Конусная дробилка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) 5)5 В 02 С 2 О ЗОБ РЕТ КСАН 9.03.8 рукторское бюро по логического оборуя руд "Механобр" ьство ССС/02. 1985. Фие ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1(71) Специальное констконструированию техндования для обогащени(56) Авторское свидетелВ 1165459, кл. В 02 С 2 РОБИЛКАотносится к дробильному ожет быть применено для масс, сверхтвердых и легатериалов и их сплавов. я - повышение эффективя и надежности работы ная дробилка содержит ый неподвижный конус 2 с иводом 4, причем между м 2 смонтирована кольце с развитой теплообменс ребрами и образующая ь для охлаждающего газа.(54) КОНУСНАЯ Д (57) Изобретение оборудованию и м дробления пласт ковозгораемых м Цель изобретени ности охлаждени дробилки. Конус корпус 1 наружн дебалансным пр корпусом и конусо вая перегородка ной поверхностью с корпусом полост 6 з.п. ф-лы, 13 ил,Корректор А.Осаул Ужгород, ул.Гагарина, 1 Производственно-издательский комбинат "Пате 2Ф 1 2 Заказ 381 Тираж ВНИИПИ Государственноо ко 113035. МоИзобретение относится к областидробильно-измельчительного оборудования спецматериалов, например пластмасс, сверхтвердых и легковозгораемыхматериалов и их сплавов (кобальта и алюминия).Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения и надежностиработы,В некоторых регионах, где нет охлаждающей воды, система воздушного охлаждения является более выгодной и дажеединственно возможной, Воздушное, газовое (С 02, азот, инертные газы) охлаждениециркулирующим веществом более эффективна и при высоких скоростях оно доступ.нее.и надежнее, при модернизациинизкоскоростных дробилок целесообразноустраивать вентилятор на валу электродвигателя,Выполнение между корпусом и наружным неподвижным конусом кольцевой перегородки, например, пилообразногосечения с развитой теплообменной поверхностью, например, в виде волнообразныхребер, образующей с корпусом полость дляохлаждающего газа обеспечивает как повышение эффективности работы за счетувели"чения теплопередающей поверхности, тэк иповышение надежности работы дробилкиза счет увеличения теплопередающей поверхности, особенно при работе на сверхтвердых и легковозгораемых материалахпри увеличении скоростей вращения внутреннего конуса.Выполнение дебэланса с радиальноРасположенными пазами сокращает затраты вэ Изготовление вентилятора за счет использовэния уже имеющейся камерыдебалэнса вместо корпуса вентилятора,Выполнение кольцевой полости междунаружным неподвижным конусом и перегородкой, заполненной теплоемкой жидкостью йли теплопроводным материалом,замкнутой повышает эффективность устройства зэ счет экономии воды,Выполнение вентилятора и внутреннего конуса в виде тела вращения на общемвалу позволяет бесперебойно снабжать систему охлаждения охлаждающей средой (газом) и тем самым повышает надежностьработы и обеспечивает экономически эффективное охлаждение как за счет использования более легкого рабочего тела-газа,так и зэ счет создания большей производительности.Сообщение кольцевой полости для охлаждающего газа (например, воздуха) входным отверстием или каналом с областьюдебэлэнсэ обеспечивает надежность и эф 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 фективную работу системы охлаждения за счет циркуляции газа,Образование стенок кольцевой полости (кольцевой перегородки) в виде волнообразных ребер, образующих в продольном или в поперечном сечении профиль меандра, через который продувается охлаждающий газ (воздух) повышает надежность работы на легковозгораемых материалах за счет увеличения теплопередающей поверхности (меандр - кривая или ломаная линия, образующая ряд спиралей),Повышение надежности достигается исключением вероятности выхода из строя (поломки) дробилки (измельчителя) ввиду невозможности отключения системы охлаждения при работающем двигателе,Для дробилок с низкой скоростью вращения внутреннего конуса целесообразно выполнять дополнительный вентилятор, посаженный на ось электродвигателя.Выполнение кольцевой перегородки и ребристой поверхности синусоидальными уменьшает гидравлические потери за счет плавных переходов и за счет этого снижает сопротивление движению охлаждающего газа и тем самым повышает общий (суммарный) КПД охлаждающего устройства, а значит и эффективность работы.Выполнение системы охлаждения, в которой воздух подается непосредственно в освобожденную от жидкости камеру внутри сильфона, упрощает всю систему охлаждения.Выполнение винтового канала с взаимно соприкасающимися между собой пазами витков винтового канала направлено на уве-. личение числа витков винтового канала, а следовательно, поверхности теплообмена и тем самым повышает эффективность тепло- обмена.