Устройство для измельчения материалов
Владельцы патента RU 2292242:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) (RU)
Изобретение относится к механическому оборудованию для измельчения и классификации твердых материалов. Устройство для измельчения материалов содержит корпус с загрузочным и разгрузочным приспособлениями, заполненную мелющими телами помольную камеру, выполненную в виде винтовой спирали из упругого материала и соединенную с приводом, регенерирующий узел, выполненный в виде шнека, закрепленного на валу с возможностью вращения в сторону, противоположную вращению помольной камеры, с угловой скоростью, равной угловой скорости вращения помольной камеры, причем гребни шнека установлены в зазоре между витками винтовой спирали на глубину, равную диаметру упругого материала, при этом наклон гребней шнека противоположен наклону витков спирали, а шаг гребней шнека равен шагу витков спирали. Техническим результатом предлагаемой конструкции является повышение производительности. 2 ил.
Изобретение относится к механическому оборудованию для измельчения и классификации твердых материалов и может быть использовано в горнодобывающей, химической, металлургической и других отраслях промышленности, в производстве строительных материалов и в экологии при переработке твердых отходов. Известен измельчитель, содержащий перфорированный корпус с несколькими рядами подъемных полок, между которыми смонтированы острые шипы, загрузочный и разгрузочный патрубки, при этом шипы и полки расположены по чередующимся винтовым линиям (Авт.св. СССР №730364, В 02 С 17/02, 1980).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся низкая производительность из-за заклинивания кусками измельченного материала отверстий в корпусе, сложность и длительность их очистки.
Известна мельница, включающая помольную камеру, размещенную внутри статора магнитного многофазового поля, загрузочную и разгрузочную горловины и установленную в помольной камере коническую пружину с расширением от загрузочной к разгрузочной горловине, выполненную с постоянным зазором между витками и установленную с возможностью вращения осесимметрично с помольной камерой (Патент РФ №2051490, В 02 С 19/22, 1995).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся низкая производительность из-за заклинивания кусками измельчаемого материала зазора между витками пружины, сложность и длительность их очистки.
Наиболее близким устройством к заявляемому объекту по совокупности признаков и выбранным за прототип является устройство для измельчения материалов, содержащее корпус с загрузочным и разгрузочным приспособлениями, заполненную мелющими телами помольную камеру, выполненную в виде винтовой спирали из упругого материала и соединенную с приводом, и механизм осевого перемещения в виде винтовой пары и калибровочных шайб для установки зазора между витками спирали помольной камеры, соответствующего необходимому размеру получаемых частиц (Патент РФ №2122470, BO 2 С 19/22, 1998).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся низкая производительность из-за заклинивания кусками измельченного материала зазора между витками пружины, сложность и длительность их очистки.
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся невысокая производительность, связанная с необходимостью периодической остановки работы устройства для удаления кусков измельченного материала, заклинившихся в зазоре между витками спирали помольной камеры.
Кроме того, это увеличивает сложность эксплуатации и обслуживания известного устройства, что приводит к возрастанию себестоимости измельчения.
Задачей предлагаемого изобретения является перевод его работы из периодического режима в непрерывный без остановок на удаление между витками винтовой спирали заклинивших кусков материала.
Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемой конструкции, является повышение производительности устройства для измельчения материала за счет одновременности протекания процессов измельчения и регенерации зазора между витками от заклинивших в нем кусков материала.
Поставленный технический результат достигается тем, что в устройстве для измельчения материала, содержащем корпус с загрузочным и разгрузочным приспособлениями, заполненную мелющими телами помольную камеру, выполненную в виде винтовой спирали из упругого материала и соединенную приводом, при этом устройство снабжено регенерирующим узлом, выполненным в виде шнека, закрепленного на валу с возможностью вращения в сторону, противоположную вращению помольной камеры, с угловой скоростью, равной угловой скорости вращения помольной камеры, причем гребни шнека установлены в зазоре между витками винтовой спирали на глубину, равную диаметру упругого материала, а наклон шнека противоположен наклону витков спирали, и шаг гребней шнека равен шагу витков спирали.
Установка регенерирующего узла в виде шнека, закрепленного на валу с возможностью вращения в сторону, противоположную вращению помольной камеры, с угловой скоростью, равной угловой скорости вращения помольной камеры, и установка гребней шнека в зазоре между витками винтовой спирали на глубину, равную диаметру упругого материала, позволяет синхронизировать работу помольной камеры и шнека так, что винтовая спираль помольной камеры и гребни шнека не пересекают друг друга при вращении и гребни шнека в любой момент времени оказываются между витками винтовой спирали, что позволяет за один оборот очистить весь зазор между витками винтовой спирали от заклинившихся в них кусков измельченного материала. Таким образом, повышается производительность устройства для измельчения за счет одновременности протекания процессов измельчения и регенерации.
