КОЛОСНИК МОЛОТКОВОЙ ДРОБИЛКИ Российский патент 2015 года по МПК B02C13/284 

Изобретение относится к колоснику молотковой дробилки. Молотковая дробилка, называемая также молотковой мельницей, - это измельчающая машина, которая уже давно применяется, например, для предварительной обработки промышленного сырья, а также для измельчения вторичного сырья (отходов). Центральным элементом молотковой дробилки является ротор с горизонтально расположенным валом и вращающимися измельчающими инструментами (молотами), которые оказывают воздействие на измельчаемый материал. Их измельчающее действие первично основывается на толчковой и ударной нагрузке на загружаемый материал посредством подвижно расположенных на роторе молотов.

Молотковые дробилки могут обладать одним или несколькими роторами, которые чаще всего расположены по центру дробильной рабочей камеры. Для упрощения приведенные ниже варианты выполнения относятся к одновальной молотковой дробилке, однако аналогично их можно перенести также на молотковую дробилку с несколькими роторами.

Затем измельченный молотами загруженный материал через так называемый разгрузочный колосник, во-первых, измельчается далее и, во-вторых, выводится из машины. Имеются различные конструктивные формы такого рода колосников. Одним из возможных является так называемый стержневой колосник, который состоит из отдельных стержней, расположенных на расстоянии друг от друга. Стержни могут иметь трапециевидное сечение, так что колосник, следуя форме цилиндрического ротора, проходит вдоль определенного угла охвата более или менее параллельно наружной поверхности ротора и на расстоянии от него.

В то время как в стержневом колоснике сквозные проемы для загружаемого материала определяются расстоянием между стержнями колосника, в решетчатом колоснике создаются многочисленные дискретные сквозные отверстия, которые имеют значительно меньшую площадь поперечного сечения и поэтому позволяют выполнять сортировку согласно соответствующим формам поперечных сечений отверстий.

Подобные решетчатые колосники состоят, например, из твердого марганцовистого, хромистого или другого легированного стального литья. Во время процесса измельчения материал подвергается сильной ударной нагрузке и высокому износу вследствие трения. Имеется повышенная опасность разрушения литых деталей, хотя склонность к разрушению может быть снижена посредством снижения твердости выбранного сплава. Это происходит, однако, за счет стойкости, так как возрастает износ вследствие трения.

В литых деталях из аустенитной высокомарганцовистой стали добавляется увеличение объема при ударной нагрузке. Это является нежелательным.

Известны, наконец, решетчатые колосники, которые выполнены в виде сварных конструкций. Их недостатком является, однако, то, что твердость, прежде всего в зонах сварки, уменьшена. Имеется опасность разрыва вследствие влияния надреза в сварных швах. В этом отношении сварные швы подвержены повышенному продвижению износа. Сварными швами колосник может перекосить и тогда будет необходима его трудоемкая юстировка. Кроме того, изготовление является дорогим.

Соответственно, в основе изобретения лежит задача оптимизации соответствующего родовому понятию колосника молотковой дробилки относительно твердости, вязкости, характеристики износа и срока службы. При этом изобретение должно относиться, прежде всего, к решетчатому колоснику.

Предложен колосник молотковой дробилки, состоящий из нескольких перекрещивающихся металлических полос, имеющих, по существу, прямоугольное поперечное сечение, перпендикулярное их продольной протяженности, и соединенных друг с другом с геометрическим замыканием посредством вставленных друг в друга соответствующих выступов и впадин с образованием решетчатой структуры, причем:

- перекрещивающиеся металлические полосы соединены друг с другом так, что по меньшей мере одна основная сторона решетчатой структуры имеет форму частичной поверхности цилиндра,

- одни металлические полосы проходят параллельно валу ротора молотковой дробилки, а другие металлические полосы проходят перпендикулярно валу ротора молотковой дробилки;

- металлические полосы, проходящие перпендикулярно валу ротора молотковой дробилки, включают в себя металлические полосы, вставляемые в металлические полосы, проходящие параллельно валу ротора молотковой дробилки, и между ними с одной стороны, и металлические полосы, вставляемые в металлические полосы, проходящие параллельно валу ротора молотковой дробилки, и между ними с противоположной стороны, так что для всех конструктивных элементов существуют соответствующие опоры, которые лежат снаружи в направлении транспортировки измельчаемого материала,