Выполнение турбулизэторов в виде перфорированных ребер (в виде ребер с отверстиями) турбулизирует поток воздуха и тем самым повышает эффективность тепло- обмена и интенсивность теплоотвода и, следовательно, улучшает эффективность охлаждения.Выполнение дополнительных форсунок улучшает организацию потока, движущегося через отверстия, а выполнене отверстий в форсунках суживающимися улучшает дробление струй на малоразмерные вихри,Выполнение дополнительных турбулизаторов в виде гибких пружинящих элементов повышает эффективность охлаждения за счет турбулизации среды и тем самым улучшает условия теплообмена.Выполнение форсунок в виде упругих элементов способствует саморегулирова5 10 20 25 30 35 40 45 50 55 нию системы охлаждения при различных режимах работы и при разных скоростях движения воздуха и способствует более интенсивному движению воздуха, а следовательно, и более интенсивному и эффективному охлаждению для каждого из режимов работы.Выполнение кольцевой перегородки в виде многогранных или звездообразных элементов повышает интенсивность тепло- обмена. Выполнение звездообразных элементов в виде состыкованных друг с другом большими основаниями пирамид и состоящими иэ четырехугольных пластин, соединенных под углом друг к другу, увеличивает теплообменную поверхность, Выполнение звездообразной поверхности в виде коротких и длинных ребер увеличивает площадь теплообмен ной поверхности, соприкасающейся с циркулирующей средой.Выполнение плоской спиральной пружины в кольцевом канале повышает интенсивность теплообмена. Выполнение пружины Ч-образной увеличивает поверхность теплообмена.Выполнение кольцевой стенки в виде сот или в виде набора колпачков (стаканообразных элементов), например, расположенных в шахматном порядке увеличивает эффективность за счет увеличения теплопередающей поверхности,Выполнение кольцевой камеры из последовательно расположенных кольцевых наклонных элементов, образованных, например, наклонными кольцами, повышает эффективность охлаждения за счет увеличения поверхности соприкосновения с охлаждающей средой и организует направленное вихревое движение охлаждающей среды (воздуха) по наклонным траекториям и гем самым повышает эффективность охлаждения и надежность работы на легковозгораемых материалах, Кроме того, подобное выполнение турбулизирует движущийся по кольцевой камере поток охлаждающей среды и тем самым улучшает условия охлаждения, а в совокупности повышает интенсивность перемешивания потока и повышает эффективность охлаждения.Система охлаждения может работать на газе, например аргоне,. в этом случае в верхней части наружного конуса устанавливается шлюзовой затвор, Шлюзовой затвор может устанавливаться и после дробилки измельчителя) или устройство со стороны горловины закрывается крышкой. При работе системы охлэкдения на воде с увеличением скорости вращения внутреннего конуса производительность дробилки (измельчителя) для материалов, не возгораемых в воде,значительно увеличивается. При работе на воде скорость воды меняется пропорционально скорости вращения колеса, поэтому эффективность охлаждения проявляется в увеличении производительности за счет увеличения скорости дробления (измельчения) невозгораемых материалов, При этом вентилятор работает в режиме насоса, что позволяет работать при высоких скоростях и высокой производительности.На фиг,1 показан продольный разрез дробилки с развитой пилообразной перегородкой (сильфоном); на фиг,2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг.3 - варианты выполнения перегородок в продольном сечении: а - зигзагообразное; б, г - в виде меандров; в - корытообразное; на фиг.4 - продольный разрез дробилки с синусоидальной поверхностью перегородки; на фиг.5 - вариант с перфорированными перегородками-турбулизаторами; на фиг,б - разрез Б-Б на фиг,5; на фиг.7 - вариант с турбулизаторами в виде форсунок и в виде пружин; на фиг,8 - разрез В-В на фиг,7; на фиг,9 - вариант, в котором кольцевая стенка выполнена из звездообразных элементов, состыкованных большими основаниями между собой, а винтовой канал выполнен из взаимно соприкасающихся между собой пазов; на фиг, 10 - звездообразный элемент; нэ фиг,11 - кольцевая перегородка образована сотами, а в кольцевой полости для газа выполнен плоский упругий элемент в виде пружины; на фиг.12 - упругий элемент выполнен в виде упругого сильфона; на фиг,13 - измельчитель с кольцевой перегородкой, выполненной из наклонных колец.Конуснэя дробилка (фиг.