RU212594U1 - Dynamic self-grinding mill - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к дробильно-обогатительному, строительному оборудованию и к оборудованию для производства материалов, применяемых в промышленности строительных материалов, в горной, химической и металлургической промышленности, и может найти применение в дорожном строительстве, коммунальном хозяйстве, а также при переработке отходов от производственной деятельности. Мельница динамического самоизмельчения, содержит раму, электродвигатель с двумя выходными концами вала, опорный вал, чашу ротора с радиальными ребрами, звездочки, подшипники, барабан с выполненными в его нижней части выпускными отверстиями, рубашку вала, предохранительную муфту, размещенную между одной из звездочек, электродвигателем и чашей ротора, кинематические передачи, выполненные в кинематическом несоответствии, отличается тем, что барабан опирается выступом на подшипниковые опоры, расположенные на укосинах, загрузочный бункер присоединен к поперечине, при этом в торцевой части барабана выполнен кольцевой паз, а к барабану и рубашке вала присоединен рассекатель, имеющий эллипсную форму. Для обеспечения непрерывной загрузки мельницы исходным материалом применена разработанная конструкция загрузочного бункера, что позволяет обеспечить непрерывную загрузку исходного и выгрузку измельченного материала. Техническим результатом разработанной конструкции устройства будет являться повышение эксплуатационной производительности за счет обеспечения непрерывной загрузки исходного и выгрузке измельченного материала без увеличения электропотребления.

The utility model relates to crushing and processing, construction equipment and equipment for the production of materials used in the building materials industry, in the mining, chemical and metallurgical industries, and can be used in road construction, public utilities, as well as in the processing of waste from industrial activities . The dynamic self-grinding mill comprises a frame, an electric motor with two output shaft ends, a support shaft, a rotor bowl with radial ribs, sprockets, bearings, a drum with outlet holes made in its lower part, a shaft jacket, a safety clutch placed between one of the sprockets, an electric motor and the rotor bowl, kinematic transmissions made in kinematic mismatch, differs in that the drum rests with a ledge on bearing supports located on the struts, the loading hopper is attached to the cross member, while an annular groove is made in the end part of the drum, and a elliptical divider. To ensure continuous loading of the mill with raw material, a developed design of the loading hopper was used, which makes it possible to ensure continuous loading of the raw material and unloading of the crushed material. The technical result of the developed design of the device will be to increase operational productivity by ensuring continuous loading of the source and unloading of the crushed material without increasing power consumption.

Description

Полезная модель относится к дробильно-обогатительному, строительному оборудованию и к оборудованию для производства материалов, применяемых в промышленности строительных материалов, в горной, химической и металлургической промышленности, и может найти применение в дорожном строительстве, коммунальном хозяйстве, а также при переработке отходов от производственной деятельности.The utility model relates to crushing and processing, construction equipment and equipment for the production of materials used in the building materials industry, in the mining, chemical and metallurgical industries, and can be used in road construction, public utilities, as well as in the processing of waste from industrial activities .

Близким по технической сущности изобретением является «Мельница динамического самоизмельчения» (патент на изобретение №2234373 МПК 13/14, опубл. 20.08.2004, бюл. №23).An invention close in technical essence is the “Dynamic self-grinding mill” (patent for invention No. 2234373 IPC 13/14, publ. 20.08.2004, bull. No. 23).

Снижение потребляемой мощности при сохранении производительности в этом устройстве достигается за счет введения в структурную схему кинематической цепи замыкающего механизма, позволяющего с помощью нагрузочного устройства использовать циркулирующую энергию для дополнительного силового воздействия на разрушаемый материал.The reduction in power consumption while maintaining performance in this device is achieved by introducing a locking mechanism into the block diagram of the kinematic chain, which allows using the circulating energy with the help of a load device for additional force impact on the material being destroyed.

Задачей этого изобретения является снижение потребляемой мощности за счет совершенствования нагрузочного устройства: использование в кинематической цепи кинематического несоответствия, которое ведет к тому, что скорость перемещения материала в чаше ротора и скорость частиц, находящихся над чашей ротора (т.е. в барабане) после пуска двигателя начинают все больше с каждым оборотом отличаться друг от друга. Нарастание разности скоростей ведет к возрастанию напряжения между кусками и частицами и к их самоизмельчению. Этот процесс повторяется в зоне контакта кусков материала многократно до тех пор, пока не будет достигнута необходимая степень измельчения.The objective of this invention is to reduce power consumption by improving the load device: the use of a kinematic mismatch in the kinematic chain, which leads to the fact that the speed of movement of the material in the rotor bowl and the speed of particles located above the rotor bowl (i.e. in the drum) after start-up engines begin to differ more and more with each revolution. An increase in the velocity difference leads to an increase in the tension between the pieces and particles and to their self-grinding. This process is repeated in the zone of contact of the pieces of material many times until the required degree of grinding is reached.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции и относительно высокие удельные энергозатраты.The disadvantage of this device is the complexity of the design and relatively high specific energy consumption.

