АВТОНОМНЫЙ УЗЕЛ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ И ПРОСЕИВАНИЯ МАТЕРИАЛА
GRINDER SELF-CONTAINED ASSEMBLY FOR GRINDING AND SCREENING

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящее изобретение относится к предварительной заявке и имеет право на преимущество более ранней даты подачи и приоритет предварительной заявки на патент США 61/002608, поданной Гроссом и др. 8 ноября 2007 года и названной «Автономный узел измельчителя для измельчения и классификации материала», описание которой включено в эту заявку в качестве ссылки.
ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
I. Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Настоящее изобретение относится к машинам для измельчения материалов, включая материалы, полученные из древесины, или другие волокнистые материалы, а более конкретно - к барабанным и дисковым измельчителям.
II. Описание предшествующего уровня техники
В общем, известны барабанные и дисковые измельчители для измельчения древесины. Однако новые конструкции революционизируют промышленность, смотри, например, публикации заявок на патент США 20020113154, 20030062435, 30030071151, названные «Машина для сбора и измельчения древесины», и 20060108463 А1, названная «Барабанный измельчитель с маховиком или разгрузочным узлом», все одного изобретателя.
В некоторых технологических операциях материалы, подвергнутые первичной резке, передают ко второму аппарату для рассева по размерам. Повторная погрузка-разгрузка материалов может быть трудоемкой, а затраты на покупку и техническое обслуживание дополнительного оборудования являются нежелательными. Таким образом, необходима автономная машина, которая может измельчать материал и фракционировать его без необходимости множества машин.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение содержит машину для измельчения и рассева материала по размерам.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения описана машина для измельчения материала, которая включает в себя камеру измельчения, сообщающуюся с камерой просеивания.
В другом предпочтительном варианте осуществления описан измельчитель для измельчения и рассева материала по размерам, который включает в себя поддающийся вращению клиновидный ножевой барабан, который является не проницаемым для измельченного материала, так что измельченный материал переносится наружу барабана и в сторону в камеру рассева.
В другом предпочтительном варианте осуществления описана машина для измельчения и просеивания материала, которая использует один привод, как для измельчения, так и для рассева.
В другом предпочтительном варианте осуществления описана машина для измельчения и рассева материала с факультативной технологической операцией классификации просеивания.
В другом предпочтительном варианте осуществления описана автономная машина, которая включает в себя раздельные технологические операции измельчения и рассева в одной машине.
В других вариантах осуществления описаны различные элементы, которые могут быть добавлены к машине для измельчения и рассева по размерам материала, которые могут быть скомбинированы вместе или использованы отдельно.
Для более полного понимания настоящего изобретения далее будут делаться ссылки на сопроводительные чертежи и подробное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения. На нескольких приведенных чертежах и видах подобными ссылочными символами указаны подобные элементы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СОПРОВОДИТЕЛЬНЫХ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - изометрическое изображение экологичного варианта осуществления машины, имеющего камеру измельчения и узел рассева материала.
Фиг.2 - изометрическое изображение экологичного варианта осуществления машины, иллюстрируемого на фиг.1, с деталями узла, удаленными для обеспечения простоты изображения;
Фиг.3а - изометрическое изображение варианта осуществления машины, иллюстрируемого на фиг.1, с деталями узла, удаленными для обеспечения простоты изображения;
Фиг.3b - изометрическое изображение варианта осуществления измельчающего элемента для измельчения материала, показанного отделенным от машины, иллюстрируемой на фиг.3а;
Фиг.3с - изометрическое изображение варианта осуществления сита для рассеивания материала по размерам, показанного отделенным от машины, иллюстрируемой на фиг.3а;
Фиг.4 - изометрическое изображение экологичного варианта осуществления машины, иллюстрируемого на фиг.1, с деталями узла, удаленными для обеспечения простоты изображения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
В этом описании изложены предпочтительные варианты осуществления измельчителя для измельчения и рассева материала по фракциям, которые имеют один или более элементов новизны, как представлено в вариантах осуществления, описанных ниже, которые могут быть комбинированными или отдельными, в зависимости от применения, как может быть очевидным для специалиста, квалифицированного в этой области техники.
