Конструкция дробилок угля

Дробилки — машины, при помощи которых производят дробление (измельчение) горных пород. Дробление может быть осуществлено методами раздавливания, раскалывания, удара или истирания.

Метод раздавливания применяется при крупном и среднем дроблении твердых углей и содержащихся в них пород, раскалывания или удара — для хрупких углей, истирания — при тонком измельчении угля.

Дробилки для крупного дробления

Для крупного дробления углей применяют щековые, конусные, валковые, игольчатые и пиковые дробилки.

Щековые дробилки. Дробящими органами дробилки (рис. 200) являются неподвижная щека, закрепленная в корпусе, и подвижная щека, подвешенная на оси и совершающая вокруг нее качания. Движения щеке передаются от шатунно-рычажного механизма, состоящего из эксцентрикового вала, шатуна и двух распорных плит.

Исходный уголь подается в пространство между щеками. При ходе шатуна вверх угол между распорными плитами увеличивается. Подвижная щека приближается к неподвижной и раздавливает находящийся между ними уголь. При ходе шатуна вниз подвижная щека отходит обратно, дробленый продукт выпадает через щель между щеками, а на его место поступает новая порция угля, и цикл дробления повторяется.

Регулирование размера разгрузочной щели производится путем перемещения опоры правой распорной плиты, а также установки прокладок или клиньев. Во избежание выпадения распорных плит левая плита постоянно прижата к подвижной щеке при помощи тяги, связанной с пружиной. Дробящие щеки и боковые стенки рабочей камеры дробилки облицовываются футеровочными плитами из марганцовистой стали, сменяемыми при износе.

По положению оси подвеса подвижной щеки различают дробилки с верхней осью и наибольшей амплитудой качания у разгрузочного отверстия и с нижней осью и наибольшей амплитудой у загрузочного отверстия.

В некоторых конструкциях щековых дробилок подвижная щека подвешена на эксцентриковом валу (рис. 201), при помощи которого она приводится в движение.

Щеновые дробилки характеризуются шириной и длиной загрузочного отверстия (табл. 143). Степень дробления в этих дробилках составляет от 4 до 6.

Необходимая мощность двигателя подсчитывается по формуле

где а — сопротивление сжатию угля, кГ/см2;

n — скорость вращения эксцентрикового вала, об/мин;

b —длина разгрузочной щели, см;

D — ширина загрузочного отверстия, см;

d — ширина разгрузочной щели, см;

E — модуль упругости угля, кГ/см2.

Конусные дробилки. Дробящими органами конусной дробилки (рис. 202) являются неподвижный конус, облицованный футеровочными плитами, и расположенный внутри него подвижный дробящий конус, насаженный на вертикальный вал. Верхний конец вала шарнирно подвешен на крестовине, а нижний помещен в эксцентрик, вращающийся во втулке. Привод эксцентрика осуществляется при помощи пары конических шестерен. Ось вала при движении описывает коническую поверхность, а дробящий конус совершает круговые движения, последовательно приближаясь и удаляясь от внутренней поверхности неподвижного конуса.

Исходный уголь подается в пространство между конусами и раздавливается дробящим конусом при приближении его к неподвижному конусу. При отходе дробящего конуса между конусами образуется щель, через которую дробленый продукт удаляется из дробилки. Регулирование размера разгрузочной щели производится путем перемещения точки подвеса дробящего конуса.

Техническая характеристика и данные о дроблении в конусных дробилках приведены в табл. 144. 145.

Необходимую мощность двигателя подсчитывают по формуле

производительность конусных дробилок

где о — сопротивление сжатию угля, кГ/см2;

n — скорость вращения эксцентрика, об/мин;

Dн — диаметр нижнего основания дробящего конуса, см;

D — ширина загрузочного отверстия, см;

d — ширина разгрузочной щели, см;

E — модуль упругости угля, кГ/см2;

u — коэффициент разрыхления угля (0,25—0,50);

y — удельный вес угля, кГ/см3;

r — эксцентриситет дробящего конуса, см;

a1, a2 — углы наклона неподвижного и дробящего конусов, град.

