Пристрій для подрібнення матеріалів

Изобретение относится к устройствам для измельчения материалов, в частности вязких, и может быть использовано в коксохимическом производстве для измельчения вязких продуктов (в том числе отходов) перед использованием их в угольной шихте для коксования. Целью изобретения является увеличение производительности по продукту регламентированной максимальной крупности частиц и повышение надежности работы. На фиг. 1 изображен общий вид устройства для измельчения материалов; на фиг. 2 - схема плана размещения на валу рабочих элементов; на фиг. 3 - вариант выполнения корпуса в виде цилиндра; на фиг. 4 разделение шага винтовой линии на три части; на фиг. 5 - поток в вертикальной плоскости, проходящий через ось вала; на фиг. 6 - вид А на фиг. 5. Устройство состоит из корпуса 1, одетого в р убашку 2 и установленного на балке 3. Вал 4 с рабочими элементами 5 установлен в подшипниках 6 и 7, размещенными в корпусах. Нижний подшипник 6 крепится к балке 3, с помощью которой все устройство крепится по месту (над сборником измельченного материала, непрерывной линией подачи и т.п.). Подшипник 6 закрыт глухой крышкой снизу, а сверху защитным коробом 8. Вращение валу 4 передается через муфту 9 от привода, состоящего из двигателя 10 и редуктора 11. Рабочие элементы на концах имеют чистилки 12. Рубашка 2 имеет штуцеры 13 и 14. Последовательно размещенные рабочие элементы установлены между собой под углом a. Каждый из них имеет симметрично расположенный балансирующий рабочий элемент. Расстояние между рабочими элементами по вертикали равно шагу винтовой линии, по которой на валу расположены рабочие элементы, деленному на N, что равно Η = 2( Δ+ n). В крышке корпуса 15 имеется загрузочное отверстие 16. Устройство работает следующим образом: Измельчаемый материал подается через загрузочное отверстие 16 вместе с сопутствующим порошкообразным материалом, не влияющим на дальнейшее использование измельчаемого вязкого материала либо используемого в дальнейшем совместно. Загруженный материал выходит снизу, попадая в приемный бункер или на транспортную линию технологической цепи (на фиг. 1 не показаны). За время падения он пересекается рабочими органами 5 на части требуемой крупности, а отбрасываемые на стенки частицы очищаются, благодаря чистилкам 12 и падают вниз. Под рубашку 2 подается пар, нагревая корпус, благодаря чему адгезионные свойства вязкого материала снижаются и облегчается процесс очистки. Вязкий материал рассеченный рабочим элементом не слипается вновь, поскольку порошкообразный материал налипает на образованные поверхности, устраняя их липкость. Устройство обеспечивает получение частиц вязкого материала, имеющих по меньшей мере один из размеров равный Повышение эффективности размола с обеспечением двух или всех размеров максимальных частиц, равных или менее заданного может быть достигнуто увеличением в 2-3 раза длины вала, при. том же порядке размещения рабочих органов. Падению очищенного от стенок материала не препятствует ничего, поскольку корпус выполнен меньшим основанием конуса вверх. . Основанием для установления заявляемых параметров конструкции (угла между последовательно располагаемыми рабочими элементами (в плане), числа элементов и шага винтовой линии) является следующее. На фиг. 3 показан цилиндрический (для упрощения) корпус 1, вал 4 и один рабочий элемент 5, Поток материала движется в направлении стрелки сверху вниз и след, оставляемый рабочим элементом в потоке, будет складываться из движения по кругу и перемещения вниз. Торец рабочего элемента опишет в потоке винтовую линию, показанную пунктиром, а весь поток будет пересекаться по сечению. Расстояние между двумя смежными витками (шаг винтовой линии) зависит от скорости движения потока и частоты вращения вала. За время одного оборота вала будет потоком пройден путь I = V х хt, где V - скорость потока, t - время одного оборота. Это и есть шаг винтовой линии. Если частота вра щения вала n об/сек, то t = 1/n и I = V/n. Для того, чтобы поток был рассечен по высоте на отрезки Δ, равные требуемому максимальному размеру частиц, надо шаг винтовой линии разделить на отрезки Δ , а с уче том толщины рабочего элемента на Δ+ h. Таким образом, минимальное количество рабочих элементов на валу должно быть равно На фиг. 4 показан случай разделения шага винтовой линии на 3 части (рабочими элементами). Однако расположение рабочих элементов в виде гребенки по многим конструкционным и технологическим соображениям нерационально. Предпочтительней расположение их по винтовой линии. Угол, измеренный (в плане) между двумя последовательно размещенными рабочими элементами (фиг. 5) определяется, исходя из следующи х соображений. Рассмотрим поток в вертикальной плоскости, проходящей через ось вала и верхний рабочий элемента а в положении, показанном на фиг. 5. Представим движение потока одновременно с вращением вала по направлению стрелки. Линия пересечения потока в плоскости верхним (первым) рабочим элементом а будет перемещаться вниз, а рабочий элемент, расположенный по винтовой линии следующим за первым (в) будет приближаться к рассматриваемой плоскости. Если за время t, необходимое для поворота вала на угол a, поток переместится вниз на расстояние Δ+ h, то рабочий элемент в пересечет поток в рассматриваемой плоскости в том же месте, в котором его пересекал элемент а, с опозданием по времени на t сек. Для того, чтобы в рассматриваемой плоскости сечение, произведенное рабочим элементом а отстояло от сечения, производимого рабочим элементом в на Δ · n (условие получения частиц по одному размеру, соответствующи х требованию) необходимо, чтобы путь потока за время t был равен 2( Δ+ n), Путь потока находится как произведение его скорости на время, т.е. Если частота вращения вала n об/сек, то время одного оборота равно t = 1/n, а часть оборота а будет пройдена за время t =a /360 · n. Подставив значение в выражение пути потока, находим откуда Расстояние между рабочими элементами при установке их под углом (измеренным в плане) должно составлять Η = 2(Δ+ h). Минимально необходимое количество рабочих элементов, устанавливаемых по винтовой линии с углом (в плане) между рабочими элементами а равно 360/a, поэтому, что через 360° вернется в исходное положение рабочий элемент а и весь цикл начнется сначала. Так как Ν = 360/α, a a = 2(Δ+ h) · 360 · n/V, можно записать N =360· ν/2(Δ+n)360 ·n = ν/2(Δ+n) · n. Поскольку состояние потока, рассмотренное в вертикальной плоскости может быть и в любой другой вертикальной плоскости, проходящей через ось вала, найденное условие установления величины угла (в плане) между двумя последовательно расположенными рабочими элементами и расстоянием между ними по вертикали при количестве их на валу N шт. определит сечение всего потока на параллельные между собой плоскости с расстоянием между ними Н. Из конструктивных соображений каждый рабочий элемент имеет симметрично расположенный подобный себе балансирующий рабочий элемент. Поскольку подобное расположение описано в аналоге, об этом не сказано ни в ограничительной, ни в отличительной части формулы изобретения. В списываемых расчетах фигурирует величина скорости движения потока. Она не равна скорости свободного падения, поскольку поток задерживается рабочими элементами и частично отбрасывается на стенки, удлиняя этим общий путь. Опытным путем найдено, что скорость потока в описанном устройстве составляет около 5 ветров в секунду. Отсюда соотношения, по которым устанавливаются конструктивные признаки устройства, получили конкретный вид