PL177698B1 - Kruszarka jednowalcowa - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest kruszarka jednowalcowa do rozdrabniania ciała stałych, z osadzonym obrotowo i napędzanym ruchem obrotowym walcem oraz z przyporządkowanym mu wahaczem jako narzędziami rozdrabniającymi, przy czym co najmniej zwrócona ku wahaczowi powierzchnia walca jest wyprofilowana, a wyprofilowanie, które jest utworzone przez żebra i znajdujące się pomiędzy nimi żłobki, jest co najmniej w pewnych obszarach nachylone względem kierunku ruchu względnego pomiędzy walcem a wahaczem.

W znanych urządzeniach rozdrabniających występują często problemy związane z tym, że rozdrobniony materiał ma wydłużony kształt ziarnisty, który w wielu przypadkach zastosowania jest mniej przydatny niż w przybliżeniu sześcienny kształt ziarna, tj. kształt ziarna, który nie ma wyraźnie widocznego wymiaru długościowego w jakimś kierunku.

Z europejskiego opisu patentowego nr EP 0 563 564 A2 znany jest młyn walcowy do rozdrabniania kruchego materiału mielonego, zawierający dwa, obracające się w przeciwnych kierunkach i dociskane do siebie z dużą siłą walce mielące, z których każdy zawiera płaszcz z odpornego na ścierani żeliwa utwardzonego, mający wyprofilowanie powierzchniowe. Aby walce te miały szczególnie dużą zdolność wciągania i dużą odporność na ścieranie, na powierzchni płaszcza walca znajdują się wyprofilowania w postaci ściegów z odpornego na ścieranie materiału napawanego.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji kruszarki jednowalcowej wymienionego na wstępie rodzaju, szczególnie przydatnej do rozdrabniania miałkiego, za pomocą której otrzymywać się będzie, przy dobrym wykorzystaniu energii, w przeważającej części rozdrobniony materiał o kształcie ziarna, który jest w przybliżeniu sześcienny lub kulisty, a zatem nie ma wyraźnie zaznaczonego wymiaru długościowego w jednym kierunku.

177 698

Kruszarka jednowalcowa do rozdrabniania ciał stałych z osadzonym obrotowo i napędzanym ruchem obrotowym walcem, oraz z przyporządkowanym mu wahaczem jako narzędziami rozdrabniającymi, przy czym co najmniej zwrócona ku wahaczowi powierzchnia walca jest wyprofilowana, a wyprofilowanie, które jest utworzone przez żebra i umieszczone między nimi żłobki, jest co najmniej w pewnych obszarach nachylone względem kierunku ruchu względnego pomiędzy walcem i wahaczem, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wyprofilowanie walca i ewentualnie także wahacza jest utworzone przez wstawione w nie elementy z twardego materiału, przy czym walec składa się z szeregu tarcz, umieszczonych obok siebie w kierunku osiowym, a każda tarcza zawiera na swym obwodzie żebra i żłobki do utworzenia wyprofilowania.

Korzystnie, wyprofilowanie walca i/lub wahacza jest podzielone na odcinki z przeciwnym ukierunkowaniem względem kierunku ruchu względnego pomiędzy walcem i wahaczem.

Korzystnie, wyprofilowanie w różnych odcinkach tworzy z kierunkiem ruchu względnego pomiędzy walcem a wahaczem kąty równe sobie, lecz przeciwne.

Korzystnie, wyprofilowanie w różnych odcinkach tworzy z kierunkiem ruchu względnego pomiędzy walcem i wahaczem kąty różnej wielkości i przeciwne.

Korzystnie, wyprofilowanie, patrząc poprzecznie względem kierunku ruchu względnego pomiędzy walcem i wahaczem, przebiega zygzakowato lub wężykowato.

Za pomocą kruszarki według wynalazku uzyskuje się szczególnie dobre wykorzystanie energii, zużywanej na wywoływanie ruchu względnego pomiędzy powierzchniami narzędzi (wahacz-walec), oraz w przeważającej części rozłupujące rozdrabnianie z wykorzystaniem małej wytrzymałości na rozciąganie ziaren minerałów·’, a także pożądane ziarno o w przybliżeniu „sześciennym” kształcie.

