RU2420355C1

RU2420355C1 - Press mill with anisotropic material feeder

Info

Publication number: RU2420355C1
Application number: RU2010103226/21A
Authority: RU
Inventors: Валерий Станиславович Лесовик (RU); Валерий Станиславович Лесовик; Алексей Алексеевич Романович (RU); Алексей Алексеевич Романович; Павел Вячеславович Алёхин (RU); Павел Вячеславович Алёхин; Людмила Геннадьевна Романович (RU); Людмила Геннадьевна Романович
Priority date: 2010-02-01
Filing date: 2010-02-01
Publication date: 2011-06-10

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: proposed press mill comprises rolls with loading hopper arranged there above. Two spring-loaded rolls are arranged inside said hopper and articulated there between. Holler movable inner walls are mounted above said rolls. Said walls have their top edges interconnected and hinged to hopper top edges. Bottom edges of the walls are pivoted on rolls axes. Inner walls form a triangular contour. Rolls are mounted above hopper roll table section and interconnected by telescopic guides. Rolls axes are mounted perpendicular to axes of rolls.

EFFECT: uniform and directed feed of anisotropic material, better grinding of said material.

5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для обработки мелкокусковых анизотропных материалов давлением, в число которых входят кварцитопесчаник, базальтовые отходы, сланец, шлаковые отходы и другие, и может быть использовано в различных отраслях промышленности строительных материалов: цементной, керамической, стекольной, лакокрасочной и других на стадии предварительного измельчения материалов.The invention relates to equipment for processing small-sized anisotropic materials by pressure, which include quartzite sandstone, basalt waste, slate, slag waste and others, and can be used in various industries of building materials: cement, ceramic, glass, paint and varnish and others at the preliminary stage grinding materials.

Известны пресс-валковые измельчители, в которых материал измельчается между двумя вращающимися навстречу друг другу валками, причем для увеличения степени измельчения материалов и однородности измельчаемого продукта используются различные технологические приемы: предварительное уплотнение измельчаемого материала, различные конфигурации рабочей поверхности валков для увеличения коэффициента трения материала с валками, равномерное распределение материала по ширине валков, увеличение объемно-сдвигового деформирования за счет изменения геометрического профиля валков (конические валки) и др.Known press roller grinders in which the material is crushed between two rolls rotating towards each other, and various technological methods are used to increase the degree of grinding of materials and the homogeneity of the crushed product: preliminary compaction of the crushed material, various configurations of the working surface of the rollers to increase the coefficient of friction of the material with the rollers , uniform distribution of material across the width of the rolls, an increase in volume-shear deformation due to changes neniya geometric profile of the rolls (tapered rolls), and others.

Тем не менее, применение существующих измельчителей не полностью реализует условия для рационального разрушения анизотропного материала, особенно для обеспечения микродефектной структуры, необходимой при последующем сверхтонком помоле.However, the use of existing grinders does not fully implement the conditions for the rational destruction of anisotropic material, especially to ensure the microdefect structure required during subsequent ultrafine grinding.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому эффекту является пресс-валковый агрегат, содержащий валки, над которыми расположен загрузочный бункер с закрепленными в нем и кинематически связанных между собой два подпружиненных валика, над которыми установлены внутренние подвижные стенки бункера, которые соединены верхними концами и закреплены шарнирно в верхней части бункера, а нижние концы которых подвижно закреплены на осях роликов, при этом внутренние стенки образуют треугольный контур (RU 2340398, 2007). К недостаткам данного устройства относятся:The closest solution to the technical nature and the achieved effect is a press roll assembly containing rolls, above which a loading hopper is located with two spring-loaded rollers fixed therein and kinematically connected to each other, above which are mounted internal movable walls of the hopper, which are connected by their upper ends and secured pivotally in the upper part of the hopper, and the lower ends of which are movably fixed on the axes of the rollers, while the inner walls form a triangular contour (RU 2340398, 2007). The disadvantages of this device include:

