Вертикальная многостадийная валковая дробилка

Полезная модель относится к оборудованию для дробления различных материалов и может быть использована в горноперерабатывающей, металлургической, строительной и других отраслях промышленности, связанных с дроблением материалов.
Известна вертикальная валковая дробилка (Патент на изобретение РФ RU 2484902 С2, 14.11.2008, публикация 27.12.2011, бюллетень №36), включающая загрузочное и разгрузочное устройства, рабочий орган в виде двух вертикальных валков, корпус.
Недостатком вертикальной валковой дробилки является невысокая степень дробления материала, достигаемая в одном устройстве, сложность изготовления и ненадежность в эксплуатации из-за требований сохранения высокой частоты вращения барабана (валка) для выгрузки материала за счет центробежных сил, повышенное энергопотребление из-за высокоскоростного режима.
Наиболее близким по конструктивным признакам к предлагаемому техническому решению, выбранным в качестве прототипа, является устройство для осуществления способа дробления материалов (Патент на изобретение РФ RU 2654788 С1, 30.06.2017, публикация 22.05.2018, бюллетень №15), включающее загрузочное и разгрузочное устройства, рабочий орган в виде двух вертикальных валков, рабочие поверхности каждого из которых выполнены в форме одинаковых усеченных конусов с диаметрами, уменьшающимся к загрузочному устройству, и корпус с поддерживающими пластинами, закрепленными с двух сторон на его внутренней поверхности, при этом внутренняя поверхность корпуса имеет в поперечном сечении форму растянутого по ширине круга, огибающего с зазором валки.
Недостатком прототипа является невысокая степень дробления, достигаемая в одном устройстве, состоящем только из пары валков, недостаточная эффективность вывода из зоны дробления мелких кусков материала, которых дробить нет необходимости, невозможность дробления влажных материалов из-за залипания рабочих поверхностей валков мелкими кусками материала.
Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение качества фракционирования измельчаемого материала, в том числе и крепких пород, за счет получения высокогомогенного продукта, уменьшение переизмельчения и возможность дробления влажных материалов.
Это достигается тем, что в новом техническом решении вертикальной многостадийной валковой дробилки, включающей загрузочное и разгрузочное устройства, рабочий орган в виде пары вертикальных валков в форме одинаковых усеченных конусов с диаметрами, уменьшающимся к загрузочному устройству, и поддерживающие пластины, закрепленные с двух сторон на внутренней поверхности корпуса, рабочий орган снабжен дополнительными парами размещенных по высоте соосных вертикальных валков, при этом нижняя пара валков имеет цилиндрическую форму, а зазор между цилиндрическими поверхностями валков нижней ступени равен зазору между каждым из них и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса, причем поддерживающие пластины закреплены на переходе между парами валков, кроме того на поверхности валков всех ступеней выполнены проточки желобообразной формы, расположенные по винтовой линии под углом не менее 50°, и шириной, равной расстоянию между цилиндрическими поверхностями рабочих органов.
Кроме того, проточки желобообразной формы имеют антиадгезионное низкофрикционное покрытие.
На фиг. 1 схематически изображена вертикальная многостадийная валковая дробилка, общий вид; на фиг. 2 - изометрическая проекция вертикальной многостадийной валковой дробилки; на фиг. 3 - вид сверху.
Вертикальная многостадийная валковая дробилка содержит загрузочное 1 и разгрузочное 9 устройства (на фиг. 2 и фиг. 3 условно не показы, а на фиг.1 показаны в разрезе), вертикальные многоступенчатые валки 2 и 3 (на фиг. 2 многоступенчатый валок 2 условно не показан), корпус 4 (на фиг. 1 и фиг. 2 показан в разрезе). Рабочие поверхности валков 2 и 3 выполнены попарно многоступенчатыми, причем крайние нижние ступени имеют цилиндрическую форму, а каждая из верхних ступеней - форму усеченного конуса, с диаметром, последовательно уменьшающимся к загрузочному устройству 1. Зазор между цилиндрическими поверхностями нижних ступеней валков 2 и 3 равен зазору между каждым из них и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 4.
