RU2416463C2

RU2416463C2 - Centrifugal crusher with annular bumper elements

Info

Publication number: RU2416463C2
Application number: RU2009122706/21A
Authority: RU
Inventors: Андрей Иннокентьевич Матвеев (RU); Андрей Иннокентьевич Матвеев; Василий Романович Винокуров (RU); Василий Романович Винокуров
Original assignee: Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук
Priority date: 2009-06-15
Filing date: 2009-06-15
Publication date: 2011-04-20
Also published as: RU2009122706A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to disintegration of rocks and ores. Centrifugal crusher comprises cylindrical housing with top loading and bottom discharge openings, stepped working members running in opposite directions. Note here that steps of bottom working members are made up of activators with accelerating elements while inner vertical walls of top working member are provided with bumper elements. Solid circular element widening downward toward circle center and having trapezoidal cross section is arranged on vertical wall of each step over entire inner surface of top working member.

EFFECT: higher efficiency of crushing.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области дезинтеграции и измельчения горных пород и руд.The invention relates to the field of disintegration and grinding of rocks and ores.

Известен центробежный дисковый измельчитель с двумя горизонтальными и противоположно вращающимися соосными дисками с чередующимися кольцевыми отбойными элементами, между которыми происходит измельчение геоматериалов [1].Known centrifugal disk grinder with two horizontal and oppositely rotating coaxial disks with alternating annular bump elements, between which the grinding of geomaterials occurs [1].

Основной недостаток данной дробилки - недостаточная эффективность измельчения крепких руд, превышающих по шкале Протодьяконова коэффициент крепости f=8.The main disadvantage of this crusher is the insufficient efficiency of grinding strong ores that exceed the coefficient of strength f = 8 on the Protodyakonov scale.

Наиболее близким решением по технической сущности к заявляемому является центробежный измельчитель встречного удара [2], содержащий цилиндрический корпус с верхним загрузочным и нижним разгрузочным отверстиями, соосно расположенные верхний и нижний рабочие органы, ступенчатую рабочую камеру, образованную рабочими органами, отбойные плиты, расположенные на вертикальных стенках ступеней, и радиальные ребра на поверхности ступеней нижнего рабочего органа.The closest solution in technical essence to the claimed one is a counter-impact centrifugal grinder [2], containing a cylindrical body with upper loading and lower discharge openings, coaxially located upper and lower working bodies, a stepped working chamber formed by working bodies, baffle plates located on vertical the walls of the steps, and radial ribs on the surface of the steps of the lower working body.

Основным техническим недостатком данного измельчителя является ступенчатое измельчение, т.к. при переходе со ступеньки на ступень происходит периодическое гашение скорости у рабочей поверхности верхнего рабочего органа с последующим нарастанием ее на разгонной поверхности соответствующей ступени. При этом не раздробленные крупные зерна из более крепкой фракции горной породы, после столкновения с рабочей поверхностью верхнего рабочего органа, имея довольно высокую скорость при встрече с поверхностью разгонной ступени, отскакивают и проскальзывают на следующую ступень, не приобретая необходимой кинетической энергии, вследствие чего эффективность последующих ударов резко снижается, и в результате часть материала уходит из мельницы неразрушенной.The main technical disadvantage of this grinder is stepwise grinding, because during the transition from a step to a step, there is a periodic damping of speed at the working surface of the upper working body with its subsequent increase on the accelerating surface of the corresponding step. At the same time, large grains from a stronger rock fraction, after collision with the working surface of the upper working body, having a rather high speed when meeting the surface of the booster stage, bounce and slip to the next stage without gaining the necessary kinetic energy, as a result of which the efficiency of subsequent impacts decreases sharply, and as a result, part of the material leaves the mill intact.

Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом центробежном измельчителе, содержащем цилиндрический корпус с верхним загрузочным и нижним разгрузочным отверстиями, со ступенчатыми противоположно вращающимся рабочими органами, где ступени нижних рабочих органов представляют собой активаторы с разгонными элементами, а внутренние вертикальны стенки ступеней верхнего рабочего органа имеют отбойные элементы, отличающемся тем, что по всей внутренней поверхности верхнего рабочего органа, выполненного в ступенчатой форме, на вертикальной стенке каждой ступени расположен отбойный элемент, представляющий собой сплошной кольцеобразный элемент, расширяющийся книзу к центру окружности и имеющий в сечении форму трапеции.The essence of the invention lies in the fact that in the proposed centrifugal grinder, containing a cylindrical body with upper loading and lower discharge openings, with stepped opposite rotating working bodies, where the steps of the lower working bodies are activators with accelerating elements, and the inner vertical walls of the steps of the upper working body have fenders, characterized in that on the entire inner surface of the upper working body, made in a stepped form, in On the vertical wall of each step there is a baffle element, which is a continuous annular element that extends downward to the center of the circle and has a trapezoidal shape in cross section.

Сопоставительный анализ с аналогом показывает, что заявляемый измельчитель позволяет увеличить эффективность разрушения материала за счет изменения формы рабочей камеры измельчителя, вследствие чего происходит интенсификация динамических нагрузок на разрушаемые частицы. Таким образом, заявляемый измельчитель соответствует критерию изобретения «новизна».Comparative analysis with an analogue shows that the inventive shredder allows you to increase the efficiency of the destruction of the material by changing the shape of the working chamber of the grinder, as a result of which there is an intensification of dynamic loads on destructible particles. Thus, the inventive chopper meets the criteria of the invention of "novelty."

Известны технические решения, в частности у прототипа, в которых используется вращающиеся в противоположные стороны ступенчатые рабочие органы с отбойными плитами на вертикальных стенках ступеней, образующие ступенчатую рабочую камеру. В заявляемом решении предлагается также ступенчатая рабочая камера в форме воронкообразной полости, образованная ступенчатыми рабочими органами, в которой происходят многократные ударные столкновения дезинтегрируемых частиц исходного материала с ребрами нижнего и верхнего рабочих органов по пути перемещения к разгрузочным отверстиям в условиях нарастания ударных нагрузок и увеличения линейных скоростей сообщаемым частицам. В отличие от прототипа, в предлагаемом решении при изменении формы отбойных элементов, расположенных по всей внутренней поверхности верхнего ступенчатого рабочего органа на вертикальной стенке каждой ступени, частицы разрушаемой породы испытывают большое количество динамических нагрузок и ударов и задерживаются на больший отрезок времени в рабочей камере измельчителя, вследствие чего повышается эффективность измельчения. Повышение эффективности измельчения происходит за счет того, что в рабочей камере центробежной мельницы с установленными сплошными кольцевыми отбойными элементами на всей внутренней поверхности верхнего ступенчатого рабочего органа на вертикальной стенке каждой ступени при выявленных скоростных параметрах рабочих органов мельницы образуются циркулирующие потоки частиц руды, вследствие чего измельчаемые частицы подвергаются динамическим нагрузкам не только в процессе многократных ударных нагрузок, но и в процессе самоизмельчения частиц друг с другом. Циркулирующие потоки (фиг.1) образуются в рабочей камере ступенчатого измельчителя на кромках ступеней за счет центробежной силы и ударных нагрузок. Частицы, испытывая ударные нагрузки о стенки верхнего рабочего органа, отскакивают и ударяются о стенку нижнего рабочего органа, неразрушенные частицы отскакивают обратно, соударяясь с другими частицами, образуя циркулирующий поток, вследствие чего происходит дополнительное измельчение частиц руды в процессе самоизмельчения.Known technical solutions, in particular for the prototype, which use stepwise working bodies rotating in opposite directions with baffle plates on the vertical walls of the steps, forming a stepwise working chamber. The claimed solution also proposes a stepwise working chamber in the form of a funnel-shaped cavity formed by stepwise working bodies, in which multiple impact collisions of disintegrable particles of the starting material with ribs of the lower and upper working bodies occur along the path to the discharge openings under conditions of increasing shock loads and increasing linear velocities reported particles. Unlike the prototype, in the proposed solution, when the shape of the breaker elements located on the entire inner surface of the upper stepwise working body on the vertical wall of each stage changes, the particles of destructible rock experience a large number of dynamic loads and shocks and are delayed for a longer period of time in the working chamber of the grinder, as a result, grinding efficiency is increased. The grinding efficiency is increased due to the fact that circulating flows of ore particles are formed in the working chamber of a centrifugal mill with continuous ring breaker elements installed on the entire inner surface of the upper step working body on the vertical wall of each step with the detected speed parameters of the mill working bodies, due to which the crushed particles subjected to dynamic loads not only in the process of multiple shock loads, but also in the process of self-grinding particles with each other. Circulating flows (Fig. 1) are formed in the working chamber of the step grinder at the edges of the steps due to centrifugal force and shock loads. Particles experiencing shock loads on the walls of the upper working body, bounce off and hit the wall of the lower working body, undestroyed particles bounce back, colliding with other particles, forming a circulating flow, resulting in additional grinding of ore particles in the process of self-grinding.

