RU2405630C1

RU2405630C1 - Vertical rotary crusher with preliminary separation of crushed material

Info

Publication number: RU2405630C1
Application number: RU2009133116/03A
Authority: RU
Inventors: Евгений Владимирович Основин (RU); Евгений Владимирович Основин
Original assignee: Евгений Владимирович Основин
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2010-12-10

Abstract

FIELD: process engineering. ^ SUBSTANCE: invention relates to machine building, namely to vertical rotary crushers with vertical shaft. Proposed crusher comprises support frame accommodating crushing chamber housing with cover furnished with guide branch pipe arranged inside said housing. Cover inner surface accommodates disk case with ring with its lower edge covers the rotor top zone. Rotary drum comprises top disk with crushed material intake hole, lower solid disk and accelerating guides with replaceable vanes arranged there between. Lower solid disk comprises flange to joint rotor with vertical shaft top extension, vertical shaft running in top and bottom bearings. Upper bearing support represents vertical radial bearing assembly. Lower bearing support represents gasostatic bearing assembly with thrust bearing. Said thrust bearing represents spherical layer rigidly jointed with the shaft. Thrust bearing interacts with spherical thrust beating of support frame furnished with central branch pipe and accommodating mechanical transmission of vertical shaft drive and whereto air feed system is connected. Crusher housing is a stepped structure. Top stage embraces the rotor and incorporates inner tangential beaters that form peripheral bins to retain crushed material. Crusher chamber lower stage bottom has crushed material discharge hole. Crusher incorporates separator of crushed material to separate in into fractions. Note here that is incorporates bin with additional discharge hole to let material out from additional screen. ^ EFFECT: higher reliability and efficiency, and quality of crushed material. ^ 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к центробежным установкам ударного типа с вертикальным валом вращения, предназначенным для измельчения материалов и может быть использовано в металлургической, горнорудной, химической и других отраслях промышленности.The invention relates to mechanical engineering, namely to centrifugal shock-type plants with a vertical shaft of rotation, intended for grinding materials and can be used in metallurgical, mining, chemical and other industries.

Известна «Центробежная установка» по патенту RU №2199394, кл. B02C 13/14, опубл. 10.10.2002 г., содержащая корпус, ротор с вертикальным гибким валом и привод, при этом верхняя часть вала установлена в подшипником узле, соединенном с корпусом посредством упругих элементов, а нижняя часть вала соединена с приводом. Однако данная конструкция не достаточно обеспечивает гашение дисбалансных вибрационных нагрузок при выполнении технологического процесса, что снижает надежность работы установки.Known "Centrifugal installation" according to patent RU No. 2199394, class. B02C 13/14, publ. 10.10.2002, containing a housing, a rotor with a vertical flexible shaft and a drive, while the upper part of the shaft is mounted in a bearing assembly connected to the housing by means of elastic elements, and the lower part of the shaft is connected to the drive. However, this design does not sufficiently suppress the unbalanced vibration loads during the process, which reduces the reliability of the installation.

Известно ряд технических решений направленных на решение по уменьшению вибрационных нагрузок, возникающих при работе центробежных установок, см. патенты РФ №№2183136, 2209120, 2222381, 2228218, 2236904, 2313395, кл. B02C 13/14 и патент на полезную модель №79255, кл. B02C 7/08. В данных технических решениях предлагаются средства обеспечивающие снижение передачи вибрационных нагрузок на корпус установки и основание при работе центробежных установок ударного типа, а именно выполнение вертикальной нижней опоры на воздушной подушке (газостатической), а верхнюю опору выполнять упругой. Однако при работе установки, при так называемом всплытии нижней опоры, а следовательно, и ротора, ухудшается работа верхней опоры, перекашиваются подшипники из-за возникновения радиальных и угловых колебаний ротора.There are a number of technical solutions aimed at solving the reduction of vibration loads arising during the operation of centrifugal units, see RF patents No. 2183136, 2209120, 2222381, 2228218, 2236904, 2313395, class. B02C 13/14 and utility model patent No. 79255, cl. B02C 7/08. These technical solutions offer tools to reduce the transmission of vibrational loads to the installation casing and the base during the operation of centrifugal shock-type installations, namely, the implementation of the vertical lower support on an air cushion (gas-static), and the upper support to be elastic. However, during the operation of the installation, with the so-called ascent of the lower support, and therefore the rotor, the operation of the upper support deteriorates, the bearings warp due to the occurrence of radial and angular vibrations of the rotor.

