ТРУБНАЯ МЕЛЬНИЦА С ВНУТРИМЕЛЬНИЧНЫМ КЛАССИФИЦИРУЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ Российский патент 2005 года по МПК B02C17/06 

Изобретение относится к технике для тонкого измельчения твердых материалов и может найти применение в энергетической, химической, горно-обогатительной отраслях промышленности, а также в индустрии строительных материалов.

Известна конструкция трубной мельницы, содержащая первую камеру для измельчения, центральный трубопровод, который делит мельницу на вторую камеру для измельчения и проход, выполненный в центральном трубопроводе, разгрузочную камеру, в которой установлено сепараторное устройство. Мельница оборудована устройствами подачи материала из первой камеры в проход, из разгрузочной камеры во вторую камеру, из второй камеры в проход, SU 583718 A, 05.12.1977.

Недостатками известной конструкции трубной мельницы являются: сложность конструкции; наличие внутри мельницы подвижных узлов и деталей (сепаратор), что снижает надежность и преждевременно приводит к выходу мельницы из строя; наличие разгрузочной камеры, которая уменьшает объем мельницы, предназначенный для измельчения материала.

Известна конструкция многокамерной трубной мельницы для тонкого измельчения твердых материалов по сухому способу, выбранная в качестве прототипа, содержащая барабан, разделенный перфорированными межкамерными перегородками на три камеры, частично заполненные свободно расположенными мелющими телами, разгрузочную перфорированную перегородку, установленную на выходе барабана и жестко прикрепленную к нему; в последней камере мельницы коаксиально барабану установлена труба рецикла, предназначенная для рециркуляции мелющих тел, она жестко прикреплена к барабану, причем со стороны межкамерной перфорированной перегородки труба рецикла закрыта, а с обратного конца открыта, труба рецикла оборудована устройством для продвижения мелющих тел по ней; на разгрузочной решетке установлен перфорированный барабан, оборудованный подъемным и направляющим устройствами, перфорированный барабан позволяет очищать мелющие тела от измельчаемого материала, а подъемное и направляющее устройства направляют их в трубу рецикла, при этом готовый материал попадает в образованную по периферии перфорированного барабана камеру, DE 542914 A, 29.01.1932.

Недостатком мельницы является длительное пребывание в ней частиц готового материала, что приводит к интенсивному агрегированию мелких частиц. Выводимый материал содержит значительную долю крупных частиц, не отвечающих требованиям, предъявляемым к готовому продукту. К тому же осуществляется активная сегрегация мелющих тел.

Изобретение направлено на повышение эффективности процесса помола путем осуществления внутримельничной классификации измельчаемого материала, обеспечения своевременного вывода частиц готового продукта и внутримельничного возврата крупных частиц на домол.

Это достигается тем, что в трубной мельнице с внутримельничным классифицирующим устройством, содержащей барабан, разделенный на камеры грубого и тонкого помола, по меньшей мере, одной межкамерной перегородкой, загрузочное и разгрузочное приспособления, разгрузочную перфорированную перегородку, установленную на выходе барабана и жестко прикрепленную к нему, трубу рецикла, расположенную в камере тонкого помола коаксиально барабану и жестко прикрепленную к нему, причем труба рецикла оборудована устройством для продвижения материала по ней, приспособления для подачи материала в трубу рецикла, мелющие тела, согласно предлагаемому изобретению труба рецикла открыта с обоих торцов, между торцевыми сторонами трубы рецикла, межкамерной и разгрузочной перфорированными перегородками имеются свободные пространства, а устройство продвижения материала по трубе рецикла выполнено в виде пересыпающих винтовых лопастей, которые установлены по всей длине трубы рецикла и жестко закреплены на ее внутренней поверхности без зазора между наружной кромкой пересыпающих винтовых лопастей и внутренней поверхностью трубы рецикла, высота пересыпающих винтовых лопастей составляет 0,1-0,3 диаметра трубы рецикла, направление навивки пересыпающих винтовых лопастей противоположно направлению вращения барабана, угол подъема винтовой линии наружной кромки пересыпающих винтовых лопастей равен либо больше величины 90°-ϕ, где ϕ - угол естественного откоса измельчаемого материала, приспособления для подачи материала в трубу рецикла выполнены в виде лифтеров, расположенных на протяжении не более чем ¹/₂ трубы рецикла от ее торцевой стороны, обращенной к разгрузочной перфорированной перегородке, каждый лифтер одним концом входит в полость трубы рецикла на величину не меньше высоты пересыпающих винтовых лопастей и жестко прикреплен к трубе рецикла, а другим концом жестко прикреплен к внутренней поверхности барабана, боковая часть каждого лифтера со стороны его конца, жестко прикрепленного к внутренней поверхности барабана, имеет отверстие для прохождения в полость лифтера измельчаемого материала, причем для предотвращения попадания мелющих тел внутрь лифтеров отверстия закрыты решетками, которые жестко закреплены на лифтерах.