Kruszarka według wynalazku umożliwia osiąganie żądanego efektu, ponieważ dzięki szczególnej strukturze powierzchni, co najmniej walca, który stanowi jedno z obu narzędzi, powodujących rozdrabnianie, powstaje takie wzajemne oddziaływanie, iż uzyskuje się nie tylko ruch rozdrabnianych ziaren ciała stałego prostopadle do napędzanego walca, lecz również występuje składowa ruchu prostopadła do kierunku ruchu względnego. Składową ruchu osiąga się w kruszarce jednowalcowej według wynalazku przez nadanie odpowiedniej struktury (wyprofilowania) powierzchni walca i korzystnie również takiej samej struktury powierzchni wahacza. Ta poprzeczna do kierunku ruchu walca składowa ruchu wywołuje poprzecznie toczny ruch ziaren w przestrzeni kruszenia, a tym samym ich zaokrąglania. W ten sposób następuje poprawa kształtu ziarna polegająca w zasadzie na tym, że staje się on w przybliżeniu sześcienny i dzięki temu eliminuje się wadę wymienionego powyżej, znanego urządzenia rozdrabniającego.

Kąty wyprofilowania względem kierunku ruchu względnego pomiędzy walcem a wahaczem można dobierać w zależności od właściwości rozdrabnianego materiału i określać z uwzględnieniem innych warunków roboczych kruszarki jednowalcowej. W ramach wynalazku zaleca się przy tym, aby wyprofilowanie walca i/lub wahacza było podzielone na odcinki o przeciwnym ukierunkowaniu względem kierunku ruchu względnego pomiędzy walcem i wahaczem. Można przy tym przewidzieć, że w poszczególnych odcinkach wyprofilowanie tworzy z kierunkiem ruchu względnego pomiędzy walcom i wahaczem równe, lecz przeciwne kąty. W określonych przypadkach zastosowania zastosowania zapewnia dobre rezultaty postać wykonania, w której wyprofilowanie w różnych odcinkach tworzy z kierunkiem ruchu względnego pomiędzy walcem i wahaczem kąty różnej wielkości i przeciwne.

W praktyce wyprofilowanie walca i ewentualnie wahacza może przebiegać, patrząc poprzecznie względem kierunku ruchu względnego pomiędzy walcem i wahaczem, zygzakowato lub wężykowato.

Wszystkie te zalecane możliwości wykonania poprawiają działanie kruszarki jednowalcowej według wynalazku, ponieważ poprawia się rozdrabnianie materiałów mineralnych lub innych materiałów stałych dzięki bardzo wąskiemu zakresowi ziarnistości produktu, następuje dalsza minimalizacja udziału najdrobniejszych ziaren oraz zapewnione zostaje lepsze wykorzystanie energii i większa wydajność. Jest zrozumiałe, że dobry kształt ziarna produktów jest moż4

177 698 liwy do uzyskania również poprzez wykonanie w wersji wielostopniowej lub bliźniaczej przy małej wysokości konstrukcyjnej i odpowiedniej przepustowości.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig, 1 przedstawia kruszarkę jednowalcową, w widoku w kierunku osi walca, fig. 2 - walec z pominięciem wahacza w schematycznym widoku z góry prostopadle do osi, fig. 3 - element narzędziowy wahacza, w widoku z góry, a fig. 4 - schematyczny przekrój wykonany wzdłuż linii IV-IV na fig. 3.

Urządzenie rozdrabniające, przeznaczone do miałkiego rozdrabniania materiałów mineralnych, np. skał, mające postać kruszarki jednowalcowej, którego przykład wykonania przedstawiono na fig. 1, składa się z walca 1, osadzonego obrotowo wokół osi 3 i napędzanego ruchem obrotowym, oraz z przyporządkowanego obwodowi zewnętrznemu walca 1 wahacza 2, który jest osadzony wychylnie za pomocą np. napędu hydraulicznego w korpusie urządzenia rozdrabniającego i jest obciążany w sposób stały lub podatny (sprężyście) w kierunku walca 1.