Известно техническое решение по выполнению ротора ударно-ценробежной дробилки см. патенты РФ №№2188075, 2336949, кл. B02C 7/08, авторское свидетельство СССР №338253, кл B02C 13/28. Однако в нем не предусмотрены средства возврата измельчаемого материала для повторного ударного процесса измельчения.A technical solution is known for the implementation of the rotor of an impact-centrifugal crusher, see RF patents No. 2188075, 2336949, class. B02C 7/08, USSR copyright certificate No. 338253, class B02C 13/28. However, it does not provide means for returning the material to be ground for the repeated impact grinding process.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является техническое решение по авторскому свидетельству СССР №1825659, B02C 13/14, «Устройство для измельчения», содержащее состоящий из корпуса с крышкой, снабженной дополнительными скребками, дисковый ротор, установленный на верхней части вертикального приводного вала, загрузочный и выходной патрубки, привод.The closest technical solution to the claimed one is the technical solution according to the USSR author's certificate No. 1825659, B02C 13/14, “Grinding device”, comprising a disk rotor mounted on the top of the vertical drive shaft, consisting of a housing with a cover equipped with additional scrapers, and outlet nozzles, drive.

Однако данное техническое решение не предназначено для измельчения крупных включений, обладает низкой эффективностью при измельчении крупных фракций, высоким износом рабочих органов при возникновении дисбаланса в рабочем органе, так как возникает неуравновешенность ротора, что приводит к ненадежной работе устройства.However, this technical solution is not intended for grinding large inclusions, it has low efficiency when grinding large fractions, high wear of the working bodies in the event of imbalance in the working body, as the rotor is unbalanced, which leads to unreliable operation of the device.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы роторной дробилки, повышение ее производительности, и обеспечение получения равномерно измельченного материала.The objective of the present invention is to increase the reliability of the rotary crusher, increasing its productivity, and ensuring the production of evenly ground material.

Поставленная задача достигается тем, что в вертикальной роторной дробилке содержащей корпус, внутри которого расположены ротор, закрепленный на вертикальном валу, установленным в верхней и нижней опорах, и крышку с загрузочным окном для ввода измельчаемого материала, характеризующейся тем, что она содержит несущую раму, на которой закреплен корпус дробильной камеры с крышкой, которая в зоне загрузочного окна снабжена расположенным внутри корпуса направляющим патрубком, а на внутренней поверхности крышки закреплен дисковый кожух с обечайкой, нижний обрез которой охватывает верхнюю зону ротора, выполненного в виде барабана, содержащего верхний диск с отверстием для входа измельчаемого материала, нижний сплошной диск и расположенные между ними радиально установленные разгонные направляющие со сменными концевыми лопатками, при этом нижний сплошной диск снабжен фланцем для соединения ротора с верхней консолью вертикального вала, установленного в верхней опоре, выполненной вертикально и радиально упругой, и нижней опоре, которая выполнена в виде газостатического узла, содержащего пяту, выполненную в виде сферического слоя, жестко соединенную с валом и снабженную цапфой, шарнирно связанной с механической передачей к приводу, при этом пята взаимодействующует со сферическим подпятником несущей рамы, снабженным центральным патрубком, внутри которого проходит механическая передача привода и к которому подведена система подачи воздуха, а корпус дробильной камеры выполнен ступенчатым, верхняя ступень охватывает ротор и снабжена вертикальными внутренними тангенциально установленными отбойными билами, образующие периферийные карманы, способствующие разрушению материала, а днище нижней ступени дробильной камеры снабжено выпускным окном измельчаемого материала, при этом роторная дробилка дополнительно снабжена сепаратором измельчаемого материала, делящим его на фракции, одна из которых поступает в ротор, а другая на вращающуюся решетку, установленную в корпусе дробильной камеры, при этом корпус снабжен карманом с дополнительным выпускным окном для выпуска материала с дополнительной решетки.The problem is achieved in that in a vertical rotary crusher containing a housing, inside of which there is a rotor, mounted on a vertical shaft installed in the upper and lower supports, and a cover with a loading window for introducing the crushed material, characterized in that it contains a supporting frame, on which the crusher chamber case with a cover is fixed, which in the zone of the loading window is equipped with a guide pipe located inside the case, and a disk casing with both an aike, the lower edge of which covers the upper zone of the rotor, made in the form of a drum, containing an upper disk with an opening for the entrance of the crushed material, a lower solid disk and radially mounted accelerating rails with interchangeable end vanes located between them, while the lower solid disk is equipped with a flange for connection a rotor with an upper console of a vertical shaft mounted in an upper support made vertically and radially elastic, and a lower support, which is made in the form of a gas-static unit, containing a heel, made in the form of a spherical layer, rigidly connected to the shaft and equipped with a pin pivotally connected to a mechanical transmission to the drive, while the heel interacts with a spherical bearing of the bearing frame, equipped with a central pipe, inside which the mechanical transmission of the drive passes and to which the system is connected air supply, and the case of the crushing chamber is made stepwise, the upper stage covers the rotor and is equipped with vertical internal tangentially mounted bumpers, about forming peripheral pockets, contributing to the destruction of the material, and the bottom of the lower stage of the crushing chamber is equipped with an outlet window of the crushed material, while the rotor crusher is additionally equipped with a separator of crushed material, dividing it into fractions, one of which enters the rotor, and the other into a rotating grate installed in the case of the crushing chamber, while the case is equipped with a pocket with an additional outlet window for the release of material from the additional grill.

