RU2489211C1 - Taper impact grinding crusher - Google Patents

Taper impact grinding crusher Download PDF

Info

Publication number
RU2489211C1
RU2489211C1 RU2011151306/13A RU2011151306A RU2489211C1 RU 2489211 C1 RU2489211 C1 RU 2489211C1 RU 2011151306/13 A RU2011151306/13 A RU 2011151306/13A RU 2011151306 A RU2011151306 A RU 2011151306A RU 2489211 C1 RU2489211 C1 RU 2489211C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotating cone
grinding
cone
impact
internal
Prior art date
Application number
RU2011151306/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011151306A (en
Inventor
Сергей Гурьевуич Кузнецов
Николай Валентинович Лебедев
Николай Аркадьевич Иванов
Виктор Викторович Кондратьев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ")
Priority to RU2011151306/13A priority Critical patent/RU2489211C1/en
Publication of RU2011151306A publication Critical patent/RU2011151306A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2489211C1 publication Critical patent/RU2489211C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Crushing And Pulverization Processes (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to grinding of different mineral composition ores and monomineral and industrial elastoplastic materials in production of super pure substances. Proposed grinding crusher comprises rotary outer cone with loading funnel, cylindrical and conical surfaces and inner rotary cone with cylindrical and conical surfaces. Inner rotary cone is rigidly coupled with impact machine that makes the source of continuously reiterating impact pulses with single pulse energy overcoming material impact resistance. Inner rotary cone can be arranged aligned with outer cone or with parallel or cross rotational axes. Ratio between angular rpm of cones should make infinite irrational fraction.
EFFECT: higher efficiency and quality of grinding, decreased contamination of material being ground.
5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к измельчительному оборудованию и может найти применение для измельчения широкого спектра материалов, хрупких малопрочных, хрупких особо прочных, пластичных малопрочных материалов. Изобретение может быть использовано при получении наноматериалов; при производстве композитов в электронной промышленности; при производстве стройматериалов; в лакокрасочной промышленности; при обогащении руд на горных предприятиях; в медицине при истирании твердых составляющих лекарственных средств и в других отраслях при измельчении особочистых веществ.The invention relates to grinding equipment and may find application for grinding a wide range of materials, brittle low-strength, brittle especially strong, ductile low-strength materials. The invention can be used to obtain nanomaterials; in the production of composites in the electronics industry; in the production of building materials; in the paint and varnish industry; in ore dressing at mining enterprises; in medicine during the abrasion of solid constituents of medicines and in other industries during the grinding of highly pure substances.

Изобретение относится к приоритетным направлениям развития науки и технологий: «Нанотехнологии и наноматериалы», «Технологии переработки и утилизации техногенных образований и отходов», «Технологии создания и обработки композиционных и керамических материалов», «Технологии создания и обработки кристаллических материалов», «Технологии создания электронной компонентной базы», поскольку позволяет получать требуемые размеры компонентов из различного сырья» [Алфавитно-предметный указатель к Международной патентной классификации по приоритетным направлениям развития науки и технологий / Ю.Г. Смирнов, Е.В. Скиданова, С.А. Краснов. - М.: ПАТЕНТ, 2008. - с. 18, 58, 71, 73, 94].The invention relates to priority areas of development of science and technology: "Nanotechnology and nanomaterials", "Technologies for processing and utilization of technogenic formations and waste", "Technologies for the creation and processing of composite and ceramic materials", "Technologies for the creation and processing of crystalline materials", "Technologies for creating electronic component base "because it allows you to obtain the required dimensions of components from various raw materials" [Alphabetical index to the International Patent Classification by priority areas for the development of science and technology / Yu.G. Smirnov, E.V. Skidanova, S.A. Krasnov. - M.: PATENT, 2008 .-- p. 18, 58, 71, 73, 94].

Широко известны из уровня техники конусные измельчители (дробилки, мельницы) различного конструктивного выполнения и принципа действия: с вращающимися соосно, параллельно или с перекрещивающимися осями, например, вибрационные, инерционные центробежные, с возвратно-поступательным движением дробящего конуса, с продувкой, мокрого измельчения и другие [И.А. Щупляк. Измельчение твердых материалов в химической промышленности. Изд. «Химия», Ленинград, 1972, стр.15], однако они имеют сравнительно низкую энергоэффективность и малопригодны при работе с особочистыми веществами.Conical shredders (crushers, mills) of various designs and operating principles are widely known from the prior art: with coaxially rotating, parallel or intersecting axes, for example, vibrational, inertial centrifugal, with reciprocating motion of the crushing cone, with blowing, wet grinding and others [I.A. Tentacle. Grinding solid materials in the chemical industry. Ed. "Chemistry", Leningrad, 1972, p. 15], however, they have a relatively low energy efficiency and are of little use when working with highly pure substances.

