ЛИНИЯ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к измельчению материалов сухим способом и может быть применено в строительстве и горно-рудной промышленности.
Известно устройство для измельчения - трубная мельница СММ-3,5, содержащая загрузочную течку, разгрузочный патрубок, привод барабана-корпуса, торцовые крышки барабана, подшипники, являющиеся опорами вращающейся части мельницы, люки, зубчатый венец для привода барабана (см. Строительные машины: Справочник: В 2 т. Т 2: «Оборудование для производства строительных материалов и изделий». Под общ. ред. М.Н. Горбовца - 3-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1991. - 496 с., стр43...46).
Однако в данном устройстве не предусмотрена конструкция активатора, обеспечивающая интенсивное измельчение материала для получения необходимой тонины измельченного материала. В готовом измельченном материале могут содержаться различные фракции измельченного материала. Для получения измельченного материала определенного размера (фракции), необходимо отсортировывать полученный измельченный материал по конкретно требуемому размеру. Конструкция устройства - трубной мельницы не обеспечивает получение готовой товарной продукции конкретной определенной фракции (тонины) измельчаемого материала. Наиболее близким по техническому решению к предполагаемому изобретению является устройство для измельчения, содержащее корпус с мелющими телами внутри него, загрузочно-разгрузочный люк, привод корпуса, измельчающий орган выполненный в виде активатора с составными лопастями переменной длины,
6
при этом активатор снабжен автономным приводом (см. патент RU №2079364 МПК В 02 С 17/10, Б.И. №14,1997).
Однако данное устройство не обеспечивает непрерывного отвода тонкоизмельченного материала из корпуса измельчителя, так как загрузка исходного материала и разгрузка измельченного материала осуществляется периодически. В готовой порции измельченного материала могут содержаться различные фракции измельченного материала, которые затем необходимо отсортировывать по конкретным определенным фракциям для получения товарной продукции определенного размера (тонины). И при разгрузке готового измельченного материала из корпуса «присутствует» выброс пылевого облака продуктов измельчения материала в атмосферу.
Таким образом, конструкция устройства для измельчения материалов не обеспечивает получение конкретного размера (тонины) измельчаемого материала в процессе измельчения и не обеспечивает непрерывную транспортировку и разгрузку измельченной массы материала на определенное расстояние от места измельчения. В процессе разгрузки измельченного материала возможно загрязнение места и атмосферы вблизи измельчения материалов пылью «присутствующего» в процессе измельчения материалов.
Таким образом, техническая задача решаемая предполагаемым изобретением, заключается в осуществлении непрерывного интенсивного измельчения исходного материала, получении готовой товарной продукции определенной конкретной фракции (тонины) измельчаемого материала и в непрерывной транспортировке и разгрузке измельченной массы материала на определенное расстояние от места измельчения измельчаемого материала - к месту разгрузки и складирования.
Техническим результатом предполагаемого изобретения является повышение интенсивности измельчения, достижение необходимой тонины измельчения различных материалов (гипс, цемент, известь и др.) и получения готовой товарной продукции определенной конкретной фракции (тонины)
измельчаемого материала и непрерывной транспортировки и разгрузки измельченной массы материала на определенное расстояние от места измельчения измельчаемого материала - к месту разгрузки и складирования и улучшение экологичности процесса производства при измельчении различных материалов.
Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что линия для измельчения материалов, содержащая корпус с мелющими телами внутри него, привод корпуса, люк, активатор с автономным приводом, загрузочное, разгрузочное устройства, согласно изобретению линия снабжена загрузочным и разгрузочным устройствами кинематически и конструктивно связанными с корпусом и между собой, при этом разгрузочное устройство выполнено в виде пневмотранспорта, а ударные поверхности крайних лопастей измельчающего органа - активатора установлены под острым углом к остальным и к оси активатора, а корпус снабжен загрузочной и разгрузочной горловинами, при чем в разгрузочной горловине установлены сменные диски-отражатели с калиброванными отверстиями.
Получение необходимой заданной тонины измельчения различных материалов может быть достигнуто различными сочетаниями изменений скорости движения воздуха в магистрали пневмотранспорта, скоростей вращения вала активатора и скорости вращения корпуса.
Для уменьшения шума в процессе работы линии корпус измельчителя снабжен шумоизолирующей футеровкой.