Таким образом, сравнительный анализ позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «изобретательский уровень».Thus, a comparative analysis allows us to conclude that it meets the criterion of "inventive step".

На фиг.1 изображены рабочие органы центробежного измельчителя с сплошными кольцевыми отбойными элементами.Figure 1 shows the working bodies of a centrifugal chopper with continuous annular fenders.

На фиг.2 изображен центробежный измельчитель с сплошными кольцевыми отбойными элементами в разрезе.Figure 2 shows a centrifugal shredder with continuous ring breaker elements in section.

Центробежный ступенчатый измельчитель с кольцевыми отбойными элементами состоит из герметического цилиндрического разборного корпуса 1, верхняя загрузочная часть которого выполнена в виде утопленной полой втулки 2 по оси, с бункером 3, с фиксированным электродвигателем 4 на верхней поверхности так, чтобы привод 5 находился внутри корпуса, и разгрузочными отверстиями 6 на днище, верхним рабочим органом 7, представляющим ступенчатое коническое углубление, верхняя часть которого шарнирно закреплена на загрузочной втулке корпуса, с закрепленными сплошными кольцевыми отбойными элементами 8 на вертикальной окружной стенке каждой ступени, вращающейся от привода верхнего электродвигателя, нижним рабочим органом 9, представляющим собой ступенчатый конус с разгонными ребрышками 10 на каждой ступени, вращающийся противоположно по отношению к верхнему рабочему органу от двигателя, установленного по оси на нижней части корпуса.A centrifugal step grinder with annular breaker elements consists of a sealed cylindrical collapsible housing 1, the upper loading part of which is made in the form of a recessed hollow sleeve 2 along the axis, with a hopper 3, with a fixed electric motor 4 on the upper surface so that the drive 5 is inside the housing, and unloading holes 6 on the bottom, the upper working body 7, representing a stepped conical recess, the upper part of which is pivotally mounted on the boot sleeve of the housing, with fixed continuous ring fenders 8 on the vertical circumferential wall of each stage, rotating from the drive of the upper electric motor, the lower working body 9, which is a stepped cone with accelerating ribs 10 on each stage, rotating opposite to the upper working body from the engine mounted axially on the bottom of the case.

