RU22435U1 - Кольцевой вибрационный измельчитель с классификатором и износостойкими рабочими поверхностями - Google Patents

Abstract

Кольцевой вибрационный измельчитель с классификатором и износостойкими рабочими поверхностями, включающий опорную раму, наружный измельченный элемент, закрепленный на опорной раме, вибровозбудитель, упругие элементы, центральный разрушающий орган, снабженный приводом для вращения вокруг вертикальной оси, и разгрузочную щель, отличающийся тем, что наружный измельчительный элемент выполнен в виде полого цилиндра, набранного из колец, установленных один над другим с зазором для прохода воздуха в рабочее пространство для удаления пылевидных частиц, и каждое кольцо снабжено тремя наклонными опорами, посредством которых установлено на трех опорных выступах рамы, выполненных с наклонными поверхностями, обеспечивающими самоустановку кольца относительно вертикальной оси, и наклонные опоры в горизонтальной плоскости закреплены через упругие элементы к раме с возможностью колебательного перемещения вокруг вертикальной оси посредством закрепленного на каждом кольце вибровозбудителя, причем смежные кольца присоединены к вибровозбудителям в противофазе колебаний между собой, на внутренней поверхности колец закреплены сектора, выполненные из износостойкого металла с рифленой рабочей поверхностью, при этом центральный разрушающий орган выполнен центральным разрушающим барабаном с боковой разрушающе-классифицирующей рабочей поверхностью в виде прямоугольных стержневых элементов, выполненных из износостойкого металла, установленных между собой с вертикальными щелевыми зазорами для пропуска песковой фракции в полость барабана, и прямоугольные стержневые элементы закреплены в гнездах каркаса бараба

Description

Кольцевой вибрационный измельчитель с классификатором и износостойкими рабочими иоверхиостями

Предполагаемое изобретение относится к измельчению твердых горных пород, а именно к устройствам вибрационного разрушения и может быть использовано при переработке минерального сырья, например, кимберлитовой руды.

Известен вибрационный измельчитель (см. а.с. СССР .№ 1782659, В02с 19/16 опуб, БИ .№ 47 1992), содержащий корпус с наружним дробящим конусом, внутренний дробящий конус, и вибровозбудитель механических колебаний, выполненный в виде гидропульсатора, состоящего из выполненной в корпусе кольцевой гидрокамеры с отверстием для подключения гидронасоса и присоединенной посредством мембраны с внутренним дробящим конусом.

Недостатком известного технического решения является ограниченная производительность, малый срок службы из-за износа рабочих поверхностей и возможность разрушения кристаллов алмазов ударными нагрузками.

Наиболее близкой по технической сущности является щековая вибрационная дробилка (см. а.с. СССР № 1072902, В 02 С 19/16 опубл. БИ № б 1984), содержащая опорную раму, по меньшей мере, две наружные дробящие щеки с вибровозбудителями и центрально смонтированный внутренний дробящий орган, который снабжен приводом и опорами вращения вокруг центральной вертикальной оси и выполнен в виде конуса со спиральным рифлением, а наружные щеки имеют конически вогнутые дробяпще поверхности.

Недостатком известного технического решения является разрушение кристаллов алмазов ударными нагрузками при дроблении кимберлитовой руды, и малый срок службы из-за износа рабочих поверхностей.

Технической задачей при создании изобретения является повышение эффективности разрушений кимберлитовой руды при сохранении кристаллов алмазов, за счет разрушения кимберлитовой руды пульсирующими, истирающими нагрузками одновременно в трех плоскостях, достаточными для

МПК 7: в 02 с 19/16

разрушения непрочного кимберлита, в то же время не разрушающими нрочные кристаллы алмаза, и удаление мелкой фракции в процессе измельчения, и повышении надежности работы путем снижения износа рабочих поверхностей.

Поставленная задача решается следующим образом.

Кольцевой вибрационный измельчитель с классификатором включает опорную раму, наружний измельчительный элемент, закрепленный на опорной раме, вибровозбудитель, упругие элементы, центральный разрушающий орган с рифлениями, снабженный приводом для вращения вокруг вертикальной оси, и разгрузочная щель.

