Pierwszenstwo: Opublikowano: 20. IX. 1964 48220 KI. 50 c, 17/40 MKP B 02 c k\Q2j UKD Wspóltwórcy wynalazku: doc. mgr inz. TadeuszAdamski, doc. dr Bohdan Kalinowski Wlasciciel patentu: Instytut Badan Jadrowych, Warszawa (Polska) Sposób rozdrabniania materialów twardych, drobnoziarnistych oraz urzadzenie do wykonywania tego sposobu Rozdrabnianie jest procesem technologicznym, stosowanym w wielu przemyslach, jak chemiczny, hutnictwo, energetyka itp. Proces ten, mimo istnie¬ nia wielu typów lamaczy, kruszarek i mlynów nie zostal dotad racjonalnie rozwiazany. Pochlania on nieprodukcyjnie wielkie ilosci energii i wymaga stosowania duzych ciezkich maszyn i urzadzen.Efekt energetyczny znanych dotychczas urzadzen rozdrabniajacych jest minimalny. Oblicza sie, ze fizyczny (energetyczny) wspólczynnik wydajnosci procesu rozdrabniania (wynosi okolo 1%, a tech¬ niczny okolo 0,1% i mniej. Przy tym swiatowe roczne zuzycie energii na rozdrabnianie szacuje sie na 100 miliardów kWli.Jednym z najprostszych sposobów rozdrabniania jest zgniatanie w kruszarce pomiedzy dwoma obra¬ cajacymi sie walcami.Material rozdrabniany jest podawany na walce, które na skutek tarcia przy znacznym poslizgu po¬ konuja sily bezwladnosci materialu i na malej dro¬ dze katowej nadaja mu niezbedne przyspieszenie, aby szybkosc jego zrównala sie z szybkoscia wal¬ ców, po czym nastepuje zgniecenie ziarna materialu kruchego pomiedzy walcami.Jak wynika z analizy przebiegu procesu, przy do¬ tychczasowym sposobie konieczne sa male obroty walców przy duzej ich srednicy. Spelnienie tych dwóch waruników wplywa ma wzrost ciezaru urza¬ dzenia.Male ilosci obrotów walców stosowane w kru¬ szarkach, w praktyce rzadko przekraczajace 200 obrotów na 1 minute i duze srednice rzedu okolo 1500 mm pozostaja wiec w diametralnej sprzecz¬ nosci z wymogami ekonomii budowy maszyn. 5 Sposób kruszenia [materialów twardych na wal¬ cach wedlug wynalazku, polega na wykonywaniu przez poziomo obracajace sie z jednakowa szyb¬ koscia walce tylko pracy kruszenia, natomiast czyn¬ nosci zwiazane z przyspieszeniem materialu, prze- io znaczonego do zmielenia przekazane sa urzadzeniu zasilaj acemu walce.Sposób wedlug wynalazku eliminuje zjawisko po¬ slizgu i tarcia.Material, który ma byc rozdrabniany, jest wpro- 15 wadzamy miedzy dwa polozone w jednym poziomie walce, z szybkoscia liniowa zblizona do szybkosci obwodowej walców, pionowym strumieniem plas¬ kim, odpowiadajacym zdolnosci przelotowej kru¬ szarki. Przy tym sposobie zasilania eliminujacym 20 zjawisko bezwladnosci, kruszarka walcowa zyskuje wieksza wydajnosc i lepsze parametry niz która¬ kolwiek ze znanych kruszarek.W celu stosowania wynalazku kruszarka wal¬ cowa jest zaopatrzona w urzadzenie, za pomoca 25 którego ziarna materialu rozdrabnianego tworza strumien plaski, u podstawy którego znajduje sie szczelina miedzy walcami i uzyskuja takie przy¬ spieszenie, aby przy zetknieciu