БАРАБАННАЯ МЕЛЬНИЦА Российский патент 1999 года по МПК B02C17/22 

Изобретение относится к области измельчения твердых веществ и может быть использовано в горно-обогатительной, металлургической и другой перерабатывающей промышленности.

Известна барабанная мельница (а.с. СССР N 272797. МКИ B 02 C 17/02, опубл. 03.06.70), включающая цилиндрический корпус, на внутренней поверхности которого укреплены направляющие, одни из которых выполнены с двусторонними пазами и бортиками, а другие - прерывистыми выступами и выемками; и футеровку, составленную из набора резиновых пластин, установленных в указанных направляющих, причем одна из пластин выполнена с двусторонними параллельными пазами с непрерывными нижними и верхними бортиками и выступами, расположенными в нижней части лобовой поверхности, другая пластина аналогична предыдущей и снабжена дуговыми выемками в нижней части лобовой поверхности, а третья выполнена в виде сектора с двусторонними радиальными боковыми пазами, имеющими в верхней части сплошные, а в нижней - прерывистые бортики.

Недостатком описанной барабанной мельницы является сложность изготовления корпуса мельницы и трудоемкость монтажа футеровочных пластин и секторов, обусловленных высокими требованиями к точности изготовления.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким является барабанная мельница (N 5339 UI, МКИ B 02 C 17/02, опубл. 25.12.97), состоящая из вращающегося корпуса, ограниченного загрузочной и разгрузочной крышками, футеровочных резиновых плит, имеющих кругложелобчатый профиль с утончением сечения в средней части и предназначенных для установки вогнутой поверхностью к внутренней поверхности корпуса барабанной мельницы в продольном его направлении, причем плиты устанавливаются с натягом друг относительно друга и закреплены болтовыми соединениями в один ряд вдоль продольной оси таким образом, что создает симметрично-волновую поверхность мельницы. Торцевые крышки зафутерованы металлическими футеровочными плитами, изготовленными в виде секторов переменной толщины по радиусу.

Эффективность использования указанного технического решения ограничена тем, что торцевая металлическая футеровочная плита из дорогостоящей высоколегированной стали изнашивается значительно интенсивнее резиновой футеровки, установленной по барабану, особенно при измельчении высокоабразивных, например, железных руд, это вызывает необходимость замены всей футеровки мельницы.

Задачей заявляемого технического решения является устранение указанных недостатков.

Поставленная задача решается тем, что барабанная мельница, включающая цилиндрический корпус и футеровку, состоящей из набора однотипных резиновых плит, при этом каждая футеровочная плита установлена с натягом на внутренней поверхности цилиндрического корпуса, а загрузочная и разгрузочная крышки, ограничивающие корпус барабана мельницы, имеют торцевые футеровочные плиты в виде сектора. Каждая торцевая футеровочная плита выполнена из упругого материала, имеет асимметричную волновую форму с образованием в утолщенной части клинообразного гребня, число которых на торцевой крышке равно количеству плит. Плиты установлены друг относительно друга с образованием упругих элементов. Каждая плита сориентирована на торцевых крышках высокой частью клинообразного гребня по ходу вращения мельницы. Широкая часть сектора плиты имеет кругложелобчатый профиль, а узкая часть выполнена плоской. Гребни асимметричной волновой торцевой плиты имеют выступы и клиновидные прорези, направленные под углом к продольной оси плиты и расположенные широкой частью в сторону гребня.

Сущность технического решения иллюстрируется на чертежах, где на фиг. 1 показан фрагмент барабанной мельницы в рабочем состоянии, ее поперечный разрез со схемой расположения на крышке мельницы торцевых плит с продольными футеровочными плитами по периметру барабана; на фиг. 2 - торцевая футеровочная плита со схемой расположения отверстий, поперечный ее разрез широкой части сектора и продольный разрез; на фиг. 3 - схема изменения профиля торцевой плиты при монтаже.

Барабанная мельница (фиг. 1) содержит цилиндрический корпус 1 с футеровочными плитами 2, установленными в продольном направлении по внутренней поверхности барабана. С загрузочной и разгрузочной стороны мельница ограничена торцевыми крышками 3 и 4 с цапфами 5 и 6, внутренняя поверхность крышек зафутерована торцевыми резиновыми плитами 7.

