НИЖНЯЯ РЕШЕТКА ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ ИЛИ БАРАБАННОЙ ДРОБИЛКИ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НИЖНЕЙ РЕШЕТКИ
BOTTOM GRATE OF CRUSHER OR DRUM CHIPPER AND METHOD OF PRODUCING BOTTOM GRATE

Предмет изобретения
Предметом изобретения является нижняя решетка измельчителя или барабанной дробилки для дробления и/или измельчения материала, содержащей неподвижный корпус, ротор, установленный с возможностью вращения с помощью подшипников, внешняя периферия которого обеспечена дробящими и/или режущими пластинами, и под ротором изогнутую нижнюю решетку, соответствующую по форме ротору, причем указанная нижняя решетка имеет изогнутые опорные элементы в направлении, по существу перпендикулярном оси ротора, и пластины, по существу параллельные направлению оси. Изобретение также относится к способу изготовления нижней решетки согласно изобретению.
Наиболее предпочтительно изобретение относится к измельчителю или барабанной дробилке для уменьшения размеров кусков материалов на основе дерева, таких как лесорубочные остатки, пни, кора, древесные отходы, причем указанное устройство имеет вращательный ротор, обеспеченный пластинами и нижней решеткой для определения размера кусков материала. В данной патентной заявке устройство согласно изобретению относится к измельчителю без ограничения им изобретения. Устройство также может быть использовано в других предметах, например, для измельчения строительных отходов из городского мусора. Например, для высушивания материала важен одинаковый размер кусков, так как одинаковый размер кусков создает одинаковый результат высушивания.
Известный уровень техники
Существенные части измельчителя содержат неподвижный корпус, обеспеченный встречными пластинами, и вращательный ротор, часть периферии которого окружена корпусом на расстоянии от цилиндрического ротора. Пластины, дробящие или режущие обрабатываемый материал, в свою очередь, размещены на внешней периферии этого цилиндрического барабана пластин, т.е. ротора. В зависимости от цели использования измельчителя, пластины либо режут, либо дробят обрабатываемый материал.
Некоторые из частиц обрабатываемого материала все же остаются слишком большими после прохождения через встречные пластины. В связи с этим нижняя решетка установлена под вращательным ротором на нижней части неподвижного корпуса. Обычно нижняя решетка изогнута в соответствии с круглой формой ротора. Она образована дугами, продолжающимися на уровне, по существу перпендикулярном оси ротора, и пластинами, продолжающимися в направлении оси ротора. Пластины ротора дробят куски об пластины нижней решетки, посредством чего они могут выходить через отверстия, образованные между пластинами и дугами нижней решетки.
В решениях известного уровня техники нижняя решетка обычно образована из по существу непрерывной конструкции. Таким образом, она образована целиком посредством соединений, не требующих креплений. Обычно, для обеспечения этого вида соединений используются способы сварки известного уровня техники. Это обеспечивает жесткую и монолитную конструкцию для приема высоких и переменных нагрузок во время обработки материала.
Патент US1625554 раскрывает конструкцию решетки, в которой пластины решетки собраны вместе между концевыми дугами, и пластины удерживаются в их положениях силой, которая перпендикулярна оси ротора. Промежуточные опорные элементы отсутствуют, и в связи с этим устройство может быть использовано только для обработки очень малоразмерных материалов с низкой рабочей нагрузкой.
Патентная заявка US 2002/0056773 раскрывает конструкцию решетки с удаляемыми пластинами. Длинные полосы пластин могут скользить через концевые опорные элементы при их замене. Эта конструкция не имеет промежуточных опорных элементов для поддержания пластин напротив рабочей нагрузки, и полосы не зажимаются между опорными элементами.
Патент US3891152 раскрывает решетку, в которой форма полос пластин фиксируется в их рабочем положении. Длинные пластины не зажимаются между опорными элементами.
Патент US5018674 раскрывает решетку, в которой пластины и дугообразные ребра соединены вместе сваркой.
