ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ МАТЕРИАЛА

Полезная модель относится к дробильно-обогатительному, строительному и к оборудованию для производства материалов, применяемых в промышленности строительных материалов, в горной, химической и металлургической промышленности, и может найти применение в дорожном строительстве, коммунальном хозяйстве, а также при переработке отходов.
Близкой по технической сущности является схема конструкции мельницы динамического самоизмельчения, в которой усовершенствован процесс разгрузки измельченного материал в (SU 1516139 А2, 23.10.1989).
Недостатком мельницы является относительно высокие удельные энергозатраты.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели, принятой за прототип, является - «Измельчитель динамического самоизмельчения», патент на изобретение РФ №2465960 С2, опубл. 10.11.2012. Бюл. №31. Недостатком этого устройства является относительно высокие эксплуатационные затраты.
Задачей заявляемого технического решения является снижение эксплуатационных затрат и повышение надежности устройства.
Поставленная задача решается следующим образом.
Измельчитель материала содержит раму, барабан с загрузочными отверстиями в его верхней части, в котором расположены вал опорный, рубашка вала, крышка сальника, чаша ротора, опорное кольцо и подшипниковые узлы; электродвигатель, кинематические передачи, предохранительную муфту, размещенную между нижним концом вала электродвигателя и чашей ротора, отличается тем, что в нижней части барабана выполнены выпускные отверстия, а на чаше ротора смонтирована сменная рубашка.
Предлагаемое устройство поясняется рисунками, на которых представлен измельчитель материала (фиг.1, 2).
Измельчитель материала содержит раму 1, к которой с помощью болтовых соединений присоединена плита опорного вала 8 и опора электродвигателя 18. В плиту опорного вала 8 установлен нижним концом и жестко связан с ним опорный вал 7, а верхним концом он присоединен с помощью винтового соединения 22 к раме 1. На опорном вале 7 с помощью нижнего 6 и верхнего 5 подшипниковых узлов смонтирована чаша ротора 4 и барабан 2. В верхней части барабана 2 с помощью винтовых соединений прикреплен верхний ведомый шкив 13 привода барабана 2, а на наружной поверхности ведомого шкива 13 смонтированы загрузочные отверстия 3. К чаше ротора 4 с помощью винтового соединения прикреплен нижний ведомый шкив 31 привода чаши ротора 4. К верхнему торцу чаши ротора 4 с помощью болтов 30, прижимных планок 29 прикреплена сменная рубашка 26, которая сопряжена с внутренней конической поверхностью чаши ротора 4, что обеспечивает ей необходимую жесткость. Для контроля степени надежности монтажа сменной рубашки 26 между дном чаши ротора 4 предусмотрен зазор δ для обеспечения необходимого натяга. К внутренней поверхности сменной рубашки 26 вмонтированы ребра 28, которые разделяют полость сменной рубашки 26 на шесть равных секторов.
Рубашка вала 9 опорного вала 7 и смонтированная на ее торце крышка сальника 10, установленные в полости барабана 2, служат для защиты наружной поверхности опорного вала 7 от преждевременного ее износа материалом, циркулирующим внутри полости барабана 2. Рубашка вала 9 присоединена с помощью винтового соединения к барабану 2. Для предотвращения выпуска недоизмельченного материала, находящегося в полости барабана 9, в его нижней части установлено опорное кольцо 25. На нижней поверхности барабана 9 выполнены выпускные отверстия 20 готового продукта, образовавшегося в процессе измельчения материала.
На нижнем конце вала электродвигателя 16 с помощью шпоночного соединения смонтирован нижний ведущий шкив 17 привода ротора 4, а на верхнем конце вала электродвигателя 16 - верхний ведущий шкив 14 привода барабана 2. Ведущий шкив 17 привода чаши ротора 4 соединен с предохранительной муфтой 24, которая закреплена на нижнем конце вала электродвигателя 16.
Электродвигатель 16 смонтирован на стойке 15, которая нижним концом жестко установлена на опоре электродвигателя 18, а верхним концом закреплена на раме 1 с помощью винтового соединения 23.
