RU2176550C2 - Percussion grinding method - Google Patents
Percussion grinding method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2176550C2 RU2176550C2 RU99122195A RU99122195A RU2176550C2 RU 2176550 C2 RU2176550 C2 RU 2176550C2 RU 99122195 A RU99122195 A RU 99122195A RU 99122195 A RU99122195 A RU 99122195A RU 2176550 C2 RU2176550 C2 RU 2176550C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working
- working body
- working tool
- percussion
- rotating
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000009527 percussion Methods 0.000 title abstract 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 7
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 208000031840 Baralle-Macken syndrome Diseases 0.000 description 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Crushing And Pulverization Processes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области дезинтеграции, переработки горных пород и руд и предназначено для использования в отраслях промышленности, перерабатывающих твердые полезные ископаемые. The invention relates to the field of disintegration, processing of rocks and ores and is intended for use in industries processing solid minerals.
Известен "Способ ударного дробления", где исходному материалу сообщается кинетическая энергия за счет центробежных сил, а разрушение происходит от ударного столкновения частиц о неподвижную стенку [1]. The well-known "Method of impact crushing", where the kinetic energy is transmitted to the source material due to centrifugal forces, and the destruction occurs from impact collisions of particles on a fixed wall [1].
Основным недостатком данного способа является небольшая эффективность односторонних ударов для разрушения материала, что весьма ограничивает их применение в практике (используется для дробления и измельчения весьма хрупких материалов). The main disadvantage of this method is the low efficiency of one-sided impacts for the destruction of the material, which greatly limits their application in practice (used for crushing and grinding very fragile materials).
Наиболее близким решением по технической сущности к заявляемому является способ дробления, реализованный в дробилках "Varinac Rotofactor", где исходный материал делится на два потока, одному сообщается импульс центробежной силы рабочим органом на горизонтальной плоскости, другому - вертикальное движение (падение) через некоторое задерживающее устройство (кармашек), где происходит разрушение за счет ударного столкновения "кусок о кусок" при пересечении траекторий движения потоков [2]. Недостаточная эффективность дробления данным способом вызвана косыми, а не прямыми ударами кусков породы, вылетающих с вращающегося разгонного рабочего органа, с кусками, находящимся в задерживающем устройстве (кармашке). The closest solution in technical essence to the claimed one is the crushing method implemented in the Varinac Rotofactor crushers, where the source material is divided into two streams, one is given a centrifugal force impulse by the working body on a horizontal plane, the other a vertical movement (drop) through some delay device (pocket), where the destruction occurs due to shock collision "piece on piece" at the intersection of the trajectories of the flows [2]. The lack of crushing efficiency in this way is caused by oblique rather than direct impacts of pieces of rock flying from a rotating accelerating working body, with pieces located in a holding device (pocket).
Сущность предлагаемого изобретения заключается в способе дробления, включающем деление исходного материала на два потока и разрушение материала ударным импульсом за счет сообщения кускам одного потока кинетической энергии вращающегося рабочего органа и ударного столкновения с частицами другого потока по принципу "кусок о кусок" при пересечении их траекторий, отличающемся тем, что деление исходного материала на два потока производят путем удержания части разрушаемого материала на поверхности противоположно вращающегося дополнительного рабочего органа центробежной силой, а наращивание ударной нагрузки достигается за счет увеличения относительной окружной скоростей вращения рабочих органов при переходе материала на другую ступень и обеспечения встречных прямых по нормали ударов, при этом рабочие плоскости отражающих поверхностей дополнительного рабочего органа ориентируют по нормали к касательной к окружности рабочего органа, а перемещение приповерхностного слоя материала вниз в режиме скатывания происходит за счет результирующей сил тяжести и центробежных сил по смежной направляющей плоскости с углом наклона к вертикали меньше 45 град. Сопоставительный анализ предлагаемого решения с аналогом показывает, что в заявляемом изобретении эффективность дробления значительно возрастает за счет придания кинетической энергии кускам обеих потоков и обеспечения вращающимися противоположно рабочими органами прямых встречных ударов кусков и постоянном наращивании ударного импульса при переходе разрушаемого материала на следующие ступени рабочих органов. The essence of the invention consists in a crushing method, comprising dividing the source material into two streams and destroying the material with a shock pulse by communicating to the pieces of one stream of kinetic energy of a rotating working body and impact collision with particles of another stream according to the "piece by piece" principle at the intersection of their trajectories, characterized in that the division of the source material into two streams is carried out by holding a portion of the material to be destroyed on the surface of the oppositely rotating additional of the working body by centrifugal force, and the increase in shock load is achieved by increasing the relative peripheral speeds of rotation of the working bodies during the transition of the material to another step and providing counter straight strokes along the normal, while the working planes of the reflecting surfaces of the additional working body are oriented normal to the tangent to the circle the working body, and the movement of the surface layer of the material down in the rolling mode occurs due to the resulting gravity and centrifugal forces along an adjacent guide plane with an angle of inclination to the vertical less than 45 degrees. A comparative analysis of the proposed solution with an analogue shows that in the claimed invention, the efficiency of crushing increases significantly due to the kinetic energy of the pieces of both streams and the provision of opposite counter impacts of the pieces rotating by the opposing working bodies and the constant increase of the shock pulse when the material being destroyed is transferred to the next stages of the working bodies.