В качестве прототипа принята конструкция измельчителя динамического самоизмельчения (пат. на изобретение №2465960 РФ, заявл. 17.02.2011; опубл. 10.11.2012, бюл. №31), в котором используется свойство механизма замкнутого контура, позволяющего упростить конструкцию за счет возникновения явления циркуляции энергии снизить электропотребление при измельчении материала без снижения производительности.As a prototype, the design of a dynamic self-grinding grinder (patent for the invention No. 2465960 of the Russian Federation, declared 17.02.2011; publ. 10.11.2012, bull. No. 31) is adopted, which uses the property of a closed loop mechanism, which allows to simplify the design due to the occurrence of the phenomenon energy circulation to reduce power consumption when grinding material without reducing productivity.

Недостатком этого устройства является низкая эксплуатационная производительность, ввиду технологического недоставка, связанного с возможностью осуществления только порционной загрузки исходного материала, требующего при его применении производить остановку и повторное порционное пополнение барабана исходным материалом.The disadvantage of this device is the low operational productivity due to the technological non-delivery associated with the possibility of carrying out only batch loading of the source material, which requires, when using it, to stop and re-portion replenishment of the drum with the source material.

Задачей разработанного технического решения является повышение эксплуатационной производительности мельницы динамического самоизмельчения без увеличения электропотребления при применении.The objective of the developed technical solution is to increase the operational performance of the dynamic self-grinding mill without increasing power consumption during use.

Мельница динамического самоизмельчения, содержащая раму, электродвигатель с двумя выходными концами вала, опорный вал, чашу ротора с радиальными ребрами, звездочки, подшипники, барабан с выполненными в его нижней части выпускными отверстиями, рубашку вала, предохранительную муфту, размещенную между одной из звездочек, электродвигателем и чашей ротора, кинематические передачи, выполненные в кинематическом несоответствии, отличается тем, что барабан опирается выступом на подшипниковые опоры, расположенные на укосинах, загрузочный бункер присоединен к поперечине, при этом в торцевой части барабана выполнен кольцевой паз, а к барабану и рубашке вала присоединен рассекатель, имеющий эллипсную форму.A dynamic self-grinding mill, comprising a frame, an electric motor with two output shaft ends, a support shaft, a rotor bowl with radial ribs, sprockets, bearings, a drum with outlet holes made in its lower part, a shaft jacket, a safety clutch placed between one of the sprockets, an electric motor and the rotor bowl, kinematic transmissions made in kinematic mismatch, differs in that the drum rests with a ledge on bearing supports located on the struts, the loading hopper is attached to the cross member, while an annular groove is made in the end part of the drum, and a elliptical divider.

Предлагаемое устройство поясняется фиг. 1 и 2, на которых изображена мельница динамического самоизмельчения предложенной конструкции.The proposed device is illustrated in Fig. 1 and 2, which show a dynamic self-grinding mill of the proposed design.

Мельница динамического самоизмельчения содержит раму 1, к которой жестко прикреплена стойка 2. К стойке 2 и к раме 1 жестко прикреплена поперечина 3, в которой выполнено коническое кольцевое отверстие 26 (фиг. 1 и 2).The dynamic self-grinding mill comprises a frame 1, to which a rack 2 is rigidly attached. A cross member 3 is rigidly attached to the rack 2 and to the frame 1, in which a conical annular hole 26 is made (Fig. 1 and 2).

Также к раме 1 присоединена растяжка 4, к которой с помощью болтовых соединений присоединен электродвигатель 5, вал которого имеет два выходных конца. На нижней части электродвигателя 5 смонтирована с помощью шпоночного соединения ведущая звездочка 6 привода чаши ротора 11, а на его верхнем конце также с помощью шпоночного соединения смонтирована ведущая звездочка 7 привода барабана 14.Also attached to the frame 1 is a brace 4, to which an electric motor 5 is attached with the help of bolted connections, the shaft of which has two output ends. On the lower part of the electric motor 5, the drive sprocket 6 of the drive of the rotor bowl 11 is mounted with a key connection, and at its upper end, the drive sprocket 7 of the drum drive 14 is also mounted with the key connection.