Кинематические передачи от электродвигателя 16 к ротору 4 и барабану 2 могут быть любого типа: клиноременные, как в данном примере, зубчатые, цепные, с использованием других передач (винтовых, червячных и т.д.).
Для сбора измельченного материала установлен приемный бункер 27.
Измельчитель материала работает следующим образом.
В барабан 2 через загрузочные отверстия 3 порционно загружается исходный материал. Далее включают электродвигатель 16 и одновременно через ведущий 17 и ведомый 31 шкивы клиноременной передачи нижней ветви контура приводят во вращение чашу ротора 4, а вращение барабана 2 осуществляют через ведущий 14 и ведомый 13 шкивы клиноременной передачи верхней ветви замкнутого контура измельчителя материала.
В процессе работы постоянно образуется обновляемый столб кусков материала над ротором 4 и смонтированной на ней рубашки вала 26. При вращении ротора 4 куски измельчаемого материала, находящиеся в его полости, начинают перемещаться к его периферии под действием центробежной силы, одновременно прижимаясь к радиальным ребрам 28, и, попав в активную зону, измельчаются за счет ударов, скалывания и истирания.
Частицы материала крупнее размеров выпускных отверстий 4 в боковых стенках барабана 2 совершают движение в нем по восходящей тороидальной линии и далее вместе с исходным кусковым материалом и частично измельченным ранее опускаются в рабочую зону полости ротора 4. Частицы материала, соразмерные с размерами выпускных отверстий 20, выполненных в боковых стенках барабана 2, выводятся за счет центробежной силы через эти отверстия за пределы его внешней поверхности и далее под действием собственных сил тяжести опускаются вниз и попадают в приемный бункер 27.
Измельчитель материала снабжен замыкающим кинематическим механизмом, состоящим из предохранительной муфты 24, обеспечивающей ее связь через клиноременную передачу с чашей ротора 4 и барабаном 2, приводимого во вращение в том же направлении от клиноременной передачи от верхнего конца вала электродвигателя 16, установленного на опорной плите 18 параллельно чаше ротора 4. При включении электродвигателя 16 из-за разных передаточных отношений нижней и верхней ветви контура измельчителя материала, получаемых установкой сменных нижнего 17 и верхнего шкивов 14 разных диаметров, происходит накопление и отставание за каждый оборот их угловых скоростей. Ввиду этого отставания формируется кинематическое несоответствие вращения. Отсюда возникает возможность использования циркуляционной мощности, возникающей в замкнутом контуре «чаша ротора-барабан». При этом суммарная мощность на чаше ротора 4 будет значительно больше, чем на валу двигателя 16. Это приводит к возникновению напряжения в кусках материала, попавшего в зону контакта восходящих частиц, находящихся в чаше ротора 4 и других, опускающихся вниз под действием собственного веса к границе соприкосновения их с рабочей поверхностью чаши ротора 4. Этим обеспечивается измельчение соприкасающихся кусков материала с повышенным контактным напряжением при интенсивном их перемешивании. При достижении расчетного максимального момента на чаше ротора 4, определяемого упругой деформацией кручения материала вала двигателя 16, производится расцепление предохранительной муфты 24, установленной между нижним концом электродвигателя 16 и чашей ротора 4 и сброс нагрузки в кинематическом замкнутом контуре. После этого предохранительная муфта 24 вновь замыкается, и система контура возвращается в исходное состояние, при котором отсутствует отставание по скорости вращения между выходным концом вала электродвигателя 16 и чашей ротора 4 (верхней и нижней кинематической ветвью измельчателя материала). После этого цикла процесс повторяется.
После этого цикла процесс повторяется в такой же последовательности. Далее рабочий процесс многократно повторяется до достижения требуемой степени измельчения материала, вывода через выпускные отверстия 26 и аккумулирования его в приемном бункере 27.
Технико-экономическим результатом предлагаемого устройства для измельчения материала является снижение эксплуатационных затрат, повышение надежности и ремонтнопрогодности быстроизнашивающегося узла.