ТРУБНАЯ МЕЛЬНИЦА Российский патент 2004 года по МПК B02C17/06 

Изобретение относится к оборудованию для тонкого измельчения материалов, в частности к трубным мельницам, оснащенным внутренними классифицирующими устройствами, и может быть использовано в промышленности строительных материалов, в горной, химической и других отраслях промышленности.

Известен аналог заявленного изобретения [1]. Устройство представляет собой барабанную многокамерную мельницу для тонкого измельчения твердых материалов, содержащую разгрузочную решетку, торцовые крышки с цапфами, опорные подшипники, привод, корпус, разделенный межкамерной перегородкой с отверстиями на частично заполненные свободно расположенными мелющими телами, камеру грубого помола и тонкого помола, разделенные цилиндрической перфорированной вставкой на два концентрических отделения, причем межкамерная перегородка в части, прилегающей к наружному концентрическому отделению, и разгрузочная решетка на участке, прилегающем к торцу внутреннего концентрического отделения, выполнены сплошными.

Недостатком этой мельницу является, то что в камеры тонкого помола многокамерных мельниц поступает материал с крупностью частиц меньших одного миллиметра, и выделение из него мелкой фракции механическим способом через соответствующие ей по размеру отверстия в перфорированной вставке будет затруднено. При достаточно высокой производительности мельниц такого типа это приведет к переполнению камеры материалом, снижению эффективности процесса измельчения материала.

Известен ближайший аналог (прототип) заявленного изобретения, как наиболее близкий ему по совокупности существенных признаков [2]. Устройство представляет собой трубную мельницу, содержащую опорные цапфы, привод, цилиндрический футерованный барабан, разделенный межкамерными перегородками на камеры тонкого помола и камеру грубого помола со стержневой загрузкой, выполненную в виде футерованной перфорированной цилиндрической обечайки, с диаметром, равным 0,7 - 0,9 диаметра барабана и длиной в 1,3-1,5 раза большей ее диаметра, концентрично расположенной в камере тонкого помола со стороны загрузки.

Недостатком этой мельницы является то, что ее конструкция не позволяет выделить из поступающего в мельницу материала мелкую фракцию и транспортировать ее в камеру тонкого помола, где она будет измельчаться более эффективно; не своевременно и не полно выделяет из камеры грубого помола мелкую фракцию, предназначенную для измельчения в камере тонкого помола. Кольцевое сечение камеры тонкого помола, расположенной между перфорированной обечайкой и футерованным корпусом, узко, заполнено мелющими телами и создает достаточно большое сопротивление продвижению материала, прошедшему через отверстия в перфорированной обечайке. Футеровка перфорированной обечайки не имеет специальных отверстий для прохода мелкой фракции материала. К тому же величина просеивающей поверхности обечайки недостаточна, так как уже в начале камеры грубого помола в измельчаемом материале содержится большое количество мелкой фракции. Так, при измельчении цементного клинкера в трубной мельнице с использованием трехкамерного варианта во вторую, по ходу движения, камеру должен поступать материал с размером частиц менее 5×10^-3 м. В клинкере, поступающем на измельчение с максимальной крупностью кусков (40-45)·10^-3 м содержится от 15 до 25% частиц, меньших пяти миллиметров. Диаграммы помола показывают, что на первом метре камеры грубого измельчения цементной мельницы D×L=3,2×15 м (производительностью 40-45 т/ч) содержится от 60 до 75% частиц, проходящих через контрольное сито №5. Приведенные цифры указывают на недостаточную эффективность использования трубной мельницы [1].

Предлагаемое изобретение направлено на интенсификацию процесса измельчения в трубной мельнице за счет исключения нерационального воздействия крупными мелющими телами на мелкофракционный материал в камере грубого помола путем выделения из поступающего на измельчение материала и интенсификации выделения из измельчаемого в камере грубого помола материала фракций определенных размеров и транспортирования их в камеру тонкого помола.

