Установка для измельчения сыпучих материалов Советский патент 1983 года по МПК B02C17/10 

Изобретение относится.к области механического измельчения различны твердых материалов, преимущественн руд цветных и черных металлов, нер ного сырья для химической,„огнеупор ной промышленности и про№л.членност строительных материалов. Во всех этих отраслях наиболее широко применяются барабанные мельницы с мелющей загрузкой, а также роликовые центробежные мельницы. У роликовых центробежных мельниц содержащих корпус, ротор с измельчающими элементами и привод, измель чающие элементы при вращении вокруг оси ротора.обкатываются по корпусу прижимаются к нему центробежными силами инерции и измельчают материа в основном раздавливанием и истира нием, ротор вращается от привода, имеет водила, через оси которых усилия передаются на ролики {.i, Недостатком таких конструкций является механическая передача усилий толкающих или тянущих деталей ротора к измельчающим элементам. Ролики катятся по внутреннему кольцу футеровки. К осям ролико1в необходимо прилагать большие усилия, способные преодолеть все сопротивления, возникающие при качении, а эти усилия передается контактной парой ролик - ось, работакяцей в условиях абразивной среды, что ведет к быстрому износу трущихся поверхностей , выходу из строя и часты остановкам мельницы на ремонт. Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является установка для измельчения сыпучих материалов, содержао1ая барабан с мелющими телами, загрузочную и разгрузочную Цапфы, а также привод с механизмом периодического изменения угловой скорости вращения барабана 2. Недостатки установки следующие. Ось элементов привода в рабочем положении имеет HaKJjoH до 45 к горизонтальной оси, что затрудняет монт и эксплуатацию установки , крутильны колебания барабану, обладаю1чему большой инерцией, сообщает универсальный шарнир, элементы которого в процессе работы должны передавать энергию барабану фактически встречными ударами с частотой порядка 10 ударов в секунду. Нестабильная угло вая скорость валов редуктора и элек родвигателя также усложняет эксплуа тацию, а применение маховика с боль шим маховым моментом существенно ув личивает металлоемкость и пусковой момент установки.. Все это снижает показатели установки по удельным энергозатратам и эффективности измельчения. Цель изобретения - снижение удельных энергозатрат и повышение эффек : тивнбсти измельчения. Указанная цель достигается тем, что установка для измельчения сыпучих материалов, содержаи1ая барабан с мелющими телами, загрузочную и разгрузочную цапфы, а также гривод. с механизмом периодического изменения угловой скорости вращения барабана, дополнительно снабжена, барабаном с мелющими телами и с загЕ узочной и разгрузочной цапфами/ соосно установленным с основным барабаном, разгрузочные цапфы соединены между собой и с приводом посредством дифференциала, а в барабанах смонтированы соосные кольцевые элементы с продольными осями, на которых шарнирно закреплены мелющие тела, KOHirактирующие с рабочей поверхностью барабанов, при этом последние -снабжены тормозами. Кроме того, механизм Пэриодического изменения угловой скорости вращения барабана может быть выполнен в виде цепной передачи с .закрепленным на ее цепи грузом, кинематически связанной с одной из разгрузочных цапф. На фиг. 1 схематически показана установка для измельчения сыпучих материалов, общий вид/ на фиг.2 сечение А-А на фиг. 1у на фиг.З схема механизма изменения угловой скорости вращения барабанов с применением тиристорно-импульсной аппаратуры ; на фиг, 4 - то же, с применением пневматических (или гидравлических) устройств. I Установка содержит баЕ абаны 1 и 2, соединенные между собой и с приводом (двигателем7 3 посредством дифференциала 4. Барабаны имеют загрузочные 5,6 и разгру;ючные 7,8 цапфы с соответствующими устройствами/ тормоза 9 и 10 для регулирования соотношения угловых скоростей барабанов. Установка имеет также механизм периодического изменения УГЛОВОЙ.скорости аращения барабана, содеря ащий цепную передачу, образованную цепью 11, на которой закреплен груз 12, и направляющими звездочками 13 и 14. Посредством муфты 15 и гибкой связи 16указанный механизм соединен с одним из барабанов (фиг. 1} . Внутри барабанов 1 и 2 (фиг. 2) укреплена футеровка 17 и находятся измельчающие элементы 18, взаимное расположение которых друг относительно друга в каждой плоскости поперечного сечения барабана фиксировано разделительным устройством 19, выполненным в виде сепараторов подшипников качения и представляняцим собой, например, кольца, объединяющие

оси, на которые свободно надеты измельчающие элементы.

