ВЕРТИКАЛЬНАЯ РОТОРНАЯ ДРОБИЛКА С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ СЕПАРАЦИЕЙ ИЗМЕЛЬЧАЕМОГО МАТЕРИАЛА
VERTICAL ROTARY CRUSHER WITH PRELIMINARY SEPARATION OF CRUSHED MATERIAL

Изобретение относится к машиностроению, а именно к центробежным установкам ударного типа с вертикальным валом вращения, предназначенным для измельчения материалов и может быть использовано в металлургической, горнорудной, химической и других отраслях промышленности.
Известна «Центробежная установка» по патенту RU №2199394, кл. B02C 13/14, опубл. 10.10.2002 г., содержащая корпус, ротор с вертикальным гибким валом и привод, при этом верхняя часть вала установлена в подшипником узле, соединенном с корпусом посредством упругих элементов, а нижняя часть вала соединена с приводом. Однако данная конструкция не достаточно обеспечивает гашение дисбалансных вибрационных нагрузок при выполнении технологического процесса, что снижает надежность работы установки.
Известно ряд технических решений направленных на решение по уменьшению вибрационных нагрузок, возникающих при работе центробежных установок, см. патенты РФ №№2183136, 2209120, 2222381, 2228218, 2236904, 2313395, кл. B02C 13/14 и патент на полезную модель №79255, кл. B02C 7/08. В данных технических решениях предлагаются средства обеспечивающие снижение передачи вибрационных нагрузок на корпус установки и основание при работе центробежных установок ударного типа, а именно выполнение вертикальной нижней опоры на воздушной подушке (газостатической), а верхнюю опору выполнять упругой. Однако при работе установки, при так называемом всплытии нижней опоры, а следовательно, и ротора, ухудшается работа верхней опоры, перекашиваются подшипники из-за возникновения радиальных и угловых колебаний ротора.
Известно техническое решение по выполнению ротора ударно-ценробежной дробилки см. патенты РФ №№2188075, 2336949, кл. B02C 7/08, авторское свидетельство СССР №338253, кл B02C 13/28. Однако в нем не предусмотрены средства возврата измельчаемого материала для повторного ударного процесса измельчения.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является техническое решение по авторскому свидетельству СССР №1825659, B02C 13/14, «Устройство для измельчения», содержащее состоящий из корпуса с крышкой, снабженной дополнительными скребками, дисковый ротор, установленный на верхней части вертикального приводного вала, загрузочный и выходной патрубки, привод.
Однако данное техническое решение не предназначено для измельчения крупных включений, обладает низкой эффективностью при измельчении крупных фракций, высоким износом рабочих органов при возникновении дисбаланса в рабочем органе, так как возникает неуравновешенность ротора, что приводит к ненадежной работе устройства.
Задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы роторной дробилки, повышение ее производительности, и обеспечение получения равномерно измельченного материала.
Поставленная задача достигается тем, что в вертикальной роторной дробилке содержащей корпус, внутри которого расположены ротор, закрепленный на вертикальном валу, установленным в верхней и нижней опорах, и крышку с загрузочным окном для ввода измельчаемого материала, характеризующейся тем, что она содержит несущую раму, на которой закреплен корпус дробильной камеры с крышкой, которая в зоне загрузочного окна снабжена расположенным внутри корпуса направляющим патрубком, а на внутренней поверхности крышки закреплен дисковый кожух с обечайкой, нижний обрез которой охватывает верхнюю зону ротора, выполненного в виде барабана, содержащего верхний диск с отверстием для входа измельчаемого материала, нижний сплошной диск и расположенные между ними радиально установленные разгонные направляющие со сменными концевыми лопатками, при этом нижний сплошной диск снабжен фланцем для соединения ротора с верхней консолью вертикального вала, установленного в верхней опоре, выполненной вертикально и радиально упругой, и нижней опоре, которая выполнена в виде газостатического узла, содержащего пяту, выполненную в виде сферического слоя, жестко соединенную с валом и снабженную цапфой, шарнирно связанной с механической передачей к приводу, при этом пята взаимодействующует со сферическим подпятником несущей рамы, снабженным центральным патрубком, внутри которого проходит механическая передача привода и к которому подведена система подачи воздуха, а корпус дробильной камеры выполнен ступенчатым, верхняя ступень охватывает ротор и снабжена вертикальными внутренними тангенциально установленными отбойными билами, образующие периферийные карманы, способствующие разрушению материала, а днище нижней ступени дробильной камеры снабжено выпускным окном измельчаемого материала, при этом роторная дробилка дополнительно снабжена сепаратором измельчаемого материала, делящим его на фракции, одна из которых поступает в ротор, а другая на вращающуюся решетку, установленную в корпусе дробильной камеры, при этом корпус снабжен карманом с дополнительным выпускным окном для выпуска материала с дополнительной решетки.
Поставленная задача достигается тем, что вертикально и радиально упругая опора содержит две [-образные круговые направляющие, полки которых направлены друг к другу, одна из которых закреплена на несущей раме, а другая - на валу с пятой, при этом в каждой направляющей свободно расположены взаимодействующие между собой посредством упругих звеньев, упругие горообразные элементы. Механическая передача привода вертикальной роторной дробилки выполнен в виде карданной связи, элементы которого взаимодействуют посредством шлицевого соединения. Сепаратор измельчаемого материала выполнен в виде сетчатого конусного вращающего барабана.