Все известные аналоги реализуют принципы дробления сжатием, раздавливанием и истиранием без интенсивного ударного воздействия. В то же время известно, что реализация режима измельчения высокоскоростным ударом значительно повышает энергоэффективность процесса измельчения [Г.С.Ходаков. Тонкое измельчение строительных материалов. Издательство литературы по строительству, Москва, 1972 г., стр.134]. Указанный принцип дробления свободным высокоскоростным ударом реализован, например, в струйных мельницах, роторно-вихревых мельницах и т.п., имеющих достаточно высокую энергоэффективность. Измельчение в данных устройствах происходит при высоких взаимных скоростях измельчаемого материала и поверхностей рабочих тел, что резко увеличивает абразивный износ рабочих поверхностей и, соответственно, увеличивает заражение продуктами износа рабочих поверхностей обрабатываемогой материала.All known analogues implement the principles of crushing by compression, crushing and abrasion without intense impact. At the same time, it is known that the implementation of the grinding regime by high-speed impact significantly increases the energy efficiency of the grinding process [G.S. Khodakov. Fine grinding of building materials. Publishing house of building literature, Moscow, 1972, p. 134]. The indicated principle of crushing by free high-speed impact is realized, for example, in jet mills, rotor-vortex mills, etc., having a sufficiently high energy efficiency. Grinding in these devices occurs at high mutual speeds of the crushed material and the surfaces of the working fluid, which dramatically increases the abrasive wear of the working surfaces and, accordingly, increases the contamination of the wear products of the working surfaces of the processed material.

Известна вибрационная дробилка [А.С. №627859, МПК В02С 19/16, опубликовано 15.10.78], предназначенная для дробления угля и тому подобных материалов.Known vibration crusher [A.S. No. 627859, IPC V02C 19/16, published on 10/15/78], intended for crushing coal and similar materials.

Признаками известного аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются: внутренние и наружные конусообразные дробящие тела, привод, смонтированный на внутреннем дробящем конусе.Signs of a well-known analogue that coincide with the essential features of the claimed device are: internal and external cone-shaped crushing bodies, a drive mounted on an internal crushing cone.

Недостатком аналога является то, что, несмотря на довольно высокую производительность, устройство мало пригодно для измельчения твердых и особо прочных пород и не позволяет получать твердые высокочистые материалы с высокой степенью измельчения, так как измельчение материала происходит раздавливанием и самоистиранием, что приводит к возникновению значительных механических усилий и, как следствие, низкой энергоэффективности при дроблении твердых материалов. Возможности измельчения высокочистых веществ резко снижаются с увеличением их прочностных и абразивных свойств и находятся в большой зависимости от наличия конструкционных материалов с необходимыми характеристиками. К недостаткам также можно отнести сложную кинематическую схему устройства.The disadvantage of the analogue is that, despite the relatively high productivity, the device is not suitable for grinding hard and extremely hard rocks and does not allow to obtain solid high-purity materials with a high degree of grinding, since the grinding of the material occurs by crushing and self-abrasion, which leads to significant mechanical efforts and, as a result, low energy efficiency when crushing solid materials. The possibilities of grinding high-purity substances sharply decrease with an increase in their strength and abrasive properties and are highly dependent on the availability of structural materials with the necessary characteristics. The disadvantages also include the complex kinematic scheme of the device.

Известна конусная дробилка [А.С. №612693, МПК В02С 2/10, опубликовано 30.06.78], предназначенная для производства кусковых, преимущественно нерудных строительных материалов, а также при механической обработке твердых полезных ископаемых.Known cone crusher [A.S. No. 612693, IPC V02S 2/10, published on 06/30/78], intended for the production of bulk, mainly non-metallic building materials, as well as for the machining of solid minerals.

Признаками известного аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства являются: корпус в виде конуса, внутренний конус, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения от привода.Signs of a well-known analogue that coincide with the essential features of the claimed device are: a cone-shaped body, an inner cone, made with the possibility of reciprocating movement from the drive.

Недостатком аналога является то, что при работе устройства по А.С. №612693 достигается разрушение материала подобно по действию ударом, но механизм разрушения близок к статическому раздавливанию, но не к ударному разрушению, что приводит к возникновению значительных механических усилий и низкой энергоэффективности при дроблении твердых материалов. Абразивный износ рабочих тел, возникающий вследствие больших статических нагрузок, также ограничивает возможности использования аналога для измельчения твердых высокочистых веществ.The disadvantage of the analogue is that when the device is operating according to A.S. No. 612693, the destruction of the material is similar in impact to impact, but the destruction mechanism is close to static crushing, but not to impact destruction, which leads to significant mechanical forces and low energy efficiency when crushing solid materials. Abrasive wear of working fluids resulting from high static loads also limits the possibility of using an analogue for grinding solid high-purity substances.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является конусная дробилка [Патент РФ №1827867, МПК В02С 2/04, опубликовано 10.09.1995], предназначенная для дробления и тонкого помола минерального материала для строительной индустрии при получении мелких и тонких фракций помола.Closest to the claimed invention is a cone crusher [RF Patent No. 1827867, IPC В02С 2/04, published September 10, 1995], intended for crushing and fine grinding of mineral material for the construction industry in the production of fine and fine grinding fractions.

Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются: корпус в виде конуса, внутренний конус, приводы вращения конусов, позволяющие выбирать любые скорости вращения, приводы осевого перемещения конусов для регулировки зазоров.Signs of the prototype that coincide with the essential features of the claimed device are: a cone-shaped body, an inner cone, cone rotation drives that allow you to choose any rotation speed, axial movement of the cones to adjust the gaps.

