ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ ДИНАМИЧЕСКОГО САМОИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА
MATERIAL DYNAMIC GRINDER

Изобретение 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 материала (SU 1516139 А2, опубл. 23.10.1989).
Недостатком мельницы являются относительно сложная конструкция и высокие удельные энергозатраты.
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 предлагаемому изобретению, принятому за прототип, является - «Измельчитель динамического самоизмельчения», патент на изобретение РФ №2465960 С2, опубл. 10.11.2012. Бюл. №31.
Недостатком этого устройства является относительно высокие капитальные, эксплуатационные затраты и сложность конструкции устройства. Задачей заявляемого технического решения является снижение эксплуатационных затрат и упрощение конструкции устройства.
Задачей изобретения является снижение капитальных и эксплуатационных затрат за счет упрощения конструкции устройства.
Поставленная задача решается следующим образом.
Измельчитель динамического самоизмельчения материала содержит барабан, в котором расположены опорный вал, рубашка вала, крышка сальника, чаша ротора с радиальными ребрами, опорное кольцо и подшипниковые узлы; электродвигатель, кинематические передачи, предохранительную муфту, отличается тем, что ведущий шкив привода барабана, а также предохранительная муфта, на которой смонтирован ведущий шкив привода чаши ротора, установлены на валу электродвигателя, а барабан опирается выступом на дополнительную подшипниковую опору.
Предлагаемое устройство поясняется чертежом, на котором представлен измельчитель динамического самоизмельчения материала (фиг.1).
Измельчитель динамического самоизмельчения материала содержит плиту барабана 1, связанную жестко с плитой электродвигателя 6. На плите барабана 1 установлен и жестко закреплен на ней нижним концом опорный вал 14. Верхним концом опорный вал 14 смонтирован в верхнем подшипниковом узле 22, который, в свою очередь, установлен в верхней части барабана 10. Для загрузки исходного материала в верхней части барабана 10 смонтированы загрузочные воронки 18.
На опорной стойке 14 с помощью нижнего 9 и верхнего 22 подшипниковых узлов смонтирована чаша ротора 8 и барабан 10. Барабан 10 опирается выступом 77 на дополнительную подшипниковую опору 15.
На нижней части барабана 10 с помощью винтовых соединений смонтированы ведомый шкив 11 привода барабана 10 и опорное кольцо 12, служащее для удержания в полости барабана 10 материала, не достигшего необходимой степени измельчения. К нижней части чаши ротора 8 с помощью винтового соединения присоединен ведомый шкив 7 привода чаши ротора 8. Внутри чаши ротора 8 смонтированы ребра 19, разделяющие ее полость на шесть равных секторов.
Рубашка вала 13 опорной стойки 14 и смонтированная на ее торце крышка сальника 16, установленные в полости барабана 10, служат для защиты наружной поверхности опорной стойки 14 от преждевременного ее износа материалом, циркулирующим внутри полости барабана 10. Рубашка вала 13 присоединена с помощью винтового соединения к барабану 10.
На плите электродвигателя 6 жестко закреплена стойка электродвигателя 2, на которой с помощью винтового соединения смонтирован электродвигатель 3.
На валу электродвигателя 3 с помощью шпоночного соединения смонтирован нижний ведущий шкив 5 привода барабана 10. При этом внутри вала электродвигателя 3 выполнено конусное отверстие, в котором установлена предохранительная муфта 4, связывающая вал электродвигателя 3 с ведущим шкивом 23 привода чаши ротора 8.
Кинематические передачи от электродвигателя 3 к чаше ротора 8 и барабану 10 могут быть любого типа - клиноременные, как в данном примере, зубчатые, цепные, с использованием других передач (винтовых, червячных и т.д.). Для выпуска измельченного материала из устройства в боковых стенках чаши ротора 8 выполнены выпускные отверстия 20. Для сбора измельченного материала установлен приемный бункер 21.
Измельчитель динамического самоизмельчения материала работает следующим образом. Первоначально в барабан 10 через загрузочные воронки 18 порционно загружается исходный материал. Далее включают электродвигатель 3 и одновременно через ведущий 5 и ведомый 11 шкивы привода барабана 10, а также ведущий 23 и ведомый 7 шкивы привода чаши ротора 8 приводят во вращение барабан 10 и чашу ротора 8.
В процессе работы постоянно образуется обновляемый столб кусков материала над чашей ротора 8. При вращении чаши ротора 8 куски измельчаемого материала, находящиеся в его полости, начинают перемещаться к его периферии под действием центробежной силы, одновременно прижимаясь к радиальным ребрам 19, и, попав в активную зону, измельчаются за счет ударов, скалывания и истирания.
Частицы материала крупнее размеров выпускных отверстий 20 в боковых стенках чаши ротора 8 совершают движение в нем по восходящей тороидальной линии и далее вместе с исходным кусковым материалом и частично измельченным ранее опускаются в рабочую зону полости чаши ротора 8. Частицы материала, соразмерные с размерами выпускных отверстий 20, выполненных в боковых стенках чаши ротора 8, выводятся за счет центробежной силы через эти отверстия за пределы внешней поверхности боковых поверхностей чаши ротора 8 и далее под действием собственных сил тяжести опускаются вниз и попадают в приемный бункер 27.
Измельчитель динамического самоизмельчения материала снабжен замыкающим кинематическим механизмом, состоящим из вала электродвигателя 3, связанного через клиноременную передачу с барабаном 10, а также предохранительной муфты 4, обеспечивающей связь вала электродвигателя через клиноременную передачу с чашей ротора 8 и материалом, находящимся над чашей ротора 8.
При этом из-за разных передаточных отношений нижней и верхней ветвей контура измельчителя динамического самоизмельчения материала, получаемых установкой сменного нижнего 23 и верхнего 5 шкивов разных диаметров, происходит накопление и отставание за каждый оборот угловых скоростей чаши ротора 8 и барабана 10. Ввиду этого отставания формируется кинематическое несоответствие их вращения. Отсюда возникает возможность использования циркуляции мощности, возникающей в замкнутом контуре «чаша ротора - барабан». При этом суммарная мощность на чаше ротора 8 будет значительно больше, чем на валу электродвигателя 3. Это приводит к возникновению напряжения в кусках материала, попавшего в зону контакта восходящих частиц, находящихся в рабочей зоне чаши ротора 8 и других, опускающихся вниз под действием собственного веса к границе соприкосновения их с рабочей поверхностью чаши ротора 8. Этим обеспечивается измельчение соприкасающихся кусков материала с повышенным контактным напряжением при интенсивном их перемешивании. При достижении расчетного максимального момента на чаше ротора 8, определяемого упругой деформацией кручения материала вала двигателя 3, производится расцепление предохранительной муфты 4 и сброс нагрузки в кинематическом замкнутом контуре. После этого предохранительная муфта 4 вновь замыкается, и система контура возвращается в исходное состояние, при котором отсутствует отставание по скорости вращения между выходным концом вала электродвигателя 3 и чашей ротора 8 (верхней и нижней кинематической ветвью измельчителя динамического самоизмельчения материала).
После этого цикла процесс повторяется в такой же последовательности. Далее рабочий процесс многократно повторяется до достижения требуемой степени измельчения материала, вывода через выпускные отверстия 20 и аккумулирования его в приемном бункере 21.
Технико-экономическим результатом предлагаемого устройства является снижение капитальных и эксплуатационных затрат за счет упрощения конструкции устройства путем использования стандартного электродвигателя.