ЦЕНТРОБЕЖНАЯ УСТАНОВКА

Область техники
Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к центробежным установкам с вертикальным валом вращения для осуществления технологических процессов, связанных с дроблением, измельчением и классификацией исходного материала.
Предшествующий уровень техники
Известна центробежная установка, содержащая загрузочное устройство, корпус, разгонный ротор, отбойное устройство (отбойные плиты), ступенчатый кронштейн, вертикальный опорный узел и двигатель (Патент США 3,873,047, кл. В02С 13/09, 1975). Известна центробежная дробилка содержащая корпус, разгонный ротор, отбойные плиты, вертикальный опорный узел и двигатель (Патент США 5,184,784, кл. В02С 19/00, 1993). При этом в обеих установках отбойное устройство (отбойные плиты) выполнено в форме треугольника в сечении горизонтальной плоскостью, где одна из вершин треугольника направлена навстречу струе материала, подаваемого из ротора.
Такое расположение отбойной плиты вызывает ускоренный износ ребра, расположенного ближе всего к разгонному ротору, в связи с тем, что прямым ударам материала, вылетающего из ротора подвержены одна грань и одно ребро, что, в свою очередь, приводит к удалению отбойной плиты от ротора и снижению эффективности дробления (фиг.1а).
Процесс износа сопровождается выбиванием (выносом) определенного объема материала плиты в единицу времени. Плита, в зоне обращенной к разгонному ротору, имеет меньший объем по отношению к периферии плиты, и, соответственно, зона плиты, обращенная к ротору, будет разрушаться быстрее по отношению к периферийной (задней) части плиты. Такой «поворот» рабочей грани плиты и ее удаление от разгонного ротора резко снижает эффективность ударного разрушения дробимого материала, поскольку максимальная эффективность дробления достигается при ударе по траектории, которая расположена под 90 градусов к плоскости рабочей поверхности плиты и при наименьшем расстоянии между ротором и рабочими гранями плит. Таким образом, недостатком указанных центробежных установок является быстрый износ ребер отбойных плит, обращенных к разгонному ротору, их удаление от ротора и, как следствие, уменьшение эффективности дробления и малый ресурс работы.
Известна ударно-центробежная дробилка, содержащая корпус с патрубком для подвода исходного материала, патрубком для вывода конечного продукта, отбойные элементы, рабочий орган и опорно-приводной механизм (Патент на полезную модель Республики Беларусь ВY3903 кл. В02С 13/00, 2007). Известна центробежная дробилка содержащая корпус, разгонный ротор, отбойные плиты, вертикальный опорный узел и двигатель (Патент США 4,560,113 кл. В02С 23/00, 1985). Так же известна центробежная дробилка, содержащая корпус, разгонный ротор, отбойные плиты, вертикальный опорный узел и двигатель (Патент США 4,575,014 кл. В02С 19/00, 1986).
Недостатками вышеперечисленных дробилок с отбойными элементами в виде отдельных плит является малая эффективность дробления и малый ресурс, вызванные тем, что отдельные отбойные плиты имеют форму прямоугольника в горизонтальном сечении, повернутого одной из вершин к рабочему органу.
Такая форма и расположение отбойных элементов вызывает быстрый износ ребер отбойных элементов, «поворот» и удаление рабочей поверхности отбойной плиты от рабочего органа, в связи с тем, что прямым ударам материала, вылетающего из ротора подвержена одна грань и одно ребро, что в свою очередь, ведет к снижению эффективности дробления и снижению ресурса (фиг.1б).
Известна центробежная дробилка, содержащая корпус, разгонный ротор, отбойные плиты, вертикальный опорный узел и двигатель (Патент США 3,540,667 кл. ВO2С 23/00, 1970).
Недостатком этой дробилки с отбойными элементами в виде отдельных плит является малая эффективность дробления и малый ресурс, вызванные тем, что отдельные отбойные плиты имеют форму близкую к трапеции в горизонтальном сечении, повернутой одной из вершин к разгонному ротору. Такое расположение отбойной плиты вызывает ускоренный износ ребра, расположенного ближе всего к разгонному ротору, в связи с тем, что прямым ударам материала, вылетающего из ротора подвержены одна грань и одно ребро отбойной плиты, что, в свою очередь, приводит к удалению отбойной плиты от ротора и снижению эффективности дробления (фиг.1в).
