ЦЕНТРОБЕЖНАЯ СТУПЕНЧАТАЯ ДРОБИЛКА УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ
CENTRIFUGAL STEPPED IMPACT CRUSHER

Изобретение относится к области дезинтеграции и переработки горных пород и руд, предназначено для использования в отраслях промышленности, перерабатывающих твердое полезное ископаемое.
Известна центробежная дробилка типа «Barmac», содержащая цилиндрический корпус с верхним загрузочным и нижним разгрузочным отверстиями и специальным карманом для удержания дробимого материала, распределительный питательный диск, представляющий собой разгонный диск, расположенный на уровне кармана [1]. В этом кармане дробилки создается предварительный слой разрушаемого материала, который выполняет функцию футеровки. Дробимый материал, вылетающий с разгонного диска, разрушается при ударе об этот слой. Основным недостатком данной дробилки является небольшая эффективность дробления, которая объясняется кратковременностью динамических, в основном одноактных, контактов кусков руды, вылетающих с разгонного диска, и «нежесткими» ударами о рыхлую смесь дробимого материала в кармане дробилки. Поэтому необходимая эффективность и качество дробления достигается применением комплекса классифицирующих систем (грохотов) для возврата в дробилку недробленых частиц.
Наиболее близким решением по технической сущности к заявляемому является центробежная дробилка многократного динамического воздействия [2], содержащий полый конический корпус с верхним загрузочным и нижним разгрузочным отверстиями, распределительным устройством на верхней части корпуса дробилки, накопительным карманом, рабочим органом в форме усеченного конуса, вдоль образующей которого закреплены отбойные элементы в виде брусков, на нижнем основании рабочего органа имеется разгонный горизонтальный кольцевой козырек с направляющими ребрами. Внутренняя поверхность корпуса дробилки на уровне конусной части рабочего органа под накопительным карманом имеет конический выступ с закрепленными в них отражательными элементами и горизонтальными кольцеобразными полками. Зазор между конусной частью рабочего органа и корпусом дробилки образует дополнительную рабочую зону дробления, при этом внутренняя поверхность корпуса, на уровне кольцевого козырька на нижнем основании рабочего органа, имеет дополнительный карман.
Недостатком данной дробилки является неэффективность дробления, связанная с наличием в рабочей зоне дробления мелких частиц, затрудняющих разрушение более крупных кусков породы ввиду частичной амортизации динамических ударов. Также, дробилка не имеет систему своевременного вывода дробленых частиц, и ее конструкция не позволяет контролировать качество дезинтеграции материала до необходимого класса крупности.
Обеспечение рационального режима разрушения и повышение эффективности дробления может быть достигнуто в предлагаемой центробежной дробилке ударного действия, содержащей цилиндрический корпус с верхним загрузочным и нижним разгрузочным отверстиями с рядом накопительных карманов на внутренней стенке рабочей зоны корпуса, распределительным устройством на верхней части корпуса дробилки и соосно вращающемся рабочим органом, представляющим собой дополнительный разгонный рабочий орган, расположенный под распределительным устройством, отличающейся тем, что дополнительный рабочий орган представляет собой ряд последовательно расположенных и изготовленных в виде полых, перевернутых, усеченных конусов (тарелок) с перфорированной поверхностью с направляющими разгонными радиальными рифлями, внешняя кромка тарелок находится на уровне основания каждого накопительного кармана, зазор между кромкой тарелок и корпусом дробилки не превышает заданного размера дробления, при этом тарелки имеют возможность автономно вращаться, размеры перфорации различны для каждой тарелки и уменьшаются сверху вниз в зависимости от требуемых размеров дробления, а для ускорения вывода дробленых материалов и мелких классов крупности в каждую нишу подается смывная вода.
Сопоставительный анализ с аналогом [1] показывает возможность значительного повышения эффективности дробления за счет многократного увеличения количества динамических воздействий, при этом снижение износа рабочей поверхности корпуса дробилки достигается дроблением по принципу «кусок об кусок». В процессе работы материал последовательно просыпается вниз, образуя на накопительных карманах корпуса отложения, где происходят непрерывные динамические столкновения кусков, вылетающих с вращающегося рабочего органа.
Поэтому заявляемая дробилка соответствует критерию изобретения - "новизна".
