L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
МЕЛЬНИЦА ДИНАМИЧЕСКОГО САМОИЗМЕЛЬЧЕНИЯ
| Название | МЕЛЬНИЦА ДИНАМИЧЕСКОГО САМОИЗМЕЛЬЧЕНИЯ |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Остановский Александр Аркадьевич, Дровников Александр Николаевич, Рыбальченко Андрей Николаевич, Маслов Евгений Владимирович, Осипенко Григорий Евгеньевич, Никитина Наталья Семеновна |
| Вид объекта патентного права | Полезная модель |
| Регистрационный номер | 173519 |
| Дата регистрации | 17.01.2017 |
| Правообладатель | Остановский Александр Аркадьевич |
| Область применения (класс МПК) | B02C 13/14 (2006.01) |
| Медаль имени А.Нобеля |  |
Описание изобретения
Полезная модель относится к дробильно-обогатительному, строительному оборудованию и оборудованию для производства материалов, применяемому в промышленности, а также в горном деле, химической и металлургической промышленности и может найти применение при обогащении и переработке минерального сырья и переработке твердых отходов производства. Предложена мельница динамического самоизмельчения, содержащая раму, барабан с выполненными в нем боковыми отверстиями и сопрягаемый внутренней поверхностью с наружной поверхностью чаши ротора, имеющей радиальные ребра, подшипниковые узлы, электродвигатель, кинематические передачи. Отличительной особенностью мельницы этого типа является то, что на наружной поверхности барабана выполнены канавки, которые сопряжены с внешней обоймой радиально-упорных подшипников (с двумя или более системами радиально-упорных подшипников, помещенных в специальные блоки), перемещаемых в горизонтальной плоскости с помощью винтов в упорах, смонтированных на кольцах, закрепленных на стойках лотка. Технико-экономическим результатом мельницы динамического самоизмельчения являются: упрощение конструкции, снижение вибрации, уменьшение интенсивности износа подшипниковых узлов и повышение надежности.
Полезная модель относится к дробильно-обогатительному, строительному и к оборудованию для производства материалов, применяемых в промышленности строительных материалов, в горной, химической и металлургической промышленности, и может найти применение в дорожном строительстве, коммунальном хозяйстве, а также при переработке отходов.
Близкой по технической сущности является схема конструкции «Измельчителя динамического самоизмельчения», патент на изобретение РФ №2465960 С2, опубл. 10.11.2012. Бюл. №31.
Недостатком «Измельчитель динамического самоизмельчения» невысокая производительность из-за невозможности обеспечить непрерывную загрузку исходного и выгрузку измельченного материала из этого устройства и высокие энергозатраты.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели, принятой за прототип, является - «Мельница», патент на изобретение №2558205. Опубл. 27.07.2015. Бюл. №21, в которой реализован принцип непрерывной загрузки в барабан исходного материала.
Недостатком этого технического устройства является сложность конструкции, высокая вибрация барабана из-за невозможности обеспечить соосность при вращении барабана и чаши ротора, что приводит к появлению вибрации барабана, преждевременному выходу из строя подшипниковых узлов и снижению надежности мельницы.
Целью заявляемого технического решения являются упрощение конструкции измельчительного устройства, обеспечение устойчивости работы барабана за счет уменьшения его вибрации и повышение надежности мельницы динамического самоизмельчения.
Этот технический результат достигается тем, что мельница динамического самоизмельчения, содержащая раму, барабан с выполненными в нем боковыми отверстиями и сопрягаемый внутренней поверхностью с наружной поверхностью чаши ротора, имеющей радиальные ребра, лопасти, прикрепленные к внутренней поверхности барабана, подшипниковые узлы, электродвигатель, кинематические передачи отличается тем, что на наружной поверхности барабана выполнены канавки, которые сопряжены с внешней обоймой радиально - упорных подшипников с двумя или более системами радиально - упорных подшипников, перемещаемых в горизонтальной плоскости с помощью винтов в упорах, смонтированных на кольцах, закрепленных на стойках лотка.
Предлагаемое устройство поясняется фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7, на которых изображена мельница динамического самоизмельчения предложенной конструкции.
