ДРОБИЛЬНЫЙ АГРЕГАТ ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Полезная модель относится к дроблению различных материалов, а именно к дробильным агрегатам, и может быть использовано в промышленности строительных материалов, в частности, для переработки строительных отходов, таких как армированные бетонные плиты, балки, колонны и другие железобетонные изделия.
Известно множество устройств для разрушения строительных железобетонных отходов. Однако для реальной переработки разнообразных изделий из железобетона пригодны только два типа дробилок - щековые и роторные. Остальные типы дробилок - молотковые, конусные, валковые - не могут использоваться для дробления железобетона. Выбор оптимального оборудования остается за специальными щековыми дробилками с горизонтальной камерой дробления.
Известен дробильный агрегат (Авторское свидетельство СССР №927296, дата приоритета 15.09.1980, В02С 1/10) с эксцентриковой дробилкой, расположенной в наклонном положении. Агрегат загружается пластинчатым конвейером с упорами-толкателями для подачи железобетонной плиты. Существенным недостатком устройства является его низкая производительность, которая сдерживается трением железобетонной плиты по неподвижной нижней щеке. Кроме того, в агрегате не используется эффект свободного падения раздробленного железобетона. Пластинчатый конвейер с упором-толкателем не способен увеличить пропускную способность агрегата с учетом непрерывности процесса перемещения и периодичности процесса дробления железобетонной плиты. Периодичность в работе щековой дробилки, связанная с движением щек, и непрерывность в подаче плиты пластинчатым конвейером приводит к несогласованным действиям двух механизмов и, как следствие, к их поломке, к проскальзыванию ленты конвейера, возникновению сдвигающих нагрузок на фундамент и его разрушение.
Из рисунка к авт. свидетельству №927296 следует, что дробильный агрегат устанавливается наклонно к горизонту. Наклон агрегата увеличивает общую высоту и зону загрузки железобетонной плиты или колонны, длина которой может достигать 14 метров. Это также является серьезным недостатком данного технического решения.
Известна установка для дробления железобетонных опор линии электропередач (Свидетельство на полезную модель №32002, заявка №2002135454/20, дата приоритета 27.12.2002, В02С 21/02), которая имеет встроенный в станину дробилки питатель, что позволяет расположить установку горизонтально. Это является достоинством по сравнению с предыдущим изобретением. Однако данная полезная модель имеет тот же недостаток, связанный с периодичностью дробления и непрерывностью подачи материала. Для исключения поломок эти механизмы (дробилка и питатель) должны работать согласованно, синхронно. В предложенной установке эта проблема не решена.
Известна щековая дробилка с горизонтальной камерой дробления (Патент США №3556415, 1971 г., В02С 1/06), в которой две подвижные щеки установлены горизонтально и их согласованные качания синхронизированы между собой механическими редукторами, которые в свою очередь связаны валами. Питатель дробилки через систему рычагов шарнирно соединен со щеками и совершает возвратно-поступательные перемещения, механически синхронизированные с движением щек. В момент разгрузки раздробленного материала питатель подаст исходный продукт в камеру дробления, при разрушении продукта питатель отходит от щек и захватывает следующую порцию материала.
Преимуществом данного устройства является обеспечение согласованной синхронной работы дробилки и питателя, что не обеспечивается в выше приведенных аналогах.
Недостатком этого устройства является сложность конструкции дробящей установки. Для обеспечения синхронных противофазных колебаний щек используются два электродвигателя, которые приводят во вращение два редуктора, связанные между собой валами с муфтами. Для согласованной работы щек и питателя предложена система рычагов, штоков, шарниров, которые механически связаны между собой. Большое количество узлов и деталей, требующих точности изготовления, настройки, контроля, смазки и т.д. увеличивают стоимость изготовления и эксплуатации установки, снижают надежность конструкции.
