РОТОРНАЯ ДРОБИЛКА

Заявляемая полезная модель относится к оборудованию для измельчения материалов и может быть использована при измельчении бумаги, картона и многослойных бумажных мешков, загрязненных остатками сырья, находящегося в сыпучем состоянии, в химической промышленности, промышленности стройматериалов и других отраслях промышленности.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемому при использовании полезной модели техническому результату является измельчитель, включающий вертикальную круглую в поперечном сечении измельчительную камеру, в которой на коаксиальном ей валу установлен роторный нож, а также привод вала роторного ножа, разгрузочную полость и классификатор (см., патент РФ №2232050, МПК В02С 18/08, опубликован 10.07.2004).
Основным недостатком известного измельчителя является периодический характер его работы, при котором чередуются фаза измельчения и фаза разгрузки приемной полости, во время которой измельчитель необходимо останавливать, что приводит к снижению его производительности и дополнительным трудозатратам.
Задачей заявляемой модели является создание эффективной дробилки с малым пылевыделением, упрощенной конструкции и удобной в эксплуатации.
Техническим результатом роторной дробилки является вихревая классификация измельчаемого материала, при которой в процессе измельчения частицы, обладающие большей массой (фрагменты бумажных мешков), под воздействием центробежной силы смещаются к внешней стенке измельчительной камеры, где они разрушаются роторными ножами, а полученные кондиционные частицы направленно выводятся в разгрузочную полость.
Задача, положенная в основу настоящей полезной модели, с достижением заявленного технического результата, решается тем, что в роторной дробилке, включающей вертикальную круглую в поперечном сечении измельчительную камеру, в которой на коаксиальном ей валу установлен роторный нож-измельчитель, а также привод вала роторного ножа, загрузочное устройство, классификатор и разгрузочную полость, на валу дополнительно
установлены два роторных ножа, в измельчительной камере размещена регулировочная мембрана, а на боковой поверхности камеры радиально выполнены щелевые отверстия, классификатор выполнен в виде перегородки, которая установлена снизу первого дополнительного роторного ножа и внешней кромкой плотно соединена с боковой стенкой измельчительной камеры, при этом в перегородке выполнено калибровочное отверстие, соединяющее измельчительную камеру с разгрузочной полостью, а под перегородкой установлен второй дополнительный роторный нож.
Кроме того, роторные ножи установлены коаксиально и имеют ромбовидную форму, при этом кромки лезвия ножей заточены с двух сторон с углом атаки 45°.
Кроме того, регулировочная мембрана выполнена в виде съемного кольца и установлена между ножом-измельчителем и первым дополнительным роторным ножом.
Кроме того, калибровочное отверстие перегородки имеет овальную форму и расположено эксцентрично оси вала.
Кроме того, в нижней части разгрузочной полости установлены лопасти вытяжного вентилятора.
Предпочтительные варианты исполнения предлагаемой полезной модели описываются далее на основе представленных чертежей, где:
- на фиг.1 приведена принципиальная схема роторной дробилки;
- на фиг.2 то же вид сверху;
- на фиг.3 приведена схема движения воздушных потоков в дробилке.
На чертежах представлены:
1. корпус;
2. вал;
3. роторный нож-измельчитель;
4. первый дополнительный роторный нож;
5. второй дополнительный роторный нож;
6. регулировочная мембрана;
7. перегородка (классификатор);
8. калибровочное отверстие;
9. разгрузочная полость;
10. щелевые отверстия для отсоса загрязненного воздуха;
11. лопасти вытяжного вентилятора;
12. кожух для отсоса загрязненного воздуха;
13. выходное отверстие для загрязненного воздуха;
14. шкив привода ротора;
15. подшипниковый узел;
16. ремень клиноременной передачи;
17. привод;
18. днище дробилки;
19. приемная воронка (загрузочное устройство).
На фиг.1 представлен один из возможных вариантов конструктивного исполнения роторной дробилки, которая, включает в себя вертикальный цилиндрический корпус 1, в измельчительной камере которого на валу 2 с помощью ступицы установлен роторный нож-измельчитель 3 и два дополнительных роторных ножа 4 и 5, причем все ножи установлены коаксиально и имеют ромбовидную форму, а кромки лезвия ножей заточены с двух сторон с углом атаки 45°. В измельчительной камере размещена регулировочная мембрана 6, выполненная в виде съемного кольца и установленная между ножом-измельчителем 3 и первым дополнительным роторным ножом 4. В нижней части измельчительной камеры между первым и вторым дополнительными роторными ножами 4 и 5 установлена перегородка (классификатор) 7, которая плотно соединена внешней кромкой с боковой стенкой измельчительной камеры и в которой выполнено калибровочное отверстие 8, соединяющее измельчительную камеру с разгрузочной полостью 9, при этом калибровочное отверстие 8 имеет овальную форму и расположено эксцентрично оси вала. На боковой поверхности измельчительной камеры радиально выполнены щелевые отверстия 10, а в нижней части разгрузочной полости 9 установлены лопасти 11 вытяжного вентилятора.