- конструкция пресс-валкового агрегата не позволяет осуществить направленную подачу анизотропного материала в межвалковое пространство с целью осуществления силового воздействия валками в направлении наименьшей прочности измельчаемого анизотропного материала;- the design of the press-roll aggregate does not allow for the directed supply of anisotropic material into the roll space with the aim of exerting a force action by the rolls in the direction of least strength of the crushed anisotropic material;

- конструкция бункера не позволяет производить классификацию анизотропного материала с целью удаления готового продукта до его подачи в межвалковое пространство;- the design of the hopper does not allow the classification of anisotropic material in order to remove the finished product before it is fed into the roll space;

- конструкция бункера не позволяет регулировать величину подачи анизотропных материалов в межвалковое пространство.- the design of the hopper does not allow you to adjust the amount of supply of anisotropic materials into the roll space.

Изобретение направлено на обеспечение равномерной и направленной подачи анизотропного материала в межвалковое пространство пресс-валкового агрегата, а также на повышение степени измельчения анизотропных материалов.The invention is aimed at ensuring a uniform and directed supply of anisotropic material into the roll space of the press roll assembly, as well as at increasing the degree of grinding of anisotropic materials.

Это достигается тем, что в пресс-валковом агрегате, содержащем валки, над которыми расположен загрузочный бункер с закрепленными и кинематически связанными между собой подпружиненными валиками, над которыми установлены внутренние подвижные стенки бункера, которые соединены верхними концами и закреплены шарнирно в верхней части бункера на оси, а нижние концы которых подвижно закреплены на осях роликов, при этом внутренние стенки образуют треугольный контур. Скорость движения валиков сблокирована со скоростью движения валков, а величина зазора между валиком и рольгангами зависит от зазора между валками и связана зависимостьюThis is achieved by the fact that in the press-roll assembly containing rolls, over which there is a loading hopper with spring-loaded rollers fixed and kinematically connected to each other, over which internal movable hopper walls are mounted, which are connected by their upper ends and pivotally mounted on the axis of the hopper in the upper part of the hopper , and the lower ends of which are movably fixed on the axes of the rollers, while the inner walls form a triangular contour. The speed of the rollers is blocked with the speed of the rollers, and the gap between the roller and the live rolls depends on the gap between the rollers and is related

,

где

n_B, B_B, δ_B и d_p, n_p, B_p, δ_p - соответственно диаметр, ширина, число оборотов и зазор в валках и валиках, α - угол захвата материала валками. Направляющие внутренние стенки бункера верхними концами соединены с осями валиков, а нижними концами соединены и закреплены шарнирно в нижней части бункера с подпружиненной (подвижной) в горизонтальной плоскости осью. Подпружиненная (подвижная) в горизонтальной плоскости ось также соединена шарнирно с телескопическими направляющими, которые в свою очередь в центре своей длины шарнирно закреплены на оси так, что представляют собой «коромысло», вторые концы которых опираются на оси валиков. Наружные стенки бункера, параллельные осям валиков в нижней части состоят из рольгангов, оси которых закреплены шарнирно, например на усиленных ребрах жесткости наружных стенок бункера.Where

n _B , B _B , δ _B and d _p , n _p , B _p , δ _p are the diameter, width, speed and clearance in the rolls and rollers, respectively, α is the angle of capture of the material by the rolls. The guide inner walls of the hopper with the upper ends are connected to the axes of the rollers, and the lower ends are connected and pivotally mounted in the lower part of the hopper with a spring-loaded (movable) axis in the horizontal plane. The spring-loaded (movable) axis in the horizontal plane is also pivotally connected to telescopic rails, which, in turn, in the center of their length are pivotally mounted on the axis so that they are a “beam”, the second ends of which rest on the axis of the rollers. The outer walls of the hopper parallel to the axes of the rollers in the lower part consist of live rolls whose axes are hinged, for example, on reinforced stiffening ribs of the outer walls of the hopper.