По сравнению с принятым у прототипа техническим решением в заявляемом изобретении образование пересекающихся потоков создается за счет установки дополнительного вращающегося рабочего органа, поверхность которого обеспечивает режим удержания и постепенного скатывания материала. Значительное увеличение ударной нагрузки на куски исходного материала достигается за счет ступенчатого увеличения относительной скорости вращения рабочих органов и обеспечения прямых встречных ударов разрушаемым кускам. Compared with the technical solution adopted by the prototype in the claimed invention, the formation of intersecting flows is created by installing an additional rotating working body, the surface of which provides a mode of holding and gradual rolling of the material. A significant increase in the impact load on the pieces of the starting material is achieved due to the stepwise increase in the relative speed of rotation of the working bodies and the provision of direct counter impacts to the destructible pieces.
Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "изобретательский уровень". Thus, the claimed device meets the criterion of "inventive step".
Сущность способа ударного дробления поясняется графическим материалом. На фиг. 1. показана кинематическая схема дробления кусков породы, на фиг. 2 приведена схема действующих сил на кусок материала на поверхности дополнительного рабочего органа, на фиг. 3 дано графическое решение системы уравнений по вычислению зон поведения частицы материала на смежной направляющей плоскости в виде зависимости скорости вращения рабочего органа от угла наклона направляющей поверхности, а на фиг.4 представлено движение материала в рабочей камере и его перемещение на последующие ступени. The essence of the method of impact crushing is illustrated by graphic material. In FIG. 1. shows a kinematic diagram of crushing pieces of rock, in FIG. 2 shows a diagram of the forces acting on a piece of material on the surface of an additional working member, FIG. Figure 3 gives a graphical solution of the system of equations for calculating the zones of behavior of a particle of material on an adjacent guide plane in the form of a dependence of the speed of rotation of the working body on the angle of inclination of the guide surface, and Figure 4 shows the movement of the material in the working chamber and its movement to subsequent stages.
В начале процесса (фиг. 1) куски материала (1) одним потоком подаются в центральную часть (2) вращающегося рабочего органа, благодаря трению о его поверхность куски удерживаются на ней, приобретают кинетическую энергию, перемещаются на край рабочего органа (3) и вылетают по касательной к точке отрыва (3). По достижении рабочей поверхности противонаправленно вращающегося дополнительного рабочего органа (4) куски породы испытывают прямой встречный удар об отражательную плоскость А и подвергаются дезинтеграции, раздробленные частицы куска отбрасываются в сторону наклонной направляющей смежной плоскости В (точки 5) и удерживаются на ней, постепенно перемещаясь вниз по направлению т. 7. Часть дезинтегрированной массы остается на поверхности А (точки 6) и постепенно сползает в сторону стыка двух плоскостей А и В по направлению к т.8. При этом частицы, попавшие на поверхность дополнительного рабочего органа, неоднократно подвергаются "бомбардировке" вновь и вновь поступающих кусков со стороны основного рабочего органа. At the beginning of the process (Fig. 1), pieces of material (1) are fed in one stream to the central part (2) of a rotating working body, due to friction on its surface, the pieces are held on it, acquire kinetic energy, move to the edge of the working body (3) and fly out tangent to the separation point (3). Upon reaching the working surface of the counter-rotating additional working body (4), the pieces of rock experience a direct counter impact on the reflective plane A and undergo disintegration, the crushed particles of the piece are thrown towards the inclined guide of the adjacent plane B (point 5) and are held on it, gradually moving down along the direction of T. 7. Part of the disintegrated mass remains on the surface A (points 6) and gradually slides toward the junction of the two planes A and B in the direction of T. 8. In this case, particles that have fallen on the surface of an additional working body are repeatedly subjected to "bombardment" of again and again incoming pieces from the side of the main working body.
