RU2762875C1 - Method for crushing brittle material in a cone crusher with stops - Google Patents

Method for crushing brittle material in a cone crusher with stops Download PDF

Info

Publication number
RU2762875C1
RU2762875C1 RU2020139913A RU2020139913A RU2762875C1 RU 2762875 C1 RU2762875 C1 RU 2762875C1 RU 2020139913 A RU2020139913 A RU 2020139913A RU 2020139913 A RU2020139913 A RU 2020139913A RU 2762875 C1 RU2762875 C1 RU 2762875C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cone
stops
crushing
destruction
cones
Prior art date
Application number
RU2020139913A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Федорович Сахаров
Александр Викторович Витушкин
Original Assignee
Федеральное казенное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский институт Федеральной службы исполнения наказаний"
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 казенное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский институт Федеральной службы исполнения наказаний" filed Critical Федеральное казенное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский институт Федеральной службы исполнения наказаний"
Priority to RU2020139913A priority Critical patent/RU2762875C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2762875C1 publication Critical patent/RU2762875C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C2/00—Crushing or disintegrating by gyratory or cone crushers
    • B02C2/02—Crushing or disintegrating by gyratory or cone crushers eccentrically moved
    • B02C2/04—Crushing or disintegrating by gyratory or cone crushers eccentrically moved with vertical axis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Abstract

FIELD: mining industry.
SUBSTANCE: invention relates to methods for crushing brittle material and can be used in the mining industry. The crushing method consists in the fact that crushing is carried out in a cone crusher, in which the destruction of the material occurs between two cones with stops in such a way that when the cone rotates, the stops located on the movable cone come into contact with the crushed piece, the joint rotation of which is prevented by the stops located on the surface of the stationary cone. The working surfaces of the cone stops are located at an angle or angles with normals to the surfaces of these cones, while the destruction of the crushed pieces is carried out by contacting the edges of the cone stops with the crushed pieces in the planes of action of maximum tangential stresses due to shear deformation.
EFFECT: method makes it possible to increase the efficiency of the cone crusher by reducing energy costs for the destruction of the crushed material and, accordingly, the use of engines of lower power, which, in turn, will reduce energy costs.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к способам дробления твердых неметаллических горных пород и может быть использовано в горнодобывающей промышленности. Изобретение может быть отнесено к конусным дробильным машинам.The invention relates to methods for crushing solid non-metallic rocks and can be used in the mining industry. The invention can be applied to cone crushers.

Известны конусные дробилки, включающие корпус, вал, напрессованный на верхнюю часть вала дробящий конус и образующий с корпусом дробящую камеру (Клушанцев Б.В. и др. Дробилки. Конструкция, расчет, особенности эксплуатации. - М.: Машиностроение, 1990. - 320 с.). Также известны конструкции конусных дробилок (патент RU 2450860, МПК В02С 2/04, опубл. 20.05.2012 Бюл. №14; патент RU 2549777, МПК В02С 2/04, опубл. 27.04.2015 Бюл. №12; патент RU 97103498, МПК В02С 2/02, опубл. 10.04.1999). В известных конструкциях конусных дробилок разрушение дробимого материала в камере дробления осуществляется за счет сближения рабочих поверхностей подвижного и неподвижного конусов, то есть разрушение куска происходит преимущественно за счет усилий сжатия. Данный процесс дробления требует значительных затрат энергии на разрушение дробимого материала, и, следовательно, установки более мощных электродвигателей.Known cone crushers, including a housing, a shaft, pressed onto the upper part of the shaft crushing cone and forming a crushing chamber with the housing (Klushantsev B.V. et al. Crushers. Design, calculation, operating features. - M .: Mashinostroenie, 1990. - 320 With.). Also known are the designs of cone crushers (patent RU 2450860, IPC B2C 2/04, publ. 05/20/2012 bull. No. 14; patent RU 2549777, IPC B2C 2/04, publ. 04/27/2015 bull. No. 12; patent RU 97103498, IPC В02С 2/02, publ. 10.04.1999). In the known designs of cone crushers, the destruction of the crushed material in the crushing chamber is carried out due to the convergence of the working surfaces of the movable and stationary cones, that is, the destruction of the piece occurs mainly due to compression forces. This crushing process requires a significant expenditure of energy for the destruction of the crushed material, and, consequently, the installation of more powerful electric motors.

