ТОРЦЕВАЯ ФУТЕРОВКА БАРАБАННОЙ МЕЛЬНИЦЫ Российский патент 2000 года по МПК B02C17/22 

Изобретение относится к области измельчения твердых материалов и может быть использовано в горнорудной, угольной, цементной промышленности.

Известна футеровка торцевых крышек трубной мельницы [1], выполненная из набора плит, каждая из которых на рабочей поверхности имеет ребра, смещенные относительно радиальной оси, при этом ребра на каждой плите выполнены увеличивающимися по высоте в направлении от центра к периферийной части мельницы, причем ребра на смежных плитах смещены под острым углом в противоположные стороны. Смежные ребра на плитах выполнены разновысотными при соотношении их высот, равном 2:1.

Недостатком конструкции указанного технического решения является расположение ребер на смежных торцевых плитах под острым углом в противоположные стороны, которые обеспечивают псевдоподвешенное состояние измельчаемого материала и мелющим телам. Такая конструкция плит предохраняет торцевые крышки мельницы от износа, однако, исключает их участие в увеличении производительности мельничных систем.

По технической сущности и достигаемому результату, наиболее близким решением является барабанная мельница [2], включающая корпус, футеровку из набора однотипных резиновых плит, установленных с натягом на поверхности цилиндрического корпуса с образованием волновой поверхности, загрузочную и разгрузочную крышки, зафутерованные торцевыми плитами в виде сектора. Каждая торцевая плита из упругого материала имеет асимметричную волновую форму с образованием в утолщенной части клинообразного гребня, число которых равно количеству плит. Плиты установлены на торцевых крышках барабана друг относительно друга с образованием упругого элемента и сориентированы высокой частью гребня по ходу вращения мельницы.

Недостатком указанного технического решения является радиальное расположение клинообразного гребня торцевых плит из упругого материала на крышках барабанной мельницы.

Такая конструкция торцевых плит предохраняет крышки и корпус мельниц от разрушения, обеспечивает пульсирующее перемещение материала в эффективную зону его измельчения - цилиндрическую часть мельницы.

Как правило, торцевые крышки мельниц (загрузочные и разгрузочные) изготавливаются конусообразными. Внутренний объем мельничных барабанных систем, образованный этой конусностью не учитывается в расчетах производительности мельниц, а конструкция торцевых броней не обеспечивает возможности измельчения материала в глухих зонах торцевых крышек.

Задачей заявляемого технического решения является повышение производительности барабанных мельниц за счет увеличения эффективной зоны (объема) измельчения твердых материалов.

Поставленная задача решается тем, что торцевая футеровка барабанной мельницы, состоящая из набора секторообразных плит, выполненных из упругого материала асимметричной волновой формы с образованием гребня в утолщенной части, число которых равно количеству плит, установленных друг относительно друга с образованием упругого элемента и сориентированных высокой частью гребня по ходу вращения мельницы, причем торцевые плиты выполнены с фигурными углублениями в гребневой части, изогнуты по осевой и установлены выпуклой частью по ходу вращения мельницы, при этом радиус кривизны боковых сторон плит равен:

где, R_б - внутренний радиус барабана мельницы,
n - количество торцевых плит,
L - размер плит в широкой части сектора.

Линейный размер широкой части фигурных углублений соизмерим с наибольшим диаметром мелющих тел. Торцевые плиты дугообразной формы установлены на плоскую упругую металлическую пластину на всю длину, а центры радиуса кривизны боковых сторон плит находятся на внешнем периметре крышки мельницы с координатой центрального угла

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображена футеровка барабанной мельницы, поперечный разрез (вид А-А), динамика движения мелющих тел; на фиг.2 - торцевая футеровочная плита, поперечный разрез (вид Б-Б) и продольный разрез (вид В-В); на фиг.3 - фрагмент торцевой футеровки (вид Г-Г сбоку фиг. 1).

Торцевая футеровка барабанной мельницы (фиг.1) состоит из набора торцевых плит 1, закрепленных на поверхности торцевой крышки 2 посредством прижимных болтов 3. Торцевые секторообразные плиты 1 своей узкой частью сопряжены с загрузочным патрубком 4 мельницы, а широкая часть плиты располагается по периметру 5 торцевой крышки 2. Размеры торцевых футеровочных плит таковы, что позволяют размещать без зазоров кратное их количество на плоскости торцевых крышек 2. Торцевая крышка 2 изготовлена конусообразной формы, с углом наклона θ в горизонтали с внутримельничным "глухим" объемом МНКП (фиг.1).