Мельница динамического самоизмельчения данной конструкции содержит раму 1, на которой смонтированы с помощью болтовых соединений стойки лотка 2 (фиг. 1). На стойках лотка 2 с помощью болтовых соединений установлен загрузочный лоток 3 исходного материала. Рама 1 жестко связана с боковой стойкой 4.
Также на раме 1 с помощью болтовых соединений смонтирован электродвигатель 5. Вал электродвигателя 5 соединен с помощью муфты 6 с нижним концом вала 7. Вал 7 верхним концом смонтирован в подшипниковой опоре 8, которая с помощью болтовых соединений присоединена к боковой стойке 4. На муфте 6 с помощью болтовых соединений смонтирована ведущая звездочка 9 привода чаши ротора 10, а на верхнем конце вала 7 с помощью шпоночного соединения смонтирована ведущая звездочка 11 привода барабана 12.
К нижней части рамы 1 с помощью болтовых соединений присоединена опорная втулка 13, по внутренней поверхности которой базируется вертикальная ось 14, присоединенная с помощью болтового соединения к опорной втулке 13 и раме 1 (фиг. 2).
На вертикальной оси 14 с помощью верхнего 15 и нижнего 16 подшипникового узла смонтирована чаша ротора 10 (фиг. 3). На ступице чаши ротора 10 с помощью болтовых соединений смонтирована ведомая звездочка 17 привода чаши ротора 10. Внутренняя поверхность чаши ротора 10 с помощью радиальных ребер 18 равномерно разделена на шесть, как показано на схеме, или четыре равных сектора, а радиальные ребра 18 жестко прикреплены к чаше ротора 10 с помощью сварки или другим способом (фиг. 4).
С внутренней стороны стойки лотка 2 жестко связаны с кольцами 19. На кольцах 19 с установлены упоры 20, жестко связанные с кольцами 19. В упорах 20 выполнено квадратное отверстие 22 (фиг. 5). При этом форма отверстия 22 может иметь и другую форму: треугольную, пятиугольную, шестигранную и форму других многоугольников. Это обеспечивает перемещение винта 23 строго в горизонтальной плоскости при навинчивании гайки 24 на крышку 21, прикрепленную к упору 20 с помощью винтовых соединений (фиг. 6). К внутренней стороне винта 23 жестко присоединена вилка 25, внутри которой с помощью пальца 26 смонтирован радиально-упорный подшипник 27 закрытого типа. Радиально-упорный подшипник 27 своими боковыми поверхностями наружной обоймы 28 сопряжен с канавкой 34, выполненной на наружной поверхности барабана 12, а торцевой поверхностью 29 упирается о внешнюю поверхность барабана 12 (фиг. 7). Это позволяет наружной обойме 28 радиально-упорного подшипника 27 воспринимать вертикальную нагрузку от веса барабана 12 с закрепленными на нем деталями двумя или более системами радиально-упорных подшипников, размещенных на упорах 20.
Перемещение винта 23 в горизонтальной плоскости за счет навинчивания или свинчивания гайки 24 на крышку 21 позволяет вводить радиально-упорный подшипник 27 в канавку 34, выполненную на наружной поверхности барабана 12, до соприкосновения его торцевой поверхности 29 с наружной поверхности барабана 12. Соприкосновение торцевой поверхности 29 радиально-упорного подшипника 27 с наружной поверхностью барабана 12 позволяет восприниматься подшипником осевую нагрузку, возникающую при вращении заполненного материалом барабана 12, регулировать его положение относительно вертикальной плоскости. Это позволит обеспечить соосность вращения барабана 12 относительно чаши ротора 10 и за счет этого уменьшить вибрацию барабана 12.
В верхней части барабана 12 с помощью болтовых соединений смонтирована ведомая звездочка 30 привода барабана 12. Внутри барабана 12 установлены лопасти 31, служащие для сообщения частицам и кускам дополнительной скорости их движения внутри полости барабана 12 и улучшения за счет этого их циркуляцию внутри его полости. В нижней части барабана 12 выполнены выпускные отверстия 32, служащие для выпуска достигших определенных размеров частиц, образовавшихся в результате измельчения.