Существуют способы дробления материала в валковых дробилках (патент RU 2583096, МПК В02С 4/12, опубл. 10.05.2016 Бюл. №13, патент RU 2524536, МПК В02С 4/12, опубл. 27.07.2014 Бюл. №21, патент RU 2528702, МПК В02С 4/12, опубл. 20.09.2014 Бюл. №26), когда на поверхностях рабочих органов устанавливаются зубья (в виде гребней), упоры. Недостатками данных способов является низкая эффективность процесса дробления и невысокая производительность.There are methods for crushing material in roller crushers (patent RU 2583096, IPC B2C 4/12, publ. 05/10/2016 bull. No. 13, patent RU 2524536, IPC B2C 4/12, publ. 07/27/2014 bull. No. 21, patent RU 2528702, IPC В02С 4/12, publ. 09/20/2014 Bull. No. 26), when teeth (in the form of ridges) and stops are installed on the surfaces of the working bodies. The disadvantages of these methods are the low efficiency of the crushing process and low productivity.

Известен способ дробления материала в конусной дробилке (патент RU 1827867, МПК В02С 2/04, опубл. 10.09.1995). Данный способ используется для получения мелкой и тонкой фракции помола. На поверхностях рабочих органов (на подвижном и неподвижном конусах) конусной дробилки установлены ножи, закрепленные по лемнискатам и ориентированные навстречу друг другу. Данное устройство предназначено для мелкого дробления и имеет недостаток - быстрый износ поверхности ножей. Данный способ является ближайшим аналогом заявленному способу, поскольку рабочая поверхность конусов традиционно выполняется «гладкой».A known method of crushing material in a cone crusher (patent RU 1827867, IPC В02С 2/04, publ. 09/10/1995). This method is used to obtain fine and fine fraction of grinding. On the surfaces of the working bodies (on the movable and stationary cones) of the cone crusher there are knives fixed along lemniscates and oriented towards each other. This device is designed for fine crushing and has a drawback - rapid wear of the surface of the knives. This method is the closest analogue to the claimed method, since the working surface of the cones is traditionally made "smooth".

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности работы конусной дробилки за счет снижения затрат энергии на разрушение дробимого материала, что позволит использовать двигатели меньшей мощности и сократить затраты электроэнергии. Кроме того, предполагается существенное снижение количества переизмельченного материала за счет снижения межкускового взаимодействия внутри камеры дробления.The technical problem to be solved by the claimed invention is to increase the efficiency of the cone crusher by reducing the energy consumption for the destruction of the crushed material, which will allow the use of engines of lower power and reduce the cost of electricity. In addition, a significant reduction in the amount of over-grinded material is expected due to a decrease in inter-lump interaction inside the crushing chamber.

Решение технической проблемы заключается в том, что предложен способ разрушение дробимого куска в дробилке в результате деформации сдвига, то есть разрушение куска происходит под действием сил, действующих в параллельных плоскостях на очень малом расстоянии друг от друга, и направленных в противоположные стороны. Как известно, разрушение материала в плоскостях (плоскости сдвига), в которых действуют максимальные касательные напряжения, требует гораздо меньших усилий, чем разрушение материала под действием сжимающих сил, когда действуют нормальные напряжения. Снижение усилий, требуемых для разрушения дробимого материала, позволит сократить затраты электроэнергии на процесс дробления материала.The solution to the technical problem lies in the fact that a method is proposed for the destruction of a crushed piece in a crusher as a result of shear deformation, that is, the destruction of a piece occurs under the action of forces acting in parallel planes at a very small distance from each other, and directed in opposite directions. It is known that the destruction of a material in planes (shear planes), in which the maximum shear stresses act, requires much less efforts than the destruction of a material under the action of compressive forces, when normal stresses are acting. Reducing the effort required to destroy the material being crushed will reduce the energy consumption for the material crushing process.

Отличительной особенностью заявленного способа дробления хрупкого материала в конусной дробилке является подвижный конус дробилки с упорами и его движение относительно неподвижного конуса с упорами, при том, что в традиционных конусных дробилках подвижный конус совершает качательное движение и его поверхность, как и поверхность неподвижного конуса упоров не имеют. (Клушанцев Б.В. и др. Дробилки. Конструкция, расчет, особенности эксплуатации. - М.: Машиностроение, 1990. - 320 с.).A distinctive feature of the claimed method of crushing brittle material in a cone crusher is the movable cone of the crusher with stops and its movement relative to the stationary cone with stops, while in traditional cone crushers the movable cone performs a rocking motion and its surface, like the surface of the stationary cone, has no stops. ... (Klushantsev BV and others. Crushers. Design, calculation, operation features. - M .: Mashinostroenie, 1990. - 320 p.).

