RU225265U1 - Двухкаскадная регулируемая мельница - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к дробильно-обогатительному оборудованию для измельчения полезных ископаемых, а также может быть использована в различных отраслях промышленности, в частности в угольной, рудной, металлургической промышленности и в промышленности строительных материалов. Предложено устройство - двухкаскадная регулируемая мельница, включающая раму, загрузочный патрубок, верхний электродвигатель, корпус, блок полумуфт, верхний вал, верхнюю чашу ротора. В ней для того, чтобы снизить энергопотребление, конструкция предусматривает концентрацию измельчительных операций, основанных на принципе самоизмельчения материала, который последовательно разрушается в первом и во втором каскаде.

Конструкцией предусмотрено выполнение наружных поверхностей ребер верхней и нижней чаши ротора в форме гиперболы, что позволит обеспечить более высокую линейную скорость движущихся частиц в каждом каскаде, позволяющую улучшить процесс разрушения материала. К положительным качествам двухкаскадной регулируемой мельницы относится возможность регулирования частоты вращения верхней и нижней чаши ротора с помощью частотных преобразователей по асинхронному интерфейсу, что позволит относительно несложным способом устанавливать их оптимальные режимные параметры в зависимости от физико-механических характеристик измельчаемого материала.

Технико-экономическим результатом предлагаемого устройства являются:

снижение энергетических затрат путем концентрации процесса измельчения исходного материала и получения готового продукта в одной машине;

снижение капитальных и эксплуатационных затрат за счет уменьшения числа используемого измельчительного оборудования в технологической линии получения готового продукта;

приспособляемость двухкаскадной регулируемой мельницы для измельчения разных по своим физико-механическим свойствам материалов за счет подбора оптимальных соотношений угловых скоростей верхней 9 и дополнительной 19 чаши ротора, что повысит работоспособность и эксплуатационную производительность.

Description

Полезная модель относится к дробильно-обогатительному оборудованию для измельчения полезных ископаемых, а также может быть использована в различных отраслях промышленности, в частности в угольной, рудной, металлургической промышленности и в промышленности строительных материалов.

К настоящему времени известно техническое решение - патент на изобретение РФ 1716652 В02С 13/14 «Установка для измельчения материалов», опубл. 27.08.2000 г.

Недостатком этого конструкторского решения является необходимость установки в технологическую линию для получения готового продукта нег сколько единиц измельчительного оборудования, что приводит к увеличению материальных, капитальных, энергетических и эксплуатационных затрат.

К другим техническим решениям следует отнести «Двухкаскадную конусную дробильную установку» для получения субмикронных на нопорошков», патент РФ 2387481, опубл. 27.04.2010 г.

Недостатком этого технического устройства являются высокие энергозатраты, связанные с необходимостью в создании больших усилий для раздавливания измельчаемых кусков материала и интенсивный износ рабочих поверхностей конусов, что ведет к повышенным капитальным и эксплуатационным затратам.

В качестве прототипа принята «Двухкаскадный двухдвигательный измельчитель динамического самоизмельчения», патент на полезную модель РФ 122912, опубл. 20.12.2012 г., бюл. №34.

Недостатком этого технического устройства являются высокие энергозатраты, связанные с отсутствием возможности осуществлять регулирование частоты вращения чаши ротора и дополнительной чаши ротора, позволяющего добиться необходимых режимных параметров и их соотношении для протекания режима самоизмельчения в корпусе и дополнительном корпусе, что позволит устанавливать их режимы частоты вращения для разных по своим физико-механическим и реологическим свойствам.

Задачей разработанного устройства является повышение производительности путем обеспечения возможности регулирования частоты вращения основной и дополнительной чаши ротора и выбора рациональной формы наружной поверхности ребер.

Поставленная цель достигается тем, что двухкаскадная регулируемая мельница, включающая раму, загрузочный патрубок, верхний и дополнительный электродвигатель, корпус, верхний и дополнительным вал, блоки полумуфт, верхнюю и нижнюю чашу ротора с установленными на них ребрами и выполненными на их боковых поверхностях выпускными отверстиями отличается тем, что наружная поверхность ребер верхней и нижней чаши ротора имеет форму гиперболы, а регулирование их частоты вращения осуществляется с помощью частотных преобразователей по асинхронному интерфейсу.

