Устройство для измельчения Советский патент 1982 года по МПК B02C7/02 

I

Изобретение относится к измельчению горных пород и других твердых материалов и предназначено для использования совместно с соответствующими вариантами выполнения двухступенчатого инерционного сепаратора пыли на тепловых электростанциях, потребляющих твердое топливо, на предприятиях по производству строительных материалов, в обогатительных фабриках и других предприятиях, осуществляющих размол твердых материалов.

Известны мельницы, в которых размол осуществляется раздавливанием и истиранием материалов, включающее приводы и кинематически связанные с ними, заключенные в корпус рабочие органы, обращенные рабочей поверхностью друг к другу, приемную горловину и отводящий патрубок fl .

Недостатком этой мельницы являются низкая производительность, высо- кий удельный расход энергии на разМОЛ и их ограниченная пригодность для размола влажных материалов.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса измельчения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измельчения материалов , включающее приводы и кинематически связанные с ними, заключенные в корпус, рабочие органы, обращенные рабочей поверхностью друг к другу, приемную горловину и отводящий патрубок, снабжено уплотнительным роликом, установленным в центре корпуса между рабочими органами с зазором.

На фи. 1 представлена мельница, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1-; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. - структурная схема состава и взаимосвязи средств контроля за нагрузко.й мельницы; на фиг. 5 реле с выключателями, в виде структурной схемы; на фиг. 6 - принципиальная схема гидросистемы нажимного устройства. Корпус мельницы состоит из средней части 1 с пересекающимися под углом 30° осями вращения цилиндричес ких полостей левой и правой половин бронированной изнутри размольной камеры с направленной вверх вершиной угла пересечения и двух боковых частей 2, присоединенных к средней болтами 3 с крышками на торцах, присоединенных болтами 5. На средней части 1 имеются расположенные танген циально и обращенные вверх впереди входной 6 и сзади выходной 7 патрубки с бронированными изнутри стенками для движения материала. Проходное сечение входного патрубка 6 рассчитано на пропуск материала, необходимого лишь для рассчетной нагрузки мельницы. На передней стенке корпу- са 1 имеется присоединенный болтами 8 отъемный корпус 9 с установленным в нем на оси 10 уплотнительным роликом 11 с выпуклым, например, треугольным профилем периферии с выступающим в размольную камеру краем против места захвата материала на координате 100°. внизу корпус имеет опорные стойки 12. Боковые части 2 корпуса имеют приливы 13 со сквозными полостями для монтажа передач привода и смонтированные в полостях корпуса средние 14 и крайние 15 радиально упорные подшипники и упорные гидростатические подшипники 1б в кон цах полостей. В этих подшипниках установлены валы 17 с валками 18 на концах, изготовленными заодно соосно с ними с пересекающимися под углом 30 осями вращения. Валы 17 имеют пр соединенные болтами 19 торцовые упоры 20 для ограничения встречного дви жения валков 18. Валы 17 с валками 1 имеют возможность вращательных и осе вых колебательных движений в предела расстояния между торцами подшипников 15 и упоров 20. Поверхности торцов валков 18 представляют усеченные конические углубления с углами откло нений образующих конусов от плоскостей fopцoв равными +30 и по двенадцать радиальных ребер 21, соединенны с центральными выступами 22. Выступающие края ребер 21 лежат на конических поверхностях с углами при вер шинах равными 150 . Торцы валков 18, их боковые поверхности, поверхности ребер 21 и торцы выступов 22 бронированы. Мельница имеет нажимное устройство и привод, устройство которых изложено ниже. Средние подшипники 1 и выступающие из них участки валов 17 защищены осевыми лабиринтными уплотнениями 23. Внутренние кольцевые полости этих уплотнений 23 через осевые отверстия 2k в подшипниках 14 соединены с трубками 25 для подачи атмосферного воздуха под давлением. В кольцевые пространства вокруг этих уплотнений также подается атмосферный воздух по трубам 26. Отвод масла из этих уплотнений производится через отверстия 27 в полости боковых частей 2 корпуса. В середине размольной камеры имеется радиальное расширение, выполненное в виде желобообразного углубления 28, пролегающего от уплотнительного ролика 11 до выходного патрубка 7 для движения незахваченного валками материала, два канала 29, выполненных в стенке размольной камеры и соединяющих кольцевые пространства вокруг уплотнений 23 с выходным патрубком 7 для удаления пыли и часТиц материала, осмотровый люк 30 на средней части 1 корпуса, два осмотровых люка 31 на боковых частях 2 корпуса и выпускной люк 32 внизу средней части для аварийных выгрузок материала. В целях облегчения ремонта валков 18 их торцовые части 33 выполнены, отъемными и присоединены болтами 34. Нажимное устройство включает насосную установку 35 с автоматическим ограничителем давления, жидкостную пружину 36, представляющую простую емкость сферической формы, объемом, примерно 4,5 м, трубы 37, соединяющие эти элементы устройства с полостями упорных гидростатических подшипников 16 через кольцевые канавки 38 в подшипниках 15 и выполненные в шипах валов 17 и соединенные последовательно лыски 39, радиальные отверстия 40 и осевые отверстия 41, два крана 42 на этих трубах и два предохранительные клапана 43 со сливными трубами 44. Масло из полостей , боковых частей 2 корпуса сливается через трубы 