RU2450863C1

RU2450863C1 - Centrifugal impact crusher with gas-static bearing

Info

Publication number: RU2450863C1
Application number: RU2010151032/13A
Authority: RU
Inventors: Эдуард Леонидович Бороха (BY); Эдуард Леонидович Бороха; Владимир Васильевич Воробьёв (BY); Владимир Васильевич Воробьёв; Сергей Васильевич Горовенко (BY); Сергей Васильевич Горовенко; Владимир Викторович Гуринович (BY); Владимир Викторович Гуринович; Александр Юрьевич Козин (RU); Александр Юрьевич Козин
Original assignee: Научно-производственное республиканское унитарное предприятие "НПО "Центр"; Закрытое акционерное общество "Урал-Омега"
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2012-05-20

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to crushing and reducing of materials. Proposed crusher incorporates sealing assembly comprising bush with lengthwise holes on peripheral section and annular bead at central section. Bush is rigidly fitted on vertical shaft jointing gas-static bearing pad with material accelerator. Ring supporting graphite ring is secured on bush annular bead. Cage is jointed to graphite ring outer side surface. Elastic heat-resistant diaphragm is jointed with aforesaid case and inner casing. Ring with bead may displace vertically at bush top section above graphite ring. Flat ring is arranged above ring with bead at bush top section while flat support ring top surface has crescent-shaped grooves for decreasing wear.

EFFECT: higher reliability.

4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к ударно-центробежным дробилкам и мельницам с вертикальным газостатическим опорным узлом, и может найти применение в различных отраслях промышленности для дробления и измельчения рудных и нерудных материалов условиях высокой температуры и высокого давления запыленного воздуха в зоне дробления дробилки.The invention relates to mechanical engineering, in particular to impact centrifugal crushers and mills with a vertical gas-static supporting unit, and can find application in various industries for crushing and grinding ore and non-metallic materials under conditions of high temperature and high pressure of dusty air in the crusher crushing zone.

Известна ударно-центробежная дробилка с газостатическим опорным узлом (роторный механизм центробежной установки), содержащая наружный корпус, отбойные элементы, закрепленные в верхней части наружного корпуса, ускоритель материала, расположенный внутри наружного корпуса, патрубок для подачи исходного материала в ускоритель материала, расположенный в верхней части наружного корпуса, внутренний корпус, вертикальный газостатический опорный узел, расположенный внутри внутреннего корпуса и выполненный с несущими поверхностями в виде части сферы, пята которого беззазорно соединена с ускорителем материала, а подпятник которого жестко соединен с внутренним корпусом, камеру наддува, образованную внутренним корпусом, пятой и подпятником газостатического опорного узла и сообщающуюся с несущими поверхностями газостатического опорного узла, вентилятор, связанный с камерой наддува, патрубок для вывода измельченного материала, расположенный в нижней части дробилки, и привод ускорителя материала (патент на изобретение RU 2183136, В02С 13/14, опубликовано 10.06.2002).Known shock-centrifugal crusher with a gas-static supporting unit (rotary mechanism of a centrifugal installation), comprising an outer casing, breaker elements fixed in the upper part of the outer casing, a material accelerator located inside the outer casing, a pipe for supplying raw material to the material accelerator located in the upper parts of the outer case, inner case, vertical gas-static support unit located inside the inner case and made with bearing surfaces in the form of an hour this sphere, the heel of which is gaplessly connected to the accelerator of the material, and the thrust of which is rigidly connected to the inner casing, the boost chamber formed by the inner casing, the fifth and thrust of the gas-static support assembly and communicating with the bearing surfaces of the gas-static support assembly, the fan connected to the boost chamber, pipe for the output of crushed material, located in the lower part of the crusher, and the drive of the accelerator of the material (patent for invention RU 2183136, В02С 13/14, published on 10.06.2002).

Однако в известной установке вращение на критических частотах и со значительной динамической неуравновешенностью приводит к трению пяты о подпятник несущими поверхностями. Кроме этого, при аварийном прекращении подачи газа к несущим поверхностям и исчезновении воздушной подушки вращающаяся пята с рабочим органом упадут на подпятник, т.к. отсутствует ограничение перемещений рабочего органа с пятой в осевом направлении. Эти недостатки снижают надежность работы установки из-за выхода вертикального газостатического опорного узла из строя.However, in the known installation, rotation at critical frequencies and with significant dynamic imbalance leads to friction of the heel on the thrust bearing surfaces. In addition, in case of an emergency stop of gas supply to the bearing surfaces and disappearance of the air cushion, the rotating heel with the working body will fall on the thrust bearing, as there is no restriction of movements of the working body with the fifth in the axial direction. These disadvantages reduce the reliability of the installation due to the failure of the vertical gas-static support unit.