Важной частью описанного выше процесса дробления является создание оптимального режима "скатывания" дробимого материала по наклонной направляющей плоскости В, так как эффективность дробления горной породы находится в прямой зависимости от угловой скорости вращения (ω) дополнительного рабочего органа. Иначе говоря, при малых оборотах не достигается желаемого увеличения степени дробления, а при больших оборотах увеличивается вероятность накопления измельченных частиц на поверхности дополнительного рабочего органа, что может привести к потере производительности процесса. An important part of the crushing process described above is the creation of an optimal “rolling” mode of crushed material along an inclined guide plane B, since the crushing efficiency of the rock is directly dependent on the angular rotation speed (ω) of the additional working body. In other words, at low speeds, the desired increase in the degree of crushing is not achieved, and at high speeds, the probability of accumulation of crushed particles on the surface of an additional working body increases, which can lead to a loss in the productivity of the process.
Рассмотрим упрощенную модель поведения частицы на вращающейся поверхности. Радиус вращения R, угловая скорость ω, α - угол наклона поверхности от вертикали. Коэффициент трения горной породы по стали будем считать равным - 0,1. Consider a simplified model of the behavior of a particle on a rotating surface. The radius of rotation R, the angular velocity ω, α is the angle of inclination of the surface from the vertical. The coefficient of friction of the rock on steel will be considered equal to 0.1.
В системе частица-поверхность действуют следующие силы (фиг. 2)
(1) Fц.б= mω2R - центробежная сила, действующая на частицу;
(2) mg - сила тяжести частицы;
(3) Fn = Fцб cos α - сила нормального давления частицы на поверхность, обусловленная центробежной силой;
(4) Fomp = mg sin α - составляющая силы тяжести, отталкивающая частицу от поверхности,
(5) Fскат1 = Fцб sin α - сила, скатывающая частицу по поверхности, обусловленная (центробежной силой;
(6) Fскат2 = mg cos α - составляющая силы тяжести, скатывающая частицу с поверхности;
(7) Fтр = FН - Fотр) kтр - сила трения.The following forces act in the particle-surface system (Fig. 2)
(1) F cb = mω 2 R is the centrifugal force acting on the particle;
(2) mg - particle gravity;
(3) F n = F cb cos α is the force of the normal pressure of the particle on the surface due to centrifugal force;
(4) F omp = mg sin α is the component of gravity that repels the particle from the surface,
(5) F ramp1 = F CB sin α is the force that rolls the particle over the surface due to (centrifugal force;
(6) F ram2 = mg cos α - component of gravity, rolling the particle from the surface;
(7) F Tr = F N - F neg ) k Tr - the friction force.
