СПОСОБ ДРОБЛЕНИЯ ГОРНОЙ ПОРОДЫ В ЩЕКОВОЙ ДРОБИЛКЕ
METHOD OF CRUSHING OF ROCK IN JAW CRUSHER

Изобретение относится к дробильному оборудованию и может быть использовано в горнорудной и других отраслях промышленности при дроблении крупнокусковых и среднекусковых горных пород.
Известен способ первичного дробления руд с использованием щековой дробилки [1], включающий загрузку руды между щеками, осуществляющими колебательное движение под воздействием дебалансных вибраторов. В корпус щек встроены утопленные электроды, выдвигающиеся после момента заклинивания крупного куска, на которые подается ток высокой частоты от генератора. В результате электротермического воздействия в куске возникают трещины, прочность его ослабляется. И при последующем механическом воздействии со стороны щек он разрушается.
Недостатком известного способа является сложность используемой для его реализации конструкции щековой дробилки, высокая энергоемкость, обусловленная необходимостью использования как дебалансного вибратора щек, так и генератора высокой частоты. При этом дополнительное разрушающее воздействие на куски дробимой горной породы оказывается только на заклинившие куски, т.к. для появления должно разрушающего эффекта требуются десятки секунд. Поэтому данный способ дробления позволяет только бороться с заклинившими кусками в дробилке и не обеспечивает существенной интенсификации процесса дробления и снижения при этом энергозатрат.
Известен способ дробления в щековой дробилке [2], включающий загрузку дробимого материала между подвижной и неподвижной щеками, его дробление за счет сжатия между неподвижной и неподвижными щеками, совершающими колебательное движение с высокой частотой, последовательно сначала в верхней камере дробления, затем в нижней камере дробления, выгрузку раздробленного материала через выходную щель. За счет того, что в используемой при реализации данного способа щековой дробилке подвижная щека выполнена составной, состоящей из двух шарнирно-соединенных подвижных щек, разрушение кусков дробимого материала происходит сначала в верхней камере дробления, образуемой неподвижной и верхней подвижной щеками, а затем в нижней камере дробления, образуемой неподвижной и нижней подвижной щеками.
Недостатком известного способа являются низкая производительность и высокие энергозатраты на процесс дробления, обусловленные тем, что дробление осуществляется только за счет сжимающих усилий, т.е. самым энергозатратным способом разрушения материалов.
Наиболее близким по существенным признакам и взятым за прототип является известный способ дробления кусковой горной породы [3], включающий загрузку горной породы в камеру дробления щековой дробилки, разрушение кусков горной породы путем их зажатия между щеками циклическим рабочим ходом подвижной щеки с получением по объему камеры дробления массы кусков товарной фракции и разгрузку ее через щель между щеками в моменты холостого хода подвижной щеки, при котором одновременно с холостым ходом подвижной щеки раскрывают полость камеры вдоль ее боковых граней на величину, не превышающую размер кусков товарной фракции.
Недостатками известного способа дробления кусковой горной породы являются низкая его производительность и высокие энергозатраты на процесс дробления, обусловленные тем, что дробление осуществляется только за счет сжимающих усилий, т.е. самым энергозатратным способом разрушения материалов.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в увеличении производительности процесса дробления, снижении необходимых для дробления усилий сжатия и снижении энергозатрат.
Достигается технический результат тем, что в момент давления кусков горной породы, зажимаемых между щеками, на установленные в неподвижной щеке бойки включают привод бойков и начинают точечное циклически-ударное воздействие бойками на давящие на них куски горной породы, при снятии этого давления привод бойков выключают и останавливают движение бойков.
На фиг. 1 представлена схема используемой в предлагаемом способе дробления горной породы щековой дробилки. На фиг. 2 показана конструкция щековой дробилки, позволяющая реализовать предлагаемый способ. На фиг. 3 представлен вид А, отображающий конструкцию пневматического привода бойка при его исходном положении. На фиг. 4 показан вид Б, отображающий конструкцию пневматического привода бойка в положении, когда он вдавлен в сквозное отверстие неподвижной щеки.