Достижение, обеспечивающего изобретением технического результата, стало возможным благодаря тому, что в конструкции линии для измельчения материалов, загрузочное устройство, измельчитель, разгрузочное устройство кинематически и конструктивно связаны между собой. При этом загрузочное устройство содержит транспортер, приемный бункер, загрузочную горловину, внутри которой установлена подпружиненная заслонка, а измельчитель линии содержит загрузочную и разгрузочную горловины, активатор, вал которого
выполнен составным, крайние лопасти активатора измельчителя установлены под острым углом к остальным и к оси активатора и направлены к противоположным торцам корпуса измельчителя, торцы которого выполнены с отверстиями для попадания исходного материала в корпус измельчителя и выхода измельченного материала в разгрузочную горловину измельчителя, при этом разгрузочная горловина измельчителя снабжена сменными дисками-отражателями с калиброванными отверстиями.
Разгрузочное устройство линии с пневмотранспортом всасывающего типа состоит из секции для «крупок» и секции товарной продукции. Загрузочное устройство обеспечивает поступление исходного материала в корпус измельчителя, при этом крайние лопасти активатора, установленные под острым углом к остальным и к оси активатора обеспечивают подачу материала к центру корпуса измельчителя и препятствуют движению измельчаемого материала в обратном направлении, крайние лопасти активатора, установленные со стороны разгрузочного устройства препятствуют движению крупной фракции измельчаемого материала в разгрузочное устройство и отбрасывают измельчаемый материал к центру корпуса измельчителя. Частицы измельчаемого материала, отбрасываемые крайними лопастями к центру измельчителя, смешиваются с исходным измельчаемым материалом и совместно подвергаются измельчению. Разгрузочная горловина разгрузочного устройства измельчителя снабжена сменными дисками-отражателями с калиброванными отверстиями обеспечивающими выход измельченного материала определенной фракции (тонины) в разгрузочное устройство линии. В разгрузочном устройстве происходит разделение измельченного материала на две фракции. Одна из которых более крупная - «крупка» под действием собственного веса поступает (падает вниз) в разгрузочный бункер, так как скорость движения воздуха в разгрузочном устройстве не обеспечивает ее дальнейшее движение. Вторая часть измельченного материала (вторая фракция) поступает в пневмотранспорт всасывающего типа, так как скорость движения
воздуха обеспечивает его движение по магистральному трубопроводу пневмотранспорта из-за «малости» их веса при увеличенном объеме, которое достигается при их интенсивном измельчении, при этом частички измельченной массы материала в воздушном потоке находятся во «взвешенном» состоянии, частички измельченного материала в этом состоянии приобретают скорость «витания», при некотором превышении этой скорости «взвешенные» в воздушном потоке частички приобретают способность движения («полета») в воздушном потоке и измельченная масса измельченного материала в этом «взвешенном» состоянии приобретает возможность движения-«полета» в воздушном потоке по магистральному трубопроводу пневмотранспорта в направлении движения воздушного потока, создаваемым вакуумным насосом пневмотранспорта линии для измельчения материалов. Движение измельченной массы различных материалов при этом зависит от тонины частиц измельчаемого материала, от скорости движения воздушного потока в магистральной линии создаваемым вакуумным насосом пневмотранспорта.
Разгрузочное устройство линии для измельчения материалов, выполненное в виде пневмотранспорта всасывающего типа создает разность давлений между давлением в полости корпуса измельчителя и атмосферным давлением снаружи корпуса и обеспечивает непрерывный отсос измельченного материала требуемой тонины и непрерывную транспортировку измельченной массы материала на определенное расстояние от места измельчения измельчаемого материала - к месту разгрузки. Наличие в загрузочной горловине подпружиненной заслонки обеспечивает перекрытие горловины при перерывах загрузки исходного материала в измельчитель и устраняет «выброс» пылевого облака в атмосферу в процессе работы линии. Разность давлений внутри и снаружи корпуса измельчителя линии, а также наличие уплотнений во вращающихся узлах конструкции линии устраняют утечку пыли в атмосферу в процессе работы линии для измельчения материалов.
Именно заявляемая конструкция линии для измельчения материалов в совокупности с известными техническими решениями обеспечивают осуществление интенсивности и непрерывности измельчения исходного материала и непрерывной транспортировки и разгрузки измельченного материала необходимой (нужной) тонины в процессе работы линии за счет того, что линия для измельчения материалов содержит загрузочное устройство, измельчитель, в котором ударные поверхности крайних лопастей активатора установлены под острым углом к остальным и к оси активатора, в разгрузочной горловине которого установлены сменные диски-отражатели с калиброванными отверстиями. А разгрузочное устройство линии для измельчения материалов выполнено в виде пневмотранспорта всасывающего типа. Это позволяет сделать вывод о том, что заявляемая линия для измельчения материалов образует единый изобретательский замысел.
