CZ298653B6 - Bicí teleso pro rotacní odstredivé drtice s vertikální osou a zpusob jeho výroby - Google Patents

Abstract

Bicí teleso (1) pro rotacní odstredivé drtice s vertikální osou, které je na své pracovní strane (5) opatreno zpevnovací konstrukcí (4) vytvorenou z kompozitního materiálu vyrobeného in situ ze slitiny na bázi železa a keramických zrn, velmi odolných proti opotrebení, infiltrací taveniny kovu, který tvorí plášt soucástky, do hmoty z keramických zrn a pojiva pri odlévání bicího telesa (1). Na pocátku, tj. pri svém prvním uvedení do provozu, je bez dutin nebo kapes (2, 2'), pricemž je na pracovnístrane (5) vytvorena konstrukce výztuh (4) geometrického usporádání zpusobujícího, že kov dosahuje místy až k pracovní strane (5) k umožnení postupného automatického vytvárení dutin nebo kapes (2, 2') opotrebením materiálu nechráneného výztuhou (4) pri provozu, které pri naplnení drceným materiálemchrání pred nárazy a soucasne zachovávají keramickou konstrukci výztuh (4) na horním vnejším okrajikapes (2, 2') na pracovní strane (5). Vynález se týká i zpusobu výroby tohoto bicího telesa.

Description

Oblast techniky

Předmětný vynález se týká bicího tělesa pro rotační odstředivé drtiče s vertikální osou, které je na své pracovní straně opatřeno zpevňovací konstrukcí vytvořenou z kompozitního materiálu vyrobeného in šitu ze slitiny na bázi železa a keramických zrn, velmi odolných proti opotřebení, infiltrací taveniny kovu, který tvoří plášť součástky, do hmoty z keramických zrn a pojivá při odlévání bicího tělesa.

Předmětný vynález se rovněž týká způsobu výroby tohoto bicího tělesa.

Dosavadní stav techniky

Drtiče výše uvedeného typu jsou dobře známy a velmi používány pro drcení kameniva, mimo jiné v lomech a cementárnách.

Existují o nich odkazy v dokumentu WO 99/47264 a také v jiných dokumentech uvedených v tomto textu.

V těchto dokumentech se uvádí, že rotační odstředivé drtiče obsahují válcovitou komoru, ve které se nalézá otočná deska nesená vertikálním ložiskem a vybavená prostředkem umožňujícím její otáčení kolem středové osy drtiče. Drtič obsahuje řadu bicích těles nebo vyhazovačů upevněných na rotační desce, jakož i řadu kovadlin umístěných na svislé vnitřní stěně válcovité komory kolem otočné desky.

Bicí těleso má nejčastěji tvar kvádru a je obvykle vyrobeno z litiny. Je umístěno na otočné desce drtiče. Strana bicího tělesa, která je přivrácená k rotační ose desky, se nazývá nos bicího tělesa, zatímco strana umístěná proti kovadlinám, umístěným na válcovité komoře, tvoří vrhací stranu bicího tělesa.

Přední strana bicího tělesa, nazývaná pracovní, je strana na kterou dopadá drcený materiál a která leží ve směru otáčení bicího tělesa před zadní stranou.

Tato přední pracovní strana bicího tělesa může být opatřena jednou dutinou nebo více dutinami, které nesahají přes celou konstrukci bicího tělesa a tvoří kapsy, které se během otáčení drtiče plní drceným materiálem, a chrání tak bicí těleso před nárazy a opotřebením účinkem drceného materiálu nashromážděného v kapsách.

Během drcení se drcený materiál přivádí známými prostředky doprostřed otočné desky. Působením odstředivé síly a nárazem na pracovní stranu se drcený materiál vrhá ve směru kovadlin, na nichž se rozbíjí a padá na dno drtiče, odkud se odebírá. Při vrhání drceného materiálu jsou bicí tělesa vystavena velmi vysokému namáhání, a dochází tudíž k jejich rychlému opotřebení.