Na obwodzie zewnętrznym walca 1 znajdują się rozłożone wzdłuż obwodu żebra 5, a pomiędzy nimi żłobki 6. Żebra 5 i żłobki 6 mogąbyć rozłożone równomiernie wzdłuż obwodu walca 1.

Jak to jest uwidocznione, zwłaszcza na fig. 2, walec 1 jest zestawiony z szeregu tarcz 4, z których każda ma na swym obwodzie zewnętrznym odcinek żeber 5 i żłobków 6. Na fig. 2 jest uwidocznione, że żebra 5 przebiegają zygzakowato, przy czym poszczególne odcinki 7 i 8 żeber 5 tworzy z kierunkiem ruchu względnego pomiędzy walcem 1 i wahaczem 2, tojest kierunkiem obracania się walca 1 względem wahacza 2 wskazanym strzałką 10 na fig. 1, przeciwnie skierowane kąty. W przedstawionym przykładzie wykonania kąty te sa sobie równe i tworzą z osią 3 kąt α przy kierunku patrzenia według fig. 2. Żebra 5 i żłobki 6 mogą też tak przebiegać, iż zawierająobszary, w których biegną równolegle do kierunku ruchu względnego (strzałka 10) pomiędzy walcem 1 i wahaczem 2. Żebra 5 i żłobki mogą przebiegać także np. wężykowato.

Również elementy narzędziowe 11, wstawione w wahacz 2, maja na swej zwróconej ku walcowi 1 powierzchni roboczej wyprofilowanie, które składa się z żeber lub ostrzy 13 oraz ze znajdujących się pomiędzy nimi żłobków 14. Odcinki 15 i 16, w których żebra 13 i znajdujące się pomiędzy nimi żłobki 14 przebiegająkażdorazowo równolegle do siebie, mająprzy tym w przybliżeniu tę samą szerokość jak tarcze 4, z których zestawiony jest walec 1. Żebra 14 mogąmieć w kierunku osi obrotu 3 walca 1, tj. patrząc poprzecznie do kierunku ruchu względnego (strzałka 10) pomiędzy walcem 1 i wahaczem 2, tę samą szerokość jak odcinki 7 i 8 żeber 5 na walcu 1.

W przedstawionym przykładzie wykonania żebra 5 i żłobki 6 walca 1 są szersze niż żebra 13 i żłobki 14 na wahaczu 2.

Żebra 13 i żłobki 14 mogą również zostać rozłożone nierównomiernie. Żebra 13 i żłobki 14 mogą też przebiegać tak, iż zawierają obszary, w których przebiegająrównolegle do kierunku ruchu względnego pomiędzy walcem 1 i wahaczem 2.

W określonych przypadkach zastosowania korzystne są wygiete żebra 5 lub 13. W pewnych przypadkach zastosowań może dawać lepsze wyniki nierównomierny rozkład żeber 5 i żłobków 6 na wału 1 i/lub żeber 13 i żłobków 14 na wahaczu 2.

Kąt β, jaki żłobki 14 i żebra 13 na elementach narzędziowych 11 tworzą z prostą prostopadłą (to jest prostą równoległą do osi obrotu 3) do kierunku ruchu względnego (strzałka 10), może być równy kątowi a (fig. 2) lub różny od niego.

Żebra 5 i żebra 13 są utworzone w ten sposób, że w tarcze 4 walca 1 i w wahacz 2 lub jego elementy narzędziowe 11 wstawione sąlistwy z twardego materiału. Istnieje przy tym możliwość wykonania różnych elementów konstrukcjach, a zatem z jednej strony żeber 5 lub 13, z drugiej zaś strony materiału nośnego z odmiennych materiałów, tak że uzyskuje się dodatkowy efekt samozaostrzania.

Wielkość katów α i β dobiera się w zależności od właściwości rozdrabnianego materiału. Tak np. przy średnicy walca 1 wynoszącej od 300 do 800 mm, oraz przy grubości tarcz 4, równej 50 mm, okazują się odpowiednimi kąty α rzędu od 10° do 40°. Kąty β żeber 13 na elementach narzędziowych 11 wahacza 2 wynoszą w tym przypadku np. od 40° do 80°.

