Виброударная конусная дробилка Советский патент 1992 года по МПК B02C2/02 

Изобретение относится к конусным инерционным дробилкам и может быть использовано при производстве строительных материалов, при дроблении руд и продуктов абразивного, химического и ме- таллургического производств.

Известны виброударные конусные дробилки, содержащие внутренний и внешний (полый) соосно расположенные дробящие конуса, перемещающиеся вдоль их общей оси возвратно-поступательно, при этом при сближении конусов происходит дробление находящегося между конусами материала, при расхождении - высыпание раздроблен- ного материала из рабочей полости и поступление в полость порции материала, подлежащего дроблению.

Для повышения интенсивности виброударных колебаний в такие дробилки вводят упругие связи: устанавливают вибровозбудители как на внешний, так и на внутренний конусы. Введение упругих связей позволяет использовать положительные эффекты резонансных колебаний,

Однако, такие дробилки, выполненные по так называемой двухмассной колебательной схеме, имеют узкую область устойчивого проявления резонансных эффектов, а допустимые относительные перемещения конусов сравнительно малы и ограничены величинами допустимой деформации упругих систем.

Известна виброудзрная конусная дробилка, содержащая цилкндрическую стани- ну, дробящий конус, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения от вибровозбудителя, а также полый конус с вертикальным загрузочным патрубком, свободно размещенный между станиной и дробящим конусом.

Недостатком указанной дробилки является то, что после подъема полого конуса вверх посредством дробящего конуса, передающего усилие на полый конус черэз слой дробильного материала , возврат полого конуса в начальное положение происходит лишь под действием собственной силы веса этого полого конуса, т.е. ускорением, вызываемым только силой тяжести, и это не no- зволяет интенсифицировать процесс дробления по частоте, скорости и силе ударов.

Цель изобретения - интенсификация процессов дробления по частоте и скорости вибровоздействия и ударов.

Поставленная цель достигается тем, что вибровозбудитель выполнен с полым открытым корпусом и смонтирован.под верхним торцом станины, охватывая загрузочный

патрубок, при этом последний снабжен расположенным в полости корпуса вибровозбудителя фланцем с упругими упорами, поочередно взаимодействующими с корпусом.

На фиг. 1 схематически показана конструктивно-динамическая схема виброударной конусной дробилки; на фиг. 2 - а-д - пояснен графически принцип ее действия, где стрелками показано направление движения рабочих масс виброударной конусной дробилки в некоторые характерные моменты времени.

Виброударная конусная дробилка содержит корпус 1 вибровозбудителя, служащий для возбуждения возвратно-поступательных перемещений всех составных частей дробилки, внешний полый корпус 2, снабженный дробящей конической поверхностью, внутренний корпус 3, дробящая коническая поверхность которого вместе с поверхностью конуса 2 образует рабочую полость - камеру дробления, упругие элементы 4, связывающие корпус 1 вибровозбудителя и внутренний конус 3, образующие совместно с массами корпуса 1 и конуса 3 исходную двухмассную колебательную систему, способную совершать резонансные колебания, виброизоляторы, 5, предотвращающие передачу колебаний и ударов на фундамент 6. При этом внешний полый конус 2 взаимодействует с остальными частями дробилки - внутренним конусом 3 (через слой дробимого материала) и корпусом 1 (через упоры на корпусе и полом конусе) - лишь отдельные сравнительно короткие периоды циклического движения, а значительную часть цикла находится в свободном полете, характеризуемом полным отсутствием каких-либо связей с остальными частями дробилки. Для осуществления необходимого рабочего движения корпус 1 вибровозбудителя имеет верхний 7 и нижний 8 упоры, взаимодействующие с соответствующими упругими упорами полого конуса, два дебалансных вибратора с неуравновешенными массами 11, способных согласованно вращаться вокруг осей 10 и верхние крепления 9 упругих элементов 4. Внешний полый конус 2 имеет загрузочную горловину 12, в которую подается дробимый материал. На конусе выполнен фланец 13 с упругими упорами: верхним 14 и нижним 15, взаимодействующими в процессе колебаний с соответствующими упорами корпуса 1. Конус содержит дробящую поверхность 16, пылеуплотнение 17 и канал 18 для подачи материала в камеру дробления.

Внутренний конус 3 имеет дробящую поверхность 19, образующую совместно с

соответствующей дробящий поверхностью полого конуса рабочую камеру, верхний цилиндр 20 конуса, образующий наружную часть рабочей камеры, нижний цилиндр 21 конуса, служащий для пылеуплотнения 22 приемного окна в фундаменте 6, нижние крепления 23 упругих элементов, опорную часть 24 для опирания через виброизоляторы 5 на фундамент; по периферии дробящей поверхности 19 расположены разгрузочные окна 25, через которые дробленый материал удаляется самотеком из рабочей камеры дробилки.

Дробилка работает следующим образом.

