КОНУСНАЯ РОТОРНАЯ ДРОБИЛКА
CONICAL ROTARY CRUSHER

Изобретение относится к строительной и горной технике, а именно к средствам для дробления полезных ископаемых.
Известна конусная дробилка (патент РФ №2401700, опубл. 20.10.2010), содержащая корпус с наружным дробящим конусом и сферической опорой для внутреннего дробящего конуса с валом, на котором смонтирован дебалансный вибратор с помощью подшипника, шарнирно подвешенного к сферической опоре и соединенного с приводом.
Конусная дробилка отличается сложностью траектории движения внутреннего конуса, опирающегося на сферическую поверхность, отсутствием устойчивой соосности положения оси внутреннего конуса и оси наружного конуса, а также сложностью герметизации полостей смазки при изменении положения конуса, что снижает надежность работы и затрудняет поддержание рационального режима дробления.
Известна конусная вибрационная дробилка (патент РФ №2161071, опубл. 27.12.2000), содержащая кольцевую раму, несущую кольцо, конус, устройство, генерирующее круговые колебания в горизонтальной плоскости, опору для конуса и ряд анкерных болтов, присоединяющих раму к опоре конуса.
Наличие карданного вала и ременной передачи со шкивами трения, вызывает пространственные траектории движения деталей дробилки, неустойчивость режима работы и снижение надежности конструкции.
Известна конусная вибрационная дробилка (патент РФ №2234981, опубл. 27.08.2004 г. ), содержащая корпус со смонтированным на нем с помощью сайлент-блока внутренним конусом и наружный конус с двумя самосинхронизирующимися вибраторами, установленный через эластичные амортизаторы на корпус внутреннего конуса как на опору.
Недостатками дробилки являются неуравновешенность действующих дробящих сил на корпус и высокая степень пространственных вибраций, что снижает устойчивость режима работы и надежность конструкции дробилки.
Известна также конусная вибрационная дробилка (патент РФ №2292241, опубл.27.01.2007), содержащая упруго установленный на опору наружный конус с приводными противофазно самосинхронизированными вибраторами, в котором установлен с помощью сайлент-блока внутренний конус и привод.
Недостатками известного решения являются сложность траектории пространственных колебаний и поддержания устойчивых параметров рабочей камеры дробления, высокие затраты энергии на дробление.
Известна вибрационная дробилка (патент РФ №2450860, опубл. 27.01.2012), содержащая корпус с дебалансными вибраторами и коническим кольцом, внутри которого помещен дробящий конус, образующий с коническим кольцом дробящую камеру, принятая за прототип.
Недостатками дробилки являются, сложность узла опоры корпуса с дебалансными вибраторами и коническим кольцом, возможность углового смещения корпуса с коническим кольцом при изменении сил сопротивления и наклона штанг, пространственная траектория движения корпуса с коническим кольцом, неэффективная работа пружин, высокий уровень шума и вибрации.
Техническим результатом является повышение эффективности процесса дробления и надежности работы дробилки стабилизацией параллельного положения осей конусов при обкатывании внешнего конуса по дробящему внутреннему конусу, вращением внутреннего конуса в направлении, обратном обкатыванию внешнего конуса, и принудительной циркуляцией дробимого материала в камере дробления по направлению вращения внутреннего конуса (ротора), что обеспечивает многократность и разносторонность разрушающего воздействия на дробимый материал.
<mrow><mi>ε</mi><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><mfrac><mrow><msub><mi>h</mi><mi>k</mi></msub></mrow><mi>h</mi></mfrac></mrow>
k
Технический результат достигается тем, что корпус содержит опорные направляющие, установленные в расточках стоек станины на опорных подшипниках через демпфирующие проставки, с возможностью его перемещения только в горизонтальной плоскости на величину деформации дробимого материала, которая находится по формуле
, где h - расстояние между поверхностями конического кольца и конуса в момент времени, соответствующий началу сжатия слоя, a h - расстояние между поверхностями конического кольца и конуса при их максимальном сближении.
Конусная роторная дробилка поясняется следующими чертежами:
фиг. 1 - схема конусной роторной дробилки;
фиг. 2 - вид конусной роторной дробилки сверху, где:
1 - корпус;
2 - коническое кольцо;
3 - дробящий конус;
4 - дебалансные вибраторы;
5 - опорные направляющие корпуса;
6 - опорный подшипник,
7 - демпфер;
8 - стойки станины;
9 - станина,
10 - амортизаторы.
Конусная роторная дробилка содержит корпус 1, дебалансные вибраторы 4 и коническое кольцо 2, внутри которого помещен дробящий конус 3 с гидроопорой, образующий с коническим кольцом 2 дробящую камеру, опорные направляющие 5 корпуса 1 установлены в расточках стоек 8 станины 9 на опорных подшипниках 6 через демпфер 7.
Дробилка работает следующим образом. При запуске вибраторов 4, дебалансы которых вращаются синхронно и синфазно, возникает неуравновешенная центробежная сила, смещающая корпус 1 с кольцом 2 относительно оси ротора 3, с опорой через дробимый материал на ротор 3, что обусловливает круговые движения корпуса 1 с кольцом 2 в горизонтальной плоскости, при этом каждая точка контакта совершает круговое движение в горизонтальной плоскости с радиусом, равным величине деформации дробимого материала. В предлагаемой конструкции направляющие 5 корпуса 1 установлены на опорных подшипниках 6 через демпфер 7 в расточках трех или более стоек станины 8, что исключает перемещения корпуса в вертикальной плоскости и позволяет сохранять параллельность осей корпуса 1 и дробящего конуса 3 в процессе дробления стабилизацией колебаний корпуса только в горизонтальной плоскости. Обкатывание внешнего конуса с диаметром, большим диаметра внутреннего конуса, без скольжения в зоне контакта с опорой через дробимый материал на внутренний конус приводит к устойчивому вращению внутреннего конуса в направлении, противоположном изменению направления действия сил инерции на наружный конус и к циркуляции дробимого материала в камере дробления по направлению вращения ротора и к округлению дробимых кусков.
Отличительные признаки конструкции предлагаемой дробилки, обеспечивающие выполнение поставленных задач: повышение эффективности процесса дробления и надежности работы дробилки стабилизацией параллельности положения осей конусов при обкатывании внешнего конуса по дробящему внутреннему конусу, вращением внутреннего конуса в направлении, обратном обкатыванию внешнего конуса, и принудительной циркуляцией дробимого материала в камере дробления по направлению вращения внутреннего конуса, что приводит к выводу пыли и мелких классов породы из зоны дробления в зону измельчения и в зону разгрузки.