RU2145521C1 - Solid material grinding apparatus - Google Patents
Solid material grinding apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2145521C1 RU2145521C1 RU97109150A RU97109150A RU2145521C1 RU 2145521 C1 RU2145521 C1 RU 2145521C1 RU 97109150 A RU97109150 A RU 97109150A RU 97109150 A RU97109150 A RU 97109150A RU 2145521 C1 RU2145521 C1 RU 2145521C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grinding
- disk
- disks
- crushing
- axis
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C7/00—Crushing or disintegrating by disc mills
- B02C7/02—Crushing or disintegrating by disc mills with coaxial discs
- B02C7/08—Crushing or disintegrating by disc mills with coaxial discs with vertical axis
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Crushing And Grinding (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике дробления и измельчения твердых материалов и может быть использовано в обогатительной, химической и других областях промышленности. Преимущественная область применения - измельчение руд полезных ископаемых. The invention relates to techniques for crushing and grinding solid materials and can be used in mineral processing, chemical and other industries. The primary field of application is the grinding of mineral ores.
Известны различные устройства для дробления и измельчения твердых материалов, выпускаемые отечественной промышленностью и за рубежом. Все они классифицированы в зависимости от принципа их действия, т.е. способа разрушения материалов, который определяется видом энергии, непосредственно используемой для разрушения материалов - см. например, Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы. М.: Недра, 1982, с. 90-93 (1). There are various devices for crushing and grinding solid materials produced by domestic industry and abroad. All of them are classified depending on the principle of their action, i.e. the method of destruction of materials, which is determined by the type of energy directly used for the destruction of materials - see, for example, the Guide to ore dressing. Preparatory processes. M .: Nedra, 1982, p. 90-93 (1).
Заявляемое устройство по указанной классификации относится к устройствам, использующим механический способ измельчения. The inventive device according to the specified classification relates to devices using a mechanical grinding method.
При этом, процесс измельчения характеризуется крупностью материала, поступающего на измельчение, и готового продукта. Эти характеристики принято определять классами по крупности. Так, куски материала размером 5, 10, 15 и 20 мм определяются соответственно классами 0-5 (или -5), 5-10, 10-15, 15-20. At the same time, the grinding process is characterized by the size of the material supplied to the grinding, and the finished product. These characteristics are usually determined by size classes. So, pieces of material with sizes of 5, 10, 15 and 20 mm are determined respectively by classes 0-5 (or -5), 5-10, 10-15, 15-20.
Известны например, щековые дробилки, в которых разрушение кусков материала происходит в результате механического воздействия подвижных частей (щек) дробилки. Параметры этих устройств приведены в указанном источнике (1) на стр. 95 и 99 соответственно в табл. 11-10 и 11-11. К геометрическим параметрам механического режима указанных устройств относятся следующие: угол захвата α, ход подвижной щеки S и частота вращения рабочего вала, определяющая частоту качаний щеки n0. С учетом этих величин для расчета оптимальной частоты вращения рабочего вала и качаний подвижной щеки предложена теоретическая формула:
где Кп - поправочный коэффициент, зависящий от условий загрузки;
g - ускорение свободного падения, 9,81 сек2;
S - ход щеки, м;
α - угол захвата.Known, for example, jaw crushers, in which the destruction of pieces of material occurs as a result of mechanical action of the moving parts (cheeks) of the crusher. The parameters of these devices are given in the indicated source (1) on pages 95 and 99, respectively, in the table. 11-10 and 11-11. The geometric parameters of the mechanical mode of these devices include the following: the angle of capture α, the stroke of the movable cheek S and the rotational speed of the working shaft, which determines the frequency of swing of the cheek n 0 . Based on these values, a theoretical formula is proposed for calculating the optimal rotational speed of the working shaft and the swings of the movable cheek:
where K p - correction factor, depending on loading conditions;
g is the acceleration of gravity, 9.81 seconds 2 ;
S - cheek stroke, m;
α is the angle of capture.