Для осуществления измельчения материала машина имеет камеру измельчения материала. В камере измельчения материала имеется измельчающий элемент, который вместе с камерой обеспечивает средство для измельчения материала. Измельчающий элемент предпочтительно является клиновидным ножевым барабаном. Примеры конических ножевых барабанов, которые могут быть использованы в камере измельчения материала, могут быть найдены в предварительной патентной заявке США № 11/266768, поданной Гроссом и др. 2 ноября 2005 года и названной «Барабанный измельчитель с маховиком или разгрузочным узлом», имеющей номер публикации 20060108463 Гроссом и др., описание которой включено в эту заявку в качестве ссылки. Клиновидный ножевой барабан является барабаном, который имеет поперечное сечение с внешним диаметром, которое меньше внешнего диаметра другого поперечного сечения указанного барабана. Предпочтительные формы барабана включают в себя коническую форму и форму песочных часов. Ножевой барабан может сужаться в виде серии ступеней или может сужаться как постепенно сужающаяся поверхность любой конкретной секции барабана, включающей в себя весь барабан. Как может быть очевидным, клиновидный барабан может иметь множество режущих зон. Первая режущая зона с большим внешним диаметром имеет скорость, которая больше, чем вторая режущая зона. Вторая режущая зона с меньшим диаметром имеет меньшую скорость обода, более высокий крутящий момент, чем первая зона, которая может обеспечивать более высокую силу резания.
Клиновидный ножевой барабан может сужаться к одному концу, обоим концам, к центру, или иметь любую комбинацию вышеупомянутых конфигураций. В предпочтительном варианте осуществления внешний диаметр барабана сужается к концу. Примером барабана с внешним диаметром, который сужается к одному концу, является конический барабан. В другом предпочтительном варианте осуществления, ножевой барабан имеет два конца и среднюю секцию, причем внешний диаметр барабана сужается к средней секции. Барабан с внешним диаметром, который сужается к средней секции, может быть предусмотрен как конфигурация «песочных часов». Клиновидный ножевой барабан предпочтительно обеспечивает множество радиусов резания с увеличивающимся крутящим моментом и силой резания вдоль оси резания. Как может оказаться очевидным из этого описания, сила резания и крутящий момент могут увеличиваться с уменьшением диаметра барабана.
Клиновидный ножевой барабан предпочтительно имеет более широкую секцию и более узкую секцию, определяемые диаметром барабана. Более широкая секция ножевого барабана (которая имеет больший диаметр) может обеспечивать рез, который является более прямолинейным, чем рез, обеспечиваемый более узкой секцией (которая имеет меньший диаметр) клиновидного ножевого барабана. Более узкая секция ножевого барабана, в свою очередь, может обеспечивать рез, который является более чашевидным или криволинейным, чем рез, обеспечиваемый более широкой секцией барабана. Таким образом, клиновидный ножевой барабан может обеспечивать сложный рез, в котором секция барабана с большей длиной окружности режет более вниз и сквозь материал, тогда как секция барабана с меньшей длиной окружности режет материал больше как зубило и лопата. Это сложное резание обеспечивает большее волочение и улучшенную эффективность резания. Клиновидный ножевой барабан в комбинации с позиционированием и формой контрножа может также увеличить эффективность, благодаря созданию сдвигающего действия.
Ножевой барабан адаптирован для радиального переноса крошки (стружки) на внешней стороне барабана и в таком случае может по существу не иметь отверстий, быть непроницаемым или непроникаемым для измельченного материала, так что крошка не может проходить радиально внутрь внешней стенки или обшивки барабана. Ножевой барабан, адаптированный для радиального переноса крошки на внешней стороне барабана, может быть адаптирован для переноса крошки радиально любым пригодным способом, например, имея барабан со сплошной поверхностью или обшивкой без отверстий, с небольшими отверстиями, которые не поддаются прониканию измельченного материала, с непрерывной внешней поверхностью, которая включает в себя удлиненные режущие пластины с каналом, размещенным ниже режущих пластин, и/или путем обеспечения, по меньшей мере, одного канала в поверхности барабана для переноса крошки. Ножевой барабан предпочтительно имеет по существу однородную, гладкую внешнюю поверхность, другую, чем режущие средства, связанные с техническими средствами и каналами.
Ножевой барабан может быть полым, по существу сплошным (цельным) или цельным. Однако отмечается, что любые каналы в поверхности барабана по существу не имеют отверстий для измельченного материала, так что поверхность барабана еще препятствует прохождению измельченного материала в радиальном направлении внутрь в барабан. Полый ножевой барабан обеспечивает возможность получения большей режущей головки уменьшенной массы, что может уменьшать стоимость материала и обеспечивать простую погрузку-выгрузку. Полая середина может быть также использована для крепления в ней приводного вала. Цельный или по существу цельный ножевой барабан обеспечивает тяжелый рабочий орган с повышенной устойчивостью и может также обеспечивать увеличенную инерцию, так что измельчение больших ветвей не влияет на скорость (вращения) барабана или режущей пластины во время работы.