Согласно техническому решению, наружный измельчительный элемент выполнен в виде полого цилиндра, набранного из колец, установленных одно над другим с зазором для прохода воздуха в рабочее пространство, для удаления пылевидных частиц, и каждое кольцо снабжено тремя наклонными опорами, посредством которых установлено на трех опорных выступах рамы, выполненных с наклонными поверхностями, обеспечивающими самоустановку кольца относительно вертикальной оси и наклонные опоры в горизонтальной плоскости закреплены через упругие элементы к раме с возможностью колебательного перемещения вокруг вертикальной оси посредством закрепленного на каждом кольце вибровозбудителя, причем смежные кольца присоединены к вибровозбудителям в противофазе колебаний между собой.

На внутренней поверхности колец закреплены сектора, выполненные из износостойкого металла с рифленой рабочей поверхностью.

Центральный разрущающий орган выполнен центральным разрушающим барабаном, выполненным с боковой разрушающе-классифицирующей рабочей поверхностью в виде прямоугольных стержневых элементов, выполненных из износостойкого металла, установленных с вертикальными щелевыми зазорами между собой для пропуска песковой фракции в полость барабана, и прямоугольные стержневые элементы закреплены в гнездах каркаса барабана по образующей барабана под углом к нормалям, обеспечивающим

образование прямоугольными кромками стержневых элементов разрушающих рифлений на рабочей поверхности барабана, а внутренняя полость барабана через верхнюю торцевую часть, снабженную патрубком, соединена с отсасывающим устройством, а внизу полость барабана заканчивается воронкой, снабженной патрубком с затвором для вывода песковой фракции, и центральный разрушающий барабан установлен кооксиально внутри полого цилиндра, набранного из колец, с образованием кольцевого рабочего пространства, между рифленными рабочими поверхностями колец полого цилиндра и боковой разрущающе-классифицирующей рабочей поверхностью центрального разрушающего барабана.

И под последним кольцом полого цилиндра и кольцевым рабочим пространством установлен с образованием кольцевой разгрузочной щели разгрузочный флянец с возможностью вращения вокруг вертикальной оси от регулируемого независимого привода, а кольцевая разгрузочная щель перекрывается измельченной рудой под углом естественного откоса, размещенной на плоскости разгрузочного флянца, который снабжен устройством для разгрузки измельченной руды, выполненным в виде плужка, закрепленного на опорной раме с возможностью фиксированного регулирования его положения относительной разгрузочной щели.

Существенными отличиями предлагаемого изобретения являются: Наружний измельчительный элемент выполнен в виде полого цилиндра, набранного из колец, установленных одно над другим с зазором для прохода воздуха в рабочее пространство для удаления пылевидных частиц, и каждое кольцо снабжено тремя наклонными опорами, посредством которых установлено на трех опорных выступах рамы, выполненных с наклонными поверхностями, обеспечивающими самоустановку кольца относительно вертикальной оси и наклонные опоры в горизонтальной плоскости закреплены через упругие элементы к раме с возможностью колебательного перемещения вокруг вертикальной оси посредством на каждом кольце закрепленного вибровозбудителя, причем смежные кольца присоединены к вибровозбудителям в противофазе колебания между собой, а на внутренней новерхности колец закреплены сектора, выполненные из износостойкого металла с рифленой рабочей поверхностью.

Вышеуказанное позволяет в рабочем пространстве измельчителя создавать сдвиговые пульсирующие нагрузки с помощью вибровозбудителя и сдвиговые постоянно действующие нагрузки с помощью рифлений медленно вращающегося центрального разрушающего барабана. Кроме того, сдвиговые перетирающие нагрузки осуществляются за счет включения в противофазу колебаний каждого из смежных колец. На плоскости соприкосновения смежных колец в кимберлитовой руде ведутся сдвигово перетирающие нагрузки, что так же значительно повышает эффективность разрушения.

Эффективность процесса увеличивается за счет удаления образующихся пылевидных частиц, путем прососа воздуха, поступающего через зазоры между кольцами, через рабочее пространство.

Разрушение кимберлитовой руды производится сдвигом и перетиранием, что обеспечит сохранность кристаллов алмаза, которые не разрушаются под действием этих нагрузок, находясь в непрочном кимберлите. Кроме того, кристаллы алмазов, находясь в рабочем пространстве измельчителя, способствуют разрушению непрочной кимберлитовой руды.