Použitá bicí tělesa s kapsami umožňují u některých použitích nahromaděním drceného materiálu v kapsách významné zvýšení životnosti těchto bicích těles.

U tohoto typu bicích těles se pozoruje, že k opotřebení dochází přednostně na vrhací hraně kapes, tj. na místě, na kterém je největší oděr, způsobený částicemi vrhanými pryč odstředivou silou.

V již zmíněném dokumentu WO 99/47264, jakož i v různých tam uvedených dokumentech, se navrhují ochrany nebo výztuže pro vyloučení nebo snížení těchto účinků oděru.

Specifické řešení navrhované v dokumentu WO 99/47264, a sice výroba bicího tělesa s jednou kapsou nebo s více kapsami, které mají v podstatě tvar rovnoběžnostěnu, spočívá ve vytvoření

-1 CZ 298653 B6 vyztužovací konstrukce z kompozitního materiálu ze slitiny na bázi železa a keramických zrn velmi odolných proti opotřebení na celém obvodu kapsy či kapes nebo na jeho části. Tato konstrukce, která vzniká během odlití bicího tělesa infiltrací tekutého kovu, který slouží k vytvoření tělesa součástky, do hmoty z keramických zrn a pojivá, se ukázala jako obzvláště účinnou pro zajištění delší životnosti bicího tělesa.

Navzdory významnému technickému pokroku a důležitým technologickým výhodám, které nabízí tento způsob výroby, se objevila určitá omezení či obtíže.

Pro získání účinného vyztužení musí být podklad tvořený z keramických zrn a pojivá především optimálně infiltrován kovem.

Pro dosažení dobré infiltrace keramické části vyztužovací konstrukce je třeba zajistit dostatečnou vrstvu kovu na obou stranách nosiče. K tomu je třeba dosáhnout patřičné tloušťky stěn součástky vyrobené z kompozitního materiálu a z tohoto důvodu je omezena velikost kapes. Vede to i ktomu, že musí být omezena tloušťka keramické výztuže, aby se zlepšila infiltrace. Tímto omezením tloušťky výztuže se však snižuje její účinnost a zvyšuje její křehkost.

Navíc jsou jak v případě bicích těles sjednou kapsou, tak i v případě bicích těles s více kapsami kapsy během prvního uvedení do chodu prázdné a nechráněné drceným materiálem.

Při tomto prvním použití jsou zejména tenké stěny vystaveny nárazům největších slepků kamení nebo cizích těles (kusy oceli, zuby z lžíce bagru atd.).

To může vést k prasknutí nejkřehčích zesílených stěn, což vážně poškozuje součástku a často vyžaduje její velmi rychlou výměnu po prvním použití.

V drtičích s vertikální osou se také pozoruje, že je profil opotřebení obecně těžko kontrolovatelný, neboť provozní podmínky závisejí na různých parametrech, které se mění v závislosti na čase, jako například zrnitost dodávaného materiálu, abrazivnost kamení atd.

U řešení, které je navrženo v dokumentu WO 99/47264, se vyžaduje změna tvaru kapes k celkové změně odlévacích forem a jademíků, bez možnosti odhadnout výsledek, kterého se dosáhne.

Tyto operace jsou navíc velmi drahé a způsobují značné časové ztráty.

Jestliže se chce pozměnit profil kapes, existuje navíc také při volbě omezení související s výše uvedenými potížemi s infiltrací.

Opotřebení bicích těles v rotorových odstředivých drtičích zůstává nakonec přes všechno velkým problémem, neboť je namáhání oděrem a nárazy extrémně vysoké. Zvýšení životnosti bicích těles zůstává stálým úkolem.

Úkolem vynálezu je řešit výše zmíněné problémy a obzvláště ještě vylepšit výkony bicích těles za využití výhod daných výrobní technologií bicích těles, která je popsána v dokumentu WO 99/47264.

