RU2164173C1

RU2164173C1 - Disintegrator-classifier

Info

Publication number: RU2164173C1
Application number: RU99116638/03A
Authority: RU
Inventors: А.М. Иванов; С.А. Потапов; А.И. Панченко; В.В. Болотин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Кварц"
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2001-03-20

Abstract

FIELD: disintegration and classification of solid materials at concentrating plants. SUBSTANCE: device has a working chamber, drive, shaft with helical blades in form of spiral over entire length of chamber, loading and unloading chutes and unloading branch pipe for removal of outsize materials. Helical blades are lined with ring-shaped fluted plates made from wear- resistant polymer material having at least one slit. Plates are mounted at pitch equal to pitch of blades; outer edge of plates projects beyond generatrix of spiral. Working surface of plates has structure of radially oriented wedge-shaped or trapezoidal recesses and ridges. Plates may be made from separate segments reinforced with cord and mounted on front or rear side of helical blades. EFFECT: enhanced efficiency of disintegration of solid materials for obtaining fine product; enhanced wear resistance of spiral blades. 7 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к технике дезинтеграции и классификации твердых материалов и может быть использовано на предприятиях горной, строительной и других отраслей промышленности. The invention relates to techniques for the disintegration and classification of solid materials and can be used in enterprises of mining, construction and other industries.

Известно устройство для дробления материалов (авт. св. N 1595565, МПК 7 В 02 С 13/13, опубл. 30.09.1990), содержащее корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, соосно установленные подающий шнек и ротор с винтовыми лопастями, сепарационную решетку и привод. Сепарационная решетка выполнена конической формы с винтовыми лопастями на внутренней поверхности, вращается в направлении, противоположном направлению вращению ротора, а винтовые лопасти ротора и решетки имеют противоположные углы наклона и выполнены с шагом, уменьшающимся в направлении движения материала, при разрушении материала одновременно реализуются разные способы: раскалывание, срез, излом и истирание. A device for crushing materials (ed. St. N 1595565, IPC 7 V 02 C 13/13, publ. 09/30/1990), comprising a housing with loading and unloading nozzles, coaxially mounted feed screw and rotor with helical blades, a separation grid and drive unit. The separation lattice is conical in shape with screw blades on the inner surface, rotates in the opposite direction to the rotation of the rotor, and the rotor helical blades and gratings have opposite angles and are made in increments that decrease in the direction of movement of the material, in the process of material destruction, different methods are simultaneously implemented: cracking, shearing, kinking and abrasion.

Недостатком указанного технического решения является быстрый абразивный износ винтовых лопастей ротора и решетки при дезинтеграции: дроблении и истирании твердых материалов, например железных руд, устройство не обеспечивает эффективной классификации материалов по крупности. The disadvantage of this technical solution is the fast abrasive wear of the rotor screw blades and gratings during disintegration: crushing and abrasion of solid materials, such as iron ores, the device does not provide an effective classification of materials by size.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является устройство для измельчения и классификации (по авт. св. СССР N 1220689, В 03 В 5/02, опубл. 30.03.1982), содержащее рабочую камеру, привод, вал с винтовыми футерованными лопастями в виде спирали по всей длине камеры, загрузочную и разгрузочную течки, разгрузочный парубок для удаления негабаритов. The closest in technical essence to the claimed device is a device for grinding and classification (according to ed. St. USSR N 1220689, 03 V 5/02, publ. 30.03.1982), containing a working chamber, drive, shaft with screw lined blades in in the form of a spiral along the entire length of the chamber, loading and unloading estrus, unloading branch for removing oversized items.

Недостатком указанного технического решения является интенсивный износ винтовых лопастей валов. The disadvantage of this technical solution is the intensive wear of the screw blades of the shafts.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности процесса дезинтеграции твердых материалов с получением тонкого продукта измельчения и повышение износоустойчивости винтовых лопастей спирали валов. The technical result of the claimed invention is to increase the efficiency of the process of disintegration of solid materials to obtain a fine grinding product and increase the wear resistance of the helical blades of the spiral shaft.