Валковые дробилки. Дробящим органом дробилок является пара валков с зубчатой или рифленой поверхностью, вращающихся навстречу друг другу. Уголь подается в пространство между валками и раскалывается или раздавливается ими. В некоторых конструкциях дробилок один из валков заменен неподвижной колосниковой решеткой.

В углехимических лабораториях применяют валковые дробилки с гладкими валками для измельчения лабораторных проб угля.

Одновалковые зубчатые дробилки (рис. 203) состоят из зубчатого валка и колосниковой решетки, смонтированной на станине. Валок собирается из сегментов с зубьями из марганцовистой стали, которые укрепляются на двух боковых дисках, насаженных на вращающийся вал. Привод валка осуществляется от электродвигателя при помощи ременной и зубчатой передач.

Исходный уголь поступает в пространство между колосниковой решеткой и вращающимся против часовой стрелки зубчатым валком. Захваченные валком крупные куски угля придавливаются к решетке и раскалываются или раздавливаются его зубьями. Дробленый продукт просеивается через решетку. При попадании в дробилку твердых посторонних предметов решетка отходит, растягивая связанную с ней пружину, и предмет выпадает из дробилки.

Двухвалковая зубчатая дробилка (рис. 204) состоит из двух валков, насаженных на валы, станины, зубчатых передач и приводного шкива. Вал одного из валков установлен в скользящих подшипниках. При попадании в дробилку твердых предметов пружины предохранительного устройства сжимаются, валок отодвигается и пропускает предмет в образовавшуюся щель между валками. После этого пружины возвращают подвижной валок на прежнее место. Основной рабочей деталью дробилок являются зубчатые бандажи, выполняемые обычно в виде сегментов (рис. 205), изготовляемых из марганцовистой стали с закалкой. Для увеличения срока службы зубья часто наплавляют сталинитом.

Крупность дробленого продукта в зубчатых дробилках регулируется установкой соответствующих сегментов с зубьями и изменением зазора между валками. Степень дробления составляет от 4 до 6. Техническая характеристика дробилок и данные о работе их приведены в табл. 146, 147.

Двухвалковые дробилки с рифлеными валками применяют для крупного дробления на обогатительных фабриках и для среднего дробления и измельчения на угольных брикетных фабриках. Эти дробилки отличаются от зубчатых дробилок лишь рифленой поверхностью валков. Крупность исходного угля, поступающего на дробление, от < 6 до < 50 мм. Дробленый продукт имеет минимальную крупность < 3 мм. Техническая характеристика дробилок приведена в табл. 148.

Данные о дроблении угля на обогатительных фабриках приведены в табл. 149.

Игольчатые дробилки, применяемые за рубежом, по конструкции похожи на щековые дробилки. Игольчатая дробилка (рис. 206) состоит из подвижной щеки, облицованной футеровочными плитами с насаженными зубьями (иглами) различной длины. Щека установлена на оси и совершает вокруг нее качания. Движение щеке передается от кривошипно-шатунного механизма. Под щекой расположена плита с отверстиями, совершающая качания подобно грохоту. Исходный уголь подается в пространство между щекой и плитой и раскалывается зубьями щеки. В верхней части дробилки длинными зубьями раскалываются наиболее крупные куски угля. Мелкие куски угля раскалываются короткими зубьями в нижней части дробилки. Дробленый уголь продвигается по плите-грохоту и просеивается через имеющиеся в ней отверстия. Производительность игольчатых дробилок при крупности исходного угля 500x500 мм приведена в табл. 150.

Пиковая дробилка (рис. 207) состоит из качающегося коромысла с укрепленными на нем заостренными пиками, приводимого в движение от электродвигателя через клиноременную передачу, коленчатый вал и шатун. Под коромыслом расположен пластинчатый питатель, приводная звездочка которого вращается при помощи шарнирной тяги и храпового механизма. Пластины питателя на участке дробления опираются на пружинные опоры. Исходный уголь подается питателем под коромысло и раскалывается пиками.

Дробилки для среднего дробления и измельчения

Для среднего дробления углей применяют молотковые и двухвалковые дробилки с рифлеными валками (см. дробилки для крупного дробления), для измельчения — дезинтеграторы. Тонкое измельчение угля для приготовления пылевидного топлива, измельчение утяжелителей для тяжелых суспензий производят в шаровых мельницах.