В то же время объемная производительность Q0 дробилки определяется по теоретической формуле, например, см. (1), с. 103:
Q = (30 Kв•C•Sср•L•n•(B+B)•D
где Кв и С - поправочные коэффициенты;
Sср. - ход щеки в средней ее точке, м;
L - длина выходной щели, м;
n - частота качаний щеки, мин-1;
В - ширина приемного отверстия, м;
Dср. - средневзвешенный размер кусков на входе, м;
α - угол захвата, градус.At the same time, the volumetric productivity Q 0 of the crusher is determined by the theoretical formula, for example, see (1), p. 103:
Q = (30 K in • C • S avg. • L • n • (B + B) • D
where K in and C - correction factors;
S cf. - stroke of the cheek at its midpoint, m;
L is the length of the exit slit, m;
n is the frequency of swing of the cheek, min -1 ;
In - the width of the inlet, m;
D cf. - weighted average size of pieces at the entrance, m;
α is the angle of capture, degrees.
Как следует из формул 1 и 2, рабочие характеристики, в частности, производительность дробилок, прямо пропорциональны числу качаний nопт и габаритам устройства. Поскольку, nопт в приведенной выше формуле 1 для механического дробления, основанного на падении кусков материала в дробящем пространстве, ограничено ускорением свободного падения g = 9,81 м/сек2, то в конечном счете производительность дробилок указанного класса определяется их габаритами, т.е. повышение производительности связано с увеличением габаритов. Например, выпускаемые отечественной промышленностью щековые дробилки ЩДС 1,6х2,5 и ЩДС 2,5х4 производительностью соответственно 3,0 м3/ч и 7,8 м3/ч имеют следующие габариты, указанные в табл. 1.As follows from
Такое увеличение габаритов соответствует увеличению массы в 1,8 раза. При этом, энергоемкость возрастает более, чем в два раза (см. В.А.Бауман и др. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. М.: Машиностроение, 1981, с. 31 (2). This increase in size corresponds to an increase in mass by 1.8 times. At the same time, energy consumption increases more than twice (see V.A. Bauman and others. Mechanical equipment of enterprises of building materials, products and structures. M: Mashinostroenie, 1981, p. 31 (2).
Таким образом, недостатком указанных устройств являются ограниченные возможности повышения их производительности из-за сильного увеличения металло- и энергоемкости. Thus, the disadvantage of these devices is the limited ability to increase their productivity due to the strong increase in metal and energy consumption.
Известны устройства для измельчения твердых материалов механическим способом под воздействием центробежных сил. В устройствах указанного типа на куски материала действует центробежное ускорение a, рассматриваемое по формуле:
где R, D - соответственно радиус и диаметр дробящих элементов, м;
W - скорость вращения приводного вала, об/с.Known devices for grinding solid materials mechanically under the influence of centrifugal forces. In devices of this type, centrifugal acceleration a acts on pieces of material, considered by the formula:
where R, D - respectively, the radius and diameter of the crushing elements, m;
W is the speed of rotation of the drive shaft, r / s.
При сопоставимых величинах параметров, влияющих на производительность, центробежное ускорение превышает ускорение свободного падения для дробилок, рассмотренных выше. With comparable values of parameters affecting productivity, centrifugal acceleration exceeds the gravity acceleration for crushers discussed above.
Наиболее близким к заявляемому является устройство для измельчения твердых материалов, описанное в авторском свидетельстве N 948447, МКИ B 02 C 18/18, опубл. 07.08.1982. Closest to the claimed is a device for grinding solid materials described in the copyright certificate N 948447, MKI B 02 C 18/18, publ. 08/07/1982.
