ДРОБИЛКА ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ПОСРЕДСТВОМ СЖАТИЯ СЛОЯ МАТЕРИАЛОВ
GRINDER FOR CRUSHING BY COMPRESSING MATERIAL LAYER

Изобретение относится к дробилке для измельчения посредством сжатия слоя материалов, обычно называемой горизонтальной роликовой мельницей и применяемой, в частности, но неограничительно, для измельчения минеральных материалов при производстве цементного клинкера.
В документах ЕР 0 486 371 и ЕР 0 934 120 описана дробилка такого типа, которая содержит барабан, вращающийся вокруг своей горизонтальной оси, внутренняя стенка которого, обычно покрытая износостойким материалом, образует дорожку качения для дробильного вала, имеющего ось вращения, по существу параллельную оси барабана, и прижимаемого с большим усилием к дорожке качения. Предназначенный для измельчения материал поступает в барабан через один из его концов и выходит на другом конце. В такой дробилке скорость вращения барабана такая, чтобы материал отбрасывался под действием центробежной силы на дорожку качения, удерживался на дорожке во время вращения барабана, при этом материал несколько раз проходит между дорожкой качения и дробильным валом. Как известно, число проходов контролируют при помощи механических устройств. Такие устройства описаны в документе ЕР 0 934 120 и могут содержать узел отклоняющего(их) скребка(ов)/отклоняющей(их) пластины(пластин). Скребок установлен внутри барабана в опускающейся верхней части и выполнен с возможностью отделения материала от дорожки качения. Одна или несколько отклоняющих пластин расположены таким образом, чтобы перехватывать материал, отделяемый скребком, и отклонять его в направлении выхода дробилки.
Измельчаемый материал, поступающий в дробилку, имеет крупный гранулометрический состав с максимальным размером зерен, который может достигать 100 мм. Во время работы загрузочных систем расход материалов подвергается флуктуациям, и гранулометрическое распределение тоже подвергается флуктуациям. Это приводит к изменениям состава и толщины слоя материалов и к изменениям усилий, создаваемым дробильным валом, что выражается в вибрациях машины. Эти вибрации создают механические напряжения, которые участвуют в сокращении срока службы компонентов машины и даже элементов, находящихся поблизости в дробильном цеху.
В дробилке такого типа материал перемещается от одного конца машины к другому, одновременно подвергаясь последовательным действиям измельчения. Таким образом, материал имеет более крупный гранулометрический размер в части дробилки, находящейся ближе к входному концу, чем в части дробилки, находящейся ближе к выходному концу. Следовательно, поведение слоя материалов меняется вдоль всей дробилки, и дробильный вал подвергается разным воздействиям в разных точках своей длины. В частности, самое мелкозернистый материал, находящийся вблизи выходного конца, стремится перемещаться перед дробильным валом, ускользая от захвата дробильным валом. Это явление приводит к образованию слоя материалов незначительной толщины и мешает нормальному центробежному воздействию на материал. Эта разбалансировка машины снижает ее эффективность, повышает ее чувствительность к вибрациям и приводит к ассиметричному износу.
Если исходный материал, загружаемый в дробилку, содержит большое количество мелких частиц, явление ускользания может также присутствовать вблизи входного конца вала, может провоцировать обратный поток материала и являться причиной других явлений нестабильности.
Задачей изобретения является преодоление вышеупомянутых недостатков посредством создания дробилки, обеспечивающей достаточную толщину слоя материалов со стороны, где материал является наиболее мелким.
Задачей изобретения согласно по меньшей мере варианту осуществления является создание дробилки, изготовление которой является не более сложным, чем в случае известных дробилок.
Другие задачи и преимущества изобретения будут более очевидны из последующего описания, представленного в качестве неограничительного примера.
