СПОСОБ УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ И ДРОБИЛКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области дезинтеграции и переработки горных пород и руд и предназначено для использования в горнодобывающей, перерабатывающей, химической промышленностях, перерабатывающих твердые полезные ископаемые.

Известен способ ударного дробления и дробилка для его осуществления [1], включающий разрушение материала встречно направленными синхронизированными импульсами рабочего органа и отражательных элементов, ударная поверхность которых ориентирована по нормали к векторам скорости частиц, направленных рабочим органом.

Дробилка, содержащая корпус с ротором первичного дробления, над которым установлен с возможностью синхронного вращения ротор вторичного дробления, имеющий двояковогнутые ударные отражательные поверхности, с массой, увеличивающейся от центра его вращения вдоль оси ротора. Недостатком данного способа ударного дробления и конструкции дробилки является то, что дробилка не рассчитана на применение эффекта саморазрушения дробимых материалов за счет удара от столкновения между собой. Слабое место в конструкции - регулировка крупности помола готового продукта посредством установки решеток, которые засоряются крупными недроблеными продуктами, а выгребание их при помощи лопастей роторов первичного дробления приводит к сильному износу решетки и лопастей.

Наиболее близким решением по технической сущности к заявляемому является способ дробления, при котором сначала куски материала разрушают первичным ударным усилием, затем разрушенные части материала подвергают дальнейшему дроблению вторичным ударным усилием. При этом первичное и вторичное ударное усилия синхронизированы, и их векторы, а также векторы скоростей перемещения разрушаемых кусков пород расположены на одной линии, проходящей через центры масс разрушаемых пород [2].

Данный способ является усовершенствованным вариантом способа дробления [1]. Основным и существенным недостатком обоих способов является невозможность обеспечения на практике теоретически указанных в способе траекторий перемещения (полета) кусков дезинтегрируемого материала от рабочих поверхностей роторов. В реальности куски материала после приложения механических динамических воздействий перемещаются веерообразно в пределах определенного сектора (сектор обстрела). При этом траектория полета большей части кусков материала отклоняется от теоретической линии направления их векторов скоростей, вылетающих с первичного ротора и отраженных от вторичного верхнего ротора, а в рабочей камере дробления происходят взаимные хаотические столкновения частиц, которые приводят к снижению эффективности разрушения. Куски материала, потерявшие кинетическую энергию, падают вниз и захватываются лопастью первичного ротора и протаскиваются через зазор между ротором и нижней колосниковой решеткой, где происходит измельчение и истирание материала. Интенсивный износ и частый выход из строя колосниковых решеток для данных дробилок является серьезной проблемой и является существенным недостатком.

Для устранения указанных недостатков вышесказанных способов дробления предлагается способ ударного дробления путем рациональной организации потоков дробимого материала для максимального использования кинетической энергии рабочих органов и кусков разрушаемого материала и исключения из схемы дробилки быстроизнашивающихся элементов.

Суть способа заключается в том, что на первоначальном этапе материал разрушается первичным ударным усилием, затем его дальнейшее дробление противонаправленным синхронизированным вторичным ударным усилием, отличающийся тем, что вторичное ударное усилие осуществляют в секторе, перекрывающем сектор вылета разрушенного материала от воздействия первичного ударного усилия, при этом на дробимый материал осуществляют дополнительное ударное усилие в секторе, охватывающем сектор вылета дробимого материала от воздействия вторичного ударного усилия.

Таким образом, предлагаемая организация потоков дробимого материала позволяет максимально использовать кинетическую энергию рабочих органов и кусков разрушаемого материала, синхронизация углов разворота лопастей роторов не дает покидать рабочую полость дробилки нераздробленным кускам материала, при этом куски материала, достигшие требуемой крупности, своевременно выводятся из рабочей зоны дробилки, не переизмельчаясь.

Дробилка ударного дробления для реализации предлагаемого способа содержит корпус с ротором первичного дробления, над которым установлен с возможностью синхронного вращения ротор вторичного дробления, имеющий двояковогнутые ударные отражательные поверхности, с массой, увеличивающейся от центра его вращения вдоль оси ротора, загрузочный узел с колосниковым питающим лотком, отличающаяся тем, что между роторами первичного и вторичного дробления установлен ротор дополнительного дробления с возможностью перекрытия сектора вылета дробимого материала от ударной поверхности ротора вторичного дробления и направления материала обратно к ротору вторичного дробления, при этом угол разворота ударной отражательной поверхности ротора вторичного дробления выполнен с возможностью отбрасывания основной части дробимого материала веером по направлению к колосниковому питающему лотку, поверхность которого выполнена с калиброванными отверстиями.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с аналогом показывает, что в предлагаемом способе учитывается реальный сектор вылета кусков материала при сообщении им ударного усилия, который при последовательном сообщении ударных усилий имеет свойство существенно расширяться. Охват секторов вылета для сообщения ударных усилий осуществляется введением дополнительного ударного усилия, что повышает эффективность дробления.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения «новизна».

Известен способ ударного дробления, в частности, у прототипа, в котором куски материала разрушают первичным и вторичным синхронизированным ударным усилием, векторы которых, а также векторы скоростей перемещения разрушаемого материала расположены на одной линии, проходящей через центры масс разрушаемых пород.

