УДАРНО-ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ДРОБИЛКА С ГАЗОСТАТИЧЕСКИМ ОПОРНЫМ УЗЛОМ
CENTRIFUGAL IMPACT CRUSHER WITH GAS-STATIC BEARING

Изобретение относится к машиностроению, в частности к ударно-центробежным дробилкам и мельницам с вертикальным газостатическим опорным узлом, и может найти применение в различных отраслях промышленности для дробления и измельчения рудных и нерудных материалов условиях высокой температуры и высокого давления запыленного воздуха в зоне дробления дробилки.
Известна ударно-центробежная дробилка с газостатическим опорным узлом (роторный механизм центробежной установки), содержащая наружный корпус, отбойные элементы, закрепленные в верхней части наружного корпуса, ускоритель материала, расположенный внутри наружного корпуса, патрубок для подачи исходного материала в ускоритель материала, расположенный в верхней части наружного корпуса, внутренний корпус, вертикальный газостатический опорный узел, расположенный внутри внутреннего корпуса и выполненный с несущими поверхностями в виде части сферы, пята которого беззазорно соединена с ускорителем материала, а подпятник которого жестко соединен с внутренним корпусом, камеру наддува, образованную внутренним корпусом, пятой и подпятником газостатического опорного узла и сообщающуюся с несущими поверхностями газостатического опорного узла, вентилятор, связанный с камерой наддува, патрубок для вывода измельченного материала, расположенный в нижней части дробилки, и привод ускорителя материала (патент на изобретение RU 2183136, В02С 13/14, опубликовано 10.06.2002).
Однако в известной установке вращение на критических частотах и со значительной динамической неуравновешенностью приводит к трению пяты о подпятник несущими поверхностями. Кроме этого, при аварийном прекращении подачи газа к несущим поверхностям и исчезновении воздушной подушки вращающаяся пята с рабочим органом упадут на подпятник, т.к. отсутствует ограничение перемещений рабочего органа с пятой в осевом направлении. Эти недостатки снижают надежность работы установки из-за выхода вертикального газостатического опорного узла из строя.
Известна также ударно-центробежная дробилка с газостатическим опорным узлом (центробежная установка с газостатической опорой), содержащая наружный корпус, отбойные элементы, закрепленные в верхней части наружного корпуса, ускоритель материала, расположенный внутри наружного корпуса, патрубок для подачи исходного материала в ускоритель материала, расположенный в верхней части наружного корпуса, внутренний корпус, вертикальный газостатический опорный узел, расположенный внутри внутреннего корпуса и выполненный с несущими поверхностями в виде части сферы, пята которого соединена с ускорителем материала посредством вертикального вала с образованием конструктивного зазора между несущими поверхностями, а подпятник которого жестко соединен с внутренним корпусом, камеру наддува, образованную внутренним корпусом, пятой и подпятником и сообщающуюся с несущими поверхностями газостатического опорного узла, вентилятор, связанный с камерой наддува, горизонтальный опорный узел, состоящий из подшипникового узла, установленного на вертикальном валу, соединяющего ускоритель материала и пяту газостатического опорного узла, верхнего опорного основания, жестко соединенного с подшипниковым узлом, нижнего опорного основания, жестко соединенного с внутренним корпусом, и упругого опорного элемента, расположенного между верхним и нижним опорными основаниями, патрубок для вывода измельченного материала, расположенный в нижней части дробилки, и привод ускорителя материала (патент на изобретение RU 2220782, В04В 9/04, опубликовано 10.01.2004).
Однако в известной ударно-центробежной дробилке в условиях высокой температуры и высокого давления запыленного воздуха горизонтальный опорный узел быстро выходит из строя. Под воздействием высокой температуры быстро разрушается упругий элемент горизонтального опорного узла. А из-за попадания запыленного воздуха из зоны дробления материала быстро выходят из строя подшипниковые узлы. Данные недостатки существенно снижают надежность работы дробилки.
Задача изобретения состоит в повышении надежности работы дробилки в условиях высокой температуры и высокого давления запыленного воздуха в зоне дробления за счет исключения разрушения деталей дробилки под воздействием высокой температуры и за счет исключения попадания запыленного воздуха в пространство между ускорителем и пятой газостатического опорного узла.
Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи путем указанного технического результата ударно-центробежная дробилка с газостатическим опорным узлом, содержащая наружный корпус, отбойные элементы, закрепленные в верхней части наружного корпуса, ускоритель материала, расположенный внутри наружного корпуса, патрубок для подачи исходного материала в ускоритель материала, расположенный в верхней части наружного корпуса, внутренний корпус, вертикальный газостатический опорный узел, расположенный внутри внутреннего корпуса и выполненный с несущими поверхностями в виде части сферы, пята которого соединена с ускорителем материала посредством вертикального вала, а подпятник которого жестко соединен с внутренним корпусом, камеру наддува, образованную внутренним корпусом, пятой и подпятником и сообщающуюся с несущими поверхностями газостатического опорного узла, вентилятор, связанный с камерой наддува, патрубок для вывода измельченного материала, расположенный в нижней части дробилки, и привод ускорителя материла, отличается тем, что содержит уплотнительный узел, состоящий из втулки, выполненной с продольными отверстиями на периферической части и с кольцевым буртиком в средней части и жестко установленной на вертикальном валу, соединяющем пяту газостатического опорного узла и ускоритель материала, кольца с отбортовкой, расположенного с возможностью вертикальных перемещений в верхней части втулки над кольцевым буртиком втулки, плоского кольца, жестко установленного в верхней части втулки над кольцом с отбортовкой, плоского опорного кольца, жестко закрепленного на кольцевом буртике втулки, графитового кольца, распложенного на плоском опорном кольце, обоймы, жестко соединенной с наружной боковой поверхностью графитового кольца, диафрагмы, выполненной из эластичного термостойкого материала и жестко соединенной с обоймой и внутренним корпусом, при этом верхняя поверхность опорного плоского кольца выполнена с серповидными канавками.