Podstata vynálezu

Bicí těleso pro rotační odstředivé drtiče s vertikální osou, které je na své pracovní straně opatřeno zpevňovací konstrukcí vytvořenou z kompozitního materiálu vyrobeného in šitu ze slitiny na bázi železa a keramických zrn, velmi odolných proti opotřebení, infiltrační taveniny kovu, který tvoří plášť součástky, do hmoty z keramických zrn a pojivá při odlévání bicího tělesa podle vynálezu spočívá v tom, že je na počátku, tj. při svém prvním uvedení do provozu, bez dutin nebo kapes,

-2CZ 298653 B6 přičemž je na pracovní straně vytvořena konstrukce výztuh geometrického uspořádání způsobujícího, že kov dosahuje místy až k pracovní straně k umožnění automatického vytváření dutin nebo kapes opotřebením při provozu, uzpůsobených k tomu, že při naplnění drceným materiálem chrání před nárazy a současně zachovávají keramickou konstrukci výztuh na horním vnějším okraji takto vznikajících kapes na pracovní straně.

Bicí těleso s výhodou obsahuje konstrukci výztuh, jejichž tvar a uspořádání jsou uzpůsobeny k vytváření alespoň jedné kapsy nebo nejméně dvou kapes při opotřebovávání za provozu.

U bicího tělesa podle vynálezu jsou s výhodou keramickými zrny zrna na bázi oxidu hlinitého a oxidu zirkoničitého.

Způsob výroby výše uvedeného bicího tělesa podle vynálezu spočívá v tom, že se na dno licí formy upevňuje proti opotřebení odolná vložka z keramického materiálu, infiltrovatelného taveni15 nou kovu, podle požadovaného geometrického uspořádání s ohledem na pozdější vytváření jedné kapsy nebo více kapes opotřebením a že se potom hmota kovu odlévá tak, že v oblastech nevyložených keramickým materiálem dosahuje až k pracovní straně a že po spojení vložky z keramického materiálu s hmotou kovu vytváří zchlazením bicí těleso, které se vyjímá z licí formy.

Výše uvedené bicí těleso, případně získané výše uvedeným způsobem výroby bicího tělesa, je s výhodou uzpůsobeno pro umístění v rotačních odstředivých drtičích s vertikální osou k postupnému vytváření kapes na pracovní straně bicího tělesa opotřebením materiálu nechráněného výztuhou.

Uvedená konstrukce výztuhy je na pracovní straně vytvořena ve vhodném geometrickém uspořádání, aby kov místně, jen v oblastech bez výztuhy, dosahoval až do úrovně pracovní strany tak, aby se opotřebením během provozu automaticky vytvářely kapsy nebo dutiny, které tím, že se naplní rozdrceným materiálem, budou plnit funkci ochrany proti nárazům, a přitom budou zachovávat konstrukci výztuhy na horním vnějším okraji takto vytvářených kapes, tj. na pracovním povrchu.

Takto vyrobeným bicím tělesem se zcela řeší výše zmíněné problémy.

Pokud jde o nesnáze spojené s infiltrací, ta je v případě tohoto vynálezu celé množství kovu, ze kterého bicí těleso sestává, a ne jen kov, který tvoří jednoduchou stěnu, k dispozici pro infiltraci nosiče. Kromě toho lze tam, kde se to považuje za nutné, použít tlustší výztuhu, neboť podmínky infiltrace jsou lepší z důvodu většího množství taveniny kovu, které je k dispozici.

Tím, že kapsy nevytvoří od počátku, je zcela vyloučeno nebezpečí vyplývající z existence tenkých stěn kapes při prvním uvedení do provozu, jelikož se mohou vytvářet dostatečně silné stěny.

U tvaru navrhovaného podle tohoto vynálezu se musí jen změnit profil výztuhy kapes, pokud se chce změnit tvar kapes, čímž se velmi snižují náklady a nabízí kromě toho lepší možnosti řešení tvaru a konstrukce. Navíc je možné odlít bicí těleso bez použití jednoho či více pískových jader sloužících k vytvoření kapsy či kapes. Tím se významně snižují výrobní náklady.

