Відцентрова дробарка

1. Дробарка відцентрова, що має корпус, в якому на валу відбору потужності приводу встановлено турбіну з лопатями та сікач, на корпусі співвісно з сікачем жорстко закріплено завантажувальний патрубок з отворами, корпус також містить розвантажувальний патрубок, яка відрізняється тим, що завантажувальний патрубок встановлено з можливістю зміни на завантажувальний патрубок C2 1 3 патрубок з отворами у верхній, та нижній частинах, охоплений у верхній частині регулюючим кільцем з отворами. На валу привода закріплені турбіна з лопатнями, внутрішні кінці яких виконані у вигляді вертикальних ножів, призначених для подрібнювання матеріалу, сікач у вигляді з'ємних вертикальних, вертикально - горизонтальних ножів, та дросельною шайбою. Завантаження дробарки матеріалом здійснюється двома способами: з бункера, розміщеного над завантажувальним патрубком, або крізь завантажувальний рукав, закріплений на завантажувальному патрубку, шляхом всмоктування матеріалу з повітряним потоком. Патент на корисну модель № 18561 «Відцентрова дробарка», зареєстрованого в Державному департаменті інтелектуальної власності 15 листопада 2006 р. За технічною суттєвістю, та результатом, що досягається, пристрій є найбільш близьким до того, що заявляється. За результатами випробування експериментальних зразків відцентрової дробарки, виконаної згідно корисної моделі (патент № 18561) виявлені технічні характеристики, очікувану продуктивність, недоліки та позитивні якості, кількість дрібних розмірів фракцій, та інше. Недоліками прототипу є наступне: - недостатня продуктивність; - не технологічність при масовому виготовленні завантажувального патрубка з отворами у верхній та нижній частинах; - низька ефективність регулюючого кільця на завантажувальному патрубку, та нетехнологічна його конструкція для серійного випуску; - дросельна шайба, що розташована на сікачеві спонукає подрібнювальний матеріал потрапляти до завантажувального патрубка ближче до його стінок у зону де обертаються вертикальні ножі сікача, ребра яких відбивають матеріал, що подрібнюється, заважаючи просуванню матеріалу з ємності з подрібнювальним матеріалом; - крізь отвори у верхній частині завантажувального патрубка подрібнений матеріал під час роботи відцентрової дробарки частково потрапляє за її межі; - після завантаження бункера та завантажувального патрубка матеріалом, який подрібнюється, значно зменшується потужність повітряного потоку крізь відцентрову дробарку, що уповільнює розвантаження готового продукту, та зменшує ефективність охолоджування її робочих органів; - малоефективність вертикальних ножів на внутрішніх кінцях лопатнєй турбіни. Загальними ознаками прототипу і рішення, що заявляється, є належність бункера, турбіни, завантажувального патрубка, корпусу з розвантажувальним патрубком, сікача, та ємності для готового продукту. В основу винаходу покладено завдання створити дробарку, конструкція якої дасть змогу забезпечити підвищення продуктивності, більш технологічне виконання деталей, забезпечення безперешкодного проходу матеріалу, та готового продукту на усіх ділянках процесу подрібнювання та транспортування, забезпечення більш ефективного охолодження робочих органів дробарки, 88665 4 спрощення конструкції, рівномірність завантаження дробарки матеріалом, одержання фракцій готового продукту заданого розміру. Поставлене завдання вирішується у відцентровій дробарці, що має корпус, що складається з верхньої та нижньої частин, яка має бункер, розвантажувальний патрубок, розташований під кутом до вісі турбіни, турбіну з лопатнями, завантажувальний патрубок, сікач, нижня частина корпуса дробарки закріплена на корпусі швидкісного привода зі сторони вала відбору потужності, ємність для готового продукту, згідно з винаходом у отвір верхньої частини корпусу встановлюються та жорстко закріплюються змінні завантажувальні патрубки з отворами різних розмірів та форм, над завантажувальним патрубком встановлено відбивач, сікач виконано у вигляді закріплених на фланці вертикальних стрижнів з горизонтальними ножами, верхня площина турбіни виконана з горловиною, бункер має отвори і перекриття, що створюють канал для безперешкодного проходу повітряного потоку до завантажувального патрубку, регулююча