СПОСОБ, УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО И ПРИВОДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ПРИЛИПШЕЙ ШИХТЫ ОТ ВНУТРЕННЕЙ СТЕНКИ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬНОЙ ТРУБЫ Российский патент 2009 года по МПК B02C17/18 

Изобретение относится к способу для отделения прилипшей шихты от внутренней стенки измельчительной трубы, в частности трубчатой мельницы, управляющему устройству для приводного устройства измельчительной трубы, а также к приводному устройству измельчительной трубы. Кроме того, изобретение относится также к трубчатой мельнице.

Трубчатые мельницы используются преимущественно для измельчения таких материалов, как руда. Не является необычным, что работу трубчатой мельницы прерывают на более длительный период времени, и трубчатая мельница простаивает. Это происходит, например, по причинам технического обслуживания. Во время простоя трубчатой мельницы находящийся в измельчительной трубе трубчатой мельницы материал может уплотняться и прилипать к внутренней стенке измельчительной трубы. Подобным образом прилипший, уплотненный, приставший к внутренней стенке материал обозначают в качестве прилипшей шихты или также "затвердевшей шихты" ("frozen charge"). Если трубчатая мельница после более длительного простоя снова вводится в эксплуатацию, существует опасность, что прилипшая шихта на большой высоте отделяется от измельчительной трубы, обрушивается и при последующем соударении с измельчительной трубой вызывает значительные повреждения на трубчатой мельнице.

Поэтому существуют устройства, которые распознают наличие прилипших шихт и которые, если распознается наличие прилипшей шихты, отключают трубчатую мельницу. Подобное устройство описано, например, в выложенном описании изобретения к немецкой заявке на патент DE 3528409 А1.

Когда прилипшая шихта распознана и трубчатая мельница отключена, прилипшая шихта после этого должна удаляться сложным образом. Это происходит, например, путем размягчения за счет того, что на прилипшую шихту разбрызгивают воду и/или с применением пневматических молотков. Удаление прилипшей шихты обусловливает крайне высокие затраты по большей части ручного труда и отнимает очень много времени.

Из US 2003/0052205 A1 известен способ защиты трубчатой мельницы от возможных повреждений за счет падающего вниз материала, причем можно устанавливать наличие прилипшего на внутренней поверхности трубчатой мельницы материала и при наличии подобного материала вызывать остановку вращательного движения измельчительной трубы трубчатой мельницы.

Задачей изобретения является, сделать возможным удаление прилипшей шихты простым и эффективным образом.

Эта задача решается посредством способа отделения прилипшей шихты от внутренней стенки измельчительной трубы, включающего управление при помощи управляющего устройства приводным устройством измельчительной трубы, при котором согласно изобретению угол поворота (ϕ) и скорость вращения измельчительной трубы изменяют посредством приводного устройства для целенаправленного отделения прилипшей шихты, причем угол поворота (ϕ) устанавливают колеблющимся вокруг, по крайней мере, одного заданного угла поворота (ϕ₁, ϕ₂).

При этом не превышают максимальную величину угла поворота (ϕ), меньшую 180°.

Целесообразно не превышать максимальную величину угла поворота (ϕ), меньшую или равную 90°.

Угол поворота (ϕ) устанавливают колеблющимся последовательно вокруг нескольких заданных углов поворота (ϕ₁) или (ϕ₂) с одинаковым знаком.

Угол поворота (ϕ) устанавливают колеблющимся последовательно вокруг нескольких заданных углов поворота (ϕ₁) или (ϕ₂) с различным знаком.

Измельчительную трубу, по крайней мере, однократно резко тормозят при заданном угле поворота (ϕ).

Измельчительную трубу резко тормозят до остановки.

Для отделения прилипшей шихты применяют тот же самый двигатель, что и для вращения измельчительной трубы в режиме измельчения.

Прилипшую шихту увлажняют.

Поставленная задача решается тем, что управляющее устройство для приводного устройства измельчительной трубы, содержащее устройство регулирования, согласно изобретению дополнительно содержит средства для задания рабочего цикла измельчительной трубы, а устройство регулирования выполнено ориентированным на магнитное поле.

Приводное устройство для измельчительной трубы с управляющим устройством, содержащее двигатель, согласно изобретению характеризуется тем, что двигатель выполнен с возможностью приведения в действие измельчительной трубы как в режиме измельчения, так и для отделения прилипшей шихты, причем двигатель связан с преобразователем и выполнен кольцевым, и управляющее устройство при этом также выполнено согласно изобретению.

Поставленная задача в трубчатой мельнице, содержащей измельчительную трубу, согласно изобретению решается тем, что приводное устройство и управляющее устройство выполнены согласно изобретению.