Ч и 2) содержит корпус 1, наружный неподвижный койус 2 с системой охлаждения и внутренний дробящий конус 3 с дебалэнсным приводом, включающим дебаланс 4, Система охлаждения содержит кольцевую полость 5, между наружным неподвижным конусом 2 и перегородкой в виде сильфонэ с продольным или поперечным сечением сложного контура, например в виде меандра, заполненную теплоемкой жидкостью или теплопроводным материалом. Перегородка б в виде сильфона выполнена с развитой теплообменной поверхностью, например на фиг,4 с волнообразными (синусоидальными) ребрами 7, и образует с корпусом для охлаждающего газа полость 8, сообщенную входным отверстием или каналом с камерам 9 дебаланса 4, на поверхности которого выполнены радиально расположенные, пазы 10, образующие малоразмерное колесо вентилятора, 1708407Система охлаждения внутреннего конуса содержит тепловой экран в виде колец 11 и 12, выполненных из материала с малой теплопроводностью (теплоиэолирующего материала), В кольце 12 предусмотрен вдув охлаждающего воздуха в материал через канал 13. Камера под подпятником 14 расчленена на малоразмерные каналы 15 для жидкости. ПодГипники охлаждаются аналогично наружному конусу с помощью синусоидального сильфона 16, Каждая емкость для охлаждающего газа оснащена входным отверстием 17 и отводом 18, а область дебаланса подводом охлаждающего газа (воздуха) 19, например, с атмосферой или с газовым баллоном и отводом 20 сообщена с входным отверстием 17, При работе на инертном газе подвод 19 сообщается с баллоном, а загрузочная воронка наружного неподвижного конуса 2 снабжается шлюзовым затвором с подводом инертного газа или крышкой (не показаны), Для удобства выгрузки материала иэ дробилки (иэмельчителя) в контейнер на корпусе мо.жет быть предусмотрен патрубок 21, кото. рый при работе на измельченных-средах ( порошковых., материалах) может быть использован для аэрации материалов.При вращении внутреннего дробящего (измельчающего) конуса 3 материал, поступающий в устройство, дробится (измельчается) между внутренним 3 и наружным 2 конусами, Выделяемое тепло аккумулируется теплоемкой жидкостью или теплопроводным материалом а кольцевой полости 5 и отбирается воздухом через перегородку 6 с сечением в аиде меандра или пилообразного сечения с развитой теплообменной поверхностью в аиде волнообразных , (синусоидальных) ребер 7, При этом движение воздуха в системе охлаждения и в проточной полости 8 осуществляется от вентилятора в виде дебаланса 4, на поверхйости которого выполнены пазы 10, При работе системы охлаждения воздух или газ иэ области 9 дебаланса подводится пазами 10 а проточную полость 8 для охлаждающего газа через входное отверстие 17 и отводится из нве через отвод 18, Часть охлаждающего газа вдувается церез радиальный канал 13 в кольце 12 в рабочую камеру и выводится через патрубок 21 вместе с материалом, что Облегчает выхоД материала из дробилки (изМельчителя), особенно при малых величинах его крупности,и уменьшает энергетические затраты на охлаждение дробилки (измельчитвля), В ряде случаев жидкость может быть устранена совсем, в этих случаях воздух подается непосредственно в камеру дляжидкости, образованную перегородкой с развитой пове.рхностью (сильфоном).При необходимости смены жидкости в кольцевой полости для жидкости удобно устраивать подвод и отвод жидкости. Однако экономически оправданным является использование полости для теплопроводной жидкости замкнутой,Вариантом изобретения в ребрах кольцевых перегородок в виде меандров предлагается выполнять турбулизирующие отверстия 22 (см, фиг.5, 6), которые предназначены для турбулизации газа при егр движении в кольцевой полости. При этом кольцевую полость для газа целесообразно выполнять в виде винтового канала 23, Другим вариантом турбулиэаторов являются форсунки 24 с коническими отверстиями 25 (фиг.7 и 8). Между перегородками расположены турбулиэаторы в виде пружин 26, которые также турбулиэируют газ. Кольцевая стенка может быть выполнена в виде набора пирамидальных звездообразных элементов 27 (см. фиг,9, 10), а винтовой канал 28 образован взаимно соприкасающимися пазами, При дроблении горячих материалов, например спека (пека), возникает необходимость в дополнительной полости с тепло- проводным материалом 29, Для регулирования производительности вентилятора предусмотрено подвижное кольцо 0 с расположенными на нем рабочими лопатками (фиг,11). Набор пирамидальнь 1 х элементов в виде звездообразных элементов 27 (фиг,9) состоит из четырехугольных пластин, соединенных под углом друг к дру-, гу в виде ребер 31 и 32 (фиг.10), чередующейся длины с образованием гофрированных 404550 5 10 15 20 25 3035 элементов со звездообразной поверхностью, содержащей короткие и длинные ребра, Турбулиэатор газа в виде плоской пружины 33 является одновременно и регулятором расхода газа при разных скоростяхвращения колеса вентилятора (фиг.11). Регулирование расхода газа производится путем самосжатия пружины при увеличении давления газа, Турбулизатор в виде упругого сильфона 34 (см. фиг,12) выполнен изэластичного материала, например резины. Кольцевая стенка выполнена в виде сот, например иэ набора колпачков (стаканчиков) 35 и 36, попеременно обращенных открытой поверхностью вовнутрь и наружу.