На нижнем конце вала электродвигателя 5 смонтирована предохранительная муфта 29, которая обеспечивает ее связь через цепные передачи с чашей ротора 11 и барабаном 14, приводимым во вращение в одном направлении посредством этих передач.At the lower end of the motor shaft 5, a safety clutch 29 is mounted, which ensures its connection through chain transmissions with the rotor bowl 11 and the drum 14, which is driven in one direction by means of these transmissions.

На раме 1 установлен опорный вал 8, нижний конец которого жестко прикреплен к ее нижней части, а верхний конец с помощью болтового соединения прикреплен к поперечине 3. На опорном вале 8 с помощью подшипников 9 смонтирована чаша ротора 11, к которой с помощью болтовых соединений присоединена ведомая звездочка 12 привода чаши ротора 11. Чаша ротора 11 с помощью ребер 13 равномерно разделена на шесть сегментов.A support shaft 8 is installed on the frame 1, the lower end of which is rigidly attached to its lower part, and the upper end is bolted to the cross member 3. On the support shaft 8, using bearings 9, the rotor bowl 11 is mounted, to which the the driven sprocket 12 of the rotor bowl drive 11. The rotor bowl 11 is evenly divided into six segments by means of ribs 13.

На раме 1 и стойке 2 жестко прикреплены укосины 16, на конце которых изготовлены подшипниковые опоры 17, служащие для восприятия нагрузок, создаваемых весом загружаемого исходного для переработки материала в барабан 14, веса самого барабана и весом ведомой звездочки 22.On frame 1 and rack 2, struts 16 are rigidly attached, at the end of which bearing supports 17 are made, which serve to absorb the loads created by the weight of the raw material loaded for processing into the drum 14, the weight of the drum itself and the weight of the driven sprocket 22.

Барабан 14 опирается на подшипниковые опоры 17 выступом 27, а в его нижней части выполнены выпускные отверстия 15, служащие для эвакуации из барабана 14 измельченных частиц, достигших определенных размеров и их аккумулировании в приемной емкости 24.The drum 14 rests on the bearing supports 17 with a protrusion 27, and in its lower part there are outlet holes 15 that serve to evacuate the crushed particles that have reached a certain size from the drum 14 and accumulate them in the receiving tank 24.

На поперечине 2 с помощью болтов закреплена защитная рубашка 18 опорного вала 8, предотвращающая его износ при циркуляции внутри барабана 14 кусков и частиц. Рубашка вала 18 смонтирована на опорном вале 8 с помощью верхних 10 и нижних 28 подшипников.A protective jacket 18 of the support shaft 8 is bolted to the cross member 2 to prevent its wear during circulation inside the drum 14 of pieces and particles. The shaft jacket 18 is mounted on the support shaft 8 using the top 10 and bottom 28 bearings.

К барабану 14 и рубашке вала 18 с помощью болтов присоединен рассекатель 21, внешняя поверхность которого имеет эллипсную форму для снижения сопротивления кусковому материалу, опускающегося на него, и обтекания его поверхности, устраняя его деформацию при ударах о рассекатель и служащего для обеспечения жесткости барабана 14.A divider 21 is attached to the drum 14 and the shaft jacket 18 by means of bolts, the outer surface of which has an elliptical shape to reduce the resistance to lumpy material falling on it and flow around its surface, eliminating its deformation upon impact with the divider and serving to ensure the rigidity of the drum 14.

К поперечине 2 с помощью болтов 20 присоединено загрузочное устройство 19, позволяющего обеспечить непрерывную загрузку исходного материала в полость барабана 14 и равномерного его распределения внутри этой полости. К верхней части загрузочного устройства 19 присоединен с помощью резьбового соединения рым-болт 23, служащий для проведения монтажных и демонтажных работ в случае их проведения.A loading device 19 is attached to the crossbar 2 with the help of bolts 20, which makes it possible to ensure continuous loading of the starting material into the cavity of the drum 14 and its uniform distribution inside this cavity. An eyebolt 23 is attached to the upper part of the loading device 19 by means of a threaded connection, which serves for mounting and dismantling work, if any.

