RU2393920C2 - Method of crushing construction materials and device to this end - Google Patents
Method of crushing construction materials and device to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393920C2 RU2393920C2 RU2008134435/03A RU2008134435A RU2393920C2 RU 2393920 C2 RU2393920 C2 RU 2393920C2 RU 2008134435/03 A RU2008134435/03 A RU 2008134435/03A RU 2008134435 A RU2008134435 A RU 2008134435A RU 2393920 C2 RU2393920 C2 RU 2393920C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibrator
- grinding
- gravity
- bearing
- vertical plane
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способам и устройствам для тонкого измельчения строительных материалов и может быть наиболее широко использовано в строительной промышленности.The invention relates to methods and devices for fine grinding of building materials and can be most widely used in the construction industry.
В настоящее время процесс измельчения цементного клинкера и других вяжущих в шаровых мельницах до крупности мельче 0,071 мм поглощает около 35 кВт·ч электроэнергии на 1 т готового продукта при износе мелющих тел до 2,5 кг на 1 т. В центробежных роликовых мельницах «Лоше» эти величины ниже на 15%.Currently, the process of grinding cement clinker and other binders in ball mills to a fineness of less than 0.071 mm absorbs about 35 kWh of electricity per 1 ton of finished product when grinding bodies wear up to 2.5 kg per 1 ton. In Losh centrifugal roller mills these values are 15% lower.
Такие высокие энергозатраты и износ объясняются неэффективным методом приложения сил к материалу.Such high energy costs and wear are explained by an inefficient method of applying forces to the material.
В этой связи поиск новых энерго- и рессурсосберегающих способов измельчения материалов является весьма актуальной задачей.In this regard, the search for new energy- and resource-saving methods of grinding materials is a very urgent task.
Известен способ измельчения материалов в шаровых мельницах (Вайсберг Л.А., Зарогатский Л.П., Туркин В.Я. Вибрационные дробилки, ВСЕГЕИ, СП, 2004, стр.46, рис.14), включающий массированное воздействие на измельчаемый материал падающих или скользящих относительно друг друга шаров. Шары контактируют друг с другом и с футеровкой мельницы в точке, поэтому эффективность процесса измельчения материала, попадающего в зону их контакта, весьма низкая.A known method of grinding materials in ball mills (Vaysberg L.A., Zarogatsky L.P., Turkin V.Ya. Vibratory crushers, VSEGEI, SP, 2004, p. 46, Fig. 14), including a massive impact on the crushed material of falling or balls moving relative to each other. The balls are in contact with each other and with the lining of the mill at a point, so the efficiency of the process of grinding the material falling into their contact zone is very low.
Известен способ внутрислойного измельчения материала (реклама гидровалковых прессов фирмы ThyssenKrupp Polysius на сайте www.polysius.com), включающий сжатие слоя материала между двумя мелющими телами. Способ реализуется в валковых дробилках, где валки прижимаются друг к другу гидроцилиндрами. Материал, загружаемый между валками, сжимается с силой, существенно превышающий предел прочности кусков материала. Поэтому после разрушения материал выходит из зазора между валками в виде спрессованных пластин, требующих дополнительного разрушения, а значит, дополнительной энергии на этот процесс.A known method of intralayer grinding of material (advertising of hydraulic presses of the company ThyssenKrupp Polysius at www.polysius.com), comprising compressing a layer of material between two grinding media. The method is implemented in roll crushers, where the rolls are pressed against each other by hydraulic cylinders. The material loaded between the rolls is compressed with a force significantly exceeding the tensile strength of pieces of material. Therefore, after the destruction of the material leaves the gap between the rolls in the form of pressed plates, requiring additional destruction, and therefore, additional energy for this process.