Анализ патентной и научно-технической литературы показал, что из уровня техники не известны технические решения, содержащие совокупность признаков, сходных или эквивалентных заявляемому. Это позволяет сделать вывод о соответствии предложения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1. изображена структурная схема линии для измельчения материалов, на фиг.2. - загрузочное устройство линии, на фиг.3, 4 - измельчитель с разгрузочным устройством, в разрезе, на фиг.5 - разгрузочное устройство готовой продукции (пневмотранспорт) линии.
Линия для измельчения материалов состоит из последовательно соединенных загрузочного устройства 1, измельчителя 2, разгрузочного устройства 3 (см. фиг.1.).
Загрузочное устройство 1 (см. фиг.2.) содержит корпус 4, установленный на раме 5 посредством своих стоек 6. Внутри корпуса 4 установлена подпружиненная заслонка 7 на шарнирах. Корпус 4 связан с приемным
6
бункером 8 измельчаемого материала, который поступает по транспортеру 9. В корпусе 4 выполнено отверстие для вала привода активатора измельчителя 2. Измельчитель 2 (см. фиг.3, 4.) содержит цилиндрический корпус 10 с фланцами 11 и крышкой 12 смотрового люка. На корпус 10 насажен зубчатый венец 13 с возможностью зацепления с шестерней 14, установленной на валу редуктора 15, который соединен с электродвигателем 16 привода корпуса 10. На корпусе 10 установлены опорные кольца 17 с возможностью вращения по каткам 18, установленными на раме 19 посредством кронштейнов 20. Активатор установлен внутри корпуса 10 на подшипниках качения 21, установленных на фланцах 11. Активатор выполнен в виде вала 22, на котором установлены в нескольких плоскостях его поперечного сечения составные лопасти 23, которые выполнены из несущей и ударной частей. В каждой плоскости лопасти 23 установлены под углом 120°, при этом условии количество лопастей - 3 штуки или под углом 90° при котором количество лопастей - 4 штуки, относительно друг друга последовательно по диаметру вала 22, при этом лопасти 23 каждой предыдущей соседней плоскости смещены на угол 60° - 3 лопасти или на угол 45° - 4 лопасти (см. прот., пат. №2079364 МПК В 02 С 17/10 Б.И. №14., 1997) относительно последующей по направлению вращения вала 22. Ударные поверхности крайних лопастей 24, 25 вала 22 активатора измельчителя 2 установлены под острым углом к лопастям 23 и оси активатора и направлены к противоположным торцам фланцев 11 корпуса 10, а фланцы 11 корпуса 10 выполнены с отверстиями 26. Загрузочная горловина 27 измельчителя 2 соединена с фланцем 11 жестко с одной стороны, а с другой стороны соединена с корпусом 4 загрузочного устройства посредством уплотнения 28. Вал 22 привода активатора выполнен составным и соединен муфтой 29 (см. фиг.2.). Вал 22 активатора соединен последовательно с коробкой перемены передач 30 и вариатором скорости 31 и с электродвигателем 32 привода активатора. Вал 22 активатора снабжен уплотнением 33 в месте соединения с корпусом 4 загрузочного устройства 1 (см. фиг.2.). Измельчитель 2 снабжен разгрузочной
горловиной 34 (см. фиг.4.), которая снабжена сменными дисками-отражателями 35, хвостовая часть горловины 34 снабжена отверстиями 36. Корпус 10 измельчителя 2 снабжен шумоизолирующей футеровкой 37.
Разгрузочное устройство 3 содержит секцию для «крупок» (см. фиг.4.) и секцию товарной продукции (см. фиг.5.). Секция «крупок» содержит корпус 38, установленный на раме посредством стоек 39. Корпус 38 снабжен бункером 40 с заслонкой 41, диффузором 42. Корпус 38 соединен с разгрузочной горловиной 34 посредством уплотнения 43. Корпус 38 посредством патрубка 44 соединен с магистральным трубопроводом 45 секции товарной продукции, выполненной в виде пневмотранспорта всасывающего типа, который содержит (см. фиг.5.) разгрузочное устройство (циклон) 46, фильтр 47, разгрузочные затворы 48, разгрузочные бункера 49, насос вакуумный 50, установленный на раме 51, выхлопную трубу 52 насоса 50 с фильтром-колпаком 53.
Линия для измельчения материалов работает следующим образом. Электродвигатель 16 посредством редуктора 15, шестерни 14 и зубчатого венца 13 приводит во вращение цилиндрический корпус 10 измельчителя 2 с мелющими телами внутри него. При этом валу 22 активатора, установленному внутри корпуса 10 на подшипниках качения 21, сообщается вращение, противоположное вращению корпуса 10 автономным приводом, состоящим из электродвигателя 32, вариатора скорости 31 и коробки перемены передач 30.
