Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ ГЛИНИСТОГО СЫРЬЯ

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к технике разделения сыпучих материалов и может быть использовано в производстве строительных материалов для очистки глинистых пород от крупных инородных включений перед измельчением.

Уровень техники

Известно устройство для сортировки с разделяющей поверхностью, образованной парой шнековых вальцов, вращающихся в противоположных направлениях, образующих между собой русло, по которому перемещаются крупные фракции, при этом мелкие проваливаются в зазор между вальцами (патент SU 1645031, МПК: B07B 1/14, опубл. 30.04.1991).

Однако шнековые поверхности подвержены быстрому «зарастанию» глиной, что снижает эффективность разделения.

Наиболее широко для разделения различных пород и сыпучих материалов применяют валковые грохоты. Известны грохоты, в которых просеивающая поверхность образована параллельно расположенными вращающимися валами с закрепленными на них дисками (патент SU 1488024, МПК: B07B 1/14, опубл. 23.06.1989). Зачастую диски на валах размещают в шахматном порядке (патент RU 2101098, МПК: B07B 1/14, опубл. 10.01.1998 или патент US 4037723, МПК: B07B 13/04, опубл. 26.07.1977).

В упомянутых грохотах все валы с дисками вращаются в одном направлении, обеспечивая продвижение материала от загрузочного конца к выгрузочному. При этом мелкие частицы проваливаются в зазоры между дисками и валами, а крупные фракции перемещаются к выходу, хаотично распределяясь по всей просеивающей поверхности.

Недостатком таких устройств являются большие габариты, что обусловливает неудобство их использования. При этом в случае работы с глинистыми материалами не обеспечивается должная очистка выводимых камней от налипшего на них материала.

Известно устройство очистки, содержащее два вращающихся ротора, каждый из которых выполнен в виде набора зубчатых дисков, установленных на валу с размещением дисков одного ротора в пространстве между дисками другого ротора (патент SU 190712, МПК: A01P 7/44, опубл. 29.12.1966). Устройство позволяет очистить зерно от соломистых примесей, которые подхватываются вращающимися в противоположные стороны зубчатыми дисками роторов и выбрасываются наружу, однако для удаления камней и прочих включений из глины такое устройство не может быть использовано.

В качестве наиболее близкого аналога для заявляемого технического решения принято устройство минерального классификатора (патент на изобретение ЕР 0167178, МПК: B02C 18/18, опубл. 17.12.1982). Сходными с заявляемым решением признаками являются:

- наличие двух, установленных в корпусе с возможностью встречного вращения, параллельных валов с дисками,

- размещение валов с частичным вхождением дисков одного вала в пространство между дисками второго вала,

- выполнение дисков, как минимум, с одним срезом края, формирующим на боковой поверхности диска рабочий участок, воздействующий на материал,

- установка дисков на валах с угловым смещением каждого последующего диска относительно предыдущего с образованием упомянутыми рабочими участками винтовой дискретной поверхности, направленной на одном валу по часовой стрелке, а на другом - против нее;

- наличие механизма очистки дисков в виде установленных вдоль валов гребенок с зубьями, размещенными между дисками соответствующего вала.

Ближайший аналог характеризуется компактностью и небольшими габаритами по сравнению с известными грохотами и сортировками. Его основным недостатком является то, что срезы по краю дисков выполнены с образованием радиально выступающих зубьев, которые выполняют функции бил и оказывают сильное разрушающее воздействие на перемещаемый материал, в том числе и на инородные включения. Однако в некоторых случаях требуется избавиться от инородных включений, например камней, кусков кирпича и т.п., без их разрушения, чего на упомянутом устройстве добиться невозможно.

Раскрытие изобретения

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание компактного устройства, обеспечивающего эффективное выделение крупных фракций и инородных включений при минимальном разрушающем воздействии на них.

Достигаемый положительный технический результат заключается в обеспечении эффективного направленного вывода камней и инородных включений с их минимальным разрушением и, в то же время, с хорошей очисткой от налипшего материала.

Упомянутая задача решена и результат достигнут благодаря тому, что в устройстве для первичной обработки глинистого сырья, содержащем два параллельных встречно вращающихся вала с дисками, размещенных с частичным вхождением дисков одного вала в пространство между дисками второго вала, и механизм очистки дисков в виде установленных вдоль валов гребенок с зубьями, размещенными между дисками соответствующего вала, при этом диски выполнены, как минимум, с одним срезом края, образующим на боковой поверхности диска рабочий участок, и установлены на валах с угловым смещением каждого последующего диска относительно предыдущего с образованием упомянутыми рабочими участками винтовой дискретной поверхности, согласно изобретению рабочие участки выполнены с близкой к нулевой кривизной поверхности, не превышающей 5% от длины рабочего участка.

В отличие от ближайшего аналога в предлагаемом устройстве диски не имеют выступающих в радиальном направлении зубьев.