Технический результат, заключатся в том, при вращении конуса, упор, расположенный на подвижном конусе, вступает в контакт с дробимым куском, и в результате того, что часть дробимого куска, находящаяся в камере дробления, не может двигаться вместе с подвижным конусом, из-за упоров, расположенных на поверхности неподвижного конуса, происходит разрушение дробимого куска. Существенной особенностью данного способа является напряженное состояние, возникающее в дробимом куске в процессе работы дробилки, и зависящее от расположения рабочих поверхностей упоров относительно конусов.The technical result consists in the fact that when the cone rotates, the stop located on the movable cone comes into contact with the crushed piece, and as a result of the fact that the part of the crushed piece located in the crushing chamber cannot move together with the movable cone, due to for the stops located on the surface of the stationary cone, the destruction of the crushed piece occurs. An essential feature of this method is the stress state that occurs in the crushed piece during the operation of the crusher, and depends on the location of the working surfaces of the stops relative to the cones.

Для реализации данного способа предлагается конструкция (фиг. 1), отчасти схожая с конструкцией конусной дробилки крупного дробления. Предлагаемая конструкция состоит из двух конусов: внутреннего подвижного 1 и внешнего неподвижного 2. Внутренний конус 1 осуществляет вращательное движение относительно своей вертикальной оси 5 посредством электропривода. На его поверхности установлены упоры 3, которые в данной конструкции выполнены в виде гребней в поперечном сечении, расположенные по всей длине конуса 1, а их рабочая поверхность направлена в сторону вращения. Внешний конус 2 дробилки неподвижен и является ее корпусом. На поверхности неподвижного конуса 2 также имеются упоры 4. Профиль упоров 3 и 4 конструктивно может иметь различные очертания. Сами упоры 3 расположены по всей поверхности конуса 1 с некоторым интервалом, при этом их высота изменяется на протяжении от загрузочного отверстия, расположенного вверху камеры дробления, до выходной щели. Аналогично выполняется расположение упоров 4 на поверхности неподвижного внешнего конуса 2. Между упором 3 подвижного конуса 1 и упором 4 неподвижного конуса 2 имеется технологический зазор, определяемый экспериментально, в зависимости от условий процесса дробления, например, влажности исходного сырья. Камера дробления рассматриваемой дробилки образована между свободной поверхностью подвижного конуса 1 и свободной поверхностью неподвижного конуса 2, а также рабочими поверхностями упоров 3 и 4. Вверху камеры дробления (загрузочное отверстие) высота упора 3 и высота упора 4, а также ширина зазора между ними, суммарно должны быть больше максимального размера дробимого куска.To implement this method, a design (Fig. 1) is proposed, which is somewhat similar to the design of a cone crusher for coarse crushing. The proposed design consists of two cones: an internal movable 1 and an external fixed 2. The internal cone 1 carries out a rotational movement about its vertical axis 5 by means of an electric drive. On its surface, stops 3 are installed, which in this design are made in the form of ridges in cross-section, located along the entire length of the cone 1, and their working surface is directed in the direction of rotation. The outer cone 2 of the crusher is stationary and is its body. On the surface of the stationary cone 2 there are also stops 4. The profile of the stops 3 and 4 can be structurally different in shape. The stops 3 themselves are located over the entire surface of the cone 1 with a certain interval, while their height varies from the loading opening located at the top of the crushing chamber to the outlet slot. The arrangement of stops 4 on the surface of the fixed outer cone 2. Between the stop 3 of the movable cone 1 and the stop 4 of the fixed cone 2, there is a technological gap, determined experimentally, depending on the conditions of the crushing process, for example, the moisture content of the feedstock. The crushing chamber of the crusher under consideration is formed between the free surface of the movable cone 1 and the free surface of the stationary cone 2, as well as the working surfaces of the stops 3 and 4. At the top of the crushing chamber (feed hole), the height of the stop 3 and the height of the stop 4, as well as the width of the gap between them, in total must be larger than the maximum size of the crushed piece.