Равновесие частицы на вращающейся плоскости будет соблюдаться при условии:
Выразив все силы их проекциями на оси ОХ и OY, перейдем на скалярную форму и составим уравнения равновесия:
mω
Производя сокращение m и перестановку находим
Графическое решение данной системы уравнений показано на фиг. 3. На графике четко выделяются три зоны: зона закрепления (удержания) частиц за счет центробежных сил, зона свободного падения, где центробежные силы недостаточны для удержания частиц, и зона скатывания, т.е. зона неустойчивого равновесия, при котором частицы сползают вниз по наклонной поверхности.The equilibrium of a particle on a rotating plane will be observed provided:
Having expressed all the forces with their projections on the axes OX and OY, we pass to the scalar shape and compose the equilibrium equations:
Producing the contraction m and the permutation, we find
A graphical solution to this system of equations is shown in FIG. 3. Three zones are clearly distinguished on the graph: the zone of fastening (retention) of particles due to centrifugal forces, the zone of free fall, where centrifugal forces are insufficient to hold the particles, and the rolling zone, that is an unstable equilibrium zone in which particles slide down an inclined surface.
На графике эта область лежит при углах меньше 45 град., а скорость скатывания зависит от угловой скорости вращения дополнительного рабочего органа. On the graph, this region lies at angles less than 45 degrees, and the rolling speed depends on the angular velocity of rotation of the additional working body.
Многократность ударного воздействия на исходный материал и его последовательное наращивание поясняется на фиг 4. Исходный материал через загрузочное отверстие равномерно поступает на разгонную плоскость 4 основного рабочего органа 1, выполненную в форме вогнутого углубления, разделенного на сектора радиальными ребрышками 3, где приобретает необходимую линейную скорость и веером разбрасывается на внутреннюю поверхность дополнительного рабочего органа 2, вращающегося противоположно основному. Частицы, вылетающие с кромки поверхности разгонной ступени, испытывают нормальные удары с отражательной поверхностью 5 и подвергаются разрушению. В дальнейшем происходит деление дробленного материала на два потока: A - материал, который удерживается на рабочей поверхности дополнительного рабочего органа и постепенно сползает по направляющей наклонной поверхности на следующую ступень, и В, - состоящий из частиц, отброшенных по траектории B1 обратно на разгонную поверхность ступени, а часть по траектории B2 выпадает на следующую ступень и в дальнейшем процесс дробления повторяется. Количество ступеней выбирается в зависимости от прочности дробимого материала. Уровень энергии, сообщаемый материалу, зависит от линейной скорости, т.е. от окружной скорости вращения рабочих органов ω и ωв. Степень возрастания энергии удара от одной ступени к другой определяется отношением сумм линейных скоростей частиц на последней и первой ступени.The multiplicity of impact on the source material and its sequential buildup is illustrated in Fig 4. The source material through the loading hole evenly enters the accelerating plane 4 of the main working
где Vb(Rn) - окружная скорость рабочей поверхности n ступени дополнительного (верхнего) рабочего органа;
V(r n) - окружная скорость кромки и ступени рабочей поверхности (нижнего) рабочего органа;
Vb(R1) - окружная скорость рабочей поверхности 1 ступени дополнительного (верхнего) рабочего органа;
V(r1) - окружная скорость кромки 1 ступени рабочей поверхности (нижнего) рабочего органа.
where V b (Rn) is the peripheral speed of the working surface n of the step of the additional (upper) working body;
V (r n) is the peripheral speed of the edge and step of the working surface (lower) of the working body;
V b (R1) is the peripheral speed of the working surface of the 1st stage of the additional (upper) working body;
V (r1) is the peripheral speed of the edge of the 1st stage of the working surface (lower) of the working body.
Таким образом, процесс разрушения происходит ступенчато, с увеличением энергии удара при переходе материала на другую ступень, в каждой ступени происходят многоразовые ударные столкновения материала друг с другом и с рабочей поверхностью рабочих органов, что значительно повышает эффективность дробления. Thus, the destruction process occurs stepwise, with an increase in the impact energy during the transition of the material to another stage; in each stage, multiple collisions of the material with each other and with the working surface of the working bodies occur, which significantly increases the crushing efficiency.