Известно техническое решение, в частности, у прототипа [2], в котором используется способ многократного ударного дробления за счет наращивания кинетической энергии кусков при помощи разгонного рабочего органа конусообразной формы и удара их о смесь дробимого материала в накопительных карманах корпуса. Однако в заявляемом решении процесс разрушения геоматериалов многократно повторяется. Дополнительный рабочий орган, выполненный в виде комплекта разгонных тарелок, совершающих вращательное движение и расположенных в дополнительной рабочей зоне дробления так, что позволяют сбрасывать куски породы на соответствующий им по высоте накопительный карман. Разгонные тарелки с перфорированной поверхностью с радиальными, щелевыми или иными просеивающими отверстиями способствуют кускам заведомо небольших размеров пройти сквозь них и тем самым переводят дробимый материал на следующую ступень без дробления. Такой прием позволяет своевременно выводить дробленый материал из цикла и организовывать процесс самоизмельчения равнозначных по крупности кусков породы на каждом накопительном кармане, а установленный зазор между кромкой разгонных тарелок и корпусом дробилки не позволяет недробленым кускам породы перейти на следующую ступень дробления. При переполнении накопительного кармана излишки материала переходят обратно в разгонную тарелку и процесс дробления повторяется. Таким образом, недробленый материал многократно циркулирует на каждой ступени дробления до тех пор, пока размер дробимой частицы не позволит перейти ей на следующую ступень. Этим достигается необходимый контроль крупности дробления как на каждой стадии дробления, так и на выходе. Эффективность и степень дезинтеграции существенно повышается за счет последовательного дробления пород на каждой ступени дробления. Скорости вращения разгонных тарелок для достижения оптимальной интенсивности дробления задаются и регулируются. Как правило, скорость вращения разгонных тарелок увеличивается сверху вниз, т.е. нижняя тарелка вращается быстрее, чем вышерасположенная. Это связано с тем, что уменьшение крупности сопровождается потерей массы и для придания соответствующего импульса таким частицам требуется более высокая скорость вращения тарелки.
Таким образом, в предлагаемой конструкции новой дробилки эффективность дробления исходного материала увеличивается за счет возможности сообщения многократных динамических воздействий кускам по мере прохождения зоны дробления на каждой ступени, а также за счет возрастания энергии динамического воздействия по мере уменьшения размеров частиц путем увеличении угловой скорости вращения разгонной тарелки.
Применение перфорации в рабочих органах позволяет решить такие проблемы ударного дробления как:
- однородность выхода конечного продукта по классу крупности;
- одноцикличность процесса дробления;
- снижение энергоемкости процесса дробления за счет исключения переизмельчения и своевременного удаления дробленого продукта.
По совокупности полученных преимуществ предлагаемая дробилка позволяет существенно повысить эффективность дробления и позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию "изобретательский уровень".
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен вариант конструкции дробилки с двумя дополнительными разгонными тарелками, а на фиг.2 - вид разгонной тарелки.
Дробилка состоит из цилиндрического корпуса 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 отверстиями, накопительным карманом 5, распределительного устройства 4, дополнительного рабочего органа, состоящего из разгонных тарелок 6 и 7, сменных отражательных элементов 8, 9, расположенных под прямым углом относительно траектории движения частиц дробимого материала.
Разгонные тарелки 6, 7, имеющие независимый привод, выполненные в виде полого, перевернутого, усеченного конуса (тарелки), представляют собой разгонное устройство с радиально-щелевидной или любой другой формой перфорации 10 и направляющими рифлями 11, и установлены соосно под распределительным устройством 4. Количество разгонных тарелок, размеры и форма перфораций зависит от технологических требований потребителя.
Дробилка работает следующим образом: исходный материал, подлежащий дроблению, через загрузочное отверстие 2 попадает на основное распределительное устройство 4, которое направляет его в накопительный карман 5, где происходит первичное дробление «кусок о кусок». С накопительного кармана 5 материал постоянно пересыпается на коническую поверхность первой разгонной тарелки 6, откуда направляющими рифлями 11 отбрасывается на внутреннюю отражающую поверхность 8, где происходит их разрушение вследствие удара. Перфорация 10 первой разгонной тарелки 6 выполняет функцию просеивающего устройства и обеспечивает своевременное удаление дробленого продукта на следующую стадию дробления. Недробленые куски остаются на ступени до тех пор, пока не дезинтегрируются до размера, позволяющего им проникнуть через перфорацию. Вторая разгонная тарелка 7 имеет аналогичную конструкцию и принцип действия, но имеет более мелкую перфорацию. Дробленый материал выгружаются из дробилки через разгрузочное отверстие 3.
Литература
1. Barmac - Rubdbrecher. Aufbereitung - Technic. - 1987. - Т.V, N11. - S.41-47.
2. Патент РФ №2314874. Матвеев А.И. Центробежная дробилка многократного динамического воздействия.