Таким образом, объектом изобретения является дробилка для измельчения посредством сжатия слоя материалов, содержащая:
- барабан с горизонтальной осью, внутренняя стенка которого имеет дорожку качения для дробильного вала, находящегося внутри указанного барабана,
- средства приведения во вращение барабана вокруг его оси со скоростью, обеспечивающей центрифугирование материала,
- указанный дробильный вал,
- средства прижатия указанного дробильного вала к дорожке качения указанного барабана,
- вход для загрузки предназначенного для измельчения материала, находящийся на одном из концов барабана, и выход для измельченного материала на другом конце указанного барабана,
- средства контроля перемещения материала таким образом, чтобы он проходил только часть длины барабана при каждом обороте и проходил несколько раз между барабаном и валом, прежде чем достичь выхода.
Согласно изобретению дорожка качения продолжена выходным бортиком, выполненным с возможностью препятствовать потоку материала и находящимся на выходе указанного дробильного вала в направлении перемещения материала, при этом указанный выходной бортик содержит несколько элементов, расположенных по внутренней окружности указанного барабана.
Согласно дополнительным особенностям изобретения, рассматриваемым отдельно или в комбинациях:
- все элементы, образующие выходной бортик, занимают по меньшей мере 75% внутренней окружности барабана;
- высота элементов, образующих выходной бортик и выступающих относительно дорожки качения, составляет от 1% до 5% диаметра дробильного вала;
- расстояние между выходным концом дробильного вала и выходным бортиком составляет от 1,5% до 7,5% диаметра дробильного вала;
- спереди дорожки качения выполнен входной бортик, препятствующий потоку материала, находящийся на входе указанного дробильного вала в направлении перемещения материала, при этом указанный бортик содержит несколько элементов, расположенных по внутренней окружности указанного барабана;
- все элементы, образующие входной бортик, занимают по меньшей мере 75% внутренней окружности барабана;
- высота элементов, образующих входной бортик и выступающих относительно дорожки качения, составляет от 100% до 150% элементов, образующих выходной бортик и выступающих относительно дорожки качения;
- расстояние между входным концом дробильного вала и входным бортиком составляет от 1,5% до 7,5% диаметра дробильного вала;
- дорожка качения не имеет входного бортика, препятствующего потоку материала;
- выходной бортик на внутренней окружности барабана является прерывистым бортиком, при этом указанные элементы распределены по внутренней окружности через промежутки, образуя множество проходов на внутренней окружности;
- входной бортик на внутренней окружности барабана является прерывистым бортиком, при этом указанные элементы распределены по внутренней окружности через промежутки, образуя множество проходов на внутренней окружности;
- указанные средства контроля перемещения материала такие, что он проходит только часть длины барабана при каждом обороте и проходит несколько раз между барабаном и валом, прежде чем достичь выхода, содержат по меньшей мере один скребок, расположенный внутри барабана в верхней опускающейся части, выполненный с возможностью отделения материала от дорожки качения, и одну или предпочтительно несколько отклоняющих пластин, расположенных под скребком таким образом, чтобы перехватывать материал, отделяемый скребком, и отклонять его в направлении выхода дробилки.
Согласно варианту осуществления дорожка качения содержит износостойкий слой твердого материала, присоединенный к внутренней стенке указанного барабана, образованный множеством износостойких пластин, при этом элементы, образующие выходной бортик, являются подогнанными и соответственно соединенными с износостойкими пластинами. Согласно альтернативному варианту элементы, образующие выходной бортик, выполнены, каждый, из твердого материала износостойких пластин, при этом указанные элементы выполнены соответственно заодно с указанными износостойкими пластинами.
Согласно варианту осуществления дорожка качения образована износостойким слоем твердого материала, присоединенным к внутренней стенке указанного барабана, образованным множеством износостойких пластин, при этом элементы, образующие входной бортик, являются подогнанными и соответственно соединенными с износостойкими пластинами. Согласно альтернативному варианту, элементы, образующие входной бортик, выполнены, каждый, из твердого материала износостойких пластин, при этом указанные элементы выполнены соответственно заодно с указанными износостойкими пластинами.
Изобретение будет более понятно из последующего описания со ссылками на чертежи.