45. Привод мельницы имеет два двига- , теля 46, установленных на опорах 59 , две муфты 48, две одноступенчатые передачи с коническими зубчаты ми колесами с ведомыми колесами установленными с возможностью осевых движений валов 17 в них на направляющих шпонках 50 и ведущими валами-шестернями 51, смонтированными в приливах 13 боковых частей 2 корпуса. Для контроля за нагрузкой мельницы и за относительным положением валков-18 предназначены два датчика 52, смонтированных в полостях боковых частей 2 корпуса на торцах средних подшипников 1 j, их подвижные штоки 53, установленные в отверстиях 5 этих подшипников и прижатые пружинами 55 к выступам валов 17, два индикатора 5б и индикатор 57 Для автоматических отключений привода при аварийных ситуациях служат два выключателя 58, смонтированных на корпусах датчиков 52 и связанных со штоками 53, и реле 59 в электрических цепях двигателей 46. Мельница работает следующим образом. Сначала приводится в действие нажимное устройство путем включения в работу насосной установки 35. Поступившая в полость упорных подшипников 16рабочая жидкость перемещает валы 17к середине корпуса и упоры 20 фик сируют их с валками 18 в положении максимального сближения. Когда давление в гидросистеме будет доведено до установленного значения, в работу включается привод мельницы. Одновременно должны быть включены в работу питатель и вентиляторы. В процессе размола в зависимости от нагрузки мельницы оно oбecпeчивaet соответствующие осевые движения валков 18 с валами 17 путем автоматического изменения количества рабочей жидкости в полостях упорных Подшипников 16 за счет ее сжатия или расширения в жидкостной пружине 36 и во всей гидросистеме. При превышении давления жид кости установленного предела срабатывают предохранительные клапаны З и сливают излишек жидкости через трубы , При осевых перемещениях валов 17 во время работы они со шпонками 50 скользят в отверстиях и шпоночных пазах зубчатых колес 9. Через несколько секунд после пуска мельницы кoличectвo циркулирующего в ней материала, поступающего через входной патрубок 6, достигает необходимого для начала -размола минимума. Переменные тангенциальные углы захвата, действующие в межвалковом пространстве, более двух раз меньше двойного угла внутреннего трения измельчаемых материалов. Благодаря этому при сжатии материала происходит его соответствующее уплотнение без выдавливания тангенциально назад, так как при этом не возникает боковых сил, способных преодолеть силы трения. По мере движения вперед значения тангенциальных углов захвата уменьшаются и эффективность их действия возрастает. Переменные радиальные углы захвата в этом пространстве также эффективны и при значениях, больших удвоенных углов трения материала о броню валков 18, продолжают направление к серединам валков касательные составляющие-сил сжатия, превышающие силы трения и вы зывающие перемещение материала от краев к серединам валков. По мере уплотнения движущегося вместе с валками 18 материала растут его внутренние напряжения. При достаточном уплотнении, превышающем насыпную плотность, которое предусмотрено в начале сектора сжатия против уплотнителъного |эолика 11, состояние равновесия материала достигает необходимой степени устойчивости и он подвергается захвату валками 18. При этом расчетными границами захвата материала на этом участке, находящемся непосредственно перед сектором сжатия, служат поверхности скольжения, проходящие через соответствующие дуги окружностей торцов валков внутрь материала до взаимного пересечения в поперечной плоскости мельницы, образующие с проходящими через эти же дуги окружностей направлениями действия главных напряжений материала, в рассматриваемом случае являющимимися направлениями действия осевых , |1, где S - угол сил сжатия, углы -§- отклонения. При последующем движении по мере роста напряжений эти углы увеличиваются, достигая предельного значения равного 4- . Для того, чтобы количество материала, выдавливаемого из сектора сжатия, было минимальным, фактическая поверхность ограничивающая захваченный материал, формируется профилем периферии уплотнительного ролика 11, имеющим выпуклую треугольную форму с углами при основаниях по 5, т.е. равными указанному предельному расчетному углу. В результате постепенного сближения валков, сопровождающегося непрерывными структурными деформациями материала, его поверхность на периферии ниже уплотнительного ролика 11 принимает форму свода. Известно, что прочность свода определяется прочностью образбвавшегося его материала. Поэтому в секторе сжатия под дей ствием больших осевых сил, развиваемых нажимным устройством, происходит последовательное измельчение материала как в полностью замкнутом объеме. Сначала куски раздавливаются на более мелкие части. Образовавшиеся мелкие куски дробятся на еще более мелкие и т.д. Внутри массы материала его разрушение происходит взаимным раздавливанием кусков. Кроме того, в результате непрерывного изменения направлений сил сжатия и относительных положений поверхностей валков 18 и ребер 21 во всем объеме сжимаемого материала совершается процесс перемещений сдвигов по многочисленным поверхностям скольжений, сопровождающиеся интенсивным истиранием материала и непрерывным образо.ванием в нем новых контактных точек, усиливающих эффективность размола. При достаточном увеличении расстояния между торцами валковпродукт измельчения центробежной силой выбрасывается через выходной патрубок 7 в сепаратор. Сюда же поступает по желобообразному углублению 28 материал выдавливаемый из сектора сжатия в процессе деформации периферийного свода.