Разработанное техническое решение имеет следующие конструктивно-технологические преимущества:The developed technical solution has the following structural and technological advantages:

обеспечивается:provided by:

- регулируемая и равномерная подача анизотропных материалов в межвалковое пространство за счет сблокированной скорости валков и валиков;- adjustable and uniform supply of anisotropic materials into the roll space due to the interlocked speed of the rolls and rollers;

- предварительная классификация измельчаемого анизотропного материала через рольганговую часть наружных стенок бункера;- preliminary classification of the crushed anisotropic material through the roller conveyor part of the outer walls of the hopper;

- рациональные условия для раздавливающе-сдвигового деформирования анизотропных материалов;- rational conditions for crushing-shear deformation of anisotropic materials;

- направленное воздействие раздавливающего усилия валков на анизотропный материал в направлении наименьшего его сопротивления.- the directed effect of the crushing force of the rolls on the anisotropic material in the direction of its least resistance.

На фиг.1 представлена схема пресс-валкового агрегата для измельчения анизотропных материалов с закрепленным в нижней полости бункера устройством для направленной и регулируемой подачи анизотропных материалов в межвалковое пространство ПВА; на фиг.2 вид сверху (без измельчаемого материала); на фиг.3 разрез Б-Б.Figure 1 presents a diagram of a press-roll unit for grinding anisotropic materials with a device fixed in the lower cavity of the hopper for directed and controlled supply of anisotropic materials to the roll-in space of the PVA; figure 2 is a top view (without crushed material); figure 3 section BB.

Пресс-валковый агрегат установлен на раме и содержит валки 1, над которыми расположен загрузочный бункер 2 с закрепленными в нем двумя направляющими стенками 3 и двумя кинематически связанными между собой валиками 4, над которыми установлены ролики 5 и внутренние подвижные стенки 6 бункера. Внутренние подвижные стенки 6 бункера соединены верхними концами и закреплены шарнирно на опоре 7 в верхней части бункера, ось которой параллельна осям валиков 4, а нижние концы подвижных стенок 6 бункера закреплены на осях роликов 5, вращающихся по поверхности подпружиненных валиков 4, при этом внутренние подвижные стенки 6 образуют треугольный контур. Указанные элементы расположены по одному с каждой из двух сторон, оси которых перпендикулярны осям валков 1.The press-roll assembly is mounted on the frame and contains rolls 1, above which there is a loading hopper 2 with two guide walls 3 fixed therein and two kinematically connected rollers 4, over which the rollers 5 and the inner movable walls 6 of the hopper are mounted. The inner movable walls 6 of the hopper are connected by their upper ends and pivotally mounted on a support 7 in the upper part of the hopper, the axis of which is parallel to the axes of the rollers 4, and the lower ends of the movable walls 6 of the hopper are fixed on the axes of the rollers 5, rotating on the surface of the spring-loaded rollers 4, while the inner movable walls 6 form a triangular contour. These elements are located one on each of the two sides, the axes of which are perpendicular to the axes of the rolls 1.