На фиг. 1 поясняется принцип работы горизонтальной дробилки для измельчения посредством сжатия слоя материалов (выходной бортик не показан);
на фиг. 2 - барабан согласно варианту осуществления изобретения, содержащий со стороны выхода материалов вдоль внутренней окружности барабана элементы, образующие препятствия, замедляющие удаление материала, вид в вертикальном разрезе по оси;
на фиг. 3 - вид устройства, показанного на фиг. 2, в плоскости разреза, перпендикулярной к оси барабана;
на фиг. 4 - элемент выходного бортика и его расположение относительно дорожки качения, а также относительно выходного конца дробильного вала, подробный вид;
на фиг. 5 - частный вариант выполнения согласно изобретению, в котором, кроме выходного бортика, предназначенного для задержания выхода материалов на уровне выходного конца дробильного вала, показан также входной бортик, предназначенный для задержания выхода материалов на уровне входного конца дробильного вала;
на фиг. 6 - износостойкая пластина, образующая часть защитного слоя барабана и предназначенная для оснащения барабана на выходе дорожки качения, при этом элемент выходного бортика и указанная износостойкая пластина прилегают друг к другу на выходном конце указанной пластины.
Изобретение относится к дробилке 1 для измельчения посредством сжатия слоя материалов, содержащей:
- барабан 2 с горизонтальной осью А, внутренняя стенка которого имеет дорожку качения для дробильного вала 3, находящегося внутри указанного барабана,
- средства приведения барабана во вращение вокруг его оси со скоростью, обеспечивающей центрифугирование материала,
- указанный дробильный вал 3,
- средства прижатия указанного дробильного вала 3 к дорожке качения указанного барабана,
- вход 7 для загрузки предназначенного для измельчения материала, находящийся на одном из концов барабана, и выход 8 для измельченного материала на другом конце указанного барабана,
- средства контроля перемещения материала таким образом, чтобы он проходил только часть длины барабана при каждом обороте и проходил несколько раз между барабаном и валом, прежде чем достичь выхода.
Барабан 2 с горизонтальной осью А может представлять собой обечайку, в частности, металлическую, опирающуюся на опорные подшипники (не показаны), в частности, гидростатические подшипники, обеспечивающие направление во вращении барабана вокруг его горизонтальной оси А. Дорожка качения может быть образована износостойким слоем 6 твердого материала, уложенным на внутренней стенке указанного барабана и образованным множеством износостойких пластин 61. Указанные средства приведения во вращение барабана вокруг его оси А могут содержать редукторный двигатель, выходная ось которого содержит ведущее зубчатое колесо, связанное с зубчатым венцом, неподвижно соединенным с наружной стенкой барабана 2. Согласно изобретению, эти средства вращают барабан 2 со скоростью, обеспечивающей центрифугирование материала. Иначе говоря, скорость барабана 2 является такой, чтобы под действием центробежной силы материал удерживался на дорожке качения во время вращения барабана.
Указанные средства прижатия дробильного вала к дорожке качения могут содержать плечи, направляющие концы дробильного вала 3 при помощи подшипника качения, а также силовые цилиндры или пружины, выполненные с возможностью воздействия усилием на концы дробильного вала 3 и соединенные с указанными плечами. Согласно варианту осуществления указанные средства прижатия дробильного вала 3 к дорожке качения выполнены таким образом, чтобы дробильный вал действовал на слой материалов средним давлением Р, составляющим от 10 МПа до 40 МПа. Дробильный вал имеет ось, по существу параллельную оси барабана.
Загрузку дробилки 1 производят на входе 7 на одном из концов барабана 2, при этом выход 8 измельченных материалов находится на другом конце барабана. Между входом 7 и выходом 8 материал проходит несколько раз между дорожкой качения и дробильным валом 4, проходя часть длины барабана при каждом обороте. Продвижение материалов в барабане регулируют при помощи средств, которые могут содержать устройство, выполненное с возможностью обеспечения продвижения материала от одного конца к другому концу барабана 2, в частности, такое как устройства, описанные в документе ЕР 0 486 371 или в документе ЕР 0 934 120.