Дробление отдельного куска горной породы в дробилках происходит вне зависимости от нахождения в камере дробления других кусков. Дробимый кусок подается в камеру дробления и под действием силы тяжести движется по ней до момента операния куска о стенки камеры дробления. При вращении подвижного конуса 1, упор 3, расположенный на конусе 1, вступают в контакт с куском, и в результате того, что часть куска, находящаяся в камере дробления, не может двигаться вместе с подвижным конусом, из-за упоров 4, расположенных на поверхности неподвижного конуса 2, происходит разрушение дробимого куска. Разрушенный материал под действием силы тяжести перемещается по камере дробления до тех пор, пока не займет новое положение, соответствующее своему размеру или, не достигнет выходной щели. При необходимости процесс разрушения может повторяться неоднократно.The crushing of a separate piece of rock in the crushers occurs regardless of whether other pieces are in the crushing chamber. The crushed piece is fed into the crushing chamber and, under the action of gravity, moves along it until the piece rests on the walls of the crushing chamber. When the movable cone 1 rotates, the stop 3, located on the cone 1, comes into contact with the piece, and as a result of the fact that the part of the piece located in the crushing chamber cannot move together with the movable cone, due to the stops 4 located on the surface of the stationary cone 2, destruction of the crushed piece occurs. The destroyed material under the action of gravity moves through the crushing chamber until it takes a new position corresponding to its size or reaches the exit slot. If necessary, the destruction process can be repeated several times.

При условии, что рабочие поверхности упоров конусов расположены под некоторым углом (углами) с нормалями к поверхностям этих конусов, как показано на фиг. 2, в процессе дробления дробимый кусок будет находится в контакте с упорами конусов по линиям (в плоскости точки А и В). Результирующие силы RA и RB со стороны упоров будут направлены по касательным в параллельных плоскостях навстречу друг другу. Проекции результирующих сил на вертикальную ось

Figure 00000001
и
Figure 00000002
будут расположены в параллельных плоскостях на очень малом расстоянии друг от друга и направлены в противоположные стороны. Проекции результирующих сил на горизонтальную ось
Figure 00000003
и
Figure 00000004
будут значительно меньше вертикальных составляющих, а значит ими можно пренебречь. Из-за малого расстояния h между вертикальными составляющими
Figure 00000005
и
Figure 00000006
возникающим моментом можно пренебречь. В таком случае нормальные силы NC и ND, действующие на дробимый кусок со стороны поверхностей конусов, многократно меньше сил, действующих в вертикальной плоскости, и дробимый кусок подвергается деформации сдвига. Данные условия позволяют использовать двигатели меньшей мощности, чем у известных дробилок сжатия, что приведет к снижению затрат электроэнергии.Provided that the working surfaces of the stops of the cones are located at a certain angle (s) with the normals to the surfaces of these cones, as shown in Fig. 2, in the process of crushing, the piece to be crushed will be in contact with the stops of the cones along the lines (in the plane of points A and B). The resulting forces R A and R B from the side of the stops will be directed tangentially in parallel planes towards each other. Projections of the resulting forces on the vertical axis
Figure 00000001
and
Figure 00000002
will be located in parallel planes at a very small distance from each other and directed in opposite directions. Projections of the resulting forces on the horizontal axis
Figure 00000003
and
Figure 00000004
there will be significantly less vertical components, which means they can be neglected. Due to the small distance h between the vertical components
Figure 00000005
and
Figure 00000006
the emerging moment can be neglected. In this case, the normal forces N C and N D acting on the crushed piece from the side of the surfaces of the cones are many times less than the forces acting in the vertical plane, and the crushed piece is subjected to shear deformation. These conditions allow the use of engines of lower power than those of the known compression crushers, which will lead to lower energy costs.

В представленной конструкции конусной дробилки с упорами разрушение материала происходит за счет возникновения касательных напряжений. При этом разрушение куска, имеющего изотропные свойства, происходит по плоскости действия максимальных касательных напряжений, а разрушение анизотропных кусков, в большинстве случаев, происходит по направлениям (плоскостям) ориентированным вдоль волокон (зерен).In the presented design of the cone crusher with stops, the destruction of the material occurs due to the occurrence of shear stresses. In this case, the destruction of a piece with isotropic properties occurs along the plane of action of the maximum shear stresses, and the destruction of anisotropic pieces, in most cases, occurs along the directions (planes) oriented along the fibers (grains).