Поставленная задача достигается тем, что вертикально и радиально упругая опора содержит две [-образные круговые направляющие, полки которых направлены друг к другу, одна из которых закреплена на несущей раме, а другая - на валу с пятой, при этом в каждой направляющей свободно расположены взаимодействующие между собой посредством упругих звеньев, упругие горообразные элементы. Механическая передача привода вертикальной роторной дробилки выполнен в виде карданной связи, элементы которого взаимодействуют посредством шлицевого соединения. Сепаратор измельчаемого материала выполнен в виде сетчатого конусного вращающего барабана.The problem is achieved in that the vertically and radially elastic support contains two [-shaped circular guides, the shelves of which are directed to each other, one of which is mounted on a supporting frame, and the other on a shaft with a fifth, with interacting freely located in each guide between each other through elastic links, elastic mountainous elements. The mechanical transmission of the vertical rotor crusher drive is made in the form of a cardan coupling, the elements of which interact by means of a spline connection. The separator of the crushed material is made in the form of a mesh conical rotating drum.

На чертеже представлен общий вид вертикальной центробежно-ударной дробилки.The drawing shows a General view of a vertical centrifugal impact crusher.

Дробилка содержит несущую раму 1, на которой закреплен корпус 2 дробильной камеры 3 с крышкой 4, с окном 5 для ввода измельчаемого материала. В зоне окна 5 крышка 4 снабжена направляющим патрубком 6, а на внутренней поверхности 7 крышки 4 закреплен дисковый кожух 8 с обечайкой 9, нижний обрез 10 которого охватывает верхнюю зону ротора 11. Ротор 11 выполнен в виде барабана, содержащего верхний диск 12, с отверстием 13 для входа измельчаемого материала и нижний сплошной диск 14, а также расположенные между ними разгонные направляющие 15 со сменными концевыми лопатками 16 с образованием окон, сквозь которые измельчаемый материал, разгоняясь и направляясь лопатками, вылетает из ротора. Нижний сплошной диск 15 снабжен фланцем 17 для соединения ротора 11 с верхней консолью18 вертикального вала 19, установленного в верхней вертикально и радиально упругой опоре 20. Опора 20 включает две [-образные круговые направляющие 21, установленные горизонтальными полками 22 друг к другу. Одна из направляющих 21 закреплена на несущей раме 1, а другая посредством подшипников 23 связана с валом 19, на котором закреплена пята 24 нижней опоры, которая выполнена в виде газостатического узла. В каждую направляющую 21 свободно установлен упругий торообразный элемент 25, а между собой элементы 25 связаны радиальными упругими звеньями 26. Нижняя опора вертикального вала выполнена в виде газостатического узла, содержит пяту 24, выполненную в виде сферического слоя, жестко соединенную с вертикальным валом 19. Пята 24 снабжена цапфой 27, которая шарнирно связана с механической передачей 28, выполненным в виде карданной передачи, верхняя и нижняя части которой соединены шлицевым соединением 29. Пята 24 взаимодействует со сферическим подпятником 30 несущей рамы. Несущая рама 1 снабжена центральным патрубком 31, внутри которого проходит механическая передача 28 привода вертикального вала 19 от электродвигателя (на чертеже не показан). К патрубку 31 подведена система 32 подачи воздуха. Корпус 2 дробильной камеры выполнен ступенчатым, верхняя ступень охватывает ротор 11 и снабжена внутренними тангенциально установленными отбойными билами 33, образующие периферийные карманы, способствующие удержанию крупных фракций разрушаемого материала, и создающие так называемую естественную футеровку, о которую разбивается вылетающий из ротора измельчаемый материала. Днище нижней ступени дробильной камеры снабжено выпускным окном 38 для выхода измельченного материала.The crusher comprises a supporting frame 1, on which the casing 2 of the crushing chamber 3 with the lid 4 is fixed, with a window 5 for introducing the crushed material. In the area of the window 5, the cover 4 is provided with a guide pipe 6, and on the inner surface 7 of the cover 4 there is a disk casing 8 with a shell 9, the lower edge 10 of which covers the upper zone of the rotor 11. The rotor 11 is made in the form of a drum containing the upper disk 12, with an opening 13 for the entrance of the crushed material and the lower solid disk 14, as well as the acceleration guides 15 located between them with replaceable end blades 16 with the formation of windows through which the crushed material, accelerating and guided by the blades, flies out of the rotor. The lower solid disk 15 is provided with a flange 17 for connecting the rotor 11 with the upper console 18 of the vertical shaft 19 mounted in the upper vertically and radially elastic support 20. The support 20 includes two [-shaped circular guides 21 mounted by horizontal shelves 22 to each other. One of the guides 21 is fixed to the supporting frame 1, and the other is connected by bearings 23 to the shaft 19, on which the heel 24 of the lower support is fixed, which is made in the form of a gas-static unit. An elastic toroidal element 25 is freely installed in each guide 21, and the elements 25 are connected with each other by radial elastic links 26. The lower support of the vertical shaft is made in the form of a gasostatic unit, contains a heel 24 made in the form of a spherical layer, rigidly connected to the vertical shaft 19. Heel 24 is provided with a pin 27, which is pivotally connected to a mechanical gear 28 made in the form of a cardan gear, the upper and lower parts of which are connected by a spline connection 29. The heel 24 interacts with a spherical thrust bearing ohm 30 supporting frame. The carrier frame 1 is equipped with a central pipe 31, inside of which there is a mechanical transmission 28 of the drive of the vertical shaft 19 from the electric motor (not shown). An air supply system 32 is connected to the pipe 31. The case 2 of the crushing chamber is made stepwise, the upper stage covers the rotor 11 and is provided with internal tangentially mounted breaker bits 33, which form peripheral pockets that help to hold large fractions of the material to be destroyed, and create the so-called natural lining, on which the crushed material emitted from the rotor breaks. The bottom of the lower stage of the crushing chamber is equipped with an exhaust window 38 for the exit of crushed material.