Такое устройство содержит по меньшей мере один скребок (или нож), установленный внутри барабана в верхней опускающейся части, а также одну или несколько отклоняющих пластин, расположенных под скребком. Скребок позволяет отделять материал от дорожки качения, который в противном случае оставался бы на дорожке под действием центробежной силы. Отклоняющая пластина или отклоняющие пластины, расположенные под скребком, перехватывают отделяемый материал и отклоняют его в направлении выхода дробилки.
Согласно изобретению дорожка качения продолжена выходным бортиком, выполненным с возможностью препятствовать потоку материала и находящимся на выходе указанного дробильного вала в направлении перемещения материала. Вариант выполнения дробилки, снабженной таким выходным бортиком, представлен в качестве неограничительного примера на фиг. 2, 3 и 4. Этот выходной бортик предназначен для замедления выхода материала на уровне выходного конца дробильного вала 3, что позволяет избежать слишком малой толщины слоя материалов на уровне этого конца, как показано более подробно на фиг. 4.
Согласно изобретению, этот выходной бортик содержит несколько элементов 4, расположенных по внутренней окружности указанного барабана 2. Все элементы, образующие выходной бортик, занимают, согласно варианту осуществления, по меньшей мере 75% внутренней окружности барабана 2. Эти элементы 4 могут быть дугообразными элементами, в частности, постоянного сечения по длине и с радиусом кривизны, соответствующим, в частности, по существу барабану (или дорожке качения).
Согласно альтернативному варианту, представленному на фиг. 3 и 4, выходной бортик на внутренней окружности барабана является прерывистым бортиком. Указанные элементы 4 могут быть распределены по внутренней окружности через промежутки, образуя множество проходов на внутренней окружности. Эти различные проходы, образованные промежутками между элементами 4, распределены, предпочтительно равномерно по окружности барабана 2.
Как правило, удаление материала происходит либо за счет переполнения и прохождения материала над элементами 4 выходного бортика, либо через проходы между элементами 4 (в случае прерывистого бортика), либо за счет комбинации этих двух эффектов.
Согласно варианту осуществления, высота h элементов 4, образующих выходной бортик и выступающих относительно дорожки качения, составляет от 1% до 5% диаметра D дробильного вала 3. Высота h показана на фиг. 4: речь идет о размере элемента 4 от поверхности дорожки качения и в радиальном направлении барабана.
Согласно варианту осуществления, расстояние d между выходным концом дробильного вала 3 и выходным бортиком составляет от 1,5% до 7,5% диаметра D дробильного вала 3. Расстояние d показано на фиг. 4: речь идет о размере в осевом направлении барабана 2 между выходным концом дробильного вала 3 и выходным бортиком. Длина L дробильного вала 3 может быть меньше длины дорожки качения.
Таким образом, дробилка согласно изобретению оснащена выходным бортиком, предназначенным для задержания потока материала в зоне дробилки, где материал является наиболее мелким, на уровне выходного конца вала 3, в частности, на выходе 8 дробилки. Вместе с тем, выполнение такого бортика на другом конце дорожки качения, то есть на входе дробильного вала, является необязательным. Таким образом, согласно варианту выполнения, представленному неограничительно на фиг. 2, дробилка может не иметь такого бортика на выходе дробильного вала 3.
Однако такой входной бортик может представлять интерес, в частности, в случае, когда материал на входе дробилки содержит большое количество мелких частиц, чтобы ограничивать явления выхода и обратного потока на уровне входного конца дробильного вала 3.
Согласно варианту осуществления спереди дорожки качения выполнен входной бортик, препятствующий прохождению материала в направлении обратного потока. Этот входной бортик предназначен для замедления выхода материала на уровне входного конца дробильного вала 3, что позволяет избежать слишком малой толщины слоя материалов на уровне этого конца, как показано более подробно на фиг. 5. Этот входной бортик может содержать несколько элементов 41, расположенных по внутренней окружности указанного барабана 2.
Все элементы, образующие входной бортик, занимают, согласно варианту осуществления, по меньшей мере 75% внутренней окружности барабана 2. Эти элементы 4 могут быть выполнены в виде дугообразных элементов с радиусом кривизны, соответствующим, в частности, по существу барабану или дорожке качения.