Известен принимаемый за наиболее близкий аналог способ измельчения, осуществляемый в конусной инерционной дробилке (а.с. СССР №1230671, В02С 2/00, 2/02 от 15.05.1986 г.), включающий разрушение материала внутри собственного слоя сжатием и сдвигом между двумя мелющими телами качения. Вибрационное взаимодействие тел существенно повышает активность измельчения, что увеличивает степень измельчения и производительность в сравнении с предыдущим аналогом.A known grinding method, taken as the closest analogue, is carried out in an inertial cone crusher (AS USSR No. 1230671, V02C 2/00, 2/02 of 05/15/1986), including the destruction of the material inside its own layer by compression and shear between two grinding rolling elements. The vibrational interaction of bodies significantly increases the activity of grinding, which increases the degree of grinding and productivity in comparison with the previous analogue.
Однако достигнутые технологические параметры еще не достаточны для замены шаровых мельниц.However, the achieved technological parameters are not yet sufficient to replace ball mills.
Задача предлагаемого способа - снижение энергозатрат на процесс внутрислойного измельчения минимум в 6-8 раз в сравнении с шаровой мельницей, в 2 раза в сравнении с гидровалковыми прессами или на 30% в сравнении с прототипом.The objective of the proposed method is to reduce energy consumption for the process of intralayer grinding at least 6-8 times in comparison with a ball mill, 2 times in comparison with hydraulic presses or 30% in comparison with the prototype.
Поставленная задача решается тем, что в способе разрушения материала внутри собственного слоя сжатием и сдвигом между двумя мелющими телами качения в соответствии с настоящим изобретением обоим видам деформации придают знакопеременный характер, и в момент снятия нагрузки из зоны деформации принудительно удаляют частицы материала готовой крупности.The problem is solved in that in the method of destruction of the material inside its own layer by compression and shear between two grinding grinding bodies in accordance with the present invention, both types of deformation are given an alternating character, and at the moment of removing the load, particles of finished material are forcibly removed from the deformation zone.
Известно, что любой материал разрушается значительно легче, если действующие на него силы имеют встречное знакопеременное направление, а если они действуют еще и в разных плоскостях по отношению к центру деформации, то эффект только усиливается. Кроме того, такие силы закручивают по орбите кругового маятника наружное мелющее тело, что создает центробежную силу в зоне разгрузки. Те же силы разрыхляют слой материала после деформации. Суммарное действие этих сил обеспечивает условия для немедленной эвакуации продукта готовой крупности в нижележащие слои после каждого цикла деформации слоя. В итоге обеспечивается более активное удаление готового продукта из мелющей камеры.It is known that any material is destroyed much more easily if the forces acting on it have a counter-alternating direction, and if they also act in different planes with respect to the deformation center, then the effect only intensifies. In addition, such forces spin the external grinding body in the orbit of a circular pendulum, which creates a centrifugal force in the discharge zone. The same forces loosen the layer of material after deformation. The combined effect of these forces provides the conditions for the immediate evacuation of the finished particle product to the underlying layers after each cycle of layer deformation. The result is a more active removal of the finished product from the grinding chamber.
Таким образом, в заявляемом способе осуществляется главное правило измельчения: не измельчать ничего лишнего.Thus, in the inventive method, the main rule of grinding is implemented: do not grind anything superfluous.
Промышленная реализация способа осуществлялась в машине с двумя мелющими телами качения, каждое из которых снабжено своим виброприводом. Рабочие поверхности мелющих тел образуют мелющую камеру, в которую самотеком из бункера под давлением массы своего столба загружается измельчаемый материал. Вибрирующие мелющие тела обеспечивают деформацию сдвига и сжатия слоя, а гравитационная и центробежная силы создают условия активной принудительной эвакуации из слоя продукта готовой крупности. Процесс осуществляется в замкнутом цикле с возвратом недоизмельченного материала в мелющую камеру.The industrial implementation of the method was carried out in a machine with two grinding rolling elements, each of which is equipped with its own vibrodrive. The working surfaces of the grinding bodies form a grinding chamber into which the material to be crushed is loaded by gravity from the hopper under the pressure of the mass of its column. Vibrating grinding bodies provide shear and compression deformation of the layer, and gravitational and centrifugal forces create conditions for active forced evacuation of the finished particle size from the layer. The process is carried out in a closed cycle with the return of the under-ground material to the grinding chamber.