Указанный технический результат достигается тем, что измельчитель-классификатор содержит рабочую камеру, привод, вал с винтовыми футерованными лопастями в виде спирали по всей длине камеры, загрузочную и разгрузочную течки, разгрузочный патрубок для удаления негабаритов, при этом винтовые лопасти футеруются кольцеобразными плитами желобчатого профиля из износостойкого упругого эластичного полимерного материала, выполненными по крайней мере с одним радиальным разрезом. Плиты устанавливаются с шагом, равным шагу лопастей, причем внешняя кромка плит выступает за линию образующей спирали. Рабочая поверхность плит имеет регулярную структуру радиально сориентированных клинообразных или трапецеидальных углублений и гребней. Кольцеобразная форма плиты может быть выполнена из отдельных сегментов. Футеровочные плиты устанавливаются с лицевой и/или тыльной стороны винтовых лопастей. Внешняя кромка плит выступает за линию образующей спирали на 3-10% ее ширины, а угол наклона рабочей камеры относительно горизонта равен 10-90^o. Футеровочные плиты могут быть изготовлены из резины, полиуретана, капролона или полиэтилена и выполнены многослойными и, по крайней мере, один из слоев армирован синтетическим кордом или металлокордом.The specified technical result is achieved by the fact that the chopper-classifier contains a working chamber, a drive, a shaft with spiral lined blades in the form of a spiral along the entire length of the chamber, a loading and unloading estrus, an unloading pipe to remove oversized materials, while the screw blades are lined with ring-shaped plates of a grooved profile from wear-resistant elastic elastic polymeric material made with at least one radial cut. The plates are installed in increments equal to the pitch of the blades, with the outer edge of the plates protruding beyond the line forming the spiral. The working surface of the plates has a regular structure of radially oriented wedge-shaped or trapezoidal recesses and ridges. The annular shape of the plate can be made of individual segments. Lining plates are installed on the front and / or back side of the screw blades. The outer edge of the plates extends beyond the line of the generatrix of the spiral by 3-10% of its width, and the angle of inclination of the working chamber relative to the horizon is 10-90 ^o . Lining plates can be made of rubber, polyurethane, caprolon or polyethylene and are multilayer and at least one of the layers is reinforced with synthetic cord or metal cord.

Сущность технического решения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 - измельчитель-классификатор, вид сбоку в разрезе; на фиг. 2 - измельчитель-классификатор, вид спереди; на фиг. 3 - фрагмент вала с винтовыми лопастями в сборе; на фиг. 4 - футеровочная плита лопасти вала; на фиг. 5 - разрез по А-А на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез по Б-Б на фиг. 4; на фиг. 7 - поперечный разрез лопасти по С-С на фиг. 2 с футеровочной плитой на лицевой стороне, на фиг. 8 - то же, на лицевой и тыльной стороне лопасти Д-Д. The essence of the technical solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1 - chopper-classifier, side view in section; in FIG. 2 - chopper-classifier, front view; in FIG. 3 - a fragment of a shaft with helical blades assembly; in FIG. 4 - lining plate of the shaft blade; in FIG. 5 is a section along AA in FIG. 4; in FIG. 6 is a section along BB in FIG. 4; in FIG. 7 is a cross section of the blade along CC in FIG. 2 with a lining plate on the front side, in FIG. 8 - the same, on the front and back side of the blade DD.

Как показано на фиг.1, измельчитель-классификатор состоит из рабочей камеры 1, в которой установлены один или несколько валов 2 с винтовыми лопастями 3 в виде спирали по всей длине рабочей камеры и привод 4. Загрузка исходного твердого материала осуществляется через загрузочную течку 5, разгрузка измельченного материала осуществляется через течку 6 в днище рабочей камеры 1, крупный материал-негабарит удаляется через разгрузочный патрубок 7 в верхней части рабочей камеры. Рабочая камера устанавливается под углом α = 10-90^o к горизонту, который определяется технологией измельчения материала.As shown in figure 1, the chopper-classifier consists of a working chamber 1, in which one or more shafts 2 with screw blades 3 are installed in the form of a spiral along the entire length of the working chamber and drive 4. The feed of solid material is carried out through the feed chute 5, unloading of crushed material is carried out through estrus 6 in the bottom of the working chamber 1, large oversized material is removed through the discharge pipe 7 in the upper part of the working chamber. The working chamber is installed at an angle α = 10-90 ^o to the horizon, which is determined by the technology of grinding material.

