конусная дробилка

Формула изобретения

1. Конусная дробилка, содержащая наружный усеченный конус, в котором на консоли вала с возможностью осевого и радиального перемещения установлен внутренний усеченный конус с помощью втулки и сферического подшипника, привод вала, амортизатор радиальных колебаний внутреннего конуса, пружинный амортизатор его осевых колебаний и дебаланс, причем рабочие поверхности конусов образуют кольцевую клиновую загрузочно-разгрузочную щель, регулируемую наладочным смещением одного из конусов, отличающаяся тем, что усеченные наружный и внутренний конусы расположены большими основаниями вверх, внутренний конус установлен над наружным конусом и связан с втулкой дополнительным сферическим подшипником, эксцентричным основному сферическому подшипнику, втулка установлена на консоли вала с возможностью вращения с ним, дебаланс закреплен на торце втулки или на конце консоли вала в зоне контакта конусов, а на рабочей поверхности внутреннего конуса выполнены многозаходные спиральные канавки для перемещения продуктов переработки к наружному конусу.

2. Конусная дробилка по п.1, отличающаяся тем, что под ней размещены сита и емкости для фракций продуктов переработки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике переработки различных материалов, а именно к конусным инерционным дробилкам для измельчения разного вида сырья.

Известна мельница по а.с. СССР № 1533760, В 02 С 17/18, 1990 г. Сепаратор мельницы содержит дисковой конусный ротор с вертикальной осью вращения, противопоставленный ему кольцевой статор и механизм регулирования зазора между ротором и статором. Для изменения зазора статор установлен в корпусе сепаратора с возможностью осевого перемещения резьбовыми парами, равномерно распределенными по кольцу статора.

Недостатком устройства является отсутствие амортизации зазоров осевых и радиальных колебаний ротора, что снижает надежность, эффективность работы.

Известен конусный измельчитель, содержащий вращающийся ротор, выполненный в виде усеченного конуса и невращающийся ответный орган в виде тоже усеченного конуса, расположенного большим основанием вверх (см. ж. “Хлебопродукты” № 8, 1993, стр. 25-26, авторы Ю. Балан, С. Талпэ).

Имеются механизм амортизации осевых колебаний ротора и механизм изменения зазора между усеченными конусами. Недостатком устройства является отсутствие амортизаторов радиальных колебаний ротора.

Известна конусная дробилка согласно описанию изобретения к патенту РФ № 2049549 В 02 С 2/04, 1993 г. Дробилка содержит станину с лотком для продуктов переработки и наружным усеченным конусом, в котором установлен внутренний конус с помощью сферического подшипника на консоли вала с возможностью осевого и радиального перемещения от привода. На консоли вала установлена втулка с дебалансом, амортизаторы радиальных колебаний внутреннего конуса и амортизатор осевых колебаний. Дробилка имеет установленную на консоли вала с возможностью осевого смещения дополнительную втулку, в которой размещен сферический подшипник, и установленную на конце вала ременную передачу, кинематически связанную с приводом. Между основной и дополнительной втулками размещена пружина.

Основной недостаток известной дробилки - неустойчивое положение внутреннего конуса, т.к. установка его на втулке осуществляется с помощью лишь одного сферического подшипника, что снижает работоспособность дробилки. Дополнительным недостатком является понижение ее производительности из-за размещения дебаланса на значительном удалении от зоны контакта конусов. Отсутствие сит для сортировки продуктов переработки по размерам отдельных фракций снижает технологические возможности дробилки.

Описанное техническое решение выбрано за прототип из-за большого количества общих признаков с предлагаемым.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности и степени измельчения продуктов переработки за счет стабилизации положения на консоли вала внутреннего конуса, наложение дополнительных колебаний на внутренний конус и размещение дебаланса непосредственно в зоне контакта конусов. Другой задачей является осуществление сортировки продуктов переработки по размерам отдельных фракций без дополнительных энергетических затрат.

Задачи решаются тем, что конусная дробилка содержит наружный усеченный конус, в котором на консоли вала с возможностью осевого и радиального перемещения установлен внутренний усеченный конус с помощью втулки и сферического подшипника, привод вала, амортизатор радиальных колебаний внутреннего конуса, пружинный амортизатор его осевых колебаний и дебаланс. Рабочие поверхности конусов образуют кольцевую клиновую загрузочно-разгрузочную щель, регулируемую наладочным осевым смещением одного из конусов.