Это достигается тем, что в трубной мельнице, содержащей цилиндрический футерованный барабан, разделенный межкамерными перегородками на камеру грубого помола со стержневой загрузкой, выполненную в виде расположенной концентрично барабану футерованной перфорированной цилиндрической обечайки с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра барабана, и камер тонкого помола, опорные цапфы с расположенными в них загрузочным и разгрузочным устройствами, привод, согласно предлагаемому решению в барабане у футерованной перфорированной обечайки со стороны загрузочного устройства и с зазором по отношению к нему неподвижно установлена межкамерная перегородка с центральным отверстием, а футеровка обечайки выполнена перфорированной. Внутри загрузочного устройства соосно, неподвижно и с зазором по отношению к нему установлено перфорированное классифицирующее-подающее устройство, конструктивно повторяющее загрузочное и примыкающее соосно, с совмещением центральных отверстий, к межкамерной перегородке, установленной у загрузочного устройства. Отверстия футеровки совмещены с отверстиями перфорированной обечайки, а их ширина или диаметр равны, соответственно ширине или диаметру отверстий классифицируюше-подающего устройства и межкамерных перегородок, ограничивающих камеру грубого помола. В кольцевом промежутке между перфорированной обечайкой и футерованным барабаном расположен неподвижно закрепленный винтовой конвейер, сообщенный с камерой, расположенной между загрузочным устройством и межкамерной перегородкой. Направление винта конвейера, со стороны загрузочного устройства, противоположно направлению вращения барабана мельницы.

Отверстия в межкамерной перегородке, расположенной у загрузочного устройства, могут быть выполнены расширяющимися в его сторону, а отверстия в перфорированных обечайке, футеровке и классифицирующе-подающем устройстве могут быть выполнены расширяющимися в радиальном направлении от внутренней образующей поверхности устройств к наружной.

Мелющие тела загрузки камеры грубого помола могут иметь сферообразную форму.

На фиг.1 изображена трубная мельница, на фиг.2 - фрагменты перегородки и примыкающей к ней классифицирующе-подающего устройства, на фиг.3 - фрагменты футерованной перфорированной обечайки и межкамерной перегородки, примыкающей к классифицирующе-подающему устройству.

Трубная мельница (фиг.1) состоит из цилиндрического футерованного барабана 1; межкамерных перегородок 2, 3, 4 (фиг.2); перфорированной обечайки 5 с футеровкой 6 (фиг.3) и мелющей загрузкой; опорных цапф 7 и 8 с торцовыми днищами; выходной решетки 9. Межкамерные перегородки 3, 4 и выходная решетка 9 ограничивают камеры тонкого помола 10 и 11 с мелющими загрузками; перфорированная обечайка и межкамерные перегородки 2, 3 образуют камеру грубого помола 12; межкамерная перегородка 2, футерованный барабан 1 и опорная цапфа 7 с торцовым днищем ограничивают камеру 13, длина которой определяется количеством поступающего в нее материала. Перфорированная обечайка и футерованный корпус образуют кольцевую камеру 14, размер которой в поперечном сечении зависит от производительности мельницы.

В опорной цапфе 7 с торцовым днищем расположено загрузочное устройство 15, а в опорной цапфе 8 с торцовым днищем - разгрузочное устройство 16. Внутри загрузочного устройства расположено классифицирующе-подающее устройство 17. Загрузочное устройство и классифицирующе-подающее устройство образуют винтовую полость 18, размер которой, в поперечном сечении, определяется количеством мелкой фракции в исходном материале. Выполнение конструкции загрузочного устройства может быть различным, например в виде трубошнека. Главное чтобы разгрузочное и классифицирующе-подающее устройства конструктивно были выполнены одинаково. Это исключит сужение винтовой полости 18 в радиальном направлении и забитие ее мелкофракционным материалом. В камерах 13 и 14 установлен винтовой конвейер 19. Межкамерные перегородки 2 и 3, перфорированная обечайка 5, классифицирующе-подающее устройство 17 и футеровка 6 имеют, соответственно, отверстия 20, 21, 22 и 23. Отверстия футеровки 6 совмещены с отверстиями 24 перфорированной обечайки. Отверстия в межкамерной перегородке 2 выполнены расширяющимися в сторону классифицирующе-подающего устройства 17. Форма отверстий межкамерной перегородки 2, классифицирующе-подающего устройства, футеровки и перфорированной обечайки в зависимости от конструктивных особенностей трубной мельницы может выполняться квадратной, прямоугольной или круглой, а их ширина или диаметр должны быть равными. Это необходимо для того, чтобы из поступающего в мельницу материала и измельчаемого в камере грубого помола материала выделялись частицы, крупность которых достаточна для измельчения в камере тонкого помола. Отверстия в перфорированной обечайке, отверстия в футеровке и отверстия в классифицирующе-подающем устройстве могут быть выполнены расширяющимися в радиальном направлении от внутренней образующей поверхности устройств к наружной. Это необходимо для того, чтобы отверстия не затрудняли прохождение через них материала в камеры 10, 13 и 14. Классифицирующе-подающее устройство 17 с центральным отверстием 25 примыкает соосно к межкамерной перегородке 2 с центральным отверстием 26 с совмещением отверстий 25 и 26. На внутренней поверхности цилиндрической обечайки 27 классифицирующе-подающего устройства 17 неподвижно закреплен винтовой конвейер 28.