Способ дробления горной породы в щековой дробилке осуществляется следующим образом. Куски горной породы 1 загружаются в камеру дробления 2 щековой дробилки 3, образуемую между подвижной щекой 4 и неподвижной щекой 5. Подвижная щека 4, приводимая в движение приводом 6, установленным в верхней ее части, совершает циклическое качательное движение относительно своей нижней оси 7, в результате которого происходит то приближение подвижной щеки 4 к неподвижной щеке 5, то удаление подвижной щеки 4 от неподвижной щеки 5. При приближении подвижной щеки 4 к неподвижной щеке 5 происходит зажатие между ними кусков горной породы 1, в результате которого куски горной породы 1 испытывают напряжения сжатия. При этом куски горной породы 1 будут прижиматься к бойкам 8, установленным в неподвижной щеке 5. При таком давлении на бойки 8 со стороны кусков горной породы 1 автоматически происходит включение привода 9 бойков 8, в результате чего они начинают оказывать в дополнение к сжимающим усилиям точечное циклически-ударное воздействие на давящие на них куски горной породы 1, которое способствует интенсификации процесса их разрушения на более мелкие куски. При снятии давления на бойки 8 со стороны кусков дробимой горной породы 1 их привод 9 автоматически отключается, и их движение останавливается. При холостом ходе подвижной щеки 4, т.е. когда подвижная щека 4 удаляется от неподвижной щеки 5, образовавшиеся в результате разрушения куски горной породы 1 более мелкой фракции под собственным весом перемещаются вниз камеры дробления 2. Разрушение кусков горной породы 1 в камере дробления 2 происходит до тех пор, пока их размер не достигнет товарной фракции 10 и они смогут пройти через щель 11 между подвижной щекой 4 и неподвижной щекой 5 в моменты холостого хода подвижной щеки 4.
Предлагаемый способ дробления горной породы в щековой дробилке может быть реализован посредством использования щековой дробилки 3. в которой на неподвижной щеке 5 установлены бойки 8, обладающие возможностью возвратно-поступательного движения и имеющие привод 5, обеспечивающий их циклически-ударное воздействие на давящие на них куски горной породы 1. В качестве такого привода 9 бойков 8 могут быть использованы приводы различных конструкций: пневматические, электрические, гидравлические.
Например, в качестве привода 9 бойка 8 может быть использован известный из уровня развития техники пневматический привод ударного элемента отбойного молотка. Такой привод состоит из корпуса 12, в котором размещен боек 8, подпружиненный пружиной сжатия 13 и имеющий упор 14. Пружина сжатия 13 обеспечивает положение бойка 8, при котором он, проходя через сквозное отверстие 15 неподвижной щеки 5, выступает за ее пределы. Боек 8 имеет механическую связь посредством системы рычагов 16 с клапаном 17, обеспечивающим подачу и прекращение подачи потока сжатого воздуха в золотник 18 привода 9 данного бойка 8 из пневмомагистрали 19, питаемой от компрессора 20, в зависимости от величины, на которую боек 8 выступает из сквозного отверстия 15 неподвижной щеки 5 за ее пределы. Кроме золотника 18 привод 9 включает в себя камеру 21, по которой перемещается поршень 22, оказывающий импульсно-ударное воздействие на боек 8, а также каналы 23 и 24, связывающие правую 26 и левую 27 части камеры 21 с золотником 18. Камера 21 сообщается с атмосферой через канал 28, располагаемый в средней ее части.