Для повышения качества измельчения роторная дробилка дополнительно снабжена предварительным сепаратором 35, разделяющим измельчаемый материал на фракции. Более мелкая фракция поступает в основную течку 34 и далее в ротор. Более крупные фракции поступают в дополнительную течку 36, откуда они поступают на горизонтально расположенную вращающуюся решетку 37 и подвергаются ударному воздействию более мелкой фракцией, вылетающей из ротора 11. Такое выполнение дробилки снижает ударные воздействия, так как крупные фракции не подвергаются разгону. Корпус снабжен карманом 39 с дополнительным выпускным окном для выпуска материала с дополнительной решетки, причем карман расположен перед течкой 34, с той целью, чтобы более крупные фракции, поступившие на дополнительную вращающуюся решетку, сделали хотя бы один оборот и подверглись разрушению вылетающей из ротора более мелкой фракцией, а удаление выгрузка в карман материала с решетки также происходит за счет ударной нагрузки более мелкой фракции.To improve the grinding quality, the rotary crusher is additionally equipped with a preliminary separator 35, which separates the crushed material into fractions. The smaller fraction enters the main estrus 34 and then into the rotor. Larger fractions enter the additional estrus 36, from where they enter the horizontally located rotating grill 37 and are subjected to impact by a smaller fraction flying out of the rotor 11. This embodiment of the crusher reduces impact, since large fractions do not undergo acceleration. The housing is equipped with a pocket 39 with an additional outlet port for discharging material from the additional grate, the pocket being located in front of the estrus 34, so that the larger fractions entering the additional rotating grate make at least one revolution and are destroyed by the smaller one leaving the rotor fraction, and removal unloading in the pocket of material from the lattice also occurs due to the impact load of the smaller fraction.

