измельчитель-классификатор

Формула изобретения

1. Измельчитель-классификатор, содержащий рабочую камеру, привод, вал с винтовыми футерованными лопастями в виде спирали по всей длине камеры, загрузочную и разгрузочную течки, разгрузочный патрубок для негабаритов, отличающийся тем, что винтовые лопасти футерованы кольцеобразными плитами желобчатого профиля, изготовленными из износостойкого упругого эластичного полимерного материала, выполненными по крайней мере с одним радиальным разрезом и установленными с шагом, равным шагу лопастей, причем внешняя кромка плит выступает за линию образующей спирали, а рабочая поверхность плит имеет регулярную структуру радиально ориентированных клинообразных или трапецеидальных углублений и гребней.

2. Измельчитель-классификатор по п.1, отличающийся тем, что кольцеобразная форма плиты выполнена из отдельных сегментов.

3. Измельчитель-классификатор по п.1, отличающийся тем, что футеровочные плиты установлены на лицевой и/или тыльной сторонах винтовых лопастей.

4. Измельчитель-классификатор по п. 1, отличающийся тем, что внешняя кромка плит выступает за линию образующей спирали на 3 - 10% ее ширины.

5. Измельчитель-классификатор по п.1, отличающийся тем, что угол наклона рабочей камеры равен 10 - 90^o относительно горизонта.

6. Измельчитель-классификатор по п.1, отличающийся тем, что футеровочные плиты изготовлены из резины, или полиуретана, или капролона, или полиэтилена.

7. Измельчитель-классификатор по п.1, отличающийся тем, что футеровочные плиты выполнены многослойными, а по крайней мере один из слоев армирован синтетическим кордом или металлокордом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике дезинтеграции и классификации твердых материалов и может быть использовано на предприятиях горной, строительной и других отраслей промышленности.

Известно устройство для дробления материалов (авт. св. N 1595565, МПК 7 В 02 С 13/13, опубл. 30.09.1990), содержащее корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, соосно установленные подающий шнек и ротор с винтовыми лопастями, сепарационную решетку и привод. Сепарационная решетка выполнена конической формы с винтовыми лопастями на внутренней поверхности, вращается в направлении, противоположном направлению вращению ротора, а винтовые лопасти ротора и решетки имеют противоположные углы наклона и выполнены с шагом, уменьшающимся в направлении движения материала, при разрушении материала одновременно реализуются разные способы: раскалывание, срез, излом и истирание.

Недостатком указанного технического решения является быстрый абразивный износ винтовых лопастей ротора и решетки при дезинтеграции: дроблении и истирании твердых материалов, например железных руд, устройство не обеспечивает эффективной классификации материалов по крупности.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является устройство для измельчения и классификации (по авт. св. СССР N 1220689, В 03 В 5/02, опубл. 30.03.1982), содержащее рабочую камеру, привод, вал с винтовыми футерованными лопастями в виде спирали по всей длине камеры, загрузочную и разгрузочную течки, разгрузочный парубок для удаления негабаритов.

Недостатком указанного технического решения является интенсивный износ винтовых лопастей валов.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности процесса дезинтеграции твердых материалов с получением тонкого продукта измельчения и повышение износоустойчивости винтовых лопастей спирали валов.

Указанный технический результат достигается тем, что измельчитель-классификатор содержит рабочую камеру, привод, вал с винтовыми футерованными лопастями в виде спирали по всей длине камеры, загрузочную и разгрузочную течки, разгрузочный патрубок для удаления негабаритов, при этом винтовые лопасти футеруются кольцеобразными плитами желобчатого профиля из износостойкого упругого эластичного полимерного материала, выполненными по крайней мере с одним радиальным разрезом. Плиты устанавливаются с шагом, равным шагу лопастей, причем внешняя кромка плит выступает за линию образующей спирали. Рабочая поверхность плит имеет регулярную структуру радиально сориентированных клинообразных или трапецеидальных углублений и гребней. Кольцеобразная форма плиты может быть выполнена из отдельных сегментов. Футеровочные плиты устанавливаются с лицевой и/или тыльной стороны винтовых лопастей. Внешняя кромка плит выступает за линию образующей спирали на 3-10% ее ширины, а угол наклона рабочей камеры относительно горизонта равен 10-90^o. Футеровочные плиты могут быть изготовлены из резины, полиуретана, капролона или полиэтилена и выполнены многослойными и, по крайней мере, один из слоев армирован синтетическим кордом или металлокордом.

Сущность технического решения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 - измельчитель-классификатор, вид сбоку в разрезе; на фиг. 2 - измельчитель-классификатор, вид спереди; на фиг. 3 - фрагмент вала с винтовыми лопастями в сборе; на фиг. 4 - футеровочная плита лопасти вала; на фиг. 5 - разрез по А-А на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез по Б-Б на фиг. 4; на фиг. 7 - поперечный разрез лопасти по С-С на фиг. 2 с футеровочной плитой на лицевой стороне, на фиг. 8 - то же, на лицевой и тыльной стороне лопасти Д-Д.

Как показано на фиг.1, измельчитель-классификатор состоит из рабочей камеры 1, в которой установлены один или несколько валов 2 с винтовыми лопастями 3 в виде спирали по всей длине рабочей камеры и привод 4. Загрузка исходного твердого материала осуществляется через загрузочную течку 5, разгрузка измельченного материала осуществляется через течку 6 в днище рабочей камеры 1, крупный материал-негабарит удаляется через разгрузочный патрубок 7 в верхней части рабочей камеры. Рабочая камера устанавливается под углом = 10-90^o к горизонту, который определяется технологией измельчения материала.