Дробилка отличается тем, что усеченные наружный и внутренний конусы расположены большими основаниями вверх, внутренний конус установлен над наружным конусом и связан с втулкой дополнительным сферическим подшипником, эксцентричным основному сферическому подшипнику, втулка установлена на консоли вала с возможностью вращения с ним, дебаланс закреплен на торце втулки или на конце консоли вала в зоне контакта конусов, а на рабочей поверхности внутреннего конуса выполнены многозаходные спиральные канавки для перемещения продуктов переработки к наружному конусу. Дополнительно дробилка отличается тем, что под ней размещены сита и емкости для фракций продуктов переработки.

Совокупность указанных существенных признаков позволяет повысить производительность установки и степень измельчения продуктов переработки, разделить их по фракциям без дополнительных энергетических затрат.

На чертежах представлена конструктивная схема конусной дробилки в продольном разрезе. На фиг. 1 показана дробилка с верхним приводом; на фиг. 2 - вариант с нижним приводом рабочих органов.

Дробилка содержит станину 1 с закрепленным усеченным конусом 2, в котором размещен усеченный внутренний конус 3. Между конусами 2 и 3 имеется кольцевая клиновая загрузочно-разгрузочная щель 4 для сырья, помещенного в камеру 5. Камера 5 образована в станине 1 стенками 6, 7, 8, 9 и кожухом 10, закрывающим от контакта с сырьем приводной вал 11.

Внутренний конус 3 установлен на втулке 12 с помощью сферического подшипника 13 с возможностью осевого перемещения по консоли 14 вала 11. Резьбовой конец 15 вала 11 снабжен упорным кольцом 16, закрепленным гайкой 17. С другой стороны втулки 12 на вале 11 установлены пружина 18 и гайки 19. Вал 11 имеет свои опоры (не обозначены), размещенные в плите 20. На фиг. 1 показана дробилка с верхним приводом, у которой корпус 21 монтируется на плите 20 на верху станины 1. Втулка 22 на фиг. 1, например, одета на вале электродвигателя 23, установленного на корпусе 21 параллельно валу 11 в своих подшипниках (не обозначены) и зацеплена с валом 11 с помощью сменных цилиндрических шестерен 24. Плита 20 закрепляется на крышке 25 станины 1.

Втулка 12 установлена на консоли 14 вала 11 с помощью скользящей шпонки 26 с возможностью радиального смещения под нагрузкой от оси вала 11. К ней тягой 27 прикреплен дебаланс 28. Помимо сферического подшипника 13, на втулке 12 помещается дополнительный сферический подшипник 29, отделяемый от основного кольцом 30. Подшипники 13 и 29 зафиксированы на корпусе 3 фланцем 31 с уплотнением 32. Особенностью установки подшипника 29 является то, что он установлен на втулке 12 эксцентрично подшипнику 13 на величину “е”. В общем случае подшипник 29 может располагаться на вале 11, например, за его резьбой частью 15, а дебаланс 28 может быть жестко установлен на резьбовой части 15 консоли 14 (не показано). Усеченный наружный конус 2 своим большим основанием 33 расположен вверх. Между конусами образуется кольцевая клиновая загрузочно-разгрузочная щель 4 с возможностью ее регулировки за счет уменьшения (увеличения) длины упорного кольца 16, т.е. путем наладочного сближения (удаления) конусов 2 и 3. Наружный конус 2 ограждением 36 и перегородкой 37 соединен с ситами 38 и 39, установленными на полке 40, прикрепленной к станине 1. Сетки 41 и 42 сит имеют разные размеры отверстий: в сетке 41 ячейки больше, чем в сетке 42. Под сетками размещены емкости 43, 44 и 45 для разных фракций продуктов переработки.

Станину 1 целесообразно установить на упругих опорах 46.

Конусная дробилка работает следующим образом.

От электродвигателя 23 движение через шестерни 24 передается валу 11, который вращается со скоростью, необходимой для эффективной переработки сырья. Так как вал 11 через шпонку 26, втулку 12 связан с дебалансом 28, то при его вращении развивается центробежная сила. За счет этой силы внутренний конус 3 совершает сложное движение, опираясь на подшипникам 13 и 29. Радиальное отклонение конуса 3, вызванное действием центробежной силы, компенсируется упругим радиальным смещением втулки 12 консоли вала 11, действием осевой пружины 18, угловым отклонением конуса благодаря сферическим подшипникам 13 и 29, чем обеспечивается самоустановка внутреннего конуса относительно наружного.

