Машина для подрібнення матеріалів різної твердості

Изобретение относится к конструкции устройства для измельчения материалов различной твердости и может быть применено в горнорудной, угольной, металлургической, строительной, сельскохозяйственной и други х отраслях народного хозяйства. Известен измельчитель материалов, содержащий корпус с загрузочным и разгрузочным органом, неподвижный и вращающийся диски, рабочие поверхности которых выполнены коническими, оснащены измельчающими элементами и расположены с образованием между ними кольцевой щели, уменьшающейся в направлении разгрузочного органа, при этом площади поперечного сечения щелей загрузочного и разгрузочного органов равны [1]. Недостатками известного измельчителя материалов является отсутствие устройства дозирования поступаемого для измельчения материала. В измельчителе измельчение производится не во всей кольцевой щели, а лишь в нижней ее части, т.к. в начале зазор значительный и он больше, чем самые крупные поступаемые для измельчения частицы, а это приводит к неравномерному износу рабочих дисков. Кроме того, в конструкции не предусмотрена возможность регулирования щели, в результате чего невозможно регулировать фракционный состав конечной продукции, а по мере износа рабочих поверхностей измельчающих элементов фракция конечного продукта будет увеличиваться. Известна дисковая мельница [2], содержащая корпус, два противоположно и соосно расположенных диска, рабочие поверхности которых с равными чашеобразными выемками, один из дисков закреплен на приводном валу, второй - неподвижно закреплен на корпусе, оси чашеобразных выемок расположены с одинаковым смещением относительно осей дисков, и загрузочный и разгрузочный патрубки. Недостатками указанной дисковой мельницы являются отсутствие дозатора, что приведет к заклиниванию мельницы в процессе работы и невозможности ее запуска под нагрузкой в случае внезапной остановки, невозможности регулировки тонкости измельчения в случае необходимости, а также по мере износа поверхностей измельчения выходная щель будет увеличиваться, что приведет к увеличению конечной фракции. Известно устройство для измельчения сыпучих материалов, выбранное в качестве прототипа, в корпусе которого установлены в обоймах один под другим диски, верхний из которых смонтирован с возможностью подъемно-опускного перемещения по вертикали, а нижний - с возможностью вращения, загрузочное и разгрузочное приспособление, причем стойка корпуса верхней части имеет продольные пазы, а обойма верхнего диска выполнена с выступами, входящими в эти пазы [3]. Недостатками известного устройства является отсутствие эффективного дозатора, позволяющего задавать в устройство материалов столько, сколько она измельчит за цикл, что в дальнейшем приведет к заклиниванию. Устройство предназначено для измельчения мягких материалов и не может измельчать материалы с крупной исходной фракцией. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования машины для измельчения материалов различной твердости, путем изменения конструкции рабочего органа, органов загрузки и выгрузки, чем достигается уменьшение фракции помола и исключается возможность заклинивания рабочих дисков в процессе работы. Поставленная задача решается тем, что в машину для измельчения материалов различной твердости, содержащую базовую опору, цилиндрический корпус, соосно расположенные один под другим рабочие диски, верхний из которых установлен с возможностью вертикального перемещения, а нижний - на приводном валу, дозатор и разгрузочное окно, согласно изобретению, сводится диск - выбрасыватель со скребком, установленным под нижним рабочим диском на приводном валу, причем диск-выбрасыватель и нижний рабочий диск свободно насажены на приводной вал, который выполнен квадратным, дозатор выполнен в виде диска с тремя дозирующими окнами, оппозитные поверхности рабочих дисков выполнены цилиндрическими сопряженными конической поверхностью с плоской поверхностью, на цилиндрической поверхности верхнего рабочего диска выполнены три паза, имеющие форму клина, расширяющегося вниз, на его конусной поверхности - 8n прямоугольных пазов, на цилиндрической поверхности нижнего рабочего диска - четыре дугообразных паза, а на его конической - 8n трапецеидальных пазов, углубленных до его плоской рабочей поверхности, где n = 1-3. Отношение объемов, образованных клинообразными пазами верхнего рабочего диска, дугообразными пазами нижнего рабочего диска и зазором между их цилиндрическими рабочимиповерхностями, к зазору между коническими поверхностями рабочих дисков и объемами прямоугольных пазов верхнего и трапецеидальных пазов нижнего рабочих дисков, и к зазору между горизонтальными плоскостями верхнего и нижнего рабочих дисков составляют, соответственно, 1,0:(1,0-0,6):(1,0 -0,06). Снабжение машины, установленным под нижним диском на приводном валу диском-выбрасывателем со скребком обуславливается необходимостью эвакуации измельченного материала в разгрузочное окном исключения стопорения нижнего вращающегося рабочего диска. Кроме этого, обеспечивается возможность пуска загруженном машины и вращения диска в разные стороны. Свободная посадка диска - выбрасывателя и нижнего рабочего диска на приводной вал, выполненный квадратным, обеспечивает надежность работы, повышение ремонтопригодности, упрощение сборки, замены деталей и их конструкции, а также долговечности вала и дисков. Выполнение дозатора в виде диска с тремя дозирующими окнами обеспечивает загрузку материала поочередно в одну из зон захвата измельчения, кто исключает заклинивание рабочих дисков и повышает производительность. Выполнение оппозитных поверхностей рабочих дисков в виде вертикальной цилиндрической поверхности сопряженной конической поверхностью с плоской обеспечивает