RU2036724C1

RU2036724C1 - Method for grinding of loose lumpy material and device for its realization

Info

Publication number: RU2036724C1
Authority: RU
Inventors: В.П. Усов; В.А. Пантлеев; С.М. Безбородов; В.М. Шенаев; В.С. Родников
Original assignee: Акционерное общество "Тяжмаш", г.Сызрань
Priority date: 1991-11-21
Filing date: 1991-11-21
Publication date: 1995-06-09

Abstract

FIELD: dispersion of loose materials. SUBSTANCE: method includes intensive disintegration of lump material 19 in working space 12 formed by rotating rolls 2 and, at least, one cutting and abrasive disk 5 rotating and dipping in ultrasonic chamber 8 for final communication of material. Working surfaces of rolls and disks are formed of cutting faced grains oriented by means of netted separator and bonded. EFFECT: higher efficiency. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к комплексным техническим решениям по разрушению сыпучего кускового материала до мелкодисперсного состояния. Его целесообразно использовать в отраслях промышленности, где требуется готовый продукт в измельченном состоянии, например в теплоэнергетике для приготовления угольной пыли к сжиганию. The invention relates to integrated technical solutions for the destruction of bulk bulk material to a finely divided state. It is advisable to use it in industries where a finished product is required in a crushed state, for example, in the power system for preparing coal dust for combustion.

Известны аналогичные технические решения такие, как "Способ тонкого дробления руды и валковая дробилка усовершенствованной конструкции для осуществления этого способа" [1] и "Валец отжимного пресса для сахарного тростника" [2] предусматривают подачу измельчаемого материала под давлением в зазор между вращающимися валками, его сжатие и дополнительное воздействие на него разрушающим элементом. При этом их рабочая поверхность традиционно гладкая. Similar technical solutions are known, such as the “Method of fine crushing ore and an improved design roll crusher for implementing this method” [1] and “Roller of a squeezing press for sugar cane” [2] provide for the feeding of crushed material under pressure into the gap between the rotating rollers, it compression and additional impact on it with a destructive element. Moreover, their working surface is traditionally smooth.

Несовершенствами известного технического решения являются: недостаточная интенсивность процесса разрушения кускового материала, низкое качество готового продукта или недостаточная однородность измельченной массы, недостаточная добротность элементов конструкции и всего измельчающего устройства. The imperfections of the known technical solutions are: insufficient intensity of the process of destruction of bulk material, poor quality of the finished product or insufficient homogeneity of the crushed mass, insufficient quality factor of structural elements and the entire grinding device.

Комплексное изобретение создано с целью устранения перечисленных основных и сопутствующих недостатков прототипа. The complex invention was created in order to eliminate the above main and related disadvantages of the prototype.

Сущность способа заключается в том, что процесс измельчения кускового материала в пространстве между вращающимися валками дополнен действием, по крайней мере одного вращающегося диска, вибрирующегося с ультразвуковой частотой совместно с камерой доизмельчения. При этом имеет место следующее соотношение скоростей
V_у.з. > V_д > V_в > V_изм, где V_у.з. скорость линейного перемещения режуще-истирающего диска (ов) в направлении сходящегося зазора между вращающимися валками или скорость УЗ-камеры доизмельчения;
V_д скорость вращения режуще-истирающего диска (ов);
V_в скорость вращения валков;
V_изм скорость истечения продукта измельчения через зазор между диском и валком.The essence of the method lies in the fact that the process of grinding bulk material in the space between the rotating rolls is supplemented by the action of at least one rotating disk vibrating with ultrasonic frequency together with the grinding chamber. In this case, the following velocity relation
_UZ V > V _d> V _in> V _MOD where V _UZ the speed of the linear movement of the cutting-abrasive disk (s) in the direction of the converging gap between the rotating rolls or the speed of the ultrasonic grinding chamber;
V _d the rotation speed of the cutting abrasive disk (s);
V _{in the} speed of rotation of the rolls;
V _ISM the flow rate of the grinding product through the gap between the disk and the roller.

Другой существенной особенностью изобретения является то, что поверхности валков и разрушающих дисков составлены из режущих зерен, размещенных в ячейках сепараторной термостойкой сетки и скрепленных с ней связующей массой или связкой. Причем диск имеет клинообразную форму с остроконечным и плосковершинным участками, установлен в верхней части вибрационной камеры доизмельчения, работающей с ультразвуковой частотой. Устройство измельчения снабжено системой воздушной пылезащиты и отсоса готовой мелкодисперсной массы. Another significant feature of the invention is that the surfaces of the rolls and destructive disks are composed of cutting grains located in the cells of the separator heat-resistant mesh and fastened to it with a binder mass or bundle. Moreover, the disk has a wedge-shaped shape with gabled and flat-top sections, installed in the upper part of the vibration grinding chamber, operating with ultrasonic frequency. The grinding device is equipped with a system of air dust protection and suction of the finished finely divided mass.