Подвижные внутренние стенки 6 выполнены с возможностью изменения их длины, например телескопическими. Внутренние стенки 6 соединены верхними концами и закреплены шарнирно, например, на оси, расположенной в подшипниковой опоре, закрепленной на стенках бункера 2, вторые концы которых шарнирно соединены с осями роликов 5. Ролики 5 расположены по одному над каждым из подпружиненных валиков 4, центральные оси которых шарнирно соединены, например, с расположенными подшипниковыми опорами, подвижно закрепленными на стенках бункера 2 с возможностью их продольного перемещения в горизонтальной плоскости. Центральные оси подпружиненных валиков 4 шарнирно соединены с телескопическими направляющими 11 и направляющими стенками 3, вторые концы которых закреплены шарнирно на оси 13, которая, например, может быть расположена в подшипниковой опоре, закрепленной на стенках бункера 2 с возможностью ее перемещения в вертикальной плоскости. Ось 13 расположена параллельно осям валиков 4, а также соединена шарнирно с подпружиненным элементом 9, второй конец которого жестко закреплен, например с помощью сварки с параллельной оси 13 осью, концы которой также жестко закреплены, например с помощью сварки на стенках бункера 2. Пружинный элемент предназначен для того, чтобы создавать с определенным усилием давление направляющих стенок 3 на измельчаемый материал, а также обеспечивать сопротивление перемещению оси 13, расположенной параллельно осям валиков 4 и ее возврат по горизонтальной плоскости в исходное состояние. Телескопические направляющие 11 в центре своей длины шарнирно закреплены с осями 10, которые, например, могут быть расположены в подшипниковых опорах, закрепленных на стенках бункера 2. Телескопические направляющие 11 выполнены с возможностью изменения их длины, например, при помощи демпфирующего устройства 12. Наружные стенки бункера 2 частично состоят из рольгангов 8, оси которых закреплены шарнирно в опорах, жестко закрепленных, например, с помощью сварки на усиленных ребрах жесткости наружных стенок бункера. Оси рольгангов 8 параллельны осям валиков 4 и перпендикулярны осям валков 1.The movable inner walls 6 are made with the possibility of changing their length, for example telescopic. The inner walls 6 are connected by their upper ends and pivotally mounted, for example, on an axis located in the bearing support mounted on the walls of the hopper 2, the second ends of which are pivotally connected to the axes of the rollers 5. The rollers 5 are located one above each of the spring-loaded rollers 4, the central axes which are pivotally connected, for example, with located bearing bearings, movably mounted on the walls of the hopper 2 with the possibility of their longitudinal movement in the horizontal plane. The central axes of the spring-loaded rollers 4 are pivotally connected to the telescopic guides 11 and the guide walls 3, the second ends of which are pivotally mounted on the axis 13, which, for example, can be located in the bearing support mounted on the walls of the hopper 2 with the possibility of its movement in the vertical plane. The axis 13 is located parallel to the axes of the rollers 4, and is also pivotally connected to a spring element 9, the second end of which is rigidly fixed, for example by welding with a parallel axis 13, the ends of which are also rigidly fixed, for example by welding on the walls of the hopper 2. Spring element it is designed to create, with a certain force, the pressure of the guide walls 3 on the material to be ground, as well as to provide resistance to the movement of the axis 13 located parallel to the axes of the rollers 4 and its horizontal return plane in the initial state. Telescopic rails 11 in the center of their length are pivotally mounted with axes 10, which, for example, can be located in bearing bearings mounted on the walls of the hopper 2. Telescopic rails 11 are made with the possibility of changing their length, for example, using a damping device 12. Outer walls hoppers 2 partially consist of roller tables 8, the axes of which are pivotally mounted in supports rigidly fixed, for example, by welding on reinforced stiffening ribs of the outer walls of the hopper. The axis of the roller conveyors 8 is parallel to the axes of the rollers 4 and perpendicular to the axes of the rolls 1.

