ШАРОВАЯ МЕЛЬНИЦА Российский патент 2000 года по МПК B02C17/04 

Изобретение относится к устройствам для измельчения, а именно к шаровым мельницам.

Наиболее близким изобретением по технической сущности является шаровая мельница, имеющая по существу горизонтальную ось вращения и содержащая барабан, поддерживаемый двумя цапфами, имеющими ту же самую ось вращения и расположенными на соответствующих концах барабана, при этом необработанный уголь транспортируется, по существу, вертикальным рабочим трубопроводом в область цилиндра, имеющего ту же самую ось вращения и размещенного внутри каждой цапфы таким образом, что он выходит в барабан, пространство, расположенное между каждой цапфой и ее цилиндром, соединено с выпускным трубопроводом измельченного угля через сепаратор /1/.

Этот тип мельниц имеет следующие недостатки.

Как оказалось, небольшие количества вспомогательного воздуха не могут обеспечить эффективную предварительную сушку угля, при этом расход воздуха низкий, когда мельница работает с полной нагрузкой.

Падение необработанного угля на лопасти упругого шнека вызывает резкое повышение износа лопастей. Этот износ ускоряется измельченным углем, смешивающимся с воздухом, проходящим через зазор между цапфой и шнеком.

Следовательно, зазор служит как для подачи угля в барабан, так и для извлечения или экстрагирования измельченного угля для подачи в сепаратор. Эти два потока вещества в противоположных направлениях создают турбулентность и его течение нарушается, вследствие чего увеличиваются потери напора и происходит слабое распределение воздуха и измельченного угля внутри сепаратора.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы шаровой мельницы.

Указанная задача достигается тем, что в шаровой мельнице, имеющей по существу горизонтальную ось вращения и содержащей барабан, поддерживаемый двумя цапфами, имеющими ту же самую ось вращения и расположенными на соответствующих концах барабана, при этом необработанный уголь транспортируется, по существу, вертикальным рабочим трубопроводом, в область цилиндра, имеющего ту же самую ось вращения и размещенного внутри каждой цапфы таким образом, что он входит в барабан, пространство, расположенное между каждой цапфой и ее цилиндром, соединено с выпускным трубопроводом измельченного угля через сепаратор, направляющий элемент для необработанного угля размещен под рабочим трубопроводом для обеспечения транспортировки угля самотеком в полость цилиндра, на внутренней стороне которого размещен жесткий Архимедов винт, на рабочем трубопроводе предусмотрено устройство или патрубок подачи основного воздуха, размещенное выше по потоку от сепаратора, причем весь основной воздух направляется внутрь цилиндра.

Подача основного воздуха через цилиндр обеспечивает возможность центральной подачи воздуха в барабан вдоль его оси вращения и гарантирует оптимальный эффект вследствие этого.

Также можно легко регулировать подачу основного воздуха, при этом расход воздуха служит для определения количества измельченного угля, выпускаемого из мельницы.

Жесткий Архимедов винт, размещенный в цилиндре, менее ломкий по конструкции, чем известный упругий винт или шнек, и не подвержен износу из-за падающего угля.

Поток основного воздуха обеспечивает эффективную предварительную сушку необработанного угля при любой нагрузке мельницы.

Подача необработанного угля и извлечение измельченного угля осуществляются двумя различными путями. Это гарантирует, что измельченный уголь хорошо течет вдоль цапфы.

Для подачи дополнительного воздуха сепаратор может иметь патрубок подачи дополнительного воздуха и/или выпускной трубопровод может иметь патрубок подачи дополнительного воздуха.

Поэтому можно распределять дополнительный воздух между сепаратором и выпускным трубопроводом измельченного угля таким образом, чтобы обеспечить эффективное регулирование в течение всего времени.

Подача дополнительного воздуха, предпочтительно, является регулируемой.

Это дает возможность осуществить динамическое регулирование скорости подачи угля и обеспечить хорошее регулирование мощности бойлера, который загружается из выпускного трубопровода измельченного угля.

Преимущественно, направляющий элемент выполнен в виде размещенного под углом кожуха, соединенного на его нижнем конце с одним концом цилиндра, нижний конец трубопровода для подачи необработанного угля расположен над кожухом.

Предпочтительно, сепаратор имеет два коаксиальных трубчатых участка у вертикальной оси, наружный, первый трубчатый участок, соединенный с цапфой посредством наклонного кожуха, и внутренний второй трубчатый участок, внутри которого размещен нижний конец рабочего трубопровода и который соединен его нижним концом с верхним концом направляющего элемента, первый участок продлен и соединен с выпускным трубопроводом, и при этом из пространства между двумя трубчатыми участками предусмотрено, по крайней мере, одно отверстие, направленное внутрь второго участка.