- с торцевых сторон колосника металлические полосы, проходящие параллельно валу ротора молотковой дробилки, соединены друг с другом металлическими полосами, проходящими перпендикулярно валу ротора молотковой дробилки и имеющими выступы с трапециевидным в плане сечением,

- каждый из выступов металлических полос, проходящих перпендикулярно валу ротора молотковой дробилки, выполнен с трапециевидным в плане сечением, так что металлические полосы, проходящие параллельно валу ротора молотковой дробилки, установлены не параллельно, а с наклоном друг к другу.

Изобретение основано, по существу, на двух согласованных между собой мерах, технической и функциональной, а именно:

- применение толстого листа в качестве продукта для изготовления решетчатого колосника;

- формирование полос из толстого листа с профилированием для соединения полос между собой с силовым замыканием с целью образования решетчатой структуры.

В EN 10029 толстый лист определен как стальные плиты с толщиной t≥3,00 мм. Речь идет о катаных стальных плитах, которыми должны быть заменены ранее применявшиеся литые элементы.

Профилирование, т.е. формирование выступов и впадин, может быть выполнено посредством штамповки или обжига (выжигания). Оба способа известны, просты и недороги при выполнении.

Применяемые листы могут быть нелегированными или легированными. Они могут иметь толщину до 400 мм. Как разъясняется подробнее ниже, для нового колосника молотковой дробилки применяются, прежде всего, металлические полосы, которые имеют ширину от 50 до 150 мм и высоту от 100 до 400 мм. Металлические полосы/стержни колосника имеют исключительные механические и термомеханические характеристики. Примерный сорт материала и значения его механических характеристик названы во взаимосвязи с приведенным ниже примером выполнения.

Согласно изобретению катаные металлические полосы с помощью вышеупомянутого профилирования (выступы и впадины) вставляются друг в друга или же соединены друг с другом с образованием необходимой решетчатой структуры, а именно так, что возникает самонесущая конструкция.

Согласно одной из форм выполнения металлические полосы расположены крестообразно и с помощью сопрягающихся выступов и впадин вставлены друг в друга.

Металлические полосы могут быть выполнены в виде гребня, как это изображается в приведенном ниже примере выполнения. При этом в виде гребня выполнено по меньшей мере 70% металлических полос.

Перекрещивающиеся металлические полосы могут проходить по отношению друг к другу под углом 90°, так что между металлическими полосами образовываются сквозные отверстия с прямоугольным профилем поперечного сечения. В зависимости от случая применения сквозные отверстия могут быть выполнены вдоль решетчатого колосника с различной площадью и/или формой поперечного сечения. Наряду с прямоугольными, квадратными или щелевидными отверстиями могут быть образованы также сквозные отверстия с ромбовидным или трапециевидным поперечным сечением.

Если далее в связи с решетчатым колосником согласно изобретению говорится о его основных сторонах, то под одной основной стороной имеется в виду сторона колосника, которая обращена к ротору молотковой дробилки, а под другой основной стороной имеется в виду сторона, находящаяся напротив первой стороны.

Как указано выше, несколько металлических полос связано между собой таким образом, что по меньшей мере одна основная сторона решетчатой структуры имеет форму частичной поверхности цилиндра. Подобная геометрическая форма достигается также с помощью металлических полос, которые имеют прямоугольное поперечное сечение. В этом случае (мнимая) цилиндрическая поверхность образуется в области металлических полос участками плоских площадей, причем тогда ориентация металлических полос, рассматривая по всему колоснику, все-таки такова, что соответствующая основная сторона, по существу, проходит параллельно поверхности ротора.

Само собой разумеется, что металлические полосы на соответствующем участке поверхности могут быть выполнены также с соответствующей кривизной.

При этом обе основные стороны могут проходить параллельно/концентрично друг другу.

