СОРТИРУЮЩАЯ БРОНЕФУТЕРОВКА БАРАБАННЫХ МЕЛЬНИЦ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2008 года по МПК B02C17/22 

Изобретение относится к устройствам для предохранения обечайки от износа и может быть использовано в горнорудной, цементной, металлургической и др. отраслях промышленности.

Известны бронефутеровки мельниц (В.Дуда. Цемент. М.: 1981 г., стр.164, С.Е.Андреев, В.В.Зверович, В.А.Перов. "Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых". Гостехиздат, 1961 г., стр.235).

Недостатком этих бронеплит является то, что при заполнении мельниц шарами различной крупности они неблагоприятно распределяются по длине рабочей камеры мельницы. Более крупные шары перемещаются к ее разгрузочному концу, оттесняя мелкие к загрузочному. Это отрицательно сказывается на эффективности измельчения, так как крупные частицы материала подвергаются дробящему действию мелких шаров, а крупные частицы материала, наоборот, дробятся крупными шарами.

Известна сортирующая конусно-ступенчатая футеровка конструкции Кармана (патент 1923 г.), которая осуществляет классификацию шаров. Недостатком футеровки является уменьшение внутреннего среднего диаметра мельницы и утяжеление футеровки, что снижает эффективность процесса измельчения.

Известна более совершенная футеровка фирмы Смидт [В.Дуда. Цемент, М.: 1981, стр.166], которая выполнена в виде чередующихся сортирующих конусных и несортирующих параллельных образующей барабана мельницы бронеплит.

Недостатком этой футеровки является недостаточная эффективность сортировки шаров из-за того, что отраженному от наклонной поверхности крупному шару с направлением движения в сторону загрузочного конца мельницы будут препятствовать шары, отраженные от горизонтальной поверхности несортирующих бронеплит, с направлением движения перпендикулярно образующей барабана мельницы.

Наиболее совершенной признана сортирующая футеровка [Авт. свид. 874174, М. кл. В02С 17/22 от 23.10.1981 г.], содержащая набор расположенных в ряд плит, выполненных с наклоном в сторону загрузки, причем плиты одновременно выполнены с наклоном в сторону вращения мельницы, а между рядами наклонных плит установлены плиты с поверхностью, параллельной корпусу мельницы.

Недостатком данной конструкции футеровки является также низкая эффективность сортировки шаров и быстрый износ конусов. Установлено, что сортировка мелющих тел возможна только тогда, когда крупный шар выходит на внешнюю орбиту и попадает на конусную поверхность сортирующей бронеплиты [Крыхтин Г.С. Труды НИИЦемента, вып.13, 1960 г.; Дешко Ю.И. Измельчение материалов в цементной промышленности. М.: 1966 г., с.103-104]. При оптимальной скорости вращения мельницы с углом отрыва шаров от стенки мельницы, равным 54° 40', шары в водопадном режиме работы мельницы падают на бронефутеровку, образуя, не доходя до нижней точки мельницы, так называемую, зону "ложного носка". Вследствие того, что угол падения, относительно перпендикуляра к плоскости, равен углу отражения, то в плоскости, перпендикулярной оси мельницы, отраженные от поверхности футеровки в начале зоны "ложного носка" шары (на внешней орбите) будут иметь больший угол отражения и большее направление движения в сторону падающих водопадом и отраженных от футеровки с меньшим углом отражения шаров. Это затормозит их движение, в том числе и к загрузочному концу мельницы. Наклон конусных бронеплит в сторону вращения мельницы увеличит угол отражения и направление движения шаров на внешней орбите в сторону водопадного падения и отражения от футеровки, параллельной корпусу барабана мельницы, других шаров. Это еще более снизит эффективность сортировки шаров.

Быстрый износ выступов конусно-ступенчатой футеровки в сторону вращения мельницы, выполненной чередующими рядами, с футеровкой, параллельной ее корпусу, происходит из-за того, что при работе мельницы они представляют собой конусные полки-ребра (несколько уменьшенные из-за наклона плит в сторону вращения мельницы), препятствующие сдвигу загрузки.