Недостатком аналога является невозможность измельчения крепких и особо крепких материалов из-за возникновения значительных нагрузок на резцы конусов и вероятности их выкалывания. При работе устройства по патенту РФ №1827867, хотя и достигается разрушение материала подобно воздействию ударом, но механизм разрушения близок к статическому раздавливанию, но не к ударному разрушению. Абразивный износ рабочих тел также ограничивает возможности использования прототипа для измельчения твердых высокочистых веществ.The disadvantage of the analogue is the impossibility of grinding strong and especially strong materials due to the occurrence of significant loads on the cutters of the cones and the likelihood of their puncturing. When the device according to the patent of the Russian Federation No. 1827867 is operating, although material destruction is achieved similar to impact, the destruction mechanism is close to static crushing, but not to impact destruction. Abrasive wear of the working fluid also limits the possibility of using the prototype for grinding solid high-purity substances.

Задачей изобретения является создание измельчителя, обеспечивающего повышение эффективности измельчения по производительности и энергозатратам при минимальной степени загрязнения конечного материала продуктами износа рабочих поверхностей.The objective of the invention is to provide a grinder, which improves the grinding efficiency in terms of productivity and energy consumption with a minimum degree of contamination of the final material with wear products of working surfaces.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в уменьшении энергозатрат при повышении степени измельчения конечного материала и уменьшении степени загрязнения продуктами износа конструкционных деталей за счет реализации режима измельчения высокоскоростным несвободным ударом с энергией единичного удара, обеспечивающей объемное разрушение измельчаемого материала при относительно низких взаимных скоростях материала и рабочих поверхностей и кратковременности прилагаемой ударной нагрузки. Другими словами, в обеспечении режима измельчения «затянутым» ударным импульсом, то есть режима, создающего локальные, малоизносные, постоянно меняющиеся зоны измельчения со сверхвысокой концентрацией энергии.The technical result of the claimed invention consists in reducing energy consumption while increasing the degree of grinding of the final material and reducing the degree of contamination by wear products of structural parts due to the implementation of the grinding regime by high-speed proprietary impact with the energy of a single impact, providing volumetric destruction of the material being ground at relatively low mutual speeds of the material and work surfaces and short duration of the applied shock load. In other words, in providing the grinding regime with a “prolonged” shock pulse, that is, a regime that creates local, low-wear, constantly changing grinding zones with an ultrahigh energy concentration.

Технический результат заявляемого изобретения достигается тем, что конусный ударный истирающий измельчитель, включающий внешний вращающийся конус с загрузочной воронкой и установленный в упругой опоре, внутренний вращающийся конус, приводы вращения конусов, привод осевого перемещения внутреннего вращающегося конуса для регулировки зазора, раму, согласно изобретению, дополнительно содержит ударную машину в качестве источника непрерывно повторяющихся ударных импульсов, при этом внутренний вращающийся конус жестко соосно закреплен на корпусе ударной машины.The technical result of the claimed invention is achieved in that a conical impact abrasive shredder, comprising an external rotating cone with a loading funnel and installed in an elastic support, an internal rotating cone, rotation drives of the cones, an axial movement drive of the internal rotating cone for adjusting the gap, the frame according to the invention, additionally contains a shock machine as a source of continuously repeating shock pulses, while the internal rotating cone is rigidly coaxially fixed and the impact of the machine housing.

Технический результат заявляемого изобретения достигается также тем, что отношение угловых скоростей вращения внешнего и внутреннего конусов образуют бесконечную иррациональную дробь.The technical result of the claimed invention is also achieved by the fact that the ratio of the angular speeds of rotation of the external and internal cones form an infinite irrational fraction.

Технический результат заявляемого изобретения достигается и тем, что при измельчении хрупких малопрочных пород внешний вращающийся конус установлен по отношению к внутреннему вращающемуся конусу соосно. При измельчении хрупких особо прочных пород внешний вращающийся конус установлен по отношению к внутреннему вращающемуся конусу параллельно. В то же время при измельчении пластичных малопрочных пород внутренний вращающийся конус установлен по отношению к внешнему вращающемуся конусу с перекрещивающимися осями.The technical result of the claimed invention is achieved by the fact that when grinding brittle low-strength rocks, an external rotating cone is mounted coaxially with respect to the internal rotating cone. When crushing brittle especially strong rocks, an external rotating cone is installed in parallel with the internal rotating cone. At the same time, when grinding ductile low-strength rocks, the inner rotating cone is set relative to the external rotating cone with intersecting axes.

Отличия от прототипа доказывают новизну заявляемого устройства.Differences from the prototype prove the novelty of the claimed device.

В заявляемом устройстве в качестве источника непрерывно повторяющегося ударного импульса применяется ударная машина с энергией единичного удара, достаточной для преодоления порога ударного объемного разрушения измельчаемого материала, а внутренний дробящий конус жестко связан с корпусом ударной машины. Жесткое соосное закрепление на корпусе ударной машины внутреннего вращающегося конуса позволяет передать импульс от источника к измельчаемому материалу. Боек ударной машины наносит удар по корпусу машины, что приводит к «затягиванию удара» за счет инерции корпуса, что позволяет при коротком времени ударного импульса увеличить время силового воздействия на измельчаемый материал.In the inventive device, as a source of continuously repeating shock impulse, a shock machine with a single impact energy sufficient to overcome the threshold of shock volumetric destruction of the crushed material is used, and the internal crushing cone is rigidly connected to the body of the shock machine. Rigid coaxial fastening on the body of the percussion machine of the internal rotating cone allows you to transfer momentum from the source to the crushed material. The striker of the percussion machine strikes the body of the machine, which leads to a “tightening of the shock” due to the inertia of the body, which allows for a short time of the shock pulse to increase the time of force impact on the crushed material.

