СПОСОБ ДРОБЛЕНИЯ КУСКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ В ВАЛКОВОЙ ДРОБИЛКЕ Российский патент 2023 года по МПК B02C4/00 B02C13/00 

Изобретение относится к валковым дробилкам и может быть использовано для измельчения хрупких материалов.

Известен способ дробления материалов в валковой дробилке, содержащей корпус, приводной вращающийся валок и неподвижную щеку, при котором дробимый материал подают в зазор между вращающимся валком и неподвижной щекой, а поверхность вращающегося валка выполнена с выступами в виде упоров, рабочей поверхностью направленных в сторону вращения валка и расположенных параллельно оси валка, при этом высота упора должна быть больше половины размера разрушаемого куска и меньше величины зазора между валком и щекой (патент RU №2 524 536 МПК В02С 4/12, опубл. 27.07.2014). В этом способе при вращении валка упор рабочей поверхностью соприкасается с куском и начинает давить на кусок, при этом возникает сила, действующая на кусок и направленная в сторону зазора, за счет этого кусок принудительно подается в зону дробления и дробится.

Недостатком известного способа является высокий расход энергии на единицу готовой продукции, так как при попадании в камеру дробления в кусках дробимого материала возникает сложное напряженное состояние с одновременным действием в разрушаемом теле нормальных и касательных напряжений, предел прочности при этом примерно в 1,2-1,8 раз меньше в зависимости от распределения нормальных и касательных напряжений по сечению дробимого куска, чем при действии только нормальных напряжений (см. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. - М: Наука, 1965, с. 181).

Наиболее близким из известных технических решений к заявляемому является валковая дробилка, включающая корпус, в котором установлен приводной вращающийся валок, на поверхности которого выполнены упоры, рабочей поверхностью направленные в сторону вращения валка и расположенные параллельно оси валка. Валковая дробилка содержит также неподвижную щеку, на поверхности которой выполнен выступ в виде упора, рабочая поверхность которого совпадает с горизонтальной осью валка, а высота упоров на валке и на неподвижной щеке одинаковая и равна половине величины зазора между валком и неподвижной щекой (патент RU №2 583 096 МПК В02С 4/12, опубл. 10.05.2016). При такой конструкции валковой дробилки в зоне дробления в кусках дробимого материала возникают только касательные напряжения, предел прочности при этом для данного материала принимает минимально возможное значение, в два раза меньше, чем при действии только нормальных напряжений (см. Заславский, Б.В. Краткий курс Сопротивления материалов. VI.: Машиностроение, 1986. - с. 217).

Недостатком известного решения является вероятность изменения напряженного состояния дробимого куска в процессе работы дробилки, так как при контакте с верхней кромкой упора, расположенного на вращающемся валке, происходит первичное разрушение куска дробимого материала на две равные части, один фрагмент раздробленного куска проваливается в зазор между упором на неподвижной щеке и валком, а другой фрагмент остается на рабочей поверхности упора, установленного на неподвижной щеке. После попадания следующего, второго куска в зону дробления, он начинает нижней частью контактировать с верхней частью куска, оставшейся на рабочей поверхности упора, установленного на неподвижной щеке, в результате чего под действием упора, расположенного на вращающемся валке, верхний кусок смещается в сторону неподвижной щеки, а точка контакта верхней кромки упора, расположенного на вращающемся валке, также смещается в сторону неподвижной щеки, соответственно, сдвигается в эту же сторону и линия разрушения второго куска. Один из получившихся фрагментов разрушенного второго куска меньшего размера проваливается в зазор между упором на неподвижной щеке и валком, а другой фрагмент, большего размера, остается на оставшемся от первого куска фрагменте, находящегося на рабочей поверхности упора, установленного на неподвижной щеке, и прижимается к неподвижной щеке. В дальнейшем при работе дробилки образуется столб из оставшихся фрагментов, прижатых к поверхности неподвижной щеки, при этом точка контакта между упором, расположенным на вращающемся валке, и вновь загружаемого в зону дробления куска, постоянно смещается в сторону, противоположную неподвижной щеки и образовавшегося столба из оставшихся фрагментов и в некоторый момент точка контакта переместится с верхней кромки упора на его плоскость. В этом случае изменится напряженное состояние дробимого куска на сложное, при котором в разрушаемом теле одновременно действуют нормальные и касательные напряжения, предел прочности при совместном действии которых больше, чем предел прочности при действии только касательных напряжений.

Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в создании валковой дробилки, позволяющей уменьшить расход энергии на дробление кусковых материалов, а также расширить технологические возможности способа для производства различного фракционного состава дробимого материала.

Существующая проблема решается тем, что в известном способе дробления кусковых материалов в валковой дробилке, содержащей корпус, с установленным в нем приводным вращающимся валком, на поверхности которого выполнены упоры, рабочей поверхностью направленные в сторону вращения валка, согласно изобретению, дробление осуществляют путем сдвига разрушаемого куска материала верхней кромкой радиально установленных на поверхности валка упоров в зоне выхода куска из выгрузочной течки, расположенной в верхней части корпуса соосно с вертикальной осью валка, при этом высоту упоров устанавливают равной величине зазора между наружной поверхностью валка и нижней кромкой выгрузочной течки. Упоры выполняют сменными, а выгрузочную течку устанавливают с возможностью регулирования зазора между наружной поверхностью валка и нижней кромкой выгрузочной течки.

