Результат интеллектуальной деятельности: САМОТОРМОЗЯЩАЯСЯ МЕЛЬНИЦА ДИНАМИЧЕСКОГО САМОИЗМЕЛЬЧЕНИЯ

Заявленное техническое решение относится к дробильно-обогатительному оборудованию для измельчения полезных ископаемых, а также может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности в угольной, рудной, металлургической промышленности и в промышленности строительных материалов.

Известно устройство по патенту RU 2234373 C1, В02С 13/30 от 20.08.2004, которое содержит корпус, в котором расположен вал, чашеобразный ротор с радиально установленными ребрами, просеивающие поверхности, съемное и верхнее кольцо, загрузочный патрубок, крышку, воронку, разгрузочный лоток, винтовые домкраты, подшипниковые узлы и шкив клиноременной передачи.

Недостатком указанной конструкции является высокий пусковой ток электродвигателя при его включении, что в свою очередь может привести к преждевременному выходу его из строя, снижению надежности приводов машин и увеличению эксплуатационных расходов.

В качестве прототипа принята конструкция, оформленная как полезная модель «Самотормозящийся измельчитель динамического самоизмельчения». Патент на полезную модель №122911. Опубл. 20.12.2012 г., бюл. №35.

Недостатком этого технического решения является наличие в конструкции вращающихся деталей - тяг, коромысел, грузов, что повышает опасность для операторов и ремонтного обслуживающего персонала от создаваемых ими опасностей, а также присущего этой конструкции механического износа сопрягаемых поверхностей этих деталей, что приводит к преждевременному выходу их из строя и снижению надежности устройства.

Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности устройства и уровня безопасности при его эксплуатации и обслуживании.

Поставленная задача решается следующим образом.

Самотормозящаяся мельница динамического самоизмельчения, включающая электродвигатель, чашеобразный ротор, подшипниковые узлы, отбойную пружину, нижнюю подшипниковую опору, клиноременную передачу, загрузочную воронку, отличается тем, что тормозная накладка установлена на штоке гидроцилиндра, соединенного гидравлическими магистралями с обратными клапанами, центробежным насосом, фильтром и емкостью для рабочей жидкости; зубчатое колесо закреплено на барабане, а ведущий шкив привода центробежного насоса и шестерня смонтированы на ведущем вале, при этом ведомый шкив закреплен на верхнем вале и соединен с валом турбинного колеса с помощью верхней полумуфты.

Предлагаемое устройство поясняется рисунком, на котором изображена самотормозящаяся мельница динамического самоизмельчения (фиг. 1).

Самотормозящаяся мельница динамического самоизмельчения содержит барабан 6, который опирается на нижний подшипниковый узел 5, а через него на чашеобразный ротор 4.

Чашеобразный ротор 4 соединен с электродвигателем 1 с помощью нижней полумуфты 2.

Чашеобразный ротор 4 с помощью перегородок 32 равномерно разделен на шесть равных секторов. На боковых поверхностях чашеобразного ротора 4 изготовлены выпускные отверстия 34, служащие для выпуска достигших определенных размеров частиц материала за внешние границы чашеобразного ротора 4.

На боковой поверхности барабана 6 с помощью шлицевого соединения смонтировано зубчатое колесо 7, находящееся в зацеплении с шестерней 9. Шестерня 9 жестко закреплена на ведущем вале 11. Ведущий вал 11 смонтирован с помощью первичного 8, вторичного 10 и третичного 36 подшипникового узла, а на его верхней части жестко закреплен с помощью шпоночного соединения ведущий шкив 12, соединенный с ведомым шкивом 13 с помощью клиноременной передачи.

Ведомый шкив 13 жестко закреплен с помощью шпоночного соединения на верхнем ведомом вале 14 и смонтирован на нем с помощью третичного верхнего подшипникового узла 15.

Верхний ведомый вал 14 с помощью верхней полумуфты 16 соединен с валом 17 центробежного насоса 18. Вал 17 центробежного насоса 18 смонтирован с помощью подшипниковых узлов 37 в корпусе насоса. На вале турбинного колеса 17 центробежного насоса 18 закреплено с помощью шпоночного соединения турбинное колесо 32.

Входное отверстие 19 центробежного насоса 18 соединено с помощью всасывающего трубопровода 20 с фильтром 21 и емкостью для рабочей жидкости 22. Фильтр 21 предназначен для очистки от примесей рабочей жидкости в гидросистеме самотормозящейся мельницы динамического самоизмельчения.

Выпускное отверстие 23 центробежного насоса 18 соединено с помощью нагнетательного трубопровода 24 с обратным клапаном 25, а через него с поршневой частью гидроцилиндра 26, смонтированного неподвижно относительно барабана 6.

Внутри гидроцилиндра 26 установлен шток 27 и отбойная пружина 28, служащая для возврата штока 27 в исходное положение после совершения им рабочего хода на величину δ по направлению к барабану 6. На конце штока 27 смонтирована тормозная накладка 31.