Предлагаемая конструкция поясняется фиг.1 и 2, на которых изображена двухкаскадная регулируемая мельница.

Она состоит из рамы 7, корпуса 2, смонтированного на ней и загрузочной воронки 3. На корпусе 2 с помощью с помощью болтовых соединений установлена крышка 7 и переходной корпус 4, на котором с помощью болтовых соединений смонтирован верхний электродвигатель 5. Рама 7 с помощью болтовых соединений закреплена на фундаменте. Вал электродвигателя 5 с помощью блока полумуфт 6 с помощью шпоночных соединений соединен с верхним 8 валом.

На нижней части верхнего вала 8 с помощью шпоночного соединений и гайки 25 смонтирована чаша ротора 9.

В боковой поверхности верхней чаши ротора 9 выполнены выпускные отверстия 10, предназначенные для эвакуации из ее внутренней полости измельченного материала, образовавшегося при измельчении исходного материала в 1-ом каскаде, размеры частиц которых меньше размеров выпускных отверстий 10.

Обеспечение жесткости корпуса 2 и рамы 1 осуществляется с помощью упоров 13.

Чаша ротора 9 с помощью ребер 11 разделена на шесть равных по площади сегментов. Наружная поверхность ребер 11 имеют форму гиперболы или другого типа кривой (эллипса, эвольвенты, эволюты и другую форму). Такая форма наружной поверхности ребер позволит при передаче крутящего момента кускам и частицам сообщить более высокую линейную скорость, что приведет к росту их кинетической энергии и более интенсивному их разрушению при многочисленных соприкосновениях друг с другом.

На нижней части рамы 7 на поперечине 17 жестко, связанной с корпусом 2, с помощью болтовых соединений, смонтирован дополнительный 14 переходной корпус. К нижнему переходному корпусу 14 с помощью болтовых соединений присоединен дополнительный электродвигатель 15. К валу дополнительно электродвигателя 75 с помощью блока нижних полумуфт 16 и шпоночных соединений присоединен дополнительный 18 вал. На верхнем конце дополнительного вала 18 с помощью шпоночного соединений смонтирована дополнительная чаша ротора 19. Дополнительная чаша ротора 19 с помощью нижних ребер 20 равномерно разделена на шесть сегментов равной площади. На боковой поверхности дополнительной чаши ротора 19 выполнены выпускные отверстия 21, имеющие размеры меньшие, чем выпускные отверстия 10 на чаше ротора 9.

Нижняя часть 22 корпуса 2 имеет наклонную поверхность с уклоном в сторону разгрузки измельченного материала, что позволяет обеспечить беспрепятственное перемещения полностью измельченного материала и аккумулирования его в приемный бункер 24.

Управление частой вращения чаши 9 и дополнительной чаши ротора 19 осуществляется с помощью регулирующего устройства (фиг.2).

Принцип работы двухкаскадной регулируемой мельницы осуществляется следующим образом.

Первоначально через загрузочную воронку 3, установленную на крышке 7, исходный для переработки материал поступает в полость чаши ротора 9, формирует над ней вертикальный столб 26 материала первого каскада. Далее одновременно включаются верхний 6 и дополнительный 15 электродвигатель двухкаскадной регулируемой мельницы.

В начальный период вращения верхней чаши ротора 9 куски исходного материала, загруженные в чашу ротора 9, начнут перемещаться к ее периферии под действием центробежной силы, одновременно прижимаясь к радиальным ребрам П. Достигнув определенной высоты и израсходовав кинетическую энергию, приобретенную ими от вращающихся ребер 11, они опустятся вниз под действием собственных сил тяжести и попадут в верхнюю активную зону 12, где произойдет их первичное разрушение за счет ударов, скалывания и истирания. Частицы материала, крупнее размера выходных отверстий 10 в верхней чаше ротора 9, совершив повторное движение по восходящей тороидальной линии, и вместе с догруженной новой порции нового материала, вновь опустятся в активную 12 в которой происходит их повторное разрушение.