Применение ударной машины в качестве источника ударного импульса позволяет перейти от режима измельчения сжатием (раздавливанием) к режиму измельчения несвободным ударом, вызывающим ударно-волновое объемное разрушение материала при распространении упругих волн сжатия и разрежения в измельчаемом материале. Измельчение происходит при относительно низких взаимных скоростях измельчаемого материала и поверхностей рабочих тел, что позволяет резко уменьшить абразивный износ дробящих поверхностей и, соответственно, заражение продуктами износа рабочих поверхностей обрабатываемого материала, в отличие от струйных и центробежно-ударных мельниц, реализующих принцип дробления свободным ударом.The use of a shock machine as a source of a shock pulse allows one to switch from the grinding regime by compression (crushing) to the grinding regime by non-free impact, which causes shock-wave volumetric destruction of the material during the propagation of elastic compression and rarefaction waves in the crushed material. Grinding occurs at relatively low mutual speeds of the crushed material and the surfaces of the working fluids, which makes it possible to sharply reduce the abrasive wear of crushing surfaces and, accordingly, the contamination by wear products of the working surfaces of the processed material, in contrast to jet and centrifugal impact mills, which implement the principle of crushing by free blow.

При ударном взаимодействии измельчаемого материала (кварц, гранаты, гранит и другие) с инструментом существует пороговое значение энергии удара, обеспечивающее объемное разрушение материала с минимальной энергоемкостью [Тимонин В.В. Обоснование параметров породоразрушающего инструмента и гидравлической ударной машины для бурения скважин в горных породах. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Новосибирск, 2009]. Согласно волновой теории удара, при соударении бойка ударника с наковальней в последней возникает волна сжатия, которая, перемещаясь по наковальне и корпусу ударной машины, достигает внутреннего ударного вращающегося конуса и передает импульс сжатия измельчаемому материалу. Эффективность передачи ударных импульсов зависит от состояния измельчаемого сырья в зазоре между рабочими поверхностями в момент удара. Оптимальная передача энергии удара достигается в том случае, если куски измельчаемого сырья плотно контактируют с рабочими поверхностями в момент прихода волны сжатия. Если такого контакта нет, волна сжатия отражается, не выполняя полезной работы, и хотя она через короткое время возвращается, но теряет часть своей энергии. Волна сжатия формируется в куске обрабатываемого материала, как минимум, с двух сторон (в точках контакта с рабочими поверхностями конусов). При отражении импульса сжатия от свободных поверхностей и структурных неоднородностей измельчаемого тела внутри него генерируются импульсные растягивающие напряжения (волны разрежения).When the shock interaction of the crushed material (quartz, garnets, granite and others) with the tool there is a threshold value of the impact energy, providing volumetric destruction of the material with minimal energy intensity [Timonin V.V. Justification of the parameters of rock cutting tools and hydraulic percussion machines for drilling wells in rocks. Abstract of dissertation for the degree of candidate of technical sciences, Novosibirsk, 2009]. According to the wave theory of impact, upon impact of the striker of the striker with the anvil, a compression wave arises in the latter, which, moving along the anvil and the body of the percussion machine, reaches the internal shock rotating cone and transmits a compression impulse to the crushed material. The effectiveness of the transmission of shock pulses depends on the state of the crushed raw materials in the gap between the working surfaces at the time of impact. The optimal transfer of impact energy is achieved if the pieces of the crushed raw materials are in close contact with the working surfaces at the moment of arrival of the compression wave. If there is no such contact, the compression wave is reflected without performing useful work, and although it returns in a short time, it loses part of its energy. A compression wave is formed in a piece of the processed material from at least two sides (at points of contact with the working surfaces of the cones). When a compression pulse is reflected from free surfaces and structural inhomogeneities of the ground body, pulsed tensile stresses (rarefaction waves) are generated inside it.

В твердых и крепких материалах, с высоким модулем упругости возникают большие напряжения сжатия и растяжения. При достижении критических значений напряжений, превышающих предел прочности измельчаемого материала на сжатие и растяжение, происходит разрушение его частиц. Для обеспечения минимальной степени загрязнения продуктами износа ударная вязкость материала рабочих поверхностей конусов должна превышать ударную вязкость измельчаемого материала.In hard and strong materials with a high modulus of elasticity, large compressive and tensile stresses arise. Upon reaching critical stress values exceeding the compressive and tensile strength of the material being crushed, its particles are destroyed. To ensure a minimum degree of contamination by wear products, the toughness of the material of the working surfaces of the cones should exceed the toughness of the crushed material.

Применение ударной машины позволяет легко регулировать силу и частоту ударов, значительно уменьшая энергоемкость дробления и оптимизируя процесс размола для конкретного вида сырья, что отличает от традиционных конусных мельниц. Так как при работе ударной машины продольный ход ударного конуса сведен к минимуму и действует только ударный разрушающий импульс на измельчаемый материал, исключается переизмельчение и недоизмельчение. Облегчается эвакуация раздробленного материала из рабочего зазора при отдаче рабочих тел во время обратного хода бойка ударной машины.The use of a percussion machine makes it easy to control the strength and frequency of impacts, significantly reducing the energy consumption of crushing and optimizing the grinding process for a particular type of raw material, which differs from traditional cone mills. Since during the operation of the percussion machine, the longitudinal stroke of the percussion cone is minimized and only the impact destructive impulse acts on the material being crushed, overgrinding and undergrinding are excluded. The evacuation of crushed material from the working gap is facilitated when returning the working fluid during the return stroke of the striker of the percussion machine.

