Валкова дробарка

1. Валкова дробарка, яка містить два обертаючихся назустріч один до одного валка, встановлених на рамі, та додатковий засіб для здрібнювання, визначена тим, що валки мають можливість до горизонтального руху одного з них, а додатковий засіб для здрібнювання жорстко з'єднан з рамою таким чином, що щілина між кожним валком та робочою поверхнею додаткового засобу для здрібнювання менш робочої щілини між валками, при цьому додатковий засіб для здрібнювання виконано у поперечному перерізі трапецеїдальним з кутом нахилу бокової сторони до ниж 28772 Однак вказане устаткування також не забезпечує достатньо високої ступені здрібнювання матеріалу та одержання мілкої та пилоподібної фракції готового продукту, який дуже потрібен, наприклад, у вигляді коксового пилу у металургії (прилади "піч-ковш" - для виробництва високоякісної сталі), вугільного пилу для енергетики (теплоелектростанції), мілких фракцій руди (для збагачення руд на аглофабриках) та інших. Так, як напруга у подрібнюваному матеріалі, виникаюча у двох осередках деформації та складаюча до 1000 кГ/см2, не достатня для одержання кратності подрібнювання більш 5,2. Так, наприклад, із шматка (грудки) руди з розмірами поперечного перерізу приблизно 60 мм одержання часток розмірами приблизно 2,5 мм та менш у поперечному перерізі для наступного тонкого подрібнювання не є можливим, так як руйнування відбувається в головному під дією зсувових напруг, тобто тертям. Але відомо, що крихкі матеріали, які у головному і підлягають здрібнюванню, руйнуються при напрузі стиснення приблизно близько одної тисячної модуля Юнга даного матеріалу, але руйнування крихких матеріалів відбувається при менших витратах енергії, якщо виникають ще додаткові зсувові зусилля, які допомагають подрібнювати матеріал. За мету винаходу поставлена задача створення валкової дробарки, яка забезпечує інтенсивне здрібнювання руди (або інших крихких матеріалів) та одержання продукту мілкої фракції з кратністю помелу більш ніж 10-12. Поставлена задача вирішується за рахунок технічного наслідку, який виникає з одночасного створення трьох осередків деформації, які приймають участь у процесі подрібнювання матеріалу таким чином, що у першому осередку деформації подрібнюваний матеріал за рахунок зусиль підпору, тяжіння та діяння робочих валків сильному інтенсивному всебічному стисненню, у наслідок чого подрібнюваний матеріал руйнується, роздрібнюється та вкривається тріщинами, які значно ослаблюють міцність часток матеріалу, а в другому та у третьому осередках деформації виникають зсувові зусилля, які здрібнюють частки матеріалу ослаблені тріщинами, що забезпечується шляхом раціонального вибору форми та співвідношення розмірів додаткового засобу для здрібнювання та валків, а також їх розміщення одного відносно другого. Запропонована валкова дробарка, як і прототип має загальні ознаки: два валка, обертаючі назустріч один одному, раму, на якій встановлені валки, додатковий засіб для здрібнювання. В наслідок порівняльного аналізу запропонованого технічного рішення та прототипу встановлено, що запропонована конструкція має: - нові зв'язки між елементами устрою - виконання одного з валків рухомим у горизонтальній площині відносно другого, жорстко з'єднаний з рамою додатковий засіб для здрібнювання; - форма виконання елементів устрою - виконання додаткового засобу для здрібнювання у поперечному перерізі трапецеїдальним з кутом нахилу бокової сторони до нижньої основи з боку рухомого валка менш ніж кут нахилу бокової сторони до нижньої основи з боку нерухомого валка, з верхньою основою суміщеною з криволінійною поверхнею, виконаною у вигляді дуги, яка звер нута своєю випуклістю вертикально угору та сполучається з боковими сторонами трапеції, діаметром рівним верхній основі трапеції, а висота трапеції у 4-6 разів більше ніж нижня основа трапеції та уявна крапка перетину бокових сторін знаходиться на горизонтальній осі симетрії валків; - нове взаємне розташування деталей - встановлення щілини між кожним валком та робочою поверхнею додаткового засобу для здрібнювання менш ніж робоча щілина між валками, щілина між валками менш ніж найбільша частка подрібнюваного матеріалу; - механізм дії на подрібнюваний матеріал - у першому осередку деформації подрібнюваний матеріал підпадає за рахунок сил підпора, тяжіння (гравітації) та діяння робочих валків сильному інтенсивному всебічному стисненню, у наслідок чого подрібнюваний матеріал руйнується, здрібнюється та вкриваєтьсятріщинами, які значно ослабляють міцність часток подрібнюваного матеріалу, а в другому та у третьому осередках деформації виникають ще й зсувові зусилля, які здрібнюють частки матеріалу, ослаблені тріщинами. Оскільки у рішенні, прийнятому за прототип, вищезгадані ознаки відсутні, то вони признаються за нові, а пропонована валкова дробарка відповідна критерію "новина". Пропоноване технічне рішення має винахідницький рівень тому, що запропоноване виконання конструкції валкової дробарки для спеціалістів явним чином не походить з рівня техніки. Пропонований винахід має промислове застосування тому, що виробництво валкової дробарки запропонованої конструкції не містить конструктивних та технологічних труднощів. На ЗАТ "НКМЗ" виготовлений та випробуваний дослідний зразок валкової дробарки, пропонованої конструкції. Випробування показали, що найбільш гарні наслідки одержані при розмірі вхідної фракції, що відповідає розмірам вхідної фракції для ступеню середнього здрібнення, та розмірам