Винтовые лопасти 3 вала 2 измельчителя-классификатора (фиг. 3) закрепляются на валу посредством шпилек 8 (вариантом закрепления может служить крепление непосредственно к валу, например, посредством сварки) и изготавливаются из прочной плоской металлической ленты 9 на всю длину вала. Лопасти 3 могут состоять из отдельных сегментов и устанавливаться на валу 2 с шагом S. Лицевая поверхность винтовых лопастей 3 спирали футеруется плитами 10 кольцеобразной формы, внешняя кромка которых превышает диаметр образующей спирали на 3-10%, а ширина кольца футеровочной плиты, по крайней мере, соответствует ширине ленты 9. Футеровочные плиты 10 могут выполняться из отдельных сегментов. The screw blades 3 of the shaft 2 of the grinder-classifier (Fig. 3) are fixed to the shaft by means of studs 8 (fastening directly to the shaft, for example, by welding, can be used as an option) and are made of a strong flat metal tape 9 over the entire length of the shaft. The blades 3 can consist of separate segments and can be mounted on the shaft 2 with a step S. The front surface of the helical blades 3 of the spiral is lined with ring-shaped plates 10, the outer edge of which exceeds the diameter of the spiral by 3-10%, and at least the width of the ring of the lining plate corresponds to the width of the tape 9. The lining plates 10 can be made from individual segments.

Футеровочные плиты 10 выполнены кольцеобразной формы желобчатого профиля, по крайней мере, с одним радиальным разрезом 11 по всей ширине кольца, как показано на фиг. 4. Для удобства монтажа футеровочные плиты 10 могут разрезаться на сегменты (на фиг. 4 показан вариант разделения плиты по пунктирным линиям) и закрепляться отдельно на лопастях вала 2. При этом выпуклая поверхность P плит 10 является рабочей, а вогнутая поверхность Т, армированная кордом, является нерабочей. Каждая футеровочная плита 10 имеет наружный слой 12 из упругой износостойкой резины (либо другого износостойкого материала), а внутренний слой 13 армирован синтетическим кордом, либо металлокордом. Наружный слой 12 футеровочной плиты 10 имеет регулярную структуру, состоящую из клинообразных или трапецеидальных углублений 14 в виде карманов и гребней 15, радиально направленных к центру вала 2. Широкая часть углублений 14 расположена на внешнем периметре футеровочных плит 10. Рабочей поверхностью измельчителя-классификатора является наружный слой 12 футеровочной плиты 10. The lining plates 10 are made in the form of an annular grooved profile with at least one radial cut 11 along the entire width of the ring, as shown in FIG. 4. For ease of installation, the lining plates 10 can be cut into segments (Fig. 4 shows a variant of dividing the plate along dashed lines) and is fixed separately on the blades of the shaft 2. Moreover, the convex surface P of the plates 10 is working, and the concave surface T reinforced with cord is non-working. Each lining plate 10 has an outer layer 12 of elastic wear-resistant rubber (or other wear-resistant material), and the inner layer 13 is reinforced with synthetic cord or metal cord. The outer layer 12 of the lining plate 10 has a regular structure consisting of wedge-shaped or trapezoidal recesses 14 in the form of pockets and ridges 15 radially directed to the center of the shaft 2. A wide part of the recesses 14 is located on the outer perimeter of the lining plates 10. The working surface of the chopper-classifier is the outer layer 12 of the lining plate 10.

При монтаже измельчителя-классификатора футеровочные плиты 10 раздвигаются по радиальному разрезу 11 на величину шага S спирали вала, укладываются поверхностью Т на плоскость винтовых лопастей с лицевой стороны спирали в направлении разгрузочного патрубка 7 и закрепляются. В процессе прижатия плит 10 к плоскости металлической ленты 9 винтовых лопастей 3 (фиг. 7), желобчатый профиль плит деформируется в плоский профиль. Наружный первоначальный выпуклый слой 12 сжимается и уплотняется, приобретая при этом дополнительные упругие свойства, плотность и износостойкость. После закрепления одной плиты 10 устанавливаются последующие плиты по всей поверхности лопастей 3 на всю длину спирали (или спиралей). Футеровочные плиты 10 могут укладываться и закрепляться с лицевой и тыльной сторон спирали измельчителя-классификатора (вариант изображен на фиг. 3 и 8). When installing the grinder-classifier, the lining plates 10 are moved apart along the radial cut 11 by the value of the pitch S of the shaft spiral, laid on the surface T on the plane of the screw blades from the front side of the spiral in the direction of the discharge pipe 7 and fixed. In the process of pressing the plates 10 to the plane of the metal strip 9 of the screw blades 3 (Fig. 7), the grooved profile of the plates is deformed into a flat profile. The initial initial convex layer 12 is compressed and compacted, while acquiring additional elastic properties, density and wear resistance. After fixing one plate 10, subsequent plates are installed over the entire surface of the blades 3 over the entire length of the spiral (or spirals). Lining plates 10 can be stacked and secured from the front and back sides of the spiral chopper-classifier (the option is shown in Fig. 3 and 8).