Вертикальная роторная дробилка работает следующим образом. Первоначально включают подачу воздуха через систему 32 подачи воздуха в патрубок 31, т.е. под пяту 24. Воздушный поток приподнимает пяту вместе с ротором 11, одновременно включают механический привод вертикального вала, а следовательно, пяты и ротора. В загрузочное окно 5 начинают подачу перерабатываемого материала, который поступает во внутрь ротора через отверстие 13. При вращении ротора за счет ценробежных сил измельчаемый материал разгоняется, скользит по направляющим, которые обеспечивают его направленное движение, и вылетает в сторону тангенциально установленных отбойных бил 33, измельчаясь при соударении с ними. Первоначально измельченный материал накапливается в карманах, образуя естественную футеровку, о которую разбивается последующий поступающий материал. Благодаря выполнению верхней опоры 20 вертикально и радиально упругой, а именно упругие горообразные элементы связанные гибкими связями, обеспечивается высокая как радиальная, так и вертикальная устойчивость ротора, при подъеме ротора и образовании в зазоре между пятой 24 и подпятником 30 воздушной подушки.Vertical rotary crusher operates as follows. Initially, air is turned on through the air supply system 32 to the pipe 31, i.e. under the heel 24. The air flow lifts the heel together with the rotor 11, at the same time include the mechanical drive of the vertical shaft, and therefore, the heel and the rotor. The feed window 5 starts feeding the processed material, which enters the inside of the rotor through the hole 13. When the rotor rotates due to centrifugal forces, the crushed material accelerates, slides along the guides that provide its directional movement, and flies out towards the tangentially installed fender 33, crushing when colliding with them. Initially crushed material accumulates in pockets, forming a natural lining, on which subsequent incoming material breaks. Due to the implementation of the upper support 20 vertically and radially elastic, namely elastic mountainous elements connected by flexible bonds, high both radial and vertical stability of the rotor is ensured when the rotor is raised and an air cushion forms in the gap between the heel 24 and the thrust bearing 30.

Предложенная конструкция обеспечивает надежную работу вертикальной роторной дробилки, при этом воздушная подушка обеспечивает исключение ударных нагрузок на несущую раму и корпус, а верхняя опора, содержащая два горообразных элемента, исключает перекос подшипников за счет гибких упругих связей торов, и смягчает удары как в осевом направлении при прекращении подачи воздуха и опускании пяты в подпятник, так и в радиальном направлении при выполнении технологического процесса.The proposed design ensures reliable operation of the vertical rotor crusher, while the air cushion eliminates shock loads on the bearing frame and the casing, and the upper bearing, which contains two mountainous elements, eliminates the misalignment of the bearings due to the flexible elastic connections of the tori and softens the impacts in the axial direction when stopping the air supply and lowering the heel into the thrust bearing, and in the radial direction when performing the process.

Claims

1. Vertical rotary crusher with preliminary separation of the crushed material, comprising a housing, inside of which there is a rotor mounted on a vertical shaft mounted in the upper and lower supports, and a cover with a loading window for introducing the crushed material, characterized in that it contains a supporting frame, on which the case of the crushing chamber with the cover is fixed, which in the zone of the loading window is equipped with a guide pipe located inside the case, and a disk a shell with a shell, the lower edge of which covers the upper zone of the rotor, made in the form of a drum, containing an upper disk with an opening for the entrance of the crushed material, a lower solid disk and accelerating rails located between them with interchangeable end vanes, while the lower solid disk is equipped with a flange for connection the rotor with the upper console of the vertical shaft mounted in the upper support, made vertically and radially elastic, and the lower support, which is made in the form of a gas-static unit containing spherical in shape, rigidly connected to the shaft and equipped with a trunnion pivotally connected to a mechanical transmission to the drive, the heel interacting with a spherical thrust bearing of the carrier frame, equipped with a central pipe, inside which the mechanical transmission of the vertical shaft drive passes and to which the air supply system is connected, and the casing of the crushing chamber is made stepwise, the upper stage covers the rotor and is equipped with internal, tangentially mounted fenders, forming peripheral pockets, contributing to the retention of destructible material, and the bottom of the lower stage of the crushing chamber is equipped with an outlet window of crushed material, while the rotor crusher is additionally equipped with a separator of crushed material, dividing it into fractions, one of the fractions enters the rotor, and the other to the rotating additional grill installed in the housing crushing chamber, and at the same time its body is equipped with a pocket with an additional outlet window for the release of material from an additional grate.

2. The vertical rotary crusher according to claim 1, characterized in that the vertically and radially elastic support comprises two [-shaped circular guides, the shelves of which are directed towards each other, one of the guides is mounted on a supporting frame, and the other on a shaft with a fifth, moreover, in each guide, elastic mountain-like elements interacting with each other by means of elastic links are freely located.

3. The vertical rotary crusher according to claim 1, characterized in that the mechanical transmission of the drive of the vertical rotary crusher is made in the form of a universal joint, the elements of which interact by means of a spline connection.

4. The vertical rotary crusher according to claim 1, characterized in that the separator of the crushed material is made in the form of a mesh rotating conical drum.