Согласно изобретению приводное устройство измельчительной трубы используют для разрыхления и отделения прилипшей шихты. Путем управления или, соответственно, регулирования приводного устройства измельчительной трубы для целенаправленного отделения прилипшей шихты измельчительную трубу поворачивают в угловом диапазоне, при котором падающий материал не вызывает никаких повреждений на измельчительной трубе или других компонентах трубчатой мельницы. Требующие больших затрат времени ручные вмешательства таким образом в большинстве случаев могут быть не нужными. При этом угол поворота и скорость вращения измельчительной трубы изменяют с помощью приводного устройства. Посредством, например, целенаправленного изменения вращательного движения, то есть изменения ускорения и направления вращения измельчительной трубы, прилипшую шихту разрыхляют и отделяют от внутренней стенки измельчительной трубы, не вызывая повреждений на трубчатой мельнице. Согласно изобретению угол поворота устанавливают колеблющимся, то есть, например, осциллирующим вокруг, по крайней мере, одного заранее заданного угла поворота.

Предпочтительно не превышают максимальную величину угла поворота, меньшую 180°.

Исключают выполнение измельчительной трубой полного оборота.

Предпочтительно не превышают максимальную величину угла поворота, меньшую или равную 90°. Если величина угла поворота не больше, чем 90°, то обрушивание прилипшей шихты является значительно менее вероятным, чем при больших величинах угла поворота. Предпочтительно максимальная величина угла поворота является зависящей от свойств материала прилипшей шихты. Часто максимальная величина угла поворота, при котором падения прилипшей шихты с большой вероятностью не оказывают повреждающих воздействий на трубчатую мельницу или даже исключены, лежит явно ниже 90°. Частично максимальную величину угла поворота даже нужно ограничивать до величины, сравнительно близкой 0°. Чтобы сделать возможным целенаправленное отделение прилипшей шихты, во-первых, в возможно короткое время и, во-вторых, с возможно малым риском, максимальную величину угла поворота определяют в зависимости от свойств материала прилипшей шихты.

Предпочтительно угол поворота устанавливают друг за другом колеблющимся последовательно вокруг нескольких заданных углов поворота с одинаковым знаком. Предпочтительно угол поворота устанавливают друг за другом колеблющимся вокруг нескольких заданных углов поворота с различным знаком.

Предпочтительно прилипшую шихту увлажняют. Отделение прилипшей шихты облегчают, например, посредством обрызгивания водой. На консистенцию и адгезионную способность прилипшей шихты воздействуют целесообразно с помощью увлажнения.

Предпочтительно соответствующее изобретению управляющее устройство содержит средства для задания рабочего цикла для измельчительной трубы. Таким образом, становится возможным целенаправленное отделение прилипшей шихты в основном, по существу, автоматически и без повреждения измельчительной трубы.

Предпочтительно управляющее устройство содержит ориентированное на поле регулирующее устройство. Управление или, соответственно, регулирование приводного устройства для целенаправленного отделения прилипшей шихты, таким образом, существенно упрощается.

Предпочтительно соответствующее изобретению приводное устройство содержит двигатель, который приводит в действие измельчительную трубу как в режиме измельчения, так и для отделения прилипшей шихты. Конструкция приводного устройства и трубчатой мельницы в целом становится, таким образом, более простой, надежной, компактной и экономичной с точки зрения затрат.

Предпочтительно двигатель приводного устройства связан с преобразователем.

Предпочтительно двигатель является кольцевым двигателем. За счет применения безредукторного привода, выполненного в виде кольцевого двигателя, трубчатая мельница становится более надежной и требующей меньше технического обслуживания, а описанная система для целенаправленного отделения прилипшей шихты является легко реализуемой.

Дальнейшие подробности изобретения описываются в последующем в качестве примера со ссылкой на чертежи. При этом показывают:

фиг.1 - схематическую конструкцию трубчатой мельницы,

фиг.2 и фиг.3 - разрез измельчительной трубы трубчатой мельницы,

фиг.4 до фиг.6 - возможные вращательные движения измельчительной трубы для целенаправленного отделения прилипшей шихты.

Фиг.1 показывает схематическую конструкцию трубчатой мельницы, которая применяется, например, для измельчения руд. Трубчатая мельница содержит измельчительную трубу 1, которая связана с приводным устройством 2. Кроме того, предусмотрено управляющее устройство 3, которое выдает управляющие или, соответственно, регулирующие сигналы на приводное устройство 2. Управляющее устройство 3 может также принимать и обрабатывать дальше сигналы, например измерительные сигналы от приводного устройства 2 или других компонентов трубчатой мельницы. Измельчительная труба 1 предпочтительно является выполненной в виде барабана. Трубчатая мельница содержит опорные устройства для измельчительной трубы 1, которые на чертеже более подробно не представлены.