Работа по измельчению цементного клинкера в различных режимах (переменные частота, сила, зазор между телами) показала, что предлагаемый способ снижает энергозатраты в сравнении с шаровыми мельницами в 6-8 раз, в сравнении с гидровалковыми прессами в 2 раза, а в сравнении с прототипом на 30%.Work on grinding cement clinker in various modes (variable frequency, force, gap between bodies) showed that the proposed method reduces energy consumption in comparison with ball mills by 6-8 times, in comparison with hydraulic presses by 2 times, and in comparison with the prototype by 30%.
Таким образом, отличительные признаки заявляемого способа обеспечивают решение поставленной задачи.Thus, the hallmarks of the proposed method provide a solution to the problem.
Для осуществления заявленного способа используется виброимпульсная мельница.To implement the claimed method uses a vibratory pulse mill.
Известна вибрационная дробилка (патент США №4592517 от 03.06.1986 г.), содержащая корпус с наружным конусом и сферической опорой для внутреннего конуса с валом, на котором размещен вибратор. При вращении вибратора создается центробежная сила, заставляющая внутренний конус совершать гирационное движение с обкаткой по наружному конусу через слой материала.Known vibration crusher (US patent No. 4592517 from 06/03/1986), containing a housing with an outer cone and a spherical support for the inner cone with a shaft on which the vibrator is placed. When the vibrator rotates, a centrifugal force is created, forcing the inner cone to make a gyration movement with rolling in the outer cone through a layer of material.
Слой материала подвергается знакопеременному виброимпульсному сжатию. В момент снятия давления мелкая фракция за счет гравитации выводится из зоны сжатия слоя. Устройство позволяет снизить энергозатраты в сравнении с шаровыми мельницами в 3 раза и в сравнении с гидровалковыми - в 1,2 раза.The material layer is subjected to alternating vibrational compression. At the time of pressure removal, the fine fraction due to gravity is removed from the zone of compression of the layer. The device allows to reduce energy consumption in comparison with ball mills by 3 times and in comparison with hydraulic mills - by 1.2 times.
Известна принимаемая за наиболее близкий аналог вибрационная дробилка (а.с. СССР №1347974 от 28.06.1984 г.), содержащая корпус с наружным конусом и сферической опорой для внутреннего конуса с валом, на котором с помощью подшипника смонтирован вибратор, ведомый противовибратором, смонтированным в подшипнике корпуса. В известной мельнице эффект измельчения материала внутри собственного слоя значительнее в сравнении с предыдущим аналогом благодаря наличию двух противофазных вибраторов, увеличивающих силу сжатия слоя. В результате энергозатраты в сравнении с шаровыми мельницами снижаются в 4,5 раза, а в сравнении с гидровалковыми прессами - в 1,4 раза.Known for the closest analogue is the vibration crusher (AS USSR No. 1347974 dated 06/28/1984), comprising a housing with an outer cone and a spherical support for the inner cone with a shaft on which a vibrator driven by an anti-vibrator mounted by means of a bearing is mounted in the bearing of the housing. In the known mill, the effect of grinding the material inside its own layer is more significant in comparison with the previous analogue due to the presence of two out-of-phase vibrators that increase the compression force of the layer. As a result, energy consumption in comparison with ball mills is reduced by 4.5 times, and in comparison with hydraulic roller presses - by 1.4 times.
Однако в этих аналогах еще не достигается решение задачи заявляемого способа.However, in these analogues is not yet achieved the solution of the problem of the proposed method.