Кинематические передачи от электродвигателя 5 к чаше ротора 11 и барабану 14 могут быть любого типа: цепные, как в данном примере, клино-ременные, зубчатые, с использованием других передач - винтовых, червячных, и комбинированных.Kinematic transmissions from the electric motor 5 to the rotor bowl 11 and the drum 14 can be of any type: chain, as in this example, V-belt, gear, using other gears - screw, worm, and combined.

Мельница динамического самоизмельчения имеет замыкающий кинематический механизм, образованный валом электродвигателя 5 с двумя выходными концами, чашей ротора 11, барабаном 14 с находящимся в его полости материалом и кинематическими передачей между ними. Причем передаточные отношения между одним выходным концом вала электродвигателя 5 и чашей ротора 11 и другим выходным концом вала и барабаном 14 не равны между собой, образуя тем самым, кинематическое несоответствие.The dynamic self-grinding mill has a closing kinematic mechanism formed by an electric motor shaft 5 with two output ends, a rotor bowl 11, a drum 14 with the material in its cavity and kinematic transmissions between them. Moreover, the gear ratios between one output end of the shaft of the electric motor 5 and the bowl of the rotor 11 and the other output end of the shaft and the drum 14 are not equal to each other, thereby forming a kinematic mismatch.

Мельница динамического самоизмельчения разработанной конструкции работает следующим образом.The dynamic self-grinding mill of the developed design works as follows.

Первоначально в барабан 14 через загрузочное устройство 19 непрерывно осуществляют подачу исходного материала. В процессе работы над чашей ротора 11 постоянно формируется обновляемый вертикальный столб кусков материала. При включении электродвигателя 5 куски измельчаемого материала, находящиеся в полости чаши ротора 11, при взаимодействии с ребрами 13 начнут перемещаться к ее периферии под действием центробежной силы, одновременно прижимаясь к радиальным ребрам 13. Попав в активную зону 25, которая образуется только с момента пуска в работу мельницы динамического самоизмельчения, они начнут разрушаться за счет ударов, раскалывания и истирания при их взаимодействии между собой. Частицы материала, соразмерные с размерами выпускных отверстий 15, будут эвакуироваться через них за счет центробежной силы и перетекут в приемный бункер 24. Частицы материала крупнее размеров выпускных отверстий 15 совершат повторное движение в полости барабане 14 по восходящей винтовой линии и далее, вместе с исходным кусковым материалом и частично измельченным ранее опускаются в активную зону 25, где будут подвергаться повторному разрушению.Initially, the feed material is continuously fed into the drum 14 through the loading device 19. In the process of working on the bowl of the rotor 11, an updated vertical column of pieces of material is constantly formed. When the electric motor 5 is turned on, the pieces of the material to be ground, located in the cavity of the bowl of the rotor 11, when interacting with the ribs 13, will begin to move towards its periphery under the action of centrifugal force, while pressing against the radial ribs 13. Once in the active zone 25, which is formed only from the moment of launch in operation of the dynamic self-grinding mill, they will begin to break down due to impacts, splitting and abrasion when they interact with each other. Particles of material, commensurate with the dimensions of the outlet holes 15, will be evacuated through them due to centrifugal force and flow into the receiving hopper 24. Material particles larger than the dimensions of the outlet holes 15 will re-move in the cavity of the drum 14 along an ascending helix and further, together with the original lumpy material and partially crushed earlier are lowered into the active zone 25, where they will be subjected to repeated destruction.

При этом из-за разных передаточных отношений нижней и верхней ветвей замкнутого контура мельницы динамического самоизмельчения, получаемых установкой сменных звездочек 6 и 7 с разным числом зубьев привода чаши ротора 11 и барабана 14, установленных на выходных концах вала электродвигателя 5, будет происходить накопление и отставание за каждый оборот их угловых скоростей. Ввиду этого отставания формируется кинематическое, несоответствие вращения чаши ротора 11 и барабана 14. Из-за кинематического несоответствия передач привода чаши ротора 11 и барабана 14 приводит к возникновению явления циркуляции энергии, возникающей в замкнутом контуре, состоящего из вала электродвигателя 5, чаши ротора 11, материала, находящегося в барабане 14 и самого барабана.At the same time, due to different gear ratios of the lower and upper branches of the closed circuit of the dynamic self-grinding mill, obtained by installing replaceable sprockets 6 and 7 with a different number of teeth for the drive of the rotor bowl 11 and drum 14, installed at the output ends of the motor shaft 5, there will be accumulation and lagging for each revolution of their angular velocities. In view of this lag, a kinematic mismatch between the rotation of the rotor bowl 11 and the drum 14 is formed. Due to the kinematic mismatch between the gears of the drive of the rotor bowl 11 and the drum 14, it leads to the occurrence of the phenomenon of energy circulation that occurs in a closed circuit consisting of the motor shaft 5, the rotor bowl 11, material in the drum 14 and the drum itself.