Возвращаемый на домол через входной патрубок 6 материал за счет его разгона воздухом в сепараторе имеет скорость, превышающую линейную скорость валков 18. Это способствует уп лотнению материала в межвалковом пространстве перед сектором сжатия.

В результате создания избыточного давления внутри уплотнений 23 путем подачи сюда под давлением атмосферного воздуха по трубкам 25 через отверстия 2, а также благодаря подаче

воздуха в кольцевые пространства вокруг этих уплотнений по трубам 26 в процессе размола происходит непрерывное вытеснение воздуха из уплотнений 23 и загрязненного воздуха из кольцевых пространств вокруг уплотнений по каналам 29 в выходной патрубок 7.

Осевые перемещений валков 18 вызывают синхронные с ними движения штков 53. При этом датчики 52 вырабатывают соответствующие сигналы, фиксируемые индикаторами 5б и 57 и являю1диеся информацией -о степени нагрузки мельницы. По случайным причинам возможно нарушение симметричности положения валков 18. Это нежелательное явление должно быть устранено путем временного прекращения подачи рабочей жидкости в полость того упорного подшипника 16, который находится на стороне оказавшегося ближе к середине размольной камеры валка 18. Это осуществляется перекрытием краном 42 соответствующей грубы 37. При перегрузках с прижатием буртиков валов 17 к подшипникам 14 выключатели 58 и реле 59 автоматически отключают привод. I

Эффектиность и производительность размола в валковых мельницах пропорциональны приложенной силе сжатия, площади радиального сечения слоя измельчаемого материала и частоте вращения валков. По всем этим факторам предлагаемая мельница многократно превосходит известные валковые мельницы. Провеивание материала в сепараторе после каждого цикла измельчения повышает эффективность размола. Кинетическая энергия, сообщаемая материалу при его выбросе в сепаратор, возвращается валкам обратно при возврате материала на домол. Мельница может применяться для размола материала с повышенной влажностью.

Формула изобретения

.Устройство для измельчения материалов, включающее приводы и кинематически связанные с ними, заключенные в корпус, рабочие органы, обращенные рабочей noBepxHoctbra друг к другу, приемную горловину и отводящий патрубок, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности

9923593 . 10

процесса измельчения, оно снабженоИсточники информации,

уплотнительиым роликом, установленным принятые во внимание при экспертизе в центре корпуса между рабочими орга- i , Авторское свидетельство СССР

нами с зазором.

№ Д17158. кл. В 02 С 7/02, 1972.

J/

f

V

фиг

(7

Фиг 5