пресс-валковый измельчитель

Формула изобретения

1. Пресс-валковый измельчитель, содержащий корпус, установленные на нем с зазором валки, выполненные в виде имеющих продольные пазы барабанов с сегментами, предварительно напряженными с помощью клиньев, установленных с продольных пазах барабанов, отличающийся тем, что сегменты имеют дугообразный профиль, выполнены выпуклыми на одном и вогнутыми на другом барабане, снабжены торцевыми и центральными приливами с наклонными пазами и жестко закреплены в их центральной части на барабанах, причем одни сегменты выполнены выступающими, а другие утопленными с их чередованием, при этом клинья выполнены в виде клиновых шпонок с наклонными торцевыми поверхностями и оперты на торцевые и центральные приливы сегментов в их наклонных пазах.

2. Измельчитель по п. 1, отличающийся тем, что значение углов клиньев в центральной части сегментов составляет 30 50^o, а по краям 50 75^o.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для измельчения мелкокусковых материалов, а именно к конструкции пресс-валковых измельчителей, используемых в промышленности строительных материалов при измельчении карбонатных и алюмосиликатных пород, клинкера, техногенных материалов, а также в горнодобывающей, угольной, химической и других отраслях промышленности.

Известны пресс-валковые измельчители, включающие пару валков, закрепленных в подшипниках и вращающихся навстречу друг другу [1,2]

Однако данные измельчители характеризуются повышенными энергозатратами ввиду значительных усилий измельчения. Например, при измельчении цементного клинкера для эффективного его разрушения необходимо обеспечить усилия измельчения, равные 1,5 2 т/см ширины валка и более.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является валковая дробилка [3] содержащая размольные сегменты, установленные на остове в виде барабана при помощи продольных крепежных элементов, расположенных с зазором в пазах остова. Форма поперечного сечения пазов и крепежных элементов соответствуют друг другу. Причем последние смонтированы в зазорах с помощью клиньев. Варианты крепления сегментов могут быть различны.

Однако, данная конструкция имеет ряд существенных недостатков:

использование технического решения не обеспечивает повышения износостойкости рабочей поверхности съемных сегментов;

гладкая поверхность валков не обеспечивает надежный захват измельчаемой шихты и крупнокусковых материалов для доставки их в зону максимального давления, особенно при повышенной окружной скорости валков;

измельчитель с валками известной конструкции обладает повышенной ремонтосложностью в виду сложности узлов крепления сегментов;

невозможность восстановления геометрического профиля сегментов в процессе их естественного износа;

отсутствие возможности быстрой замены одного или нескольких сегментов при их поломке в процессе эксплуатации измельчителя.

Целью изобретения является интенсификация процесса измельчения, повышение эксплуатационной надежности и межремонтного периода валков измельчителя.

Указанная цель достигается тем, что в пресс-валковом измельчителе, содержащем корпус, установленные в нем с зазором валки, выполненные в виде барабана, на которых смонтированы сегменты. Согласно решению сегменты жестко смонтированы на барабанах в их центральной части и предварительно напряженны с помощью клиньев, установленных в продольных пазах посадочных барабанов, имеют дугообразный профиль и выполнены выпуклыми на одном и вогнутыми на другом барабане. Причем все сегменты чередуются между собой как выступающие и утопленные и имеют торцевые и центральные приливы, а клинья выполнены в виде клиновой шпонки с наклонными торцевыми поверхностями и оперты на торцевые и центровые приливы сегментов в их наклонных пазах.

Значение углов клиньев в центральной части сегментов составляет 30 50^o, а по краям b 50 75^o.

Сопоставленный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается установкой на поверхности посадочных барабанов валков предварительно напряженных вогнутых и выпуклых сегментов имеющих дугообразный геометрический профиль вдоль оси валков, вместо их прямолинейного профиля, создающего большие радиальные нагрузки. Предварительное напряжение достигается с помощью клиньев, установленных в продольных пазах посадочных барабанов. Использование более надежного и простого способа крепления сегментов только в их центральной части вместо более сложного. Все сегменты чередуются между собой как выступающие и утопленные, и выполнены с торцевыми и центральными приливами, опирающимися в их наклонных пазах на клинья. Значение углов клиньев в центральной части сегмента соответствует a 30 50^o, а по краям b 50 75^o.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого технического решения с другими известными решениями показывает, что измельчитель, содержащий корпус с установленными в нем с зазором валками, выполненными в виде барабана, на которых смонтированы с помощью клиньев съемные сегменты известны [3] Однако, использование предлагаемого технического решения с вышеуказанными признаками обеспечивает достижение новых свойств, заключающихся:

в снижении износа рабочих поверхностей съемных сегментов за счет их предварительного напряжения (сжатия поверхностного слоя сегментов, контактирующего с измельчаемым материалом);

в обеспечении более развитой рабочей поверхности валков, обладающей надежным захватом шихты и позволяющей измельчать материал более широкого фракционного состава;

в снижении ремонтосложности измельчителя за счет упрощения его конструкции;

в повышении межремонтного периода валков измельчителя за счет поддержания заданного геометрического профиля в процессе их эксплуатации;

в возможности оперативной замены одного или нескольких сегментов, имеющих дефекты (трещины, раковины, сколы и т.д.) в процессе эксплуатации измельчителя.

