НОЖЕВОЙ УЗЕЛ РОТОРНО-ВИХРЕВОГО ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ

Область техники
Полезная модель относится к технике для измельчения материалов на роторно-вихревых мельницах.
Предшествующий уровень техники
Широко известно использование износостойких материалов для футеровки рабочих лопаток центробежных измельчителей материалов (Е.Е.Андреев, О.Н.Тихонов «Дробление, измельчение и подготовка сырья к обогащению», Санкт-Петербургский государственный горный институт, СПб, 2007, стр.75). Для эффективного использования дорогостоящих износостойких материалов, работающих в условиях значительных центробежных нагрузок и высокой температуры в зоне взаимодействия измельчаемого вещества с рабочим органом, применяют различные конструктивные решения. В центробежно-вихревой мельнице по патенту РФ №2232050, МПК В02С 18/08 (принятому за прототип) применен роторный нож с равномерно расположенными по окружности консольными лезвиями, имеющими твердосплавные наплавки (п.2.3.3., ножевой узел, инструкция по эксплуатации мельницы РВМ-22 «Флаттор», сайт http://www.ntds.ru). Недостатками такого роторного ножа является сложность изготовления, недостаточный срок службы наплавок из сормайта, необходимость полного сложного ремонта ножа после износа наплавок.
Сущность полезной модели
Задача полезной модели заключается в упрощении изготовления и ремонта, повышении срока службы ножевого узла роторно-вихревого измельчителя. Указанный технический результат достигается тем, что консольные лезвия, равномерно расположенные по окружности ножа, выполнены из пластин износостойкого материала (например, циркониевой керамики) в виде равнобочных трапеций, которые установлены с помощью клиновых соединений в основание узла с соответствующими трапециевидными вырезами с прокладками из пластичного материала, при этом основание помещено между защитными дисками-накладками, скрепленными между собой винтами присоединения узла к ступице приводного вала. Каждое лезвие-трапеция также может быть разделено на две части по оси симметрии для смещения относительно друг друга.
Перечень фигур чертежей
На фиг.1 представлен в плане ножевой узел (вид «а»), его сечение (вид «в») и основание узла (вид «с»).
На фиг.2 показан ножевой узел с разделенными лезвиями.
Ножевой узел роторно-вихревого измельчителя содержит лезвия 1 (фиг.1) в виде равнобочных трапеций из износостойкого материала (циркониевой керамики), установленных с помощью клинового соединения в основание 2 с соответствующими трапециевидными вырезами с прокладками 7 из пластичного материала (например, медной фольги), при этом основание 2 с лезвиями 1 помещено между защитными дисками-накладками 3 и 4, скрепленными между собой винтами присоединения узла через отверстия 6 к ступице 5 приводного вала. Лезвия-трапеции 1 (фиг.2) в усовершенствованном варианте разделены на две части 1а и 1б по оси симметрии для смещения относительно друг друга. (Защитный диск 4 на фиг.2 не показан). Восемнадцать сдвоенных лезвий на фиг.2 могут иметь дополнительные крепления винтами через отверстия 8 (при большом диаметре узла). Угол лезвия у основания трапеции устанавливается из соотношения:
85°≥α≥80°,
в котором максимальное значение ограничено прочностью лезвия при действии центробежной силы, вызывающей радиальный сдвиг лезвия в условиях деформации основания узла при высокой рабочей температуре, что обусловливает разрушающие боковые давления при остывании узла. Малые значения данного угла нецелесообразны ввиду увеличения размера лезвия из дорогостоящего материала в нерабочей зоне основания узла.
Прокладки 7 из пластичного материала позволяют избежать неравномерности боковых давлений из-за неточности изготовления и шероховатости сопрягаемых поверхностей лезвий и основания, а также увеличить теплопроводность между лезвиями и основанием.
Разделение каждого лезвия на две части позволяет выдвигать одну из частей по мере ее износа, а затем использовать вторую часть, что существенно увеличивает срок службы лезвий.
Ножевой узел закрепляется на вертикальном валу высокоскоростного мощного шпинделя и помещается в цилиндрическую рабочую камеру. Линейная скорость лезвий 1 (фиг.1) достигает значения 300 метров в секунду. Измельчаемые частицы материала с воздухом попадают на лезвия, создающие турбулентные завихрения, в которых происходит их измельчение главным образом благодаря взаимным соударениям. При этом диаметр выходного отверстия под рабочей камерой выполняют меньше диаметра ножевого узла. Крупные измельчаемые частицы, обладающие большей массой, задерживаются центробежной силой в полости камеры, вытесняя более мелкие (готовый продукт) в выходное отверстие камеры.
Предложенный ножевой узел позволяет упростить его изготовление, избежав наплавок на лезвия основной массы ножа. Лезвия изготавливаются отдельно от основной конструкции узла и устанавливаются без наплавок и с возможностью смещения по мере износа. Появляется возможность быстрой замены изношенных элементов.