Известна также ударно-центробежная дробилка с газостатическим опорным узлом (центробежная установка с газостатической опорой), содержащая наружный корпус, отбойные элементы, закрепленные в верхней части наружного корпуса, ускоритель материала, расположенный внутри наружного корпуса, патрубок для подачи исходного материала в ускоритель материала, расположенный в верхней части наружного корпуса, внутренний корпус, вертикальный газостатический опорный узел, расположенный внутри внутреннего корпуса и выполненный с несущими поверхностями в виде части сферы, пята которого соединена с ускорителем материала посредством вертикального вала с образованием конструктивного зазора между несущими поверхностями, а подпятник которого жестко соединен с внутренним корпусом, камеру наддува, образованную внутренним корпусом, пятой и подпятником и сообщающуюся с несущими поверхностями газостатического опорного узла, вентилятор, связанный с камерой наддува, горизонтальный опорный узел, состоящий из подшипникового узла, установленного на вертикальном валу, соединяющего ускоритель материала и пяту газостатического опорного узла, верхнего опорного основания, жестко соединенного с подшипниковым узлом, нижнего опорного основания, жестко соединенного с внутренним корпусом, и упругого опорного элемента, расположенного между верхним и нижним опорными основаниями, патрубок для вывода измельченного материала, расположенный в нижней части дробилки, и привод ускорителя материала (патент на изобретение RU 2220782, В04В 9/04, опубликовано 10.01.2004).Also known is a centrifugal impact crusher with a gas-static support unit (centrifugal installation with a gas-static support), comprising an outer casing, breaker elements fixed in the upper part of the outer casing, a material accelerator located inside the outer casing, a nozzle for supplying raw material to the material accelerator, located in the upper part of the outer case, the inner case, a vertical gas-static support unit located inside the inner case and made with bearing surfaces in the form of a part of a sphere, the heel of which is connected to the material accelerator by means of a vertical shaft with the formation of a structural gap between the bearing surfaces, and the thrust bearing of which is rigidly connected to the inner case, the pressurization chamber formed by the inner case, the fifth and the thrust bearing and communicating with the bearing surfaces of the gas-static supporting unit , a fan associated with a boost chamber, a horizontal support assembly consisting of a bearing assembly mounted on a vertical shaft connecting the accelerator the material and the heel of the gas-static support assembly, the upper support base rigidly connected to the bearing assembly, the lower support base rigidly connected to the inner housing, and the elastic support element located between the upper and lower support bases, a pipe for outputting crushed material located in the lower part crushers, and material accelerator drive (patent for invention RU 2220782, B04B 9/04, published January 10, 2004).

Однако в известной ударно-центробежной дробилке в условиях высокой температуры и высокого давления запыленного воздуха горизонтальный опорный узел быстро выходит из строя. Под воздействием высокой температуры быстро разрушается упругий элемент горизонтального опорного узла. А из-за попадания запыленного воздуха из зоны дробления материала быстро выходят из строя подшипниковые узлы. Данные недостатки существенно снижают надежность работы дробилки.However, in a known centrifugal impact mill under conditions of high temperature and high pressure of dusty air, the horizontal support unit quickly fails. Under the influence of high temperature, the elastic element of the horizontal support assembly is rapidly destroyed. And due to dusty air from the crushing zone of the material, bearing assemblies quickly fail. These shortcomings significantly reduce the reliability of the crusher.

Задача изобретения состоит в повышении надежности работы дробилки в условиях высокой температуры и высокого давления запыленного воздуха в зоне дробления за счет исключения разрушения деталей дробилки под воздействием высокой температуры и за счет исключения попадания запыленного воздуха в пространство между ускорителем и пятой газостатического опорного узла.The objective of the invention is to increase the reliability of the crusher under conditions of high temperature and high pressure of dusty air in the crushing zone by eliminating the destruction of the crusher parts under the influence of high temperature and by eliminating the ingress of dusty air into the space between the accelerator and the fifth gas-static support unit.

Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи путем указанного технического результата ударно-центробежная дробилка с газостатическим опорным узлом, содержащая наружный корпус, отбойные элементы, закрепленные в верхней части наружного корпуса, ускоритель материала, расположенный внутри наружного корпуса, патрубок для подачи исходного материала в ускоритель материала, расположенный в верхней части наружного корпуса, внутренний корпус, вертикальный газостатический опорный узел, расположенный внутри внутреннего корпуса и выполненный с несущими поверхностями в виде части сферы, пята которого соединена с ускорителем материала посредством вертикального вала, а подпятник которого жестко соединен с внутренним корпусом, камеру наддува, образованную внутренним корпусом, пятой и подпятником и сообщающуюся с несущими поверхностями газостатического опорного узла, вентилятор, связанный с камерой наддува, патрубок для вывода измельченного материала, расположенный в нижней части дробилки, и привод ускорителя материла, отличается тем, что содержит уплотнительный узел, состоящий из втулки, выполненной с продольными отверстиями на периферической части и с кольцевым буртиком в средней части и жестко установленной на вертикальном валу, соединяющем пяту газостатического опорного узла и ускоритель материала, кольца с отбортовкой, расположенного с возможностью вертикальных перемещений в верхней части втулки над кольцевым буртиком втулки, плоского кольца, жестко установленного в верхней части втулки над кольцом с отбортовкой, плоского опорного кольца, жестко закрепленного на кольцевом буртике втулки, графитового кольца, распложенного на плоском опорном кольце, обоймы, жестко соединенной с наружной боковой поверхностью графитового кольца, диафрагмы, выполненной из эластичного термостойкого материала и жестко соединенной с обоймой и внутренним корпусом, при этом верхняя поверхность опорного плоского кольца выполнена с серповидными канавками.The essence of the invention lies in the fact that to solve the problem by the specified technical result, a centrifugal impact crusher with a gas-static supporting unit, comprising an outer casing, fender elements fixed in the upper part of the outer casing, a material accelerator located inside the outer casing, a pipe for supplying the original material into the material accelerator located in the upper part of the outer casing, the inner casing, the vertical gas-static support assembly located inside the inside the front housing and made with bearing surfaces in the form of a part of a sphere, the heel of which is connected to the accelerator of the material by means of a vertical shaft, and the thrust bearing of which is rigidly connected to the inner housing, a boost chamber formed by the inner housing, the fifth and the thrust bearing and communicating with the bearing surfaces of the gas-static support unit, the fan associated with the boost chamber, a nozzle for output of crushed material located in the lower part of the crusher, and a drive of the material accelerator, characterized in that t sealing assembly, consisting of a sleeve made with longitudinal holes on the peripheral part and with an annular collar in the middle part and rigidly mounted on a vertical shaft connecting the heel of the gas-static support assembly and the material accelerator, a flanging ring located with the possibility of vertical movements in the upper part bushings above the annular collar of the sleeve, a flat ring rigidly mounted in the upper part of the sleeve above the flare ring, a flat support ring rigidly fixed to the ring the flange of the sleeve, a graphite ring located on a flat support ring, a cage rigidly connected to the outer side surface of the graphite ring, a diaphragm made of heat-resistant elastic material and rigidly connected to the cage and the inner case, while the upper surface of the support flat ring is made with crescent grooves.

Изобретение поясняется чертежами: Фиг.1 - общий вид дробилки в исходном положении; Фиг.2 - вынос А на Фиг.1, дробилка в исходном состоянии; Фиг.3 - вынос А на Фиг.1, дробилка в рабочем состоянии; Фиг.4 - вид Б на Фиг.3.The invention is illustrated by drawings: Figure 1 - General view of the crusher in its original position; Figure 2 - takeaway And figure 1, the crusher in its original state; Figure 3 - takeaway And figure 1, the crusher in working condition; Figure 4 is a view B of Figure 3.