На фиг. 1 показана принципиальная схема заявленного способа устройства; на фиг. 2 вариант исполнения режущего диска; на фиг. 3 рабочая поверхность валков и режущего диска устройства, узел I, II соответственно на фиг. 1 и 2. In FIG. 1 shows a schematic diagram of the inventive method of the device; in FIG. 2 embodiment of a cutting disc; in FIG. 3 the working surface of the rolls and the cutting disk of the device, node I, II, respectively in FIG. 1 and 2.

Заявленное устройство для измельчения сыпучего кускового материала (фиг. 1) содержит бункер 1 подачи исходной фракции разрушаемого материала под давлением, два рабочих валка 2 с осью вращения 3 и рабочей поверхностью 4, режуще-истирающий диск (барьерный элемент) 5 с осью 6 и приводом 7 вращения, камеру 8 с системой воздушной пылезащиты 9 и отсосом 10 готового продукта, а также вибратор 11 ультразвуковой частоты. Валки при параллельных осях вращения с бункером загрузки образуют сходящийся зазор, а с барьерным диском рабочее пространство 12 измельчения с изменяющимися во времени характеристиками. Барьерный диск и УЗ-камера образуют зону 13 окончательного измельчения или зону доизмельчения обрабатываемого материала. Барьерный элемент выполнен по крайней мере в виде одного диска с переменными по периметру размерами и режуще-истирающей способностью. Первая особенность определяет его форму, т. е. диск выполнен в виде клина вращения с вершиной 14 и основанием 15, плавно сопрягаемые между собой. Как видно из фиг. 2, таких дисков может быть несколько, разориентированных на валу вращения один относительно другого. Рабочая поверхность валков (фиг. 3) развитая и образована износостойкими режущими зернами 16-гранной формы, ориентированными термостойким сепаратором 17 в виде сетки и скрепленными по крайней мере в один слой связующей массой 18. Аналогично может быть выполнена рабочая поверхность (узел I, II на фиг. 2 и фиг. 3) режуще-истирающего диска (дисков). Независимо от состояния рабочей поверхности диск закреплен в верхней части камеры доизмельчения, причем ее протяженность несколько больше радиуса вращения остроконечной вершины диска. Взаимное расположение отдельных элементов устройства следует из фиг. 1 и 2 и не требует каких-либо пояснений. The claimed device for grinding granular bulk material (Fig. 1) contains a hopper 1 for supplying the initial fraction of destructible material under pressure, two work rolls 2 with an axis of rotation 3 and a working surface 4, a cutting-abrasive disc (barrier element) 5 with an axis 6 and a drive 7 rotation, a chamber 8 with an air dust protection system 9 and a suction 10 of the finished product, as well as an ultrasonic vibrator 11. Rolls with parallel rotation axes with a loading hopper form a converging gap, and with a barrier disk, the grinding workspace 12 with time-varying characteristics. The barrier disk and the ultrasonic chamber form a zone 13 of final grinding or a zone of regrinding of the processed material. The barrier element is made in at least one disk with variable perimeter sizes and cutting-abrasion ability. The first feature determines its shape, i.e., the disk is made in the form of a wedge of rotation with a vertex 14 and a base 15, smoothly mating with each other. As can be seen from FIG. 2, there can be several such disks misoriented on the rotation shaft relative to one another. The working surface of the rolls (Fig. 3) is developed and formed by wear-resistant cutting grains of a 16-sided shape, oriented by a heat-resistant separator 17 in the form of a mesh and fastened to at least one layer by a binder mass 18. A working surface can be made similarly (unit I, II on Fig. 2 and Fig. 3) cutting abrasive disc (s). Regardless of the state of the working surface, the disk is fixed in the upper part of the regrinding chamber, and its length is slightly greater than the radius of rotation of the pointed peak of the disk. The relative position of the individual elements of the device follows from FIG. 1 and 2 and does not require any explanation.