На фиг. 1 изображено продольное сечение шаровой мельницы.

На фиг. 2 - то же (вариант).

Как видно из фиг. 1, шаровая мельница содержит, по крайней мере, одно питающее устройство 10 для загрузки шаровой мельницы, обозначенной общей позицией 20, углем.

Питающее устройство 10 содержит накопительный бункер 1, из которого уголь 2 забирается и подается посредством цепного конвейера 3, размещенного в ящике 4 и приводимого в движение мотором 5, в первый конец, по существу, вертикального рабочего трубопровода 6.

Мельница 20 содержит барабан, имеющий, по существу, горизонтальную ось вращения и включающий цилиндрический центральный участок 11, оканчивающийся двумя коническими участками 12 и 13, имеющими соответствующие цапфы 14 и 15, размещенные вокруг той же самой оси вращения и закрепленные к коническим участкам для поддержания барабана. Цапфы размещены на двух соответствующих опорах 16 и 17. Мельница вращается посредством зубчатого кольца или обода 18, которое взаимодействует с шестерней (не показана), приводимой в движение мотором и зубчатой передачей (не показана). В мельнице предусмотрены шары 27, например стальные шары.

Установка является симметричной, и оборудование и приспособления установлены также симметрично на каждом конце барабана, при этом каждое приспособление содержит, по существу, вертикальный рабочий трубопровод 6, 6¹ для подачи необработанного угля. Поэтому, описание далее относится только к оборудованию на одном конце.

Необработанный сырой уголь подается через рабочий трубопровод 6. Этот рабочий трубопровод 6 имеет патрубок для подачи основного воздуха 30. У нижнего конца рабочего трубопровода 6 необработанный уголь падает на направляющий элемент 31, который может быть выполнен в виде наклонной пластины, закрепленной внутри неподвижной трубы 41, устье которой открыто в цилиндр 32, имеющий ту же ось вращения, что и барабан, и обращенный в сторону нижнего конца рабочего трубопровода 6, при этом выполненное в трубе 41 радиальное отверстие обеспечивает возможность необработанному углю из рабочего трубопровода 6 падать через него на пластину 31. Пластина 31 направляет необработанный уголь самотеком в цилиндр 32, расположенный внутри цапфы 15, при этом на внутренней поверхности цилиндра расположен жесткий Архимедов винт, ведущий в полость барабана. Цилиндр 32 закреплен к барабану, например, посредством кронштейнов и вращается вместе с ним, имея ту же ось вращения, что и барабан. Рабочий трубопровод 6 проходит через сепаратор, и вследствие этого весь основной воздух вместе с необработанным углем направляется в цилиндр 32 посредством имеющей подходящую форму наклонной пластины 31, при этом конический элемент 34 на нижнем конце рабочего трубопровода 6 предотвращает подъем воздуха у этой точки. Конический элемент выполняет еще и другую функцию, которая будет описана ниже.

После размалывания необработанного угля в барабане полученный измельченный уголь удаляется через зазор или пространство 35, существующее между цапфой 15 и цилиндром 32 и соединенное через сепаратор 33 с выпускным трубопроводом 36.

С этой целью сепаратор 33 имеет два коаксиальных конических трубчатых участка вокруг вертикальной оси, наружный первый участок 33A, соединенный c цапфой 15, и внутренний второй участок 33B, внутри которого расположен рабочий трубопровод 6 и который сам соединен с выпускным трубопроводом 36.

Измельченный уголь поэтому поднимается в пространство между вторым участком 33B и трубопроводом 6 через отверстия 33C перед тем, как его извлекают или удаляют через выпускной трубопровод 36.

Проходя через отверстия 33A, измельченный уголь следует по зигзагообразной траектории, и большая часть его частиц падает на дно второго участка 33B, нижний конец которого выходит в радиальное отверстие, выполненное в стенке трубы 41, вследствие чего большее количество частиц рециркулируется вместе c необработанным углем, при этом конический элемент 34 обеспечивает возможность пропускания их в направлении наклонной пластины 31.

Могут быть предусмотрены два устройства или патрубка для подачи дополнительного воздуха:
первое устройство подачи 37 в сепараторе 33, расположенное у входа в последний и регулируемое устройством 37A, и
второе устройство подачи 38, расположенное ниже по потоку на выпускном трубопроводе 38 и регулируемое устройством 38A.