Торцевые футеровочные плиты выполнены в виде сектора (фиг. 2). Размер плит подбирается так, чтобы для каждого типа мельниц торцевые крышки по всей площади были перекрыты кратным количеством плит (вид А-А фиг. 1).

Каждая торцевая плита (вид Б-Б фиг. 2) выполнена двухслойной таким образом, что наружный слой 8 изготовлен из износостойкой резины, а внутренний 9 - армирован каркасом из синтетического корда (либо металлокорда) для придания торцевым плитам дополнительной прочности и упругости, причем в широкой и средней части торцевые плиты изготавливаются кругложелобчатого профиля. Для обеспечения плотного прилегания торцевой футеровочной плиты 7 (фиг. 1) к поверхности крышки 3 и 4 мельницы по линии сопряжения с цапфами 5 и 6 плита в узкой части сектора выполнена с внутренней стороны плоской либо закрепляется на плоскую металлическую пластину. Плиты в широкой части сектора (фиг. 2) имеют дуговые выемки B, выполненные по всей длине широкой части под углом 15^o к вертикальной оси и шириной, равной толщине продольных футеровочных плит 2.

Для крепления торцевой футеровочной плиты (фиг. 2) выполнены отверстия (под углом 15^o к вертикальной оси) ступенчатой формы, причем с наружной выпуклой стороны плиты большего диаметра.

Торцевые футеровочные плиты укладываются на поверхность торцевой крышки вогнутой стороной широкой частью сектора и притягиваются с помощью болтовых соединений. В процессе прижатия кругложелобчатый профиль торцевой плиты деформируется по поверхности торцевой крышки, как показано на фиг. 3, изменяя форму своего первоначального кругложелобчатого профиля, увеличивается по ширине с образованием в рабочем положении плиты упругого элемента P с пустотами за счет упругости кордового слоя футеровки. При этом торцевые плиты в рабочем состоянии боковыми сторонами плотно без зазоров и с усилием прижимаются друг к другу и к поверхности торцевых крышек. Широкая часть сектора торцевой плиты расклинивается по дуговым выемкам B (фиг. 2) футеровочными плитами, установленными в продольном направлении на внутренней поверхности цилиндрического корпуса барабана, узкая часть сектора своей плоской стороной прижимается без зазоров болтовыми соединениями к торцевой крышке мельницы.

В рабочем состоянии торцевая плита принимает форму падающей волны (вид Б-Б фиг. 2) и ориентируется на торцевой крышке высокой частью клинообразного гребня волны по ходу направления вращения мельницы. На фиг. 2 направление вращения мельницы показано по стрелке К. Асимметричный волновой профиль торцевых футеровочных плит обеспечен тем, что высота одной боковой стороны плиты Д больше высоты другой Е, причем Д ≥ 2Е.

Гребень П волнового профиля торцевых футеровочных плит имеет клинообразные прорези 10, чередующиеся с выступами 11. Прорези выполнены под углом 60^o к продольной оси плиты и направлены широкой частью в сторону гребня волны, как показано на фиг. 2. Размер широкой части прорезей 10 соизмерим со средним диаметром мелющих тел в шаровой мельнице. Прорези имеют угол сужения 25 - 30^o.

Техническое устройство работает следующим образом.

На торцевые крышки 3 и 4 барабанной мельницы устанавливаются футеровочные плиты 7 и с помощью болтовых соединений под углом прижимаются к поверхности крышки с натягом друг к другу. По цилиндрическому корпусу 1 барабана укладываются футеровочные плиты 2 в продольном направлении. В местах сопряжения торцевых крышек и цилиндра барабана торцевые плиты 7 расклиниваются продольными футеровочными плитами 2 без образования зазора между ними. Производится загрузка внутримельничного объема шарами и материалом, например, железный рудой. Мельница приводится во вращение в направлении по стрелке K (фиг. 1). При вращении барабана торцевые плиты за счет своего асимметричного волнообразного профиля циклически с шагом, равным высоте клинообразного гребня волны, перемещают крупные фракции рудно-шаровой смеси вдоль оси мельницы от торцевых крышек в зону наиболее эффективного размалывания - цилиндрическую часть мельницы. Величина продольного перемещения материала может регулироваться высотой гребня волны в зависимости от соотношения размеров Д и Е (фиг. 2). Выступы 11 гребни П торцевой плиты выполняют роль лифтеров для рудношаровой смеси, при этом они захватывают шары и крупные куски материала, поднимают их из рудно-шаровой смеси, обеспечивая при этом интенсивное перемешивание материала. В свою очередь клинообразные прорези 10, расположенные на гребне П, перемещают материал и мелющие тела (шары) определенного гранулометрического состава вдоль своей оси, как бы по винтовым линиям, к поверхности цилиндрического корпуса барабана. В результате возникновения двух встречных потоков, образованными выступами и продольными прорезями гребня П, создаются условия непрерывного усреднения всей массы рудно-шаровой смеси по крупности и глубине заполнения мельницы, вследствие чего создаются условия интенсивной дезинтеграции материала.

