Роторная дробилка

Область техники, к которой относится полезная модель
Роторная дробилка относится к устройствам для измельчения исходного сыпучего продукта и может быть использована в пищевой промышленности или в кормопроизводстве.
Уровень техники
Известна роторная дробилка, состоящая из загрузочного бункера, корпуса-статора и размещенных в его полости приводного ротора, дробильной и разгрузочной камер, причем внутренняя поверхность статора и съемная поверхность ротора выполнены рифлеными с возможностью измельчения исходного продукта (см. патент RU №155477, B02C 4/30, опубликован 10.10.2015).
Недостатком роторной дробилки является то, что рабочие поверхности статора и ротора выполнены с горизонтальными прямыми рифлями и при взаимодействии их с исходным материалом увеличивается износ и нагрузка на них, снижая общий ресурс дробилки, в том числе низкоремонтопригодной поверхности металлоемкого статора.
Известна роторная дробилка, содержащая загрузочный бункер, корпус-статор, установленный на амортизирующие прокладки, размещенный в его полости приводной ротор, дробильную и разгрузочную камеры, причем на внутренней поверхности статора установлен съемный рифленый рабочий элемент, который взаимодействуя с рифленой поверхностью ротора, измельчает исходный продукт (см. патент RU №2545653, B02C 13/02, опубликован 10.04.2015).
Недостатком роторной дробилки является то, что рифленые поверхности элемента статора и ротора выполнены с горизонтальными прямыми рифлями и при взаимодействии их с исходным продуктом увеличивается износ и нагрузка на них, снижая общий ресурс дробилки, в том числе поверхности металлоемкого ротора.
Наиболее близкой по технической сущности является роторная дробилка, состоящая из загрузочного бункера, сборно-разборного корпуса-статора, установленного на опорный элемент с амортизирующими прокладками, и размещенных в полости корпуса приводного ротора, дробильной и разгрузочной камер, причем приводной ротор размещен с возможностью взаимодействия его рифленой поверхности с продольным рифленым элементом на статоре при дроблении исходного продукта (см. патент RU №2552958, B02C 4/10, B02C 4/28, опубликован 10.06.2015).
Недостатком сборно-разборной роторной дробилки является то, что рифли рабочих поверхностей ротора и статора выполнены горизонтально и параллельно оси вращения ротора без наклона, и при взаимодействии их с исходным продуктом увеличивается износ и нагрузка на них.
Раскрытие полезной модели
Целью полезной модели является обоснование геометрии рифлей на поверхности статора и ротора, что снизит износ за счет уменьшения нагрузки на них при взаимодействии их с исходным продуктом.
Технический результат достигается изменением геометрии рабочих поверхностей роторной дробилки, состоящей из корпуса-статора, установленного на опорный элемент с амортизирующими прокладками, загрузочного бункера, размещенных в полости корпуса, приводного ротора, дробильной и разгрузочной камер, и элемента статора в дробильной камере, таким образом, что рифли на рабочих поверхностях ротора и элемента статора выполняются с соответствующей наклонной ориентацией для использования эффекта лезвийного резания [Резник Н.Е. Теория резания лезвием и основы расчета режущих аппаратов. М., Машиностроение, 1975, 311с., 178-179 страницы] при взаимодействии этих рифлей с зернами исходного продукта.
В соответствии с теорией вальцовых мельниц [Мельников С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм. Л.: Колос. Ленингр. отд-ние. 1978, 560 с., 150 страница] рифли наносятся под некоторым углом  наклона к образующей цилиндра (ротора), что распределяет нагрузку и снижает вибрацию. При встрече в зоне взаимодействия с исходным продуктом такие рифли образуют угол χ защемления или резания. При этом должно соблюдаться условие 2 =χ ≤ 2ϕ (ϕ - угол трения зерна о грань рифли).
Используя такую нарезку рифлей с уклоном под определенным углом  в предлагаемой полезной модели роторной дробилки можно снизить износ рабочих поверхностей, за счет использования менее энергоемкого процесса резания вместо ударно-скалывающих воздействий, как при горизонтальной прямой нарезке рифлей ротора и элемента статора.
Роторная дробилка, наклонные рифли которой образуют угол резания χ, позволяет создавать эффект лезвийного резания при измельчении исходного продукта в области взаимодействия таких рабочих поверхностей ротора и статора в дробильной камере.
При этом угол χ может быть образован, как выполнением наклона только рифлей ротора, или только рифлей элемента статора, так и их одновременным наклоном под углом , с соблюдением во всех вариантах параллельности их относительно оси вращения ротора дробилки.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан общий вид роторной дробилки;
на фиг. 2 представлена схема дробления в полости дробилки;
на фиг. 3 фрагмент взаимодействия наклонных рифлей при дроблении (1);
на фиг. 4 фрагмент взаимодействия наклонных рифлей при дроблении (2).
Осуществление полезной модели
Роторная дробилка 1 состоит из корпуса-статора 2, установленного на опорный элемент 3 с амортизирующими прокладками 4, загрузочного бункера 5 и размещенных в полости корпуса приводного ротора 6, дробильной 7, и разгрузочной 8 камер, при этом, жестко закрепленный в полости корпуса, съемный элемент статора 9 и ротор 6 снабжены рифлеными поверхностями 10 и 11 соответственно, выполненными с возможностью дробления исходного продукта, причем ротор 6 жестко закреплен на валу 12, а его поверхность 11 является съемной.
Роторная дробилка работает следующим образом. Процесс загрузки исходного продукта, транспортирования, переработки и удаления его измельченных зерен 14 показаны стрелками на фиг. 2. При вращении ротора 6 исходный продукт взаимодействует с рифлеными поверхностями 10 и 11 в дробильной камере 7. При износе этих поверхностей производят их замену, закрепляя болтами 13. Готовый измельченный продукт выводится через окно разгрузочной камеры 8.
Предлагаемая полезная модель отличается от прототипов и известных аналогов типом нарезки рифлей. Поверхность ротора 6 и/или элемента статора 9 выполняются с наклонными рифлями под углами δ1 и δ2, как показано на фиг. 3 и 4. При взаимодействии на исходный продукт рифли 10 и 11 образуют угол χ защемления или резания зерна 14.
Угол χ может быть образован углом δ1 наклона только рифлей 11 ротора 6 - χ=δ1+δ2 (где δ2=0º) (фиг. 3) или только углом δ2 наклона рифлей 10 элемента статора 9 - χ=δ2+δ1 (где δ1=0°).
Предпочтительным вариантом является одновременное выполнение наклонных рифлей на рабочих поверхностях ротора 6 и элементе статора 9 - χ=δ1+δ2 (где δ1 и δ2 > 0°) (фиг. 4).
Наклонные рифли 10 и 11 располагаются на рабочем элементе статора 9 и по образующей ротора 6 соответственно. При этом они параллельны оси его вращения 12.
Предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
повышает надежность и эффективность измельчения зерна в дробилке, за счет использования принципа резания лезвием;
снижает вибрацию и нагрузку, распределяя их по всей длине рифлей на рабочих поверхностях;
увеличивает общий ресурс рифленых поверхностей 10 и 11, за счет преобладания менее энергоемкого способа измельчения - резания, на осуществление которого требуется меньше энергии, чем на ударно-скалывающие воздействия при горизонтальных прямых рифлях.