Учет реальных секторов обстрела кусков материала при воздействии ударного воздействия и введение дополнительного ударного усилия позволяет организовать последовательные многократные динамические воздействия на куски материала и добиться устойчивой циркуляции их в зоне дробления, что позволяет отказаться от механических способов возврата недробленых кусков породы в процесс дробления. Реализация предлагаемого способа существенно повышает эффективность дробления, что соответствует критерию «изобретательский уровень».

В отличие от известной дробилки ударного дробления при добавлении ротора дополнительного дробления создаются условия для организации замкнутого цикла дробления, в котором нераздробленный материал после каждого цикла вновь и вновь подвергается ударному воздействию, пока не достигнет такого размера (массы), достаточного для вывода их из этого цикла. Таким образом, раздробленный материал, т.е. частицы небольшого размера и соответственно массы, будут непрерывно выводиться из рабочей зоны, так как их кинетическая энергия будет мала для достижения зоны действия другого ротора. Организация подобной циркуляции дробимого материала между роторами позволяет исключить установку выпускной калиброванной решетки под ротором первичного дробления. Поэтому питающий лоток для ввода исходного материала на ротор первичного дробления предлагается выполнить в виде перфорированной поверхности с размерами ячеек, соответствующим величине контрольного класса крупности дробленого материала. В результате этого мелочь просеивается и выводится из дробилки, не поступая в рабочую зону и не подвергаясь переизмельчению. При этом эффективность грохочения значительно повышается за счет постоянной бомбардировки просеивающей поверхности материалом, отраженным ротором вторичного дробления. Вывод материала, потерявшего свою кинетическую энергию и способность к дальнейшей циркуляции, осуществляется через образующиеся зазоры между роторами. Дробленые материалы от ротора вторичного дробления выпускаются через перфорированную просеивающую поверхность.

Таким образом, эффективность дробления в предлагаемом варианте существенно повышается, энергетические затраты используются наиболее полно. Это позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «изобретательский уровень».

Предлагаемый способ может быть реализован в дробилке ударного дробления (фиг.1). Дробилка состоит из корпуса 1, где расположены загрузочный узел с колосниковым питающим лотком 2, ротора первичного 3, вторичного дробления 4, дополнительного дробления 5 и разгрузочный патрубок 6. Дополнительный ротор 5 установлен между роторами первичного и вторичного дробления таким образом, что позволяет перекрыть часть материала своей рабочей поверхностью, отброшенного вторичным ротором вниз в сторону разгрузочного патрубка, тем самым обеспечивая замкнутый, многоактный цикл дробления и исключая несвоевременный выход дробимого материала.

Реализация способа дробления в предлагаемом варианте дробилки показана на рисунке (фиг.2).

Исходный материал, подлежащий дроблению, перемещается самотеком по наклонному питающему колосниковому лотку 2 в зону действия ротора первичного дробления 3 и подвергается ударному воздействию. В результате этого частицы материала выбрасываются вверх (фиг.2а сектор А) в направлении ротора вторичного дробления 4. По достижении зоны действия ротора вторичного дробления 4 материал отбрасываются вниз (фиг.2б сектор Б). Сектор Б по сравнению с сектором А имеет больший угол разлета отраженных частиц, и их основная часть приходится на колосниковый питающий лоток 2 (грохот), где мелкая фракция проходит через колосник в разгрузочный патрубок, а нераздробленный материал возвращается самотеком в зону ударного действия ротора первичного дробления 3, и цикл повторяется. Взаимное расположение центров вращения ротора первичного дробления 3 и дополнительного 5 таковы, что исключают прямое прохождение частиц породы между роторами, идущих от ротора вторичного дробления 4 вниз в сторону разгрузочного узла. Сектор обстрела В (фиг.2в) ротора дополнительного дробления 5 направлен так, что охватывает зону воздействия ротора вторичного дробления 4. При этом взаимное положение лопастей роторов синхронизировано таким образом, что во время вылета частиц материала от первичного ротора лопасти дополнительного ротора не препятствуют полету материала к лопастям вторичного ротора, которые повернуты фронтально к сектору А, а в момент отбрасывания частиц материала от вторичного ротора лопасти дополнительного ротора препятствуют свободному проходу материала к разгрузочному узлу.

Ударная дробилка работает следующим образом: исходный материал через колосниковый питающий лоток 2 поступает в зону действия ротора первичного дробления 3. По мере прохождения материала по колоснику мелочь просеивается и выводится из дробилки, не поступая в рабочую зону и не подвергаясь переизмельчению. Под действием удара первичного ротора материал веером выбрасывается по направлению к ротору вторичного дробления 4, где происходит встречное ударное столкновение материала с его рабочей поверхностью. Угол разворота лопасти ротора вторичного дробления 4 в момент удара выбран таким образом, что основная часть горной породы веером отбрасывается по направлению к колосниковому питающему лотку 2, где происходит дополнительное ударное столкновение с кусками исходной горной породы, а другая часть, направленная вниз, отбрасывается ротором дополнительного дробления 5 назад в сторону рабочей зоны вторичного ротора 4.

Список литературы

1. RU 2029617, кл. В02С 13/20, 1995.

2. RU 2111055 С1, ⁶ В02С 13/20.