Ударно-центробежная дробилка с газостатическим опорным узлом содержит наружный корпус 1, отбойные элементы 2, закрепленные в верхней части наружного корпуса 1, ускоритель 3 материала, расположенный внутри наружного корпуса 1, патрубок 4 для подачи исходного материала в ускоритель 3 материала, внутренний корпус 5, вертикальный газостатический опорный узел, расположенный внутри внутреннего корпуса 5 и выполненный с несущими поверхностями в виде части сферы, пята 6 которого соединена с ускорителем 3 материала посредством вертикального вала 7, а подпятник 8 которого жестко соединен с внутренним корпусом 5, камеру 9 наддува, образованную внутренним корпусом 5, пятой 6 и сообщающуюся с несущими поверхностями газостатического опорного узла, вентилятор 10, связанный с камерой 9 наддува, уплотнительный узел (Фиг.2), состоящий из втулки 11, выполненной с продольными отверстиями 12 на периферической части и с кольцевым буртиком 13 в средней части и жестко установленной на вертикальном валу 7, соединяющем пяту 6 газостатического опорного узла и ускоритель 3 материала, плоского опорного кольца 14, жестко закрепленного на кольцевом буртике 13 втулки 11, графитового кольца 15, распложенного на плоском опорном кольце 14, обоймы 16, жестко соединенной с наружной боковой поверхностью графитового кольца 15, эластичной термостойкой диафрагмы 17 (выполненной, например, из силиконовой резины), жестко соединенной с обоймой 16 и внутренним корпусом 5, кольца 18 с отбортовкой, расположенного с возможностью вертикальных перемещений в верхней части втулки 11 над графитовым кольцом 15, плоского кольца 19, жестко установленного в верхней части втулки 11 над кольцом 18 с отбортовкой, патрубок 20 для вывода измельченного материала, расположенный в нижней части дробилки, и привод ускорителя 3 материала, состоящий из электродвигателя 21 и гибкого вала 22. При этом верхняя поверхность плоского опорного кольца 14 выполнена с серповидными канавками 23 для уменьшения износа.An impact-centrifugal crusher with a gas-static supporting unit comprises an outer casing 1, fender elements 2 fixed in the upper part of the outer casing 1, an accelerator 3 of material located inside the outer casing 1, a nozzle 4 for supplying raw material to the accelerator 3 of the material, the inner casing 5, a vertical gas-static supporting unit located inside the inner housing 5 and made with bearing surfaces as part of a sphere, the heel 6 of which is connected to the accelerator 3 of the material through a vertical shaft 7, and a thrust bearing 8 which is rigidly connected to the inner casing 5, a boost chamber 9 formed by the inner casing 5, the fifth 6 and communicating with the bearing surfaces of the gas-static support assembly, a fan 10 connected to the boost chamber 9, a sealing assembly (Figure 2), consisting of a sleeve 11, made with longitudinal holes 12 on the peripheral part and with an annular shoulder 13 in the middle part and rigidly mounted on a vertical shaft 7 connecting the heel 6 of the gas-static support unit and the accelerator 3 of the material, the flat support ring 14, g tightly fixed to the annular flange 13 of the sleeve 11, a graphite ring 15, arranged on a flat support ring 14, a holder 16, rigidly connected to the outer side surface of the graphite ring 15, an elastic heat-resistant diaphragm 17 (made, for example, of silicone rubber), rigidly connected to a cage 16 and an inner case 5, a flange ring 18 arranged vertically in the upper part of the sleeve 11 above the graphite ring 15, a flat ring 19, rigidly mounted in the upper part of the sleeve 11 above the ring flange 18 with a flange, a pipe 20 for output of crushed material located in the lower part of the crusher, and a drive of the accelerator 3 of the material, consisting of an electric motor 21 and a flexible shaft 22. Moreover, the upper surface of the flat support ring 14 is made with crescent grooves 23 to reduce wear.

Изобретение используют следующим образом.The invention is used as follows.

Включают вентилятор 10, который нагнетает воздух в камеру 9 наддува и создает в ней избыточное давление. Из камеры 9 наддува воздух поступает к несущим поверхностям пяты 6 и подпятника 8 газостатического опорного узла, создавая между ними избыточное давление и, таким образом, опорную воздушную подушку. Под воздействием избыточного давления пята 6 вместе с ускорителем 3 материала «всплывает».Turn on the fan 10, which pumps air into the boost chamber 9 and creates excessive pressure in it. From the pressurization chamber 9, air flows to the bearing surfaces of the heel 6 and the thrust bearing 8 of the gas-static support unit, creating excessive pressure between them and, thus, the supporting air cushion. Under the influence of excess pressure, the heel 6 with the accelerator 3 of the material "pops up."

Затем включают электродвигатель 21, посредством которого и гибкого вала 22 ускорителю 3 материала придают вращение с требуемой технологической скоростью, в котором создается поле центробежных сил. Во вращающийся ускоритель 3 через патрубок 4 падают материал, нагретый до высокой температуры. Под воздействием поля центробежных сил материал приобретает ускорение, с большой скоростью вылетает из ускорителя 3, ударяется об отбойные элементы 2 и разрушается. Измельченный материал падает вниз и через патрубок 20 выводится из дробилки.Then, an electric motor 21 is turned on, by means of which a flexible shaft 22 is also accelerated with the material accelerator 3 at the required technological speed, in which a field of centrifugal forces is created. In the rotating accelerator 3 through the pipe 4 fall material heated to a high temperature. Under the influence of the field of centrifugal forces, the material acquires acceleration, flies out of the accelerator 3 at a high speed, hits the bump elements 2 and collapses. The crushed material falls down and through the pipe 20 is discharged from the crusher.