Наклон шнека, противоположный наклону витков спирали, и шаг гребней шнека, равный шагу витков спирали, позволяет гребни шнека установить в зазоре между витками винтовой спирали по всей длине помольной камеры. Установка гребней шнека в зазоре между витками винтовой спирали на величину, равную толщине упругого материала, из которого изготовлена винтовая спираль помольной камеры, позволяет выбивать все заклинившиеся в зазоре между витками винтовой спирали куски измельчаемого материала. Увеличение этой глубины вызывает сложности в изготовлении, монтаже, эксплуатации устройства, а уменьшение не позволяет обеспечить удаление всех кусков измельчаемого материала из зазора между витками винтовой спирали.
На фиг.1 показан общий вид устройства для измельчения материалов (вид сверху в разрезе), а на фиг.2 - вид сбоку на устройство.
Устройство состоит из корпуса 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 приспособлениями помольной камеры 4, выполненной в виде винтовой спирали из упругого материала диаметром d, соединенной с приводом 5, состоящим из двигателя, ременной передачи и зубчатой передачи с передаточным отклонением 1:1. Внутри помольной камеры 4 находятся мелющие тела 6, вал 7 помольной камеры 4 закреплен в опорах с подшипниками 8 и 9.
Снаружи помольной камеры установлен регенерирующий узел в виде шнека 10 с гребнями 11, закрепленного на валу 12. Вал 12 закреплен в подшипниках 13 и 14 и соединен с приводом 5, обеспечивающим его вращение с угловой скоростью w, равной и противоположно направленной вращению помольной камеры 4. Гребни 11 шнека 10 имеют наклон, противоположный наклону винтовой спирали, а шаг равен шагу навивки винтовой спирали. Гребни 11 шнека 10 вставлены в зазор между витками винтовой спирали помольной камеры 4 на глубину, равную диаметру упругого материала, из которого изготовлена винтовая спираль помольной камеры 4.
Устройство работает следующим образом. Включают привод 5, от которого передается вращение на помольную камеру 4 с угловой скоростью w. С такой же, но противоположно направленной угловой скоростью w начинает вращаться от привода 5 вал 12 со шнеком 10 регенерирующего узла.
Исходный материал попадает в загрузочное приспособление 2, который увлекается во вращение вместе с помольной камерой 4 и мелющими телами 6. Поднимаясь на некоторую высоту и попадая вместе с мелющими телами 6, исходный материал измельчается при ударе и истирании и сепарируется между витками помольной камеры 4. Измельченный материал отводят из корпуса 1 в разгрузочное устройство 3.
Куски материала, заклинившиеся в зазоре между витками винтовой спирали помольной камеры 4, вращаясь вместе с ней, сталкиваются с гребнями 11 шнека 10 регенерирующего узла и выбиваются ими из зазора.
Так как гребни 11 шнека 10 установлены между витками винтовой спирали на глубину d, равную диаметру упругого материала винтовой спирали, то за один оборот помольной камеры 4 и шнека 11 все куски измельчаемого материала, застрявшие в зазоре между витками винтовой спирали, будут выбиты из этого зазора внутрь помольной камеры 4 и их измельчение продолжится до размера, меньшего зазора между витками винтовой спирали. Кроме того, так как шаг гребней 11 шнека 10 равен шагу навивки винтовой спирали, но имеет противоположный ей наклон, то гребни 11 шнека 10 будут находиться в зазоре между витками винтовой спирали в любой момент времени вращения по всей длине помольной камеры 4.
Регенерирующий узел целесообразно установить сверху и сбоку относительно помольной камеры 4 со стороны, где помольная камера 4 при вращении опускается вниз. В этом случае мелющие тела и куски материала, поднимающиеся вверх на противоположной стороне, не взаимодействуют с гребнями 11 шнека 10, а значит, не разбивают и не деформируют гребни 11 и не заклинивают их в зазоре между витками винтовой спирали помольной камеры 4.
Предлагаемая конструкция для измельчения материалов с дополнительно установленным снаружи регенерирующим узлом в виде вала со шнеком позволяет перенести работу устройства из периодического режима в непрерывный за счет совмещения во времени процессов измельчения и регенерации зазора между витками винтовой спирали, уменьшить трудозатраты, связанные с остановкой и выбиванием кусков материала, а значит, уменьшить себестоимость самого процесса измельчения.
Предлагаемую конструкцию регенерирующего узла можно устанавливать на действующих в настоящее время устройствах для измельчения при их реконструкции. Она облегчает за счет механизации самую сложную и трудоемкую операцию - удаление заклинившихся в зазоре между витками кусков измельчаемого материала.
Устройство для измельчения материалов, содержащее корпус с загрузочным и разгрузочным приспособлениями, заполненную мелющими телами помольную камеру, выполненную в виде винтовой спирали из упругого материала и соединенную с приводом, отличающееся тем, что устройство снабжено регенерирующим узлом, выполненным в виде шнека, закрепленном на валу с возможностью вращения в сторону, противоположную вращению помольной камеры, с угловой скоростью, равной угловой скорости вращения помольной камеры, причем гребни шнека установлены в зазоре между витками винтовой спирали на глубину, равную диаметру упругого материала, при этом наклон шнека противоположен наклону витков спирали, а шаг гребней шнека равен шагу витков спирали.