Устройство для измельчения твердых материалов, например, железных руд, содержит два мелющих диска, расположенных соосно один над другим с зазором, равным требуемому размеру частиц размалываемого материала, причем верхний диск имеет центральное воронкообразное загрузочное отверстие. Оба диска являются электродами, соединенными с источником переменного тока, причем верхний электрод установлен с возможностью вращения относительно вертикальной оси, а нижний электрод имеет выпуклую рабочую поверхность. Материал, подлежащий измельчению, подают через сквозное загрузочное отверстие в верхнем вращающемся электроде, при этом под действием центробежных сил за счет трения частиц между собой происходит их частичное измельчение. Далее, материал направляется в камеру измельчения. При вращении верхнего электрода создается постоянно изменяющееся давление между рабочими поверхностями электродов, что вызывает взрывное (ударное) измельчение частиц материала. Одновременно электрическим полем, создаваемым электродами, соединенными с источником питания, частицам материала сообщают гармонические колебания перпендикулярно к вектору скорости их движения, что способствует более интенсивному разрушению материала и повышает равномерность помола. Путем изменения частоты и амплитуды колебаний напряжения на электродах изменяют амплитуду гармонических колебаний части материала. A device for grinding solid materials, for example, iron ores, contains two grinding disks located coaxially one above the other with a gap equal to the required particle size of the milled material, the upper disk having a central funnel-shaped loading opening. Both disks are electrodes connected to an alternating current source, the upper electrode being mounted rotatably with respect to the vertical axis, and the lower electrode has a convex working surface. The material to be crushed is fed through a through loading hole in the upper rotating electrode, while under the action of centrifugal forces due to the friction of the particles between them, they are partially crushed. Further, the material is sent to the grinding chamber. When the upper electrode rotates, a constantly changing pressure is created between the working surfaces of the electrodes, which causes explosive (impact) grinding of material particles. At the same time, the electric field created by the electrodes connected to the power source, harmonic oscillations are transmitted to the particles of the material perpendicular to the velocity vector of their movement, which contributes to a more intense destruction of the material and increases the uniformity of grinding. By changing the frequency and amplitude of the voltage fluctuations at the electrodes, the amplitude of harmonic oscillations of a part of the material is changed.
Недостатком данного устройства является низкая производительность и большая энергоемкость в случае измельчения материалов твердых пород, к которым относятся, например железные руды. The disadvantage of this device is the low productivity and high energy consumption in the case of grinding materials of solid rocks, which include, for example, iron ores.
Задачей заявляемого технического решения является устранение указанных недостатков, создание устройства с высокой производительностью и одновременно с низкой металло- и энергоемкостью. The objective of the proposed technical solution is to eliminate these disadvantages, creating a device with high performance and at the same time with low metal and energy consumption.
Для решения этой задачи в известном устройстве для измельчения твердых материалов, например, железных руд, содержащем два мелющих диска, расположенных соосно один над другим с зазором, равным требуемому размеру частиц размалываемого материала и с центральным загрузочным отверстием в верхнем диске, оба диска имеют вогнутые конические рабочие поверхности и установлены с возможностью синхронного вращения относительно вертикальной оси, а нижний мелющий диск соединен с приводным устройством для обеспечения возвратно-поступательных колебаний диска в плоскости, параллельной оси вращения. To solve this problem, in the known device for grinding solid materials, for example, iron ores, containing two grinding disks located coaxially one above the other with a gap equal to the required particle size of the grinding material and with a central loading hole in the upper disk, both disks are concave conical work surfaces and are installed with the possibility of synchronous rotation relative to the vertical axis, and the lower grinding disk is connected to the drive device to provide reciprocating vibrations disk in a plane parallel to the axis of rotation.
Предлагаемое устройство имеет достаточно высокую производительность и одновременно небольшую металло- и энергоемкость. The proposed device has a fairly high performance and at the same time a small metal and energy consumption.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображено устройство для измельчения в одном из конкретных вариантов исполнения (нерабочее положение), а на фиг. 2 - фрагмент устройства с расположением дисков в режиме измельчения, на фиг. 3 - тоже, что и на фиг. 2, с вариантом удаления недробимых включений. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a grinding device in one specific embodiment (inoperative position), and FIG. 2 - a fragment of the device with the location of the disks in the grinding mode, in FIG. 3 - same as in FIG. 2, with the option of removing unbreakable inclusions.