На симметричной стороне гидроцилиндра 26 выполнено выпускное отверстие 29, соединенное с дополнительным обратным клапаном 30 и сливной магистралью 31 самотормозящейся мельницы динамического самоизмельчения. Для контроля уровня давления в напорной магистрали установлен манометр 35.

Для загрузки исходного для измельчения материала в верхней части барабана 6 смонтированы загрузочные воронки 33.

В нижней части самотормозящейся мельницы динамического самоизмельчения установлен приемный бункер 35, служащий для аккумулирования в нем готового продукта.

Самотормозящаяся мельница динамического самоизмельчения данной конструкции работает следующим образом.

Первоначально исходный материал загружается через загрузочные воронки 33 в барабан 6. При включении электродвигателя 1 частицы материала, находящиеся в полости барабана 6, начинают перемещаться к ее периферии под действием центробежной силы, увлекая за собой барабан 6, одновременно прижимаясь к радиальным ребрам 32 чашеобразного ротора 4. Попав в активную зону измельчения, они измельчаются за счет ударов, скалывания и истирания. Затем, уменьшившись до соразмерного с высотой выпускных отверстий 34, выполненных в боковых стенках барабана 6, выводятся из него и аккумулируются в приемной емкости 35. Частицы материала крупнее размера выходных отверстий, совершают движение в барабане 6 по восходящей тороидальной линии и далее вместе с исходным материалом опускаются в (активную) рабочую полость чашеобразного ротора 4.

Одновременно с этим за счет образовавшейся центробежной силы, от вращающихся частиц измельчаемого материала, обеспечивается прижатие этих частиц к его стенкам барабана 6. За счет действия сил трения частиц о его внутреннюю полость они начнут увлекать его за собой и обеспечивать вращение барабана 6 самотормозящейся мельницы динамического самоизмельчения, который начнет вращаться, опираясь на опорную поверхность нижнего подшипникового узла 5 чашеобразного ротора 4.

Одновременно с вращением барабана 6, через зубчатое колесо 7, шестерню 9 будут приведены во вращение ведущий 12 и ведомый 13 шкив клиноременной передачи, а вместе с этим верхний ведомый вал 14. При этом с помощью верхней полумуфты 16 будет приведен во вращение также и вал турбинного колеса 17 центробежного насоса 18 с установленным на нем турбинным колесом 32. Вращаясь, турбинное колесо 32 начнет всасывать из бака 22 рабочую жидкость в полость корпуса центробежного насоса 18. Далее под действием лопаток турбинного колеса 32 рабочая жидкость начнет поступать в нагнетательный трубопровод 24. При достижении определенного давления, контролируемого манометром 35, подпорный клапан 25 откроется, и рабочая жидкость поступит в поршневую часть гидроцилиндра 26. При этом шток 27 начнет выдвигаться в сторону вращающегося барабана 6. Усилие, развиваемое штоком 27 гидроцилиндра 26, будет зависеть от объема поступающей в него рабочей жидкости, а оно будет зависеть от скорости вращения турбинного колеса 32, которое регулируется с помощью установки сменных шкивов 12 и 13 клиноременной передачи и передаточного отношения зубчатого колеса 7 и шестерни 9. Преодолевая сопротивление отбивной пружины 28, шток 27 совершит перемещение на величину δ, и своею тормозной накладкой 31 соприкоснется с внешней поверхностью вращающегося барабана 6, в результате чего его угловая скорость начнет снижаться.

По мере достижения определенной угловой скорости вращения барабана 6 гидроцилиндр 26 создаст необходимое для полной остановки барабана 6 усилие, и барабан 6 полностью остановится. После остановки барабана 6 процесс измельчения в мельнице с неподвижным барабаном (корпусом) будет осуществляться таким же способом, как это осуществляется в мельнице динамического самоизмельчения системы «МАЯ», в которой корпус в процессе ее работы остается неподвижным.

Торможение и остановка барабана 6 в описанном режиме приведет к снижению крутящего момента в момент пуска самотормозящейся мельницы динамического самоизмельчения, необходимого для его вращения и, следовательно, к уменьшению пускового тока электродвигателя.

При выключении электродвигателя 1 угловая скорость барабана 6 начнет уменьшаться. С ее уменьшением сократился объем подачи рабочей жидкости в полость гидроцилиндра 26. Следовательно, снизится и усилие прижатия тормозной накладки 31 к барабану 6. Из-за этого отбойная пружина 28, воздействуя на поршень гидроцилиндра 26, вернет шток 27 в первоначальное (исходное) положение, т.е. такое состояние, когда между барабаном 6 и тормозной накладкой 31 восстановится первоначальный зазор δ. При этом дополнительный обратный клапан 30 откроется, и жидкость по сливному трубопроводу 37 начнет поступать в емкость для рабочей жидкости 22. При этом подпорный клапан 25 закроется, и подача жидкости в поршневую часть гидроцилиндра 26 прекратится.

Техническим результатом технического устройства будет являться более высокая его надежность и уровень безопасности при эксплуатации и обслуживании самотормозящейся мельницы динамического самоизмельчения.