Из уровня техники широко известно использование источников непрерывно повторяющегося удара в виде ударной машины, например, в перфораторах, предназначенных для пробивки отверстий в железобетонных стенах, отбойных молотках для разрушения монолитов, а также для проходки скважин в различных грунтах.It is widely known in the prior art to use sources of continuously repeating impact in the form of a percussion machine, for example, in perforators designed for punching holes in reinforced concrete walls, jack hammers for breaking monoliths, and also for driving holes in various soils.

В известных объектах признак, сходный с отличительным признаком заявляемого устройства, выполняет функцию неконтролируемого по фракционному составу разрушения монолита с постоянным удалением разрушенного материала в процессе внедрения породоразрушающих штырей в монолиты под действием ударной нагрузки.In known objects, a feature similar to the distinguishing feature of the claimed device performs the function of a monolithic failure of fractional composition with constant removal of the destroyed material during the introduction of rock-breaking pins into the monoliths under the influence of shock load.

В заявляемом объекте использование источника импульсного удара позволяет обеспечить контролируемое высокоэффективное измельчение кускового материала путем реализации режима измельчения высокоскоростным несвободным ударом с энергией единичного удара, обеспечивающей объемное разрушение измельчаемого материала при относительно низких взаимных скоростях материала и рабочих поверхностей при кратковременности прилагаемой ударной нагрузки, уменьшающей износ рабочих поверхностей, и, как следствие, уменьшение заражения продуктами износа измельчаемого материала.In the inventive object, the use of a pulsed impact source allows for controlled highly efficient grinding of lump material by implementing a grinding regime with a high-speed proprietary impact with a single impact energy, providing volumetric destruction of the crushed material at relatively low mutual velocities of the material and work surfaces with a short duration of applied shock load, reducing wear on working surfaces , and, as a result, reduction of contamination with products from wasp crushed material.

Таким образом, неизвестно влияние сходного признака на заявляемый технический результат, что подтверждает соответствие заявляемого решения условию патентоспособности «изобретательский уровень».Thus, the influence of a similar feature on the claimed technical result is not known, which confirms the compliance of the proposed solution with the condition of patentability "inventive step".

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 схематически показано заявляемое устройство в разрезе, на фиг.2 схематически показан разрез рабочего зазора между внешним вращающимся конусом и внутренним вращающимся конусом.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 schematically shows the claimed device in a section, Fig. 2 schematically shows a section of a working gap between an external rotating cone and an internal rotating cone.

Элементы заявляемого измельчителя, представленные на фиг.1 и 2, обозначены следующими цифрами и буквами:The elements of the inventive chopper, shown in figures 1 and 2, are indicated by the following numbers and letters:

1 - внешний вращающийся конус;1 - external rotating cone;

2 - загрузочная воронка;2 - loading funnel;

3 - внутренний вращающийся конус;3 - internal rotating cone;

4 - упругая опора;4 - elastic support;

5 - корпус ударной машины;5 - shock machine body;

6 - боек ударной машины;6 - striker striking machine;

7 - упругая опора ударной машины;7 - elastic support of the percussion machine;

8 - окно разгрузки;8 - unloading window;

а - цилиндрический истирающий участок рабочей поверхности a - cylindrical abrasive portion of the working surface

внешнего вращающегося конуса;external rotating cone;

б - цилиндрический истирающий участок рабочей поверхности b - cylindrical abrasive area of the working surface

внутреннего вращающегося конуса;inner rotating cone;

в - конический дробящий участок рабочей поверхности с углом α in - conical crushing section of the working surface with an angle α

внешнего вращающегося конуса;external rotating cone;

г - конический дробящий участок рабочей поверхности с углом α g - conical crushing section of the working surface with an angle α

внутреннего вращающегося конуса;inner rotating cone;

д - конический дробящий участок рабочей поверхности с углом β d - conical crushing section of the working surface with an angle β

внешнего вращающегося конуса;external rotating cone;

е - конический дробящий участок рабочей поверхности с углом β e - conical crushing portion of the working surface with an angle β

внутреннего вращающегося конуса.inner rotating cone.

Измельчитель (фиг.1) состоит из внешнего вращающегося конуса 1, имеющего загрузочную воронку 2, и внутреннего вращающегося конуса 3. Внешний вращающийся конус 1 установлен на упругой опоре 4 с возможностью вращения с угловой скоростью w1. Внутренний вращающийся конус 3 жестко соосно закреплен на корпусе ударной машины 5. Ударная машина размещена на упругой опоре 7 с возможностью вращения с угловой скоростью w2. Упругие опоры 4 и 7, демпфирующие ударные нагрузки жестко закреплены на раме (на чертеже не показана). Закрепление рабочих конусов 1 и 3 в упругих опорах 4 и 7 обеспечивает постоянное поджатие измельчаемого материала и сохранение рабочих настроек в зависимости от требуемых параметров измельчения. Приводы вращения конусов и привод осевого перемещения внутреннего вращающегося конуса для регулировки зазора между конусами 1 и 3 (приводы на чертеже не показаны) закреплены на раме. Окно разгрузки 8 для вывода измельченного материала размещено ниже рабочего зазора между конусами 1 и 3.The chopper (Fig. 1) consists of an external rotating cone 1 having a loading funnel 2 and an internal rotating cone 3. The external rotating cone 1 is mounted on an elastic support 4 with the possibility of rotation with an angular velocity w1. The inner rotating cone 3 is rigidly coaxially mounted on the body of the impact machine 5. The impact machine is placed on an elastic support 7 with the possibility of rotation with an angular velocity w2. Elastic supports 4 and 7, damping shock loads are rigidly fixed to the frame (not shown in the drawing). The fastening of the working cones 1 and 3 in the elastic supports 4 and 7 ensures a constant compression of the crushed material and the preservation of the working settings depending on the required grinding parameters. The cone rotation drives and the axial movement drive of the internal rotating cone for adjusting the clearance between the cones 1 and 3 (the drives are not shown in the drawing) are mounted on the frame. The discharge window 8 for output of crushed material is placed below the working gap between the cones 1 and 3.