Труба рецикла со стороны, обращенной к разгрузочной перфорированной перегородке, может быть оборудована жестко прикрепленной к трубе рецикла перфорированной перегородкой с более развитой поверхностью.

Высота отверстий в боковой части лифтера может быть равна высоте слоя загрузки барабана в камере тонкого помола.

Диаметр трубы рецикла может составлять 0,2-0,35 внутреннего диаметра барабана.

На фиг.1 схематически изображена трубная мельница с внутримельничным классифицирующим устройством, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2.

Трубная мельница содержит барабан 1, межкамерную перфорированную перегородку 2 и разгрузочную перфорированную перегородку 3, установленную на выходе барабана 1 и жестко прикрепленную к нему, например, при помощи сварки.

Загрузочное приспособление может быть выполнено любым известным способом, например, в виде полой цапфы 4, отлитой заодно с днищем барабана 1, расположенным на его входе, причем полая цапфа оборудована по внутренней поверхности винтовыми лопастями 5. Разгрузочное приспособление может быть выполнено также любым известным способом, например, в виде лопастей 6, усеченного конуса 7 и полой цапфы 8. Лопасти 6 и усеченный конус 7 жестко закреплены на разгрузочной перфорированной перегородке 3 в полости днища барабана 1, расположенного на его выходе, причем усеченный конус 7 расположен по центру разгрузочной перфорированной перегородки, а лопасти 6 радиально по отношению к усеченному конусу 7. Полая цапфа 8 отлита заодно с днищем барабана 1, расположенным на его выходе, и оборудована винтовыми лопастями 9. Усеченный конус меньшим своим основанием входит в полость полой цапфы 8.

Межкамерная перфорированная перегородка 2 разделяет барабан 1 мельницы на две камеры, камеру 10 грубого и камеру 11 тонкого помола.

Камеры грубого 10 и тонкого 11 помола частично заполнены мелющими телами 12. Коэффициент загрузки барабана 1 мелющими телами 12 в камере 10 грубого помола равен 0,28-0,3, в камере 11 тонкого помола равен 0,26-0,28. В камере 11 тонкого помола коаксиально барабану 1 установлена труба 13 рецикла (обратного хода). Труба рецикла открыта с обоих торцов. Между торцевыми сторонами трубы 13 рецикла, межкамерной 2 и разгрузочной 3 перфорированными перегородками имеются свободные пространства. Свободное пространство между торцом трубы 13 рецикла и разгрузочной перфорированной перегородкой 3 необходимо для ремонта и обслуживания разгрузочной перфорированной перегородки 3, а свободное пространство между торцом трубы 13 рецикла и межкамерной перфорированной перегородкой 2 необходимо в динамике для разгрузки трубы рецикла.

