей рамы, на которую установлены продольные 7 и поперечные 8 элементы кожуха.

Как видно на фиг. 4-6 диски на валах 1 и 2 размещены в шахматном порядке так, что диски вала 1 частично заходят в пространство между дисками вала 2 и наоборот, частично перекрывая рабочие зоны друг друга.

Расстояние между двумя соседними дисками на каждом валу соответствует минимальному размеру включений, подлежащих удалению. Для обеспечения заданного расстояния между дисками 3 могут быть установлены дистанционные втулки либо диски могут быть жестко закреплены на валу, например посредством сварки, как в конкретном примере осуществления.

Под «диском» согласно толковому словарю понимается предмет в виде плоского круга, либо деталь машины или какого-либо устройства в виде такого предмета.

Диски 3 выполнены, как минимум, с одним срезом края, образующим на боковой поверхности диска рабочий участок 9, имеющий близкую к нулевой кривизну поверхности. Примеры возможного исполнения дисков согласно изобретению приведены на фиг. 1 и 2.

Поверхность рабочего участка 9 может иметь положительную (фиг. 1а), отрицательную (фиг. 1б) или переменную (фиг. 1в) кривизну поверхности. В любом случае максимальная величина отклонения профиля поверхности участка от прямой составляет не более 5% от его длины.

Количество срезов, а значит и рабочих участков, также может быть различным: один, как на фиг. 1 (а-в), два, как на фиг. 2а, три или более, как на фиг. 2 (б-е).

Чем больше срезов на диске, тем больше его форма сходна с формой правильного многоугольника.

Диски 3 могут быть выполнены со скруглением угловых зон (фиг. 2 (б-г)).

Диски 3 на каждом валу установлены с угловым смещением на 5°, т.е. каждый последующий диск 3 на валу повернут относительно предыдущего на угол 5°. В результате такого смещения рабочие участки 9 дисков 3 располагаются по винтовой линии и образуют винтовые дискретные поверхности. Причем на одном валу упомянутая винтовая поверхность направлена по часовой стрелке, а на другом - против нее.

Гребенки 5 выполняют из пластинчатых заготовок (фиг. 7) путем формирования в них по одному продольному краю прямоугольных открытых пазов 10. В этих пазах размещаются диски 3 после сборки устройства. Гребенки 5 не только служат для очистки дисков 3 от налипшего на них материала, но и выполняют функции несущих элементов корпуса, на которые устанавливают ограждающие элементы 7 и 8 кожуха.

На продольных элементах 7 кожуха над валами, симметрично относительно продольной оси О устройства, закреплены блоки поперечных пластин 11. В каждом блоке пластины 11 разнесены между собой по длине соответствующего вала и размещены в пространстве между дисками этого вала оппозитно дискам второго вала. Верхняя грань 12 пластин 11 скошена в направлении к продольной оси устройства. Угол скоса соответствует форме дисков.

Устройство работает следующим образом.

На валы 1 и 2, вращающиеся навстречу друг другу с одинаковой скоростью, подается предварительно разрыхленное сырье. При этом пластины 11 предотвращают проваливание материала между стенками 7 кожуха и валами, а верхние скошенные грани 12 пластин 11 способствуют направленному перемещению материала к центру устройства в рабочую зону между валами 1 и 2.

Мелкая фракция глины сразу проваливается в зазоры между дисками, пластинами и валами или затягивается в эти зазоры дисками 3, попадая в бункер-приемник, размещенный под устройством (на чертежах не показан), откуда выводится для дальнейшего использования.

Крупные куски материала и инородных включений, неспособные пройти через упомянутые зазоры, увлекаются в направлении разгрузочного конца устройства рабочими участками 9 дисков 3. При этом они перемещаются с вала на вал, очищаясь от налипшего на них материала, и продвигаются вдоль валов к выгрузочному лотку, практически без разрушений.

Т. к. пространство между дисками 3 на каждом валу перекрыто пластинами 11 с одной стороны и дисками второго вала - с другой стороны, практически исключена вероятность закусывания камней, а значит и вероятность заклинивания валов.

Проходя через зазоры 10 гребенок 5 в процессе вращения, диски 3 валов очищаются зубьями соответствующей гребенки 5 от налипшего на них материала.

Устройство имеет простую конструкцию, отличается компактностью, технологической простотой изготовления и обслуживания, высокой надежностью работы.

Изобретение может быть использовано в производстве строительных материалов для очистки глинистых пород от крупных инородных включений перед измельчением. Устройство для первичной обработки глинистого сырья содержит два параллельных встречно вращающихся вала с дисками и механизм очистки дисков. Валы установлены с частичным вхождением дисков одного вала в пространство между дисками второго вала. Диски выполнены, как минимум, с одним срезом края, образующим на боковой поверхности диска рабочий участок с нулевой или близкой к ней кривизной поверхности. Диски установлены на валах с последовательным угловым смещением, в результате которого рабочие участки дисков образуют винтовую поверхность. Механизм очистки дисков выполнен в виде плоских гребенок, соединенных с поперечными балками, несущими подшипниковые опоры валов, с образованием замкнутой несущей рамы. Устройство снабжено двумя направляющими блоками поперечных пластин. Достигаемый технический результат заключается в эффективном направленном выводе камней и инородных включений при их минимальном разрушении и с хорошей очисткой от налипшего материала. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для первичной обработки глинистого сырья, содержащее два параллельных встречно вращающихся вала с дисками, размещенных с частичным вхождением дисков одного вала в пространство между дисками второго вала, и механизм очистки дисков в виде установленных вдоль валов гребенок с зубьями, размещенными между дисками соответствующего вала, при этом диски выполнены, как минимум, с одним срезом края, образующим на боковой поверхности диска рабочий участок, и установлены на валах с угловым смещением каждого последующего диска относительно предыдущего с образованием упомянутыми рабочими участками винтовой дискретной поверхности, отличающееся тем, что рабочие участки выполнены с близкой к нулевой кривизной поверхности, не превышающей 5% от длины рабочего участка.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что срезы выполнены с образованием формы диска, близкой к форме правильного многоугольника.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый последующий диск на валу смещен относительно предыдущего на угол 5°.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что гребенки выполнены в виде пластин с прямоугольными открытыми пазами по продольному краю, формирующими зубья гребенки, при этом пластины жестко соединены с поперечными балками, несущими подшипниковые опоры валов, с образованием замкнутой несущей рамы.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено двумя направляющими блоками, размещенными над валами симметрично относительно продольной оси устройства, каждый из которых включает совокупность разнесенных вдоль соответствующего вала поперечных пластин, входящих в пространство между дисками этого вала оппозитно дискам второго вала, выполненных со скошенной в направлении продольной оси устройства верхней гранью, и соединенных между собой продольным элементом кожуха, установленного с опорой на несущую раму.