Рабочая поверхность внешнего вращающегося конуса 1 имеет цилиндрический истирающий участок а и не менее двух конических дробящих участков в и д (фиг.2). Рабочая поверхность внутреннего вращающегося конуса 3 имеет цилиндрический истирающий участок б и не менее двух конических дробящих участков г и е (фиг.2). Углы наклона конусных поверхностей выбираются исходя из характеристик измельчаемого материала и его исходной крупности, что позволяет одновременно измельчать частицы разных фракций по крупности, увеличивая степень измельчения, и облегчает своевременный вывод измельченной до нужных размеров фракции, увеличивая энергоэффективность процесса измельчения.The working surface of the outer rotating cone 1 has a cylindrical abrasive section a and at least two conical crushing sections c and d (figure 2). The working surface of the inner rotating cone 3 has a cylindrical abrasive section b and at least two conical crushing sections d and e (figure 2). The tilt angles of the conical surfaces are selected based on the characteristics of the crushed material and its initial size, which allows you to simultaneously grind particles of different fractions by size, increasing the degree of grinding, and facilitates the timely withdrawal of the fraction crushed to the right size, increasing the energy efficiency of the grinding process.

Внешний вращающийся конус 1 и внутренний вращающийся конус 3, жестко соосно закрепленный с корпусом ударной машины 5, могут быть установлены относительно друг друга следующими способами:The external rotating cone 1 and the internal rotating cone 3, rigidly coaxially fixed to the body of the impact machine 5, can be installed relative to each other in the following ways:

- соосно;- coaxially;

- с параллельным расположением осей вращения;- with a parallel arrangement of axes of rotation;

- с пересекающимися осями вращения.- with intersecting axes of rotation.

Данное конструктивное исполнение разноугольных конических дробящих рабочих поверхностей и цилиндрических истирающих участков внешнего вращающегося конуса 1 и внутреннего вращающегося конуса 3 позволяет совместить в заявляемом устройстве функции ударного измельчения и истирания.This design of different-angled conical crushing working surfaces and cylindrical abrasive sections of the outer rotating cone 1 and the inner rotating cone 3 allows you to combine the features of the inventive device impact grinding and abrasion.

Требуемая крупность измельчения обеспечивается конструктивными размерами и регулировками рабочих зазоров в зависимости от поставленных задач и физических свойств измельчаемых материалов. При этом определяются требуемые угловые скорости вращения w1 и w2, энергия единичного удара ударной машины и частота единичных ударов, достаточных для измельчения при минимальном времени контакта измельчаемого материала с рабочими поверхностями. С целью дополнительного уменьшения абразивного износа рабочих поверхностей необходимо соблюдать следующие условия - отношение угловых скоростей (w1/w2) внутреннего и наружного конусов должно составлять бесконечную иррациональную дробь.The required size of the grinding is ensured by the structural dimensions and adjustments of the working clearances depending on the tasks and physical properties of the crushed materials. In this case, the required angular rotation speeds w1 and w2, the energy of a single impact of the percussion machine and the frequency of single impacts sufficient to grind with a minimum contact time of the crushed material with the working surfaces are determined. In order to further reduce the abrasive wear of working surfaces, the following conditions must be observed - the ratio of the angular velocities (w1 / w2) of the inner and outer cones should be an infinite irrational fraction.

Наличие вращающихся с разной угловой скоростью измельчающих конусных тел, внутреннего и наружного, имеющих разноугольные конусные измельчающие поверхности, в сочетании с ударной машиной, обладающей «затянутым» ударным импульсом, позволяет создать локальные, малоизносные, постоянно меняющиеся зоны измельчения со сверхвысокой концентрацией энергии. В этих зонах измельчаемый материал испытывает периодические сверхкритические механические воздействия на очень высоких скоростях приложения ударных и истирающих нагрузок, обеспечивающих измельчение в очень короткие временные интервалы с высокой эффективностью. При соблюдении условия w1/w2 - бесконечная иррациональная дробь исключаются повторные контакты соприкасающихся точек, что позволяет снизить степень заражения за счет равномерного и очень малого износа.The presence of grinding conical bodies rotating at different angular speeds, both internal and external, having different angular conical grinding surfaces, combined with a percussion machine with a “pulled” shock pulse, allows creating local, low-wear, constantly changing grinding zones with an ultrahigh energy concentration. In these zones, the material being ground undergoes periodic supercritical mechanical stresses at very high application rates of impact and abrasion loads, which ensure grinding in very short time intervals with high efficiency. Subject to the conditions w1 / w2 - infinite irrational fraction, repeated contacts of contacting points are excluded, which allows to reduce the degree of infection due to uniform and very small wear.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В процессе подготовки устройства к работе исходя из физических характеристик исходного материала и требуемой крупности измельчения определяются: рабочий зазор между внешним вращающимся конусом 1 и внутренним вращающимся конусом 3, угловые скорости вращения w1 и w2, энергия единичного удара ударной машины 5 и частота единичных ударов.In the process of preparing the device for operation, based on the physical characteristics of the starting material and the required size of grinding, the following are determined: the working gap between the external rotating cone 1 and the internal rotating cone 3, angular rotation speeds w1 and w2, the energy of a single impact of an impact machine 5 and the frequency of single impacts.

