валковый пресс

Формула изобретения

1. Валковый пресс, содержащий станину, установленные в подшипниках валки, пневматический амортизатор, пневмосистему с устройством, поддерживающим в ней давление, отличающийся тем, что пневматический амортизатор выполнен из жесткого основания и эластичной мембраны, соединенных герметично с образованием силовой полости, и из нагрузочной плиты и соединен с ресивером, подключенным к компрессору с клапанным устройством, подшипниковые узлы одного из валков установлены с возможностью перемещения по направляющим пазам в станине, при этом пневматический амортизатор через нагрузочную плиту и самоустанавливающиеся опоры связан с перемещающимися подшипниковыми узлами, а его основание посредством стержневых элементов соединено со станиной в рамную конструкцию.

2. Валковый пресс по п.1, отличающийся тем, что на станине и элементах подшипникового узла, установленного с возможностью перемещения, расположен датчик конечных перемещений, электрически связанный с ресивером через клапан сброса части сжатого воздуха.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к валковым прессам (валковым мельницам, валковым дробилкам), применяемым в химической, строительной и горнорудной промышленности.

Известен амортизатор для валковой мельницы (см. а.с. СССР № 1380777, В 02 С 4/32, опубл. БИ № 38, 1986 г.) с подвижными и неподвижными валками, содержащий гидроцилиндры с поршнями и аккумулятор, причем поршни гидроцилиндров выполнены сдвоенными с полостью между ними, в которой смонтирована поперечная перегородка, имеющая калиброванные отверстия и гидравлический регулятор, при этом аккумулятор выполнен в виде пружины, закрепленной на нижнем торце каждого из поршней.

Недостатком известного технического решения является сложность изготовления и недостаточная надежность работы, сложность перестройки при изменении крепости разрушаемого сырья.

Известна валковая дробилка (см. патент США № 5722605, В 02 С 4/32, опубл. ИСМ № 5, 1996 г., вып. 12) с двумя вращающимися в противоположном направлении валками, которые установлены напротив друг друга с регулируемым зазором, для чего один валок установлен стационарно, а положение другого валка может изменяться, или с одним взаимодействующим с отражательной плитой регулируемым свободным валком. Свободный валок соединен с помощью опорного корпуса с по меньшей мере одним поршневым штоком и изменяет свое положение с помощью гидравлики. Траектория движения штока ограничена упорным устройством, регулируемым преимущественно гидравлическими средствами.

К недостаткам данного технического решения можно отнести сложность конструкции гидравлической системы регулирования радиального смещения подвижного валка и устройства упора для ограничения хода штока поршня до установленной минимальной величины зазора валков, обуславливающую необходимость использования дорогого прецизионного оборудования для их изготовления и в результате этого высокую стоимость самой дробилки.

Наиболее близким по технической сущности техническим решением является валковая мельница, устройство для нажатия валков которой (см. а.с. СССР №1012977, В 02 С 4/32, БИ №15, 1983 г.) содержит силовые гидроцилиндры валков и гидропневмосистему с генераторами подпитки соответственно жидкости и газа, дросселем и двухступенчатым амортизатором с гидро- и пневмополостями, причем устройство содержит дополнительный амортизатор, пневмополость которого соединена с пневмополостью основного с образованием между ними компенсационного объема газа постоянного давления, а их гидрополости соединены через дроссель.

Недостатком известного технического решения является сложность конструкции и ненадежность работы при попадании в рабочее пространство валков инородных предметов, сложность перестройки на различные режимы работы валковой мельницы.

Техническим результатом предлагаемого изобретения являются упрощение конструкции и обеспечение надежной работы при различных режимах настройки.

Для достижения указанного технического результата в конструкции валкового пресса, содержащего станину, установленные в подшипниках валки, пневматический амортизатор, пневмосистему с устройством, поддерживающим в ней давление, пневматический амортизатор выполнен из жесткого основания и эластичной мембраны, соединенных герметично с образованием силовой полости, и из нагрузочной плиты и соединен с ресивером, подключенным к компрессору с клапанным устройством, подшипниковые узлы одного из валков установлены с возможностью перемещения по направляющим пазам в станине, при этом амортизатор через нагрузочную плиту и самоустанавливающиеся опоры связан с перемещающимися подшипниковыми узлами, а его основание посредством стержневых элементов соединено со станиной в рамную конструкцию. Кроме того, на станине и элементах корпуса подшипникового узла, установленного с возможностью перемещения, может быть установлен датчик конечных перемещений, электрически связанный с ресивером через клапан сброса части сжатого воздуха.