Задачей изобретения является повышение эффективности сортировки за счет снижения износа конусно-ступенчатых плит.

Поставленная задача решается тем, что в сортирующей бронефутеровке барабанной мельницы, содержащей чередующиеся по окружности барабана ряды плит, расположенных вдоль барабана мельницы с наклоном в сторону загрузочного конца мельницы (конусно-ступенчатых), и ряды плит, параллельных образующей барабана мельницы, последние согласно изобретению выполнены с односторонними краевыми ребрами в виде прямоугольных трапеций с краевыми прямыми углами и установлены их наклонной стороной под углом 100-150° к горизонтали в сторону вращения мельницы.

По второму варианту, сортирующей бронефутеровке барабанной мельницы, содержащей чередующиеся по окружности барабана мельницы ряды плит, расположенных вдоль барабана мельницы, с наклоном в сторону загрузочного конца мельницы (конусно-ступенчатых), и ряды плит, параллельных образующей барабана мельницы, согласно изобретению плиты с наклоном в сторону загрузки мельницы выполнены одновременно с наклоном в сторону, противоположную вращению мельницы, а плиты, параллельные образующей барабана мельницы, выполнены с односторонними краевыми ребрами в виде прямоугольных трапеций с краевыми прямыми углами и установлены их наклонной стороной под углом 100-150° к горизонтали в сторону вращения мельницы;

- угол наклона конусно-ступенчатых плит в сторону, противоположную вращению барабана мельницы, составляет 3-12°;

- минимальная высота трапецеидальных краевых ребер выполнена не менее максимальной высоты конусно-ступенчатой футеровки;

- на поверхности футеровки выполнены продольные выступы в виде волн или трапеций с шагом 20-300 мм, высотой 20-60 мм и шириной 20-80 мм, образующие сообщающие канавки.

Минимальная высота трапецеидальных краевых ребер должна быть не менее максимальной высоты конусно-ступенчатой футеровки. Это предотвращает быстрый износ конусов.

Угол наклона боковой стороны трапеции выполняется из расчета подъема шаров на оптимальную высоту с учетом угла отражения падающих на наклонную поверхность шаров и составляет 100-150° к горизонтали. Меньшее значение угла наклона ребра соответствует малой скорости вращения мельницы относительно критической и наличия крупного ассортимента шаров. Дальнейшее уменьшение угла наклона нецелесообразно из-за снижения функции наклонной стороны для отражения шаров ввиду малой площадки этой стороны в проекции на окружность барабана мельницы. Максимальный угол наклона ребра ограничивается небольшим изменением угла отражения шаров и, как следствие, торможением части шаров, отраженных от конусно-сортирующих плит.

Тупой верхний угол трапеции может быть выполнен скругленным. Это обеспечит увеличение угла отражения шаров, падающих на верхнее основание ребра.

Сортирующая плита с наклоном в сторону загрузки одновременно выполнена с наклоном в сторону, противоположную вращению мельницы, под углом 3-12°. Меньшее значение угла ограничивается малыми изменениями угла отражения шара, большее значение ограничивается снижением эффекта сортировки шаров из-за уменьшения среднего угла наклона плиты в сторону загрузки материала. При этом в процесс сортировки кроме шаров внешнего ряда включатся также шары других рядов. Крупный шар, имея большую кинетическую энергию, чем мелкие шары, попав на двойную конусную поверхность, будет иметь движение как в сторону разгрузки материала, так и в сторону, противоположную вращению мельницы. Это способствует его выходу из водопада падающих разно-размерных шаров и перемещению в сторону разгрузки мельницы.

На поверхности футеровки могут быть выполнены продольные выступы в виде волн или трапеций с шагом 20-300 мм, высотой 20-60 мм и шириной 20-80 мм, образующие сообщающиеся канавки. Эти расстояния выполняются, в основном, из расчета крупности шаров и числа оборотов мельницы в зависимости от критической скорости. Наличие таких сообщающихся канавок при мокром измельчении материала обеспечивает более интенсивный проход пульпы с размолотым материалом в сторону разгрузочной решетки, при сухом измельчении эти выступы будут поднимать размолотый материал и высыпать его в пылегазовый поток, обеспечивая интенсивный вынос готовой фракции материала из мельницы. Шаг и высота выступов выбираются из расчета крупности шаров, относительной скорости вращения барабана мельницы для подъема шаров на оптимальный угол отрыва его от футеровки. Высота выступов выбирается также с учетом веса футеровки.

