Агрегат для измельчения влажных материалов

(51) 02 19/16 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ проведением дальнейшей их технологической обработки. Задачей полезной модели является интенсификация процесса разрушения и повышение степени измельчения материала. Для этого в агрегате для измельчения влажных материалов,содержащем раму с установленной на ней рабочей камерой, привод и рабочее оборудование, которое установлено в нижней части рабочей камеры и выполнено в виде параллельных между собой и связанных с приводом их возвратнопоступательного перемещения зубчатых реек. Использование агрегата данной конструкции позволяет расширить функциональные возможности по переработке неоднородных и с посторонними включениями материалов, увеличить степень измельчения и уменьшить эксплуатационные затраты.(72) Сиваченко Леонид АлександровичРовский Александр МихайловичРеутский Игорь АлександровичКусебаев Уалихан Кажякбарович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) АГРЕГАТ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ВЛАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Агрегат для измельчения влажных материалов относится к оборудованию для переработки сырьевых материалов карьерной влажности и может быть использован для массоподготовки перед Предлагаемая полезная модель относится к оборудованию для измельчения сырьевых материалов карьерной влажности и может быть использовано для предварительной переработки преимущественно мела, мергеля, глины, трепела и других горных пород перед осуществлением их последующего измельчения,сушки или приготовления суспензий и смесевых композиций. Известна конструкция дробилки ударного действия с вертикально установленным ротором,смонтированным в опорах внутри цилиндрической рабочей камерой и связанной с приводом, причм на валу ротора пояруснозакреплены на дисках шарнирно подвешенные на осях била(см. Сиваченко Л.А. Технологические аппараты адаптивного действия / Л.А. Сиваченко и др. МинскИзд. центр БГУ, 2008 - 375 с. - С. 314-315,рис. 7.1). Такая дробилка является хорошей измельчительной машиной при переработке стабильного по исходному питанию продукта и влажностью, например, по глине до 16-17, однако она непригодна для работы на карьерных породах повышенной влажности с наличием крупных прочных включений, так как их эксплуатация в таких условиях приводит к поломкам ударных элементов и забиванию рабочего пространства влажным сырьевым материалом. Известен также глинорыхлитель СМ-1031 А,предназначенный для измельчения глиняной массы и состоящий из корпуса-бункера, бильного вала и привода, причем в нижней части корпуса имеется плоская рама-решетка, образованная продольными балками и неподвижными поясами(см. Строительные машины. Справочник. Том 2,Под ред. Баумана В.А., Лапира Ф.А. Москва Машиностроение, 1977. - 496 с. - С. 131-132,рис. 130). Использование такого агрегата позволяет производить только грубую первичную переработку сырьевой массы с малой степенью измельчения,причем конструкция, отличающаяся достаточной сложностью и низкой эксплуатационной наджностью, не предусматривает его работу с продуктами,имеющими крупные прочные включения, например, валуны, кремнистые жевлаки или куски бетона. Это является недостатком такого оборудования и ограничивает его технологическое применение. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели является устройство для измельчения сыпучих материалов, содержащее размольную камеру с рабочими органами в виде гирляндной цепной завесы из расположенных параллельными рядами цепей с режущими звеньями, закрепленных на противоположных стенках размольной камеры в горизонтальной плоскости и привод, причем цепная завеса снабжена расположенной под ней перпендикулярно к рядам цепей штангой, шарнирно соединенный с каждой из цепей в нижней точке е провисания, а привод состоит из двух вибраторов,закрепленных по концам штанги. (см. А.с. СССР 2 1409326 Устройство для измельчения сыпучих материалов авторы Л.А. Сиваченко,В.В. Моисеенко, И.И. Аладьев. Мкл. В 02 С 19/16,Опубл. 