Nei frantoi a cono lo schiacciamento dei pezzi di materiale avviene attraverso la continua pressione di un cono tronco verticale che ruota in modo eccentrico all'interno di un altro cono vuoto. La superficie interna di entrambi i coni può essere sia liscia che a nervature.
I pezzi di materiale, cadendo nell’imbuto, che è lo spazio di lavoro della macchina a cono, vengono schiacciati tra la superficie interna del cono vuoto (esterno) e la superficie interna del cono tronco verticale (interno).
Il cono interno della macchina, girando come un pendolo conico, macina i piccoli pezzi di materiale tramite schiacciamento e i pezzi di grandi dimensioni tramite schiacciamento e curvatura.
È proprio grazie all'uso della curvatura che il consumo di energia per la macinazione viene notevolmente ridotto, cosa che costituisce uno dei principali vantaggi dei frantoi a cono. Inoltre, con questo metodo di frantumazione si forma una piccola quantità di prodotto polverizzato e a grana fine. I frantoi di questo tipo oggi sono ampiamente utilizzati per la pre-frantumazione di materiali diversi.
Principio generale di funzionamento
Il cono fisso del corpo del frantoio è dotato di cono di frantumazione che ruota all’interno di esso. Portato ad un movimento eccentrico, questo cono inizia a eseguire movimenti oscillatori, cambiando così la differenza dell’interspazio tra il cono stesso e il corpo macchina.
Il materiale di frantumazione che viene fornito al frantoio, entra nello spazio tra il corpo e il cono e con il restringimento dello spazio tra i due inizia a frantumarsi a causa della compressione e della forza di attrito. Il versamento del prodotto fine avviene durante l'ingrandimento dello spazio tra il corpo e il cono, con ciò i pezzi grandi di materiale scivolano in basso nell’interspazio e vengono schiacciati in pezzi più piccoli nel successivo riavvicinamento del cono con il corpo.
Il frantoio a cono con sostegno superiore per l'asse verticale è costituito da due coni (esterno e interno), dotati di piastre realizzate in acciaio duro ed estremamente resistente all'usura. Il cono fisso esterno (corpo) è consolidato su un solido basamento a flange colato o saldato, mentre il cono interno (testina di macinazione) è consolidato all'albero della macchina. La testina di macinazione per i frantoi di piccole dimensioni viene fatta a fusione in un solo pezzo, mentre per le unità di grandi dimensioni viene fatta cava.
L’asse della macchina è appeso in modo snodabile al supporto con l’aiuto di un dado, fissato sulla sua parte superiore, la quale poggia su un manicotto di supporto. Il cono interno è posto sul cuscinetto-camma che si trova direttamente sotto di lui, il quale ruota tramite ad una trasmissione ad ingranaggi. La parte inferiore dell'albero è installata su questa cuscinetto-camma in modo eccentrico, cioè in modo non centrato, perciò il suo asse durante la rotazione è come se descrivesse nello spazio una superficie conica. Durante il funzionamento della macchina, la testa di frantumazione costantemente o si allontana dal cono fisso esterno, intrappolando con questo il materiale, o gli si avvicina, pressando e allo stesso tempo schiacciando quegli stessi pezzi di materiale. Il materiale entra nel frantoio attraverso la tramoggia di carico che si trova sulla testina del corpo; poi, già in condizione macinata, il materiale passa liberamente tra i due coni e arriva all’apertura inferiore. Abbassando e alzando l’albero del frantoio, con l'aiuto del dado, è possibile modificare la grandezza dell’apertura e, di conseguenza, anche il grado di macinazione.
Per la lubrificazione del frantoio a cono, che avviene in modo automatico, è prevista una speciale pompa. In alcune macchine viene data appositamente una forma curva ai piatti di frantumazione del cono interno ed esterno, forma che si adatta di più alla loro naturale usura. Questo permette non solo di aumentare il periodo di utilizzo di questi piatti, ma riduce anche notevolmente l'intasamento del foro di uscita del frantoio.
Il rendimento dei frantoi a cono con il supporto superiore per l’albero verticale di solito va dalle 0,75 fino alle 4,5 migliaia di tonnellate all'ora, mentre il fabbisogno energetico varia dai 3 ai 400 kilowatt.
Tra i vantaggi di tutti i tipi di frantoi a cono, di norma, vengono riconosciuti l’alto rendimento e un lavoro regolare. Tra gli svantaggi (rispetto ai frantoi a ganasce) troviamo la complessità e l'elevato costo di costruzione, le grandi dimensioni (altezza), la difficile manutenzione.
Il corpo del frantoio a fungo ha la forma di un cono che si espande da un lato con il cono devesso della testina di frantumazione. La loro pareti in determinate parti sono parallele e formano una stretta fessura. Il corpo e il basamento sono collegati da una serie di molle che si trovano lungo il perimetro del corpo. Il piatto, da cui vengono gettati i pezzi di materiale, è fissato all'estremità superiore dell'albero. Il grado di triturazione del materiale di macinazione viene regolato mediante una modifica del profilo delle piastre o della posizione del corpo.
Questi dispositivi sono progettati per una frantumazione media. Una delle caratteristiche principali di questo dispositivo è la dimensione della fessura di carico.
Il frantoio a cono con albero verticale fisso ha un albero verticale, che è fissato in modo immobile. Il cono interno di una macchina di questo tipo, durante la rotazione, non descrive una superficie conica, come nel frantoio precedente, ma cilindrica. Tale struttura è considerata più stabile e robusta grazie al fatto che l'altezza totale di questo frantoio si riduce di circa il 40%.
I frantoi a cono con albero verticale fisso, a differenza delle macchine con albero verticale rotante, hanno prestazioni migliori e sono più economiche in quanto il loro cono interno fa subito pressione a pieno sul materiale e la pressione specifica sull’eccentrico in questo tipo di macchina è bassa.
Ancora un altro tipo: il frantoio a cono con albero verticale posizionato a sbalzo. Esso possiede alcune differenze rispetto al frantoio con supporto superiore per l'albero. Il cono mobile di questa macchina è fatto a forma piatta, mentre per il foro d'ingresso l’apertura ha una forma stretta e inclinata. In questo canale il materiale si muove principalmente per effetto di forze centrifughe d’inerzia, quando invece nelle macchine sopra descritte si muove solo ed esclusivamente grazie all'azione della forza di gravità. Il frantoio a cono con albero verticale posizionato a sbalzo ha un vantaggio importante rispetto alle altre macchine: con esso si è in grado di raggiungere un grado maggiore (fino al 30 per cento) di macinazione del materiale grazie alla abbastanza evidente differenza di dimensioni tra il foro d’ingresso e quello di uscita.
Questo tipo di frantoio è dotato di un dispositivo di sicurezza a molla che protegge la macchina da improvvise rotture in seguito ad un colpo accidentale causato dalla caduta di un pezzo metallico nell’apparecchio.
Questi frantoi si distinguono per il rendimento abbastanza alto che può raggiungere le 300 tonnellate all'ora e sono utilizzati principalmente per la frantumazione media di diversi tipi di materiali.
I frantoi a cono rispetto a quelli a ganasce hanno una serie di vantaggi:
Tuttavia, i frantoi a cono non sono privi di difetti, tra cui possono essere attribuiti:
Differente attrezzatura
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