Список литературы
1. Справочник по обогащению руд. /Подготовительные процессы. Под ред. О. С.Богданова. М.: Недра, 1972. - С.119/
2. Barmac-Rubdbrecher. Aufbereifings-Techic-1987. T.V.N 11-S. 41-47.List of references
1. Handbook of ore dressing. / Preparatory processes. Ed. O.S. Bogdanova. M .: Nedra, 1972. - S.119 /
2. Barmac-Rubdbrecher. Aufbereifings-Techic-1987. TVN 11-S. 41-47.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99122195A RU2176550C2 (en) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | Percussion grinding method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99122195A RU2176550C2 (en) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | Percussion grinding method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99122195A RU99122195A (en) | 2001-09-10 |
| RU2176550C2 true RU2176550C2 (en) | 2001-12-10 |
Family
ID=20226102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99122195A RU2176550C2 (en) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | Percussion grinding method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2176550C2 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1182505A (en) * | 1967-04-20 | 1970-02-25 | Federico De Los Sant Izquierdo | Grinding Mills |
| US3885745A (en) * | 1973-11-19 | 1975-05-27 | Somat Corp | Waste pulping machine with replaceable shear members |
| US4074868A (en) * | 1977-02-07 | 1978-02-21 | Recovery Systems, Inc. | Food processing system |
| SU1384330A1 (en) * | 1986-06-10 | 1988-03-30 | Ивановский Химико-Технологический Институт | Centrifugal mill |
| RU2010605C1 (en) * | 1991-04-15 | 1994-04-15 | Волжское производственное объединение цементного машиностроения | Centrifugal mill |
| RU2064337C1 (en) * | 1992-12-21 | 1996-07-27 | Александр Петрович Предеин | Device for grinding |
-
1999
- 1999-10-22 RU RU99122195A patent/RU2176550C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1182505A (en) * | 1967-04-20 | 1970-02-25 | Federico De Los Sant Izquierdo | Grinding Mills |
| US3885745A (en) * | 1973-11-19 | 1975-05-27 | Somat Corp | Waste pulping machine with replaceable shear members |
| US4074868A (en) * | 1977-02-07 | 1978-02-21 | Recovery Systems, Inc. | Food processing system |
| SU1384330A1 (en) * | 1986-06-10 | 1988-03-30 | Ивановский Химико-Технологический Институт | Centrifugal mill |
| RU2010605C1 (en) * | 1991-04-15 | 1994-04-15 | Волжское производственное объединение цементного машиностроения | Centrifugal mill |
| RU2064337C1 (en) * | 1992-12-21 | 1996-07-27 | Александр Петрович Предеин | Device for grinding |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Barmac-Rubdbrecher. Aufbereifings-Techic-1987. T.V.N 11-S. 41-47. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0939676B1 (en) | Method and device for synchronously impact milling of material | |
| US3834631A (en) | Spin breaking process | |
| EP1322424B1 (en) | Striker bar for disintegrating breakable materials | |
| US7497395B2 (en) | Rock grinding mill and method | |
| EP0756896A1 (en) | Superfine coal pulverizer | |
| JP2003509207A (en) | Device to make material collisions synchronous and symmetric | |
| RU2193447C2 (en) | Centrifugal conical grinder | |
| RU2176550C2 (en) | Percussion grinding method | |
| EP0583515B1 (en) | Impact crushing of rock and ore | |
| US4834298A (en) | Crushing method and apparatus | |
| RU2108160C1 (en) | Method and device for grinding materials | |
| US3333777A (en) | Grinding mill | |
| AU2004249339A1 (en) | Device and method for comminuting materials | |
| WO1999051352A1 (en) | Method and device for grinding materials | |
| RU209676U1 (en) | Centrifugal conical grinder with malleable particle isometrization zone | |
| RU2837402C1 (en) | Method of active impact crushing of rocks and active impact crusher | |
| RU2148434C1 (en) | Fragile material grinding method | |
| CN1705516B (en) | Method and device for the disintegration of especially inorganic materials | |
| KR100501712B1 (en) | Method and device for crushing of bulk materials | |
| JP2006175323A (en) | Centrifugal crusher | |
| RU2849649C2 (en) | Method of feeding material into working space of crushing-grinding machine | |
| CN116561902A (en) | Shovel blade optimization simulation method for pendulum mill | |
| SU1248655A1 (en) | Centrifugal impact mill | |
| RU2171141C2 (en) | Centrifugal counter impact-type fine grinder | |
| JP3407905B2 (en) | Impact crusher for impact crushing rocks and ore blocks |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071023 |