УДАРНО-ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ДРОБИЛКА С ГАЗОСТАТИЧЕСКОЙ ОПОРОЙ
IMPACT AND CENTRIFUGAL CRASHER WITH THE VERTICAL GAS-STATIC SUPPORT ARRANGEMENT

Изобретение относится к машиностроению, в частности к ударно-центробежным дробилкам и мельницам с вертикальной газостатической опорой, и может найти применение в различных отраслях промышленности для дробления и измельчения рудных и нерудных материалов.
Известна ударно-центробежная дробилка с газостатической опорой (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, вертикальную газостатическую опору, расположенную внутри внутреннего корпуса и выполненную с несущими поверхностями в виде части сферы, пята которой беззазорно соединена с ускорителем материала, а подпятник которой жестко соединен с внутренним корпусом, камеру наддува, образованную внутренним корпусом, пятой и подпятником газостатической опоры и сообщающуюся с несущими поверхностями газостатической опоры, вентилятор, связанный с камерой наддува, патрубок для вывода измельченного материала, расположенный в нижней части дробилки, и привод ускорителя материала (патент на изобретение RU 2183136, B02C 13/14, публикация 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 узла из строя.
Известна также ударно-центробежная дробилка с газостатической опорой (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, вертикальную газостатическую опору, расположенную внутри внутреннего корпуса и выполненную с несущими поверхностями в виде части сферы, пята которой соединена с ускорителем материала посредством вертикального вала с образованием конструктивного зазора между несущими поверхностями, а подпятник которой жестко соединен с внутренним корпусом, камеру наддува, образованную внутренним корпусом, пятой и подпятником и сообщающуюся с несущими поверхностями газостатической опоры, вентилятор, связанный с камерой наддува, горизонтальный опорный узел, состоящий из подшипникового узла, установленного на вертикальном валу, соединяющего ускоритель материала и пяту газостатической опоры, 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, причем вертикальный вал выполнен сплошным (патент на изобретение RU 2220782, B04B 9/04, публикация 10.01.2004).
Однако известная ударно-центробежная дробилка обладает следующими недостатками. Во время вращения ускорителя в зазоре между ним и горизонтальным опорным узлом давление воздуха становится ниже атмосферного. Это приводит к тому, что измельченный материал поступает в этот зазор, забивает подшипниковый узел и быстро выводит его из строя.
Задача изобретения состоит в повышении надежности работы подшипникового узла за счет предотвращения попадания измельченного материала в зазор между ускорителем и горизонтальным опорным узлом путем обеспечения избыточного давления в нем.
Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи путем указанного технического результата ударно-центробежная дробилка 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 укоритель материала, расположенный в верхней части наружного корпуса, внутренний корпус, вертикальную газостатическую опору, расположенную внутри внутреннего корпуса и выполненную с несущими поверхностями в виде части сферы, пята которой соединена с ускорителем материала посредством вертикального вала с образованием конструктивного зазора между несущими поверхностями газостатической опоры, а подпятник которой жестко соединен с внутренним корпусом, камеру наддува, образованную внутренним корпусом, пятой и подпятником и сообщающуюся с несущими поверхностями газостатической опоры, вентилятор, связанный с камерой наддува, горизонтальный опорный узел, состоящий из подшипникового узла, установленного на вертикальном валу, соединяющего ускоритель материала и пяту газостатической опоры, 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 материла, отличается тем, что вертикальный вал, соединяющий ускоритель материала и пяту газостатической опоры, выполнен полым, а нижний конец вала, расположенный в камере наддува, и верхний конец вала, расположенный в зазоре между ускорителем материала и горизонтальным опорным узлом, выполнены с отверстиями.
Изобретение поясняется чертежом - общий вид дробилки, продольное сечение.
Ударно-центробежная дробилка с газостатической опорой 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, расположенный в верхней части наружного корпуса 1, внутренний корпус 5, вертикальную газостатическую опору, расположенную внутри внутреннего корпуса 5 и выполненную с несущими поверхностями в виде части сферы, пята 6 которой соединена с ускорителем 3 материала посредством вертикального полого вала 7 с образованием конструктивного зазора 8 между несущими поверхностями газостатической опоры, а подпятник 9 которой жестко соединен с внутренним корпусом 5, камеру 10 наддува, образованную внутренним корпусом 5, пятой 6 и подпятником 9 и сообщающуюся с несущими поверхностями газостатической опоры, вентилятор 11, связанный с камерой 10 наддува, горизонтальный опорный узел, состоящий из подшипникового узла 12, установленного на вертикальном полом валу 7, верхнего опорного основания 13, жестко соединенного с подшипниковым узлом 12, нижнего опорного основания 14, жестко соединенного с внутренним корпусом 5, и упругого опорного элемента 15, расположенного между верхним опорным основанием 13 и нижним опорным основанием 14, патрубок 16 для вывода измельченного материала, расположенный в нижней части дробилки, и привод ускорителя 3 материала, состоящий из электродвигателя 17 и гибкого вала 18. При этом вертикальный полый вал 7 выполнен с отверстиями 19, расположенными на нижнем конце, взаимодействующем с камерой наддува 9, и с отверстиями 20, расположенными на верхнем конце, взаимодействующем с зазором между ускорителем 3 материала и горизонтальным опорным узлом.
Изобретение используют следующим образом.
Включают вентилятор 11, который нагнетает воздух в камеру 10 наддува и создает в ней избыточное давление. Из камеры 10 наддува воздух поступает в конструктивный зазор 8 между несущими поверхностями пяты 6 и подпятника 9 газостатической опоры, создавая в нем избыточное давление и, таким образом, опорную воздушную подушку. Под воздействием избыточного давления пята 6 вместе с ускорителем 3 материала «всплывает».
Затем включают электродвигатель 16, посредством которого и гибкого вала 17 придают вращение ускорителю 3 материала с требуемой технологической скоростью, в котором создается поле центробежных сил. Во вращающийся ускоритель 3 через патрубок 4 падают материал. Под воздействием поля центробежных сил материал приобретает ускорение, с большой скорость вылетает из ускорителя 3, ударяется об отбойные элементы 2 и разрушается на несколько частиц. Измельченный материал падает вниз и через патрубок 16 выводится из дробилки.
При прохождении резонансных частот вращения, возникающих при разгоне и торможении скорости вращения, а также при динамической неуравновешенности пята 5 начинает совершать колебания с большой амплитудой в радиальном и угловом направлениях. Благодаря тому что дробилка содержит горизонтальный опорный узел, расположенный между ускорителем 3 материала и пятой 6 газостатической опоры и содержащий упругий опорный элемент 15, например, в виде резинового амортизатора, колебания ускорителя 3 и пяты 6 упруго ограничены. Это позволяет избежать трение друг о друга несущих поверхностей пяты 6 и подпятника 9 и их выход из строя.
Благодаря тому что между несущими поверхностями газостатической опоры в исходном положении имеется конструктивный зазор 8 и тому, что дробилка содержит горизонтальный опорный узел, пята 6 с ускорителем 3 материала не упадут на подпятник 9 при аварийном прекращении подвода газа к несущим поверхностям и исчезновении воздушной подушки.
Через отверстия 19 и отверстия 20 полого вала 7 воздух под избыточным давлением поступает в зазор между ускорителем 3 материала и горизонтальным опорным узлом и создает в нем избыточное давление. Избыточное давление препятствует попаданию измельченного материала в данный зазор и, соответственно, в подшипниковый узел 12 и во внутренний корпус 5.
Таким образом, выполнение вала 7 полым и с отверстиями 19 и 20 обеспечивает преимущества заявленного изобретения в сравнении с прототипом.