Исходный материал через загрузочную воронку 2 поступает в рабочий зазор, образованный внешним вращающимся конусом 1 и внутренним вращающимся конусом 3. В момент соударения бойка ударной машины 6 о верхнюю часть корпуса ударной машины 5 (наковальню) возникает ударный импульс. Снижение амплитуды ударного импульса происходит замедленно за счет инерции массы корпуса ударной машины 5. Другими словами, во время возврата бойка ударной машины 6, то есть во время холостого хода, еще осуществляется действие ударного импульса. В это же время происходит контакт рабочих поверхностей вращающихся конусов в и г, д и е соответственно с частицами измельчаемого материала. В этой зоне контакта происходит объемное разрушение и разупрочнение измельчаемого материала под действием ударного импульса и истирающих нагрузок при вращении конусов 1 и 3. Во время возврата бойка ударной машины 6 (холостого хода) раздробленный материал увлекается по спирали в сторону окна разгрузки 8. Окончательное измельчение до нужных фракций материала происходит в зазоре между цилиндрическими истирающими участками рабочих поверхностей конусов а и б. Измельченный материал выводится через разгрузочное окно 8. Недоизмельченный материал дробится в зазорах между коническими дробящими участками рабочих поверхностей в и г, д и е конусов 1 и 3 (фиг.2) при последующих постоянно повторяющихся рабочих циклах.The source material through the feed funnel 2 enters into the working gap formed by the external rotating cone 1 and the internal rotating cone 3. At the moment of impact of the hammer of the impact machine 6 against the upper part of the body of the impact machine 5 (anvil), an impulse arises. The decrease in the amplitude of the shock pulse occurs slowly due to the inertia of the mass of the body of the shock machine 5. In other words, during the return of the striker of the shock machine 6, that is, during idle, the action of the shock pulse is still carried out. At the same time, the working surfaces of the rotating cones c and d , d and e contact the particles of the crushed material , respectively. In this contact zone, volumetric destruction and softening of the crushed material occurs under the action of a shock pulse and abrasive loads during rotation of the cones 1 and 3. During the return of the striker of the percussion machine 6 (idle), the crushed material is carried along in a spiral towards the discharge window 8. Final grinding to the necessary fractions of the material occurs in the gap between the cylindrical abrasive sections of the working surfaces of the cones a and b . The crushed material is discharged through the discharge window 8. The under-crushed material is crushed in the gaps between the conical crushing sections of the working surfaces c and d , d and f of the cones 1 and 3 (Fig. 2) during subsequent constantly repeating working cycles.

Получаемый продукт, при минимальном переизмельчении, будет иметь высокий процент содержания зерен кубовидной формы.The resulting product, with minimal regrinding, will have a high percentage of cuboid-shaped grains.

В качестве ударной машины могут быть использованы электрические, пневматические, газожидкостные и жидкостные машины, в которых боек, источник ударных нагрузок, совершает удар по наковальне корпуса ударной машины, то есть в качестве ударной машины используют ударную машину, в которой наковальня закреплена на внутренней поверхности верхней части корпуса.As a percussion machine, electric, pneumatic, gas-liquid and liquid machines can be used in which the striker, the source of shock loads, strikes the anvil of the body of the percussion machine, i.e., the percussion machine uses a percussion machine in which the anvil is fixed on the inner surface of the upper body parts.

Конструкция заявляемого конусного ударного истирающего измельчителя обеспечивает измельчение как в газовой, так в жидкой среде.The design of the inventive conical impact abrasive grinder provides grinding both in a gas and in a liquid medium.

Claims (5)