В измельчителе на внутреннем и наружном конусах со стороны рабочей камеры выполнены наклонные пазы 37 и 38 (см. фиг.13), которые могут быть выполнены на разных уровнях и на одном и служат для равномерной подачи материала в рабочуюкамеру, образованную между наружным ивнутренним конусами, Кроме того, в наружном конусе выполнено по крайней мере двакольцевых канала 39 с установленными вних подвижными кольцами 40, контактирующими с подвижными кольцами 41, выполненными в кольцевом канале 42: внутреннего конуса. Контактирующие кольца применительно к измельчителям мягкихматериалов целесообразно выполнять изрезин с малыми коэффициентами тренияили фторопластов с наполнйтелями (например, с сульфидом молибдена).В кольцах 40 и 41 могут быть предусмотрены радиальные щели 43 для прохода материала заданной крупности, В нижнейчасти измельчителя расположена классифицирующая решетка, набранная из колец44 и 45 с кольцевыми наклонными щелями46. Материал, не прошедший через решетку с помощью канала пневмотранспорта47 поддействием давления воздуха, поступающего в канал 48, возвращается в каналы корпуса 37, Эта операцияпроизводится при горловине закрытойкрышкой или при наличии шлюзового затвора над горловиной.Кольцевой охладитель образован наклонными кольцами 49 и 50 с последовательно расположенными наклоннымикольцевыми каналами 51 и 52.Кольца 40 и 41 работают с одной стороны как тела вращения, с другой стороны какклапаны, обеспечивающие с помощью радиальных щелей 43 проход материала заданной крупности.Система охлаждения работает аналогично предыдущим системам охлаждения стой разницей, что в этом устройстве в кольцевых наклонных каналах 51 и 52 воздух илиинертный газ, интенсивно перемешиваясь,усиленно турбулизируется и отнимает теплодробления от замкнутол кольцевой полости(камеры),Система охлаждения может работатькак на воде, так и на воздухе, При работена взрывоопасных материалах могут использоваться пеногасители, обволакивающие материал специальными пенаМи,подающимися от пеногенераторов, которыеработают параллельно подаче инертного газа. Патрубок 21 в этом случае обязательносообщается со специальным герметичнымконтейнером.Экономический эффект достигается приувеличении скорости внутреннего дробяще го конуса за счет снижения в 1,1-1,2 разапотребного количества дробилок для обеспечения заданной производительности приработе на сверхтвердых и легковозгорае 5 мых материалах, а также за счет исключенияпроточной воды,При этом повышается надежность рабо.ты дробилок за счет уменьшения вероятности выхода их из строя, уменьшается10 парковая площадь дробилок для дроблениялегковозгораемых материалов,Формула изобретения 55 15 1. Конусная дробилка, содержащая корпус, наружный неподвижный конус с системой охлаждения и внутоенний дробящийконус с дебалансным приводом, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения20 эффективности процесса охлаждения инадежности в работе дробилки, междукорпусом и наружным неподвижным конусом, смонтирована кольцевая перегородка с развитой теплообменной25 поверхностью с ребрами и образующая скорпусом полость для охлаждающего га-за.2,Дробилка поп,1,отл ичающаяс я тем, что дебаланс выполнен с радиаль 30 ными пазами.3. Дробилка по пп, 1 и 2, от л ич а ющ а я с я тем, что полость между наружнымнеподвижным конусом и перегородкой заполнена теплоемкой жидкостью или тепло 35 проводным материалом.4. Дробилка по пп, 1-3, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что кольцевая перегородка выполнена в виде меандра,5.Дробилка по пп. 1 и , о т л и ч а ю 40 щ а я с я тем, что ребра выполнены с турбулизаторами охлаждающего газа в виде отверстий, форсунок или гибкого упругогоэлемента,6. Дробилка по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю 45 щ а я с я тем, что кольцевая перегородкавыполнена из соединенных между собой наклонных колец,7, Дробилка по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что кольцевая перегородка50 выполнена из попарно соединенных между .собой большими основаниями звездообразно расположенных элементов.Приоритет по пунктам;13.01.89 по пп. 3 и 5;09,03,89 по и, 6;09.02,89 по и, 7.