Труба 13 рецикла по всей длине оборудована пересыпающими винтовыми лопастями 14, установленными в ней и жестко закрепленными, например, при помощи сварки на внутренней поверхности трубы 13 рецикла, без зазора между наружной кромкой пересыпающих винтовых лопастей 14 и внутренней поверхностью трубы 13 рецикла. Высота пересыпающих винтовых лопастей 14 составляет 0,1-0,3 диаметра трубы 13 рецикла. Нижний предел высоты пересыпающих винтовых лопастей 14 обоснован тем, что при работе мельницы необходимо эффективно перемещать материал, а верхний - нарастающей с увеличением высоты пересыпающих винтовых лопастей 14 величиной гидравлического сопротивления. Направление навивки пересыпающих винтовых лопастей 14 противоположно направлению вращения барабана 1, это обеспечивает в динамике передвижение материала по трубе рецикла в направлении, обратном направлению продвижения измельчаемого материала в барабане 1. Угол подъема винтовой линии пересыпающих винтовых лопастей 14 равен либо больше величины 90°-ϕ, где ϕ - угол естественного откоса измельчаемого материала. Такая величина угла подъема винтовой линии пересыпающих винтовых лопастей 14 обеспечивает в динамике возможность пересыпания материала внутри трубы 13 рецикла.

Приспособления для подачи материала в трубу рецикла выполнены в виде лифтеров 15, расположенных на протяжении не более чем ¹/₂ трубы 13 рецикла от ее торцевой стороны, обращенной к разгрузочной перфорированной перегородке 3. Отбор материала на расстояниях, более дальних от разгрузочной перфорированной перегородки 3, не является эффективным, т.к. в измельчаемом продукте содержится большое количество частиц материала, не отвечающих требованиям, предъявляемым к готовому продукту, а также материал, подаваемый трубой 13 рецикла на повторное измельчение, не успевает достигнуть нужной дисперсности до момента, когда он снова поступает в трубу 13 рецикла. Лифтеры 15 выполнены, например, в виде толстостенной трубы. Каждый лифтер 15 одним концом входит, например, радиально в полость трубы 13 рецикла, на величину не меньше высоты пересыпающих винтовых лопастей 14. Это необходимо для того, чтобы измельчаемый материал не пересыпался из трубы 13 рецикла обратно в лифтеры 15. Лифтеры 15 жестко прикреплены, например, при помощи сварки с одной стороны к трубе 13 рецикла, а с другой к внутренней поверхности барабана 1. В боковой части каждого лифтера 15 со стороны его конца, жестко прикрепленного к внутренней поверхности барабана 1, имеется отверстие для прохождения в полость лифтера 15 измельчаемого материала, причем для предотвращения попадания мелющих тел внутрь лифтеров 15 отверстия закрыты решетками 16, которые жестко закреплены, например, при помощи сварки на лифтерах 15. Лифтеры 15, например, в количестве трех штук расположены относительно друг друга, например, с поворотом по винтовой линии, ось которой совпадает с осью трубы 13 рецикла. Такое расположение лифтеров 15 наиболее предпочтительное, так как повышает вероятность попадания измельчаемого материала в полость трубы 13 рецикла и позволяет избегать пересыпания измельчаемого материала из одного лифтера 15 в другой.

Труба 13 рецикла жестко прикреплена к барабану 1. Крепление осуществляется любым известным способом, например, при помощи стоек 17, расположенных в двух поперечных сечениях барабана 1 на торцах трубы 13 рецикла. Со стороны трубы 13 рецикла, обращенной к разгрузочной перфорированной перегородке 3, функцию стоек 17 могут выполнять лифтеры 15.

Труба 13 рецикла со стороны, обращенной к разгрузочной 3 перфорированной перегородке, может быть оборудована перфорированной перегородкой с более развитой поверхностью, которая выполнена, например, в виде перфорированного усеченного конуса 18. Его большее основание 19 обращено к разгрузочной перфорированной перегородке 3 и жестко, например, при помощи сварки закреплено на трубе 13 рецикла. Меньшее основание перфорированного усеченного конуса 18 закрыто перфорированной перегородкой 20, жестко прикрепленной к перфорированному усеченному конусу 18. Более развитая форма перфорированной поверхности позволяет увеличить ее живое сечение за счет суммарной площади отверстий, не увеличивая размеров отверстий, что значительно снижает гидравлическое сопротивление. Расположение усеченного перфорированного конуса 18 меньшим основанием в полость трубы 13 рецикла обосновано необходимостью в динамике обеспечивать отвод измельчаемого материала, оставшегося на перфорированном усеченном конусе 18 и перфорированной перегородке 20. При таком расположении перфорированного усеченного конуса 18 пересыпающие винтовые лопасти 14 подведены вплотную к его поверхности и в динамике осуществляют отвод не прошедшего классификацию измельчаемого материала в направлении, обратном направлению продвижения измельчаемого материала в барабане 1.