Выполнение пневматического амортизатора из жесткого основания и эластичной мембраны, соединенных герметично с образованием силовой полости, и из нагрузочной плиты значительно упрощает конструкцию. Амортизатор включает жесткую стальную плиту, по периферийной части которой выполнена проточка высотой 5-10 мм. В проточке герметично закреплена посредством болтов и фланцев эластичная мембрана, выполненная, например, из транспортерной ленты толщиной 8-20 мм с образованием силовой полости высотой 8-30 мм (за счет изгиба транспортерной ленты при ее закреплении болтами в периферийной проточке). Амортизатор может быть выполнен круглой, квадратной, прямоугольной или другой сложной формы, площадь его может конструктивно задаваться от сотен квадратных сантиметров до 2-5 м² и более (при выполнении амортизатора в виде собранного пакета). Если учесть, что при давлении всего 0,1 МПа 1 м² создает усилие в 10 т, нетрудно представить, что амортизатор может обладать практически неограниченной силой при давлении воздуха до 1 МПа, которое можно получить при использовании широко распространенных компрессоров. Вышеописанное выполнение амортизатора упрощает конструкцию валкового пресса.

Соединение силовой полости амортизатора каналом с ресивером, подключенным к компрессору через клапанное устройство, поддерживающее регулируемое давление, обеспечивает одинаковое усилие амортизатора на полной длине конструктивно заданного перемещения валка, установленного с возможностью перемещения по направляющим пазам в станине. Необходимо, чтобы объем ресивера в несколько раз превышал объем воздуха, поступающего из силовых полостей при амортизационном перемещении валка, то есть количество поступающего воздуха в ресивер не поднимало бы давление воздуха. Это легко поддается расчетам, а выполнение ресивера необходимого объема не сказывается на конструкции валкового пресса, т.к. ресивер устанавливается отдельно. Использование компрессора с клапанным устройством, поддерживающим регулируемое давление, позволяет настраивать валковый пресс на определенное усилие поджатия в зависимости от прочности разрушаемого сырья, что также упрощает конструкцию и позволяет регулировать процесс разрушения сырья.

Пневматический амортизатор через нагрузочную плиту и самоустанавливающиеся опоры связан с перемещающимися по направляющим в станине подшипниковыми узлами валка, жесткое основание его соединено со станиной в рамную конструкцию, внутри которой образована силовая система из силовых элементов, замкнутая через валки и слой разрушаемого сырья, находящийся в щели между этими валками. Данное конструктивное решение обеспечивает надежность работы при любых больших усилиях поджатия.

Установка на станине и элементах корпуса подшипникового узла, установленного с возможностью перемещения, датчика конечных перемещений, электрически связанного с ресивером через клапан сброса части сжатого воздуха, обеспечивает безаварийность работы валкового пресса при попадании в его рабочее пространство инородных металлических предметов. При поступлении металла между валками валок, установленный в подшипниках с возможностью перемещения по направляющим пазам в станине, перемещается на большее конструктивно заданного при нормальной работе расстояние. При дальнейшем движении валка посредством включения конечного датчика произойдет включение канала сброса части сжатого воздуха из ресивера, сопротивление перемещения валка уменьшится, и он переместится на большую величину (при этом пройдет датчик конечного перемещения), посторонний предмет пройдет через зазор между валками. После выхода определенного количества воздуха (по конструктивной настройке) клапан сброса воздуха перекроется и ресивер загерметизируется. В силовые полости начнет поступать сжатый воздух, и валок переместится в зону нормальной работы валкового пресса.

Для того чтобы осуществлялся плавный процесс по пропуску инородного предмета через зазор между валками, необходимо провести исследования пневматической системы по операциям с определением количества сброса сжатого воздуха.

На чертеже представлена принципиальная схема валкового пресса (проекция на горизонтальную плоскость).

Валковый пресс состоит из валков 1 и 2 с индивидуальными приводами 3 и 4. Каждый из приводов состоит из электродвигателя и редуктора (скорость синхронного вращения валков 100 об/мин.). Валок 2 в подшипниках 5 установлен в станине 6, а валок 1 закреплен в подшипниковых узлах 7, перемещающихся по направляющим пазам 8 в станине 6.