Konstrukce a způsob výroby podle vynálezu nakonec umožňuje znatelně prodloužit životnost, neboť jakmile se začínají tvořit kapsy, dochází již k vlastní ochraně působením materiálu zadržovaného ve vznikajících kapsách. Postup tvorby kapes se tím zpomaluje a o veškerý čas, nutný k úplnému vytvoření kapes, se životnost prodlužuje.

Lze tedy souhrnně říci, že vynález spojuje jak specifické výhody vyztužovací konstrukce tvořené z kompozitního materiálu získaného in šitu infiltrací taveniny kovu do keramické hmoty, popsané v dokumentu WO 99/47264, tak i přednosti a výhody výroby součástky, u které se nemusí vyrábět žádná kapsa či kapsy.

-3 CZ 298653 B6

Použitý způsob je obzvláště jednoduše zrealizovatelný, protože stačí upevnit na dno licí formy pomocí běžných prostředků, jako lepidly, mechanickým upevněním, hřebíky, šrouby, kotvícími kolíky a jinými prostředky, vložku odolnou proti opotřebení z technického keramického materiá5 lu, s výhodou ve formě hmoty z keramických zrn na bázi oxidu hlinitého a zirkoničitého a pojivá, podle požadovaného geometrického uspořádání v ohledu na pozdější utváření dané oděrem jedné komory nebo více komor a potom se nalije tavenina kovu, která tvoří těleso bicího tělesa. Infiltrací keramické hmoty zajistí tento kov optimální spojení s odlitkem pří ochlazení součástky. Stačí pak součástku jen vyjmout z formy a po případné konečné úpravě, např. odstřižení výronků, může být bicí těleso rovnou použito.

Přehled obrázků na výkresech

Další charakteristiky a výhody vynálezu budou zřejmé z následujícího popisu s odkazem na přiložené výkresy.

Na přiložených výkresech je znázorněno následující:

Obr. 1: prostorový pohled na bicí těleso s kapsami podle stavu techniky s keramickou výztuhou infiltrovanou kovem.

Obr. 2: Prostorový pohled na bicí těleso se stejným typem výztuhy a bez kapes podle tohoto vynálezu.

Obr. 3: Podélný řez bicím tělesem podle obr. 2 se znázorněním průběhu vývoje profilu kapes během jejich vzniku.

Shodné či podobné základní prvky jsou na obrázcích opatřeny stejnými vztahovými značkami.

Příklady provedení vynálezu

Běžné bicí těleso J_ s kapsami podle obr. 1 obsahuje jednu nebo více kapes, v tomto případě dvě kapsy 2 a 2', vytvořené při odlití před použitím bicího tělesa J_. Toto bicí těleso I obsahuje s výhodou výztuhy 4 z infiltrované keramiky. Nos 6 bicího tělesa i a vrhací strana 7 bicího tělesa 1, které jsou v zásadě rovněž silně namáhány, mohou být dodatečně zpevněny, například dodatečným vyztužením 8, znázorněným na obr. 1. V případě provedení podle obr. 2 má bicí těleso 1 před použitím podobu plné součástky bez kapes na své pracovní straně 5, ale jsou na ní umístěna odlitá vyztužení 4. Tato vyztužení 4 mohou být tak, jak je to znázorněno na obr. 2, uspořádána v podobném tvaru a uspořádání, jako jsou uspořádána na obr. 1, chce-li se, aby se za chodu vytvořily dvě kapsy 2, 2'. Samozřejmě, že jsou u sledovaného úkolu možné i jiné tvary a jiná uspořádání.

Obr. 3 znázorňuje vývoj profilu vznikajících kapes během provozu (progrese s profily I, II a III), což vyplývá z přítomnosti výztuh 4 před uvedením bicího tělesa i do provozu.

