Результат интеллектуальной деятельности: Способ дробления материалов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к валковым дробилкам, предназначено для дробления материалов и может быть использовано в горнодобывающей, металлургической, строительной и других отраслях промышленности, связанных с дезинтеграцией материалов.

Известен способ дробления материалов в валковой дробилке (Машины и агрегаты металлургических заводов. T.I. / Целиков А.И., Полухин П.И., Гребеник В.М. и др.; Под ред. Целикова А.И. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1987. - 440 с. Стр. 80-83), содержащей рабочий орган в виде двух валков, которые размещены горизонтально в неподвижном корпусе, при этом дробление материала производится между вращающимися навстречу друг другу параллельными валками и разрушение происходит за счет сжатия дробимого материала.

Недостатком известного способа является невысокая степень дробления материала в дробилке, невозможность вывода из зоны дробления материала, который дробить нет необходимости, и, как следствие, высокий расход энергии на единицу готовой продукции.

Наиболее близким из известных решений к заявляемому способу является способ дробления материалов, описанный в многовалковой дробилке (Патент на изобретение РК KZ 26442 А4, 20.07.2011, опубл. 14.12.2012, бюллетень №12), содержащей рабочий орган в виде нескольких валков, размещенных попарно в неподвижном корпусе и образующих конусообразное вертикальное дробильное пространство, при этом дробление материала производится между вращающимися навстречу друг другу параллельными валками с разными диаметрами и разрушение происходит за счет сжатия дробимого материала.

Недостатком данного способа является невысокая степень дробления материала, достигаемая в одном устройстве, невозможность вывода из зоны дробления материала, который дробить нет необходимости, и, следовательно, высокий расход энергии на единицу готовой продукции.

Наиболее близким по конструктивным признакам к предлагаемому устройству для осуществления способа дробления материалов является вертикальная валковая дробилка (Патент на изобретение РФ RU 2484902 С2, 14.11.2008, опубл. 27.12.2011, бюллетень №36), включающая загрузочное и разгрузочное устройства, рабочий орган в виде двух вертикальных валков, корпус.

Недостатком вертикальной валковой дробилки является невысокая степень дробления материала, достигаемая в одном устройстве, сложность изготовления и ненадежность в эксплуатации из-за требований сохранения высокой частоты вращения барабана (валка) для выгрузки материала за счет центробежных сил, а также использования рычажно-гидравлического устройства для создания необходимого давления на разрушаемый материал и получения материала заданной крупности.

Техническим результатом является увеличение степени дробления материала, улучшение качества дробления материала и, следовательно, уменьшение расхода энергии на единицу готовой продукции.

В заявленном способе технический результат достигается тем, что в способе дробления материалов в валковой дробилке с конусообразным вертикальным дробильным пространством, в которое подают исходный материал, осуществляют процесс дробления и выводят материал из зоны дробления, согласно изобретению перед подачей исходного материала в зону дробления и в процессе дробления из него частично выделяют мелкие фракции, а оставшиеся куски равномерно распределяют по крупности вдоль валков, после чего дробимый материал сначала подают в зону дробления между вращающимися валками, а затем в зазор между каждым из валков и внутренней поверхностью неподвижного корпуса.

В предложенном устройстве технический результат достигается тем, что устройство для осуществления способа дробления материалов содержит загрузочное и разгрузочное устройства, рабочий орган в виде двух вертикальных валков и корпус, причем дробилка снабжена поддерживающими пластинами, закрепленными с двух сторон на внутренней поверхности в нижней торцевой части корпуса, с образованием зазора между валками и их боковыми сторонами, при этом рабочие поверхности каждого из валков выполнены в форме одинаковых усеченных конусов с диаметрами, уменьшающимся к загрузочному устройству, а внутренняя поверхность корпуса имеет в поперечном сечении форму растянутого по ширине круга, огибающего с зазором валки, при этом минимальный размер щели между валками равен минимальному зазору между каждым из валков и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса и зазору между боковыми сторонами поддерживающих пластин с валками.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематически изображен общий вид дробилки, на фиг. 2 изображена изометрическая проекция дробилки, схематически изображенной на фиг. 1, и на фиг. 3 схематически изображен вид сверху дробилки.

Дробилка содержит загрузочное и разгрузочное устройства 1 и 7, соответственно, (на фиг. 1 показаны в разрезе, а на фиг. 2 и фиг. 3 условно не показаны), рабочий орган в виде двух вертикальных валков 2 и 3, корпус 4 (на фиг. 1 и фиг. 2 показан в разрезе). Рабочие поверхности валков 2 и 3 выполнены в форме одинаковых усеченных конусов с диаметрами, уменьшающимися к загрузочному устройству 1. На внутренней поверхности в нижней торцевой части корпуса 4 с двух сторон закреплены поддерживающие пластины 5 и 6 (см. фиг. 3) с заостренными концами таким образом, что заостренные концы направлены в сторону межвалкового пространства. Минимальный размер щели между валками 2 и 3 равен минимальному зазору между каждым из них и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 4 и зазору между боковыми сторонами поддерживающих пластин 5 и 6 с валками 2 и 3.

Способ осуществляется, и устройство работает следующим образом.

Куски дробимого материала через загрузочное устройство 1 попадают в зону приемного пространства между вертикально расположенными валками 2 и 3 в форме одинаковых усеченных конусов и внутренней поверхностью неподвижного корпуса 4 и поддерживаются пластиной 5, где, активно перемешиваясь путем воздействия на них вращающимися навстречу друг другу валками 2 и 3, распределяются по высоте: более крупные - в верхней части, менее крупные - в нижней части, т.е. происходит сегрегация дробимых кусков материала. При этом мелкие частицы, не доходя до щели между валками 2 и 3, ссыпаются вниз в разгрузочное устройство 7. Под действием силы тяжести вышележащих слоев дробимого материала, а также сил трения куски затягиваются между валками 2 и 3, дробятся между ними и переходят в зону, находящуюся за валками 2 и 3 и внутренней поверхностью неподвижного корпуса 4. Вновь образованные мелкие частицы ссыпаются вниз в разгрузочное устройство 7, а полученные после дробления между валками 2 и 3 достаточно крупные куски опускаются вниз по суживающему коническому пространству и поддерживаются пластиной 6. Эти куски затягиваются в зазор между каждым из валков 2 и 3 и внутренней поверхностью неподвижного корпуса 4, при этом дробление производится уже на больших диаметрах валков 2 и 3, опускаясь вниз в сторону разгрузочного устройства 7, и дробимый материал, переходя из зоны в зону до полного дробления, выводится через разгрузочное устройство 7 в нижней части дробилки.

Таким образом, использование предлагаемого способа дробления материалов и устройства для его осуществления позволит значительно увеличить степень дробления материала, улучшить качество дробления материала и, следовательно, уменьшить расход энергии на единицу готовой продукции за счет выделения мелких фракций и осуществления избирательного дробления кускового материала.