Торцевые секторообразные футеровочные плиты 1 (фиг.2) выполнены асимметричной дугообразной формы. Плиты 1 изготовлены из упругого материала, например, износостойкой резины 6, внутренняя ее часть 7 армирована кордом или металлокордом. Первоначально плиты 1 имеют желобчатый профиль и внутренней поверхностью укладываются на металлическую пластину 8, прижимаются посредством специального устройства (не показано) и закрепляются с помощью технологических шпилек 9. В процессе предварительного прижатия наружный упругий слой 6 сжимается в процессе деформаций на пластинах 8 и приобретает дополнительную жесткость и износостойкость. Желобчатый первоначальный профиль плит позволяет сформировать демпфирующий (упругий) элемент 10, который позволяет в процессе измельчения материала значительно снижать динамическое воздействие рудно-шаровой смеси на торцевые крышки 2 мельницы. Асимметричный профиль торцевой плиты в процессе предварительного прижатия формирует дугообразный гребень 11 по всей длине плиты 1. Дугообразный гребень имеет фигурные углубления 12 по всей ширине гребня, причем широкая часть углублений P направлена в сторону вращения мельничной системы. Для плотного сопряжения с футеровкой цилиндрической части барабана мельницы, плиты 1 имеют дуговые выемки (пазы) 13 в широкой части сектора радиусом R_б, учитывающим размер плит по барабану, и располагаются по всему периметру торцевой крышки КП (фиг. 1). Для закрепления и плотного прилегания к торцевым крышкам, футеровочные торцевые плиты 1 имеют технологические отверстия 14, в которые в процессе монтажа устанавливаются прижимные болты 3 и посредством которых плиты 1 плотно, без зазоров прижимаются боковыми поверхностями сопряжения друг с другом и к торцевым крышкам под углом наклона θ к горизонтали. Плотное прилегание плит друг к другу обеспечено упругим материалом и его желобчатой формой.

Геометрические размеры торцевых плит 1 ограничены в широкой части сектора внутренним радиусом барабана мельницы R_б, в узкой части - радиусом R_з загрузочного патрубка мельницы. Широкая часть сектора плиты 1 имеет размер L, который позволяет уложить кратное количество плит по периметру КП торцевой крышки, а узкая часть сектора имеет размер l, который позволяет уложить то же кратное количество плит, но по периметру МН загрузочной части мельницы. Радиус кривизны R_т дугообразной боковой поверхности плиты 1 имеет величину R_т= 2L и определяет кривизну плиты 1 со стороны асимметричной гребневой части ЕС с точкой центра O₁ радиуса кривизны R_т, равным удвоенной величине размера L. Дугообразная сторона ГД торцевой плиты 1 со стороны ее пологой части имеет радиус кривизны R_т, равный 2L, с центром приложения радиуса кривизны в точке O₂. Центральный угол O₁OC = α точки O₁ центра приложения радиуса R_т кривизны торцевой плиты определяется выражением Все точки центров радиуса R_т кривизны плиты O₁, O₂,..., O_n располагаются по периметру КП торцевой крышки мельницы диаметром, равным 2R_б.

Для того или иного типа барабанных мельниц форма торцевых футеровочных плит 1 будет различна. Геометрия барабанных мельниц, размер торцевых крышек определяет величину радиуса кривизны R_т футеровочных плит, при этом где R_б - внутренний радиус барабана мельниц измельчения, n - количество футеровочных плит на торцевых крышках. Как правило, количество футеровочных плит определяется конструкцией торцевых крышек, а именно - креплением плит на крышках.

Техническое устройство работает следующим образом.

В зависимости от того или иного типа барабанных мельниц (диаметра барабана - 2R_б, загрузочного отверстия - 2R_з, угла наклона торцевых крышек θ, количества торцевых плит - n) изготавливается асимметричная дугообразная футеровочная плита 1 из упругого материала с радиусом кривизны боковых сторон, равным R_т. Плита укладывается на металлическую пластину 8 и закрепляется посредством технологических шпилек 9. Футеровочные плиты 1 укладываются на торцевые крышки 2 барабанной мельницы и прижимаются к ней с помощью болтов 3. Благодаря упругости материала, плиты плотно прилегают друг к другу своими боковыми сторонами ГД и СЕ, вследствие одинаковой кривизны боковых сторон, равным R_т. Кратное количество широкой части СД и узкой части ГЕ секторов плит обеспечивают непрерывность сопряжений внешнего периметра КП торцевой футеровки и ее загрузочной части МП. Плиты 1 кратно укладываются гребневой частью 11 в сторону вращения мельницы и широкой частью P фигурных углублений 12 по стрелке на фиг. 1 и 3. Футеровочные плиты по барабану цилиндрического корпуса мельницы укладываются в пазы 13.