z walcami wszyst¬ kie bez wzgledu na ich srednice ziarna mialy szyb- 30 kcisc Mniowa zblizona do szybkosci obwodowej wal-3 ców. Przyspieszenie to uzyskuje sie grawitacyjnie przez dostarczenie kruszonego materialu z dozow¬ nika na szczeline miedzy walcami pionowymi prze¬ wodami spsuistoiwym o odpowiedniej wysokosci. W przypadkach koniecznosci stosowania wiekszych szybkosci liniowych mozna tez stosowac urzadzenie mechaniczne madaijace poczatkowa szybkosc przy¬ spieszanemu nastepnie grawitacyjnie .materialowi, albo zastosowac kaskade kruszarek walcowych tak obliczonych, aby material opuszczajacy jedna pare wSlców mialdLulT nabywal szybkosc wymagana na palcach lezacych pod miimi.Do sposobu wedlug wynalazku nie maja zastoso¬ wania znane dotychczas wzory empiryczne. Praca walców niezalezna od tarcia i od bezwladnosci po¬ lega wylacznie na procesie zgniatania i dlatego nie ma teoretycznych ograniczen dla ilosci obrotów, co pozwala na znaczne zmniejszenie wymiarów kru¬ szarki przy stosowaniu cienkich, lekkich walców.Poniewaz material wchodzacy na walce z szybkos¬ cia zblizona do ich szybkosci obwodowej nie szli^ fuje sie na nich, lecz zostaje tylko zgnieciony, daje to znacznie mniejsze scieranie sie walców i znacz¬ nie mniejsze wydzielanie ciepla. Wielokrotne emmiejszenie wymiarów kruszarki w stoisunku do rozwiazan dotychczasowych umozliwia stosowanie drozszych leicz szlachetniej szych i twardszych two¬ rzyw na walce i na znacznie mniejsze zapotrzebo¬ wanie na energie.Naped moze byc na jeden lub na dwa walce.Powierzchnia walca moze byc gladka lub szorisitka.Kruszarka walcowa mofze tez skladac sie z wiek¬ szej ilosci inaiz diwóch par'walcowi pracujacyeh sze¬ regowo o coraz mnieijsizej szczelinie miedzy kolej¬ nymi (paraimi walców.Urzadzenie do 'wykonywania sposobu wedlug wy¬ nalazku przedstawiono tytulem przykladu na sche¬ matycznym rysunku, na którym fig. i, przedstawia kruszarke jedhóstopniowa"w przekroju poprzecz¬ nym-, -fig. 2 — kruszarke w rzucie z góry wzdluz plaszczyzny 'A — Aha fig. 1, oraz fig. 3 — kiriuszar- ke ¦wielostopniowa w przekroju poprzecznym.,: Walce 1 i 3 zaopatrzcine w regulator 4 napedzane sa^slMikiem 2. Pomiedzy dozownikiem 3, a szczelina pomiedzy''walcami znajduje sie pionowy przewód usypowy 1 zakonczony szczelina 6. Dlugosc prze¬ wodu 7 'musi -byc dostosowana do szybkosci obwo¬ dowej walcew, a szerokosc szczeliny 6 do naj.wiek¬ szej srednicy kruszonego ziarna.'Urzadzenie wedlug wynalazku dziaila w nastepu¬ jacy sposób: 'Rozdrabniany material wprowadza sie równo¬ miernie w scisle okreslonej ilosci przez dozownik 5 do'przewodu zsypowego 7, w którym opadajac na¬ biera szybkosci w przyblizeniu równiej szybkosci ob¬ wodowej walców 1 i 3 i przez szczeline 6 dostaje sie w postaci strumienia o grubosci rzedu najwiekszej srednicy kruszonego ziarna miedzy walce, kltóre bez poslizgu i tarcia zgniataja czastki grubsze od odste¬ pu miedzy