Изобретение поясняется чертежами:

- на фиг.1 и 2 схематично изображены вырезы вида на поперечный разрез мельницы в ее начале с загрузочного конца по варианту I;

- на фиг.3 и 4 представлен вариант I и II изобретения с разверткой футеровки мельниц и ее продольного разреза;

- на фиг.5 схематично изображен вырез вида на поперечный разрез мельницы в ее начале с загрузочного конца по варианту II.

На барабане 1 мельницы смонтированы чередующиеся по окружности барабана 1 ряды футеровочных конусно-ступенчатых плит 2, расположенных вдоль барабана мельницы, и ряды плит 3, параллельных образующей барабана 1 мельницы, с односторонними краевыми ребрами, выполненными в виде прямоугольных трапеций с краевыми прямыми углами, установленные их наклонной стороной в сторону вращения мельницы.

На барабане 1 мельницы (фиг.5) смонтированы чередующиеся по окружности барабана 1 ряды футеровочных конусно-ступенчатых плит 4 с одновременным наклоном в сторону загрузочного конца мельницы и в сторону, противоположную вращению барабана 1, расположенных вдоль барабана мельницы, и ряды плит 3, параллельных образующей барабана 1 мельницы, с односторонними краевыми ребрами, выполненными в виде прямоугольных трапеций с краевыми прямыми углами, установленные их наклонной стороной в сторону вращения мельницы.

Выступы в виде волн, выполненные на футеровочных плитах 1, 3 и 4, показаны на фиг.2 (зона А).

При вращении барабана 1 мельницы конусно-ступенчатая плита 2 подходит под внешний ряд падающих водопадом шаров 5 в зоне "ложного носка" при оптимальном угле отрыва от футеровочных плит 2 и 3, равном 54° 40'. После отражения от плиты 2 шар 5 имеет направление движения в сторону загрузочного конца мельницы и в сторону вращения барабана 1 мельницы (см. фиг.1, 3 и 4). Шар 5 из соседнего ряда в сторону вращения барабана 1 мельницы, попав на наклонную плоскость трапецеидального ребра плиты 3, имеет направление в сторону вращения барабана 1 мельницы с углом к вертикали значительно большим, чем шар 5 из внешнего ряда, отраженный от плиты 2, и тем более, чем шары 5 из последующих рядов, угол наклона к вертикали у которых уменьшается при приближении к нижней точке барабана 1 мельницы (см. фиг.1 и 2).

Таким образом, шары 5, отраженные от плоскости ребра плиты 3, не только сами не мешают движению шаров 5, отраженных от конусно-ступенчатых плит 2, но и отталкивают в сторону барабана 1 мельницы шары 5 последующих рядов, отраженных от цилиндрической поверхности плит 3, что повышает эффективность сортировки шаров.

Трапецеидальные ребра плит 3 при вращении барабана 1 мельницы воспринимают давление загрузки мельницы (шары 5+исходный материал), предохраняя конусно-ступенчатую футеровку от быстрого износа.

Сортирующая бронефутеровка по варианту 2 (см. фиг.5) работает следующим образом. Плиты 4 с одновременным наклоном в сторону загрузочного конца мельницы и в сторону, противоположную ее вращению позволяют изменить угол отражения шаров 5 в сторону, противоположную вращению барабана 1 мельницы, причем, чем дальше от внешнего ряда будет шар 5, тем больший угол и направление движения в сторону, противоположную вращению барабана 1 мельницы, он будет иметь. При падении разно-размерных шаров 5 на плиту 4 крупные шары 5 из других рядов, имея большую кинетическую энергию, чем мелкие шары 5, будут пробиваться на свободное от падающих шаров 5 пространство за внешний ряд и двигаться в сторону загрузочного конца мельницы. Это дополнительно повышает эффективность сортировки шаров в мельнице.