При такой конструкции щековой дробилки куски горной породы 1 подаются в камеру дробления 2, образуемую пространством между неподвижной щекой 5 и подвижной щекой 4. Приводимая в движение приводом 6 подвижная щека 4 совершает качательное движение относительно нижней оси качания 7, в результате которого при приближении подвижной щеки 4 к неподвижной щеке 5 куски дробимой горной породы 1 сжимаются в камере дробления 2, в результате чего в них возникают внутренние напряжения сжатия. При этом в результате приближения подвижной щеки 4 к неподвижной щеке 5 зажимаемые между ними куски горной породы 1 будут взаимодействовать с бойками 8, вдавливая их в сквозные отверстия 15 неподвижной щеки 5. При вдавливании бойков 8 в сквозные отверстия 15 неподвижной щеки 2 благодаря наличию системы рычагов 16 произойдет открытие клапана 17, и сжатый воздух, подаваемый через пневмомагистраль 19 от компрессора 20, попадет внутрь корпуса 12 привода 9, что обеспечит автоматическое включение привода 9. При включении привода 9 поток сжатого воздуха поступит в золотник 18, откуда будет по каналам 23, 24 поочередно подаваться то в правую 26, то в левую 27 части камеры 21 и будет оттуда выходить через канал 28. При этом поршень 22 будет быстро перемещаться в камере 21 поочередно то в левую, то в правую сторону, нанося при этом удары по бойку 8. Боек 8, в свою очередь, начнет совершать циклически-ударное движение с высокой частотой ударов. При этом сжимаемые куски горной породы 1 в дополнение к сжатию будут подвергаться еще и точечному импульсно-ударному воздействию со стороны бойка 8, что будет способствовать интенсификации их разрушения на более мелкие куски. При снятии давления на боек 8 со стороны куска горной породы 1 боек 8 выдвинется из сквозного отверстия 15 неподвижной щеки 5 и займет свое исходное положение. При этом через систему рычагов 16 произойдет закрытие клапана 17, в результате чего сжатый воздух перестанет поступать к золотнику 18, что приведет к остановке привода 9. При совершении подвижной щекой 4 холостого хода образовавшиеся при разрушении горной породы 1 куски более мелкой фракции под собственным весом перемещаются вниз камеры дробления 2. Далее идет новый цикл работы щековой дробилки, т.е. камера дробления 2 в результате приближения подвижной щеки 4 к неподвижной щеке 5 снова сужается. При этом снова происходит включение привода 9 тех бойков 8, которые будут вдавливаться зажимаемыми в камере дробления 2 кусками горной породы 1 в сквозные отверстия 15 неподвижной щеки 5, и его отключение после снятия такого воздействия.
Размер раздробленных кусков горной породы 1 кондиционной фракции регулируется путем выставления ширины щели 11 между подвижной щекой 4 и неподвижной щекой 5 камеры дробления 2.
В предлагаемом способе дополнительное к сжимающему усилию циклически-ударное воздействие со стороны бойков 9 будет осуществляться в момент сжатия дробимых кусков горной породы 1, что позволит увеличить производительность процесса дробления, снизить необходимые для дробления усилия сжатия и снизить энергозатраты за счет максимально полного использования энергии удара по телу, находящемуся в напряженном состоянии.
Кроме того, в предлагаемом способе обеспечивается автоматическая работа привода 9 бойков 8 в кратковременном режиме только в те промежутки времени, когда боек 8 взаимодействует с куском дробимой горной породы 1, что позволяет исключить работу привода 9 в холостом режиме.
Достоинство предлагаемого способа заключается еще и в том, что при возникновении закупоривания щели 11 между подвижной щекой 4 и неподвижной щекой 5 циклически-ударное воздействие со стороны бойков 8, расположенных в ее близи, будет способствовать разрушению этого закупоривающего слоя горной породы 1.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Описание изобретения к авторскому свидетельству SU 408649, приоритет от 08.02.1971, опубликовано 30.11.1973.
2. Описание изобретения к авторскому свидетельству SU 1209276, приоритет от 18.04.1984, опубликовано 07.02.1986.
3. Описание к заявке на изобретение RU 2003113938/03 от 30.04.2003, дата публикации 10.12.2004.