Исходный материал для измельчения поступает в приемный бункер 8 по транспортеру 9. Из приемного бункера 8 исходный материал под собственным весом поступает в корпус 4 загрузочного устройства 1, преодолевая сопротивление подпружиненной заслонки 7 в разгрузочную горловину 27 и по отверстию 26 фланца 11 в корпус 10 измельчителя 2. Цилиндрический корпус 10 измельчителя 2 вращаясь вокруг своей оси, увлекает за собой исходный материал за счет сил трения между ее внутренней стенкой и смесью измельчаемого материала и мелющих тел до верхней точки подъема внутренней стенки корпуса 10, а затем смесь отрывается от внутренней стенки
корпуса под действием собственного веса падает вниз и попадает под встречный удар лопастей 23 и 24, 25 активатора, при этом ударные поверхности крайних лопастей 25 активатора измельчителя 2, установленные со стороны загрузки исходного материала способствуют движению его к центру измельчителя 2 с одной стороны, а с другой стороны препятствуют движению измельченного материала в обратном направлении в процессе хаотического движения измельченного материала в отверстии 26 фланца 11 загрузочной горловины 27. Ударные поверхности крайних лопастей 24, установленных на валу 22 активатора со стороны разгрузки материала препятствуют движению не полностью измельченной массы материала в разгрузочную горловину 34 через отверстие 26 фланца 11 с одной стороны, а с другой стороны - отбрасывает не измельченную массу материала к центру измельчителя 2 для дальнейшего ее измельчения.
Дальнейшее движение измельченного материала к месту разгрузки обеспечивается тем, что предлагаемая авторами линия для измельчения материалом снабжена загрузочным устройством 1 и разгрузочным устройством 3, который выполнен в виде пневмотранспорта всасывающего типа, кинематически и конструктивно связанными с корпусом 10 измельчителя 2 и между собой. Пневмотранспорт снабжен вакуумным насосом 50, который обеспечивает движение измельченного материала необходимой тонины к месту разгрузки. Измельченный материал далее при своем движении поступает в разгрузочную горловину 34 по отверстиям 26 выполненным во фланцах 11, затем по калиброванным отверстиям диска-отражателя 35, при этом частицы измельченного материала, не прошедшие через калиброванные отверстия диска-отражателя 35, опускаются вниз и скатываются по корпусу загрузочной горловины 34 и отверстия 26 во фланцах 11 и поступают в корпус 10 измельчителя для дальнейшего измельчения. Частицы же измельченного материала, прошедшие через калиброванные отверстия диска-отражателя 35 поступают в хвостовую часть горловины 34, где измельченная масса
разделяется на две фракции: первая фракция измельченного материала более крупная по размеру и более тяжелая - «крупка»; вторая фракция измельченного материала более мелкая по размеру и более легкая по весу - «взвешенные» частички материала движущиеся в воздушном потоке, создаваемым пневмотранспортом линии. Фракция измельченной массы более крупной по размеру - «крупка» под действием собственного веса падает и по отверстиям 36 поступает в бункер 40 предназначенный для сбора «крупок» и повторного измельчения и разгружается посредством заслонки 41. Диффузор 42 бункера 40 обеспечивает возможность движения - «полета» взвешенных частиц материала, поступивших в бункер 40 и смешивание его со второй фракцией (более легкой «взвешенной») измельченного материала находящегося во «взвешенном» состоянии в корпусе 38.
Измельченный материал второй фракции (более легкая «взвешенная») требуемой тонины из корпуса 38 поступает по соединительному патрубку 44 и по трубопроводу 45 (движется) поступает в разгрузочное устройство (циклон) 46, при этом диаметр корпуса разгрузочного устройства в десятки раз больше диаметра магистрального трубопровода 45 и поэтому скорость движения - «полета» смеси измельченной массы и воздуха резко падает и измельченный материал под действием собственного веса осаждается в разгрузочном устройстве 46. Меньшая часть смеси измельченного материала и воздуха не осевшего в разгрузочном устройстве 46 продолжает движение по магистральному трубопроводу 45 и поступает в фильтр 47, где измельченный материал движущийся по трубопроводу 45 полностью осаждается. Измельченный материал из циклона 46 и фильтра 47 разгружается посредством затворов 48 в расходные бункера 49. Вакуумный насос 50, установленный в конце магистрального трубопровода 45 пневмотранспорта, обеспечивает необходимую скорость движения - «полета» «взвешенного» измельченного материала необходимой тонины в воздушном потоке по всей линии измельчения и транспортировки материалов. Вакуумный насос 50
установленный на раме 51 снабжен выхлопной трубой 52 с фильтром-колпаком 53, который служит для очистки выбрасываемой в атмосферу продуктов измельчения в процессе работы линии для измельчения материалов.