Молотковые дробилки применяют главным образом для дробления промпродукта с целью разделения сростков на уголь и породу.

Молотковая дробилка (рис. 208) состоит из корпуса, облицованного дробящими плитами, внутри которого находится ротор с шарнирно подвешенными к нему молотками, насаженный на вращающийся вал. В нижней части корпуса расположена полукруглая колосниковая решетка.

Исходный уголь подается в пространство между ротором и дробящими плитами. Вращающимися с большой скоростью молотками уголь разбивается на куски, отбрасывается на дробящие плиты и дополнительно измельчается.

Дробленый продукт просыпается через щели колосниковой решетки и удаляется из дробилки.

Привод дробилки осуществляется через ременную передачу или через упругую муфту непосредственно от электродвигателя.

В молотковых дробилках применяют молотки различной формы (рис. 209). Вес молотков от 3,5 до 15 кГ и более. При крупном дроблении ставят тяжелые молотки, но в небольшом количестве, при мелком дроблении, наоборот, — молотки легкого типа в большем количестве.

Износ молотков оказывает существенное влияние на ситовый состав дробленого продукта. При изношенной поверхности молотков значительно увеличивается выход крупных классов в дробленом продукте.

Дробящий эффект молотков зависит от их кинетической энергии:

где G — вес молотка, кГ;

v — окружная скорость молотков, м/сек;

g — ускорение силы тяжести (9,81 м/сек2). Производительность молотковых дробилок определяют по формуле

где k — коэффициент, зависящий от конструкции дробилки и твердости дробимого материала (для угля 0,12—0,22);

L — длина ротора, м;

d — диаметр наружной окружности вращения молотков, м;

n — скорость вращения ротора, об/мин;

i — степень измельчения.

Производительность дробилок значительно снижается при дроблении углей с высокой влажностью, и соответственно увеличивается расход энергии на дробление, поэтому такие угли часто дробятся при снятой колосниковой решетке.

Молотковые дробилки характеризуются наружным диаметром ротора (с молотками) и его длиной. Степень дробления в этих дробилках составляет от 10 до 15 и более. Техническая характеристика и данные о дроблении угля в молотковых дробилках приведены в табл. 151, 152.

Необходимая мощность двигателя подсчитывается по формуле

где i — степень дробления;

Q — производительность дробилки, т/час.

Дезинтеграторы применяют обычно для измельчения угольной шихты, идущей на коксование, и на брикетных фабриках — для измельчения каменноугольного пека. Дезинтегратор (рис. 210) состоит из двух вращающихся в разные стороны роторов, каждый из которых насажен на отдельный вал. На дисках роторов по концентрическим окружностям расположены бичи (пальцы). Роторы входят один в другой таким образом, что концентрические окружности с бичами одного ротора размещаются внутри окружностей бичей другого ротора.

Исходный уголь, подаваемый в середину роторов, попадает между движущимися рядами бичей и измельчается под их ударами.

Степень измельчения зависит от скорости вращения роторов. Техническая характеристика дезинтеграторов приведена в табл. 153.

Мельницы (рис. 211) представляют собой цилиндрические барабаны, облицованные внутри плитами из марганцовистой или хромистой стали. На торцовых стенках барабана имеются пустотелые цапфы, опирающиеся на подшипники. Внутрь барабана загружают стальные или чугунные шары, которые при вращении барабана поднимаются на некоторую высоту и падают, измельчая ударами находящийся здесь материал. Одновременно происходит истирание и частичное раздавливание материала шарами. Исходный уголь загружается в барабан и удаляется из него (при помощи воздуха) через пустотелые цапфы.

При измельчении угля число оборотов барабана принимается в пределах 75—85% от максимально допустимого числа оборотов

где D — внутренний диаметр барабана мельницы, м.

Производительность мельницы

где А — условный коэффициент размолоспособности материала (1—1,4);

G — вес шаров, загружаемых в барабан, т;

n — показатель степени (0,5—0,6). Необходимая мощность двигателя

Техническая характеристика шаровых мельниц приведена в табл. 154.