Причем размеры рабочего пространства должны обеспечивать свободный проход кристаллов алмазов и не создавать условий для их разломов.

Скорости, создаваемые пульсрфующей нагрузкой, не должны достигать значений, при которых будет происходить разрушение кристаллов алмаза.

Перетирающее воздействие относительно мелкой кимберлитовой руды будут способствовать очистке граней алмазов от частиц кимберлита.

Для уменьшения сопротивлению вибрационному перемещению персонально каждое кольцо монтируется на самоустанавливаюищхся опорных элементах рамы в виде трех выступов с наклонными опорными поверхностями. Три выступа рамы, расположенные под углом 120° обеспечивают устойчивое положения трех опор кольца. А для того, чтобы избежать дополнительных нагрузок от всевозможных перекосов выступы и опоры снабжены взаимодействующими между собой наклонными поверхностями, которые целесообразно покрыть антифрикционными материалами. При вибрационных воздействиях каждое кольцо самоустанавливается на наклонных плоскостях относительно вертикальной оси, что позволяет избежать дополнительных нагрузок от различного рода перекосов закрепления в упругих элементах. Индивидуальный вибровозбудитель каждого кольца так же уменьшает сопротивления вибрационному перемещению и дает возможность самонастройки на резонансный режим работы.

Для повышения работоспособности высокообразивной кимберлитовой руды, внутренняя поверхность колец футерована износостойким материалом и может быть выполнена, например, из износостойкой марганцевой стали. Для снижения затрат на ремонтные работы футеровка выполнена в виде секторов, сверхуотлитых из марганцевой стали с рифленой рабочей поверхностью и закрепленных болтами к телу кольца с внутренней стороны.

Для создания пульсирующих нагрузок могут быть использованы вибровозбудители электромагнитные, электромеханические, дебалансные, гидравлические, пневматические, а так же кривошипношатунные механизмы. В настоящее время созданы вибровозбудители с возмущающим усилием от сотен до десятков тысяч ньютонов с частотой от нескольких герц до 100 гц и выше. Исследованиями можно подобрать необходимое возмущающее усилие и частоту эффективного разрушения кимберлитовых руд, не нарушая целостности кристаллов алмаза.

Для снижения расхода энергии целесообразно подобрать упругие элементы для закрепления каждого из колец, обеспечивающие околорезонансный режим работы.

При этом центральный разрушающий орган выполнен центральным разрушающим барабаном с боковой разрушающе-классифицирующей рабочей поверхностью в виде прямоугольных стержневых элементов, выполненных из износостойкого металла, установленных между собой с верти 28й //5г// кальными щелевыми зазорами для пропуска песковой фракции в полость барабана и прямоугольные стержневые элементы закреплены в гнездах каркаса барабана по образующей барабана под углом к нормалям, обеспечивающим образование прямоугольными кромками стержневых элементов разрушающих рифлений рабочей поверхности барабана.

Это позволяет в процессе измельчения руды освобождаться от мелкой песковой фракции через вертикальные щелевые зазоры между стержневыми элементами, что значительно увеличивает эффективность процесса измельчения.

Выполнение прямоугольных стержневых элементов из износостойкого металла, например, марганцевой стали, повышает долговечность измельчителя при работе на абразивной кимберлитовой руде. Крепление прямоугольных стержневых элементов в гнездах упрощает конструкцию и снижает затраты на ремонтные работы.

Использование стержневых элементов для создания рифлений упрощает конструкцию и создает возможность их замены при износе, что повышает работоспособность.

Совмещение операций разрушения и классификации снижает энергоемкость процесса и увеличивает производительность.

Процессу классификации способствует пульсирующие нагрузки в рабочем пространстве, создаваемые вибровозбудителями посредством колец с их рифленой рабочей поверхностью.

Внутренняя полость барабана через верхнюю торцевую часть, снабженную патрубком, соединены с отсасывающим устройством. Отсос мелкой пылевидной фракции из полости барабана и через вертикальные щели между прямоугольными стержневыми элементами из рабочего пространства измельчителя повышает эффективность измельчения руды и обеспечивает санитарно-гигиенические условия работы измельчителя. Получаемая при работе пылевидная фракция отсасывается из рабочего пространства в процессе ее образования и удаляется отсасывающим устройством для дальнейшей переработки.