Задачей настоящего изобретения является осуществление цели, поставленной в заявляемом способе, то есть создание мельницы, обеспечивающей за счет своих конструктивных, кинематических и динамических характеристик снижение энергозатрат на измельчение в сравнении с шаровой мельницей в 6-8 раз, в сравнении с гидровалковыми прессами в 2 раза, а в сравнении с прототипом на 30%.The objective of the present invention is the achievement of the goal set in the claimed method, that is, the creation of a mill that, due to its structural, kinematic and dynamic characteristics, reduces energy consumption for grinding in comparison with a ball mill by 6-8 times, in comparison with hydraulic presses by 2 times , and in comparison with the prototype by 30%.
Поставленная задача решается тем, что в известной мельнице, содержащей корпус с наружным конусом и сферической опорой для внутреннего конуса с валом и смонтированным на нем с помощью подшипника ведомым вибратором, приводом которого является ведущий вибратор, размещенный в подшипнике корпуса, при этом центр тяжести ведущего вибратора в соответствии с настоящим изобретением размещен в вертикальной плоскости, положение которой на 25-35° опережает по направлению вращения вибраторов вертикальную плоскость, в которой размещен центр тяжести вибратора внутреннего конуса.The problem is solved in that in a known mill containing a housing with an outer cone and a spherical support for the inner cone with a shaft and a driven vibrator mounted on it using a bearing, the drive of which is a driving vibrator located in the bearing of the housing, while the center of gravity of the driving vibrator in accordance with the present invention is placed in a vertical plane, the position of which is 25-35 ° ahead of the vertical plane in which the center of gravity is located in the direction of rotation of the vibrators ibrator of an internal cone.
На фиг.1 в продольном разрезе показано предлагаемое устройство для осуществления способа, а на фиг.2 - вид сверху на ведомый и ведущий приводные вибраторы мелющих тел устройства.Figure 1 in longitudinal section shows the proposed device for implementing the method, and figure 2 is a top view of the driven and driving vibrators of the grinding media of the device.
Устройство (фиг.1) содержит корпус 1 с наружным мелющим конусом 2 и сферической опорой 3 для внутреннего мелющего конуса 4 с валом 5, на котором с помощью подшипника 6 смонтирован вибратор 7. В подшипнике 8 корпуса 1 установлен вибратор 9 наружного конуса 2. Центры тяжести «А» и «В» соответственно вибраторов внутреннего конуса 4 и наружного конуса 2 лежат в одной горизонтальной плоскости. Вибратор 9 соединен клиноременной передачей 10 с двигателем 11. Вибратор 9 (фиг.2) выполнен приводным элементом вибратора 7. Центр тяжести «В» лежит в вертикальной плоскости «С», которая на 25-35° опережает по ходу вращения вибраторов вертикальную плоскость «D», в которой лежит центр тяжести «А» вибратора 7.The device (Fig. 1) comprises a housing 1 with an external grinding cone 2 and a spherical support 3 for an internal grinding cone 4 with a shaft 5 on which a
Устройство работает следующим образом. От двигателя 11 через клиноременную передачу 10 вращение передается вибратору 9, который в свою очередь как толкатель вводит во вращение вибратор 7. Оба вибратора создают центробежную силу, которая передается соответственно корпусу 1 с наружным конусом 2 (вибратор 9) и внутреннему конусу 4 (вибратор 7). Измельчаемый материал заполняет слоем круговой зазор между рабочими поверхностями мелющих конусов 2 и 4. Оба конуса получают круговое движение в одном направлении и одновременно движение в сторону сближения со смещением сил относительно точки сближения, что позволяет материалу эффективно разрушатся внутри собственного слоя.The device operates as follows. From the engine 11, through the V-belt drive 10, the rotation is transmitted to the
Однако сближение конусов происходит под углом 25-35°, что приводит к сдвигу слоя в момент его сжатия, приводящему к повышению степени измельчения почти в 2 раза в сравнении с прототипом, где сдвиг проявляется слабо. Выбранный угол опережения в пределах 25-35° является оптимальным для смещения встречных усилий деформации и для рационального расхода энергии в сочетании с рациональной степенью измельчения. Выход за пределы заданного углового диапазона приводит к нерациональным энергозатратам и снижению степени измельчения.However, the convergence of the cones occurs at an angle of 25-35 °, which leads to a shift of the layer at the time of its compression, leading to an increase in the degree of grinding by almost 2 times in comparison with the prototype, where the shift is weak. The selected lead angle in the range of 25-35 ° is optimal for shifting the opposing deformation forces and for a rational energy consumption in combination with a rational degree of grinding. Going beyond the specified angular range leads to irrational energy consumption and a decrease in the degree of grinding.