Между валком 2 и валком 1 в крайнем его положении выполнена конструктивно разгрузочная щель 9, величиной от 3 до 20 мм и более. Величина разгрузочной щели 9 может регулироваться, например, прокладками 10. Пневматический амортизатор выполнен из жесткого основания 11с герметично присоединенной эластичной мембраной 12 с образованием силовой полости 13. В качестве эластичной мембраны может быть использована прорезиненная транспортерная лента толщиной 8-20 мм. Нагрузочная плита 14 соединена посредством самоустанавливающихся опор 15 с подшипниковыми узлами 7.

Силовая полость 13 каналом 16 через трехходовой кран 17 соединена с ресивером 18, компрессором 19 с клапанным устройством 20, поддерживающим регулируемое давление в ресивере 18. Ресивер 18 снабжен клапаном 21 для регулирования давления в нем.

Пневматический амортизатор через жесткое основание 11 посредством жестких связей 22 соединен с боковой стенкой станины 6 со стороны неподвижного вала 2 (на чертеже боковая стенка принадлежит общей станине валкового пресса). Жесткие связи 22 могут быть выполнены в виде стержневых элементов (с использованием в их качестве уголков, швеллеров), образуя рамную конструкцию, внутри которой образована система из амортизатора, валков 1 и 2, замкнутая через слой разрушаемого сырья, находящегося в разгрузочной щели 9 между валками 1,2.

Валок 1 соединен с приводом 3 компенсационной муфтой 23 (с эластичными полумуфтами), а валок 2 соединен с приводом 4 жесткими полумуфтами 24. На станине 6 и элементах подшипникового узла 7 валка 1 установлен датчик конечных перемещений 25, электрически соединенный с клапаном сброса 26 части сжатого воздуха из ресивера 18.

Валковый пресс работает следующим образом.

По технологической инструкции устанавливают размер разгрузочной щели 9 между валками 1 и 2 посредством прокладок 10. Клапаном 21 задают величину давления в ресивере 18, а следовательно, величину давления валка 1 к сырью, находящемуся в разгрузочной щели 9. Клапанным устройством 20 устанавливают режим подпитки ресивера 18 при работе компрессора 19.

Устанавливают положение датчика конечных перемещений 25, при котором производится сброс сырья при попадании инородного тела в разгрузочную щель 9, при этом посредством клапана сброса 26 определяют объем частичного сброса воздуха из ресивера 18. При отключении работающего амортизатора его силовая полость 13 трехходовым краном 17 соединяется с атмосферой. Включается в работу компрессор 19. Заполняют приемный бункер сырьем (бункер не показан) и включают приводы 3 и 4 в работу. Зажимающееся между валками 1 и 2 сырье будет создавать давление. При вращении валков 1 и 2 сырье захватывается и проталкивается через разгрузочную щель 9. При повышении прочности сырья усилие на его проталкивание увеличивается. Оно будет компенсироваться силой, создаваемой в силовой полости 13, которая воздействует на самоустанавливающиеся опоры 15 через нагрузочную плиту 14. Величина усилий в силовой полости 13 будет постоянна на всем перемещении валка 1 и равна заданной по технологической инструкции.

При поступлении в разгрузочную щель 9 инородного тела, например стальной гайки, по мере ее прохода по рабочему пространству валок 1 будет отодвигаться. При этом наступит момент, когда сработает датчик конечных перемещений 25. Электрический импульс передается на клапан сброса 26, произойдет сброс части воздуха из ресивера 18. При пониженных давлениях валок 1 отодвинется еще на некоторую величину, произойдет сброс части сырья с попавшей гайкой. По истечении некоторого времени (сброса количества воздуха, определенного по технологической инструкции) клапан сброса 26 закроется, сработает клапанное устройство 20 и компрессор 19 наполнит ресивер 18 до рабочего давления, посредством амортизатора валок 1 вернется в исходное положение, и работа по измельчению сырья продолжится в заданном режиме.

Применение валкового пресса новой конструкции позволит проводить процесс измельчения сырья с меньшими затратами на оборудование, обеспечивая высокое качество измельченного продукта и надежность работы.