Ножевой барабан может быть получен из любого соответствующего материала, например, отливки из легированной стали, кованой стали, чугуна, стального листа, других твердых материалов и так далее. Барабан предпочтительно имеет обшивку или внешнюю поверхность, полученную из стального листа, стального листа, формованного (обработанного давлением) и сваренного на внутренней стороне для размещения пластин в клиновидном барабане.
На практике, древесина или другие материалы могут подаваться к вращающемуся барабану, где одно или более режущих средств сталкивается с материалом. Более легкие материалы быстро измельчаются, благодаря столкновению с режущими средствами. Более тяжелые ветви будут склонны к постепенному движению вдоль наклона клиновидного ножевого барабана к его части, обладающей более высоким крутящим моментом, к чему может быть добавлена гравитация, благодаря конструкции клина, конструкции режущих средств, конфигурации ножевого барабана или всех элементов, указанных выше. Большой крутящий момент и более низкая скорость вращения клиновидного ножевого барабана может в таком случае быть эффективно использована для измельчения ветвей или других материалов с повышенной производительностью.
Ножевой барабан предпочтительно имеет, по меньшей мере, одно режущее средство. Режущее средство может быть любым пригодным измельчающим устройством. Измельчающее устройство предпочтительно выбирают, основываясь на выполнении конкретной технологической операции измельчения. Пригодные режущие средства включают в себя: режущие пластины, острые шипы, закрепленные или качающиеся молотки и так далее. В одном варианте осуществления режущими средствами являются режущие пластины, размещенные вокруг внешней поверхности барабана. Режущая пластина является удлиненным ножом (ножами) или зубилом (зубилами), которые проходят (проходит) в продольном направлении вдоль некоторой части оси резания ножевого барабана. Режущие пластины являются особенно хорошими режущими средствами для измельчения древесины. Каждая режущая пластина может быть соединена с ножевым барабаном под острым углом относительно его первой поверхности для увеличения измельчения и вытягивания материала в измельчителе.
Лезвие режущей пластины может быть прямолинейным или криволинейным с прямым или изогнутым краем. Каждое лезвие режущей пластины может иметь множество кромок, так что режущая пластина может быть повторно позиционирована для обеспечения свежей острой кромки. Режущее средство предпочтительно является соединенным с барабаном с возможностью съема. Режущее средство предпочтительно закреплено с возможностью съема на барабане посредством держателя режущей пластины. Примеры держателей режущих пластин включают в себя блоки или опоры, которые могут быть адаптированы для приема одного или более болтов или других крепежных средств для удерживания режущих пластин на барабане. Каждое лезвие режущей пластины может быть образовано путем комбинирования вместе множества меньших секций режущих пластин, например, путем обеспечения ряда меньших режущих пластин рядом друг с другом. Множество секций режущих пластин может обеспечивать одну кромку с секциями, которые могут заменяться независимо от других секций.
Ножевой барабан предпочтительно имеет, по меньшей мере, один канал. Каждый канал может быть связан с одним или более режущими средствами. Каждый канал предпочтительно размещен смежно одному режущему средству, так что канал может принимать измельченный материал от указанного режущего средства, а более предпочтительно предшествует режущему средству, как определяется направлением вращения барабана. Как показано, каналы являются удлиненными, радиально наружу открывающими углубления или воронки, которые имеют набор стенок и основание, которые образуют котловину канала. По меньшей мере, один канал может иметь один открытый конец. В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, один канал открывается на конце барабана, а предпочтительно на конце барабана, который имеет наибольший диаметр. В других вариантах было обнаружено, что, по меньшей мере, один канал не нужно открывать на каждом конце, и может, по меньшей мере, частично заглушен. Каждый канал может иметь вогнутую конфигурацию поперечного сечения, обращенную наружу в радиальном направлении, так, чтобы захватывать измельченный материал на внешней поверхности барабана и предотвращать прохождение измельченного материала радиально внутрь барабана во внутреннюю область барабана. Канал предпочтительно расширяется и/или углубляется к более широкому концу (или концу с большим диаметром) барабана. Канал, который расширяется и/или углубляется к более широкому концу барабана, лучше пригоден для высвобождения измельченного барабана без забивания (засорения). Каждый канал предпочтительно имеет основание или котловину, которая не имеет отверстий для измельченного материала. В предпочтительном варианте осуществления каждый канал размещен перед соответствующим режущим средством (как определяется относительно режущей пластины и направления вращения барабана). В одном варианте осуществления, по меньшей мере, один канал проходит на длину зоны резания, секции барабана или всего ножевого барабана и открывается на конце барабана. В другом варианте осуществления канал проходит только на длину соответствующего режущего средства. По меньшей мере, один канал предпочтительно имеет, по меньшей мере, один конец, который закрыт, а может иметь закрытыми оба конца. Канал может быть заблокирован любым пригодным блокировочным приспособлением или блоком, например, стенкой, накладкой, заглушкой и так далее. Блокировочным приспособлением или блоком предпочтительно является накладка, поддерживаемая барабаном. Накладка предпочтительно присоединена к барабану на его более узком конце. По меньшей мере, один канал может быть открыт на одном конце, по меньшей мере, для временного сообщения с камерой движения материала. Расстояние котловины канала от оси вращения предпочтительно увеличивается вдоль канала от более узкого конца к более широкому концу барабана. Канал, имеющий увеличивающееся расстояние от оси вращения, обеспечивает возможность ускорения измельченного материала с увеличивающейся скоростью, когда материал направляется к концу барабана, что может уменьшить засорение или увеличить выпуск (разгрузку).