Получение необходимой тонины измельчения различных материалов и повышение производительности линии при измельчении достигается:
а) изменением диапазона регулирования вариатором скорости 31 привода вала 22 активатора; б) изменением передаточного числа коробки перемены передач 30 привода вала 22 активатора; в) изменением диапазона регулирования вариатора скорости и изменением передаточного числа коробки перемены передач 30 привода вала 22 активатора; изменением скорости движения смеси измельченного материала и воздуха в магистральном трубопроводе пневмотранспорта изменением величины вакуума создаваемого вакуумным насосом 50 пневмотранспорта. Если же при вышеприведенных различных сочетаниях скоростей привода вала 22 активатора и скорости движения смеси измельченной массы и воздуха в магистральном трубопроводе пневмотранспорта не обеспечивается необходимая тонина измельчения различных материалов и производительность линии для измельчения различных материалов, то достижение необходимой тонины измельчения различных материалов и производительность линии можно обеспечить за счет дополнительного сочетания скоростей измельчения и скорости движения смеси измельченного материала с воздухом изменением скорости вращения корпуса 10 измельчителя 2 изменением передаточного числа редуктора 15 привода корпуса 10.
Вращающиеся детали и узлы линии для предотвращения утечки пыли в процессе работы снабжены специальными уплотнениями 28, 33, 46. Исключение выброса пыли в перерывах загрузки исходного материала из загрузочной горловины корпуса 4 загрузочного устройства 1 достигается автоматическим перекрытием горловины подпружиненной заслонкой 7
установленной на шарнирах в загрузочной горловине корпуса 4 загрузочного устройства 1 линии.
6
Использование предлагаемой линии для измельчения материалов по сравнению с прототипом (см. патент RU 2079364 кл. МПК В 02 С 17/10 20.05.97 Бюл. №14) позволяет обеспечить следующие преимущества:
- повысить интенсивность измельчения исходного материала за счет того, что в процессе измельчения измельчаемый материал с периферии отбрасывается к центру корпуса измельчителя для лучшего измельчения крайними лопастями активатора установленными под острым углом к остальным лопастям и к оси активатора;
- получить «товарный» измельченный материал необходимой конкретной тонины за счет того, что разгрузочное устройство линии выполнено в виде пневмотранспорта всасывающего типа и благодаря наличию сменных дисков-отражателей с калиброванными отверстиями, установленных в разгрузочной горловине разгрузочного устройства линии;
- получить необходимую конкретную тонину различных измельчаемых материалов (гипс, цемент, известь и др.) за счет различного сочетания скорости вращения вала активатора, скорости вращения корпуса измельчителя и скорости движения воздуха в магистрали пневмотранспорта всасывающего типа линии;
- обеспечить транспортировку и разгрузку измельченного материала - готовой товарной продукции определенной тонины на значительное расстояние от места измельчения - к месту разгрузки и складирования за счет того, что разгрузочное устройство линии выполнено в виде пневмотранспорта всасывающего типа;
- повысить производительность за счет того, что предлагаемая авторами конструкция линии работает по непрерывному циклу работы, а принцип работы прототипа - циклический;
- повысить экологичность работы:
а) за счет выполненного разгрузочного устройства линии в виде пневмотранспорта всасывающего типа в процессе работы которого создается разность давлений внутри и снаружи корпуса и этим устраняется выброс «пылевого облака» (пыли) продуктов измельчения материалов в атмосферу;
б) установкой в сопряжениях вращающихся узлов конструкции линии специальных уплотнений, предотвращающих утечку мелкодисперстных фракций (пыли) измельчаемой массы материала из корпуса в атмосферу;
в) установлением в загрузочной горловине загрузочного устройства линии подпружиненной заслонки, которая перекрывает загрузочную горловину и устраняет выброс пыли в атмосферу в периоды перерывов загрузки исходного измельчаемого материала;
г) уменьшением шума в процессе измельчения различных материалов благодаря тому, что корпус измельчителя линии снабжен шумоизолирующей футировкой.
Заявляемая линия для измельчения материалов может быть применена при измельчении различных строительных материалов для получения готовой товарной продукции необходимой конкретной (нужной) тонины в строительстве и горно-рудной промышленности при больших и малых объемах производства.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию «промышленная применимость».