Рудно-шаровая смесь РШС заполняет объем мельницы по условной границе (фиг. 1) и при вращении мельницы за счет циклического перемещения шаров измельчает твердый материал. Конструкция торцевой футеровки барабанной мельницы активизирует процесс дезинтеграции твердых материалов в объеме торцевых крышек. За счет подпирающего эффекта рудно-шаровой смеси, расположенной в цилиндрической части барабанной мельницы, шары и куски твердого материала прижимаются к торцевым крышкам. При вращении мельницы дугообразная гребневая часть 11 плит захватывает рудно-шаровую смесь. При этом часть мелющих шаров диаметром D_ш, большим размера фигурных углублений 12 (D_ш ≥ P) перемещается по гребню к цилиндрической поверхности барабана, другая часть шаров, благодаря кривизне R_т гребневой части плиты, от среднего сечения плиты, перемещается со скольжением в зону загрузки материала (поз. 1, фиг. 1). При последующем вращении мельницы (поз.II и III, фиг. 1) шары (D_ш ≥ P), удерживаемые гребневой частью, направляются в загрузочную зону по параболическим траекториям, обеспечивая в ней дробление кусков твердого материала. Мелющие шары, диаметр которых соизмерим с фигурными углублениями 12 (d_ш ≤ P), движутся по пологой части поверхности 6 футеровочных плит 1 до границы нижнего гребня. Под действием подпирающего эффекта всей рудно-шаровой смеси цилиндрической части мельницы, твердый материал подвергается интенсивному измельчению (фиг.3) шарами d_ш в зонах между гребнями 11.

Заявляемое техническое решение позволяет сочетать в одной мельничной системе два процесса: дробление крупнокусковых фракций твердого материала в загрузочной части крупными шарами за счет их движения по дугообразной гребневой поверхности и тонкого измельчения материала за счет фигурных углублений футеровочных плит, - это в свою очередь позволяет повысить производительность барабанных мельниц и, в целом, эффективность процесса измельчения твердых материалов.

Источники информации
1. SU 884732 A, 30.11.1981.

2. RU 2134164 C1, 10.08.1999.

Изобретение предназначено для измельчения твердых материалов. Торцевая футеровка барабанной мельницы состоит из набора секторообразных плит, выполненных из упругого материала асимметричной волновой формы с образованием гребня в утолщенной части, число которых равно количеству плит, установленных друг относительно друга с образованием упругого элемента и сориентированных высокой частью гребня по ходу вращения мельницы. Плиты выполнены с фигурными углублениями в гребневой части, изогнуты по осевой и установлены выпуклой частью по ходу вращения мельницы с определенным радиусом кривизны боковых сторон плит. Изобретение позволяет повысить производительность барабанных мельниц. 3 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. Торцевая футеровка барабанной мельницы, состоящая из набора секторообразных плит, выполненных из упругого материала волновой формы, отличающаяся тем, что плиты выполнены асимметричной формы с образованием гребня в утолщенной части, число которых равно количеству плит, установленных друг относительно друга с образованием упругого элемента и сориентированных высокой частью гребня по ходу вращения мельницы, при этом плиты выполнены с фигурными углублениями в гребневой части, изогнуты по осевой и установлены выпуклой частью по ходу вращения мельницы, при этом радиус кривизны боковых сторон плит равен

где R₆ - внутренний радиус барабана мельницы;
n - количество торцевых плит;
L - размер плит в широкой части сектора. 2. Торцевая футеровка барабанной мельницы по п.1, отличающаяся тем, что линейный размер широкой части фигурных углублений соизмерим с наибольшим диаметром мелющих тел. 3. Торцевая футеровка барабанной мельницы по п.1, отличающаяся тем, что плиты дугообразной формы установлены на упругую металлическую пластину на всю длину. 4. Торцевая футеровка барабанной мельницы по п.1, отличающаяся тем, что центры радиуса кривизны боковых сторон плит находятся на внешнем периметре торцевой крышки мельницы с координатой центрального угла