На чертеже представлен общий вид вертикальной центробежно-ударной дробилки.
Дробилка содержит несущую раму 1, на которой закреплен корпус 2 дробильной камеры 3 с крышкой 4, с окном 5 для ввода измельчаемого материала. В зоне окна 5 крышка 4 снабжена направляющим патрубком 6, а на внутренней поверхности 7 крышки 4 закреплен дисковый кожух 8 с обечайкой 9, нижний обрез 10 которого охватывает верхнюю зону ротора 11. Ротор 11 выполнен в виде барабана, содержащего верхний диск 12, с отверстием 13 для входа измельчаемого материала и нижний сплошной диск 14, а также расположенные между ними разгонные направляющие 15 со сменными концевыми лопатками 16 с образованием окон, сквозь которые измельчаемый материал, разгоняясь и направляясь лопатками, вылетает из ротора. Нижний сплошной диск 15 снабжен фланцем 17 для соединения ротора 11 с верхней консолью18 вертикального вала 19, установленного в верхней вертикально и радиально упругой опоре 20. Опора 20 включает две [-образные круговые направляющие 21, установленные горизонтальными полками 22 друг к другу. Одна из направляющих 21 закреплена на несущей раме 1, а другая посредством подшипников 23 связана с валом 19, на котором закреплена пята 24 нижней опоры, которая выполнена в виде газостатического узла. В каждую направляющую 21 свободно установлен упругий торообразный элемент 25, а между собой элементы 25 связаны радиальными упругими звеньями 26. Нижняя опора вертикального вала выполнена в виде газостатического узла, содержит пяту 24, выполненную в виде сферического слоя, жестко соединенную с вертикальным валом 19. Пята 24 снабжена цапфой 27, которая шарнирно связана с механической передачей 28, выполненным в виде карданной передачи, верхняя и нижняя части которой соединены шлицевым соединением 29. Пята 24 взаимодействует со сферическим подпятником 30 несущей рамы. Несущая рама 1 снабжена центральным патрубком 31, внутри которого проходит механическая передача 28 привода вертикального вала 19 от электродвигателя (на чертеже не показан). К патрубку 31 подведена система 32 подачи воздуха. Корпус 2 дробильной камеры выполнен ступенчатым, верхняя ступень охватывает ротор 11 и снабжена внутренними тангенциально установленными отбойными билами 33, образующие периферийные карманы, способствующие удержанию крупных фракций разрушаемого материала, и создающие так называемую естественную футеровку, о которую разбивается вылетающий из ротора измельчаемый материала. Днище нижней ступени дробильной камеры снабжено выпускным окном 38 для выхода измельченного материала.
Для повышения качества измельчения роторная дробилка дополнительно снабжена предварительным сепаратором 35, разделяющим измельчаемый материал на фракции. Более мелкая фракция поступает в основную течку 34 и далее в ротор. Более крупные фракции поступают в дополнительную течку 36, откуда они поступают на горизонтально расположенную вращающуюся решетку 37 и подвергаются ударному воздействию более мелкой фракцией, вылетающей из ротора 11. Такое выполнение дробилки снижает ударные воздействия, так как крупные фракции не подвергаются разгону. Корпус снабжен карманом 39 с дополнительным выпускным окном для выпуска материала с дополнительной решетки, причем карман расположен перед течкой 34, с той целью, чтобы более крупные фракции, поступившие на дополнительную вращающуюся решетку, сделали хотя бы один оборот и подверглись разрушению вылетающей из ротора более мелкой фракцией, а удаление выгрузка в карман материала с решетки также происходит за счет ударной нагрузки более мелкой фракции.
Вертикальная роторная дробилка работает следующим образом. Первоначально включают подачу воздуха через систему 32 подачи воздуха в патрубок 31, т.е. под пяту 24. Воздушный поток приподнимает пяту вместе с ротором 11, одновременно включают механический привод вертикального вала, а следовательно, пяты и ротора. В загрузочное окно 5 начинают подачу перерабатываемого материала, который поступает во внутрь ротора через отверстие 13. При вращении ротора за счет ценробежных сил измельчаемый материал разгоняется, скользит по направляющим, которые обеспечивают его направленное движение, и вылетает в сторону тангенциально установленных отбойных бил 33, измельчаясь при соударении с ними. Первоначально измельченный материал накапливается в карманах, образуя естественную футеровку, о которую разбивается последующий поступающий материал. Благодаря выполнению верхней опоры 20 вертикально и радиально упругой, а именно упругие горообразные элементы связанные гибкими связями, обеспечивается высокая как радиальная, так и вертикальная устойчивость ротора, при подъеме ротора и образовании в зазоре между пятой 24 и подпятником 30 воздушной подушки.
Предложенная конструкция обеспечивает надежную работу вертикальной роторной дробилки, при этом воздушная подушка обеспечивает исключение ударных нагрузок на несущую раму и корпус, а верхняя опора, содержащая два горообразных элемента, исключает перекос подшипников за счет гибких упругих связей торов, и смягчает удары как в осевом направлении при прекращении подачи воздуха и опускании пяты в подпятник, так и в радиальном направлении при выполнении технологического процесса.