Техническое устройство работает следующим образом. The technical device operates as follows.

Рабочую камеру 1 устанавливают в зависимости от требований технологии под определенным углом к горизонту (угол может изменяться от 10 до 90^o). Соосно продольной оси камеры 1 размещают вал 2. На вал 2 измельчителя-классификатора устанавливаются шпильки 8 (или без них), к которым закрепляется металлическая лента 9 или металлические сегменты таким образом, что они формируют винтовую спираль на всю длину вала. При малых углах наклона рабочей камеры 1 на лицевую поверхность винтовых лопастей 3 устанавливаются и закрепляются любым способом футеровочные плиты 10, как описано выше. При больших углах (более 45^o) футеровочные плиты 10 устанавливают как с лицевой, так и с тыльной стороны винтовых лопастей. Вал 2 с футерованными винтовыми лопастями 3 посредством привода 4 приводят во вращение. Через загрузочную течку 5 подают твердый материал. При мокром процессе дезинтеграции в камеру 1 направляют воду или поверхностно-активную жидкость, при сухом способе измельчитель-классификатор комплектуют аспирационной системой (на чертежах не показана).The working chamber 1 is installed depending on the requirements of the technology at a certain angle to the horizon (the angle can vary from 10 to 90 ^o ). A shaft 2 is placed coaxially with the longitudinal axis of the chamber 1. On the shaft 2 of the classifier chopper, studs 8 (or without them) are installed, to which a metal tape 9 or metal segments are fixed so that they form a helical spiral for the entire length of the shaft. At small angles of inclination of the working chamber 1 on the front surface of the screw blades 3 are installed and secured in any way lining plates 10, as described above. At large angles (more than 45 ^o ), the lining plates 10 are installed both on the front and on the back side of the screw blades. The shaft 2 with lined screw blades 3 through the drive 4 is driven into rotation. Through the feed chute 5 serves solid material. In the wet process of disintegration, water or surface-active liquid is sent to chamber 1, in the dry method, the chopper-classifier is equipped with an aspiration system (not shown in the drawings).

При вращении вала 2 в водной среде твердый материал захватывается углублениями 14 и гребнями 15 наружного слоя 12 футеровочных плит 10 и перемещается в сторону разгрузочного патрубка 7. При этом куски твердого материала, находящиеся в углублениях 14, перемещаются в поперечном сечении рабочей камеры относительно основной массы твердого материала. Клинообразная форма углублений захватывает куски твердого материала и прочно удерживает его. Благодаря этому твердый материал подвергается интенсивному процессу дезинтеграции: взаимному дроблению и тонкому истиранию (измельчению). Изменяя форму клинообразных углублений, скорость вращения и угол наклона валов винтовых лопастей, выбирают оптимальный режим интенсивного режима дезинтеграции того или иного твердого материала с различными физико-механическими свойствами. Гребни 15 футеровочных плит интенсивно перемешивают твердый материал в водной среде. Обеспечивая требуемый плотностной режим пульпы в рабочей камере (соотношение твердого материала и воды), регулируют режим и крупность измельчения твердых материалов. When the shaft 2 rotates in an aqueous medium, the solid material is captured by the recesses 14 and ridges 15 of the outer layer 12 of the lining plates 10 and moves towards the discharge pipe 7. In this case, the pieces of solid material located in the recesses 14 are moved in cross section of the working chamber relative to the bulk of the solid material. The wedge-shaped shape of the recesses captures pieces of solid material and holds it firmly. Due to this, the solid material undergoes an intensive disintegration process: mutual crushing and fine abrasion (grinding). Changing the shape of the wedge-shaped recesses, the rotation speed and the angle of inclination of the shafts of the screw blades, choose the optimal regime for the intensive mode of disintegration of a particular solid material with various physical and mechanical properties. The crests of the 15 lining plates intensively mix the solid material in an aqueous medium. Providing the required density mode of the pulp in the working chamber (the ratio of solid material to water), regulate the mode and size of grinding of solid materials.

Упруго напряженный наружный слой 12 футеровочных плит в сочетании с армированным кордовым слоем 13 обеспечивает долговечность и механическую стойкость спиральных лопастей измельчителя-классификатора. The elastically strained outer layer 12 of the lining plates in combination with the reinforced cord layer 13 provides the durability and mechanical resistance of the spiral blades of the chopper-classifier.