177 698

W przypadku rozdrabniania wapienia kąty a i β mogą, przy pozostałych niezmienionych wymiarach, wynosić odpowiednio 20° i 70°.

Ogólnie można powiedzieć, że do rozdrabniania skała zalecane są kąty α rzędu od 10° do 40°, przy czym w większości przypadków najlepsze wyniki osiąga się przy 15° do 30°. Kąty β mogą zawierać się w granicach od 40° do 80°, korzystnie od 50° do 70°.

Wysokość H1 żeber 5 walca 1 oraz podziałkę T1, a także wysokość H2 żeber 13 i podziałkę T2/T3 żeber 13 elementu narzędziowego 11 dobiera się w zależności od rozdrabnianego materiału i od żądanego zakresu ziarnistości produktu.

Podobnie kąty γ¹ i γ² (fig. 1) boków określa się według tych parametrów i mogą one mieć np. wartości od -25° do +25°. Kąty γ¹1 γ2 boków są jednak zmienne.

Szczelina S pomiędzy walcem 1 a wahaczem 2 jest w danym przypadku nastawna, ponieważ współdecyduje ona o osiągalnym zakresie ziarnistości produktu.

Reasumując można wynalazek przedstawić w sposób następujący.

Wykonane jako kruszarka jednowalcowa urządzenie rozdrabniające z napędzanym ruchem obrotowym walcem 1 i przyporządkowanym mu wahaczem 2 zawiera wyprofilowanie na zwróconych ku sobie powierzchniach walca 1 i wahacze 2. Wyprofilowania, utworzone przez żebra 5,13, są nachylone względem kierunku (strzałka 10) ruchu względnego pomiędzy walcem 1 i wahaczem 2, tak że oprócz składowej promieniowej ruchu powstaje osiowa składowa ruchu, sprzyjająca uzyskiwaniu sześciennych kształtów przez ziarna produktów rozdrabniania.

177 698

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Kruszarka jednowalcowa do rozdrabniania ciał stałych z osadzonym obrotowo i napędzanym ruchem obrotowym walcem, oraz z przyporządkowanym mu wahaczem jako narzędziami rozdrabniającymi, przy czym co najmniej zwrócona ku wahaczowi powierzchnia walca jest wyprofilowana, a wyprofilowanie, które jest utworzone przez żebra i umieszczone między nimi żłobki, jest co najmniej w pewnych obszarach nachylone względem kierunku ruchu względnego pomiędzy walcem i wahaczem, znamienna tym, że wyprofilowanie walca (1) i ewentualnie także wahacza (2) jest utworzone przez wstawione w nie elementy (11) z twardego materiału, przy czym walec (1) składa się z szeregu tarcz (4), umieszczonych obok siebie w kierunku osiowym, a każda tarcza (4) zawiera na swym obwodzie żebra (5) i żłobki (6) do utworzenia wyprofilowania.
2. 2. Kruszarka według zastrz. 1, znamienna tym, że wyprofilowanie walca (1) i/lub wahacza (2) jest podzielone na odcinki (7,8 15,16) z przeciwnym ukierunkowaniem względem kierunku (strzałka 10) ruchu względnego pomiędzy walcem (1) i wahaczem (2).
3. 3. Kruszarka według zastrz. 2, znamienna tym, że wyprofilowanie w różnych odcinkach (7, 8, 15, 16) tworzy z kierunkiem (strzałka 10) ruchu względnego pomiędzy walcem (1) a wahaczem (1) a wahaczem (2) kąty równe sobie, lecz przeciwne.
4. 4. Kruszarka według zastrz. 2, znamienna tym, że wyprofilowanie w różnych odcinkach (7, 8, 15, 16) tworzy z kierunkiem (strzałka 10) ruchu względnego pomiędzy walcem (1) i wahaczem (2) kąty różnej wielkości i przeciwne.
5. 5. Kruszarka według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienna tym, że wyprofilowanie, patrząc poprzecznie względem kierunku ruchu względnego (strzałka 10) pomiędzy walcem (1) i wahaczem (2), przebiega zygzakowato lub wężykowato.