15.07.88. Бюл. 26). Однако практическое использование этого устройства для измельчения не позволяет эффективно измельчать влажные сырьевые материалы, например, мел или глину. Прежде всего,это обусловлено низкой интенсивностью колебаний элементов цепной завесы, что связано с невозможностью придания основной рабочей части цепных рабочих органов колебаний с большими амплитудами перемещений по сложным пространственным траекториям. Наличие в конструкции штанги с вибраторами, установленной в нижней части цепной завесы, затрудняет взаимные колебания элементов цепной завесы, что в итоге уменьшает производительность установки. Кроме того, техническое исполнение устройства для измельчения сыпучих материалов не предусматривает изменение геометрии цепной завесы, а это сказывается на потенциальных возможностях по измельчению материалов с различными физико-механическими свойствами. Задачей предлагаемой полезной модели является интенсификация процесса измельчения влажных материалов, прежде всего сырьевых карьерных пород, и повышение степени измельчения при работе с неоднородными, налипающими и крупнокусковыми средами. Техническая идея создания предлагаемой полезной модели агрегата заключается в том, что днище рабочей камеры выполнено из реечных элементов,обеспечивающих адаптивное взаимодействие с перерабатываемой средой,исключающих забивание рабочей поверхности влажным материалом и заклинивание крупных прочных включений между различными элементами рабочего оборудования. Поставленная задача решается тем, что в агрегате для измельчения влажных материалов, содержащем раму с установленной на ней рабочей камерой,рабочее оборудование и привод, согласно изобретению, рабочее оборудование установлено в нижней части рабочей камеры и выполнено с приводом их возвратно-поступательного перемещения зубчатых реек. В дополнительных вариантах реализации агрегата предусмотрено, что один из концов каждой из зубчатых реек связан с приводом, второй конец расположен в направляющей, а привод выполнен в виде кривошипно-шатунного механизма. При этом направляющие с целью уменьшения трения можно выполнять в виде роликов с ребордами, а зубья для повышения долговечности и ремонтопригодности конструкции изготавливать съемными и в виде резцов с проушинами. Заслуживает также внимания такое техническое решение, когда привода зубчатых реек выполнены в виде гидроцилиндров двухстороннего действия,которые расположены в одной плоскости с ними и каждый из них приводит в движение только четную или нечетную их часть, а оба конца зубчатых реек расположены в направляющих. Выполнение рабочего оборудования в виде параллельных между собой и приводимых во взаимные перемещения с помощью кривошипношатунного механизма или посредством гидроцилиндров двухстороннего действия позволяет создать значительную поверхность активного разрушения крупнокускового материала за счет большого количества зубчатых элементов,совершающих интенсивные движения,позволяющие реализовать разрушение преимущественно путем среза с одновременным удалением измельченной фракции через зазоры между зубчатыми рейками. Этот механизм разрушения наилучшим образом подходит для таких влажных материалов, как глина, мел, мергель и другие. Наличие зубчатых реек, между которыми зазоры имеют небольшую величину, делает возможным получать продукт минимальной крупности при максимальном увеличении его внешней поверхности, что особенно важно для проведения дальнейшей его переработки - сушки, смешивания,уплотнения, гранулирования и т.д. Характер движения, зубчатых реек, когда они перемещаются преимущественно в одной плоскости, позволяет отсеивать крупные не дробимые включения,например валуны, куски древесины или другие объекта. Для этого плоскость расположения зубчатых реек может быть установлена под углом 3-10 к горизонту. Выбор вариантов выполнения приводных механизмов зубчатых реек продиктован, с одной стороны,условиями обеспечения нужных кинематических параметров рабочего процесса агрегата, а с другой стороны, простотой конструкции и возможностью их практического использования. Конкретные примеры выполнения направляющих даны для обеспечения работоспособности конструкции. Этот ее узел,наряду с зубчатыми рейками, является наиболее важным с точки зрения работоспособности всей системы, так как подвержен значительным нагрузкам