Измельчитель предпочтительно имеет накладку. Накладка обеспечивает поверхность для входящего материала, например, ветвей или необработанного лесоматериала, перед столкновением, так что режущие средства могут входить в контактное взаимодействие с входящим материалом без проскальзывания входящего материала вдоль наклона барабана к стороне барабана и в кожух. Накладка предпочтительно соединена с ножевым барабаном в более узкой секции ножевого барабана, которая может быть концом барабана. Накладка может быть соединена с ножевым барабаном любым пригодным способом, например, получена интегрально с ним, присоединена крепежными средствами, приварена к нему и так далее. Накладка предпочтительно проходит за внешнюю периферию секции барабана, к которой присоединена накладка, то есть, имеет периферию или диаметр, который превышает периферию секции барабана, к которой присоединена накладка. Накладка не является постоянной для любой конкретной формы и может быть диском, кольцом, многоугольной пластиной, треугольной, блоком металла и так далее. Накладка может быть присоединена к барабану и может частично входить в кожух. В предпочтительном варианте осуществления накладка является также маховиком. Маховик-накладка может обеспечивать поверхность входящего материала для столкновения при увеличении инерции ножевого барабана.
Измельчитель предпочтительно имеет, по меньшей мере, одну лопасть, а более предпочтительно множество лопастей, соединенных с ножевым барабаном. Лопасть (лопасти) может быть образована из любого пригодного материала, например, сплава, композиционного материала, полимерного материала и так далее. Измельчитель предпочтительно имеет три или более лопастей, четыре или более, пять или более, или шесть или более лопастей, размещенных на маховике или на конце барабана для содействия в выгрузке измельченного материала. Лопасть (лопасти) может содействовать в выгрузке измельченного материала посредством обеспечения воздушного потока через разгрузочный узел и может также действовать как лопатка для направления движения и толкания материала, который приходит в контактное взаимодействие с лопастями. Лопасти предпочтительно равномерно разнесены вокруг внешней стороны (сторон) ножевого барабана, приводного вала или маховика (маховиков). Одна или более лопастей предпочтительно тесно следуют одному или более каналам барабана. Лопасти предпочтительно действуют для создания воздушных потоков во время вращения барабана. Предпочтительные конфигурации включают в себя лопасти, позиционируемые в положениях, соответствующих 12, 3, 6 и 9 часам, барабана или маховика. Дополнительные лопасти могут быть также введены в положениях, соответствующих 1 и 7 часам, и так далее. Дополнительные лопасти предпочтительно добавляют так, чтобы они увеличивали эффективность выгрузки, сохраняя в то же самое время устойчивость вращения устройства, в котором они установлены, например, барабана или маховика. Лопасти предпочтительно имеют определенную форму, размеры и размещены под углом в соответствии с типом материала, который должны двигать лопасти.
Измельчитель предпочтительно включает в себя желоб. Желоб обеспечивает захват измельченного материала в канале (каналах) или на поверхности ножевого барабана и, в общем, обеспечивает возможность переноса радиально ножевым барабаном во время работы на подобное расстояние перемещения ножевого барабана. Желоб предпочтительно согласуется с формой ножевого барабана. Желоб обертывает ножевой барабан, начиная приблизительно от контрножа, и проходит вокруг барабана в направлении вращения барабана. Желоб предпочтительно образует часть замкнутой петли вокруг барабана. Желоб может охватывать почти всю поверхность вокруг барабана или может охватывать только такой участок, который необходим для сохранения материала в каналах достаточно долго так, чтобы большая часть выгружалась к стороне барабана перед концами желоба.