Внизу торцевая полость барабана заканчивается воронкой, снабженной патрубком с затвором для вывода песковой фракции.

Вышеуказанное позволяет производить непрерывный вывод тонко измельченной руды и направить ее для дальнейшей переработки, что увеличивает производительность измельчителя.

Центральный разрушаюш;ий барабан установлен кооксиально внутри полого цилиндра с образованием кольцевого рабочего пространства между рифлеными рабочими поверхностями колец полого цилиндра и боковой разрушающе-классифицируюп ;ей рабочей поверхностью центрального разрушаюш;его барабана, и под последним кольцом полого цилиндра и кольцевым рабочим пространством установлен с образованием кольцевой разгрузочной щели разгрузочный флянец с возможностью вращения вокруг вертикальной оси от регулируемого независимого привода, а кольцевая разгрузочная щель перекрывается измельченной рудой под углом естественного откоса, размещенной на плоскости разгрузочного флянца и снабжено устройством для разгрузки измельченной руды с выполненным в виде плужка, закрепленного на опорной раме с возможностью фиксированного регулирования его положения относительно разгрузочной щели.

Размеры кольцевой разгрузочной щели обеспечивают проход кристаллов алмаза без застревания, а для того, чтобы создать необходимый подпор кимберлитовой руды в рабочем пространстве измельчителя, предложен затвор из измельченной кимберлитовой руды, расположенной под углом естественного откоса на плоскости под кольцевой разгрузочной щелью.

Этот затвор обеспечивает надежное перекрытие кольцевой разгрузочной щели при повышенном напряженном состоянии измельченной кимберлитовой руды. В то же время обеспечивает проход крупных кристаллов, соизмеримых с размерами рабочего пространства.

Для того чтобы выгрузить измельченный материал с плоскости под кольцевой разгрз очной щелью, на которой расположен откос из кимберлитовой руды, эта плоскость выполнена вращающимся разгрузочным флянцем, выполненным вращающемся от независимого регулируемого по скорости вращения привода. Это обеспечивает возможность регулирования производительности и снижает расходы на ремонтно-восстановительные работы при износе разгрузочного флянца. Что упрощает конструкцию устройства для удаления измельченной кимберлитовой руды, которое выполнено в виде плужка с возможностью фиксирования его положения относительно разгрузочной щели.

За счет закрепления с фиксацией плужка на раме обеспечивается его положение относительно кольцевой разгрузочной щели. Это позволяет регулировать величину разгрузки за каждый оборот диска и, поэтому, производительность кольцевого вибрационного измельчителя с классификатором.

Пример выполнения кольцевого вибрационного измельчителя с классификатором и износостойкой рабочей поверхностью показан на фиг. 1-4.

Где на фиг. 1 показана принципиальная схема кольцевого вибрационного измельчителя с классификатором и износостойкой рабочей поверхностью - вертикальный разрез.

фиг. 2 - сечение I-I (фигЛ)

фиг. 3 - узел А (фиг. 1) в плане

фиг.4 - узел Б (фиг.1) в плане, схема закрепления прямоугольных стержневых элементов на каркасе барабана по его боковой рабочей поверхности.

фиг. 5 - узел В (фиг.1) в плане

Кольцевой вибрационный измельчитель с классификатором и износостойкой рабочей поверхностью состоит из опорной рамы 1 (фиг.1), в которой смонтирован полый цилиндр 2, набранный из колец 3, установленных на раме 1 с возможностью колебательного перемещения вокруг вертикальной оси 4. Кольца 3 установлены между собой с зазором 5 для удаления пылевидных частиц при работе измельчителя, снабжена тремя наклонными опорами 6 (фиг. 1,2) установлена на трех опорных выступах 7 рамы, выполненных с наклонными поверхностями, обеспечивающими самоустановку кольца 3 относительно вертикальной оси 4, и наклонные опора 6 в горизонтальной плоскости закреплены через упругие элементы 8 (фиг.З) на выступах 7 рамы (с возможностью колебания вокруг вертикальной оси 4 посредством закрепленного на каждом кольце вибровозбудителя 9 (фиг. 1,2).

