Крупное дробление материала в конусных и дисковых дробилках

В конусных дробилках куски материала раздавливаются в результате непрерывного нажатия вертикального усеченного конуса, эксцентрично вращающегося в другом полом конусе. Оба конуса имеют гладкую или ребристую внутреннюю поверхность.

Материал попадает в рабочее пространство дробилки (рис. 1), представляющее собой воронку, и измельчается между внутренней поверхностью наружного конуса и внешней поверхностью внутреннего конуса.

Рис. 1. Схема измельчения в конусной дробилке.

Внутренний конус, вращающийся подобно коническому маятнику, измельчает мелкие куски материала посредством давления (раздавливания), а крупные-посредством раздавливания и изгиба.

Благодаря использованию изгиба снижается расход энергии на дробление, что является большим достоинством дробилок этого типа; кроме того, при таком способе измельчения получается мало мелкозернистого и пылевидного продукта. Конусные дробилки широко применяют для крупного дробления.

Конусные дробилки с верхней опорой для вертикального вала. Дробилка такого типа (рис. 2) состоит из двух конусов, облицованных плитами из твердой стали. На станине 1 укреплен на фланцах наружный неподвижный конус (корпус) 2 внутренний конус (дробящая головка) 3 укреплен на массивном валу 4 дробилки. Внутренний конус для дробилок небольших размеров изготовляют цельнолитым, а для более мощных дробилок-полым.

Рис. 2. Конусная дробилка с верхней опорой для вертикального вала:
1-станина; 2-наружный неподвижный конус; 3-внутренний конус (Дробящая головка); 4- вал дробилки; 5-загрузочная воронка; 6- опорная втулка; 7-гайка вала; 8-головка корпуса; 9- вкладыш- эксцентрик; 10-коническая зубчатая передача; 11-привод.

Вал дробилки подвешен вверху при помощи закрепленной на его верхнем конце гайки 7, упирающейся в специальную втулку б, которая в свою очередь имеет опорой кольцо с конической или шаровой поверхностью. Непосредственно под внутренним конусом расположен вкладыш- эксцентрик 9, который приводится во вращение через зубчатую передачу 10. Вал установлен в этом вкладыше эксцентрично, и поэтому при вращении ось вала описывает в пространстве коническую поверхность, одновременно поворачиваясь вокруг своей оси вследствие трения о материал. Конус 3 то удаляется от наружного конуса и захватывает материал, то приближается к наружному конусу и, прижимая материал к внутренней поверхности этого конуса, раздавливает куски материала. Поступающий на дробление материал загружается через воронку 5, находящуюся в головке 8 корпуса; куски измельченного материала свободно проходят в нижнюю щель между конусами. Степень измельчения можно регулировать изменением величины щели путем поднятия или опускания вала при помощи гайки 7.

Смазка дробилки происходит автоматически, при помощи специального насоса. В некоторых конструкциях дробящим плитам как наружного, так и внутреннего конуса придают криволинейную форму, соответствующую их естественному износу, что увеличивает срок службы плит и уменьшает забивание шпальта дробилки.

Производительность дробилок этого типа от 0,75 до 3400 т/час при потреблении мощности от 3 до 400 кет.

Конусные дробилки с неподвижным вертикальным валом. Конусные дробилки должны иметь возможно меньшую высоту, так как при этом уменьшается истирание измельчаемого материала, снижается расход энергии на дробление и уменьшаются капитальные и эксплуатационные затраты. В дробилке, изображенной на рис. 3, вертикальный вал 1 укреплен неподвижно, а внутренний конус 3 описывает при вращении не коническую, а цилиндрическую поверхность.

Рис. 3. Конусная дробилка с неподвижным вертикальным валом:
1-неподвижный вал; 2-эксцентриковая втулка; 3-внутренний конус.

Такая конструкция является более устойчивой и прочной, так как общая высота машины уменьшается примерно на 40%.

Дробилка этого типа! отличается более высокой производительностью и экономичностью, чем конусная дробилка с вращающимся вертикальным валом, так как внутренний конус оказывает сразу полное давление на измельчаемый материал и удельное давление на поверхность эксцентрика невелико.

Конусные дробилки с консольно расположенным вертикальным валом. Дробилка такого типа (рис. 4) отличается от конусной дробилки с верхней опорой для вала тем, что ее подвижной конус имеет пологую форму, а зев представляет собой узкий наклонный канал, в котором материал движется главным образом под действием центробежной силы инерции, в то время как в описанных выше дробилках материал движется только7 под влиянием силы тяжести. В конусной дробилке с консольным расположением вала можно получить большую степень измельчения материала (примерно до 30) вследствие значительной разности диаметров входного и выходного отверстий.

Рис. 4. Конусная дробилка с консольным расположением вертикального вала:
1 - станина; 2-неподвижный конус; 3-подвижный конус; 4- вал дробилки; 5-распределительная тарелка; б-броневые плиты; 7-предохранительное устройство (стяжные болты с пружинами); 8- вкладыш-эксцентрик; 9- коническая зубчатая передача; 10-привод.

Для пропуска случайно попавших в дробилку кусков металла служит пружинное предохранительное устройство, удерживающее неподвижный конус дробилки.

Эти дробилки применяют преимущественно для среднего дробления, причем их проиозводительность достигает 280 т/час.

Сравнительная оценка конусных дробилок. Конусные дробилки по сравнению со щековыми имеют следующие преимущества:

1. меньший расход энергии на измельчение материала;
2. большая производительность;
3. равномерная работа, вследствие чего устраняется необходимость установки маховика и специальных регулирующих приспособлений, а также упрощается фундамент;
4. более удобная загрузка материала.

Недостатками конусных дробилок являются:

1. сложность конструкции;
2. трудность регулирования ширины шпальта;
3. непригодность для дробления вязких материалов, которые могут легко забивать рабочее пространство дробилки;
4. недостаточно благоприятные условия для втягивания измельчаемых кусков материала;
5. сложность обслуживания.

Поэтому конусные дробилки рационально применять главным образом тогда, когда требуется очень высокая производительность. Одна конусная дробилка может заменить несколько щековых.

Дисковые дробилки. В дисковых дробилках измельчение материала происходит между двумя вогнутыми дисками, укрепленными на горизонтальном валу. При помощи специального эксцентрикового устройства внутренний диск то приближается к вращающемуся наружному диску, то удаляется от него. В период сближения дисков происходит дробление, а в период удаления их друг от друга-разгрузка материала.

Дисковые дробилки в химической промышленности не получили распространения.

---

А.Г. Касаткин
Основные процессы и аппараты химической технологии
(Глава XVIII. Измельчение, грохочение и дозирование твердых тел / Крупное (предварительное) дробление)