шайба з отвором встановлена в отворі для проходу матеріалу з бункера до завантажувального патрубка. Відмінними ознаками пристрою, що заявляється, є: - встановлено бункер, що має центральний отвір для проходу матеріалу до завантажувального патрубка, та отвори для створення каналу для повітряного потоку; - в нижній частині бункера встановлено перекриття; - регулююча шайба з центральним отвором встановлена в отворі для проходу матеріалу з бункера до завантажувального патрубка; - верхня площина турбіни виконана з горловиною; - наявність змінних завантажувальних патрубків з отворами, що відрізняються один від одного розмірами та формою отворів; - над завантажувальним патрубком встановлено відбивач; - сікач виконано у вигляді фланцю з вертикальними стрижнями, які мають горизонтальні ножі. Виходячи з описаного рівня техніки випливає, що вказані відміни пристрою, що заявляється, є новими. Завдяки закріпленого на корпусі дробарки бункера 3, що має отвір для проходу матеріалу до завантажувального патрубку, та отвори 5 та 6, які забезпечують постійну подачу струму повітря до завантажувального патрубку. Перекриття 7 створює канал для проходження повітряного струму до завантажувального патрубка. Перекриття 7, що встановлюється у нижній частині бункера З, може бути виконано у вигляді конусу з центральним отвором, що спрощує просування матеріалу до завантажувального патрубку 12. Частки матеріалу, в залежності від вологості, чи розміру (наприклад, пшениця, або кукурудза, зерна яких мають різні розміри), просувається крізь центральні отвори елементів дробарки до завантажувального патрубка 12 з різною швидкіс 5 тю, що приводить до недовантаження, або перевантаження завантажувального патрубка 12. Шляхом підбору внутрішнього діаметру регулюючої шайби 8 регулюється швидкість просування матеріалу. В деяких випадках у регулюючій шайбі 8, навіть, немає потреби і вона не встановлюється. Маніпулювання з регулюючими шайбами 8 дозволяє, в певній мірі, оптимізувати, та стабілізувати режим роботи дробарки. Змінні завантажувальні патрубки 12 мають отвори 13, що відрізняються розмірами та формою, завдяки чому можливо одержувати готовий продукт з розмірами фракцій подрібненого матеріалу згідно розмірів отворів 13. Форма отворів 13 завантажувального патрубку 12 відкоригована залежно від розмірів та якостей матеріалу, таким чином, що дальші краї отворів 13 по ходу обертання сікача знаходяться ближче до лез горизонтальних ножів 17 сікача, ніж ближчі краї отворів 13 по ходу обертання сікача. Це сприяє значному підвищенню продуктивності відцентрової дробарки та якості готового продукту. Верхня площина турбіни 18 виконана з горловиною 21. Справа в тім, що продуктивність дробарки, в певній мірі, залежить від кількості отворів 13 у завантажувальному патрубку 12, але його робоча висота з отворами 13 обмежена нижньою, та верхньою площинами турбіни 18. Таким чином, від кількості рядків отворів 13 залежить і продуктивність, і розміри, як турбіни 18, так і корпусу дробарки 10. Зрозуміле намагання, у зв'язку з цим, виконати якнайбільше отворів 13 на одиницю поверхні робочої зони завантажувального патрубку 12, але і тут є обмеження - вимоги до міцності, та довговічності деталі. Завдяки виконанню горловини 21, не впливаючи на функціональні якості турбіни 18, вирішується декілька проблем. По-перше, робоча зона завантажувального патрубка 12 декілька збільшується, і обмежується тепер нижньою площиною турбіни 18 та стінкою верхньої кришки корпусу 10. Це можна використати для виконання додаткового рядка отворів 13, або збільшити відстань між осями отворів 13 завантажувального патрубку 12, що збільшить продуктивність або міцність дробарки. По-друге, за рахунок збільшення зазору між верхньою площиною турбіни 18 та верхньою кришкою корпусу 10, приводить до більш продуктивного розвантаження готового продукту з дробарки. Розвантаження полегшується завдяки тому, що готовий продукт з повітрям виходить крізь достатньо широкий прохід між верхньою площиною турбіни 18 та верхньою кришкою корпусу 10. В залежності від потужності дробарки, технічних можливостей виробника, чи інших причин, верхню площину турбіни 18 можна виконати без горловини 21, але замінити функції горловини 21 за допомогою обмежуючого кільця 23, закріпленому на корпусі 10 дробарки. Сікач виконано у вигляді фланцю 15 з вертикальними стрижнями 16, які мають горизонтальні ножі 17. Завдяки стрижням 16 матеріал пересувається вздовж внутрішніх стінок з отворами 13 завантажувального патрубка 12. Тонкі горизонтальні ножі 17 вертикальних стрижнів 16 розсікають матеріал, не роздрібнюючи його на дрібні фракції. 