Другая форма выполнения предусматривает выбор геометрической формы колосника так, чтобы в направлении вращения ротора расстояние между колосником и ротором уменьшалось и/или чтобы размеры (площади поперечных сечений) отдельных сквозных отверстий между металлическими полосами в направлении вращения ротора уменьшались.

Существенным параметром стабильности всего решетчатого колосника является также момент инерции площади, то есть мера сопротивления поперечного сечения изгибу. Соответственно одна из форм выполнения изобретения предусматривает, что по меньшей мере 70% металлических полос имеют высоту, которая перпендикулярна по меньшей мере одной основной стороне колосника и которая по меньшей мере в 1,5 раза больше их ширины. При этом выражение "перпендикулярная одной основной стороне колосника" здесь следует принимать не обязательно в смысле 90°, а технически в том смысле, что ориентация металлической полосы по отношению к соответствующей основной поверхности является радиальной.

Согласно одной из форм выполнения отношение высоты к ширине составляет ≥2.

Соединение перекрещивающихся металлических полос (металлических балок, металлических стержней) с геометрическим замыканием может быть настроено посредством точного назначения размеров выступов и впадин. Таким образом, принцип состоит во вложении перекрещивающихся металлических элементов (металлических полос) друг в друга без дополнительного крепления между собой. При этом соединение в каждом случае происходит так, что разъединение металлических полос, например во время транспортировки и/или монтажа, предотвращается трением сцепления.

Тогда во встроенном состоянии это обычно больше не играет роли при условии, что комплектация (сборка) отдельных металлических полос выполнена так, что для всех конструктивных элементов существуют соответствующие опоры, которые лежат снаружи в направлении транспортировки измельчаемого материала.

Монтаж решетчатого колосника в молотковой дробилке может происходить, например, так, что проходящие параллельно валу ротора металлические полосы крепятся торцевыми сторонами к соответствующим стенкам, тогда как металлические полосы, проходящие перпендикулярно ему, насаживаются на проходящие продольно металлические полосы (защелкиваются в них), как это подробнее изображено также в следующем примере выполнения.

При необходимости все же могут быть предусмотрены отдельные сварные точки в зоне контакта перекрещивающихся металлических полос, прежде всего для транспортировочного крепления. Они не выполняют никаких механических задач при работе молотковой дробилки и, прежде всего, никаких механических задач по фиксации решетчатого колосника и/или его частей.

К техническим результатам, достигаемым при осуществлении изобретения, относятся:

- простота изготовления предлагаемого в изобретении колосника, в частности, по сравнению с литыми колосниками, так как не требуется разработка литьевых форм и расчет параметров литья;

- возможность хранения и транспортировки предлагаемого в изобретении колосника в разобранном состоянии;

- отсутствие неразъемных соединений металлических полос, в частности сварных соединений, благодаря тому, что для всех конструктивных элементов существуют соответствующие опоры, что упрощает монтаж предлагаемого в изобретении колосника и позволяет разбирать его даже после длительной эксплуатации;

- исключение образования "карманов", в которых могут застревать частицы измельченного материала, благодаря цилиндрической форме решетчатой структуры.

Другие отличительные признаки вытекают из отличительных признаков зависимых пунктов формулы изобретения, а также из прочей документации заявки.

Далее изобретение разъясняется подробнее с помощью примера выполнения.

На фиг. 1 изображен пример выполнения молотковой дробилки. Так как она в принципе известна, ниже описываются только существенные элементы.

Загружаемый материал подводится в направлении А и вследствие высокой окружной скорости ротора R и большой энергии удара молотов Н измельчается. Под действием молотов Н и благодаря выполнению отверстий в колосниках В1 и В2 измельченный материал выносится (стрелки P1, Р2).

На фиг. 2 показана часть соответствующего изобретению решетчатого колосника, который состоит здесь из двух металлических полос 12, 14, которые проходят на расстоянии друг от друга и посредством в общей сложности 13 других металлических полос соединены друг с другом и друг под другом с силовым и геометрическим замыканием, причем расположенные с торцевых сторон металлические полосы имеют ссылочное обозначение 16, а металлические полосы, проходящие между ними, - 18 и 16′.