Проблемы, относящиеся к известному уровню техники
Нижняя решетка и пластины подвержены изнашиванию во время работы. Дополнительно, периодически возникают большие повреждения из-за слишком твердых кусков, которые иногда могут оставаться в измельчаемом или дробимом материале. В этих сваренной конструкции и способе изготовления нижней решетки обслуживание и ремонт после изнашивания пластин и после повреждения также выполняются сваркой. Пригодный твердый металл приваривается к области изношенных пластин. В случае сильных повреждений могут потребоваться даже более масштабные операции сварки.
Этот вид ремонта является трудоемким и требует много времени и, кроме того, ведет к продолжительным периодам простоя. Дополнительно, когда нижняя решетка ремонтируется с помощью сварки, ее конструкция деформируется из-за энергии сваривания, подводимой локально к нижней решетке. Деформации вызывают, например, искривление/скручивание конструкции нижней решетки. Это, в свою очередь, ведет к повторной сварке и дополнительной сверхурочной работе, такой как выравнивание и дополнительное шлифование. Если большие металлические или другие чрезмерно твердые частицы входят в измельчитель с обрабатываемым материалом, сваренная нижняя решетка обычно искривляется, становясь непригодной к использованию, и, таким образом, ее приходится выбрасывать за негодностью. Таким образом, эксплуатационный срок решетки может быть очень коротким.
Цель и решение изобретения
Целью изобретения является обеспечение решения, позволяющего уменьшать или полностью исключать выше упомянутые проблемы известного уровня техники. Для достижения этой цели в отличительной части пункта 1 формулы изобретения приведены отличительные признаки устройства. Способ изготовления устройства согласно изобретению, в свою очередь, отличается тем, что представлено в отличительной части пункта 8 формулы изобретения. Кроме того, другие предпочтительные варианты осуществления изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
Для того чтобы исключить выше описанные недостатки, конфигурация нижней решетки выполнена по-новому в соответствии с изобретением, благодаря чему операции обслуживания и ремонта осуществляются проще. Главная идея изобретения заключается в том, что конструкция нижней решетки собрана из независимых частей с возможностью разбора так, что при необходимости решетка может быть частично или полностью разобрана обратно на отдельные части. Сборка нижней решетки предпочтительно выполняется болтовым соединением, и части прижимаются друг к другу. Одновременно, фиксирующие форму соединения могут быть использованы для укрепления конструкции, в особенности для сборки, размещения и крепления пластин или элементов пластин, и/или опорных элементов.
Нижняя решетка образована из дугообразных концевых опорных элементов и промежуточных опорных элементов, размещенных по существу перпендикулярно оси ротора, при этом заменяемые пластины продолжаются, по меньшей мере, главным образом параллельно оси ротора, и тянущие стержни или соответствующие вытянутые тянущие элементы также параллельны оси. Предпочтительно, регулируемая тянущая сила направлена по существу в направлении оси ротора. Тянущие элементы будут обеспечивать требуемую силу прижатия между пластинами и опорными элементами, которая удерживает их вместе трением и возможно фиксирующими форму соединениями. Пластины предпочтительно размещены между двумя концевыми опорными элементами, но любая или все пластины могут быть более короткими так, что один или оба конца пластины могут быть закреплены напротив промежуточного опорного элемента соответственно.
Фиксирующие форму соединения и аксиально направленная тянущая сила делают возможным продольное разделение пластин на более короткие элементы пластин. Отдельный элемент пластины также может быть собран между двумя опорными элементами, которые не являются ближайшими друг к другу.
При использовании стержней с резьбой на всю длину между концевыми опорными элементами в качестве тянущих элементов с резьбой на всю длину, не составляет труда обеспечивать силу прижатия для любой пластины или даже всех элементов пластин индивидуально с помощью гаек, стягивающих стороны опорных элементов. Если, например, элемент пластины зажимается индивидуально, один ослабленный элемент пластины при столкновении может не оказывать влияния на демпфирующую силу других элементов пластин одной и той же продольной пластины, если они также зажаты индивидуально или в соответствующих группах. Тянущая сила также может быть реализована более короткими тянущими элементами между любыми двумя индивидуальными опорными элементами.