88665 6 Для одержання найбільшої продуктивності дробарки необхідно, щоб горизонтальні вісі горизонтальних ножів 17 співпадали з горизонтальними осями рядків отворів 13 завантажувального патрубка 12. Відбивач 22, що частково перекриває зверху завантажувальний патрубок 12, виконує функції відбивача матеріалу, що подрібнюється у завантажувальному патрубку 12. У зв'язку з тим, що сікач обертається з великою швидкістю, його вертикальні стрижні 16 пересувають в середині завантажувального патрубку 12 подрібнюваний матеріал з великою швидкістю, що спонукає його зайняти зайвий простір в середині завантажувального патрубка 12. Очевидно, що без наявності відбивача 22 матеріал з великим тиском піднімається вгору, де є порожнє місце. Це, по-перше, заважатиме просуванню матеріалу до завантажувального патрубка 12 з бункера 3, по-друге, подрібнюваний матеріал частково потраплятиме у канал для повітряного потоку, заважаючи надходженню повітря до дробарки, по-третє, як показали випробування експериментальних зразків, при завершенні дроблення, коли в бункері залишається мало матеріалу, він з силою виштовхується сікачем у гору за межі бункера 3. Таким чином, завдяки відбивачу 22, найбільш динамічні процеси по дробленню матеріалу обмежується робочою зоною завантажувального патрубка 12, верхнім фланцем 15, та відбивачем 22. Для підвищення потужності відцентрових дробарок достатньо використати більш потужний привід 1, збільшити робочу поверхню завантажувального патрубка 12 за рахунок збільшення кількості рядків отворів 13 та висоти вертикальних стрижнів 16 з горизонтальними ножами 17 сікача, або за рахунок збільшення діаметру завантажувального патрубка 12, та діаметру фланцю сікача. Для ефективності роботи відцентрової дробарки, заданої продуктивності, необхідно використовувати привід 1, який має потужність і частоту обертання, достатні для створення турбіною 18 потужного відцентрового повітряного струму крізь дробарку, що сприяє процесу дроблення матеріалу, охолодженню робочих органів дробарки, проходженню матеріалу і готового продукту на усіх ділянках дробарки. За таких умов, турбіна 18 та сікач, які закріплені на валу відбору потужності 2 привода 1, обертаючись з великою швидкістю, потребують особливих якостей. Турбіна 18 повинна бути легкою, міцною, відбалансованою. На фіг.1 подано вид збоку у розрізі дробарки з горловиною, що має верхня площина турбіни, та ємністю для матеріалу. На фіг. 2 подано вид зверху дробарки без ємності для матеріалу у розрізі. На фіг. 3 та фіг.4 зображений завантажувальний патрубок. На фіг. 5, фіг. 6 та фіг. 7, фіг. 8 зображені два варіанти виконання сікачів з вертикальними стрижнями з горизонтальними ножами. На фіг. 9 подано вид збоку у розрізі дробарки з обмежуючим кільцем, та ємністю для матеріалу. Відцентрова дробарка має привід 1, вал відбору потужності 2, бункер 3, отвір відбивача 4, отвір бункера 5, отвір бункера 6, перекриття 7, регулюючу шайбу 8, отвір регулюючої шайби 9, 7 корпус 10, розвантажувальний патрубок 11, завантажувальний патрубок 12, отвори завантажувального патрубка 13, нижній фланець 14, верхній фланець 15, вертикальні стрижні 16, горизонтальні ножі 17, турбіну 18, лопатці турбіни 19, ємність для готового продукту 20, горловину верхньої площини турбіни 21, відбивача 22, обмежуюче кільце 23. Відцентрова дробарка працює таким чином. При включенні привода 1 обертається вал відбору потужності 2, на якому закріплені турбіна 18 з лопатнями 19, сікач, що має верхній фланець 15 з вертикальними стрижнями 16 з горизонтальними ножами 17. Турбіна 18 з лопатнями 19, обертаючись, створює два потужні повітряні струми. Перший повітряний струм спрямований від отвору 6 бункера 3, крізь отвори 5 бункера 3, далі між дном бункера 3 та перекриттям 7, крізь отвір 4 відбивача 22, крізь завантажувальний патрубок 12, отвори 13 завантажувального патрубку 12, крізь