Уплотнительный узел работает следующим образом (Фиг.3). Из камеры 9 наддува воздух поступает в продольные отверстия 12 втулки 11 и создает в них избыточное давление. Под действием избыточного давления кольцо 18 с отбортовкой перемещается вверх и прижимается к плоскому кольцу 19, а воздух с избыточным давлением проходит между плоским кольцом 19 и термостойкой диафрагмой и препятствует поступлению в уплотнительный узел запыленного воздуха из зоны дробления, создавая воздушный затвор перед графитовым кольцом 15. Графитовое кольцо 15 прижимается к рабочей поверхности плоского опорного кольца 14 и этим предотвращает попадание запыленного воздуха в полость над пятой 6. Для значительного уменьшения износа графитового кольца 15 верхняя опорная (рабочая) поверхность плоского опорного кольца 14 выполнена с серповидными канавками 23 (Фиг.3). При вращении плоского опорного кольца 14 воздух нагнетается в серповидные канавки 23 и создает в них избыточное давление, под действием которого графитовое кольцо 15 «всплывает». Таким образом создается воздушная подушка газодинамического подшипника, образованного плоским опорным кольцом 14 и графитовым кольцом 15. Подвижность графитового кольца 15 обеспечивается эластичной термостойкой диафрагмой 17. Плоское кольцо 19 препятствует попаданию крупных кусков дробимого материала в область газодинамического подшипника.The sealing unit operates as follows (Figure 3). From the pressurization chamber 9, air enters the longitudinal openings 12 of the sleeve 11 and creates excessive pressure in them. Under the action of excess pressure, the flange ring 18 moves up and presses against the flat ring 19, and the overpressure air passes between the flat ring 19 and the heat-resistant diaphragm and prevents dusty air from entering the sealing unit from the crushing zone, creating an air lock in front of the graphite ring 15. The graphite ring 15 is pressed against the working surface of the flat support ring 14 and this prevents dusty air from entering the cavity above the fifth 6. To significantly reduce wear and tear fitovy rings 15 the upper supporting (working) surface of the flat supporting ring 14 is made with crescent grooves 23 (Figure 3). When the flat support ring 14 rotates, air is pumped into the crescent grooves 23 and creates an excess pressure in them, under the influence of which the graphite ring 15 “pops up”. Thus, an air cushion of the gas-dynamic bearing is created, formed by a flat support ring 14 and a graphite ring 15. The mobility of the graphite ring 15 is ensured by an elastic heat-resistant diaphragm 17. The flat ring 19 prevents large pieces of crushed material from entering the region of the gas-dynamic bearing.

Таким образом, отличительные признаки заявленного изобретения позволяют существенно увеличить надежность работы дробилки, снизить эксплуатационные расходы при работе дробилки в условиях повышенной температуры исходного материала и избыточного давления в дробилке запыленного воздуха.Thus, the distinguishing features of the claimed invention can significantly increase the reliability of the crusher, reduce operating costs when the crusher is operating at elevated temperatures of the source material and overpressure in the crusher of dusty air.

Claims

A centrifugal impact crusher with a gas-static supporting unit, comprising an outer casing, breaker elements fixed in the upper part of the outer casing, a material accelerator located inside the outer casing, a pipe for supplying raw material to the material accelerator located in the upper part of the outer casing, the inner casing, a vertical gas-static support unit located inside the inner case and made with bearing surfaces in the form of a part of a sphere, the heel of which is connected to the accelerator ala by means of a vertical shaft, and the thrust bearing of which is rigidly connected to the inner casing, the charge chamber formed by the inner casing, the fifth and the thrust bearings and communicating with the bearing surfaces of the gas-static support assembly, the fan connected to the charge chamber, a pipe for discharging the crushed material located in the lower part crushers, and material accelerator drive, characterized in that it contains a sealing assembly consisting of a sleeve made with longitudinal holes on the peripheral part and with a ring a flange in the middle part and rigidly mounted on a vertical shaft connecting the heel of the gas-static support unit and the material accelerator, a flanging ring located with the possibility of vertical movements in the upper part of the sleeve over the annular collar of the sleeve, a flat ring rigidly mounted in the upper part of the sleeve over the ring with a flange, a flat support ring, rigidly fixed to the annular collar of the sleeve, a graphite ring located on the flat support ring, cage, rigidly connected to the outside side surface of the graphite ring, a diaphragm made of elastic heat resistant material and is rigidly connected to the yoke and the inner casing, wherein the top surface of the support ring plane is formed with crescent grooves.