Сущность полезной модели
Техническим результатом полезной модели является увеличение эффективности измельчения (дробления) и увеличение ресурса работы отбойных плит.
Указанный технический результат достигается тем, что отбойное устройство (отбойная плита) выполнено в форме близкой к трапеции. В сечении горизонтальной плоскостью, отбойное устройство образовано тремя отрезками, средний из которых расположен ближе всего к ротору и перпендикулярен вектору, соединяющему центры отбойной плиты и ротора, а два других образуют со средним отрезком тупые углы. Такая форма и положение отбойных плит относительно ротора значительно замедляет износ части плиты обращенной к разгонному ротору, в связи с тем, что, в отличие от представленных выше прототипов, прямым ударам материала, вылетающего из ротора подвержены две грани и два ребра отбойной плиты, что, в свою очередь, замедляет «поворот» отбойной (рабочей) поверхности плиты по мере износа, поскольку часть плиты, обращенная к ротору, имеет дополнительный (по сравнению с прототипами) запас объема (массы). Кроме этого, во время работы замедляется процесс уменьшения размеров отбойного устройства в направлении к центру ротора (фиг.1 г).
Указанное конструктивное выполнение отбойного устройства позволяет увеличить эффективность измельчения и повысить ресурс работы отбойных устройств. Увеличение эффективности дробления достигается за счет более «стабильного» положения рабочей поверхности отбойной плиты по отношению к ротору и к траекториям вылетающего из разгонного ротора материала. Здесь под «стабильным» положением понимается минимальное, в результате износа, удаление рабочей грани плиты от ротора и минимальное изменение угла между траекторией струи материала подаваемой на плиту из ротора и рабочей гранью плиты в горизонтальной плоскости.
Целесообразно в часть плиты, обращенную к ротору вставить горизонтально расположенные стержни из износостойкого материала, или эту часть плиты выполнить целиком из более износостойкого материала. Такое выполнение отбойного устройства повышает «стабильность» положения рабочей поверхности и позволяет увеличить ресурс работы установки без замены отбойного устройства или его составных элементов.
Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле полезной модели, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежами и описанием конструкции заявленной установки.
Перечень фигур и чертежей
На фиг.1 схематически представлен износ отбойных плит (а) треугольной, (б) прямоугольной, (в) трапециевидной формы, (г) формы близкой к трапеции. 1 - край разгонного ротора, 2 - траектории струй выносимого из ротора материала, 3 - рабочая грань отбойной плиты (пунктиром обозначен «поворот» рабочей грани плиты в процессе износа), 4 - отбойная плита.
На фиг.2 представлен осевой разрез центробежной установки. На фиг.3 изображено сечение А-А центробежной установки. На фиг.2, 3 стержни 8 условно показаны только в одной плите. Центробежная установка (фиг.2, 3) содержит загрузочное устройство 1, корпус 2, разгонный ротор 3, отбойное устройство 4 в виде отдельных отбойных плит, вертикальный опорный узел 5, двигатель 6, отверстие для выгрузки измельченного материала 7, стержни из износостойкого материала 8.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели
Центробежная установка (фиг.2, 3) работает следующим образом. Исходный материал (например, гранитный щебень) загружается через загрузочное устройство 1 в корпус 2, далее материал попадает в центр, быстровращающегося ротора 3. Разгонный ротор 3 разгоняет материал до большой скорости. Материал вылетает из разгонного ротора и разрушается от удара об отбойное устройство 4. В процессе работы материал эффективно и равномерно измельчается, поскольку струя выносимого из ротора материала попадает под углом максимально близким к нормали к рабочей поверхности отбойных плит, равноудаленных от плоскости ротора и подверженных минимальному износу. Далее измельченный материал свободно падает вниз из корпуса 2, и выгружается из установки через выход 7.
На основании вышеизложенного, можно сделать вывод, что заявленная Центробежная установка может быть реализована на практике с достижением заявленного технического результата, т.е. она соответствует критерию «промышленная применимость».