В приведенном примере показано одновременное использование шести вибровозбудителей по одному вибровозбудителю 9 на каждом кольце 3, а схема подобрана таким образом, чтобы кольца 3 чередовались между собой от разных вибровозбудителей 9, включенных в противофазе. Это обеспечивает во время работы вибрационное перемещение соседних колец 3 в противофазе колебаний. Упругие элементы 8 обеспечивают вибрационное перемещение колец 3 вокруг вертикальной оси 4.

В качестве вибровозбудителей 9 могут быть использованы электромеханические, электромагнитные, гидравлические, пневматические вибровозбудители и кривошипно-шатунные механизмы.

На внутренние поверхности колец 3 закреплены сектора 10, выполненные из износостойкого металла, например, марганцевой стали, с рифленой рабочей поверхностью 11.

Внутри собранного из колец полого цилиндра 2 кооксально смонтирован разрушающий орган в виде центрального разрушающего барабана 12. Центральный разрушающий барабан 12 выполнен с боковой разрушающеклассифицирующей рабочей поверхностью 13 (фиг 1,4) в виде прямоугольных стержневых элементов 14, установленных между собой вертикальными щелевыми зазорами 15 для пропуска песковой фракции в полость 16 барабана 12 (фиг. 12). Прямоугольные стержневые элементы выполнены из износостойкого материала, например, марганцевой стали. Прямоугольные стержневые элементы закреплены в гнездах 17 (фиг.5) каркаса 18 барабана 12 посредством поясов 19 (фиг. 1,5) по образующей барабана под углом ос к нор2 w//- / /с

Мали 20 (фиг. 4), обеспечивающим образование прямоугольными кромками стержневых элементов 14 разрушающих рифлений 21 рабочей поверхности 13 центрального разрушающего барабана 12.

Внутренняя полость 16 центрального разрушающего барабана 12 через верхний торец снабженный патрубком 22 (фиг.1) соединена с отсасывающим устройством (отсасывающее устройство не показано).

Внизу полость 16 заканчивается воронкой 23 с каналом и патрубком 24 с затвором 25 для вывода песковой фракции из центрального разрушающего барабана.

Центральный разрушающий барабан 12 снабжен приводом 26 (показана только приводная шестерня) и выполнен с подшипниковым узлом 27 в раме 1.

Под последним кольцом 3 полого цилиндра 2 и кольцевым рабочим пространством 28 установлен с образованием кольцевой разгрузочной щели 29, разгрузочный флянец 30 с возможностью вращения вокруг вертикальной оси 4 с помощью регулируемого привода 31, перекрываемой измельченной рудой 32 под углом естественного откоса, размещенной на плоскости разгрузочного флянца 30. Для разгрузки измельченной руды с плоскости разгрузочного флянца 30 выполнено устройство в виде плужка 33, закрепленного на опорной раме 1 с возможностью фиксированного регулирования его положения относительно разгрузочной щели 29.

Проходное сечение кольцевой разгрузочной щели 29 больше чем проходное сечение рабочего пространства 28.

Под разгрузочным плужком 33 установлен лоток 34 для приема измельченной руды.

Загрузка измельчителя ведется посредством питателя 35, установленного с возможностью регулирования производительности.

Кольцевой вибрационный измельчитель с классификатором и износостойкими рабочими поверхностями работает следующим образом.

Включают в работу привод 26 центрального разрушающего барабана 12 и вибровозбудители 9, затем включают питатель 35 для подачи кимберлитовой руды.

Кимберлитовая руда под действием собственного веса поступает в кольцевое рабочее пространство 28. Заполнению рабочего пространства способствует образующийся откос 32 под кольцевой разгрузочной щелью 29, вращение центрального разрушающего барабана 12 и колебания рабочих поверхностей 11 колец 3.

При движении кимберлитовой руды в рабочем пространстве 28 на нее действуют пульсирующие нагрузки, создаваемые вибровозбудителями 9. Рабочая поверхность 11 каждого кольца 3 создает около своих рифлений зоны сдвижения под углом внутреннего трения (руда по руде).

Кимберлитовая руда в рабочей зоне будет находиться в сложном нагружении за счет медленно вращающего разрушающего барабана 12 и в руде создаются статические нагружения. В районе каждого кольца 3 за счет колебаний рифлениями рабочей поверхности И на руду будзлг накладываться пульсирующие нагрузки. Кроме того, кольца 3 колеблются в противофазе, что создает дополнительно перетирания на плоскости между смежными кольцами. За счет этих сложных деформаций производится разрушение слабого кимберлита, в то же время кристаллы алмаза, находяпщеся в относительно слабом материале кимберлита, не разрушаются этими нагрузками.