Принцип работы описанного устройства, т.е. сущность заявленного способа измельчения сыпучего кускового материала, заключается в следующем. Измельчаемый материал 19 подается под давлением 20 (фиг. 1) через бункер 1 с дозатором 21 в рабочее пространство 12, замкнутое справа и слева вращающимися валками 2 и снизу одним режуще-истирающим диском 5 (фиг. 1) при множеством дисков 5 (фиг. 2). Так как диск 5 вращается, то он различным образом замыкает рабочее пространство, всякий раз оставляя рабочий зазор 22 для выхода измельченной фракции 23. То он закрывает сходящийся зазор между валками 2 плосковершинным участком 15 (пунктир на фиг. 1 и 2), то пересекает рабочее пространство 12 своей остроконечной вершиной 14. И всякий раз он действует не как главный затвор, а как режуще-истирающий валок, выполняющий основное диспергирование сыпучего кускового материала 19. Последний, находясь в условиях предпочтительно всестороннего и нестабильного сжатия, острыми гранями 24 (фиг. 3) зерен 16 разрушается до более мелких фракций 23. Процесс измельчения тем интенсивнее, чем больше скорости вращения валков и барьерных дисков, а также чем больше степень нестабильности рабочего пространства 12. Последняя определяется и количеством дисков 5 и интенсивностью их вибрационного движения, которое происходит совместно с камерой 8 доизмельчения. После основного разрушения и прохождения фракции 23 через рабочие зазоры 22 материал попадает в зону 13, куда периодически как бы опускается вершина 14 диска 5. Здесь и происходит окончательное разрушение с выходом готового продукта через систему отсоса 10. С целью предотвращения "пыления" через зазоры между рабочими поверхностями валков и камерой, ей придана система пылезащиты 9, обеспечивающая подачу встречного воздухопотока. The principle of operation of the described device, i.e. The essence of the claimed method of grinding loose bulk material is as follows. The crushed material 19 is fed under pressure 20 (Fig. 1) through the hopper 1 with a dispenser 21 into the working space 12, closed by the rotating rollers 2 to the right and left and from the bottom by one cutting-abrasive disk 5 (Fig. 1) with a plurality of disks 5 (Fig. 1). 2). Since the disk 5 rotates, it closes the working space in various ways, each time leaving a working gap 22 for the output of the crushed fraction 23. Then it closes the converging gap between the rollers 2 with a flat peak 15 (the dotted line in Figs. 1 and 2), then it intersects the working space 12 with its peaked peak 14. And each time it acts not as a main shutter, but as a cutting-abrasive roll that performs the main dispersion of loose bulk material 19. The latter, under conditions of preferably comprehensive and unstable by compression, with sharp edges 24 (Fig. 3), the grains 16 are destroyed to smaller fractions 23. The grinding process is more intense, the greater the speed of rotation of the rolls and barrier discs, and also the greater the degree of instability of the working space 12. The latter is determined by the number of discs 5 and the intensity of their vibrational movement, which occurs in conjunction with the camera 8 regrinding. After the main destruction and passage of the fraction 23 through the working gaps 22, the material enters the zone 13, where the top 14 of the disk 5 periodically drops as it were. Here, the final destruction occurs with the finished product coming out through the suction system 10. In order to prevent “dusting” through the gaps between the working surfaces of the rolls and the camera, she was given a dust protection system 9, which provides the flow of oncoming air flow.

Таким образом, заявленный способ (через устройство конкретного исполнения) обеспечивает интенсификацию процесса измельчения сыпучего кускового материала, повышая однородность измельченной фракции, при высоких эксплуатационных характеристиках этого устройства, хотя бы в части износостойкости рабочих поверхностей уже негладких валков и режуще-истирающего диска (дисков). Thus, the claimed method (through a device of a specific design) provides an intensification of the process of grinding loose bulk material, increasing the uniformity of the crushed fraction, with high performance characteristics of this device, at least in terms of the wear resistance of the working surfaces of already non-smooth rolls and cutting-abrasive disc (s).

Claims

1. A method of grinding loose bulk material, including feeding the material under pressure into the gap between the rotating rolls, compressing it last, additional impact on the material in the roll gap by the vibrating destructive element and the output of the crushed product from the roll gap, characterized in that the rolls are used with a cutting surface and a resolving element in the form of at least one rotating in a direction perpendicular to the direction of rotation of the rolls, cutting-abrasive abrasive disk with variable size along the perimeter, and the vibration of the disk is carried out with an ultrasonic frequency in the direction of feeding the material into the roll gap, while after leaving the roll gap the material is subjected to final regrinding in the vibration chamber by periodically immersing the disk in the material at a vibration frequency of the disk equal to the vibration frequency of the chamber, and then the finished product is sucked off from the vibrating chamber.

2. The method according to claim 1, characterized in that the speed of rotation of the disk is greater than the speed of rotation of the rolls, which is greater than the speed of the material through the roll gap, and the speed of vibration of the disk is greater than the speed of rotation.

3. A device for grinding bulk material, including two rotating rollers, a hopper for feeding the crushed material and a destructive element connected to the vibrator in the roll gap, characterized in that it is equipped with a grinding chamber with an air dust protection system and suction of the finished product, while the working surface of the rolls composed of self-propagating high-temperature synthesis of faceted grains placed by means of a bundle in the cells of a separator heat-resistant mesh, and destroying the th element is made in the form of at least one rotating wedge-shaped cutting disk with pointed and flat-top sections with a working surface similar to the surface of the rolls, and the disk is mounted together with its rotation drive in the upper part of the regrind chamber so that its axis of rotation is perpendicular to the axis of rotation of the rolls, and the vibrator is made ultrasonic and is connected to the disk through the grinding chamber.