Выступы 6 в виде волн или трапеций с сообщающимися канавками на плитах 3 усиливают отток пульпы с готовым материалом в сторону разгрузочного конца мельницы, а на плитах 2, 3 и 4 позволяют организовать подъем шаров 5 при заданной относительной скорости вращения барабана 1 мельницы на оптимальный угол.

Заявляемая конструкция позволяет повысить эффективность сортировки за счет снижения износа конусно-ступенчатых плит.

Сортирующая бронефутеровка барабанных мельниц относится к устройствам для предохранения обечайки от износа и может быть использована в горнорудной, цементной, металлургической и др. отраслях промышленности. Позволяет повысить эффективность сортировки за счет снижения износа конусно-ступенчатых плит. Сортирующая бронефутеровка содержит чередующиеся по окружности барабана ряды плит, расположенных вдоль барабана мельницы, с наклоном в сторону загрузочного конца мельницы (конусно-ступенчатых) и ряды плит, параллельных образующей барабана мельницы. Последние выполнены с односторонними краевыми ребрами в виде прямоугольных трапеций с краевыми прямыми углами и установлены их наклонной стороной под углом 100-150° к горизонтали в сторону вращения мельницы. По второму варианту бронефутеровка содержит чередующиеся по окружности барабана мельницы ряды плит, расположенных вдоль барабана мельницы, с наклоном в сторону, загрузочного конца мельницы и ряды плит, параллельных образующей барабана мельницы. Плиты с наклоном в сторону загрузки мельницы выполнены одновременно с наклоном в сторону, противоположную вращению мельницы, а плиты, параллельные образующей барабана мельницы, выполнены с односторонними краевыми ребрами в виде прямоугольных трапеций с краевыми прямыми углами и установлены их наклонной стороной под углом 100-150° к горизонтали в сторону вращения мельницы. 2н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Сортирующая бронефутеровка барабанной мельницы, содержащая чередующиеся по окружности барабана ряды плит, расположенных вдоль барабана мельницы, с наклоном в сторону загрузочного конца мельницы и ряды конусно-ступенчатых плит, параллельных образующей барабана мельницы, отличающаяся тем, что последние выполнены с односторонними краевыми ребрами в виде прямоугольных трапеций с краевыми прямыми углами и установлены их наклонной стороной под углом 100-150° к горизонтали в сторону вращения мельницы.2. Сортирующая бронефутеровка по п.1, отличающаяся тем, что минимальная высота трапецеидальных краевых ребер выполнена не менее максимальной высоты конусно-ступенчатой футеровки.3. Сортирующая бронефутеровка по п.1, отличающаяся тем, что на поверхности футеровки выполнены продольные выступы в виде волн или трапеций с шагом 20-300 мм, высотой 20-60 мм и шириной 20-80 мм, образующие сообщающие канавки.4. Сортирующая бронефутеровка, содержащая чередующие по окружности барабана мельницы ряды плит, расположенных вдоль барабана мельницы, с наклоном в сторону загрузочного конца мельницы и ряды конусно-ступенчатых плит, параллельных образующей барабана мельницы, отличающаяся тем, что плиты с наклоном в сторону загрузки мельницы выполнены одновременно с наклоном в сторону, противоположную вращению мельницы, а плиты, параллельные образующей барабана мельницы, выполнены с односторонними краевыми ребрами в виде прямоугольных трапеций с краевыми прямыми углами и установлены их наклонной стороной под углом 100-150° к горизонтали в сторону вращения мельницы.5. Сортирующая бронефутеровка по п.4, отличающаяся тем, что минимальная высота трапецеидальных краевых ребер выполнена не менее максимальной высоты конусно-ступенчатой футеровки.6. Сортирующая бронефутеровка по п.4, отличающаяся тем, что на поверхности футеровки выполнены продольные выступы в виде волн или трапеций с шагом 20-300 мм, высотой 20-60 мм и шириной 20-80 мм, образующие сообщающие канавки.7. Сортирующая бронефутеровка по п.4, отличающаяся тем, что угол наклона конусно-ступенчатых плит в сторону, противоположную вращению барабана мельницы, составляет 3-12°.