Преимущества, полученные изобретением
Решение согласно изобретению обеспечивает очевидные преимущества по сравнению с известным уровнем техники с учетом и обслуживания, и изготовления.
Существенное улучшение в решении согласно изобретению наблюдается в значительно более простых и быстрых обслуживании и ремонте. Новая конструкция нижней решетки, которая может быть установлена и открыта для доступа, обеспечивает простую замену даже отдельных пластин. Повреждение, вызванное иногда встречающимися чрезмерно твердыми кусками, обычно возникает только в некоторой пластине или элементе пластины, или опорном элементе, или некотором из них. Объем требуемого далее ремонта ограничивается заменой только разрушенных частей вместо замены всей решетки, посредством чего срок службы нижней решетки значительно увеличивается.
В этой конструкции заслуживает внимания преимущество, заключающееся в многочисленных различных возможностях улучшения удобства в использовании пластин нижней решетки. Согласно варианту выполнения, пластины или элементы пластин могут быть выполнены поворотными. Другими словами, пластина может быть симметричной в по меньшей мере одном направлении и имеет более чем одну режущую кромку на противоположных сторонах пластины. Срок службы отдельной пластины может быть удвоен благодаря использованию обеих режущих кромок, образованных на противоположных краях пластины. Если форма пластины является по существу прямоугольной, пластина может иметь до четырех режущих кромок. Это обеспечивает существенную экономию расходов.
Если пластина разделена на несколько частей пластины, эти части пластины являются такими маленькими, и объем изготовления является таким высоким, что их серийное производство может быть автоматизировано. Когда имеется неравномерный износ или повреждения только в одной или нескольких частях всей длины сборной пластины, нужно заменять или переворачивать только действующие элементы пластин вместо замены на длинные и дорогостоящие пластины во всю их длину.
Конструкция нижней решетки согласно изобретению также обеспечивает многократное использование пластин. Другими словами, пластины могут быть выполнены повторно затачиваемыми так, что один элемент пластины может быть использован несколько раз. Однако, пластины могут ремонтироваться той же сваркой.
Также с помощью изобретения получены другие существенные преимущества, например, - сниженные производственные расходы нижней решетки согласно изобретению. Нижняя решетка, скрепленная болтовым соединением, является более экономичной с учетом технологии изготовления, чем конструкция, изготовленная с помощью сварки. Отдельные элементы пластин, например, другие части нижней решетки, проще обслуживать, и их серийное изготовление и ремонт могут быть автоматизированы.
Дополнительное значительное преимущество заключается в том, что при необходимости готовый узел нижней решетки может быть получен на месте установки. Все транспортировки при необходимости могут быть выполнены в разобранной форме. Также, точная подгонка нижней решетки к ротору может быть выполнена на месте быстро и точно. Эта конструкция всегда может быть разобрана до требуемой степени и подогнана, например, посредством адаптирования элементов под требуемую точную форму и размеры.
С другой стороны, во время ремонта конструкция нижней решетки "сохраняет форму", так как энергия сварки не направляется в конструкцию, которая будет вызывать деформации. Регулирование зазора между пластинами и ротором исключается, что приводит к более равномерному измельчению и уменьшению энергозатрат. Другие преимущества, обеспеченные изобретением, раскрыты в следующем далее описании вариантов выполнения изобретения.
Перечень чертежей
Далее, изобретение раскрывается более подробно со ссылкой на приложенные чертежи, где:
Фиг. 1 иллюстрирует общий вид в перспективе измельчителя, также показывающий средство для передачи нижней решетки в измельчитель и из него,
Фиг. 2 иллюстрирует вид сзади измельчителя, обеспеченного нижней решеткой согласно изобретению, в продольном направлении ротора, и
Фиг. 3а иллюстрирует вид в перспективе нижней решетки для измельчителя или барабанной дробилки согласно изобретению, и
Фиг. 3b иллюстрирует вид в местном разрезе участка нижней решетки на Фиг. 3а, относящегося к установке пластин между опорными элементами в зоне А.