Приводное устройство 2 трубчатой мельницы содержит, по крайней мере, один двигатель, который выполнен, например, в виде кольцевого двигателя. Двигатель связан с не представленным более подробно преобразователем. Выполнение двигателя в виде кольцевого двигателя позволяет безредукторный привод измельчительной трубы 1 и, тем самым, особенно надежную работу трубчатой мельницы.

Приводное устройство 2 предпочтительно выполнено в виде ориентированной на поле электрической машины с вращающимся магнитным полем, причем в управляющем устройстве 3 предусмотрено ориентированное на поле регулирующее устройство. Ориентированное на поле регулирующее устройство выполнено, например, в виде вычислителя потока.

Трубчатая мельница работает нормальным образом в режиме измельчения, то есть приводное устройство 2 приводит в действие измельчительную трубу таким образом, что находящийся в измельчительной трубе 1 материал измельчается посредством движения измельчительной трубы 1. Материал в режиме измельчения является рыхлым и не слипшимся с измельчительной трубой 1. Если режим измельчения прерывают на длительное время, это может, как описано во вводной части, приводить к проблеме появления прилипших шихт, так называемых "затвердевших шихт" ("frozen charges").

Фиг.2 показывает измельчительную трубу 1 трубчатой мельницы в разрезе, причем измельчительная труба 1 окружена приводным устройством 2, здесь схематически представленным кольцевым двигателем с опорным устройством. Измельчительная труба 1 установлена с возможностью вращения вокруг оси вращения 4 посредством приводного устройства 2. Представленная штриховкой область внутри измельчительной трубы 1 схематически изображает прилипшую шихту 5. Прилипшая шихта 5 возникает из материала, который во время продолжительного простоя трубчатой мельницы практически уплотнился, спекся, смерзся, склеился, спрессовался или агломерировался в жесткое неподвижное тело. На фиг.2 центр тяжести прилипшей шихты 5 по сравнению с исходным положением, обозначенным ϕ₀=0°, отклонен на угол поворота ϕ до угла поворота, обозначенного ϕ₁.

Фиг.3 показывает прилипшую шихту 5, центр тяжести которой был отклонен на угол поворота, обозначенный ϕ₂. Представленное на фиг.3 направление вращения является противоположным направлению вращения на фиг.2.

В последующем рассматриваются отклонения в положительной области углов поворота ϕ₀<ϕ<=180° и отклонения в отрицательной области углов поворота -180°<ϕ<ϕ₀. Соответственно ϕ₁ на фиг.2 является положительным, ϕ₂ на фиг.3 - отрицательным углом поворота ϕ.

Показанное на фиг.1 управляющее устройство 3 приводного устройства 2 трубчатой мельницы является, как описано выше, предпочтительным образом выполненным таким образом, что прилипшие шихты 5 распознают так рано, что их обрушивание за счет остановки трубчатой мельницы избегается. Прилипшие шихты можно также распознавать визуально, например, обслуживающим трубчатую мельницу оператором.

Если прилипшая шихта 5 обнаружена, то до возобновления режима измельчения прилипшую шихту 5 отделяют за счет того, что управляют приводным устройством 2 трубчатой мельницы таким образом, что за счет изменения угла поворота ϕ и скорости вращения измельчительной трубы 1 прилипшую шихту целенаправленно отделяют. При этом применяют предпочтительно тот же самый двигатель, который приводит в действие измельчительную трубу 1 также в режиме измельчения.

При отделении прилипшей шихты управляющее устройство 3 обеспечивает, чтобы величина угла поворота ϕ не превышала определенную максимальную величину. Таким образом исключают, что прилипшая шихта обрушивается со слишком большой высоты и вызывает повреждения на трубчатой мельнице. Максимальная величина угла поворота ϕ лежит в интервале 0°<|ϕ|<180° и предпочтительно определяется в зависимости от состава и свойств материала прилипшей шихты 5. Максимальную величину угла поворота ϕ можно определять также в интервале 0°<|ϕ|<=90°.

Фиг.4 и фиг.5 показывают схематически нанесенное отклонение измельчительной трубы 1 на угол поворота ϕ для целенаправленного отделения прилипшей шихты по времени t. Чтобы отделить прилипшую шихту 5 от внутренней стенки измельчительной трубы 1, измельчительную трубу 1 целенаправленно отклоняют из исходного положения и синусообразно раскачивают вокруг угла поворота ϕ₁ или, соответственно, ϕ₂. Исходная позиция в показанном примере лежит при ϕ₀=0°, может, однако, быть заданной также иначе.