При согласованном вращении неуравновешенных масс 11 дебалансов возбуждаются центробежные силы, равнодействующая которых заставляет корпус 1 совершать колебания вдоль вертикальной оси (оси конусов 2 и 3). Последовательность движений полого конуса имеет следующий порядок: пусть в момент времени, который условно принимается за начало цикла, полый конус 3 свободно лежит на слое только что раздробленного материала (фиг. 2 а), корпус .1, двигаясь под действием центробежных сил снизу вверх, своими нижними упорами 8 зацепляет снизу конус 2 за его нижний упругий упор 15 и тянет конус 2 вверх, сообщая ему нарастающую скорость снизу вверх (фиг. 2 б). Одновременно центробежные силы растягивают упругие элементы, сообщая им некоторый запас потенциальной энергии.

В процессе вращения дебалансов вертикальная составляющая центробежной силы сначала уменьшается до нуля, а затем меняет знак, ускоряя корпус 1 уже сверху вниз (фиг. 2 в). Между тем полый конус 2, двигаясь в силу инерции снизу вверх с небольшим замедлением, вызываемым лишь ускорением силы тяжести, отходит своими упорами 15 от упоров 8 корпуса и некоторое время находится в свободном полете.

В дальнейшем своем полете конус 2 верхними упругими упорами 14 встречается с верхними упорами 7 корпуса 1 и тоже меняет направление движения, двигаясь теперь вместе с корпусом 1 сверху вниз (фиг. 2 г), на этих рисунках стрелками 1, 2 и 3 показаны направления движения тел системы. С этого момента начинается интенсивный разгон полого конуса 2 навстречу конусу 3, при этом полый конус разгоняется до значительных предударных скоростей совместным действием силы тяжести, центробежной силы дебалансов и упругой силы растянутой на предыдущей стадии движений упругой системы. Эта база движения заканчивается ударом конусов друг о друга через слой дробимого материала, находящегося в рабочей полости, т.е. процессом дробления (фиг. 2 д), после чего цикл

начинается снова - с положения по фиг. 2 а. Приведенное описание движения составных частей дробилки составлено по результатам математического эксперимента, выполнявшегося при теоретическом исследовании модели виброударной конусной дробилки; при этом получены доказательства реализуемости и устойчивости такого движения.

Введение в конструктивную схему дробилки дополнительных упоров на корпусе вибровозбудителя и полом конусе, обеспечивающих ускоренное движение полого конуса сверху вниз навстречу внутреннему конусу, наряду с реализацией фазы свободного полета полого конуса обеспечивает

предлагаемой дробилке следующие положительные качества.

Полый конус получает дополнительное количество кинетической энергии, преходящей при ударе в работу дробления. Количество кинематической энергии при прочных равных условиях определяется квадратом предударной скорости V, достигаемой действием ускорения, создаваемого разгоняющей силой. По сравнению с известной разгоняющая сила в предлагаемой дробилке имеет существенные дополнительные составляющие - центробежную силу дебалансов и упругую силу растянутой пружины. Свободный полет полого конуса в пределах суммарного зазора между упорами корпуса и конуса позволяет полому конусу значительно удаляться от внутреннего конуса (дополнительно на

величину суммарного зазора), что облегчает разгрузку дробленного продукта; этому же способствуют колебания внутреннего конуса. Наличие упругой системы, связырающей корпус и внутренний

конус, повышает долю используемой при ударе энергии, так как работа центробежных сил при подъеме корпуса и полого конуса не пропадает, а аккумулируется в растянутой упругой системе и затем возвращается через дополнительное ускорение полого конуса в его кинематическую энергию, совершающую при ударе работу разрушения. Ударное взаимодействие полого конуса и внутреннего конуса в резонансном режиме работы происходит в момент времени, когда полый конус двигается в свободном полете в пределах суммарного зазора между упорами корпуса и конуса, что исключает влияние ударного процесса на динамику корпуса и, следовательно неуравновешенных масс дебалан- сов.

Ф о р м у л а и з о б р ет е н и я Виброударная конусная дробилка, содержащая цилиндрическую станину, дробящий конус, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения от вибровозбудителя, а также полый конус с вертикальным загрузочным патрубком, свободно размещенным между станиной идро0

бящим конусом, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации дробления за счет усиления вибровоздействия на перерабатываемый материал, вибровозбудитель выполнен с полым открытым конусом и смонтирован над верхним торцом станины, охватывая загрузочный патрубок, при этом последний снабжен расположенным в полости корпуса вибровозбудителя фланцем с упругими упорами, поочередно взаимодействующими с корпусом.

Использование изобретения: производство строительных материалов, подготовительные процессы при подготовке руд цветных и черных металлов к обогащению. Сущность изобретения: виброударная конусная дробилка содержит цилиндрическую станину 24, дробящий конус, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения от вибровозбудителя, а также полый конус 2 с вертикальным загрузочным патрубком, свободно размещенным между станиной и дробящим конусом. Вибровозбудитель выполнен с полым открытым корпусом 1 и смонтирован над верхним торцом станины, охватывая загрузочный патрубок, при этом последний снабжен расположенным в полости корпуса вибровозбудителя фланцем 13 с упругими упорами 14 и 15, поочередно взаимодействующими с корпусом 1.2 ил.