Фиг. 3c иллюстрирует вид в местном разрезе участка нижней решетки на Фиг. 3а, относящегося к установке пластин между опорными элементами в зоне В.
Подробное описание изобретения
Фиг. 1 и 2 иллюстрируют измельчитель 1 для дробления и/или измельчения материала. Измельчитель 1 имеет неподвижный корпус 3, обеспеченный встречными пластинами (не показаны), и их положение и расстояние приспособлены в отношении ротора 5, установленного с возможностью вращения на подшипниках внутри корпуса. Дробящие или режущие пластины 55 размещены на внешней периферии ротора 5.
Нижняя решетка 7 в соответствии с изобретением установлена под ротором 5. Нижняя решетка 7 изогнута, повторяя форму ротора 5. Имеются концевые опорные элементы 11 и промежуточные опорные элементы 13 в направлении, перпендикулярном оси ротора 5, поддерживающие пластины 9 по существу параллельно оси ротора. Между ними образованы отверстия 91 для выхода обработанного материала.
Фиг. 2, 3а, 3b и 3c иллюстрируют более подробно нижнюю решетку 7 для измельчителя согласно изобретению и установку решетки. Таким образом, ее главные компоненты содержат концевые опорные элементы 11 и промежуточные опорные элементы 13, продолжающиеся изогнутым образом по существу перпендикулярно оси ротора 5 и соответствующие внешней периферии ротора, пластины 9, по существу параллельные оси ротора 5, и тянущие элементы, такие как резьбовые стержни 17, также продолжающиеся по существу в направлении оси ротора.
Фиксирующие форму соединения и аксиально направленная тянущая сила делают возможным продольное разделение пластин 9 на более короткие элементы 9′ пластин. Минимальная длина отдельного элемента пластины представляет собой расстояние от одного опорного элемента до ближайшего опорного элемента плюс размеры, необходимые для фиксирующих форму соединений. Отдельный элемент пластины также может быть собран между двумя опорными элементами, которые не являются наиболее близкими друг к другу, посредством чего длина элемента пластины при этом будет множеством расстояний между опорными элементами.
Подрама 14 может быть установлена на одной или обеих сторонах нижней решетки для удержания опорных элементов 11, 13 в их правильных положениях, для выполнения конструкции более жесткой и для удержания по меньшей мере части рабочей нагрузки. Также она может быть использована для прикрепления нижней решетки 7 к измельчителю 1 или другим его элементам. Когда соединения между подрамой и опорными элементами 11, 13 могут быть разъединены, например, с использованием болтов, пластины 9 или элементы 9′ пластин могут быть индивидуально заменены более просто.
Крайние изогнутые концевые опорные элементы 11 могут отличаться от промежуточных изогнутых опорных элементов 13. Они могут быть образованы с большей прочностью, чем промежуточные опорные элементы 13 и обеспечены средством для приема и крепления тянущих элементов 17. Концевые опорные элементы 11 направляют силу прижатия к соединению между концевыми опорными элементами 11 и пластинами 9 или элементами 9′ пластин. Щель или другие фиксирующие форму или поддерживающие и направляющие средства 131 могут быть размещены в концевых опорных элементах 11, чтобы удерживать пластины 9 или элементы 9′ пластин в их предполагаемом положении. Далее, трение является не единственным фактором, который удерживает концы пластин или элементов 9 пластин в их корректном положении. Пластины 9 или элементы 9′ пластин также могут иметь соответствующие щели или кронштейны для подгонки фиксирующих форму средств к опорным элементам 11, 13.