Пресс-валковый агрегат для измельчения анизотропных материалов работает следующим образом. Материал, например кварцитопесчаник, базальтовые отходы, сланцы, шлаковые отходы и другие, подается в загрузочный бункер 2, движется по подвижным 6 и неподвижным стенкам бункера 2 к валикам 4, где захватывается поверхностями валиков 4 и рольгангов 8. Захватываемый валиками 4 анизотропный материал уплотняется, равномерно распределяется по ширине валиков 4 и рольгангов 8 с помощью направленного давления валика 4 в сторону рольганговой части бункера и направляется в межвалковое пространство вдоль направляющей стенки 3 и рольгангов 8 по каналу между направляющей стенкой 3 и рольгангами 8. По мере продвижения анизотропного материала к валикам 4 происходит его классификация, т.е. отделение мелких частиц материала от более крупных при помощи рольгангов 8 и зазорами между ними, которые позволяют пропустить более мелкие частицы анизотропного материала, минуя валки 1. По мере заполнения межвалкового пространства материалом с анизотропной структурой ось 13 с шарнирно закрепленными на ней направляющими стенками 3, под действием давящей силы, создаваемой накапливаемым материалом в межвалковом пространстве, начинает перемещаться в вертикальной плоскости, преодолевая сопротивление пружинного элемента 9 и посредством телескопических направляющих 11 с эффектом «коромысло» увеличивает усилие прижатия валиков 4 к рольгангам 8, тем самым уменьшая зазор пропускного канала для продвижения анизотропного материала между ними. Телескопические направляющие 11 закреплены подпружиненно с помощью пружинного элемента 12 в бункере так, что представляют собой «коромысло». По мере перемещения подвижной в вертикальной плоскости оси 13 телескопические направляющие 11 изменяют свою длину при помощи пружинных элементов 12. По мере уменьшения анизотропного материала в межвалковом пространстве под действием пружинного элемента 8 ось 13 перемещается в первоначальное положение тем самым посредством телескопических направляющих 11 с эффектом «коромысло», увеличивая зазор пропускного канала между валиками 4 и рольгангами 8. Анизотропный материал, поступаемый в межвалковое пространство, захватывается поверхностью валков 1, вращающихся навстречу друг другу, где под действием высокого давления сжатия валков друг другу происходит его разрушение в направлении наименьшего его сопротивления.Press roll unit for grinding anisotropic materials works as follows. Material, for example, quartzite sandstone, basalt waste, shale, slag waste and others, is fed into the loading hopper 2, moves along the movable 6 and fixed walls of the hopper 2 to the rollers 4, where it is captured by the surfaces of the rollers 4 and the roller conveyors 8. The anisotropic material captured by the rollers 4 is compacted, evenly distributed across the width of the rollers 4 and the roller tables 8 using the directional pressure of the roller 4 towards the roller table of the hopper and sent to the roll space along the guide wall 3 and the roller tables 8 along the channel I’m waiting for the guide wall 3 and the live rolls 8. As the anisotropic material moves towards the rollers 4, it is classified, i.e. the separation of small particles of material from larger ones with the help of roller tables 8 and gaps between them, which allow passing smaller particles of anisotropic material, bypassing rolls 1. As the roll space is filled with material with an anisotropic structure, axis 13 with guide walls 3 pivotally mounted thereon, under the action of the pressing force created by the accumulated material in the roll space, begins to move in a vertical plane, overcoming the resistance of the spring element 9 and through Lescopic guides 11 with the effect of "rocker" increases the force of the pressure of the rollers 4 to the roller tables 8, thereby reducing the clearance of the passage channel to promote the anisotropic material between them. The telescopic guides 11 are spring-loaded with a spring element 12 in the hopper so that they represent a "beam". As the axis 13 moving in the vertical plane moves, the telescopic guides 11 change their length with the help of spring elements 12. As the anisotropic material decreases in the roll space under the action of the spring element 8, the axis 13 is thereby moved to its original position by means of telescopic guides 11 with the “rocker effect” ", Increasing the gap of the passage channel between the rollers 4 and the roller tables 8. Anisotropic material entering the roll space is captured by the surface lk 1, rotating towards each other, where under the action of high pressure compressing the rolls to each other, it is destroyed in the direction of its least resistance.

Наличие валиков 4 и телескопических направляющих 11 с эффектом «коромысло» позволяет осуществить направленную и регулируемую подачу анизотропных материалов в межвалковое пространство пресс-валкового агрегата за счет того, что если уменьшится зазор между валками 1, то будет переполнение надвалкового пространства анизотропным материалом, что может привести к разориентации направленного движения анизотропного материала и тем самым не будет осуществляться условие измельчения в направлении наименьшего его сопротивления.The presence of rollers 4 and telescopic rails 11 with the effect of "rocker" allows for a directed and controlled supply of anisotropic materials into the roll space of the press roll unit due to the fact that if the gap between the rolls 1 decreases, there will be an overflow of the roll space with an anisotropic material, which can lead to to disorientation of the directional movement of the anisotropic material and thereby the grinding condition will not be fulfilled in the direction of its least resistance.

Наличие направляющих стенок 3 не позволяет анизотропному материалу поменять заданное валиками 4 направление движения и осуществить разворот частиц измельчаемого анизотропного материала, тем самым создает возможность уложить его слоями в виде горизонтальных пластов в межвалковом пространстве.The presence of the guiding walls 3 does not allow the anisotropic material to change the direction of motion specified by the rollers 4 and to carry out the rotation of the particles of the crushed anisotropic material, thereby creating the possibility to lay it in layers in the form of horizontal layers in the roll space.