Все это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлены валки измельчителя, поперечный разрез; на фиг. 2

валки измельчителя в сборе, продольный разрез; на фиг. 3 сегмент выпуклый; на фиг. 4 сегмент вогнутый; на фиг. 5 крепление выпуклых сегментов на барабане измельчителя; на фиг. 6 крепление вогнутых сегментов на барабане измельчителя.

Пресс-валковый измельчитель содержит смонтированный в корпусе 1, валки 2,3, составленные из закрепленных на барабанах 4,5 с помощью, например, болтовых соединений 6 (фиг. 1) и клиньев 7,8 (фиг. 2), выпуклых 9 (фиг. 3) и вогнутых 10 (фиг. 4), дугообразных сегментов. При этом каждый из выпуклых и вогнутых сегментов соприкасается по боковым граням с утопленными сегментами 11,12, образуя при этом рельефный профиль валков измельчителя. Барабаны жестко закреплены по своим боковым сторонам на ступицах 13,14 (фиг. 2), посажанных на валках 15,16 и соединенных между собой стяжками 17. Между посадочными поверхностями барабанов и клиньев, закрепленных в их пазах 18, установлены регулировочные пластины 19 (фиг. 5). Все сегменты соприкасаются с клиньями через наклонные поверхности пазов 20, выполненных в центральных 21 и торцевых 22 приливах (фиг. 6).

Пресс-валковый измельчитель работает следующим образом. Измельчаемый материал поступает через загрузочное отверстие в межвалковое пространство валков 2,3 измельчителя (фиг. 1). Рельефная поверхность валков, образованная выступающими 9,10 и утопленными 11,12 сегментами, обеспечивает надежный захват шихты. Для увеличения эксплуатационной долговечности валков предварительному напряжению подвергаются с помощью клиньев 7,8 как выступающие 9,10, так и утопленные 11,12 сегменты (фиг. 2). Клиньев 7,8 установлены своим основанием в продольных пазах 18 барабанов 4,5, а верхней частью в наклонных поверхностях пазов 10 центральных 21 и торцевых 22 приливов сегментов (фиг. 3,4), что обеспечивает их строгую фиксацию на поверхности барабанаю. При приложении усилий F (при затяжке болтов в центральной части сегментов), сегмент (например, выпуклый 10) наклонными поверхностями пазов 20 приливов 21 воздействуют на утопленные в пазах 18 клинья, раздвигая их от центра (фиг. 5,6). Клинья, раздвигаясь по продольным пазам (направляющим) 18 посадочного барабана, воздействуют на наклонные поверхности пазов 20 торцевых приливов сегментов по их краям 22, обеспечивая их предварительное напряжение (сжатие поверхностного слоя, контактирующего с измельчаемым материалом и растяжение поверхностного слоя, обращенного в сторону поверхности барабана).

Равномерное напряжение сегментов повышает износостойкость их рабочих поверхностей. Изгибающий момент, обеспечивающий напряжение сегментов, возникает от силы Q_y на длине плеча l. Для снижения силы трения на основании клиньев имеются выборки. Для обеспечения эффективности передачи исходного усилия F боковым частям сегментов необходимо, чтобы значение углов клиньев составляло: в центральной части сегментов a 30 50^o, а по краям b 50 70^o. При нарушении указанных условий ( a <30, b > 75^o и a > 50^o, b <50) эффект клиновой передачи усилий реализуется не эффективно.

Под воздействием усилий измельчения материалов в процессе работы происходит дополнительное сжатие поверхности сегментов за счет их прогибов, поэтому сегменты устанавливаются на барабанах валков с кольцевым зазором d величина которых не превышает предельного значения прогиба сегментов.

Для поддержания заданных геометрических форм и размеров валков измельчителя (для поддержки постоянного зазора между валками) между основаниями клиньев 7,8 и барабанов 4,5 валков устанавливается набор регулировочных пластин 19.

Использование конструкции предварительно напряженных съемных сегментов обеспечивает равномерное распределение напряжений и снижение износа по рабочей поверхности сегментов, обладает надежным захватом измельчаемого материала, снижает ремонтосложность измельчителя, увеличивает межремонтный период валков измельчителя, дает возможность оперативной замены одного или нескольких сегментов, имеющих дефекты.

Использованная литература.

1. Патент ФРГ N 328630, кл. B 02 C 4/92, 1984 аналог.

2. Авт.свид.СССР N 655422, кл. B 02 C 4/04, Б.И. N 13, 1979 аналог.

3. Авт.свид.СССР N 1426633, кл. B 02 C 4/30, 1988 прототип.