При этом мощность в замкнутом контуре будет значительно больше, чем на валу двигателя 5, что приведет к возникновению напряжения в кусках и частицах, попавших в зону контакта восходящих частиц, находящихся в чаше ротора 11, и других, опускающихся вниз под действием собственного веса к границе соприкосновения их с рабочей поверхностью чаши ротора 11. Этим обеспечивается измельчение соприкасающихся кусков материала с повышенным контактным напряжением при интенсивном их перемешивании. При достижении расчетного максимального момента на чаше ротора 11, определяемого упругой деформацией кручения материала вала двигателя 5, производится расцепление предохранительной муфты 26, установленной между двигателем 5 и чашей ротора 11, и сброс нагрузки в кинематическом замкнутом контуре. После этого предохранительная муфта 75 вновь замыкается, и система контура возвращается в исходное состояние, при котором отсутствует отставание по скорости вращения между выходным концом вала электродвигателя 5 и чашей ротора 11.In this case, the power in the closed loop will be much greater than on the motor shaft 5, which will lead to stress in the pieces and particles that have fallen into the contact zone of the ascending particles located in the bowl of the rotor 11, and others, falling down under their own weight to the boundary their contact with the working surface of the bowl of the rotor 11. This ensures the grinding of the contacting pieces of material with increased contact voltage with their intensive mixing. Upon reaching the calculated maximum moment on the rotor bowl 11, determined by the elastic deformation of the torsion of the material of the motor shaft 5, the safety clutch 26 installed between the engine 5 and the rotor bowl 11 is disengaged and the load is shed in a kinematic closed loop. After that, the safety clutch 75 closes again, and the circuit system returns to its original state, in which there is no lag in the speed of rotation between the output end of the motor shaft 5 and the rotor bowl 11.

После этого цикла процесс повторяется в такой же последовательности. Далее рабочий процесс многократно повторяется до достижения требуемой степени измельчения без остановки устройства для пополнения барабана 14 исходным материалом, вывода и аккумулирования в приемном бункере 24 измельченного материала, через выпускные отверстия 15, выполненные в нижней части барабана 14.After this cycle, the process is repeated in the same sequence. Further, the working process is repeated many times until the required degree of grinding is reached without stopping the device for replenishing the drum 14 with the initial material, output and accumulation in the receiving hopper 24 of the crushed material, through the outlet holes 15, made in the lower part of the drum 14.

Техническим результатом разработанной конструкции устройства будет являться повышение эксплуатационной производительности за счет обеспечения непрерывной загрузки исходного и выгрузке измельченного материала без увеличения электропотребления.The technical result of the developed design of the device will be to increase operational productivity by ensuring continuous loading of the source and unloading of the crushed material without increasing power consumption.

Claims (1)

Мельница динамического самоизмельчения, содержащая раму, электродвигатель с двумя выходными концами вала, опорный вал, чашу ротора с радиальными ребрами, звездочки, подшипники, барабан с выполненными в его нижней части выпускными отверстиями, рубашку вала, предохранительную муфту, размещенную между одной из звездочек, электродвигателем и чашей ротора, кинематические передачи, выполненные в кинематическом несоответствии, отличающаяся тем, что барабан опирается выступом на подшипниковые опоры, расположенные на укосинах, загрузочный бункер присоединен к поперечине, при этом в торцевой части барабана выполнен кольцевой паз, а к барабану и рубашке вала присоединен рассекатель, имеющий эллипсную форму.A dynamic self-grinding mill, comprising a frame, an electric motor with two output shaft ends, a support shaft, a rotor bowl with radial ribs, sprockets, bearings, a drum with outlet holes made in its lower part, a shaft jacket, a safety clutch placed between one of the sprockets, an electric motor and the rotor bowl, kinematic transmissions made in a kinematic mismatch, characterized in that the drum rests with a ledge on the bearing supports located on the struts, the loading hopper is attached to the cross member, while an annular groove is made in the end part of the drum, and a elliptical divider.

Images