1. Конусный ударный истирающий измельчитель, включающий внешний вращающийся конус с загрузочной воронкой, установленный в упругой опоре, внутренний вращающийся конус, приводы вращения конусов, привод осевого перемещения внутреннего вращающегося конуса для регулировки зазора, раму, отличающийся тем, что он дополнительно содержит ударную машину в качестве источника непрерывно повторяющегося ударного импульса, при этом внутренний вращающийся конус жестко соосно закреплен на корпусе ударной машины.1. A conical impact abrasive shredder, comprising an external rotating cone with a loading funnel mounted in an elastic support, an internal rotating cone, rotation drives of the cones, an axial movement drive of the internal rotating cone for adjusting the gap, a frame characterized in that it further comprises an impact machine in as a source of continuously repeating shock impulse, while the internal rotating cone is rigidly coaxially fixed to the body of the shock machine. 2. Измельчитель по п.1, отличающийся тем, что отношение угловых скоростей вращения внешнего и внутреннего конусов образует бесконечную иррациональную дробь.2. The grinder according to claim 1, characterized in that the ratio of the angular velocities of rotation of the external and internal cones forms an infinite irrational fraction. 3. Измельчитель по п.1, отличающийся тем, что при измельчении хрупких малопрочных пород внешний вращающийся конус установлен по отношению к внутреннему вращающемуся конусу соосно.3. The grinder according to claim 1, characterized in that when grinding brittle low-strength rocks, an external rotating cone is mounted coaxially with respect to the internal rotating cone. 4. Измельчитель по п.1, отличающийся тем, что при измельчении хрупких особо прочных пород внешний вращающийся конус установлен по отношению к внутреннему вращающемуся конусу параллельно.4. The grinder according to claim 1, characterized in that when grinding brittle especially strong rocks, an external rotating cone is installed in parallel with the internal rotating cone. 5. Измельчитель по п.1, отличающийся тем, что при измельчении пластичных малопрочных пород внешний вращающийся конус установлен по отношению к внутреннему вращающемуся конусу с перекрещивающимися осями. 5. The grinder according to claim 1, characterized in that when grinding plastic low-strength rocks, an external rotating cone is set relative to the internal rotating cone with intersecting axes.
RU2011151306/13A 2011-12-16 2011-12-16 Taper impact grinding crusher RU2489211C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011151306/13A RU2489211C1 (en) 2011-12-16 2011-12-16 Taper impact grinding crusher

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011151306/13A RU2489211C1 (en) 2011-12-16 2011-12-16 Taper impact grinding crusher

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011151306A RU2011151306A (en) 2013-06-27
RU2489211C1 true RU2489211C1 (en) 2013-08-10

Family

ID=48700939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011151306/13A RU2489211C1 (en) 2011-12-16 2011-12-16 Taper impact grinding crusher

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2489211C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2595145C1 (en) * 2015-04-06 2016-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" Conical rotary crusher
RU2637215C1 (en) * 2017-02-15 2017-12-01 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Vibrational mill
RU2717041C1 (en) * 2019-09-03 2020-03-17 Дмитрий Владимирович Молоков Pneumatic conical grain grinder
CN116422402A (en) * 2023-04-18 2023-07-14 四川志邦生物科技有限公司 Medicine pulverizing machine and preparation method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU1827867C (en) * 1990-12-12 1995-09-10 Плугин Александр Илларионович Method for crushing material in cone crusher, and cone crusher
EP0696475A1 (en) * 1994-08-08 1996-02-14 Hosokawa Micron Corporation Pulverizer
RU2143322C1 (en) * 1996-08-16 1999-12-27 Оренбургский государственный университет Cone crusher
US6446892B1 (en) * 1992-12-10 2002-09-10 Ralph Fasoli Rock crushing machine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU1827867C (en) * 1990-12-12 1995-09-10 Плугин Александр Илларионович Method for crushing material in cone crusher, and cone crusher
US6446892B1 (en) * 1992-12-10 2002-09-10 Ralph Fasoli Rock crushing machine
EP0696475A1 (en) * 1994-08-08 1996-02-14 Hosokawa Micron Corporation Pulverizer
RU2143322C1 (en) * 1996-08-16 1999-12-27 Оренбургский государственный университет Cone crusher

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2595145C1 (en) * 2015-04-06 2016-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" Conical rotary crusher
RU2637215C1 (en) * 2017-02-15 2017-12-01 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Vibrational mill
RU2717041C1 (en) * 2019-09-03 2020-03-17 Дмитрий Владимирович Молоков Pneumatic conical grain grinder
CN116422402A (en) * 2023-04-18 2023-07-14 四川志邦生物科技有限公司 Medicine pulverizing machine and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011151306A (en) 2013-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7448564B2 (en) Portable apparatus for crushing rock and other hard material and related method
RU2489211C1 (en) Taper impact grinding crusher
US7824247B1 (en) Portable rapid and quiet drill
CN210303830U (en) Raw stone crushing device for mine
CN201744390U (en) Impact roll crusher
CN107999202A (en) A kind of multi-stage, efficient reducing mechanism of ceramic raw material
CN101875022A (en) Material crushing structure and crushing equipment
US20150129696A1 (en) Parabolic vibratory impact mill
DE202013004508U1 (en) Conical abrasive impact crusher
Balasubramanian Size reduction by crushing method
CN204768936U (en) Superfine tup for breaker
Duroudier Size Reduction of Divided Solids
RU186478U1 (en) VIBRATOR GRINDER-ACTIVATOR
RU169141U1 (en) Vibratory Jaw Crusher
Shadrunova et al. Metallurgical slag disintegration in centrifugal impact crushing machines
RU2234603C2 (en) Method and device for ore deposit mining in firm rock
Mazur Possible applications of vibratory technology in crushing technological lines
RU2393920C2 (en) Method of crushing construction materials and device to this end
Isnugroho et al. Analyses Of Stress And Deformed Shape Of Hammer Mill Hammers (HMHs) By Using Autodesk Inventor
Antipina et al. Technological capabilities of impulse rotators
CN109482282A (en) A kind of hammering of ore and cutting combined unit
CN220371095U (en) Jaw breaker with preprocessing function
CN105750057A (en) SC vibration impacting type crusher
RU2729155C1 (en) Method of materials destruction with limited impact
KR101656484B1 (en) Processing Appratus for natural gravel

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181217