Для исключения искривления под действием силы сжатия и скручивания под воздействием режущих сил, промежуточные опорные элементы 13 также могут обеспечивать боковую опору для удержания пластин 9 или элементов 9′ пластин в их правильных форме и положении. Промежуточные опорные элементы 13 также могут быть включены в операцию дробления или резания. Все формы промежуточных опорных элементов 13 не обязательно должны быть одинаковыми. Если, например, каждый второй из промежуточных опорных элементов 13 не продолжается по существу ниже пластин 9, выходные отверстия 91 для обработанного материала более открыты, и блокирование отверстий 91 является менее вероятным.
Нижняя решетка 7 собирается предпочтительно с помощью болтового соединения или соответствующего известного в уровне техники способа сборно-разборного монтажа посредством вовлечения крайних изогнутых концевых опорных элементов 11 нижней решетки и пластин 9 или элементов 9′ пластин в состояние взаимного зажатия посредством тянущих стержней 17 или соответствующих вытянутых элементов, параллельных оси ротора 5. Целесообразное фиксирующее сжатие получается благодаря созданию соответствующего растягивающего напряжения в указанных тянущих элементах 17. Концы тянущих элементов 17 прикреплены к концевым опорным элементам 11, которые могут одновременно действовать подобно промежуточным опорным элементам 13 при поддержании пластин 9. Крепление концов тянущих элементов 17 к концевому опорному элементу 11 предпочтительно выполняется так, что тянущая сила является регулируемой. Тянущие элементы 17 предпочтительно расположены близко к пластинам 9 или элементам 9′ пластин, чтобы минимизировать искривления концевых опорных элементов 11. В таком случае, они направляют силу прижатия прямо от тянущих элементов 17 до ближайшего соединения между пластиной 9 и концевым опорным элементом 11.
Силы прижатия между пластинами 9 и концевыми опорными элементами 11 удаляются разъединением крепления тянущих элементов 17 с концевыми опорными элементами 11. Каждая пластина 9 или элемент 9′ пластины может быть удален и установлен обратно между опорными элементами 11, 13 независимо от других пластин 9 или элементов 9′ пластин. Таким образом, отдельная изношенная или разрушенная пластина 9 или элемент 9′ пластины нижней решетки 17 может быть заменена раскреплением одного или более из ближайших тянущих стержней 17 и заменой пластины 9 или элемента 9′ пластины на новую.
Пластина 9 или элемент 9′ пластины может быть симметричной в по меньшей мере одном направлении, например, в ее продольной оси, так, чтобы быть поворотной. В этом случае, изношенная режущая кромка 109 может быть заменена неиспользуемой режущей кромкой 109 пластины или элемента пластины 9. Та же пластина 9 или элемент 9′ пластины может быть повернут и установлен непосредственно в его рабочем положении, и таким образом он готов к работе. Пластины 9 или элементы 9′ пластин также могут позволять шлифование. В таком случае, изношенные или иначе разрушенные пластины 9 или элементы 9′ пластин могут быть сняты для шлифования и повторного использования, либо тогда же, либо позже. Также, промежуточные опорные элементы 13 и концевые опорные элементы 11 нижней решетки 7, если повреждаются, могут быть даже индивидуально заменены при необходимости.
Другие предпочтительные варианты осуществления изобретения
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления изобретения, тянущие элементы 17 имеют резьбу или они крепятся некоторым другим известным способом, который обеспечивает притягивание к затяжным концевым опорным элементам 11 нижней решетки 7. Конструкция концевых опорных элементов 11 может быть выполнена по существу более прочной, чем промежуточные опорные элементы 13, если эти элементы используются для крепления нижней решетки 7 к измельчителю 1, и они будут удерживать всю рабочую нагрузку. Предпочтительно, также средство 41 приема размещено в концевых опорных элементах 11 для перемещения всей нижней решетки 7. Средство 41 приема также может быть использовано для размещения и крепления нижней решетки 7 в измельчителе 1.