образование зоны захвата и трех зон измельчения материала достаточных для измельчения материалов любой твердости и постепенное перемещение его на диск-выбрасыватель со скребком. Снабжение верхнего рабочего диска на цилиндрической вертикальной поверхности тремя пазами, выполненными в виде клина, расширяющегося вниз, и нижнего рабочего диска в верхней его цилиндрической части четырьмя дугообразными пазами обеспечивает образование одновременно одной зоны захвата и дробления материала, так как при 3 пазах верхнего и 4-х пазах нижнего дисков одновременно могут совпадать только по одному, что исключает динамические нагрузки на машину и его стопорение, тем самым повышается производительность машины. Снабжение конусных поверхностей верхнего и нижнего дисков, соответственно, 8n прямоугольными пазами и трапецеидальными пазами, обеспечивает образование 8n зон дальнейшего измельчения раздробленного уже материала путем воздействия на него выступов-пазов, тем самым улучшается качество измельчения, повышается производительность и обеспечивается одноступенчатость измельчения. При n = 1-3 обеспечивается образование количества зон измельчения материала сказывающихся на работе машины. При n менее 1 снижается производительность, так как образуется минимум зон дальнейшего измельчения материала, а при n более 3 снижается надежность работы машины и усложняется ее конструкция. Объемы щелей, образуемых оппозитными поверхностями рабочих дисков с зазором между ними в цилиндрической, конической и горизонтальной их частей относятся, как 1,0:(1,0-0,6):(1,0-0,06). При други х соотношениях указанных объемов щелей снижается коэффициент полезного действия машины. При увеличении предложенных пределов соотношений объемов щелей, соответственно, равных 1:1,1:1,1 не обеспечивается получение измельчения материалов до требуемых фракций и происходит неравномерная нагрузка и к зное рабочих поверхностей дисков, снижается надежность работы машины. А при соотношениях, уменьшающих объемы щелей соответственно, равных 1:0,5:0,05 снижается производительность машины и нет целесообразности дальнейшего уменьшения соотношения, так как уже при соотношении равном 1:0,6-0,06 обеспечивается получение необходимой фракции измельченного материала. Заявленные пределы соотношений объемов щелей установлены опытным путем на действующей модели машины. Выполнение формы пазов обеспечивает снижение нагрузок на машину и улучшает процесс захвата и измельчения материала различной твердости. Изобретение поясняется чертежами, где: на фиг.1 показан общий вид машины для измельчения материалов различной твердости в продольном разрезе: на фиг.2 - верхний диск с разрезом по В-В: на фиг.3 - нижний вращающийся диск с разрезом по А-А. Машина для измельчения материалов различной твердости содержит цилиндрический корпус 1, соосно расположенные в нем один под другие верхний рабочий диск 2 и нижний рабочий диск 3, приводной квадратный вал 4, дозатор 5 с дозирующими окнами 6, разгрузочное окно 7, диск - выбрасыватель 8 со скребком 9. Верхний рабочий диск 2, установленный с возможностью вертикального перемещения, снабжен на внутренней цилиндрической поверхности тремя пазами 10, выполненными а виде клина, расширяющегося вниз, ана конусной - 8n прямоугольными пазами 11. Нижний вращающийся рабочий диск 3 снабжен на цилиндрической поверхности четырьмя дугообразными пазами 12, а на конической 8n трапецеидальными пазами 13, углубленных до его рабочей поверхности. Машина для измельчения материалов различной твердости работает следующим образом: Материал, например руда, подается через бункер (на чертеже условно не обозначен) на дозатор 5 и через три его дозирующих окна 6 попадает поочередно в четыре дугообразных паза 12, выполненных на наружной цилиндрической поверхности нижнего рабочего диска 3, захватывается ими и в результате динамического взаимодействия с тремя клинообразными пазами 10 верхнего рабочего диска 2 проходит фазу крупного дробления. Затем по щели, образованной оппозитными поверхностями рабочих дисков 2 и 3, поступает в зону, образованную конусными плоскостями рабочих дисков 2 и 3 и выполненными на их поверхности, соответственно, 8n прямоугольными пазами 11 и 8n трапецеидальными пазами 13, и подвергается мелкому измельчению. После чего, под воздействием центробежных сил и массы материала, последний подвергается измельчению до нужной фракции и поступает на диск-выбрасыватель 8 и скребком 9 подается в разгрузочное окно 7, выполненное в цилиндрическом корпусе 1 и подается по желобу в приемник (на чертеже условно не обозначены). Получение заданной величины фракции измельчения материала осуществляется установлением величины щели за счет изменения положения верхнего рабочего диска 2 путем его подъема или опускания механизмом (на чертеже условно не обозначено). Цилиндрический корпус 1 устанавливается на базовой основе (на чертеже условно не обозначено). Привод нижнего рабочего диска 3 осуществляется через приводной квадратный вал 4, установленный на базовой основе. Диск-выбрасыватель 8 со скребком 9 и нижний вращающийся рабочий диск 3 свободно насажены на квадратный вал 4 и закреплены на нем посредством закладных деталей (на чертеже условно не обозначено). Выполнение машины для измельчения материалов предложенной конструкции обеспечивает универсальность в части диапазона применения как за счет регулирования дисков друг от друга, так и комплектной их замены. Такая конструкция дисков исключает вибрацию за счет снижения динамических зон нагрузки, а также обеспечивает вращение нижнего диска в любую сторону и исключение заклинивания дисков. Изготовление как машины в целом, так и дисков затруднений не вызывает. Машина проста в эксплуатации и может быть применена в любой отрасли народного хозяйства.