На раме 1 установлена сборная емкость 33, служащая для аккумулирования в ней готового продукта, образовавшегося в результате работы мельницы и вышедшие через выпускные отверстия 32.
Мельница динамического самоизмельчения снабжена замыкающим кинематическим механизмом, состоящим из вала электродвигателя 5, связывающего его через вал 7 передачи верхней и нижней ветви замкнутого контура мельницы динамического самоизмельчения с барабаном 12, чашей ротора 10 и материалом, находящимся в полости барабана 12.
Кинематические передачи верхней и нижней ветви замкнутого контура мельницы динамического самоизмельчения могут быть цепными, как показано на схеме, ременными или зубчатыми.
При этом кинематические передачи верхней и нижней ветви замкнутого контура выполнены таким образом, что передаточные отношения между валом 7 и чашей ротора 10, этим же валом 7 и барабаном 12 не равны между собой.
Ввиду этого отставания формируется кинематическое несоответствие вращения барабана 12 и чаши ротора 10.
Мельница динамического самоизмельчения данной конструкции работает следующим образом.
Первоначально через загрузочный лоток 3 исходный материал загружается в барабан 12 мельницы динамического самоизмельчения. Далее включают электродвигатель 5, обеспечивая вращение вала 7, на котором смонтированы ведущие звездочки 9 и 11 привода чаши ротора 10 и барабана 12.
При этом вращение с помощью цепных передач по ветвям замкнутого контура передается ведущими звездочкам 9 и 11 на ведомые звездочки 17 и 30 привода чаши ротора 10 и барабана 12.
Разные передаточные отношения в нижней и верхней ветви замкнутого контура мельницы динамического самоизмельчения, получаемых установкой сменных звездочек 9 и 11 разных диаметров, приводят к возникновению дополнительного напряжения в кусках материала, попавшего в зону контакта восходящих частиц, находящихся в рабочей зоне чаши ротора 10 и других, опускающихся вниз под действием собственного веса к границе соприкосновения их с рабочей поверхностью чаши ротора 10. Этим обеспечивается измельчение соприкасающихся кусков материала с повышенным контактным напряжением при интенсивном их перемешивании за счет их взаимодействия с лопастями 31.
При вращении чаши ротора 10 куски измельчаемого материала, находящиеся в полости барабана 12, начинают перемещаться к его периферии под действием центробежных сил, создаваемых воздействием рабочих поверхностей радиальных ребер 18 при вращении чаши ротора 10, одновременно прижимаясь к радиальным ребрам 18.
Попав в активную зону, куски и частицы измельчаются за счет ударов, скалывания и истирания. Частицы материала, соразмерные с размерами боковых отверстий 32, выполненных в боковой стенке барабана 12, выводятся за счет центробежных сил через эти отверстия за пределы вращающегося барабана 12, где аккумулируются в приемном бункере 33 или попадают на транспортное устройство.
Частицы материала крупнее размеров отверстий 32, выполненных в боковой барабана 12, вновь совершают движение в нем по восходящей тороидальной траектории и далее вместе с исходным кусковым материалом и частично измельченным ранее опускаются в рабочую зону полости барабана 12.
При этом происходит разрушение кусков материала за счет сочетания операций дробления, скалывания и истирания.
Технико-экономическим результатом устройства являются: упрощение конструкции, снижение вибрации и повышение надежности мельницы динамического самоизмельчения
Формула полезной модели
Мельница динамического самоизмельчения, содержащая раму, барабан с выполненными в нем боковыми отверстиями и сопрягаемый внутренней поверхностью с наружной поверхностью чаши ротора, имеющей радиальные ребра, лопасти, прикрепленные к внутренней поверхности барабана, подшипниковые узлы, электродвигатель, кинематические передачи, отличающаяся тем, что на наружной поверхности барабана выполнены канавки, которые сопряжены с внешней обоймой радиально-упорных подшипников с двумя или более системами радиально-упорных подшипников, перемещаемых в горизонтальной плоскости с помощью винтов в упорах, смонтированных на кольцах, закрепленных на стойках лотка.
Медаль Альфреда Нобеля