В предпочтительном варианте осуществления, где ножевой барабан является клиновидным, желоб предпочтительно является чашевидным с более широкой областью и более узкой областью и образованным в форме, которая согласуется с формой клиновидного ножевого барабана. В том случае, где ножевой барабан сужается к середине или обоим концам, желоб предпочтительно является чашевидным и образованным с многосторонней и/или многоугольной передней стенкой, которая согласуется с углом суженного барабана. Например, если барабан имеет форму «песочных часов», то желоб будет иметь форму спаренных чаш или стенку, соответствующую конфигурации «песочных часов» ножевого барабана с довольно равномерным и жестким допуском. Желоб в форме спаренных чаш может иметь более широкую внешнюю область и более узкую внутреннюю область для вмещения луковиц песочных часов. Промежуток между желобом и ножевым барабаном предпочтительно является равномерным или по существу равномерным вдоль длины и ширины желоба. Просвет или соответствие желоба режущим средствам предпочтительно невелик, например, составляет 1/8 дюйма или менее, а более предпочтительно составляет 1/16 дюйма или менее. Небольшой просвет однородного размера обеспечивает возможность эффективного переноса материала или крошки (стружки) в радиальном направлении барабаном так, чтобы они могли проходить в канал (каналы) к стороне барабана.
Измельчитель предпочтительно имеет кожух, размещенный вокруг ножевого барабана. Кожух предпочтительно вмещает, по меньшей мере, часть ножевого барабана. Кожух может включать в себя раму, стойки, панели, колпак, крышку, опоры, желоб, камеру и так далее. Кожух предпочтительно охватывает ножевой барабан для вмещения быстро движущейся крошки (стружки). Кожух может быть устроен в тесной близости к барабану для захвата измельченного материала в канале (каналах) или на поверхности ножевого барабана, чтобы, в общем, обеспечивать возможность переноса материала в радиальном и поперечном направлениях через ножевой барабан во время работы на одно расстояние перемещения ножевого барабана. В предпочтительном варианте осуществления кожух может быть образован для открывания с большим объемом из части меньшего диаметра барабана к части большего диаметра барабана. Имея кожух, образованный для открывания с большим объемом из части меньшего диаметра барабана к части большего диаметра барабана, можно обеспечить возможность более эффективного перемещения измельченного материала к кончу (концам) барабана. Кожух может покрывать только часть барабана и в соответствии с этим действовать как колпак. Желоб может быть соединен с колпаком для завершения замкнутой петли. В колпаке может быть предусмотрена панель доступа, так что к ножевому барабану может быть обеспечен доступ через кожух.
Измельчитель предпочтительно включает в себя контрнож. Контрнож является любым твердым предметом, который обеспечивает кромку, которая взаимодействует с одним или более режущих средств для содействия измельчению материала. Контрнож может быть одной деталью или может быть образован из множества деталей. Контрнож может быть соединенным с кожухом, разъемно соединенным с кожухом или образованным совместно с кожухом. Контрнож может быть размещен смежно ножевому барабану, проходить вдоль оси резания, и может быть отделен от барабана зазором, достаточным для обеспечения возможности вращения барабана. Контронож предпочтительно является платой, которая съемно установлена на кожухе или другой опоре. Контрнож (контрножи) может быть перемещаемым или подвижным. Перемещаемый контрнож обеспечивает возможность регулировки расстояния между контроножом и ножевым барабаном или режущими средствами, которые могут быть использованы для регулирования размера измельченного материала или создания более согласующегося конечного продукта.
Контрнож предпочтительно является криволинейным, например, вогнутым или с криволинейной кромкой. Криволинейный контрнож обеспечивает возможность более тесного допуска с режущими средствами клиновидного ножевого барабана. Контрнож предпочтительно является криволинейным для обеспечения по существу одинакового или равномерного расстояния или зазора между режущими средствами (которые могут быть прямолинейными и смонтированными на клиновидном барабане), а более предпочтительно - является расположенным по существу по всей длине каждого соответствующего режущего средства. Таким образом, если режущие средства являются удлиненными, прямолинейными режущими пластинами, смонтированными на клиновидном ножевом барабане, то режущие пластины могут еще проходить в тесной близости к криволинейному контрножу вдоль всей длины зоны резания.