Высота отверстий в боковой части лифтера 15 может быть равна высоте слоя загрузки (мелющие тела и измельчаемый материал) барабана 1 в камере 11 тонкого помола. Это наименьшая величина высоты отверстия, позволяющая осуществлять в динамике максимально возможный отбор материала лифтерами 15.

Диаметр трубы 13 рецикла может составлять 0,2-0,35 внутреннего диаметра барабана 1. Такая величина диаметра трубы 13 рецикла обеспечивает в динамике, во-первых, отсутствие трения между трубой рецикла 13 и загрузкой, во-вторых, не создает значительного гидравлического сопротивления, препятствующего прохождению аспирируемого воздуха через полость трубы 13 рецикла.

Измельчение материала в мельнице осуществляется следующим образом. Измельчаемый материал подается через полую цапфу 4 при помощи винтовых лопастей 5 в камеру 10 грубого помола. При вращении барабана 1 измельчаемый материал под действием мелющих тел 12 измельчается, продвигаясь в направлении межкамерной перфорированной перегородки 2. Измельченный до некоторой промежуточной тонкости материал из камеры 10 грубого помола, пройдя межкамерную перфорированную перегородку 2, попадает в камеру 11 тонкого помола. В камере 11 тонкого помола продолжается измельчение материала и продвижение его в направлении разгрузочной перфорированной перегородки 3.

В зоне расположения лифтеров 15 измельчаемый материал поступает в полость лифтеров 15 через решетки 16. При этом решетки 16 предотвращают прохождение мелющих тел внутрь лифтеров 15.

При вращении барабана 1 измельчаемый материал, попавший в лифтеры 15 во время их подъема, перемещается по ним в полость трубы 13 рецикла. Под действием пересыпающих винтовых лопастей 14 измельчаемый материал поднимается на определенную высоту и свободно ссыпается, при этом он постепенно продвигается в направлении, обратном направлению продвижения измельчаемого материала в барабане 1.

Потоки аспирационного воздуха, проходящие через полость трубы 13 рецикла, подхватывают мелкие частицы измельчаемого материала, пересыпающегося в ней, выносят их из трубы 13 рецикла. Далее поток аспирационного воздуха с частицами готового продукта удаляется через разгрузочную перфорированную перегородку 3 и полую цапфу 8 из барабана 1.

Более крупные частицы измельчаемого материала, не подхваченные потоками аспирационного воздуха, под действием пересыпающих винтовых лопастей 14 продвигаются по трубе 13 рецикла в направлении, обратном направлению продвижения измельчаемого материала в барабане 1. Подойдя к торцу трубы 13 рецикла, обращенному к межкамерной перфорированной перегородке 2, материал, передвигающийся по трубе 13 рецикла, ссыпается в камеру 11 тонкого помола на домол. Затем цикл повторяется.

Измельчаемый материал, который прошел зону расположения лифтеров и не был отобран ими, проходит через разгрузочную перфорированную перегородку 3 и при помощи лопастей 6, усеченного конуса 7 и полой цапфы 8, оборудованной лопастями 9, выводится из мельницы.

Оборудование трубы 13 рецикла со стороны, обращенной к разгрузочной перфорированной перегородки 3, перфорированной перегородкой с более развитой поверхностью, например, в виде сочетания перфорированных усеченного конуса 18 и перегородки 20, обеспечивает дополнительную классификацию измельчаемого материала и возврат в трубу 13 рецикла частиц, размеры которых не удовлетворяют требования, предъявляемые к готовому продукту.

