шредер

Формула изобретения

Шредер с валками, имеющими различные параметры дисков, отличающийся тем, что для совмещения нескольких стадий дробления диски с одинаковыми параметрами посекционно размещены на каждом валке.

Описание изобретения к патенту

Шредер для переработки различных материалов, преимущественно древесных отходов, БУ шин, бытовой техники, приборов, ТБО и лома металлов.

Для использования полученных при переработке материалов необходимо иметь более или менее однородные по размерам фракции. Например, для использования в качестве топлива древесных материалов размер фракций должен быть в пределах 20-50 мм, для полимеров же или резины 0,5-3 мм, а в некоторых случаях и меньше 0,5 мм. Что касается металлических частей корпусов приборов и металлической стружки, для прессования фракции должны быть не более 100 мм.

Совершенно очевидно, что за один пропуск габаритного предмета, например холодильника или покрышки, нужные по размеру фракции получить не удается, поэтому применяются многостадийные схемы в виде каскада дробилок, конвейеров, классификаторов и питателей. Такие схемы широко используются в горнорудной промышленности (см. С.Е. Андреев, В.А. Перов В.В. Зверевич «Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых», Москва, «Недра», 1980, стр.326-327).

Многостадийные схемы себя оправдали как в стационарных вариантах, в так называемых комплексах, так и в передвижных установках, не смотря на внушительные габариты и необходимость демонтажа для перевозки. Передвижные установки конструктивно выполняются таким образом, что возможно их перемещение в карьере, на полигоне для переработки ТБО, горнорудных материалов и других скоплений.

Совершенно другие требования предъявляются к мобильным установкам, которые должны перемещаться по дорогам общего пользования самостоятельно, с достаточно высокой скоростью, и иметь ограниченные габариты и массу. Более того, такая установка должна иметь 100% готовность к эксплуатации после перемещения на десятки, а то и сотни километров. В этом случае при конструировании на первое место выдвигается габариты и масса, а так же определенные ограничения мощности энергоустановки.

Известны измельчающие устройства с двумя стадиями дробления, например патент США № 4.630.781, от 23.12.1986, где в одном корпусе друг над другом размещены валки с различными по шагу и высоте зубьями. Устройство очень сложно по конструкции, более того нижние валки размещены на выдвигающейся тележке, поэтому габариты по высоте в 3,5-4 раза больше, чем диаметр валков.

Имеется устройство по патенту Германии В 02С 4/8, DT 2158868 СЗ от 27.11.1971, где также реализованы две стадии дробления. По данному патенту валки расположены в перпендикулярных плоскостях, устройство по высоте, по крайней мере, в 4-5 раз превышает диаметр валков и не предназначено для переработки габаритных материалов.

Аналогично американскому имеется техническое решение по а.с. СССР № 939069, от 04.01.1980, где измельчающие валки так же расположены друг под другом и имеют различные размеры зубьев по шагу и высоте. Но это устройство предназначено для переработки сыпучих материалов и не может быть использовано для переработки габаритных предметов, бытовой техники, покрышек и древесины.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является валковая дробилка по а.с. СССР № 939068 от 22.10.79, где валки набраны из секций, в которых продольные ребра различной высоты и установлены с разным шагом. Это позволяет получать более мелкую фракцию при подаче уже полученной массы на секции с более крупным шагом. Возможна избирательная переработка материалов на тех или иных секциях, но данная дробилка предназначена для переработки лесосечных отходов в кусковую массу и по своим конструктивным особенностям не может быть использована для других целей, так как передача момента на ведомый валок осуществляется за счет зацепления ножей ведущего валка, и поэтому скорости вращения валков всегда одинаковы, тогда как для эффективной работы по измельчению необходима фрикция, т.е. разность скоростей вращения валков. Как показывает опыт, чем меньше по размерам нужна получаемая для использования масса (крошка, порошок), тем больше должна быть фрикция, а дисковые валковые дробилки это позволяют реализовать.