Mezi vyztužení, které na obr. 1 odděluje kapsy 2 a 2' a tvoří jejich společnou stěnu a odpovídající mezivyztužení na obr. 2 (a na obr. 3) byla znázorněna se stejnou tloušťkou, ale při provedení podle obr. 1 je tloušťka omezena, neboť jev tomto případě obzvláště obtížné zcela infiltrovat keramický materiál v celé hmotě kovem, zatímco tento problém nenastává u provedení podle obr. 2 kvůli „masivnímu“ tvaru odlitku.

Vynález tak přináší jednoduché řešení různých technických výrobních problémů u bicích těles, a zejména větší volnost při jejich návrhu. Provedení je technologicky nenákladné. Náklady na

-4CZ 298653 B6 dodatečnou licí hmotu jsou více než vyváženy zvýšenou životností, snadným použitím a skutečností, že není třeba pořizovat speciální prostředky k vytvoření kapes při lití bicího tělesa.

Rovněž mohou být u provedení podle obr. 2 a obr. 3 přítomna dodatečná vyztužení 8 pro nos 6 a 5 vrhací stranu 7 bicího tělesa J_, znázorněná na obr. 1. Nejsou tam znázorněna pouze z důvodů přehlednosti výkresu.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (6)

1, Bicí těleso pro rotační odstředivé drtiče s vertikální osou, které je na své pracovní straně (5) opatřeno zpevňovací konstrukcí (4) vytvořenou z kompozitního materiálu vyrobeného in šitu ze

15 slitiny na bázi železa a keramických zrn, velmi odolných proti opotřebení, infiltrací taveniny kovu, který tvoří plášť součástky, do hmoty z keramických zrn a pojivá při odlévání bicího tělesa (1), vyznačující se tím, že je na počátku, tj. při svém prvním uvedení do provozu, bez dutin nebo kapes (

2, 2'), přičemž je na pracovní straně (5) vytvořena konstrukce výztuh (4) geometrického uspořádání způsobujícího, že kov dosahuje místy až k pracovní straně (5)

20 k umožnění automatického vytváření dutin nebo kapes (2, 2') opotřebením při provozu, uzpůsobených ktomu, že při naplnění drceným materiálem chrání před nárazy a současně zachovávají keramickou konstrukci výztuh (4) na horním vnějším okraji takto vznikajících kapes (2, 2') na pracovní straně (5).

25 2. Bicí těleso podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje konstrukci výztuh (4) , jejichž tvar a uspořádání jsou uzpůsobeny k vytváření alespoň jedné kapsy (2) při opotřebovávání za provozu.

3. Bicí těleso podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje konstrukci výztuh

30 (4), jejichž tvar a uspořádání jsou uzpůsobeny k vytváření nejméně dvou kapes (2, 2') při opotřebovávání za provozu.

4. Bicí těleso podle některého z nároků laž3, vyznačující se tím, že jsou keramickými zrny zrna na bázi oxidu hlinitého a oxidu zirkoničitého.

5. Způsob výroby bicího tělesa podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že se na dno licí formy upevňuje proti opotřebení odolná vložka z keramického materiálu, infiltrovatelného taveninou kovu, podle požadovaného geometrického uspořádání s ohledem na pozdější vytváření jedné kapsy (2) nebo více kapes (2, 2') opotřebením a že se potom hmota kovu

40 odlévá tak, že v oblastech nevyložených keramickým materiálem dosahuje až k pracovní straně (5) a že po spojení vložky z keramického materiálu s hmotou kovu vytváří zchlazením bicí těleso (1), které se vyjímá z licí formy.

6. Bicí těleso podle některého z nároků 1 až 4 nebo získané způsobem výroby bicího tělesa (1)

45 podle nároku 5, vyznačující se tím, zeje uzpůsobeno pro umístění v rotačních odstředivých drtičích s vertikální osou k postupnému vytváření kapes (2, 2') na pracovní straně (5) bicího tělesa (1) opotřebením materiálu nechráněného výztuhou (4).