По мере разрушения кимберлитовой руды песковая фракция через вертикальные щели 15 между прямоугольными стержневыми элементами 14 поступает в полость 16 и через воронку 23 и патрубок 24 к разгрузочному затвору 25.

Процесс пропуска песковой фракции через щели 15 активируется пульсирующими воздействиями рабочей поверхности 11 колец 3 и вращением центрального разрушающего барабана 12.

ройства через патрубок 22 (фиг.1). Это позволяет эффективно удалять образующиеся пылевидные частицы в процессе их образования.

Величина давлений внутри рабочего пространства регулируется количеством отгружаемой измельченной руды посредством плужка 33.

Можно подобрать режим, при котором можно до минимума уменьшить разгрузку из кольцевой разгрузочной щели 29. При этом вся подводимая энергия будет тратиться на измельчение кимберлитовой руды и проталкивание через классифицирующую поверхность центрального барабана. Кристаллы алмаза будут сохраняться и будут способствовать перетиранию минералов кимберлита.

Рабочее пространство должно быть на 15-20 % больше самого крупного кристалла алмаза в линейном измерении. Это обеспечит свободный проход их по рабочему пространству, не создавая условий для разлома и выхода измельченной руды под углом естественного откоса без застреваний.

Claims (1)

1. Кольцевой вибрационный измельчитель с классификатором и износостойкими рабочими поверхностями, включающий опорную раму, наружный измельченный элемент, закрепленный на опорной раме, вибровозбудитель, упругие элементы, центральный разрушающий орган, снабженный приводом для вращения вокруг вертикальной оси, и разгрузочную щель, отличающийся тем, что наружный измельчительный элемент выполнен в виде полого цилиндра, набранного из колец, установленных один над другим с зазором для прохода воздуха в рабочее пространство для удаления пылевидных частиц, и каждое кольцо снабжено тремя наклонными опорами, посредством которых установлено на трех опорных выступах рамы, выполненных с наклонными поверхностями, обеспечивающими самоустановку кольца относительно вертикальной оси, и наклонные опоры в горизонтальной плоскости закреплены через упругие элементы к раме с возможностью колебательного перемещения вокруг вертикальной оси посредством закрепленного на каждом кольце вибровозбудителя, причем смежные кольца присоединены к вибровозбудителям в противофазе колебаний между собой, на внутренней поверхности колец закреплены сектора, выполненные из износостойкого металла с рифленой рабочей поверхностью, при этом центральный разрушающий орган выполнен центральным разрушающим барабаном с боковой разрушающе-классифицирующей рабочей поверхностью в виде прямоугольных стержневых элементов, выполненных из износостойкого металла, установленных между собой с вертикальными щелевыми зазорами для пропуска песковой фракции в полость барабана, и прямоугольные стержневые элементы закреплены в гнездах каркаса барабана по образующей барабана под углом к нормалям, обеспечивающим образование прямоугольными кромками стержневых элементов разрушающих рифлений рабочей поверхности барабана, а внутренняя полость барабана через верхний торец, снабженный патрубком, соединена с отсасывающим устройством, а внизу полость барабана заканчивается воронкой, снабженной патрубком с затвором для вывода песковой фракции, и центральный разрушающий барабан установлен коаксиально внутри полого цилиндра, набранного из колец с образованием кольцевого рабочего пространства между рифлеными рабочими поверхностями колец полого цилиндра и боковой разрушающе-классифицирующей рабочей поверхностью центрального разрушающего барабана, и под последним кольцом полого цилиндра и кольцевым рабочим пространством установлен с образованием кольцевой разгрузочной щели разгрузочный фланец с возможностью вращения вокруг вертикальной оси от регулируемого независимого привода, а кольцевая разгрузочная щель перекрывается измельченной рудой под углом естественного откоса, размещенной на плоскости разгрузочного фланца и снабженной устройством для разгрузки измельченной руды, выполненным в виде плужка, закрепленного на опорной раме с возможностью фиксированного регулирования его положения относительно кольцевой разгрузочной щели.