РОТОРНАЯ ВЕРТИКАЛЬНАЯ МЕЛЬНИЦА Российский патент 1995 года по МПК B02C13/14 

Изобретение относится к горнорудной промышленности. Оно может быть использовано для измельчения, дезинтеграции и классификации руд алмазосодержащих, черных и цветных металлов, неметаллических полезных ископаемых и других материалов путем истирания, раздавливания и сегрегации как мокрым, так и сухим способами. Изобретение может быть использовано для обогащения руд, где получаемый концентрат содержит тяжелую фракцию.

Известна истирающая мельница [1] содержащая два концентрично расположенных вертикальных цилиндра, пространство между которыми заполнено мелющими телами, вал и электропривод, где внутренний цилиндр заполнен мелющими телами и расположен с зазором по отношению к днищу внешнего цилиндра.

Недостатками истирающей мельницы являются необходимость применения мелющих тел и увеличенные в связи с этим габариты ее, сложность конструкции, вызванная необходимостью загрузки материала во внутренний цилиндр и консольным его закреплением.

Известна коллоидная мельница [2] содержащая вертикальный корпус с внутренней конической поверхностью, примыкающую к нижней части корпуса торцовую крышку, размещенный в корпусе ротор в виде конуса, имеющий в нижней части цилиндрическую поверхность и расположенные на рабочей поверхности ротора съемные зубчатые элементы, где ротор снабжен кольцевыми рядами ударных элементов в виде бил, закрепленными на его цилиндрической и торцовой поверхностях, торцовая крышка снабжена кольцевыми рядами контрударных элементов, а центральная часть крышки выполнена в форме усеченного конуса с аксиальными отверстиями для вывода готового продукта.

Недостатками данной коллоидной мельницы являются:
наличие ротора в виде конуса, который увеличивает габариты мельницы и требует передачи на него большего крутящего момента в связи с увеличением диаметра точек контакта съемных зубчатых элементов с измельчаемым материалом при перемещении его вдоль образующей конуса ротора;
измельчение материала за счет непосредственного воздействия деталей коллоидной мельницы на этот материал, что вызывает повышенный износ мельницы;
возможность заклинивания ротора в связи с невозможностью вывода попавших в мельницу неразрушаемых кусков материала в процессе работы мельницы.

По своей технической сущности наиболее близким к изобретению является устройство для измельчения материалов [3] содержащее станину, камеру измельчения, выполненную составной из кольцевых секций, расположенных концентрично в горизонтальной плоскости с зазорами и снабженных захватами, причем внешняя кольцевая секция совместно с внутренней выполнена с возможностью вращательного движения относительно средней и снабжена подвижными плавающими элементами, выполненным с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль радиуса вращения.

Недостатком устройства для измельчения материалов является сложность конструкции, обусловленная наличием большого количества подвижных деталей, расположенных в зоне контакта с измельчаемым материалом, что вызывает их повышенный износ и возможность заклинивания, затрудненный и несосредоточенный вывод измельченного материала и недостаточное сжатие слоев материала, происходящее за счет центробежных сил.

Указанные в аналогах и прототипе недостатки устраняются в предлагаемой в качестве изобретения мельнице роторной вертикальной, содержащей станину, камеру измельчения, образованную расположенными вертикально корпусом с ребрами и цилиндрическим ротором с ребрами, привод, расположенный сверху, где ротор с ребрами посредством универсального шарнира подвешен на приводе, а корпус с ребрами имеет дно со сферической поверхностью радиусом, равным расстоянию от дна до оси универсального шарнира, и разгрузочным отверстием по оси.

Кроме того, ребра ротора имеют форму гребенки.

На фиг. 1 показана мельница роторная вертикальная в вертикальном разрезе по оси; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Мельница роторная вертикальная состоит из станины 1, камеры 2 измельчения, образованной расположенными вертикально корпусом 3 с ребрами 4 и цилиндрическим ротором 5 с ребрами 6, расположенными сверху привода 7. Корпус 3 имеет дно 8 со сферической поверхностью 9 и расположенным по оси отверстием 10, загрузочную воронку 11 и перепускное отверстие 12. Ротор 5 подвешен на приводе 7 посредством универсального шарнира 13 с образованием заданной величины зазора между ним и сферической поверхностью 9 дна 8 корпуса 3. Для исключения заклинивания ротора 5, минимальный размер между ребрами 4 и 6 при их противостоянии и соосности корпуса 3 и ротора 5 равен максимальному размеру куска загружаемого материала, а ротор 5 имеет возможность совершать круговое маятниковое движение за счет универсального шарнира 13. Кроме того, применение универсального шарнира позволяет уменьшить радиальную нагрузку на опоре привода и создать возможность избирательного измельчения. Сферическая поверхность 9 дна 8 обеспечивает постоянство зазора при качании ротора 5.

Придание ребру 6 ротора 5 формы гребенки позволяет увеличить площадь трущихся слоев материала, уменьшить проскальзывание ротора 5 с ребрами 6 относительно материала, что повышает эффективность измельчения, дезинтеграции, уменьшает износ ребер 5.