Мельница работает следующим образом. Футерованный барабан 1 мельницы, неподвижно соединенный с торцовыми днищами и опорными цапфами 7 и 8, приводится во вращение приводом (не показан). Материал, предназначенный для помола, например цементный клинкер, поступает в классифицирующе-подающее устройство 17 и перемещается винтовым конвейером 28 по внутренней поверхности цилиндрической обечайки 27 через центральное отверстие 25 в центральное отверстие 26 межкамерной перегородки 2 и через него поступает в камеру грубого помола. 12. При этом частицы материала, размер которых меньше ширины или диаметра отверстий классифицирующе-подающего устройства, проходят через эти отверстия в винтовую полость 18 и подаются загрузочным устройством 15 в камеру 13. Загрузочное и классифицирующе-подающее устройства конструктивно повторяют друг друга. В противном случае возможно “забивание” материалом винтовой полости 18, что приведет к поступлению мелкой фракции материала в камеру грубого помола, которая будет подвергнута нерациональному воздействию крупными мелющими телами. Форма, размеры и ассортимент мелющих тел в камере грубого помола зависят от физико-механических свойств измельчаемых материалов, определяются технологической картой предприятия и могут использоваться как в виде известных стержней так и сферообразными. Крупные частицы материала, поступившие в камеру грубого помола 12, подвергаются разрушению мелющими телами, находящимися в камере и по мере уменьшения размеров частиц и продвижения за счет подпора вновь поступающего материала проходят через отверстия 20 в межкамерной перегородке 2 в камеру 13; через отверстия 23 в футеровке 6 и через отверстия 24 в перфорированной обечайке 5 в винтовую камеру 14, через отверстия 21 в межкамерной перегородке 3 в камеру тонкого помола 10. Отверстия 23 футеровки 6 совмещены с отверстиями 24 обечайки с целью снижения сопротивления прохождения мелких фракций материала в камеру. Отверстия 23 в межкамерной перегородке 2 выполнены расширяющимися в сторону классифицирующе-подающего устройства 17, а отверстия 24, 23 и 22 соответственно в перфорированной обечайке 5, в футеровке - классифицирующе-подающем устройстве 17 расширяются в радиальном направлении от внутренней образующей поверхности устройств к наружной, что способствует свободному прохождению через отверстия в направлении расширения частиц материала, имеющих размеры, меньшие размеров указанных отверстий. В случае выполнения отверстий сужающимися или с параллельными стенками прохождение через них частиц материала будет затрудняется.

Мелкофракционный материал, поступивший в камеру 13 через загрузочное устройство 15 и отверстия 20 в межкамерной перегородке 2 вместе с мелкофракционным материалом, поступившим в кольцевую камеру 14 через отверстия 24, захватывается винтовым конвейером 19 и подается через межкамерную перегородку 3 в камеру тонкого помола 10. При этом направление винта конвейера, со стороны загрузочного устройства, должно быть обратно направлению вращения барабана мельницы. В случае направления винта конвейера, со стороны загрузочного устройства, в сторону вращения барабана мельницы материал, прошедший через отверстия 24 в перфорированной обечайке 5, будет транспортироваться в камеру 13. Это приведет к “забиванию” камер 13 и 14 материалом, исключит прохождение мелкой фракции через отверстия классифицирующе-подающего устройства и перфорированной обечайки в кольцевую камеру 14 и подачу ее винтовым конвейером 19 в камеру тонкого помола 10, а также снизит эффективность процесса измельчения. Ширина или диаметр отверстий 20, 21, 22, 23 имеют одинаковую величину, определяющуюся максимальным размером частиц материала, которые могут поступать в камеру тонкого помола 10.