Изобретение поясняется чертежами: Фиг.1 - общий вид дробилки в исходном положении; Фиг.2 - вынос А на Фиг.1, дробилка в исходном состоянии; Фиг.3 - вынос А на Фиг.1, дробилка в рабочем состоянии; Фиг.4 - вид Б на Фиг.3.
Ударно-центробежная дробилка с газостатическим опорным узлом содержит наружный корпус 1, отбойные элементы 2, закрепленные в верхней части наружного корпуса 1, ускоритель 3 материала, расположенный внутри наружного корпуса 1, патрубок 4 для подачи исходного материала в ускоритель 3 материала, внутренний корпус 5, вертикальный газостатический опорный узел, расположенный внутри внутреннего корпуса 5 и выполненный с несущими поверхностями в виде части сферы, пята 6 которого соединена с ускорителем 3 материала посредством вертикального вала 7, а подпятник 8 которого жестко соединен с внутренним корпусом 5, камеру 9 наддува, образованную внутренним корпусом 5, пятой 6 и сообщающуюся с несущими поверхностями газостатического опорного узла, вентилятор 10, связанный с камерой 9 наддува, уплотнительный узел (Фиг.2), состоящий из втулки 11, выполненной с продольными отверстиями 12 на периферической части и с кольцевым буртиком 13 в средней части и жестко установленной на вертикальном валу 7, соединяющем пяту 6 газостатического опорного узла и ускоритель 3 материала, плоского опорного кольца 14, жестко закрепленного на кольцевом буртике 13 втулки 11, графитового кольца 15, распложенного на плоском опорном кольце 14, обоймы 16, жестко соединенной с наружной боковой поверхностью графитового кольца 15, эластичной термостойкой диафрагмы 17 (выполненной, например, из силиконовой резины), жестко соединенной с обоймой 16 и внутренним корпусом 5, кольца 18 с отбортовкой, расположенного с возможностью вертикальных перемещений в верхней части втулки 11 над графитовым кольцом 15, плоского кольца 19, жестко установленного в верхней части втулки 11 над кольцом 18 с отбортовкой, патрубок 20 для вывода измельченного материала, расположенный в нижней части дробилки, и привод ускорителя 3 материала, состоящий из электродвигателя 21 и гибкого вала 22. При этом верхняя поверхность плоского опорного кольца 14 выполнена с серповидными канавками 23 для уменьшения износа.
Изобретение используют следующим образом.
Включают вентилятор 10, который нагнетает воздух в камеру 9 наддува и создает в ней избыточное давление. Из камеры 9 наддува воздух поступает к несущим поверхностям пяты 6 и подпятника 8 газостатического опорного узла, создавая между ними избыточное давление и, таким образом, опорную воздушную подушку. Под воздействием избыточного давления пята 6 вместе с ускорителем 3 материала «всплывает».
Затем включают электродвигатель 21, посредством которого и гибкого вала 22 ускорителю 3 материала придают вращение с требуемой технологической скоростью, в котором создается поле центробежных сил. Во вращающийся ускоритель 3 через патрубок 4 падают материал, нагретый до высокой температуры. Под воздействием поля центробежных сил материал приобретает ускорение, с большой скоростью вылетает из ускорителя 3, ударяется об отбойные элементы 2 и разрушается. Измельченный материал падает вниз и через патрубок 20 выводится из дробилки.
Уплотнительный узел работает следующим образом (Фиг.3). Из камеры 9 наддува воздух поступает в продольные отверстия 12 втулки 11 и создает в них избыточное давление. Под действием избыточного давления кольцо 18 с отбортовкой перемещается вверх и прижимается к плоскому кольцу 19, а воздух с избыточным давлением проходит между плоским кольцом 19 и термостойкой диафрагмой и препятствует поступлению в уплотнительный узел запыленного воздуха из зоны дробления, создавая воздушный затвор перед графитовым кольцом 15. Графитовое кольцо 15 прижимается к рабочей поверхности плоского опорного кольца 14 и этим предотвращает попадание запыленного воздуха в полость над пятой 6. Для значительного уменьшения износа графитового кольца 15 верхняя опорная (рабочая) поверхность плоского опорного кольца 14 выполнена с серповидными канавками 23 (Фиг.3). При вращении плоского опорного кольца 14 воздух нагнетается в серповидные канавки 23 и создает в них избыточное давление, под действием которого графитовое кольцо 15 «всплывает». Таким образом создается воздушная подушка газодинамического подшипника, образованного плоским опорным кольцом 14 и графитовым кольцом 15. Подвижность графитового кольца 15 обеспечивается эластичной термостойкой диафрагмой 17. Плоское кольцо 19 препятствует попаданию крупных кусков дробимого материала в область газодинамического подшипника.
Таким образом, отличительные признаки заявленного изобретения позволяют существенно увеличить надежность работы дробилки, снизить эксплуатационные расходы при работе дробилки в условиях повышенной температуры исходного материала и избыточного давления в дробилке запыленного воздуха.