Винтовые лопасти 3 вала 2 измельчителя-классификатора (фиг. 3) закрепляются на валу посредством шпилек 8 (вариантом закрепления может служить крепление непосредственно к валу, например, посредством сварки) и изготавливаются из прочной плоской металлической ленты 9 на всю длину вала. Лопасти 3 могут состоять из отдельных сегментов и устанавливаться на валу 2 с шагом S. Лицевая поверхность винтовых лопастей 3 спирали футеруется плитами 10 кольцеобразной формы, внешняя кромка которых превышает диаметр образующей спирали на 3-10%, а ширина кольца футеровочной плиты, по крайней мере, соответствует ширине ленты 9. Футеровочные плиты 10 могут выполняться из отдельных сегментов.

Футеровочные плиты 10 выполнены кольцеобразной формы желобчатого профиля, по крайней мере, с одним радиальным разрезом 11 по всей ширине кольца, как показано на фиг. 4. Для удобства монтажа футеровочные плиты 10 могут разрезаться на сегменты (на фиг. 4 показан вариант разделения плиты по пунктирным линиям) и закрепляться отдельно на лопастях вала 2. При этом выпуклая поверхность P плит 10 является рабочей, а вогнутая поверхность Т, армированная кордом, является нерабочей. Каждая футеровочная плита 10 имеет наружный слой 12 из упругой износостойкой резины (либо другого износостойкого материала), а внутренний слой 13 армирован синтетическим кордом, либо металлокордом. Наружный слой 12 футеровочной плиты 10 имеет регулярную структуру, состоящую из клинообразных или трапецеидальных углублений 14 в виде карманов и гребней 15, радиально направленных к центру вала 2. Широкая часть углублений 14 расположена на внешнем периметре футеровочных плит 10. Рабочей поверхностью измельчителя-классификатора является наружный слой 12 футеровочной плиты 10.

При монтаже измельчителя-классификатора футеровочные плиты 10 раздвигаются по радиальному разрезу 11 на величину шага S спирали вала, укладываются поверхностью Т на плоскость винтовых лопастей с лицевой стороны спирали в направлении разгрузочного патрубка 7 и закрепляются. В процессе прижатия плит 10 к плоскости металлической ленты 9 винтовых лопастей 3 (фиг. 7), желобчатый профиль плит деформируется в плоский профиль. Наружный первоначальный выпуклый слой 12 сжимается и уплотняется, приобретая при этом дополнительные упругие свойства, плотность и износостойкость. После закрепления одной плиты 10 устанавливаются последующие плиты по всей поверхности лопастей 3 на всю длину спирали (или спиралей). Футеровочные плиты 10 могут укладываться и закрепляться с лицевой и тыльной сторон спирали измельчителя-классификатора (вариант изображен на фиг. 3 и 8).

Техническое устройство работает следующим образом.

Рабочую камеру 1 устанавливают в зависимости от требований технологии под определенным углом к горизонту (угол может изменяться от 10 до 90^o). Соосно продольной оси камеры 1 размещают вал 2. На вал 2 измельчителя-классификатора устанавливаются шпильки 8 (или без них), к которым закрепляется металлическая лента 9 или металлические сегменты таким образом, что они формируют винтовую спираль на всю длину вала. При малых углах наклона рабочей камеры 1 на лицевую поверхность винтовых лопастей 3 устанавливаются и закрепляются любым способом футеровочные плиты 10, как описано выше. При больших углах (более 45^o) футеровочные плиты 10 устанавливают как с лицевой, так и с тыльной стороны винтовых лопастей. Вал 2 с футерованными винтовыми лопастями 3 посредством привода 4 приводят во вращение. Через загрузочную течку 5 подают твердый материал. При мокром процессе дезинтеграции в камеру 1 направляют воду или поверхностно-активную жидкость, при сухом способе измельчитель-классификатор комплектуют аспирационной системой (на чертежах не показана).

При вращении вала 2 в водной среде твердый материал захватывается углублениями 14 и гребнями 15 наружного слоя 12 футеровочных плит 10 и перемещается в сторону разгрузочного патрубка 7. При этом куски твердого материала, находящиеся в углублениях 14, перемещаются в поперечном сечении рабочей камеры относительно основной массы твердого материала. Клинообразная форма углублений захватывает куски твердого материала и прочно удерживает его. Благодаря этому твердый материал подвергается интенсивному процессу дезинтеграции: взаимному дроблению и тонкому истиранию (измельчению). Изменяя форму клинообразных углублений, скорость вращения и угол наклона валов винтовых лопастей, выбирают оптимальный режим интенсивного режима дезинтеграции того или иного твердого материала с различными физико-механическими свойствами. Гребни 15 футеровочных плит интенсивно перемешивают твердый материал в водной среде. Обеспечивая требуемый плотностной режим пульпы в рабочей камере (соотношение твердого материала и воды), регулируют режим и крупность измельчения твердых материалов.

Упруго напряженный наружный слой 12 футеровочных плит в сочетании с армированным кордовым слоем 13 обеспечивает долговечность и механическую стойкость спиральных лопастей измельчителя-классификатора.

Твердый материал заданной крупности удаляется через течку 6 в днище рабочей камеры 1 вместе с водой в виде пульпы определенной плотности. Куски твердого материала более высокой прочности (негабарит) возвращаются на повторное измельчение в измельчитель-классификатор через разгрузочный патрубок 7. Измельчитель-классификатор, выполняя функцию дробления, тонкого и сверхтонкого измельчения и классификации, может работать в замкнутом режиме с другими известными аппаратами дезинтеграции твердых материалов.

Благодаря данной конструкции достигается соединение двух процессов: дезинтеграции и классификации твердых материалов, что обеспечивает более интенсивное раскрытие минеральных зерен полезного компонента в твердых материалах (например, магнетита) и уменьшает количество аппаратов в технологической цепочке.