Конусная инерционная дробилка

 

Использование: сельскохозяйственное машиностроение, а именно дробилки зерновых культур, используемые при приготовлении комбикормов и измельчении минеральных кормовых добавок. Конусная инерционная дробилка кормов содержит корпус 1 с наружным конусом 2, внутри которого на шарнирной опоре 3, закрепленной в корпусе, размещен подвижный дробящий конус 6, снабженный дебалансным вибратором 7. Поверхности конусов образуют рабочую камеру дробления, имеющую калибровочную зону 9. Подвижный конус 6 снабжен кольцевым выступом, расположенным в калибровочной зоне. Поверхность выступа по всей длине ее образующей контактирует с поверхностью наружного конуса 2 в положении взаимного касания конусов. Высоту Н калибровочной зоны определяют из соотншения Н х + ctg()-ctgjSr где х наибольшая длина частиц дробленого материала; анаибольшая ширина частиц дробленого материала; а - угол между осью подвижного конуса и осью наружного конуса в положении их взаимного касания, равный 3...100; угол между образующей рабочей поверхностью наружного конуса и горизонталью, равный 30...60°. 3 ил. со с 4 О О О СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц5 В 02 С 2/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4787525/33 (22) 30,01.90 (46) 07.10.92. Бюл. М 37 (71) Курский филиал Центрального проектно-конструктрского и технологического бюро "Росагропромремтехпроект" (72) В.А.Манухин, А.В.Болдырев, А.В.Ларин, Е.В.Калужских, В.С.Согачев и В.B.ËîñåB (56) Авторское свидетельство СССР гв 1080847, кл. В 02 С 2/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N 827158, кл. В 02 С 2/02, 1979. (54) КОНУСНАЯ ИНЕРЦИОННАЯДРОБИЛКА (57) Использование: сельскохозяйственное машиностроение, а именно дробилки зерновых культур; используемые при приготовлении комбикормов и измельчении минеральных кормовых добавок. Конусная инерционная дробилка кормов содержит корпус 1 с наружным конусом 2, внутри которого на шарнирной опоре 3, закрепленной в корпусе, размещен подвижный

„„5LIÄÄ 1766505 А1 дробящий конус 6, снабженный дебалансным вибратором 7. Поверхности конусов образуют рабочую камеру дробления, . имеющую калибровочную зону 9. Подвижный конус 6 снабжен кольцевым выступом, расположенным в калибровочной зоне. Поверхность выступа по всей длине ее образующей контактирует с поверхностью наружного конуса 2 в положении взаимного касания конусов. Высоту Н калибровочной зоны определяют из соотншения Н = х +, где х — наибольшая (7

ctg — а — сщ длина частиц дробленого материала; o - наибольшая ширина частиц дробленого материала; а — угол между осью подвижного конуса и осью наружного конуса в положении их взаимного касания, равный 3...10, )3- угол между образующей рабочей поверхностью наружного конуса и горизонталью, равный 30...60 . 3 ил, 1766505

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к дробилкам зерновых культур, используе.мым при приготовлении комбикормов, и может применяться для измельчения минеральных кормовых добавок.

Известна конусная инерционная дробилка, содержащая "йфУус с наружным конусой, внутри %атомного размещен подвижный конус, зазор между которыми является пространством, где происходит измельчение исходного продукта (1). Угол наклона образующих рабочих поверхностей. обоих конусов в калибровочной зоне одинаков, так что при совмещении осей конусов их образующйе располагаются в пространстве параллельно друг другу. В момент соприкосновения поверхностей конусов поперечное сечение рабочей камеры известного устройства представляет собой клин, основание которого обращено к центру процессии подвижного конуса. Проходящее через сечение зерно получает ряд ударов, сила которых возрастает по мере приближения к вершине(разгрузочной щели), где усилие благодаря точечному контакту рабочих. поверхностей достигает большйх величин.

Такая схема измельчения целесообразна для хрупких, твердых материалов, частицы которых сильно отличаются по размерам. В случае измельчения зерна, представляющего собой однородный по величине и пластичный по физико-мЕханическим свойствам материал, нет необходимости в создании больших контактных напряжений, приводящих к переизмельчению части про-. дукта. Процесс измельчения связан с затра тами энергии, причем количество ее тем ... больше, чем больше общая поверхность частиц готового продукта, полученного в результате дробления.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому ре-. зультату является конусная инерционная дробилка, содержащая конус с наружным конусом, внутри которого на шарнирной опоре размещен подвижный дробящий конус, имеющий дебалансный вибратор, и образованную рабочими поверхностями конусов камеру дробления с калибровочной зоной (2).

Указанные технические решения вызывают сложность конструкций; наличие двух подвижных конусов, двух рабочих камер, что обуславливает увеличение габаритных размеров дробилки.

Целью изобретения является повышение производительности и качества продукта и ри снижении э не рго затрат.