и работает в абразивной среде. Для работы в этих условиях наилучшим образом подходят направляющие в виде роликов с ребордами. В них, что самое главное, трение скольжения заменяется на трение качения, что позволяет многократно увеличить ресурс работы. Расположение гидроцилиндров в одной плоскости с зубчатыми рейками с каждой из сторон их торцов необходимо для обеспечения таких условий работы, когда каждый из гидроцилиндров приводит в движение только четную или нечетную их часть. В этом случае зубчатые рейки совершают плоскопараллельные перемещения, что особенно целесообразно при работе на материалах с крупными включениями. При этом для обеспечения требуемой надежности агрегата оба конца зубчатых реек необходимо устанавливать в направляющих. Признаки, характеризующие отличительную часть формулы полезной модели являются новыми и не имеются ни у аналогов, ни у прототипа. Их совокупность позволяет решить поставленные задачи при одновременной возможности практической применимости предлагаемого агрегата для измельчения влажных материалов. Сущность полезной модели поясняется графическими материалами. На фиг.1 представлен общий вид агрегата для измельчения влажных материалов на фиг.2 - рабочее оборудование с кривошипно-шатунным приводом, вид в плане на фиг.3 - зубчатая рейка на фиг.4 - вариант выполнения направляющей для хвостовика рейки в виде ролика на фиг.5 - рабочее оборудование с приводом от гидродвигателей, вид сверху на фиг.6 вид А на фиг.5 на фиг.7 - зубчатая рейка с вариантом установки на ней зубьев. Агрегат для измельчения влажных материалов содержит раму 1 с установленной на ней рабочей камерой 2, приводной электродвигатель 3,связанный с кривошипно-шатунным механизмом 4,смонтированным в опорах 5, 6 в цапфах 7, 8, 9, 10,11, 12, которого смонтированы рабочие органы 13,14, 15, 16, 17, 18, выполненные в виде зубчатых реек 19. Каждая из зубчатых реек 19 состоит из стержня 20 с закрепленными на нем зубьями 21, одни концы которого с помощью проушин 22 смонтированы на цапфах кривошипно-шатунного механизм, а вторые - посредствам хвостовиков 23 опираются на направляющие 24, 25, 26, 27, 28, 29. Целесообразно,чтобы направляющие были выполнены в виде роликов 30, снабженных ребордами 31,32. В варианте реализации агрегата с приводом в виде гидроцилиндров двухстороннего действия 33,34, которые установлены по бортам 35, 36 агрегата и приводят во взаимные плоскопараллельные перемещения рабочие органы 13, 14, 15, 16, 17, 18,образующие четную 14, 16, 18 и нечетную 13, 15, 17 части,связанные с соответствующими гидроприводами 33, 34. Здесь каждый из рабочих органов 13, 14, 15, 16, 17, 18 опирается своими концами на направляющие в виде роликов 30. Для компенсации взаимных перекосов конструкции приводов предусмотрены шарнирные соединения 37, 38. В техническом исполнении агрегата предусмотрен также вариант, когда зубчатые рейки 19 снабжены съемными зубьями 39 свободно нанизанными на стрежни 20 реек и на их свободном конце перед хвостовиком 23, опирающимися на направляющие,снабжены фиксаторами 40 положения. Для любого из вариантов реализации приводного механизма рабочий процесс агрегата для измельчения влажных материалов практически мало различается между собой и состоит в том, что рабочие органы 13, 14, 15, 16, 17, 18, выполненные в виде зубчатых реек 19, совершают возвратнопоступательные перемещения в соответствующих направляющих 24, 25, 26, 27, 28, 29 или по роликам 30. В варианте использовании механического привода, т.е. кривошипно-шатунного механизма 4,3 другие концы реек 19 закреплены в цапфах 7, 8, 9,10, 11, 12 и движутся по сложным траекториям, но с преобладающим горизонтальным их расположением. На движущиеся таким образом рабочие органы 13, 14, 15, 16, 17, 18 в рабочую камеру 2 подается крупнокусковый влажный материал, который попадает на верхние поверхности зубчатых реек 19 и интенсивно измельчается их зубьями 21,просыпаясь далее между ними в виде готового для последующего использования продукта. Размеры частиц измельченного продукта при этом определяются зазором между стрежнями зубчатых реек 19, а также кинематикой процесса и геометрическими параметрами зубчатых элементов. В конструкции