вихідної фракції більш ніж 70% від загальної маси, відповідно до виходу на ступінь грубого та тонкого здрібнення, досягаються при щілині між робочим валком та робочою поверхнею додаткового елемента у 2-3 рази менше робочої щілини між валками та кут нахилу бокової сторони трапеції до нижньої основи з боку рухомого валка у 1,5-2 рази менше, ніж кут нахилу бокової сторони до нижньої основи з боку нерухомого валка. Були опробувані різні конструкції виконання додаткового засобу, наприклад, сварно-литі, при яких внутрішня частина була виготовлена з сталі ЗСП, а зовнішня частина в сталі 65Г, та суцільнометалеві конструкції з сталі 110Г13Л. Сварно-лита конструкція більш трудомістка у виробництві, та вона показала невисокі експлуатаційні якості в порівнянні з суцільнометалевою з сталі 110Г13Л. Наслідки випробування винесені у пункти формули з метою розширення обсягу захисту винаходу. Між технічним наслідком та описуваними ознаками має місце причинно-наслідковий зв'язок. Виконання одного з валків рухомим у горизонтальній площині та встановлення додаткового засо 2 28772 бу для здрібнювання жорстко з'єднаним з рамою таким чином, що щілина між кожним валком та робочою поверхнею додаткового засобу для здрібнювання менш ніж робоча щілина між валками, виконання додаткового засобу у поперечному перерізі трапецеїдальним з криволінійною поверхнею у верхній частині забезпечили більш тривалу та інтенсивну дію на частки роздрібнюваного матеріалу, так як кожна з них проходе подвійний осередок деформації. При цьому на початку частки роздрібнюваного матеріалу підпадають під всебічне стиснення та здрібнення у першому осередку деформації між двома валками, а потім в другому або у третьому осередках деформації, утворених кожним з валків та робочою поверхнею додаткового засобу для здрібнювання, всебічному стисненню, розтягуванню та тертю, що призводить до інтенсивного здрібнення та одержання часток матеріалу до 2,5 мм у поперечному перерізі при кратності помелу 10-12 та більше. Таким чином, встановлення додаткового засобу для здрібнювання з щілиною між кожним робочим валком у 2-3 рази меншим, ніж робоча щілина між валками створює більш напружений обсягонапружений стан роздрібнюваного крихкого сипкого матеріалу шляхом дії зусиль стиснення, зсуву та розтягу, які діють на елементарний обсяг здрібнюваного матеріалу, що забезпечує збільшення кратності здрібнювання більш ніж у 10-12 разів та одержання готового продукту малого перерізу. При цьому створювана напруга у роздрібнюваному матеріалі складає порядку 10-12 тисяч кГ/см ширини осередку деформації. Сутність винаходу пояснюють креслення, на яких зображено: фіг. 1 - валкова дробарка, пропонованої конструкції; фіг. 2 - осередки деформації. Валкова дробарка має: - бункер для роздрібнюваного матеріалу – 1; - робочі валки – 2; - додатковий засіб для здрібнювання – 3; - рама – 4; - засіб для збирання або транспортування роздрібненого матеріалу (прийомний бункер, транспортер та інші) - 5. Валкова дробарка працює наступним чином. Роздрібнюваний матеріал з бункера (1) за рахунок сил гравітації та тертя поступає у робочу щі лину між двома обертаючими у протилежних напрямках валками (2), які пружно зв'язані з рамою (4). Один з валків виконаний рухомим у горизонтальній площині, що необхідно для забезпечення постійного зусилля піджаття робочих валків (2) один до одного, а це означає стиснення та здрібнювання подрібнюваного матеріалу між робочими валками (2) у першому осередку деформації (І). Щілина між робочими валками встановлюється у декілька разів (3-4 рази) менша, ніж найбільша за розмірами частка подрібнюваного матеріалу, що дозволяє створити перший осередок деформації (І). У першому осередку деформації (І) подрібнюваний матеріал пресується, піддається всебічному стисненню, у наслідок чого більш крупні частки подрібнюваного матеріалу здрібнюються, а менш крупні руйнуються та вкриваються мікротріщинами, що значно зменшує міцність часток подрібнюваного матеріалу. Далі подрібнюваний матеріал з першого осередку деформації поступає до другого осередку деформації (II) або до третього осередку деформації (III), де піддається більш інтенсивному всебічному стисненню на початку другого та третього осередків деформації, тертю об робочі поверхні додаткового засобу для здрібнювання (3), який жорстко зв'язано з рамою (4) та завдяки певній формі створює додаткове зусилля підпору у першому осередку деформації (І). З другого (II) та третього (III) осередків деформації здрібнюваний матеріал надходить у прийомний бункер, на транспортер або будь-який інший засіб для збирання або транспортування роздрібненого матеріалу (5). Як видно з опису конструкції валкової дробарки, виготовленої згідно із пропонованим винаходом, виконання додаткового засобу для здрібнювання трапецеїдальної форми з параметрами, вказаними в опису, та встановлення його з щілинами між валками у 2-3 рази меншими, ніж міжвалкова робоча щілина, яка в свою чергу у декілька разів менша, ніж найбільша за розмірами частка подрібнюваного матеріалу, дозволяють досягти інтенсивного здрібнювання руди та інших крихких сипких матеріалів, одержати продукт мілкої фракції з кратністю помелу більш ніж 10-12, а також виключити середню та мілку ступені здрібнювання, а також ступінь грубого помелу. 3 28772 Фіг. 1 Фіг. 2 4 28772 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ __________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 __________________________________________________________ 5