Частицы измельченного материала, соразмерные с размерами боковых отверстий 10, перетекают через них и, опускаясь вниз под действием собственных сил тяжести, формируют нижний вертикальный столб 23, который формируется над дополнительной чашей ротора 20. При ее вращении предварительно измельченные частицы, подвергшиеся разрушению в пером каскаде, при взаимодействии с нижнего ребрами 21 дополнительной чаши ротора 20 начнут перемещаться вверх вдоль наклонной поверхности дополнительной чаши ротора 20. Израсходовав энергию при движении вверх, они будут разрушаться и переместятся в нижнюю активную зону 24 второго каскада, в которой будет происходить дополнительное их разрушение за счет многочисленных ударов, раскалываний и истирании, сокращаясь в размерах.

Частицы материала крупнее размера выходных отверстий 21 в дополнительной чаше ротора 19, совершат повторное движение в нижней чаше ротора 20 по восходящей тороидальной линии и далее вместе с исходным материалом опускаются в нижнюю активную 24 зону дополнительной чаши ротора 20. Частицы с размерами менее, чем выпускные отверстия 18, будут перетекать через них и опускаться под действием собственных сил тяжести вниз и попадут на наклонную поверхность 22 нижней части корпуса 1. Далее они, преодолевая силы трения измельченных частиц о поверхность наклонной части 22 нижней части рамы 1 переместятся по ней вниз и будут аккумулироваться в приемном бункере 27.

В зависимости от физико-механических и реологических свойств измельчаемого материала для каждого из перерабатываемых материалов устанавливают необходимые режимы частоты вращения обеих чаш ротора. Регулирование частот вращения чаши ротора 9 и дополнительной 20 чаши ротора осуществляется с помощью разработанного электронного устройства (фиг.2).

Необходимость такого регулирования объясняется тем, что в случае нарушения режимных параметров соотношения частоты вращения чаши ротора 9 (n₁) и дополнительной чаши ротора 19 (n₂) она будет переполняться материалом, что приведет к ее заклиниванию и росту потребления электроэнергии и снижению эксплуатационной производительности мельницы. При этом это соотношение частоты вращения чаши ротора 9 и дополнительной чаши ротора 19 должно находиться в соотношении n₁/n₂=0,5-0,8 в зависимости от физико-механических и реологических характеристик измельчаемых материалов.

Электропривод двухкаскадной регулируемой мельницы включает в себя два асинхронных двигателя АД1 и АД2 мощностью 3,5 кВт каждый, частота вращения которых регулируется с помощью частотных преобразователей ЧП1 и ЧП2.У правление частотными преобразователями ЧП1 и ЧП2 осуществляется по асинхронному интерфейсу RS-485.

Регулирование угловой скорости двигателей АД1 и АД2 осуществляется с помощью системы управления на основе микроконтроллера STM100fxx. Частота вращения непосредственно для каждого из двигателей задается с помощью величины напряжения на входе АЦП микроконтроллера раздельно.

Величины напряжения по каждому из каналов задается с помощью потенциометров, подключенных к источнику питания.

Пуск осуществляется отдельной клавиши подачей на один из входов STM100fxx логического нуля. При этом STM100fxx формирует сигнал разрешения на работу преобразователей частоты.

В процессе работы угловая скорость каждого из двигателей регулируется с помощью потенциометров R₁ и R₂ соответственно.

Технико-экономическим результатом предлагаемого устройства являются:

снижение энергетических затрат путем концентрации процесса измельчения исходного материала и получения готового продукта в одной машине;

снижение капитальных и эксплуатационных затрат за счет уменьшения числа используемого измельчительного оборудования в технологической линии получения готового продукта;

приспособляемость двухкаскадной регулируемой мельницы для измельчения разных по своим физико-механическим свойствам материалов за счет подбора оптимальных соотношений угловых скоростей верхней 9 и дополнительной 19 чаши ротора, что повысит работоспособность и эксплуатационную производительность.

Claims (1)

1. Двухкаскадная регулируемая мельница, включающая раму, загрузочный патрубок, верхний и дополнительный электродвигатель, корпус, верхний и дополнительный вал, блоки полумуфт, верхнюю и нижнюю чашу ротора с установленными на них ребрами и выполненными на их боковых поверхностях выпускными отверстиями, отличающаяся тем, что наружная поверхность ребер верхней и нижней чаши ротора имеет форму гиперболы, а регулирование их частоты вращения осуществляется с помощью частотных преобразователей по асинхронному интерфейсу.