Твердый материал заданной крупности удаляется через течку 6 в днище рабочей камеры 1 вместе с водой в виде пульпы определенной плотности. Куски твердого материала более высокой прочности (негабарит) возвращаются на повторное измельчение в измельчитель-классификатор через разгрузочный патрубок 7. Измельчитель-классификатор, выполняя функцию дробления, тонкого и сверхтонкого измельчения и классификации, может работать в замкнутом режиме с другими известными аппаратами дезинтеграции твердых материалов. Solid material of a given size is removed through estrus 6 in the bottom of the working chamber 1 together with water in the form of a pulp of a certain density. Pieces of solid material of higher strength (oversized) are returned for re-grinding into the grinder-classifier through the discharge pipe 7. The grinder-classifier, performing the function of crushing, fine and ultrafine grinding and classification, can work in closed mode with other known devices for the disintegration of solid materials.

Благодаря данной конструкции достигается соединение двух процессов: дезинтеграции и классификации твердых материалов, что обеспечивает более интенсивное раскрытие минеральных зерен полезного компонента в твердых материалах (например, магнетита) и уменьшает количество аппаратов в технологической цепочке. Thanks to this design, a combination of two processes is achieved: disintegration and classification of solid materials, which provides a more intensive disclosure of mineral grains of a useful component in solid materials (for example, magnetite) and reduces the number of devices in the process chain.

Claims

1. Измельчитель-классификатор, содержащий рабочую камеру, привод, вал с винтовыми футерованными лопастями в виде спирали по всей длине камеры, загрузочную и разгрузочную течки, разгрузочный патрубок для негабаритов, отличающийся тем, что винтовые лопасти футерованы кольцеобразными плитами желобчатого профиля, изготовленными из износостойкого упругого эластичного полимерного материала, выполненными по крайней мере с одним радиальным разрезом и установленными с шагом, равным шагу лопастей, причем внешняя кромка плит выступает за линию образующей спирали, а рабочая поверхность плит имеет регулярную структуру радиально ориентированных клинообразных или трапецеидальных углублений и гребней. 1. A chopper-classifier containing a working chamber, a drive, a shaft with helical lined blades in the form of a spiral along the entire length of the chamber, a loading and unloading chute, an unloading nozzle for oversize, characterized in that the screw blades are lined with annular grooved profile plates made of wear-resistant elastic elastic polymer material, made with at least one radial cut and installed with a step equal to the pitch of the blades, with the outer edge of the plates protruding Braz helix, and the working surface plate has a regular structure radially oriented wedge-shaped or trapezoidal depressions and ridges.

2. Измельчитель-классификатор по п.1, отличающийся тем, что кольцеобразная форма плиты выполнена из отдельных сегментов. 2. The chopper-classifier according to claim 1, characterized in that the annular shape of the plate is made of separate segments.

3. Измельчитель-классификатор по п.1, отличающийся тем, что футеровочные плиты установлены на лицевой и/или тыльной сторонах винтовых лопастей. 3. The chopper-classifier according to claim 1, characterized in that the lining plates are installed on the front and / or back sides of the screw blades.

4. Измельчитель-классификатор по п. 1, отличающийся тем, что внешняя кромка плит выступает за линию образующей спирали на 3 - 10% ее ширины. 4. The chopper-classifier according to claim 1, characterized in that the outer edge of the plates extends beyond the line of the generatrix of the spiral by 3 - 10% of its width.

5. Измельчитель-классификатор по п.1, отличающийся тем, что угол наклона рабочей камеры равен 10 - 90^o относительно горизонта.5. The chopper-classifier according to claim 1, characterized in that the angle of inclination of the working chamber is 10 - 90 ^o relative to the horizon.

6. Измельчитель-классификатор по п.1, отличающийся тем, что футеровочные плиты изготовлены из резины, или полиуретана, или капролона, или полиэтилена. 6. The chopper-classifier according to claim 1, characterized in that the lining plates are made of rubber, or polyurethane, or caprolon, or polyethylene.

7. Измельчитель-классификатор по п.1, отличающийся тем, что футеровочные плиты выполнены многослойными, а по крайней мере один из слоев армирован синтетическим кордом или металлокордом. 7. The chopper-classifier according to claim 1, characterized in that the lining plates are multilayer, and at least one of the layers is reinforced with synthetic cord or metal cord.