Могут быть предусмотрены оба эти устройства подачи или может оказаться необходимым предусмотреть только одно из них.

На фиг. 2 изображен второй вариант изобретения. В этом варианте направляющий элемент 31 состоит из наклонного кожуха, верхний конец которого соединен с нижним выпускным отверстием второго трубчатого участка 33B сепаратора и нижний конец которого соединен с впуском цилиндра 32 посредством вращающегося соединения. Нижний конец рабочего трубопровода для подачи необработанного угля 6 расположен над кожухом 31.

Вход второго трубчатого участка 33A сепаратора 33 соединен непосредственно с цапфой 15 посредством наружного наклонного кожуха 40 и вращающегося соединения.

Над вторым участком 33B образовано кольцевое отверстие 33С, и первый участок 33A удлиняется трубой, коаксиальной рабочему трубопроводу 6 и открытой в выпускной трубопровод 36.

В результате необработанный уголь падает в кожух 31 и скользит в цилиндр 32, в котором посредством внутреннего шнека он транспортируется в барабан. Основной воздух подается в барабан вдоль того же пути. Измельченный уголь удаляется через пространство 35 между цапфой 15 и цилиндром 32 вдоль пространства между двумя кожухами 31 и 40, между двумя трубчатыми участками сепаратора 33 и затем по зигзагообразной траектории, образованной отверстием 33C и продолжением первого участка 33A сепаратора 33.

Этот вариант имеет преимущество в обеспечении полной герметизации и уплотнения между пространством загрузки необработанного угля и пространством, через которое измельченный уголь удаляется.

Источник информации
FR 2721711 A1, 29.12.1995.

Шаровая мельница имеет горизонтальную ось вращения и содержит барабан, поддерживаемый двумя цапфами, имеющими ту же самую ось вращения и расположенными на соответствующих концах барабана. Цилиндр соосно размещен внутри каждой цапфы таким образом, что он открыт в барабан, причем пространство, лежащее между каждой цапфой и ее цилиндром, соединено с выпускным через сепаратор. Направляющий элемент расположен под рабочим трубопроводом. Цилиндр имеет на своей внутренней поверхности жесткий Архимедов винт, при этом на рабочем трубопроводе предусмотрено устройство подачи основного воздуха, расположенное выше по потоку от сепаратора, а весь воздух направляется внутрь цилиндра. Изобретение позволяет повысить эффективность работы шаровой мельницы. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Шаровая мельница, имеющая, по существу, горизонтальную ось вращения и содержащая барабан, поддерживаемый двумя цапфами, имеющими ту же самую ось вращения и расположенными на соответствующих концах барабана, при этом необработанный уголь транспортируется, по существу, вертикальным рабочим трубопроводом в область цилиндра, имеющего ту же самую ось вращения и размещенного внутри каждой цапфы таким образом, что он выходит в барабан, пространство, расположенное между каждой цапфой и ее цилиндром, соединено с выпускным трубопроводом измельченного угля через сепаратор, отличающаяся тем, что направляющий элемент для необработанного угля размещен под рабочим трубопроводом для обеспечения транспортировки угля самотеком в полость цилиндра, на внутренней поверхности которого размещен жесткий Архимедов винт, на рабочем трубопроводе предусмотрено устройство или патрубок подачи основного воздуха, размещенное выше по потоку от сепаратора, причем весь основной воздух направляется внутрь цилиндра. 2. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что сепаратор имеет устройство подачи дополнительного воздуха. 3. Мельница по п.1 или 2, отличающаяся тем, что выпускной трубопровод имеет устройство подачи дополнительного воздуха. 4. Мельница по п.2 или 3, отличающаяся тем, что подача дополнительного воздуха является регулируемой. 5. Мельница по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что направляющий элемент выполнен в виде расположенного под углом кожуха, нижний конец которого соединен с одним концом цилиндра, причем нижний конец рабочего трубопровода для подачи необработанного угля расположен над кожухом. 6. Мельница по п.5, отличающаяся тем, что сепаратор содержит два коаксиальных трубчатых участка вокруг вертикальной оси, наружный первый трубчатый участок, соединенный с цапфой посредством расположенного под углом кожуха, и внутренний второй трубчатый участок, внутри которого расположен нижний конец рабочего трубопровода и который соединен своим нижним концом с верхним концом направляющего элемента, при этом первый участок продлен и соединен с выпускным трубопроводом, а из пространства между двумя трубчатыми участками предусмотрено, по крайней мере, одно отверстие, направленное внутрь второго участка.