Измельчитель предпочтительно включает в себя привод, соединенный с ножевым барабаном. Приводом является любое устройство, которое обеспечивает барабану вращение и мощность. Привод может включать в себя приводной вал и источник мощности. Приводной вал может быть соединен с источником мощности посредством любого соответствующего приводного средства, например, ременной передачи, цепной передачи, электропривода, гидропривода и так далее. Пригодные источники мощности включают в себя электродвигатели, гидравлические системы, дизельные двигатели, газовые двигатели и так далее. Ножевой барабан может также поддерживаться неприводным валом. Неприводной вал может быть размещен на конце, противоположном приводному валу, для содействия в дополнительной поддержке ножевого барабана. Неприводной вал, в свою очередь, может поддерживаться любым соответствующим средством, например, кожухом, рамой, соответствующими кронштейнами и так далее. Приводной вал может включать в себя шпонку или вырез для фиксации приводного вала с соединителем.
Измельчитель предпочтительно включает в себя маховик, соединенный с ножевым барабаном. Маховик находится вне зоны резания барабана и значительно увеличивает инерцию и до известной степени кинетическую энергию ножевого барабана. Маховик выполнен из другого материала, чем лопасти, режущие средства и соответствующие аппаратные средства, обшивка барабана, приводной вал. Маховик предпочтительно имеет конструкцию, которая проходит за самую внешнюю периферию ножевого барабана. Как может быть очевидным из описания, приведенного в этой заявке, чем дальше маховик смещен от центра вращения, тем больше инерции он сообщает.
Маховик может быть кольцом, пластиной, фланцем, ободом со спицами или другим соответствующим, увеличивающим инерцию приспособлением, которое соединено с ножевым барабаном. Маховик может быть соединен с барабаном любым пригодным способом, например, прикрепленным непосредственно к ножевому барабану, поддерживаемым ножевым барабаном и соединенным с приводным валом, который соединен с ножевым барабаном, или может быть выполнен совместно с ножевым барабаном. Маховик может быть выполнен совместно с ножевым барабаном посредством ковки или литья того и другого как одной детали. Маховик, выполненный совместно с барабаном, может принимать форму фланца, проходящего в радиальном направлении, на конце барабана. В случае, где маховик выполнен совместно с ножевым барабаном, маховик может считаться чем-то позиционируемым за самой внешней частью зоны резания или за внешним кончиком ножа или чем-то большим, чем то, что становится маховиком. Маховик предпочтительно добавляет, по меньшей мере, 10% к количеству движения или инерции ножевого барабана. Маховик предпочтительно размещен в камере прохождения материала или разгрузочном узле. Маховик может быть размещен в середине или на каждой стороне камеры прохождения материала. Маховик предпочтительно размещен на одной стороне камеры прохождения материала с лопастями, присоединенными к стороне, обращенной к внутренней области камеры прохождения материала. Маховик может быть присоединен к лопастям, которые, в свою очередь, присоединены к барабану и поддерживаются барабаном.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, маховик предпочтительно включает в себя один или более проходов для прохождения измельченного материала. Каждый проход предпочтительно открыт вблизи и после, по меньшей мере, одного режущего средства. Каждый проход может сужаться не более чем под 45 градусов в радиальном направлении к самому внешнему краю маховика. Проход предпочтительно открывается для приема материала из канала в барабане, а более предпочтительно перемещается с каналом. Проход предпочтительно открывается к камере просеивания.
Измельчитель имеет камеру просеивания для более однородного просеивания материала. Камера просеивания является всяким устройством, пригодным для приема измельченного материала от измельчающего элемента и создающим более однородно просеянный материал. Камера просеивания включает в себя, по меньшей мере, одно сито для материала более однородной фракции. Сито обеспечивает средство для просеивания измельченного материала. Камера просеивания предпочтительно размещена рядом с камерой измельчения и сообщается для передачи материала, по меньшей мере, с одним каналом ножевого барабана. Камера просеивания может включать в себя кожух на стороне ножевого барабана, который открыт к барабану для приема измельченного материала. Камера просеивания предпочтительно открывается к переходу или непосредственно через выпускное отверстие. Камера просеивания имеет размер для вмещения в ней маховика и/или лопасти (лопастей). Камера просеивания может включать в себя округлую, гладкую внутреннюю поверхность. Внутренняя поверхность камеры просеивания предпочтительно включает в себя периферию или диаметр, который больше периферии ножевого барабана в самом большом диаметре ножевого барабана. Внутренняя поверхность камеры просеивания предпочтительно обрывается или прерывается у выпускного отверстия. Внутренняя поверхность камеры просеивания предпочтительно имеет размер для вмещения разгрузочных лопастей и их вращения в тесном допуске или допуске, пригодном для движения материала без оставления большей части материала в камере.