В качестве прототипа заявляемого устройства выбран более простой дробильный агрегат для разрушения строительных отходов (Патент РФ №2112597, дата приоритета 10.06.1998, В02С 1/04). Агрегат представляет собой эксцентриковую щековую дробилку с горизонтально расположенной камерой дробления, нижняя щека которой расположена на упругих опорах, снабжена самобалансным вибратором, жестко соединена с загрузочным и разгрузочным приспособлениями и играет роль питателя-грохота. Для того чтобы подавать железобетон в камеру дробления и транспортировать его в направлении к разгрузке, дебалансный вибратор должен создавать колебания в направлении, как это показано стрелкой на рисунке к патенту №2112597. Как известно (И.И.Блехман, Синхронизация динамических систем, с.536) такие колебания совершают самосинхронизирующиеся вибраторы, которые могут синхронизироваться только на «мягких» упругих опорах с жесткостью, близкой к нулю. На «мягких» опорах (пружинах) дробильный агрегат разрушать железобетон не сможет. Техническое решение в предлагаемом агрегате по переработке железобетона не выполнимо.
Задача, которая стояла при создании полезной модели - осуществление эффективного дробления протяженных предметов в виде железобетонных плит, балок, колонн и т.п. в простом по конструкции агрегате.
Для решения поставленной задачи предлагается следующая конструкция дробильного агрегата для разрушения железобетонных изделий (фиг.)
Заявляемое устройство включает в себя виброщековую дробилку, состоящую из активной щеки 1 с дебалансным вибратором 2 и реактивной щек 3, которые размещены внутри корпуса 4. Корпус с дробящими щеками образует замкнутую камеру дробления. Щеки 1 и 3 совершают качания на подшипниках 5. Через отверстия в щеках проходят упругие валы - торсионы 6, закрепленные в средней части в щеках, а по концам - в корпусе. Торсионы удерживают щеки в горизонтальном положении. Дробилка опирается на общую раму 7 через амортизаторы - пакеты «мягких» пружин 8.
Для обеспечения противофазных колебаний реактивная щека снабжена дополнительной массой - утяжелителем 9, равным по массе вращающимся частям вибратора.
Подлежащая переработке железобетонная колонна 10 подается в камеру дробления рольгангами 11, имеющими приводные ролики. Под действием дебалансного вибратора активная щека совершает колебания, закручивая торсион, который через корпус воздействует на торсион реактивной щеки, вызывая ее противофазные колебания.
Под воздействием синхронных встречных колебаний щек железобетонная колонна разрушается.
Опытным путем установлено, что режим существования противофазных колебаний щек обеспечивается в межрезонансном интервале отношений частот:
1<ω/λ<2,
где ω - частота вынужденных колебаний щек;
λ - частота собственных колебаний щек.
Поскольку корпус дробилки вместе со щеками совершает возвратно-поступательные перемещения, возникает эффект затягивания колонны в камеру дробления, а затем выталкивания раздробленного материала через разгрузочное отверстие.
Когда дробящие щеки отходят друг от друга, корпус перемещается навстречу колонны. Происходит разгрузка раздробленного материала. В момент сближения щек осуществляется дробление и захват колонны. Корпус движется в направлении разгрузки, затягивая колонну. Перемещение материала за цикл определяется величиной L:
L=V·t+А,
где V - скорость, сообщаемая материалу в направлении разгрузки;
t - время разгрузки;
А - амплитуда колебаний корпуса в направлении разгрузки.
Раздробленный бетон вместе с арматурой поступает на конвейер 12, с которого известным способом снимается арматура, а бетон рассевается на фракции. За счет вибрации удается полностью очистить арматуру от бетона.
Таким образом, дробильный агрегат представляет виброщековую дробилку с горизонтальной камерой дробления, в которую железобетонные колонны, плиты и другие строительные отходы загружаются рольгангом с приводными роликами, а раздробленный материал с очищенной от бетона арматурой разгружается на конвейер. С конвейера стальная арматура снимается металлоотделителем, магнитными шайбами, краном, а раздробленный бетон рассевается на грохотах.
Испытания предлагаемой конструкции агрегата показали, что обеспечиваются согласованные противофазные колебания щек при одновременном затягивании в камеру дробления перерабатываемого железобетона. Дробление осуществляется с высокой эффективностью при существенно более простом по сравнению с прототипом конструктивном исполнении, поскольку в заявляемой вибродробилке используется только один привод, расположенный на активной щеке, который обеспечивает не только дробление бетона встречными ударами щек, но и создает эффект затягивания материала в камеру дробления. В аналогах и прототипе используется как минимум два привода: для щеки и для питателя.