Наличие цилиндрических валков 1, оси которых расположены перпендикулярно осям валиков 4 и рольгангов 8, позволяет воздействовать на анизотропный материал, создавая направленное воздействие раздавливающего усилия в направлении наименьшего его сопротивления.The presence of cylindrical rolls 1, the axes of which are perpendicular to the axes of the rollers 4 and live rolls 8, allows you to act on the anisotropic material, creating a directional effect of the crushing force in the direction of its least resistance.

Наличие рольгангов 8 позволяет осуществить предварительную классификацию анизотропного материала, т.е. отделить более мелкие фракции, которые являются нежелательными при измельчении в пресс-валковом агрегате, так как они способствуют демпфированию анизотропного материала при его раздавливании.The presence of live rolls 8 allows a preliminary classification of anisotropic material, i.e. to separate smaller fractions that are undesirable when grinding in a press-roll unit, as they contribute to the damping of the anisotropic material when it is crushed.

Наличие канала способствует надежному удержанию материала при транспортировании его к валкам 1. Здесь материал захватывается валками 1 и создается направленное воздействие раздавливающего усилия в направлении наименьшего его сопротивления. При прохождении валков 1 материал направляется в выгрузочный бункер (на чертеже не показан).The presence of the channel contributes to the reliable retention of the material during transportation to the rolls 1. Here, the material is captured by the rolls 1 and creates a directional effect of crushing forces in the direction of its least resistance. When passing the rolls 1, the material is sent to the discharge hopper (not shown in the drawing).

Таким образом, предлагаемая конструкция пресс-валкового агрегата обеспечивает равномерное истечение анизотропного материала из бункера; предварительную классификацию анизотропного материала до его подачи в межвалковое пространство, равномерное распределение шихты по ширине валков, направленное воздействие раздавливающего усилия на измельчаемый анизотропный материал в направлении наименьшего его сопротивления, а следовательно, стабильные значения силовых нагрузок; что в конкретном итоге создает более благоприятные условия измельчения анизотропных материалов, создает возможность повысить тонкость помола измельчаемого продукта и снизить общие энергозатраты.Thus, the proposed design of the press roll unit provides a uniform outflow of anisotropic material from the hopper; preliminary classification of the anisotropic material before it is fed into the roll space, uniform distribution of the charge along the width of the rolls, the directed influence of the crushing force on the crushed anisotropic material in the direction of its least resistance, and therefore, stable values of power loads; which, in a concrete result, creates more favorable conditions for grinding anisotropic materials, makes it possible to increase the fineness of grinding of the crushed product and reduce the total energy consumption.

Claims

1. A press-roll assembly containing rolls, over which there is a loading hopper with two spring-loaded rollers fixed in it and kinematically connected to each other, above which there are internal movable walls of the hopper, which are connected by their upper ends and pivotally mounted in the upper part of the hopper, and the lower the ends of which are movably fixed on the axes of the rollers, while the inner walls form a triangular contour, characterized in that the rollers are installed above the roller table of the hopper and are interconnected in izhney part telescopic guides and rollers mounted axis perpendicular to the axes of the rollers.

2. The press-roller assembly according to claim 1, characterized in that the speed of the rollers is blocked with the speed of the rollers, and the gap between the roller and the live rolls depends on the gap between the rollers and is related

where

n _B , B _B , δ _B and d _p , n _p , B _p , δ _p are the diameter, width, speed and clearance in the rolls and rollers, respectively, α is the angle of capture of the material by the rolls.

3. The press roller assembly according to claim 1, characterized in that the telescopic guides are fixed so that they are a "rocker".

4. The press-roll assembly according to claim 1, characterized in that the lower inclined part of the hopper consists of live rolls that allow classification of the anisotropic material before it enters the roll space.

5. The press roller assembly according to claim 1, characterized in that the axis of the rollers are perpendicular to the axis of the rolls.