Достижение цели осуществляется в конусной инерционной дробилке, содержащей наружный конус, внутри которого на шарнирной опоре размещен подвижный дробящий конус с дебалансным вибратором и кольцевым выступом, расположенным в калибровочной зоне, при этом поверхность выступа по всей длине его образующей контактирует с поверхностью наружного конуса в положении взаимного касания конусов, а высоту Н подвижного конуса определяют из соотношения

10

Н вЂ” х+

ctg (P — а) — cogô

15 где х — наибольшая длина частиц дробимого материала; о — наибольшая ширина частиц дробильного материала; а — угол между осью подвижного конуса

20 и осью наружного конуса в положении их взаимного касания, равный 3...10О.

P — угол между образующей рабочей поверхностью наружного конуса и горизонталью, равный 30...60 .

25 На фиг,1 схематично изображена дробилка; на фиг,2 — схема для определения угла отклонения подвижного конуса и наклона образующей кольцевого участка; на фиг.3 — схема для определения высоты по30 движного конуса.

Дробилка состоит из корпуса 1, несущего наружный конус 2 и шарнирную опору 3 вала 4, на котором с помощью подшипников

5 установлен подвижный конус 6 с кольце35 вым выступом 7, и дебалансный вибратор 8.

Обращенные друг к другу рабочие поверхности конусов 2 и 6 составляют рабочую камеру с зоной 9 предварительного разрушения измельчаемого материала, характе40 ризуемой тем, что образующие подвижного и наружного конусов параллельны друг другу при совмещенных осях конусов, и калибровочную зону 10- интенсивного измельчения, образующие рабочих поверх45 ностей конусов в которой совмещаются по линии их соприкосновения при отклонении подвижного конуса. Боковая поверхность подвижного конуса состоит из двух участков, образующая верхнего участка имеет

50 угол наклона к горизонтальной плоскости, равный углу наклона соответствующей образующей наружного конуса, угол наклона образующей кольцевого выступа 7, лежащего в основании конуса, меньше угла наклона

55 образующей верхнего участка на величину угла отклонения подвижного конуса от вертикальной оси во время работы.

Для определения величины угла, на который должен отклониться подвижный ко1766505 нус, чтобы образующая кольцевого участка, лежащая в основании конуса, совместилась с образующей поверхности наружного конуса, рассмотрим схему, представленную на фиг.2, где Π— центр шарнирной опоры, 5

ОА = R, где R — расстояние от центра шарнирной опоры до основания подвижного конуса; АВ = D/2, где D — диаметр основания подвижного конуса; OB = Т, где Т вЂ” расстояние от центра шарнирной опоры до края 10 основания подвижного конуса; ОЕ = М, где

М вЂ” расстояние от центра шарнирной опоры до точки пересечения образующей рабочей поверхности наружного конуса с горизонтальной плоскостью, проходящей через 15 центр шарнирной опоры..

FC = S, где S — зазор между поверхностями конусов при совмещенных осях; Ругол между образующей рабочей поверхностью наружного конуса и горизонталью, 20 равный 30...60О.

Из схемы видно, что значение угла аугла между осью подвижного конуса и осью наружного конуса в положении их взаимного касания, равного 3...10О, на который дол- .25 жен отклониться конус, можно определить из выражения, а= 90 -у — в, где из треугольника OAB определим величину угла 30

y= arctg

Значение угла в определим, используя теорему синусов, из двух треугольников EB О 35 и Р ВО: из треугольника BLF определим катет Н

FL=BLctg P=Rctg P, Из треугольника FCL определяем гипотенузу EF...„:............. 40

EF — СР

sin P sing

Теперь можно определить сторону ОЕ 45 треугольника ЕВ О

ОЕ = OL+ FL+ FE = — +P ctg)3+

D S

2 sin P

В треугольнике ЕВ О известны стороны ОЕ, ОВ и угол Р при стороне ОЕ, откуда по теореме синусов з1п 3 sin в

О В В Е или

+ = r iri g п Р

BE

ОВ

Используя формулы для решения косоугольных треугольников имеем выражение для определения стороны В Е

В Е =ОЕ cos P++

Подставляя полученное выражение в формулу для определения угла а, имеем

sinP) arcsin

Развернутое выражение для определения угла отклонения подвижного конуса принимает следующий вид: а = 90 — arctg о

stnP) - arcsin

Из схемы фиг.2 видно, что угол N Â А, определяющий наклон образующей кольцевого участка к основанию подвижного конуса, меньше угла Р на величину угла а, то есть N В А =- Р - а, Для того, чтобы образующая BN подвижного конуса полностью прилегала к образующей наружного конуса (фиг.3), необходимо, чтобы точка Р лежала либо на продолжении образующей В N, либо была смещена от нее в сторону оси подвижного конуса.