агрегата заложен такой характер движения зубчатых реек 19, когда в каждый момент времени каждая из них совершает относительное перемещение от соседних с ней аналогичных зубчатых реек. Это решение обеспечивает сдвиговой характер разрушения материала и исключает его налипание на рабочие органы. В процессе работы верхний слой материала над рабочими органами только способствует подаче частиц изнижнего слоя в зоны разрушения и последующего удаления их из рабочей камеры 2. Исходный материал срезается тонкими слоями,так как размеры зубьев 21 невелики, что в свою очередь исключает поломки элементов рабочего органа от попадания в рабочую камеру 2 недробимых включений, которые могут легко удаляться из нее путем расположения зубчатых реек 19 под небольшим в 3-10 углом к горизонту. Сборка и демонтаж всех элементов конструкции агрегата для измельчения влажных материалов,включая зубчатые рейки,осуществляется известными методами, характерными для основных видов слесарно-механических работ, принятых и широко используемых в современном машиностроении. Использование предлагаемой полезной модели в сравнении с известными устройствами позволяет получить целый ряд технологических и эксплуатационных преимуществ. Это выражается в значительном повышении интенсивности рабочего процесса агрегата для измельчения, характеризуется более высокой степенью измельчения и обеспечивается технически новым механизмом срезывающе-сдвигового разрушения частиц влажного материала. Выполнение рабочего оборудования из набора зубчатых реек не только упрощает конструкцию агрегата, но и улучшает условия его работы, так как нагрузка от воздействий перерабатываемой среды передается и распределяется между большим числом элементов, которые работают как единое целое. Этому в значительной степени способствует установка на зубчатых рейках сменных зубьев, 4 которые можно изготавливать из высококачественных материалов и быстро заменять без разборки всей конструкции. Важным положительным фактором использования новой конструкции следует также считать высокую степень унификации агрегата для измельчения,который для различных производительностей и видов перерабатываемых материалов может оснащаться однотипными рабочими элементами - зубчатыми рейками. Это также имеет большое значение для ремонта и обслуживания таких машин. Предлагаемый агрегат для переработки влажных материалов может найти широкое применение в технологических переделах массоподготовки для различных производств преимущественно строительных материалов,горнорудного и горнохимического сырья при производительности от 0,1 до 100 т. / час. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ 1. Агрегат для измельчения влажных материалов,содержащий раму с установленной на ней рабочей камерой, рабочее оборудование и привод,отличающийся тем, что рабочее оборудование установлено в нижней части рабочей камеры и выполнено в виде параллельных между собой и связанных с приводом их возвратнопоступательного перемещения зубчатых реек. 2. Агрегат для измельчения влажных материалов по п.1 отличающийся тем, что один из концов каждой из зубчатых реек связан с приводом, а второй расположен в направляющей. 3. Агрегат для измельчения влажных материалов по п.п.1, 2 отличающийся тем, что привод зубчатых реек выполнен в виде кривошипношатунного механизма. 4. Агрегат для измельчения влажных материалов по п.п.2, 3 отличающийся тем, что направляющие выполнены в виде роликов с ребордами. 5. Агрегат для измельчения влажных материалов по п.п.1, 3 отличающийся тем, что привод зубчатых реек выполнен в виде гидроцилиндров двухстороннего действия. 6. Агрегат для измельчения влажных материалов по п.5 отличающийся тем, что гидроцилиндры расположены в одной плоскости с зубчатыми рейками и каждый из них приводит в движение только четную или нечетную их часть. 7. Агрегат для измельчения влажных материалов по п.п.5, 6 отличающийся тем, что оба конца зубчатых реек расположены в направляющих. 8. Агрегат для измельчения влажных материалов по п.1 отличающийся тем, что зубья на зубчатых рейках выполнены съемными в виде резцов с проушинами, нанизанными на стержни реек и на свободном конце реек снабженных фиксаторами.