Максимальный размер частиц зависит от ассортимента и плотности материала мелющих тел в этой камере прочностных свойств измельчаемого материала и регламентируется предприятием, эксплуатирующим мельницу.

Поступивший в камеру тонкого помола 10 материал измельчается в ней до меньших размеров частиц, затем, через отверстия в межкамерной перегородке 4, поступает в камеру тонкого помола 11, где подвергается окончательному домолу и через отверстия в выходной решетке 9 подается на разгрузочное устройство 16. Количество камер тонкого помола определяется прочностными характеристиками материала и требованиями к качеству помола.

Таким образом, конструкция трубной мельницы позволяет эффективно выделить материал определенной крупности из поступающего в мельницу материала и измельчаемого в камере грубого помола и направить его в камеры тонкого помола. Это позволит исключить нерациональное воздействие крупных мелющих тел на мелкофракционный материал в камере грубого помола и интенсифицировать процесс измельчения материала в мельнице.

Источники информации

1. SU 831171 A, 23.05.1981.

2. SU 1486179 A, 15.06.1989.

Изобретение предназначено для тонкого измельчения материалов. Трубная мельница содержит цилиндрический футерованный барабан с камерой грубого помола в виде футерованной перфорированной обечайки с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра барабана, и камерами тонкого помола. Внутри загрузочного устройства соосно, неподвижно и с зазором по отношению к барабану установлено перфорированное классифицирующе-подающее устройство, конструктивно повторяющее загрузочное и примыкающее соосно, с совмещением центральных отверстий, к межкамерной перегородке, установленной у загрузочного устройства. В кольцевой камере между перфорированной обечайкой и футерованным барабаном расположен неподвижно закрепленный винтовой конвейер, сообщенный с камерой, расположенной между загрузочным устройством и межкамерной перегородкой и направлением винта конвейера, со стороны загрузочного устройства, противоположным направлению вращения барабана мельницы. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс измельчения в трубной мельнице. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Трубная мельница, содержащая цилиндрический футерованный барабан, разделенный межкамерными перегородками на камеру грубого помола со стержневой загрузкой, выполненную в виде расположенной концентрично барабану футерованной перфорированной цилиндрической обечайки с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра барабана, и камер тонкого помола, опорные цапфы с расположенными в них загрузочным и разгрузочным устройствами, привод, отличающаяся тем, что в барабане у футерованной перфорированной обечайки со стороны загрузочного устройства и с зазором по отношению к нему неподвижно установлена межкамерная перегородка с центральным отверстием, а футеровка обечайки выполнена перфорированной, при этом внутри загрузочного устройства соосно, неподвижно и с зазором по отношению к нему установлено перфорированное классифицирующе-подающее устройство, конструктивно повторяющее загрузочное и примыкающее соосно, с совмещением центральных отверстий, к межкамерной перегородке, установленной у загрузочного устройства, отверстия футеровки совмещены с отверстиями перфорированной обечайки, а их ширина или диаметры равны, соответственно, ширине или диаметрам отверстий классифицирующе-подающего устройства и межкамерных перегородок, ограничивающих камеру грубого помола, причем в кольцевой камере между перфорированной обечайкой и футерованным барабаном расположен неподвижно закрепленный винтовой конвейер, сообщенный с камерой, расположенной между загрузочным устройством и межкамерной перегородкой, а направление винта конвейера со стороны загрузочного устройства противоположно направлению вращения барабана мельницы.2. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что отверстия в межкамерной перегородке, установленной у загрузочного устройства, выполнены расширяющимися в его сторону, а отверстия в перфорированных обечайке, футеровке и классифицирующе-подающем устройстве выполнены расширяющимися в радиальном направлении от внутренней образующей поверхности устройств к наружной.3. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что мелющие тела загрузки камеры грубого помола имеют сферообразную форму.