Настройка пластин 9 или элементов 9′ пластин и установка между промежуточными опорными элементами 13 может быть выполнена так, что пластины 9 или элементы 9′ пластин направляются и размещаются в предполагаемом рабочем положении посредством одной лишь силы тяжести. С этой целью, направляющие или канавки, или другие поддерживающие и направляющие средства 131 могут быть размещены в пластинах 9 или элементах 9′ пластин и/или концевых или промежуточных опорных элементах 11, 13 для направления и/или поддержания пластин 9 или элементов 9′ пластин и концевых или промежуточных опорных элементов 11, 13 в предполагаемом положении друг относительно друга. Фиксирующие форму направляющие или канавки или другие поддерживающие и направляющие средства 131 также делают соединения и всю конструкцию более прочной. Это видно более подробно на фиг. 3b и 3c, которые иллюстрируют конструкцию отдельных элементов 9′ пластин относительно концевых и промежуточных опорных элементов 11, 13.
Что касается тянущих средств 17, эта данная конструкция также обеспечивает несколько возможностей. Резьбовые стержни 17 выполнены с возможностью свободного перемещения между промежуточными опорными элементами 13 или могут поддерживаться пригодным образом в соединении с щелями или отверстиями 137, и они также могут быть использованы для размещения и поддержания пластин 9 или элементов 9′ пластин и промежуточных опорных элементов 13.
Тянущие элементы 17 также могут быть размещены так, что между двумя промежуточными опорными элементами 13 создаются тянущие силы или с одним концевым опорным элементом 11 и одним промежуточным опорным элементом 13. В этом случае, отдельная пластина 9 или все пластины 9 не обязательно размещать и сжимать между концевыми опорными элементами 11, и они могут быть короче полного расстояния между концевыми опорными элементами 11. Также в этом случае тянущие элементы 17 могут быть более короткими. Если используются резьбовые стержни 17 с резьбой на всю длину, гайки 15 на сторонах двух указанных опорных элементов 11, 13 могут быть использованы для создания тянущей силы между двумя опорными элементами 11, 13. В этом случае, тянущая сила также может быть направлена на закрепление любого одного элемента 9′ пластины между двумя опорными элементами 11, 13, когда пластина 9 состоит из двух или более элементов 9′ пластин. В этом случае, например, один ослабленный элемент 9′ пластины 9 между двумя опорными элементами 11, 13 при столкновении не влияет на крепление других элементов 9′ пластин той же пластины 9.
Используя резьбовые стержни 17 с резьбой на всю длину, гайки 15 в положениях, отличных от положений снаружи концевых опорных элементов 11, требуют определенное пространство для поворота, при этом резьбовые стержни не могут непосредственно контактировать с и поддерживать пластины 9. Если резьбовые стержни 17 к тому же используются для размещения или поддержания пластин 9 или элементов 9′ пластин, на резьбовых стержнях 17 могут быть размещены трубки пригодного размера, чтобы обеспечивать контакт с и поддержание пластин 9 или элементов 9′ пластин.
Как проиллюстрировано на Фиг. 1 и 2, измельчитель 1 может быть обеспечен средством 31 для перемещения верхней части 3b корпуса 3 измельчителя 1 в вертикальном направлении для создания пространства для облегчения удаления нижней решетки 7.
Для нижней решетки 7 выполнены пригодные крепежные средства (не показаны), с помощью которых решетка крепится в ее рабочем положении в измельчителе 1 во время работы. При удалении нижней решетки 7 из измельчителя крепление разъединяется. Отверстия 33 для обслуживания размещены в неподвижном корпусе 3 измельчителя 1, с помощью которых нижняя решетка 7 может быть вытянута по существу горизонтально в направлении оси ротора 5.
Несмотря на то что вышеприведенное описание относится к варианту осуществления изобретения, который в свете последних данных рассматривается как наиболее предпочтительный, специалисту в области техники будет очевидно, что изобретение может быть преобразовано многими различными путями в пределах самого широкого возможного объема охраны, определенного только приложенной формулой изобретения.