Лопасти могут быть разделены на две категории: лопасти, которые предшествуют технологической операции просеивания, и лопасти, которые предшествуют технологической операции разгрузки без просеивания. Лопасти, которые предшествуют технологической операции просеивания, могут быть названы лопастями просеивания. Лопасти, которые не предшествуют технологической операции просеивания, могут быть названы разгрузочными лопастями. Как лопасти просеивания, так и разгрузочные лопасти предпочтительно позиционированы, по меньшей мере, частично, в камере просеивания. Лопасти предпочтительно являются жесткими или достаточно толстыми, чтобы управляться как с контактным взаимодействием, так и толканием измельченного материала, и достаточно большими, чтобы генерировать значительный воздушный поток через измельчитель для втягивания измельченного материала в камеру и из измельчителя. Разгрузочные лопасти предпочтительно проходят за внешней периферией барабана или кожуха барабана. Лопасти просеивания могут быть профилированы или имеют измельчающий элемент, добавленный для содействия дополнительному измельчению уже измельченного материала, например, измельчающие лопасти.
Просеивание материала обеспечивается, по меньшей мере, частично, посредством одного или более сит. Сита имеют серию отверстий размера для ограничения прохождения через них более крупного материала. Сита могут крепиться в положении относительно опоры. Сита могут быть изогнутыми. Сита могут образовывать кольцо. Кольца большего диаметра могут быть предусмотрены для обеспечения множества технологических операций просеивания. Сита или сетчатые секции предпочтительно являются съемными. Сито может быть составлено из серии изогнутых сегментов, которые могут индивидуально заменяться различными номерами сит или полностью удаляться. Сито, которое может быть заменено ситом другого номера сетки, является «факультативным» ситом. Съемное сито предпочтительно является съемным без открывания какого-либо кожуха или колпака, покрывающего ножевой барабан.
Камера просеивания может вести к разгрузочному узлу. Разгрузочный узел может включать в себя переход. Переход является конструкцией или кожухом, которые обеспечивают возможность направления измельченного материала из и/или вверх или вниз из ножевого барабана, в конце концов, выгружаемого из измельчителя. Переход предпочтительно сужается вдоль некоторой длины (участка) и находится в сообщении с выпускным отверстием. Переход также может быть соединен с удлинением или разгрузочным каналом, который может обеспечивать возможность дополнительного контроля выпускаемого потока. Переход может включать в себя серию стенок, например, боковых стенок, переднюю стенку и заднюю стенку. Боковые стенки и/или передняя и/или задняя стенки перехода могут быть наклонены внутрь. Правильный наклон перехода обеспечивает возможность эффективного сужения выпускного потока без чрезмерной потери инерции материала.
Заявляемое изобретение может стать более понятным со ссылкой на следующий предпочтительный вариант осуществления (следующие предпочтительные варианты осуществления).
На фиг.1-4 иллюстрируется предпочтительный вариант осуществления измельчителя 10, имеющего камеру 12 измельчения и камеру 14 просеивания. Как показано, имеется общий привод 16 для энергоснабжения технологической операции измельчения в камере 12 измельчения и технологической операции просеивания для более однородного получения материала в камере 14 просеивания.
Камера 12 измельчения включает в себя, по меньшей мере, один измельчающий элемент 18. Как показано, измельчающий элемент 18 включает в себя клиновидный ножевой барабан 20, множество лопастей (крыльчатки), по меньшей мере, один канал и маховик 22.
Как конфигурировано, измельчитель 10 особенно пригоден для измельчения древесины и других волокнистых материалов. Измельчитель 10 включает в себя ролик 80 ограничителя подачи материала, смонтированный в механизме 24 подачи материала. Ролик ограничителя подачи материала контролирует то, как необработанный материал подается к ножевому барабану. На практике необработанный материал подается к механизму 24 подачи материала, измельчается посредством ножевого барабана 20, проходит через камеру 14 просеивания, сортируется и выбрасывается через разгрузочный узел 26.