турбіну 18, порожнину корпусу 10, розвантажувальний патрубок 11, до ємності для готового продукту 20. Другий повітряний струм спрямований з порожнини бункера 3, крізь отвір 9 дросельної шайби 8, отвір 4 відбивача 22, отвори 13 завантажувального патрубка 12, турбіну 18, порожнину корпусу 10, розвантажувальний патрубок 11, ємність для готового продукту 20. Після заповнення бункера матеріалом, останній потрапляє крізь отвір 9 регулюючої шайби 8, крізь отвір 4 відбивача 22 до завантажувального патрубка 12. Матеріал, потрапивши до завантажувального патрубка 12, під дією повітряних потоків, створених лопатями 19 турбіни 18, та відцентрових сил, діючих на матеріал у зв'язку з його обертанням, спрямовується до отворів 13 завантажувального патрубка 12. Матеріал у отворах утримується завдяки формі отворів 13 завантажувального патрубка 12, та різниці тиску, що створюється турбіною 18 всередині завантажувального патрубка 12, та зовні його. Горизонтальні ножі 17 розташовані таким чином, що вісі їх лез, та вісі отворів 13 завантажувального патрубка 12 збігаються. Обертаючись, горизонтальні ножі розсікають матеріал, який утримується в отворах 13 завантажувального патрубка 12. Після подрібнення матеріал захоплюється повітряним потоком, створеним турбіною 18, проходить крізь отвори 13 завантажувального патрубка 12, крізь турбіну 18, порожнину корпусу 10, розвантажувальний патрубок 11 потрапляє до ємності для готового продукту 20. Ємність для готового продукту 20 виготовлена з матеріалу, який безперешкодно пропускає повітря, але не пропускає, майже, найдрібніші фракції готового продукту. Для одержання фракції готового продукту різного розміру достатньо встановити завантажува 88665 8 льний патрубок 12, що має отвори 13 необхідних розмірів. Якщо розміри одиниці матеріалу мають відносно великі розміри, наприклад, зерна кукурудзи, кофе, бобів, тощо, використовується завантажувальний патрубок 12 з більшими спеціально відформованими отворами 13, а при необхідності подальшого подрібнювання використовуються завантажувальні патрубки 12 з меншими отворами 13. Таким чином, використовуючи завантажувальні патрубки 12 з різними розмірами отворів 13, можливо отримувати готовий продукт з розмірами фракцій, починаючи від крупи грубого помелу до борошна. Порівняно з результатами випробувань експериментального зразка, створеного за аналогом, при однакових технічних характеристиках, крім відмінних, результати випробування експериментального зразка, створеного згідно корисної моделі мають кращі результати. Продуктивність дроблення, наприклад, пшениці вище на 240 %, а кукурудзи на 350 %. При цьому використання електричної енергії менше на 20 %, а кількість дрібних фракцій (діаметром менше 0,8 мм.) у готовому продукті менше на 25 %. Продуктивність відцентрової дробарки в абсолютних одиницях при дробленні зерен пшениці та кукурудзи становить відносно 152 кг. за годину та 140 кг. за годину. При цьому використана електрична потужність при помелі пшениці - 730 Вт (з встановленою регулюючою шайбою), при помелі кукурудзи - 620 Вт. Вага відцентрової дробарки з електроприводом становить 4 кілограми. Потужність електроприводу Р=1000 Вт, n=11000 об/хв. Цікаво, що при помелі пшениці без використання регулюючої шайби, наприклад, продуктивність дробарки становить 196 кг. за годину, але і використана потужність збільшилася до 928 Вт. Це підкреслює можливості пристрою, що заявляється. Технічний результат: підвищення продуктивності, спрощення конструкції, одержання фракцій готового продукту заданого розміру, підвищення якості готового продукту, зменшення використання електричної енергії, технологія дроблення дозволяє виготовляти дробарки широкого діапазону продуктивності. Джерела інформації 1. Деклараційний патент на винахід UA, 31349А, МПК 6 В 02С 13/14, опублікований 29.03.2000. Бюл. № 2. 2. Патент на корисну модель № 18561 «Відцентрова дробарка». Зареєстровано в Державному реєстрі патентів України на корисні моделі 15 листопада 2006 р. Дата публікації відомостей про видачу патенту 15.11.2006. Номер бюлетеня: Бюл. № 11. 9 88665 10 11 88665 12 13 88665 14 15 88665 16 17 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 88665 Підписне 18 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601