Срез по краю круглой дисковой заготовки выполняется таким образом, что образующийся при этом участок рабочей поверхности имеет кривизну, близкую к нулевой, а именно, когда максимальная величина отклонения профиля поверхности участка от прямой (плоскости) составляет не более 5% относительно его длины.

За счет установки на валу с угловым смещением, т.е. с поворотом каждого последующего диска относительно предыдущего, совершаемым последовательно в одном направлении, такие диски образуют своими рабочими участками дискретную винтовую поверхность. На одном валу винтовая поверхность направлена по часовой стрелке, а на другом - против часовой стрелки.

Эти винтовые поверхности подобно винтовым поверхностям шнеков формируют направляющий желоб с дискретной поверхностью, обеспечивающий направленное перемещение камней и крупных инородных включений, размер которых превышает расстояние между дисками. Камни продвигаются от загрузочного конца к выгрузочному, проталкиваемые рабочими участками дисков, при этом мелкая фракция глины просыпается в зазоры между дисками и валами.

В отличие от дробилок, имеющих радиально выступающие зубья, в предлагаемом устройстве воздействие на перемещаемый материал осуществляется только угловыми зонами дисков, образованными по сторонам от среза. В результате удаляемые включения подвергаются минимальному разрушающему воздействию со стороны вращающихся дисков, но при этом достаточному для их очистки от налипшего материала.

По сравнению с известными ситами и грохотами предлагаемое устройство более компактное. Вывод камней происходит узконаправленным потоком, что позволяет облегчить сбор и уменьшить размеры бункера-накопителя для выделяемых фракций.

В предлагаемом устройстве снижены нагрузки на валы, что позволило по сравнению с ближайшим аналогом снизить общую потребляемую мощность привода.

Простая форма дисков способствует технологической простоте изготовления устройства, улучшает и упрощает очистку дисков в процессе работы.

Срезаемый кусок круглой дисковой заготовки близок по форме к форме сегмента (фиг. 1). Целесообразно на дисках выполнить не один, а несколько таких срезов, расположенных равномерно по периметру диска. В этом случае образуется форма диска, близкая к форме правильного многоугольника (фиг. 2).

Увеличение количества срезов, а значит и рабочих участков (т.н. «граней») диска, способствует повышению плавности работы, уменьшению биений и пульсации в процессе работы устройства, что способствует снижению нагрузок на валы и привод.

Оптимальное количество «граней» составляет от пяти до восьми. Увеличение числа «граней» более восьми нецелесообразно, т.к. это существенно усложняет технологию изготовления, не обеспечивая при этом существенного улучшения работы устройства.

В конкретном примере реализации устройства каждый последующий диск на валу смещен относительно предыдущего на угол 5°.

Еще одним отличительным признаком предлагаемого устройства является выполнение механизма очистки дисков в виде плоских горизонтальных гребенок, т.е. пластин с прямоугольными открытыми пазами по одному продольному краю, формирующими зубья гребенки. В предлагаемом устройстве гребенки не только выполняют функции очищающего механизма. Они жестко соединены с поперечными балками, несущими подшипниковые опоры валов, с образованием замкнутой несущей рамы. Благодаря такому совмещению функций упрощается конструкция устройства, снижается его металлоемкость, т.к. элементы корпуса выполняют функции механизма очистки. С опорой на несущую раму устанавливаются продольные и поперечные элементы кожуха, выполняющие ограждающие функции.

Благодаря такой сборно-разборной конструкции корпуса облегчается ремонт и техническое обслуживание устройства.

Для повышения эффективности и надежности работы устройство снабжено двумя направляющими блоками, размещенными над валами симметрично относительно продольной оси устройства. Каждый направляющий блок включает совокупность разнесенных вдоль соответствующего вала поперечных пластин, входящих в пространство между дисками этого вала оппозитно дискам второго вала. Эти пластины выполнены со скошенными в направлении продольной оси устройства верхними гранями, образующими дискретную наклонную поверхность, и соединены между собой продольным элементом кожуха, установленным с опорой на несущую раму.

Поперечные пластины перекрывают пустое пространство между стенками корпуса и валами, способствуют направленному перемещению массы материала в рабочую зону между валами и снижают вероятность закусывания камней, которые, как известно, имеют неидеально круглую форму и могут проскальзывать между дисками в междисковое пространство, вызывая заклинивание валов.

Краткое описание чертежей

Возможность промышленной осуществимости предлагаемого технического решения подтверждается приведенным ниже примером. Пример поясняется чертежами, где изображены:

на фиг. 1 - возможные примеры выполнения дисков с одним срезом;

на фиг. 2 - возможные примеры выполнения дисков с несколькими срезами;

на фиг. 3 - общий вид устройства со снятой передней стенкой кожуха, изометрия (диски на этом и последующих чертежах показаны упрощенно-схематично);

на фиг. 4 - вид А с фиг. 3 (блоки направляющих пластин и стенки кожуха сняты);

на фиг. 5 - вид В с фиг. 4;

на фиг. 6 - вид C с фиг. 5;

на фиг. 7 - устройство в частично-разобранном виде, изометрия.