Процесс дезинтеграции происходит следующим образом: исходная дезинтегрируемая порода загружается в приемный бункер 3 измельчителя и поступает в измельчитель через загрузочную втулку корпуса 2 на верхнюю ступень вращающегося нижнего 9 рабочего органа, где куски породы при помощи радиально установленных разгонных ребрышек 10 приобретают максимальную радиальную скорость в крайней точке ступени и, выбрасываясь от нее, испытывают жесткие нормальные удары об вставные отбойные кольцевые элементы 8, благодаря специальной форме которых и центробежной силе, создаваемой противоположно вращающимися рабочими органами, частицы, испытывая удар об кольцевые отбойные элементы, отскакивают и направляются к разгонному рабочему органу до тех пор, пока не раздробятся, образуя таким образом циркулирующие потоки из неразрушенных частиц, а размельченные частицы за счет потери импульса выпадают во вторую ступень разгонного диска, от которого выстреливаются и встречают удар об кольцевые отбойные элементы соответствующей ступени верхнего рабочего органа. Процесс продолжается пока не высыпится окончательно дезинтегрированная порода с последней ступени нижнего рабочего органа и удалится через разгрузочные отверстия на днище корпуса 6. Корпус герметизируется для предотвращения выброса пыли наружу.The process of disintegration occurs as follows: the initial disintegrated rock is loaded into the receiving hopper 3 of the grinder and enters the grinder through the loading sleeve of the housing 2 to the upper stage of the rotating lower 9 working body, where pieces of rock with the help of radially mounted accelerating ribs 10 acquire the maximum radial speed at the extreme point steps and, throwing themselves away from it, experience hard normal impacts on the plug-in jack-off ring elements 8, due to the special shape of which to the reliable force created by oppositely rotating working bodies, the particles, bumping against the annular baffle elements, bounce off and are sent to the accelerating working body until they are fragmented, thus forming circulating flows from undamaged particles, and the crushed particles fall out due to the loss of momentum into the second stage of the accelerating disk, from which they shoot and meet a blow against the annular bump elements of the corresponding stage of the upper working body. The process continues until the finally disintegrated rock has poured out from the last stage of the lower working body and is removed through the discharge openings on the bottom of the housing 6. The housing is sealed to prevent dust from escaping to the outside.

На фиг.3 представлены сравнительные суммарные гранулометрические характеристики продуктов дезинтеграции в измельчителях с разной формой активаторов, где ЦИК - центробежный измельчитель с кольцевыми отбойными элементами, ЦВУ - центробежный измельчитель встречного удара, ЦДИ - центробежный дисковый измельчитель. По суммарным гранулометрическим характеристикам продуктов измельчения видно, что наилучшие показатели у центробежного измельчителя с кольцевыми отбойными элементами.Figure 3 presents the comparative total granulometric characteristics of the disintegration products in grinders with different activator shapes, where CEC is a centrifugal chopper with ring breaker elements, TsVU is a centrifugal counter impact chopper, and CDI is a centrifugal disk grinder. According to the total granulometric characteristics of the grinding products, it can be seen that the best performance is in a centrifugal grinder with ring breaker elements.

Список литературыBibliography

1. Патент РФ №2198028. Опубл. 10.02.03. БИ №12. Матвеев А.И., Винокуров В.Р., Григорьев А.Н. "Центробежный измельчитель".1. Patent of the Russian Federation No. 2198028. Publ. 02/10/03. BI No. 12. Matveev A.I., Vinokurov V.R., Grigoriev A.N. "Centrifugal chopper."

2. Патент РФ №2150323. Матвеев А.И., Григорьев А.Н., Филиппов В.Е. "Центробежный измельчитель встречного удара".2. RF patent No. 2150323. Matveev A.I., Grigoriev A.N., Filippov V.E. "Centrifugal counter impact shredder."

Claims

A centrifugal shredder with continuous annular breakaway elements, containing a cylindrical body with upper loading and lower discharge openings, with stepwise opposite working bodies, where the steps of the lower working bodies are activators with accelerating elements, and the inner vertical walls of the steps of the upper working body have breakdown elements, characterized in that on the entire inner surface of the upper working body, made in a stepped form, on a vertical the wall of each stage has a baffle element, which is a continuous annular element that extends downward to the center of the circle and has a trapezoid shape in cross section.