Установка работает следукяцим образом.. )

При включении двигателя 3 ( фиг. 1 барабаны 1 и 2 посредством дифференциала приводятся во вращательное : движение, увлекая за собой силами трения измельчающие элементы. Взаимодействие измельчающих элементов с внутренней поверхностью барабанов Ю мельницы и требуемая наименьшая сила их давления на материал обеспечиваются при совместном вращении измельчаювшх элементов и барабанов с угловой скоростью ( превыошющей, 15 например в 2-9 раз, критическую скорость, при которой свободно загру.женные в барабаны измельчающие элементы уже не отрываются от их внут.ренней поверхности под действием си- 20 лы тяжести в верхней точке своей траектории. Измельчение материала происходит при качении и частичном скольжении (под действием сил инерции измельчающих элементов относи- 25 тельно барабанов при попеременном периодическом увеличении их угловой скорости до значения cf2 в 2-3 раза превышающего значение (д;, с последующи уменьшением ее до значения .. (jt)tf , после чего цикл торможения и разгона ба абанов повторяется.

Пуск мел.ьницы завершается тем, что вспомогательными тормозными устройствами 9 и 10 устанавливают расчетные значения угловой скорости 35 (и для барабана 2 и для барабана 1, после чего включают муфту 15. Торможение барабана 1 и ускорение барабана 2 достигается подъемом груза 12, который, перейдя верхнюю 40 точку звездочки 13, начинает опускаться, ускоряя барабан 1 и притормаживая (посредством дифференциала 4) барабан 2, после чего циклы торможения и ускорения барабанов непре- 45 рывнЬ повторяются.

При вращении барабана е угловой скоростью ( он захватывает силами трения измельчающие элементы 18 фйг. 2), и через некоторое время gg соо&цает им-такую же скорость (1. В зависимости от свойств материала, азмеров барабана, размеров и удельного веса материала измель- , чающих элементов угловую ско- ее рость принимают из расчета получения центробежной силы инерции Р , достаточной для раздавливания обрабатываемого материала измельчающим элементом.

При ускорении вращающегося барабана до угловой скорости Ш- измельчающие элементы, имеющие угловую скорбеть еигОО/ отстают от барабана, катятся по его поверхности, из- 65

мельчая материал, и постепенно ускоряются до угловой скорости и;2() При торможении барабана до угловой скорости измельчающие элементы снова катятся во внутренней поверхности барабана, измельчая материал (ГУ и уменьшая свою скорость, после чего цикл повторяется. Положительные и отрицательные ускорения барабанов должны быть достаточны для качения под действием сил инерции измельчающих элементов по материалу, также прижатому к внутренней поверхности барабанов и вращающемуся вместе с ними.

Материал в барабанах может также самоизмельчаться, когда роль измельчающих элементов полностью или частично выполняют куски измельчаемого материала. В любом случае установка может измельчать материал схим или мокрым способами, работая в открытом или замкнутом циклах.

В качестве механизма периодического измельчения угловой скорости вращения барабана может быть применено электрическое устройство, состоящее из пуско-р егулирующей (например тиристорно-импульсной аппаратуры 20 (фиг. 2 ) и эл-ектромапшн 21 постоянного тока, соединенных передачами с валами барабанов или расположенных на них и поочередно работанвдих то в режиме двигателя, то и в режиме генератора.

Указанным механизмом может быть также пневматическое устройство, сочетакадее компрессор с турбиной, или гидравлическое устройство, сочетагапее насос с гидромотором. В обоих случаях включение компрессора (насоса) 22 (фиг. 4) и подач-а сжатого воздуха (жидкости под давлением) в турбину (гидромотор ) 23 приведет к торможению барабана 1 и ускорению барабана 2, а переключение Устройств, например сблокированными фракционными муфтами 24 двустороннего действия, обеспечит работу компрессора (насоса 25 с турбиной ( гидромотором) 26 и соответствующее торможение барабана 2 и ускорение барабана 1. Для торможения и ускорения барабанов может быть использовано также вращающееся электромагниное поле или комбинированные устройства, баз иру кади еся на указанных примерах конструкций. Наиболее эффектиным является гравитационный механизм, работающий в автоматическом режиме и не требующий периодических

6и пеоеключений муфт, кроме однократного включения при пуске установки, а также позволяющий легко и в широких пределах регулировать величину и время воздействия тормозящег и ускорякйдаго моментов изменением

веса груза и диаметра ведомой звездочки цепной передачи.

Наличие дифференциала в схеме привода барабанов и использование механизма периодического изменения угловой скорости обеспечивает движение измельчающих элементов относительно внутренней поверхности барабанов под действием сил инерции что устраняет необходимость соэдания сложных и быстроизн.ашивающихся механических передач для привода каждого измельчающего элемента,, как в роликовых мельницах. По сравнению с применяющимися бараба:зными шаровыми мельницами это обеспечивает снижение удельной меТалло- и энергоемкости за счет уменьшения массы барабана и загрузки, замены измельчения посредством ударов на измельчение раздавливанием..

Л-/

Фиг.г

П „.21,