Согласно альтернативному варианту, входной бортик на внутренней окружности барабана является прерывистым бортиком. Указанные элементы 41 могут быть распределены по внутренней окружности через промежутки, образуя множество проходов на внутренней окружности. Эти различные проходы, образованные промежутками между элементами 4, распределены по окружности барабана 2 и предпочтительно равномерно по окружности барабана.
Согласно предпочтительному варианту осуществления высота h' элементов, образующих входной бортик и выступающих относительно дорожки качения, превышает высоту h элементов 4, образующих выходной бортик и выступающих от указанной дорожки качения. Например, высота h' элементов 41 может составлять от 100% до 150% высоты h элементов 4, образующих выходной бортик. Расстояние d' между входным концом дробильного вала 3 и входным бортиком может составлять от 1,5% до 7,5% диаметра D дробильного вала.
В случае, когда дорожка качения содержит износостойкий слой 6 твердого материала, образованный множеством износостойких пластин 61, элементы 4, образующие выходной бортик, могут быть элементами, подогнанными и соединенными соответственно с износостойкими пластинами 61. Такая износостойкая пластина представлена в качестве неограничительного примера на фиг. 6. Каждая пластина содержит вогнутую внутреннюю поверхность, которая должна образовать часть дорожки качения, выпуклую наружную поверхность, предназначенную для закрепления на внутренней стенке барабана, и края, в частности, для сборки, в частности, в количестве четырех.
Каждый элемент 4, в частности, в виде дуги окружности, имеет размер, меньший указанной пластины, и соединен с указанной пластиной при помощи любых соответствующих средств, таких как клей, сварной шов, механическое крепление. Элемент 4 может быть соединен с вогнутой внутренней поверхностью пластины на уровне выходного конца указанной износостойкой пластины. Согласно альтернативному варианту, элементы 4, образующие выходной бортик, выполнены, каждый, из твердого материала износостойких пластин 61, при этом указанные элементы 4 выполнены соответственно заодно с указанными износостойкими пластинами 61.
В обоих случаях элементы 4 и соответствующие износостойкие пластины 61 образуют попарно соответственно механические узлы, которые позволяют получить одновременно износостойкий слой 6 и выходной бортик во время сборки пластин 61.
Точно так же, элементы 41, образующие входной бортик, могут быть элементами, подогнанными и соединенными соответственно с износостойкими пластинами 61. Каждый элемент 41, в частности, в виде дуги окружности, имеет размер, меньший указанной пластины, и соединен с указанной пластиной при помощи любых соответствующих средств, таких как клей, сварной шов, механическое крепление. Элемент 41 может быть соединен с вогнутой внутренней поверхностью пластины 61 на уровне входного конца указанной износостойкой пластины 61. Согласно альтернативному варианту, элементы 41, образующие входной бортик, выполнены, каждый, из твердого материала износостойких пластин 61, при этом указанные элементы 41 выполнены соответственно заодно с указанными износостойкими пластинами 61. В обоих случаях элементы 41 и соответствующие износостойкие пластины 61 образуют попарно соответственно механические узлы, которые позволяют получить одновременно износостойкий слой 6 и входной бортик во время сборки пластин 61.
Естественно, специалист в данной области может осуществить другие варианты выполнения, не выходя при этом за рамки изобретения, определенные формулой изобретения.
Список ссылочных обозначений
1. Дробилка
2. Барабан
3. Дробильный вал
4. Элементы (выходной бортик)
41. Элементы (входной бортик)
61. Износостойкая пластина
6. Слой твердого материала
7. Вход (дробилки)
8. Выход (дробилки)
d. Расстояние, отделяющее дробильный вал от выходного бортика
d'. Расстояние, отделяющее дробильный вал от входного бортика
D. Диаметр дробильного вала
h. Высота элементов 4 выходного бортика (относительно поверхности дорожки качения)
h'. Высота элементов 41 входного бортика (относительно поверхности дорожки качения)
A. Горизонтальная ось
L. Длина дробильного вала
P. Давление