Цель изобретения - совместить в одном двухвалковом шредере несколько стадий дробления и измельчения. Поставленная цель достигается тем, что каждый валок шредера набирается из дисков различной конструкции. Диски имеют не только различное количество зубьев, но их форма, углы резания и высота также различны. Более того, для увеличения фрикции возможно использование дисков и промежуточных колец с другим соотношением размеров чем на соседней секции.

Валок, таким образом, состоит из секций с различными дисками. Такая конструкция валкового измельчителя позволяет производить переработку крупногабаритных предметов, и после выноса полученной массы разделять ее по фракциям. Надрешетный продукт направляется на измельчение на секцию с более мелким зубом, и в итоге получается необходимая по технологии фракция. В этом случае выполняется основное правило дробления - не дробить ничего липшего, т.к. уже при первой стадии всегда получается определенная доля кондиционной массы.

В отличие от двухстадийных измельчителей каскадного типа, заявленное устройство, как и дробилка по а.с. 939068, позволяет производить избирательную переработку материалов с различными размерными и прочностными характеристиками, направляя их непосредственно на ту или иную секцию и получая, таким образом, нужные по размеру фракции.

Что касается мощности привода такой дробилки следует отметить следующее. Несмотря на то, что секция вторичного дробления может быть значительно меньше по длине, мощность, затрачиваемая на вторичную переработку объема материала прошедшего первую стадию за минусом мелких фракций не меньше, а даже больше, т.к. работа, затрачиваемая на дробление одного куска материала при определенной степени дробления, выражается в квадрате или в кубе (см. Е.Е.Серго «Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых», Москва, «Недра», 1985, стр.80-81). Можно допустить, что мощности, затрачиваемые на грубое дробление материала и вторичное измельчение, примерно одинаковы, следовательно, установленная мощность предлагаемой дробилки в два раза меньше, чем на двух независимых дробилках. Относительно пиковых нагрузок, можно с уверенностью утверждать, что I стадия никогда не загружается на 100% времени из-за технологических разрывов при загрузке, а II более интенсивно работает как раз в период паузы I, более того, положительную роль играют и маховые массы валка.

Таким образом, достигается двойной эффект - снижение потребляемой мощности привода собственно измельчителя, сглаживание пиковых нагрузок за счет инерционного воздействия массы валков и уменьшение массы измельчителей, по крайней мере, в два раза.

Как показывает опыт эксплуатации валковых дробилок, например, при переработке автопокрышек, необходимо иметь даже не две стадии переработки, а три. Конструкция заявленного измельчающего устройства позволит это реализовать в одной машине. Естественно, длина валков в некоторых случаях должна быть больше, чем у обычной дробилки, но это повлечет увеличение массы и габаритов не более чем на 20%. Потребуются вспомогательные транспортирующие и классификационные системы, но при использовании современных технологий и конструкций реально создать компактную многостадийную установку.

На фиг.1-3 показано измельчающее устройство, на фиг.1 - вид валков в плане, на фиг.2 и 3 - разрезы валка по секциям с различными дисками.

Валок состоит из вала 1, различных дисков 2 и 3 и промежуточных колец 4. Имеют место конструкции дисков, совмещенных с промежуточными кольцами или ступицами, причем ступица может быть двухсторонней и симметричной или асимметричной.

Заявляемая конструкция не регламентирует и способы фиксации дисков на валах для передачи крутящего момента от привода.

Валки устанавливаются в корпус с подшипниковыми опорами (на чертеже не показаны). Что касается привода валков, то они могут быть индивидуальными и независимыми или с одним приводным ведущим валком, а второй ведомый вращается, например, посредством зубчатой пары. При этом необходимая для эффективного измельчения фрикция обеспечивается разностью диаметров шестерен, более того, в зависимости от прочностных характеристик перерабатываемого материала можно менять передаточное отношением пары, имея в комплекте набор сменных шестерен.