Клиновидный ножевой барабан 12 поддерживается посредством опоры 13, 30. Как показано, клиновидный ножевой барабан 12 является коническим, по меньшей мере, с одним режущим средством и, по меньшей мере, одним входным каналом или карманом 34. Как показано, режущим средством является режущая пластина 32. Режущая пластина подвижно установлена на держателе 36. Канал 34 является открытым к поверхности барабана, является открытым к одному концу 38 и имеет канавку 40, которая является непроницаемой для измельченного материала. На конце наименьшего диаметра барабана барабан имеет торцевую пластину 42. На конце большего диаметра барабана размещен маховик 22.
Для содействия эффекту измельчения материала ножевой барабан 20 взаимодействует с контрножом, размещенным смежно ему (не показано).
Как показано, маховик 22 является пластиной, соединенной с барабаном и выполненной из материала, который проходит за внешнюю периферию барабана для значительного увеличения инерции ножевого барабана. Как показано, маховик имеет, по меньшей мере, один проход для разрешения передачи материала из соответствующего канала к камере просеивания (смотри, например, элемент 38).
Режущий элемент 18 имеет множество лопастей 44, 46 (и других), соединенных с ним. Лопасти, по меньшей мере, частично находятся в камере просеивания. Режущий элемент 18 имеет также множество разгрузочных лопастей 48, 50 (и других), соединенных с ним.
Камера 14 просеивания открыта к ножевому барабану 12 для приема измельченного материала из канала (каналов) 34 ножевого барабана 12. В этом варианте осуществления камера просеивания включает в себя первую серию лопастей, камера просеивания 90 расположена в потоке ниже по технологической цепочке от первой серии лопастей и второй серии лопастей. Как показано, первая и вторая серии лопастей соединены с барабаном 12 и вращаются с барабаном 12.
Сито 90 изогнуто для образования кольца с внутренней областью 92 и внешней областью 94. Сито 90 имеет ряд отверстий 96', 96'' размера для ограничения прохождения через них более крупного материала. Сито съемно закреплено в положении относительно опоры посредством серии съемных крепежных средств 98', 98''. Сито образовано из множества сетчатых секций 100, 102. Эти сегменты могут быть индивидуально заменены на сита других номеров или полностью удалены, например, для получения «факультативного» классификатора. Сито 90 является независимым от кожухов 82 и 84 и съемным без необходимости удаления обшивки колпака или кожуха камеры просеивания.
Камера просеивания ведет к разгрузочному узлу 26. Как показано, разгрузочный узел 26 включает в себя переход 60, разгрузочный наклонный канал 62 и выпускное отверстие 64, причем все они сообщаются друг с другом для передачи материала. Для осуществления выгрузки материала, лопасти, находящиеся ниже по технологической цепочке от сита, вращаются с ножевым барабаном 20 так, чтобы двигать материал через переход путем создания воздушного потока и посредством физического контактного взаимодействия с материалом для толкания и выдувания материала в разгрузочный наклонный канал и из выпускного отверстия.
Измельчитель для размельчения и просеивания материала может быть подвижным, например, как показано, узел измельчения и просеивания материала может поддерживаться на прицепе 70, имеющем раму 72, аксель 74 и сцепку 78, соединенные с рамой 72.
Измельчитель 10 включает в себя кожух 82 камеры измельчения, размещенный вокруг ножевого барабана. Кожух 82 включает в себя клиновидный колпак для частичного вмещения режущей головки. Кожух может также включать в себя желоб (не показанный), который взаимодействует с колпаком для образования замкнутой петли вокруг барабана с отверстием к боковой поверхности. Измельчитель 10 включает в себя кожух 84 камеры просеивания, размещенный вокруг камеры просеивания и открытый к камере измельчения.
Как может быть очевидным, благодаря описанию, приведенному в этой заявке, могут быть использованы различные другие конфигурации режущих головок, имеющие клиновидный барабан в соответствии с указаниями этого описания с простой модификацией, например, посредством создания измельчителя зеркальным изображением одной стороны, как может быть в случае использования режущей головки профилированной в конфигурации песочных часов.
Хотя настоящее изобретение было проиллюстрировано в описании, приведенном выше, подобное описание должно рассматриваться иллюстративным, а не ограничивающим. Например, измельчитель, соответствующий настоящему изобретению, может быть адаптирован для измельчения покрышек, бытовых электроприборов и так далее, только с небольшими модификациями или без модификации измельчителя, соответствующего настоящему изобретению. Таким образом, должно быть очевидным, что только предпочтительные варианты осуществления были полностью проиллюстрированы и описаны, и что требуют защиты все изменения и модификации, которые соответствуют сущности и объему заявляемого изобретения.