Помещенный в камеру 5 материал поступает в кольцевую клиновую загрузочно-разгрузочную щель 4 между рабочими поверхностями конусов 2 и 3, раздавливается подвижным конусом 3, ибо он под действием центробежной силы совершает переносное вращение, последовательно перекатываясь по наружному конусу 2. В месте мгновенного контакта конусов материал раздавливается сближением конусов, а на диаметрально противоположной стороне щель 4 увеличивается и через нее измельченный материал проваливается на сетку 41 сита 38. Монтаж дополнительного сферического подшипника 29 эксцентрично сферическому подшипнику 13 при осуществлении сложного движения конуса 3 обеспечивает колебания его с амплитудой, пропорциональной величине эксцентриситета “е” и диаметру конуса 3. Происходит наложение этих колебаний на раздавливаемый материал, что способствует его измельчению в зоне контакта конусов и интенсификации процесса переработки за счет совместного действия среза, сдвига и сжатия, а воздействие этих колебаний на продукты переработки на противоположной стороне щели 4 приводит к интенсивному выносу измельченного материала из загрузочно-разгрузочной щели. На освободившееся место из камеры 5 поступает новая порция материала.

В случае размещения сит под конусами наиболее крупная фракция продуктов переработки с сетки 41 под действием вибраций, генерируемых дебалансом 28, поступает в емкость 45, а фракция, меньшая по размерам ячеек сетки 41, опускается на сетку 42. Как это имело место на сетке 41, продукты переработки снова разделяются на две фракции. Одна - более крупная, стекает в емкость 44, а другая - самая мелкая, в емкость 43. Количество сит может быть установлено больше, тогда и число фракций увеличивается.

Регулировку величины разгрузочно-загрузочной щели 4 можно осуществить путем наладочного смещения конуса 3 относительно конуса 2, например, сменой кольца 16 или подрезкой торца кольца 16. Возможны другие способы, например, введением прокладок между плитой 20 и крышкой 25.

Конструкция позволяет менять натяжение пружины 18 гайками 19, что наряду с центробежным усилием определяет силу смыкания конусов, а в конечном результате - степень измельчения и производительность.

Изменение скорости вращения вала 11, скорости переносного кругового вращения внутреннего конуса 3, частоты колебаний его, вызванной эксцентриситетом “е”, осуществляется сменой цилиндрических шестерен 24 (фиг. 1) или изменением частоты вращения вала электродвигателя 23 (фиг. 2).

Преимущества предлагаемого технического решения следующие.

Стабилизация положения внутреннего конуса 3 введением дополнительной эксцентричной опоры 29 и связь вала 11 с втулкой 12 скользящей шпонкой 26 приводит к принудительным колебаниям рабочих поверхностей конуса 3 и повышает производительность и степень измельчения за счет совместного действия на материал среза, сдвига и сжатия. Благоприятно сказывается размещение дебаланса 28 непосредственно в зоне контакта конусов.

Установка усеченных конусов 2 и 3 большим диаметром 33 и 35 вверх, закрепление конуса 3 со спиральными канавками 34 над конусом 2 увеличивает производительность за счет подачи материала в зону обработки под действием сил гравитации и принудительной подачи материала к наружному конусу 2 многозаходными спиральными канавками 34, выполненными на внутреннем конусе 3. Упругость вала 11 позволяет амортизировать радиальные колебания и радиальные смещения внутреннего конуса 3 при работе дробилки. Осевые смещения и колебания амортизируются, кроме пружины 18, весом внутреннего конуса 3. Осуществляется сортировка продуктов переработки с помощью сит, помещенных в станине ниже конуса 2, без дополнительных энергетических затрат за счет использования вибраций, генерируемых дебалансом 28. При размещении электродвигателя 23 на крышке 25 станины 1 уменьшаются габариты дробилки, а исключение своего привода при сортировке продуктов переработки, помимо снижения габаритов, уменьшает материалоемкость, обеспечивается удобство обслуживания установки.