Мельница роторная вертикальная может работать в режиме измельчения, дезинтеграции и классификации, обогащения.

Работа мельницы роторной вертикальной в режиме измельчения происходит следующим образом.

Зазор 14 устанавливается равным размеру получаемого класса крупности. Затем ротор 5 с ребрами 6 приводится во вращение и измельчаемый материал подается в камеру 2 измельчения. По мере заполнения камеры 2 измельчения слой материала, прилегающий к ротору 5, увлекается ребрами 6 в движение относительно слоя материала, прилегающего к внутренней поверхности корпуса 3 и удерживаемого от перемещения ребрами 4. На границе относительного движения слоев материала происходит линейное и вращательное движение одних кусков и частиц материала относительно других, а также сжатие слоев материала между ребрами 4 корпуса 3 и ребрами 6 ротора 5, что вызывает разрушение этих кусков и частиц при переходе за предел прочности нормальных и касательных напряжений, возникающих в измельчаемом материале. В процессе перемешивания материала в камере 2 измельчения происходит его сегрегация и мелкие классы крупности, как имеющиеся в измельчаемом материале, так и вновь образованные, перемещаются вниз к зазору 14 и при достижении размера меньше величины этого зазора разгружаются через него и отверстие 10. Загрузка измельчаемого материала производится до уровня, находящегося ниже уровня перепускного отверстия 12.

При обработке россыпных руд мельница роторная вертикальная работает в режиме дезинтеграции и классификации. Работа мельницы роторной вертикальной в режиме дезинтеграции и классификации отличается от работы в режиме измельчения тем, что величина зазора 14 равна размеру граничного класса крупности, по которому разделяется материал, а загрузка материала производится выше уровня перепускного отверстия 12. При вращении ротора 5 с ребрами происходит разделение материала, его отмывка. За счет подпора загружаемым материалом и его сегрегации образуются два потока дезинтегрированного материала. Один поток материала крупностью меньше величины зазора 14 разгружается через этот зазор и отверстие 10 вниз, а второй поток материала крупностью больше величины зазора 14 идет вверх и разгружается через перепускное отверстие 12. Производительность мельницы роторной вертикальной определяется степенью дезинтегрированности материала на выходе.

Работа мельницы роторной вертикальной в режиме обогащения происходит следующим образом,
Зазор 14 устанавливается равным величине максимальной крупности материала, выводимого в шламы. Загрузка материала производится ниже уровня перепускного отверстия 12 для коренного материала и выше для россыпного.

При обработке коренного материала происходит в первую очередь измельчение легких фракций и вывод их в виде шламов через зазор 14. После обработки некоторого количества материала накопленная в камере 2 измельчения тяжелая фракция разгружается при снятом быстросъемном дне 8.

При обработке россыпного материала происходит его дезинтеграция и сегрегация. Частицы материала более тяжелые и мелкие скапливаются в нижней части камеры 2 измельчения, а частицы более крупные и легкие скапливаются в верхней части камеры 2 измельчения, откуда за счет подпора загруженным материалом разгружаются через перепускное отверстие 12. Шламы выводятся через зазоры 14. Тяжелая фракция накапливается в нижней части камеры 2 измельчения. Периодическая разгрузка тяжелой фракции осуществляется так же, как и при обработке коренных материалов.

При попадании в камеру 2 измельчения неразрушаемых предметов крупностью, равной максимальному размеру куска загружаемого материала, они остаются в камере 2 измельчения или выводятся через перепускное отверстие 12 без заклинивания ротора 5.

Предлагаемая мельница роторная вертикальная проста по конструкции и надежна в эксплуатации.

Использование: для измельчения, дезинтеграции и классификации руд алмазосодержащих, черных и цветных металлов, неметаллических полезных ископаемых и других металлов путем истирания, раздавливания и сегрегации мокрым и сухим способами, а также для обогащения руд, где получаемый концентрат содержит тяжелую фракцию. Сущность изобретения: цилиндрический ротор с ребрами, образующий вместе с корпусом с ребрами камеру измельчения, расположенную вертикально, подвешен на приводе посредством универсального шарнира, а дно корпуса имеет сферическую поверхность, выполненную с радиусом, равным расстоянию от дна до оси универсального шарнира, при этом ребра ротора могут быть выполнены в форме гребенки. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. РОТОРНАЯ ВЕРТИКАЛЬНАЯ МЕЛЬНИЦА, содержащая станину, камеру измельчения, образованную расположенными вертикально корпусом с ребрами и цилиндрическим ротором с ребрами, разгрузочное и выгрузочное отверстия и привод, расположенный сверху, отличающаяся тем, что ротор посредством универсального шарнира подвешен на приводе, а поверхность дна корпуса выполнена сферической с радиусом, равным расстоянию от дна шарнира до дна оси шарнира, при этом по оси корпуса выполнено дополнительное разгрузочное отверстие. 2. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что ребра ротора выполнены в виде гребенки.