Устройство содержит воронкообразный питатель 1, установленный в центральном загрузочном отверстии верхнего диска 2, который соосно размещен над нижним дробящим диском 3. Оба диска: верхний диск 2 и нижний 3 - имеют вогнутые конические рабочие поверхности, как показано на фиг. 1, причем угол захвата рабочих дробящих поверхностей дисков, образующих рабочую камеру для дробления и измельчения твердых материалов, имеет определенное значение. Обычно для конусных дробилок крупного дробления угол захвата равен α = 24... 28o, для дробилок среднего и мелкого дробления α = 18o, для щековых дробилок α ≤ 25o. В центре нижнего диска 3 расположен конический дефлектор 4, который предназначен для равномерного распределения кусков твердого материала в камере измельчения. Нижний диск 3 жестко закреплен на платформе 5. Платформа 5 установлена на фланце 6 вертикального вала с возможностью перемещения по поверхности скольжения А, имеющей уплотнение 7. Верхний диск 2 жестко закреплен на плите 8 в плоскости, перпендикулярной оси ее вращения. Плита 8 с верхним диском 2 и фланец 6 с нижним диском 3 связаны друг с другом и сориентированы относительно друг друга с помощью колонок 9. Вертикальное перемещение диска 3 с платформой 5 относительно фланца 6 вверх обеспечивается за счет подсоединения его к гидроприводу, а перемещение вниз - под воздействием возвратных пружин 11, надетых на колонки 9 с опорными втулками 10. Гидропривод реализуется при подаче в гидравлическую камеру Б переменного объема, образованную между горизонтальными плоскостями платформы 5 и фланца 6, несжимаемой жидкости, например, масла, через центральный канал 15 в приводном валу. Высота колонок 9 и втулок 10 такова, что в нерабочем состоянии устройства между верхним диском 2 и нижним диском 3 разгрузочная щель по их внешнему диаметру равна В (фиг. 1 и 3). В рабочем положении, в режиме дробления и измельчания, ширина разгрузочной рабочей щели устройства равна Г (фиг. 2), причем отношение В:Г = 7...14 и определяется размерами исходного материала и дробленого продукта. Зазор Г в рабочем положении между дисками 2 и 3 устанавливается в зависимости от задаваемой степени дробления и размера требуемого класса крупности материала на выходе. Длина колонок 9, втулок 10 и жесткость пружины 11 подбираются таковыми, что в нерабочем положении и в режиме дробления (измельчения) диски 2 и 3 располагаются в параллельных плоскостях, перпендикулярных оси вращения. Приводной вал с фланцем 6 установлен в подшипниках 12, размещенных в корпусе 13 и укрепленных на станине 14, и соединен с любым известным приводом (не показан) с помощью ременной передачи.The device comprises a funnel-
Устройство работает следующим образом. Устройство для измельчения твердых материалов (фиг. 1) приводится во вращение с помощью привода. При достижении устойчивой скорости вращения вращается вся единая система устройства - диски 2 и 3 с зазором В, платформы 5 и 8, связанные колонками 9, вокруг вертикальной оси в подшипниках 12, установленных в корпусе 13 и размещенных на станине 14. В канал 15 подается под давлением P масло. За счет увеличения давления масла в полости Б платформа 5 перемещается вверх по цилиндрической поверхности А, пружины 11 сжимаются, при этом зазор В между дисками 2 и 3 уменьшается до требуемой величины, Г, которая регламентируется длиной втулок 10. Длина втулок 10 задается требованиями технологии (фиг. 2) и согласована с размером измельчаемого материала. За счет циклического кратковременного сброса давления масла с помощью регулирующего устройства (не показано) в полости Б добиваются циклического смещения нижнего диска 3 на величину амплитуды колебаний системы S, при этом платформа 5 под действием пружин 11 смещается на ту же величину. При последующем наборе давления диск 3 возвращается в исходное положение, пружины 11 сжимаются, зазор между дисками 2 и 3 устанавливается равным Г. Процесс циклически повторяется. The device operates as follows. A device for grinding solid materials (Fig. 1) is driven by a drive. When a stable rotation speed is reached, the whole device system rotates -
Твердый материал, подлежащий измельчению, подают через питатель 1 и загрузочное отверстие верхнего диска в рабочую камеру. При многократном и циклическом смещении диска 3 на величину амплитуды S, за счет многократного объемного всестороннего сдавливания кусков твердого материала в рабочей камере между вогнутыми коническими поверхностями дисков 2 и 3, происходит дробление и измельчение материала. Под воздействием центробежных сил вращающейся системы устройства куски твердого материала, равные или меньшие величины Г, удаляются через щель по всему боковому периметру дисков с возможностью последующего додрабливания вне системы устройства за счет кинетики удара. Крупные куски твердого материала равномерно заполняют освободившийся объем в рабочей камере устройства благодаря дефлектору 4 и в процессе измельчения перемещаются в рабочей камере на величину смещения S, равную Sп = S/Tgα.