Маятниковое движение конусов и мелющей камеры создает в ее нижней части центробежную силу, составляющая которой направлена вниз в сторону разгрузки. В сочетании с разрыхляющим эффектом слоя из-за взаимодействия встречных, но смещенных относительно центра деформации сил создается эффект эвакуации измельченного продукта в дополнении к гравитационной силе, что повышает производительность мельницы.The pendulum movement of the cones and the grinding chamber creates a centrifugal force in its lower part, the component of which is directed downward towards the unloading side. In combination with the loosening effect of the layer, due to the interaction of counterpropagating, but shifted relative to the deformation center, the effect of evacuation of the crushed product is created in addition to the gravitational force, which increases the productivity of the mill.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008134435/03A RU2393920C2 (en) | 2008-08-26 | 2008-08-26 | Method of crushing construction materials and device to this end |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008134435/03A RU2393920C2 (en) | 2008-08-26 | 2008-08-26 | Method of crushing construction materials and device to this end |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008134435A RU2008134435A (en) | 2010-03-10 |
RU2393920C2 true RU2393920C2 (en) | 2010-07-10 |
Family
ID=42134637
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008134435/03A RU2393920C2 (en) | 2008-08-26 | 2008-08-26 | Method of crushing construction materials and device to this end |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2393920C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014065689A1 (en) * | 2012-10-25 | 2014-05-01 | Andrienko Vladimir Georgievich | Vibratory impact mill |
-
2008
- 2008-08-26 RU RU2008134435/03A patent/RU2393920C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014065689A1 (en) * | 2012-10-25 | 2014-05-01 | Andrienko Vladimir Georgievich | Vibratory impact mill |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008134435A (en) | 2010-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2014065691A1 (en) | Parabolic vibratory impact mill | |
RU2393920C2 (en) | Method of crushing construction materials and device to this end | |
KR101101878B1 (en) | Apparatus for crushing and polishing of construction wastes | |
Bogdanov et al. | Intensification of the grinding process in vibration mills | |
US20180036736A1 (en) | Parabolic vibration-pulse mill | |
RU186478U1 (en) | VIBRATOR GRINDER-ACTIVATOR | |
RU2637215C1 (en) | Vibrational mill | |
EA017555B1 (en) | Method for fine crushing of lump material and apparatus for realization thereof | |
CN206661293U (en) | A kind of combined type ore reduction device | |
CN202238129U (en) | Vibrating jaw crusher | |
CN211488051U (en) | Jaw crusher with multistage crushing chambers | |
KR200332848Y1 (en) | Cone crusher | |
WO2015169267A1 (en) | Vibrating crusher | |
RU2343000C2 (en) | Cone-shaped eccentric grinder | |
RU2292241C2 (en) | Conical vibratory crusher with intersecting axes of vibration exciters | |
CN205570440U (en) | Grind vertical vibrating mill that intracavity portion ground | |
CN109126970A (en) | A kind of triple axle crusher | |
RU2234981C2 (en) | Conical vibration grinder | |
RU2128082C1 (en) | Method of crushing materials in cone-type crusher and cone-type crusher used for realization of this method | |
RU2526738C1 (en) | Rotary crusher | |
RU81101U1 (en) | VIBROPULSE CONE CRUSHER | |
TWI480101B (en) | Movable cone support device and inverted cone cone crusher | |
CN214183342U (en) | Automatic stone crusher | |
CN215464649U (en) | Eccentric rotary cone crusher | |
RU2732619C1 (en) | Method of brittle materials crushing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170827 |