Поперечное сечение зоны предварительного сжатия рабочей камеры, ограниченное с одной стороны образующей наружного конуса,а с другой образующей

NQP подвижного конуса, предлагает в случае расположения точки P ча протяжении образующей BN замкнутое клиновое пространство, которое обеспечивает возникновение больших сжимающих напряжений внутри измельчаемого материала и потому представляет наибольший интерес для конструкции дробилки, Определим размеры подвижного конуса, используя схему, изображенную на фиг.3, где NQ = а — смещение контура верхнего участка конической поверхности подвижного конуса поперечными размерами частиц измельчаемого продукта, равное наибольшей ширине частиц дробимого материала, VG = х — высота кольцевого конического выступа, расположенного в основании подвижного конуса, равная наибольшей длине частиц дробимого материала;

VP = Н вЂ” высота подвижного конуса, которую необходимо определить, для чего

1766505

Н-х+

ctg (P — а) "— ctg)3

25 выразим известную величину через зависимость, в которую входит искомая высота

o NG — GQ из треугольника PGQ определяем катет GQ

GQ = (Н-х) ctg P, из треугольника PGN определяем катет NG, Таким образом записанное ранее выражение принимает вид о=(Н-х) (ctg (P-а) — ctgP)

Отсюда можно определить высоту подвижнрго конуса, при которой точка P лежит на линии, являющейся продолжением образующей кольцевого участка BN

Дробилка работает следующим образом, При вращении дебалансного вибратора

8 создается центробежная дробящая сила, заставляющая подвижный конус 6 совершать на шарнирной опоре 3 гирационное движение, при котором он обкатывается по поверхности наружного конуса через слой измельченного зерна, находящегося в рабочей камере, Продвигаясь по рабочей камере, зерно вначале попадает в зону предварительного разрушения 9, характеризуемую тем, что поперечное сечение рабочих поверхностей конусов образует замкнутое пространство, которое обеспечивает возникновение больших сжимающих напряжений внутри находящегося в нем зернового материала, Резкое сжатие зерна в замкнутом объеме приводит к развитию сети микротрещин, которые частично выходят на поверхность.

Отличительной особенностью такой обработки является то, что зерно не распадается на частицы в зоне предварительного разрушения, что исключает переизмельчение продукта при прохождении калибровочной зоны. В калибровочной зоне 10 слой зерна попадает в пространство между двумя параллельными поверхностями конусов воздействующим на него усилием сжатия ударного характера, при котором зерно частично измельчается по структурным трещинам, образовавшемся в зоне предварительного разрушения, а также получают интенсивное развитие новые очаги микротрещин. В результате из дробилки выходит измельченный зерновой продукт равномерного гранулометрического состава и раздробленой структуры отдельных частиц.

Введение в конструкцию подвижного конуса дробилки кольцевого выступа, поверхность которого при отклонении llo"

55 движного конуса совмещается с поверхностью наружного конуса, позволило получить такие условия разрушения, при которых в измел ьчаемом и родукте вначале возни кает обширная сеть дефектов микроструктуры, являющихся концентраторами напряжений, что в свою очередь облегчает дальнейшее разрушение зерна в калибровочной зоне.

Такая конструкция дает возможность говорить об избирательном измельчении, отличающимся экономичностью энергетических затрат и стабильностью гранулоометрического состава готового продукта, не содержащего переизмельченных частиц.

В связи с тем, что ось подвижного конуса описывает во время работы коническую поверхность, ход его боковой поверхности наружного конуса в верхней части камеры дробления имеет максимальную величину, а в нижней минимальную, Это позволяет создать лучшие условия захвата зерна во время наполнения им эоны предварительного разрушения, за счет чего удается создавать в измельчаемом материале значительные внутренние напряжения и этим уменьшать число циклов сжатия, необходимое для развития микротрещин и других дефектов структуры зерна.

Кроме того, полученная в результате использования изобретения конфигурация боковой поверхности подвижного конуса обеспечила образование в рабочей камере зоны предварительного разрушения в виде объема клиновой формы, основание которого находится со стороны разгрузочной щели. При этом результирующая сил воздействия рабочих поверхностей конусов на измельчаем ый материал совпадает по направлению с движением продукта, что стимулирует перемещение частиц в калибровочную зону и очистку калибровочной зоны от готовых продуктов измельчения, то есть повышает скорость обработки.

Таким образом использование заявляемого изобретения позволяет улучшить качество готового корма, снизить энергозатраты, связанные с измельчением, и повысить производительность дробилки.

Формула изобретения

Конусная инерционная дробилка пре,имущественно для переработки зернопродуктов., содержащая корпус с наружным конусом, внутри которого на шарнирной опоре размещен подвижный дробящий конус, имеющий дебалансный вибратор, и образованную рабочими поверхностями конусов камеру дробления с калибровочной зоной, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности и качества продукта при снижении энерго"à òTðpý òT, по1766505

10 ь движный конус снабжен кольцевым выступом, расположенным в калибровочной зоне, при этом поверхность выступа по всей длине ее образующей контактируег с поверхностью наружного конуса в положении взаимного касания конусов, а высоту Н подвижного конуса определяют из соотношения

Н= х+ (7

cog (P — а) — сто j3 где х — наибольшая длина частиц дробимого материала; о — наибольшая ширина частиц дробимого материала;

5 а-угол между осью подвижного конуса и осью наружного конуса в положении их взаимного касания, равный 3 — 10;

P — угол между образующей рабочей поверхностью наружного конуса и гаризон10 талью, равный 30 — 60О.

1766505 .(Я? у

Составитель В. Губарев

Редактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор Н. Слободяник

Заказ 3499 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101