В процессе измельчения материала в мельнице торцевые резиновые футеровочные плиты 7 значительно снижают ударные динамические нагрузки рудно-шаровой смеси на торцевые крышки барабана - как особо напряженные части мельницы - за счет образования упругих элементов P (фиг. 3) волнообразного профиля торцевых плит. При этом упругие свойства волнообразного профиля торцевых плит усиливают эффект продольного перемещения рудно-шаровой смеси в осевом направлении барабана за счет придания крупным частицам дополнительной кинетической энергии. Кроме того, упругие элементы плит создают встречные пульсирующие, волновые и динамические возмущения жидкой фазы по всему объему заполнения мельницы в осевом направлении. Частота указанных возмущений определяется числом сжатий упругого элемента P при вхождении торцевой плиты в рудно-шаровую массу и упругого возвращения элемента P в исходное положение при выходе из нее, при этом частота пульсаций равна двухкратному количеству торцевых плит, установленных на крышках мельницы с учетом частоты вращения мельницы.

Использование предлагаемого технического решения позволяет снизить стоимость футеровки мельничных систем, продливает срок ее службы и благодаря проявлению встречных циркуляционных и пульсирующих процессов движения рудно-шаровой смеси обеспечивает условия для интенсивной дезинтеграции материала, что в свою очередь повышает производительность мельниц по заданному классу крупности и в целом эффективность процесса измельчения материала.

Изобретение предназначено для увеличения срока службы футеровки. Барабанная мельница состоит из цилиндрического корпуса и футеровки, состоящей из набора однотипных резиновых плит. Загрузочная и разгрузочная крышки барабана мельницы имеют торцевые футеровочные плиты, выполненные из упругого материала в виде сектора. Каждый сектор в рабочем положении имеет асимметричную волновую форму с образованием в утолщенной части плиты клинообразного гребня, число которых на торцевых крышках равно количеству плит. Плиты установлены друг относительно друга с образованием упругих элементов. Каждая плита сориентирована на торцевых крышках высокой частью клинообразного гребня по ходу вращения мельницы. Широкая часть сектора плиты может иметь кругложелобчатый профиль, а узкая часть выполнена плоской. Гребни асимметричной волновой торцевой плиты могут иметь выступы и клиновидные прорези, направленные под углом 60^o к продольной оси торцевой плиты и расположенные широкой частью в сторону гребня. Узкая часть торцевой плиты может быть армирована металлической пластиной, а широкая часть может иметь дуговую выемку по линии сопряжения торцевой крышки с корпусом мельницы и высотой, равной толщине однотипных резиновых плит. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса измельчения твердых веществ. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Барабанная мельница, включающая корпус, футеровку из набора однотипных резиновых плит, установленную с натягом на поверхности цилиндрического корпуса с образованием волновой поверхности, загрузочную и разгрузочную крышки, зафутерованные торцевыми плитами в виде сектора, отличающаяся тем, что каждая торцевая плита из упругого материала имеет асимметричную волновую форму с образованием в утолщенной части клинообразного гребня, число которых равно количеству плит, установленных на торцевых крышках барабана друг относительно друга с образованием упругого элемента и сориентированных высокой частью гребня по ходу вращения мельницы. 2. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что торцевая футеровочная плита в широкой части сектора имеет кругложелобчатый профиль, а узкая часть выполнена плоской. 3. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что по утолщенной части клинообразного гребня асимметричного волнового профиля торцевой футеровочной плиты выполнен ряд клинообразных прорезей, расположенных под углом 60^o к ее продольной оси и направленных широкой частью в сторону гребня. 4. Мельница по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что узкая часть торцевой футеровочной плиты армирована металлической пластиной, а широкая часть сектора имеет дуговую выемку по линии сопряжения торцевой крышки с корпусом мельницы и высотой, равной толщине однотипных резиновых плит.