Металлические полосы 12, 14 имеют длину L, которая несколько больше осевой длины соответствующего ротора R. Каждая металлическая полоса 12, 14 имеет высоту Н, которая приблизительно в три раза больше ее ширины В, из чего вытекает соответственно преимущественный момент инерции площадей в направлении стрелки Т, причем заданное стрелкой Т направление приблизительно соответствует направлению, в котором на колосник 10 падает измельчаемый материал.

Обе металлические полосы 12, 14 имеют по девять пазов 20, так что каждая металлическая полоса 12, 14 приобретает форму типа гребня, как это можно видеть, прежде всего, на фиг. 3. В пазы 20 входят соответствующие выступы 22 металлических полос 18, которые, как показано на фиг. 3, имеют форму гребня.

Размеры металлических полос 18 подогнаны под размеры пазов 20 таким образом, что получается соединение с геометрическим и силовым замыканием и, таким образом, самонесущая структура решетчатого колосника.

С торцевых сторон металлические полосы 12, 14 соединены друг с другом посредством металлических полос 16, которые построены аналогично металлическим полосам 18, но вставляются в металлические полосы 12, 14 и между ними снизу, как показано, прежде всего, на фиг. 2.

При этом на металлических полосах 16 образовано по одному шишкообразному выступу 24 с трапециевидным в плане поперечным сечением, так что наложенные и вложенные металлические полосы 12, 14 устанавливаются не параллельно, а под наклоном друг к другу. Это относится также к металлическим полосам 16′, которые вставляются между металлическими полосами 16 снизу и создают дополнительное соединение с геометрическим и силовым замыканием с металлическими полосами 12, 14.

Аналогично выполнены также металлические полосы 18, это означает, что там тоже образовано по шишкообразному выступу с трапециевидным поперечным сечением, причем при собранном состоянии решетчатого колосника данный участок находится между металлическими полосами 12, 14.

На фиг. 2 и 3 изображен лишь один участок решетчатого колосника. Сразу видно, что при аналогичной конструкции длину и ширину решетчатого колосника можно увеличивать и/или уменьшать произвольным образом. Таким же образом можно изменять расстояния между соседними металлическими полосами 12, 14, 16, 18, 16′ и, следовательно, также отверстия 30, которые образуются между металлическими полосами 12, 14, 16, 18, 16′.

Металлические полосы 16, 16′ служат одновременно в качестве опор для крепления решетчатого колосника в молотковой мельнице.

Все металлические полосы состоят из толстого катаного листа. Их высота h составляет величину порядка 250 мм, их ширина b составляет величину порядка 70 мм. Длина l металлических полос 12, 14 в изображенном примере выполнения соответствует приблизительно 2700 мм.

В данном примере все металлические полосы 12, 14, 16, 18, 16′ состоят из высокопрочной мелкозернистой конструкционной стали (water quenched wear resistant steel - износостойкая сталь, закаленная в воде). Эта термически улучшенная в воде сталь имеет твердость от 400 до 600 НВ и предлагается под номерами материала 1.8721 и 1.8715 [DIN EN 10027]. Эти сорта пригодны также для других форм выполнения изобретения.

Если необходимо смонтировать в молотковой мельнице комплектный решетчатый колосник, предварительно собрав его, может быть целесообразной дополнительная стабилизация самонесущей конструкции посредством выполнения отдельных сварных точек между смежными конструктивными элементами. Примеры таких сварных точек обозначены на фиг. 2 буквой S.

На фиг. 2 и 3 показано также, что металлические полосы 16, 18, 16′ с их соответственно обращенной к ротору верхней стороны выполнены изогнутыми, так что в целом (фиг. 2) получается основная сторона решетчатого колосника, которая приближена к участку цилиндрической поверхности. При этом изгиб выбирается в зависимости от имеющегося ротора и, кроме всего прочего, в зависимости от того, расположен ли решетчатый колосник параллельно поверхности ротора или слегка эксцентрично.