walcami. Nalezy przy tym zwrócic uwa¬ ge ha fakt, ze przy srednicach ziarna ponizej 1 mm opór (lepkosc) powietrza tym silniej hamuje szyb¬ kosc ich opadania, im mniejsza jest srednica tych ziarn. Aby przeciwdzialac temu zjawisku, zamknie¬ ty -przewód zsypowy wedlug wynalazku powoduje i 220 4 porywanie powietrza przez, opadajace ziarna i u- tworzenie jednolitego strumienia powietrza i ziarn posuwajacych sie z jednakowa szybkoscia, bez wzgledu na róznice ich srednic. Pozwala to ,w kru- 5 czarce kruszyc sposobem wedlug wynalazku ziarna nawet o srednicy ponizej 0,1 mm i otrzymywac ma¬ terial rozdrobniony do srednicy ziarna ponizej 0,01 mm. Skrócenie przewodu zsypowego 7 lub zwiek¬ szenie szybkosci ziarn siadajacych na szczeliny io miedzy walcami osiagnac imozna na drodze mecha¬ nicznej jednym ze znanych sposobów, na przyklad przez umieszczenie w niej lub w dozowniku 5 dwócb walców na przyklad gumowych, obracajacych sie z okreslona szybkoscia, która nadaja one ziarnom 15 sipadaijacego materialu.W urzadzeniu wielostopniowym (fig. ,3) material ulega na kazdym stopniu kolejnemu rozdrobnieniu.Aby kruszairka wedlug wynalazku dzialala bez zaklócen, konieczne .jest oprócz niezbednego przy- 20 spieszenia, dobranie ilosci dozowanego materialu w zaleznosci od szczeliny miedzy walcami.Przykladowo kruszarka walcowa o walcach glad¬ kich o srednicy D == 60 mm i n =j 2600 obr./min., przy szczelinie f = 0,1 mm i dlugosci tworzacej 25 walca 1 = 60 mm wymaga wprojwadzenia materia¬ lu rozdrabnianego z szybkoscia liniowa V = jt . D . n V = 490 m/min. 30 h Taka szybkosc uzyskuje sie wedlug wynalazku przez . umieiszczemie dozownika materialu rozdrab- '¦ nianego na wysokosci okolo 340 cm ponad walcami, dzieki czemu material, który ma byc irozdrobniony, 35 • spadajac ruchem swobodnym przyspieszonym na¬ bywa na drodze 340 cm c szybkosc liniowa okolo 4C0 m/min... , ..... .., . .< ... ,-.,¦¦ Zdolnosc przerobowa.tej: kruszarki wynosi teor.e-;,, tycznie: .'¦:..' ,, ...: ,..-; ..,¦.:¦'-, 40 V = jt . D . n . 1 . f ". \ , v...Po podstawieniu V = 4,23 m3/dobe. . ,t.. ,;*;; Jezeli material, rozdrabniany na ciezar nasyjo* wy = 1,60 t/im3 to teoretyczna zdolnosc .przerobowa: 45 kruszarki wynosi 6,8 t/dobe, W prowadzonych -ba-- daniach. .uzyskano na takiej kruszarce przerób 8,55 t/dobe piasku kwarcytowego.Sposób rozdrabniania wedlug wynalazku, pozwa¬ la nie tylko ,na dobre zmielenie nawet inajitwardT, 50 r.zych materialów, jak na przyklad piasek kwaircy-.Iowy, a?e i na otrzymywanie przemialu o-scisle ckreilcnyeh wymiaraeh.ziarna- Wielokrotne zmniejszenie wymiarów kruszarki rcjzwaila na latwe ¦izolowanie go od otoczenia przez 55 szczelne obudowanie, umieszczenie w atmosferze; gazu obojetnego lub prózni, jezeli w procesie iroz^ drabniania produkowane sa plyny lub gazy szkód-. liwe, czy tez gdy material rozdrabniany jest wraz¬ liwy na wplywy atmosferyczne lub jest niebez-* 60 pieczny dla otoczenia. PL