Claims (1)

Способ дробления хрупкого материала в конусной дробилке, включающий устройство, в котором разрушение хрупкого материала происходит между двумя конусами, когда подвижный конус расположен внутри неподвижного конуса, отличающийся тем, что подвижный конус вращается вокруг своей оси и имеет упоры, расположенные на некотором расстоянии друг от друга вдоль конуса, рабочая поверхность которых направлена в сторону вращения, и неподвижный конус, являющийся корпусом дробилки, на котором также установлены на расстоянии друг от друга упоры, при этом рабочие поверхности упоров конусов расположены под некоторым углом или углами с нормалями к поверхностям этих конусов, а разрушение дробимых кусков хрупкого материала в камере дробления, образованной между свободными поверхностями подвижного и неподвижного конусов, а также рабочими поверхностями упоров, происходит в результате контакта ребер упоров конусов с дробимыми кусками.A method of crushing brittle material in a cone crusher, including a device in which the destruction of brittle material occurs between two cones when the movable cone is located inside the stationary cone, characterized in that the movable cone rotates around its axis and has stops located at some distance from each other along the cone, the working surface of which is directed in the direction of rotation, and a stationary cone, which is the crusher body, on which stops are also installed at a distance from each other, while the working surfaces of the stops of the cones are located at a certain angle or angles with normals to the surfaces of these cones, and destruction of crushed pieces of brittle material in the crushing chamber formed between the free surfaces of the movable and stationary cones, as well as the working surfaces of the stops, occurs as a result of contact of the ribs of the stops of the cones with the crushed pieces.
RU2020139913A 2020-12-03 2020-12-03 Method for crushing brittle material in a cone crusher with stops RU2762875C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020139913A RU2762875C1 (en) 2020-12-03 2020-12-03 Method for crushing brittle material in a cone crusher with stops

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020139913A RU2762875C1 (en) 2020-12-03 2020-12-03 Method for crushing brittle material in a cone crusher with stops

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2762875C1 true RU2762875C1 (en) 2021-12-23

Family

ID=80039190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020139913A RU2762875C1 (en) 2020-12-03 2020-12-03 Method for crushing brittle material in a cone crusher with stops

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2762875C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1419791A (en) * 1973-03-13 1975-12-31 Rovere V Grinding mills
SU1616699A1 (en) * 1988-04-26 1990-12-30 Свердловский горный институт им.В.В.Вахрушева Cone-type crusher
CN103071559A (en) * 2013-02-07 2013-05-01 江西理工大学 Pulsation-type swinging conical selective material grinding system
CN203108587U (en) * 2013-02-07 2013-08-07 江西理工大学 Pulsating swing cone-type selective material grinding system
RU2526738C1 (en) * 2013-06-18 2014-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Rotary crusher
RU2583096C1 (en) * 2014-12-24 2016-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Roller crusher

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1419791A (en) * 1973-03-13 1975-12-31 Rovere V Grinding mills
SU1616699A1 (en) * 1988-04-26 1990-12-30 Свердловский горный институт им.В.В.Вахрушева Cone-type crusher
CN103071559A (en) * 2013-02-07 2013-05-01 江西理工大学 Pulsation-type swinging conical selective material grinding system
CN203108587U (en) * 2013-02-07 2013-08-07 江西理工大学 Pulsating swing cone-type selective material grinding system
RU2526738C1 (en) * 2013-06-18 2014-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Rotary crusher
RU2583096C1 (en) * 2014-12-24 2016-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Roller crusher

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104768647B (en) Eccentric kibbler roll
CA2911747C (en) A grinding apparatus
CN109794325A (en) A kind of hydraulic breaker
RU2762875C1 (en) Method for crushing brittle material in a cone crusher with stops
RU2464097C1 (en) Method of crushing-grinding of polymineral ores containing precious stones and crushing-grinding machine to this end (versions)
JP2016540631A (en) Jaw crusher, crushing plant and crushing method
KR101228984B1 (en) The grinder
RU2458740C1 (en) Roll-jaw crusher with reduction ratio
Fuerstenau et al. On assessing and enhancing the energy efficiency of comminution processes
CN2212448Y (en) Screw propelling type cone crusher
JPH10369A (en) Crusher for sheet metal and material similar to same
CN208554345U (en) A kind of jaw crusher
US2950871A (en) Crusher construction
RU2528702C1 (en) Method of crushing in roll crusher
RU2347616C1 (en) Jaw crusher of double crushing
AU2021339235B2 (en) Gyratory roller crusher
UA15917U (en) Roll crusher
JPH0226543B2 (en)
RU162809U1 (en) MACHINE FOR CORRECTION OF THE FORM OF CRUSHED GRAIN FORM
RU135272U1 (en) JAW CRUSHER
RU2687192C1 (en) Crushing machine
RU2785676C1 (en) Method for crushing lugs in a jaw crusher
RU2343001C1 (en) Crushing plant for bulk materials
JP2003334462A6 (en) Roll crusher
RU2539518C1 (en) Material crushing unit