Регулировочная мембрана 6 представляет собой съемные кольца, имеющий одинаковый внешний диаметр 800 мм и различный внутренний от 550 мм до 700 мм. В зависимости от физических характеристик используемого сырья, устанавливаются кольца разных размеров, чем больше усилие на разрыв, тем меньше внутренний диаметр устанавливаемой мембраны, и наоборот. Это связано с тем, что для более плотной и крепкой бумаги необходимо большее количество времени нахождения в зоне дробления, для достижения ею фракций нужных размеров.
Лопастной вентилятор, встроенный в нижней части разгрузочной полости, служит для нескольких целей, именно, создает тягу, всасывая воздух из дробилки и вместе с ним куски бумаги в калибровочное отверстие, тем самым способствует проходу сырья через рабочую зону второго дополнительного роторного ножа, и далее в выходное отверстие вместе с воздушным потоком.
Роторная дробилка работает следующим образом.
В загрузочную воронку 19 дробилки подается сырье в виде бумажных мешков, крупных кусков бумаги, картона, (размеры в ширину до 80 см). Попадая в камеру измельчения на нож-измельчитель, подлежащий измельчению материал подвергается первичному дроблению (разрыв бумаги). Далее куски бумаги под действием втягивающего потока воздуха, центробежных сил вращения и под собственным весом продвигаются вдоль стенки измельчительной камеры по спирали вниз до первого дополнительного роторного ножа. На этом пути вдоль стенки установлена регулировочная мембрана 6, которая служит с одной стороны для задержки бумаги, чтобы время нахождения в пути от ножа-измельчителя 3 до первого дополнительного роторного ножа 4 увеличилось, тем самым дольше воздействие ножа-измельчителя 3 на сырье и лучше отделение загрязнений, затем, по мере накопления, в зоне между ножом-измельчителем 3 и регулировочной мембраной 6 избыток сырья попадает на первый дополнительный роторный нож 4, в результате чего происходит еще более мелкое дробление уже подготовленной массы и дробление на 10-22 см. Далее бумага проходит в область между первым дополнительным роторным ножом 4 и перегородкой 7, где под действием втягивающей силы воздуха стремится попасть в калибровочное отверстие 8 в перегородке 7, имеющее размер 11×22 см, в которое проходят лишь куски размером не более 11-22 см, попадающие на второй дополнительный роторный нож 5 (подрезной нож), который дробит (разрывает) на конечную фракцию 5-8 см и который находится в непосредственной близости к калибровочному отверстию 8 на расстоянии 1 см, что гарантирует воздействие ножа на сырье, проходящее сквозь калибровочное отверстие, и обеспечивает развертывание углов и складок сырья. Данный размер калибровочного отверстия обусловлен следующими факторами:
- габариты обеспечивают легкий проход сырья с фракцией 11-22 см, что не позволяет сырью измельчаться на очень мелкие фракции вплоть до состояния ваты;
- получаемый размер фракции, поступающей в рабочую полость, попадает под воздействие второго дополнительного роторного ножа 5, который разворачивает поклеенные углы мешков, разрывает на фракцию 5-8 см, разделяя при этом слои бумаги, если сырье многослойное.
Далее, проходя во внутренней полости с вентилятором, бумага под действием потока воздуха и центробежных сил выбрасывается в выходное отверстие разгрузочной полости 9, и далее через горизонтальный сепаратор, в котором бумага подвергается дополнительной очистке и по конвейеру в пресс (на чертежах не показаны). Горизонтальный сепаратор устанавливается дополнительно, для обеспечения еще более высокого качества очистки бумаги.
При попадании сырья под воздействие ударных сил ножей в дробилке происходит многократное встряхивание остатков сырья с поверхности бумаги и между складками бумаги. Образуется пылевоздушная взвесь загрязненного воздуха, которая высасывается (при помощи пылеулавливающей установки на чертежах не показана) через щелевые отверстия, находящиеся по окружности измельчительной камеры, при этом осуществляется разделение остатков сырья, находящегося в состоянии пылевоздушной взвеси, от бумаги.
Основная масса остатков сырья (99,5%) отделяется от бумаги в области между ножом-измельчителем и перегородкой с калибровочным отверстием, на выходе из разгрузочной полости выбрасывается практически чистая бумага.
Дробилка легко может быть реализована в условиях малого бизнеса с помощью стандартного оборудования и использованием известных технологий и материалов. Опытный экземпляр дробилки прошел испытания, по результатам которых установлена предпочтительная компоновка со следующими параметрами:
- производительность (кг/час) 1000;
- частота вращения вала (об/мин) 3000;
- мощность электродвигателя (кВт) 18;
- высота (мм) 1700;
- ширина (мм) 800;
- вес (кг) 400.
При работе с дробилкой необходимо дополнительно использовать пылеулавливающее оборудование с производительностью не менее 5000 куб/м3/час, которое будет выводить загрязненный воздух из кожуха дробилки.