Изобретение относится к колоснику молотковой дробилки. Колосник состоит из нескольких перекрещивающихся параллельных (12, 14) и перпендикулярных (16, 18, 16′) валу ротора дробилки металлических полос. Поперечное сечение полос, по существу, прямоугольно и перпендикулярно их продольной протяженности. Полосы соединены с геометрическим замыканием посредством вставленных друг в друга соответствующих выступов (22, 24) и впадин (20) с образованием решетчатой структуры. Расположение полос (12, 14) между полос (18) с одной стороны и между полос (16, 16′) с противоположной стороны обеспечивает соответствующие опоры снаружи в направлении транспортировки измельчаемого материала. С торцевых сторон колосника полосы (12, 14) соединены друг с другом полосами (16) с выступами (24). По меньшей мере одна основная сторона решетчатой структуры полосы имеет форму частичной поверхности цилиндра. Трапециевидное сечение выступов полос (16, 18) обеспечивает установку полос (12, 14) не параллельно, а с наклоном друг к другу. Изобретение обеспечивает простоту изготовления, возможность хранения и транспортировки колосника в разобранном состоянии. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Колосник молотковой дробилки, состоящий из нескольких перекрещивающихся металлических полос, имеющих, по существу, прямоугольное поперечное сечение, перпендикулярное их продольной протяженности, и соединенных друг с другом с геометрическим замыканием посредством вставленных друг в друга соответствующих выступов и впадин с образованием решетчатой структуры, причем перекрещивающиеся металлические полосы соединены друг с другом так, что по меньшей мере одна основная сторона решетчатой структуры имеет форму частичной поверхности цилиндра, одни металлические полосы проходят параллельно валу ротора молотковой дробилки, а другие металлические полосы проходят перпендикулярно валу ротора молотковой дробилки, металлические полосы, проходящие перпендикулярно валу ротора молотковой дробилки, включают в себя металлические полосы, вставляемые в металлические полосы, проходящие параллельно валу ротора молотковой дробилки, и между ними с одной стороны, и металлические полосы, вставляемые в металлические полосы, проходящие параллельно валу ротора молотковой дробилки, и между ними с противоположной стороны, так что для всех конструктивных элементов существуют соответствующие опоры, которые лежат снаружи в направлении транспортировки измельчаемого материала, с торцевых сторон колосника металлические полосы, проходящие параллельно валу ротора молотковой дробилки, соединены друг с другом металлическими полосами, проходящими перпендикулярно валу ротора молотковой дробилки и имеющими выступы с трапециевидным в плане сечением, каждый из выступов металлических полос, проходящих перпендикулярно валу ротора молотковой дробилки, выполнен с трапециевидным в плане сечением, так что металлические полосы, проходящие параллельно валу ротора молотковой дробилки, установлены не параллельно, а с наклоном друг к другу.

2. Колосник молотковой дробилки по п.1, в котором по меньшей мере 70% металлических полос выполнено в виде гребня.

3. Колосник молотковой дробилки по п.1, в котором перекрещивающиеся металлические полосы проходят под углом 90° друг к другу.

4. Колосник молотковой дробилки по п.1, в котором металлические полосы выполнены и расположены так, что между ними образуются отверстия решетки с прямоугольными площадями поперечных сечений.

5. Колосник молотковой дробилки по п.1, в котором металлические полосы выполнены и расположены так, что образованные между ними отверстия решетки имеют, по существу, одинаковый размер.

6. Колосник молотковой дробилки по п.1 с двумя параллельными друг другу основными сторонами.

7. Колосник молотковой дробилки по п.1, в котором по меньшей мере 70% металлических полос имеют высоту, перпендикулярную по меньшей мере одной основной стороне колосника, которая по меньшей мере в 1,5 раза больше их ширины.

8. Колосник молотковой дробилки по п.1, в котором по меньшей мере 70% металлических полос имеют высоту, перпендикулярную по меньшей мере одной основной стороне колосника, которая по меньшей мере в два раза больше их ширины.

9. Колосник молотковой дробилки по п.1, который для транспортировочного крепления имеет несколько сварных точек в зоне контакта перекрещивающихся металлических полос.

10. Колосник молотковой дробилки по п.1, в котором металлические полосы расположены и выполнены так, что колосник является самонесущим.