При попадании недробимых кусков, например, металла, происходит сброс давления всей системы (фиг. 3) без прекращения вращения устройства. Удаление недробимых кусков осуществляется через боковую разгрузочную щель размером В.The solid material to be crushed is fed through the
When hard parts, for example, metal, get in, the entire system is depressurized (Fig. 3) without stopping the rotation of the device. Removing non-crushed pieces is carried out through a side discharge slot size B.
В последующем цикл работы измельчительного устройства повторяется: повышается давление масла в полости Б. Зазор устанавливается равным Г, циклически частично сбрасывается и увеличивается давление масла в полости Б через канал 15, устанавливается режим вибрационного дробления (измельчения) твердого материала с амплитудой S в плоскости возвратно-поступательных колебаний, параллельной оси вращения устройства. In the subsequent cycle of operation of the grinding device is repeated: the oil pressure in the cavity B. increases. The clearance is set to G, the oil pressure in the cavity B is partially partially cycled and increased through the channel 15, the regime of vibrational crushing (grinding) of solid material with amplitude S in the return plane is established translational vibrations parallel to the axis of rotation of the device.
Предлагаемое устройство обеспечивает узкий класс измельчаемого материала на выходе, высокую производительность процесса при малых величинах металло- и энергоемкости. The proposed device provides a narrow class of crushed material at the exit, high productivity of the process with small values of metal and energy consumption.
Пример. Example.
Расчет производительности сделан для устройства измельчения твердых материалов, у которого диаметр дисков D = 200 мм, а число оборотов вала W = 900 об/мин = 15 об/с. Центробежное ускорение a, действующее на куски измельчаемого материала, можно рассчитать по формуле 3:
Согласно формуле (1), оптимальное число колебаний подвижного диска nопт при угле захвата α = 22o и ходе дробящего диска S = 1 мм = 0,001 м равно:
Скорость продвижения материала по дробящему пространству можно определить как:
Тогда производительность по объемному показателю Pобъемн..The performance calculation was made for a device for grinding solid materials, in which the diameter of the disks D = 200 mm, and the number of shaft revolutions W = 900 rpm = 15 rpm. Centrifugal acceleration a, acting on pieces of the crushed material, can be calculated by the formula 3:
According to the formula (1), the optimal number of oscillations of the movable disk n opt for a capture angle α = 22 o and the course of the crushing disk S = 1 mm = 0.001 m is equal to:
The speed of advancement of the material through the grinding space can be defined as:
Then the performance by volumetric indicator P volume. .
При коэффициенте насыпной плотности γ = 0,3
Pобъемн. чистое = γPобъемн. = 0,3•6 = 1,8 м3/час.
With a coefficient of bulk density γ = 0.3
P vol. pure = γP vol. = 0.3 • 6 = 1.8 m 3 / hour.