На внутренней поверхности корпуса 4 на переходе между ступенями валков с двух сторон закреплены направляющие пластины 5 и 6 с заостренными концами таким образом, что заостренные концы направлены в сторону межвалкового пространства.
На поверхности каждой из ступеней валков выполнены проточки желобообразной формы 7 и 8, при этом проточки 7 имеют правые, а проточки 8 - левые направления винтовых линий. Проточки выполнены по винтовой линии под углом не менее 50° и шириной, равной расстоянию между цилиндрическими поверхностями рабочих органов, т.е. размеру конечной фракции дробленого материала.
Проточки желобообразной формы выполняют двойную функцию, а именно: способствуют захватыванию дробимого материала и переносу его в следующую зону дробления; выносят из зоны дробления мелкий материал, который дробить нет необходимости, поскольку его размер соответствует конечному продукту. Кроме того, выполнение проточек желобообразной формы по винтовой линии под углом не менее 50° обеспечивают незалипание мелких кусков материала на поверхности проточек.
Обоснованием к расположению на поверхности каждой из ступеней валков проточек желобообразной формы по винтовой линии под углом не менее 50° относительно горизонтали является то, что углы такого порядка обеспечивают незалипание мелких кусков материала на поверхности проточек. Это подтверждает практика проектирования вагонов-хопперов (например, к таким моделям вагонов относятся хопперы ЦНИИ-ДВЗ, ЦНИИ-ДВЗМ, 55-76, 55-76М, ВПМ-770Т, ВПМ-770 и др.), у которых угол наклона торцевых стенок и нижняя часть боковых стенок для надежного опорожнения вагона и устранения налипания сыпучих материалов составляет не менее 50°. Это же относится к принципам проектирования стальных приемных бункеров обогатительных и дробильно-сортировочных фабрик.
Поверхности проточек желобообразной формы покрыты антиадгезионным низкофрикционным покрытием (например, фторопласт-4, полиуретан, полиамид-68 и др.), которое противостоит налипанию мелкой фракции в процессе их движения по проточкам и улучшает скольжение материала.
При необходимости количество конических и цилиндрических ступеней валков дробилки, проточек желобообразной формы может быть изменено.
Устройство работает следующим образом.
Измельчаемые куски материала через загрузочное устройство 1 попадают в зону А1 межвалкового пространства первой конической верхней ступени, удерживаются пластиной 5 зоны А1, где, активно перемешиваясь, распределяются по высоте ступени: более крупные - в ее верхней части, менее крупные - в ее нижней части, т.е. происходит сегрегация измельчаемых кусков материала. При этом часть мелких частиц материала, размер которых соответствует конечному продукту дробления, не доходя до щели между валками 2 и 3, ссыпается вниз в разгрузочное устройство 9. Под действием силы тяжести вышележащих слоев материала, а также сил трения куски затягиваются между валками 2 и 3, а более мелкие куски попадают в проточки желобообразной формы 7 и 8. Измельчаясь между валками 2 и 3, куски переходят в зону В1, где под действием силы тяжести ссыпаются на пластину 6, заполняя по высоте пространство этой зоны. Далее измельченные на первой ступени куски захватываются проточками желобообразной формы 7 и 8 через зазор между валками и внутренней поверхностью корпуса переносятся, дополнительно измельчаясь, в зону А2 межвалкового пространства второй конической ступени для последующего дробления на больших диаметрах валков 2 и 3. Процесс повторяется на всех конических ступенях. Крайняя нижняя ступень цилиндрической формы валков 2 и 3 обеспечивает окончательное калиброванное дробление материала заданной крупности.
Таким образом, предлагаемая вертикальная многостадийная валковая дробилка осуществляет избирательное дробление кускового материала: более крупные куски измельчаются в верхней части дробилки, а менее крупные - в нижней, выделение мелкой фракции материала посредством проточек желобообразной формы, следовательно, повышается качество фракционирования измельчаемого материала и уменьшается переизмельчение.