Изобретение позволяет осуществлять внутримельничную классификацию измельчаемого материала, выводить частицы, удовлетворяющие требования готового продукта, и возвращать крупные частицы измельчаемого материала на домол. Это позволяет сократить время пребывания готового продукта в мельнице, снизить агрегацию частиц, что повышает эффективность процесса помола. Увеличивается производительность трубной мельницы, снижается удельный расход электроэнергии.

Изобретение предназначено для тонкого измельчения твердого материала по сухому способу. Трубная мельница включает барабан, разделенный на камеры грубого и тонкого помола перегородкой, загрузочное и разгрузочное приспособления, разгрузочную перфорированную перегородку, трубу рецикла, открытую с обоих торцов с винтовыми лопастями, направление навивки которых противоположно направлению вращения барабана. Приспособления для подачи материала в трубу рецикла выполнены в виде лифтеров, боковая часть каждого из которых со стороны его конца, жестко прикрепленного к внутренней поверхности барабана, имеет отверстие для прохождения в полость лифтера измельчаемого материала, причем для предотвращения попадания мелющих тел внутрь лифтеров отверстия закрыты решетками, которые жестко закреплены на лифтерах. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса помола. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Трубная мельница, предназначенная для тонкого измельчения твердого материала по сухому способу, включающая барабан, разделенный на камеры грубого и тонкого помола, по меньшей мере, одной межкамерной перегородкой, загрузочное и разгрузочное приспособления, разгрузочную перфорированную перегородку, установленную на выходе барабана и жестко прикрепленную к нему, трубу рецикла, расположенную в камере тонкого помола коаксиально барабану и жестко прикрепленную к нему, причем труба рецикла оборудована устройством для продвижения материала по ней, приспособления для подачи материала в трубу рецикла, мелющие тела, отличающаяся тем, что труба рецикла открыта с обоих торцов, между торцевыми сторонами трубы рецикла, межкамерной и разгрузочной перфорированными перегородками имеются свободные пространства, а устройство продвижения материала по трубе рецикла выполнено в виде пересыпающих винтовых лопастей, которые установлены по всей длине трубы рецикла и жестко закреплены на ее внутренней поверхности без зазора между наружной кромкой пересыпающих винтовых лопастей и внутренней поверхностью трубы рецикла, высота пересыпающих винтовых лопастей составляет 0,1-0,3 диаметра трубы рецикла, а направление навивки пересыпающих винтовых лопастей противоположно направлению вращения барабана, при этом угол подъема винтовой линии наружной кромки пересыпающих винтовых лопастей равен либо больше величины 90°-ϕ, где ϕ - угол естественного откоса измельчаемого материала, а приспособления для подачи материала в трубу рецикла выполнены в виде лифтеров, расположенных на протяжении не более чем ¹/₂ трубы рецикла от ее торцевой стороны, обращенной к разгрузочной перфорированной перегородке, причем каждый лифтер одним концом входит в полость трубы рецикла на величину не меньше высоты пересыпающих винтовых лопастей и жестко прикреплен к трубе рецикла, а другим концом жестко прикреплен к внутренней поверхности барабана, боковая часть каждого лифтера со стороны его конца, жестко прикрепленного к внутренней поверхности барабана, имеет отверстие для прохождения в полость лифтера измельчаемого материала, причем для предотвращения попадания мелющих тел внутрь лифтеров отверстия закрыты решетками, которые жестко закреплены на лифтерах.2. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что труба рецикла со стороны, обращенной к разгрузочной перфорированной перегородке, оборудована жестко прикрепленной к трубе рецикла перфорированной перегородкой с более развитой поверхностью.3. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что высота отверстий в боковой части лифтера равна высоте слоя загрузки барабана в камере тонкого помола.4. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что диаметр трубы рецикла составляет 0,2-0,35 внутреннего диаметра барабана.