Осуществление изобретения

Устройство для первичной обработки глинистого сырья (фиг. 3) содержит два параллельных вала 1 и 2 с дисками 3, установленных в подшипниковых опорах 4 с возможностью встречного вращения, и механизм очистки дисков, выполненный в виде установленных вдоль валов плоских гребенок 5 с зубьями, размещенными в пространстве между дисками соответствующего вала. Гребенки 5 жестко соединены с поперечными балками 6, несущими подшипниковые опоры 4 валов с образованием замкнутой несущей рамы, на которую установлены продольные 7 и поперечные 8 элементы кожуха.

Как видно на фиг. 4-6 диски на валах 1 и 2 размещены в шахматном порядке так, что диски вала 1 частично заходят в пространство между дисками вала 2 и наоборот, частично перекрывая рабочие зоны друг друга.

Расстояние между двумя соседними дисками на каждом валу соответствует минимальному размеру включений, подлежащих удалению. Для обеспечения заданного расстояния между дисками 3 могут быть установлены дистанционные втулки либо диски могут быть жестко закреплены на валу, например посредством сварки, как в конкретном примере осуществления.

Под «диском» согласно толковому словарю понимается предмет в виде плоского круга, либо деталь машины или какого-либо устройства в виде такого предмета.

Диски 3 выполнены, как минимум, с одним срезом края, образующим на боковой поверхности диска рабочий участок 9, имеющий близкую к нулевой кривизну поверхности. Примеры возможного исполнения дисков согласно изобретению приведены на фиг. 1 и 2.

Поверхность рабочего участка 9 может иметь положительную (фиг. 1а), отрицательную (фиг. 1б) или переменную (фиг. 1в) кривизну поверхности. В любом случае максимальная величина отклонения профиля поверхности участка от прямой составляет не более 5% от его длины.

Количество срезов, а значит и рабочих участков, также может быть различным: один, как на фиг. 1 (а-в), два, как на фиг. 2а, три или более, как на фиг. 2 (б-е).

Чем больше срезов на диске, тем больше его форма сходна с формой правильного многоугольника.

Диски 3 могут быть выполнены со скруглением угловых зон (фиг. 2 (б-г)).

Диски 3 на каждом валу установлены с угловым смещением на 5°, т.е. каждый последующий диск 3 на валу повернут относительно предыдущего на угол 5°. В результате такого смещения рабочие участки 9 дисков 3 располагаются по винтовой линии и образуют винтовые дискретные поверхности. Причем на одном валу упомянутая винтовая поверхность направлена по часовой стрелке, а на другом - против нее.

Гребенки 5 выполняют из пластинчатых заготовок (фиг. 7) путем формирования в них по одному продольному краю прямоугольных открытых пазов 10. В этих пазах размещаются диски 3 после сборки устройства. Гребенки 5 не только служат для очистки дисков 3 от налипшего на них материала, но и выполняют функции несущих элементов корпуса, на которые устанавливают ограждающие элементы 7 и 8 кожуха.

На продольных элементах 7 кожуха над валами, симметрично относительно продольной оси О устройства, закреплены блоки поперечных пластин 11. В каждом блоке пластины 11 разнесены между собой по длине соответствующего вала и размещены в пространстве между дисками этого вала оппозитно дискам второго вала. Верхняя грань 12 пластин 11 скошена в направлении к продольной оси устройства. Угол скоса соответствует форме дисков.

Устройство работает следующим образом.

На валы 1 и 2, вращающиеся навстречу друг другу с одинаковой скоростью, подается предварительно разрыхленное сырье. При этом пластины 11 предотвращают проваливание материала между стенками 7 кожуха и валами, а верхние скошенные грани 12 пластин 11 способствуют направленному перемещению материала к центру устройства в рабочую зону между валами 1 и 2.

Мелкая фракция глины сразу проваливается в зазоры между дисками, пластинами и валами или затягивается в эти зазоры дисками 3, попадая в бункер-приемник, размещенный под устройством (на чертежах не показан), откуда выводится для дальнейшего использования.

Крупные куски материала и инородных включений, неспособные пройти через упомянутые зазоры, увлекаются в направлении разгрузочного конца устройства рабочими участками 9 дисков 3. При этом они перемещаются с вала на вал, очищаясь от налипшего на них материала, и продвигаются вдоль валов к выгрузочному лотку, практически без разрушений.

Т. к. пространство между дисками 3 на каждом валу перекрыто пластинами 11 с одной стороны и дисками второго вала - с другой стороны, практически исключена вероятность закусывания камней, а значит и вероятность заклинивания валов.

Проходя через зазоры 10 гребенок 5 в процессе вращения, диски 3 валов очищаются зубьями соответствующей гребенки 5 от налипшего на них материала.

Устройство имеет простую конструкцию, отличается компактностью, технологической простотой изготовления и обслуживания, высокой надежностью работы.