Весовая производительность на железистых кварцитах повышенной крепости:
Pвес = Pобъемн. чистое g = 1,8 • 3,5 = 6,3 тн/час.Weighted performance on high strength ferruginous quartzites:
P weight = P vol. net g = 1.8 • 3.5 = 6.3 tons / hour.
При приводимых сравнительных данных на кварцитах ОАО "Михайловский ГОК" получены следующие результаты, приведенные в табл. 2. With the comparative data on quartzites of the Mikhailovsky GOK OJSC, the following results are obtained, which are given in table. 2.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97109150A RU2145521C1 (en) | 1997-05-27 | 1997-05-27 | Solid material grinding apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97109150A RU2145521C1 (en) | 1997-05-27 | 1997-05-27 | Solid material grinding apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU97109150A RU97109150A (en) | 1999-04-27 |
RU2145521C1 true RU2145521C1 (en) | 2000-02-20 |
Family
ID=20193652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97109150A RU2145521C1 (en) | 1997-05-27 | 1997-05-27 | Solid material grinding apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2145521C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008148928A1 (en) * | 2007-06-07 | 2008-12-11 | Metso Minerals Inc. | Crusher, method for crushing material and method for controlling a crusher |
MD4094B1 (en) * | 2009-05-04 | 2011-02-28 | Михаил ЧЕМЫРТАН | Grain milling device |
RU2539518C1 (en) * | 2013-09-18 | 2015-01-20 | Борис Александрович Зеленов | Material crushing unit |
-
1997
- 1997-05-27 RU RU97109150A patent/RU2145521C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008148928A1 (en) * | 2007-06-07 | 2008-12-11 | Metso Minerals Inc. | Crusher, method for crushing material and method for controlling a crusher |
US8109454B2 (en) | 2007-06-07 | 2012-02-07 | Metso Minerals Inc. | Crusher, method for crushing material and method for controlling a crusher |
RU2475304C2 (en) * | 2007-06-07 | 2013-02-20 | Метсо Минерэлз Инк. | Crusher and method of crushing |
MD4094B1 (en) * | 2009-05-04 | 2011-02-28 | Михаил ЧЕМЫРТАН | Grain milling device |
RU2539518C1 (en) * | 2013-09-18 | 2015-01-20 | Борис Александрович Зеленов | Material crushing unit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3834631A (en) | Spin breaking process | |
JPH089016B2 (en) | Grinding device and grinding method by vertical roller mill | |
RU2145521C1 (en) | Solid material grinding apparatus | |
US3933316A (en) | Mill for comminuting ore material | |
EP2319624B1 (en) | Method for fine crushing of lump material | |
Wang et al. | Dry fine comminution in a stirred media mill—MaxxMill® | |
US2983454A (en) | Method of vibratory grinding and apparatus therefor | |
JPH02122844A (en) | Rounding off of aggregate | |
Yerkovic et al. | Exploring the ultrasonic comminution of copper ores | |
US4629135A (en) | Cycloidal sonic mill for comminuting material suspended in liquid and powdered material | |
RU2637215C1 (en) | Vibrational mill | |
EP0189466B1 (en) | Improvements in centrifugal grinding mills | |
US3533565A (en) | Hammermill with side-by-side rotating hammer systems | |
US2819849A (en) | Vibrating ball mill with greater amplitude of vibration at feed end | |
US4588137A (en) | Vibratory crusher | |
CN2374264Y (en) | Shock-proof centrifugal vibration ore grinder | |
RU2716408C1 (en) | Crushing machine | |
US3429512A (en) | Sonic method and apparatus for grinding rock material and the like to powder | |
RU2147931C1 (en) | Vibratory rotary ball mill | |
CN103586112A (en) | High-energy ball mill | |
RU2818794C1 (en) | Crusher for ore and nonmetallic materials | |
SU592446A1 (en) | Material-disintegrating apparatus | |
CN110026270B (en) | Crushing machine | |
CN214916852U (en) | Eccentric formula vibration mill | |
Tomach | An attempt to increase technological capabilities of laboratory vibratory mills by changing the construction of chamber |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110528 |