Технический результат, получаемый в результате использования изобретения заключается в уменьшении расхода энергии на дробление кусковых материалов в валковой дробилке и позволяет расширить технологические возможности способа за счет наличия сменных упоров, высоту которых устанавливают равной величине зазора между наружной поверхностью валка и нижней кромкой выгрузочной течки, что соответствует размеру фракции конечного продукта, а установка выгрузной течки с возможностью регулирования этого зазора, позволяет осуществлять дробление путем сдвига куска разрушаемого материала.

Установка выгрузочной течки соосно вертикальной оси приводного вращающегося валка позволяет в кусках дробимого материала генерировать только касательные напряжения, предел прочности при этом для данного материала принимает минимально возможное значение, в два раза меньше, чем при действии только нормальных напряжений.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, где изображена валковая дробилка.

Дробилка состоит из корпуса 1, в котором установлен приводной вращающийся валок 2, на поверхности которого равномерно расположены радиально установленные упоры 3, рабочей поверхностью направленные в сторону вращения валка. В верхней части корпуса 1 имеется выгрузочная течка 4 для подачи дробимого материала, при этом ось течки 4 совпадает с вертикальной осью вращающегося валка 2. Высота упоров 3 должна быть одинаковой и равна величине зазора между наружной поверхностью вращающегося валка 2 и нижней кромкой выгрузочной течки 4. В нижней части корпуса 1 расположена разгрузочная воронка 5.

Валковая дробилка работает следующим образом.

Куски дробимого материала 6 через течку 4 один за другим подаются в зону дробления, образованную внешней поверхностью приводного вращающегося валка 2, рабочей поверхностью упора 3 и нижней кромкой выгрузочной течки 4.

При вращении валка 2 радиально установленные упоры 3, равномерно расположенные на поверхности валка 2, периодически образуют зазор между нижней кромкой выходного отверстия выгрузочной течки 4 и внешней поверхностью валка 2. Размер зазора, в который подается кусок 6, меньше размера этого куска, поэтому он опирается на кромку выгрузочной течки 4, находящейся в верхней части корпуса 1, и установленной соосно с вертикальной осью приводного валка 2. При дальнейшем вращении валка 2 кусок 6 зажимается между вершиной упора 3 и кромкой течки 4, при этом за счет возникновения в нем касательных напряжений развивается деформация сдвига и кусок 6 разрушается. В результате разрушения исходного куска 6 образуется фрагмент заданного размера, который находится на поверхности валка 2, и упором 3 перемещается в сторону вращения валка 2, а затем проваливается в разгрузочную воронку 5. Оставшийся после разрушения куска 6 в течке 4 фрагмент падает вниз в карман, образованный поверхностью валка 2 и следующего упора, а затем перемещается, опираясь на поверхность следующего упора 3, в разгрузочную воронку 5.

Если оставшийся в течке 4 фрагмент больше величины установленного зазора, то происходит вторичное разрушение куска 6 и так до тех пор, пока последний фрагмент не станет меньше величины зазора и переместится в разгрузочную воронку 5. После чего подается следующий исходный кусок.

В зависимости от требуемого размера фракции конечного продукта, устанавливается необходимый зазор между валком 2, на котором крепятся сменные упоры 3 соответствующей высоты, и нижней кромкой выгрузочной течки 4, положение которой также регулируется в зависимости от требуемого зазора.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет уменьшить расход энергии на дробление в валковой дробилке и получить необходимую фракцию конечного продукта.

Изобретение относится к валковым дробилкам и может быть использовано для измельчения хрупких материалов. Способ дробления кусковых материалов осуществляют в валковой дробилке, содержащей корпус с установленным в нем приводным вращающимся валком с радиально установленными на его поверхности упорами, рабочая поверхность которых направлена в сторону вращения валка. Дробление осуществляют путем сдвига разрушаемого куска материала верхней кромкой упоров в зоне выхода куска измельчаемого материала из выгрузочной течки, расположенной в верхней части корпуса соосно с вертикальной осью валка. При этом высоту упоров устанавливают равной величине зазора между наружной поверхностью валка и нижней кромкой выгрузочной течки. Упоры выполняют сменными, а выгрузочную течку устанавливают с возможностью регулирования зазора между наружной поверхностью валка и нижней кромкой выгрузочной течки. Способ дробления позволяет уменьшить расход энергии на дробление. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ дробления материалов в валковой дробилке, содержащей корпус с установленным в нем приводным вращающимся валком, на поверхности которого выполнены упоры, рабочей поверхностью направленные в сторону вращения валка, отличающийся тем, что дробление осуществляют путем сдвига разрушаемого куска материала верхней кромкой радиально установленных на поверхности валка упоров в зоне выхода куска из выгрузочной течки, расположенной в верхней части корпуса соосно с вертикальной осью валка, при этом высоту упоров устанавливают равной величине зазора между наружной поверхностью валка и нижней кромкой выгрузочной течки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упоры выполняют сменными.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выгрузочную течку устанавливают с возможностью регулирования зазора между наружной поверхностью валка и нижней кромкой выгрузочной течки.