КОНУСНАЯ ЭКСЦЕНТРИКОВАЯ ДРОБИЛКА

Полезная модель относится к конусным эксцентриковым дробилкам мелкого дробления и может быть использована в строительной и горнорудной промышленности.
Процессы дробления и измельчения поглощают 20% вырабатываемой человечеством электроэнергии. Более 18% из них поглощают различные виды мельниц, КПД которых не превышает долей процента. В этой связи существует устойчивая тенденция переноса части работы измельчения на дробилки, КПД которых достигает 10-20%. Поэтому постоянно увеличивают число стадий дробления, создают замкнутые циклы, автоматизируют управление процессами и так далее.
С момента создания первой эксцентриковой дробилки в 1878 г. она почти повсеместно используется в мировой практике, однако ее конструкция принципиально не изменилась, а степень дробления повысилась с 4 до 6. В этой связи конструкторы дробилок по-прежнему прилагают усилия для увеличения степени дробления, чтобы сократить количество мельниц в измельчительных отделениях.
Известна принимаемая за аналог конусная эксцентриковая дробилка (патент США №4339087, В02С, опубл. 13.07.1982 г.), содержащая корпус с наружным дробящим конусом, внутри которого размещен внутренний дробящий конус с валом и смонтированным на нем с возможностью вращения приводным эксцентриком, установленным внутри подшипниковой цилиндрической втулки, смонтированной в расточке корпуса, а также приводной элемент эксцентрика. Дробилка типа Hydrocone фирмы Sandvik снабжена гидравлической опорой внутреннего конуса, поэтому дробящая сила в процессе работы может в незначительных пределах меняться за счет самоподъема или самоопускания конуса. Степень дробления в ней достигает 6 на материалах средней прочности, а на прочных материалах обычно равна 5. Кроме того, дробилка из-за сложности конструкции не нашла широкого применения.
Известна принимаемая за прототип конусная эксцентриковая дробилка типа Symons (патент США №1537564, В02С, опубл. 12.05.1925 г.), содержащая корпус с наружным дробящим конусом, внутри которого на сферической опоре размещен внутренний дробящий конус с валом и смонтированным на нем с возможностью вращения приводным эксцентриком, установленным внутри подшипниковой цилиндрической втулки, смонтированной в расточке корпуса, а также приводной элемент эксцентрика.
Недостаток этой дробилки тот же, что и у аналога: низкая степень дробления, не превышающая 6. Это объясняется тем, что эксцентрик отклоняет внутренний конус только на величину своего эксцентриситета в силу особенностей жесткой кинематической схемы привода. При этом центробежная сила внутреннего конуса не используется для дробления и приложена к подшипнику эксцентрика, создавая условия для его разрушения. В таких условиях материал дозировано поступает в дробящую полость и разрушается в монослое. Переход на работу под навалом и дробление в толстом слое немедленно приводит либо к срабатыванию предохранительных пружин, либо к поломке эксцентрикового узла. Таким образом, возможности прототипа исчерпываются степенью дробления 6. То есть, подобные машины не создают перспектив для замены мельниц.
Цель настоящей полезной модели - создание дробилки, способной заменить как минимум два дробильно-измельчительных агрегата. Задача полезной модели - повышение степени дробления до 20 при одновременном повышении производительности на 20%.
Поставленная задача решается тем, что в конусной эксцентриковой дробилке, содержащей корпус с наружным дробящим конусом, внутри которого на сферической опоре размещен внутренний дробящий конус с валом и смонтированным на нем с возможностью вращения приводным эксцентриком, установленным внутри подшипниковой цилиндрической втулки, смонтированной в расточке корпуса, а также приводной элемент эксцентрика, в соответствии с настоящей полезной моделью цилиндрическая втулка выполнена в виде опоры и приводного элемента эксцентрика, соединена с ним посредством самоустанавливающейся компенсационной зубчатой муфты Ольдгейма и снабжена осью, установленной в подшипнике корпуса, при этом эксцентрик размещен внутри упомянутой цилиндрической втулки свободно с радиальным зазором, большим максимального размера разгрузочной щели между дробящими конусами.
Предлагаемая дробилка в продольном разрезе показана на чертеже.
Дробилка содержит корпус 1 с наружным дробящим конусом 2, внутри которого на сферической опоре 3 размещен внутренний дробящий конус 4 с валом 5 и смонтированным на нем с возможностью вращения приводным эксцентриком 6, установленным внутри подшипниковой цилиндрической втулки 7, снабженной осью 8, установленной с помощью подшипника 9 в расточке корпуса 1. Втулка 7 с помощью зубчатой передачи 10 соединена с приводным электродвигателем 11 дробилки. В свою очередь, втулка 7 снабжена самоустанавливающейся компенсационной зубчатой муфтой Ольдгейма 12 с эксцентриком, которая служит одновременно его опорным подшипниковым элементом. Эксцентрик 6 размещен в подшипниковой втулке 7 свободно с минимальным радиальным зазором В, большим размера разгрузочной щели С между дробящими конусами 2 и 4. Корпус 1 установлен на опору через амортизаторы 13.
Дробилка работает следующим образом. От электродвигателя 11 крутящий момент передается через зубчатую передачу 10 цилиндрической втулке 7, которая посредством муфты Ольдгейма 12 передает вращение эксцентрику 6. Эксцентрик 6 создает центробежную силу, передающуюся через вал 5 внутреннему дробящему конусу 4, который вместе с эксцентриком 6 получает на сферической опоре 3 круговую прецессию с углом нутации с вершиной в центре О сферической опоры 3.
Материал загружается между конусами 2 и 4 навалом и разрушается ими внутри толстого слоя по принципу принудительного самоизмельчения, то есть, куски разрушаются друг о друга за счет дробящей силы, слагающейся из центробежных сил эксцентрика 6 и внутреннего конуса 4. Если разгрузочная щель С окажется из-за износа конусов 2 и 4 больше максимально допустимой, то эксцентрик 6, выбрав радиальный ограничительный зазор В между ним и цилиндрической втулкой 7, остановит дальнейшее движение внутреннего конуса 4, не допустив его прямого контакта с наружным конусом 2, хотя такой контакт не приведет к повреждению дробилки.
Таким образом, в предлагаемой дробилке осуществляется динамический принцип привода в отличие от кинематического, создающего ограничение амплитуды внутреннего конуса, а следовательно, в дробящей полости предлагаемой дробилки осуществляется принцип принудительного внутрислойного самоизмельчения, обеспечивающего степень дробления до 20 с повышением производительности на 20%.
Одновременно отпадает необходимость в использовании дозирующих питателей, и материал в дробящую полость поступает навалом непосредственно из бункера.
Таким образом, заявленные отличительные признаки обеспечивают технологические и эксплуатационные преимущества перед прототипом. Подобные дробилки могут заменять две дробилки, а именно: среднего и мелкого дробления, и стержневую мельницу, или дробилку мелкого дробления и шаровую мельницу. В любом случае затраты электроэнергии сокращаются на 300-500% при одновременном снижении расхода мелющих тел в 20 раз.