На фиг.5 охарактеризованы несколько отрезков времени T₁ до Т₄. В каждом из этих отрезков времени Т₁ до Т₄ измельчительная труба 1 колеблется вокруг определенного угла поворота ϕ₁ или, соответственно, ϕ₂. Иначе, чем представлено в качестве примера на фиг.4 и 5, амплитуда колебания угла поворота ϕ вокруг угла поворота ϕ₁ или, соответственно, ϕ₂ может также изменяться или, соответственно, быть измененной. Амплитуда может при этом быть переменной внутри отрезков времени T₁ до Т₄ и/или при сравнении отрезков времени T₁ до Т₄ относительно друг друга.

Возможно, что измельчительная труба 1 колеблется вокруг одного или нескольких положительных углов поворота ϕ₁. Возможно также, что измельчительная труба 1 колеблется вокруг одного или нескольких отрицательных углов поворота ϕ₂. Измельчительная труба 1 может также быть настроена колеблющейся вокруг одного или нескольких положительных и одного или нескольких отрицательных углов поворота ϕ₁ или, соответственно, ϕ₂.

Показанное на фиг.1 управляющее устройство для приводного устройства 2 предпочтительно содержит средства для задания рабочего цикла для измельчительной трубы 1, чтобы управлять или, соответственно, регулировать движение измельчительной трубы 1, как описано выше.

Отделение прилипшей шихты 5 можно поддерживать за счет подвода воды. Если прилипшая шихта 5 увлажняется, то она легче отделяется от внутренней стенки измельчительной трубы 1.

Фиг.6 показывает схематически, как измельчительную трубу 1 сначала приводят в движение и затем многократно внезапно тормозят из движения. Торможение может, как показано на фиг., происходить таким образом, что измельчительная труба 1 на ограниченное время приходит к остановке или также таким образом, что она резко заметно замедляет свою скорость вращения. Может также происходить смена направления вращения. При внезапном торможении измельчительной трубы 1 инерция прилипшей шихты 5 воздействует на нее отделяющим образом.

Основную идею изобретения можно обобщить в основном следующим образом.

Изобретение относится к способу для отделения прилипшей шихты 5 от внутренней стенки измельчительной трубы 1, причем для целенаправленного отделения прилипшей шихты 5 приводным устройством 2 измельчительной трубы 1 управляют при помощи управляющего устройства 3. Измельчительную трубу 1 при этом целенаправленно вращают таким образом, что за счет многократного изменения скорости вращения измельчительной трубы 1 и, при необходимости, путем резкого торможения измельчительной трубы 1 прилипшая шихта 5 отделяется от внутренней стенки измельчительной трубы 1. При этом не превышают определенный, как правило, в зависимости от материала максимальный угол поворота ϕ измельчительной трубы 1, чтобы избежать неконтролируемого обрушивания прилипшей шихты 5. Посредством изобретения становятся ненужными требующие больших затрат труда и времени способы для отделения прилипшей шихты 5, так как она может быть отделена с помощью того же самого двигателя приводного устройства 2, который применяют также во время режима измельчения для привода измельчительной трубы 1.

Изобретение относится также к приводному устройству 2 для измельчительной трубы 1 и к управляющему устройству 3 для подобного приводного устройства 2.

Изобретение относится к способам отделения прилипшей шихты от внутренней стенки измельчительной трубы. Способ включает управление при помощи управляющего устройства приводным устройством измельчительной трубы. Угол поворота (ϕ) и скорость вращения измельчительной трубы изменяют посредством приводного устройства для целенаправленного отделения прилипшей шихты, причем угол поворота (ϕ) устанавливают колеблющимся вокруг, по крайней мере, одного заданного угла поворота (ϕ₁, ϕ₂). Изобретение упрощает отделение прилипшей шихты и повышает надежность работы мельницы. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ отделения прилипшей шихты от внутренней стенки измельчительной трубы, включающий управление при помощи управляющего устройства приводным устройством измельчительной трубы, отличающийся тем, что угол поворота (ϕ) и скорость вращения измельчительной трубы изменяют посредством приводного устройства для целенаправленного отделения прилипшей шихты, причем угол поворота (ϕ) устанавливают колеблющимся вокруг, по крайней мере, одного заданного угла поворота (ϕ₁, ϕ₂).2. Способ по п.1, отличающийся тем, что не превышают максимальную величину угла поворота (ϕ), меньшую 180°.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что не превышают максимальную величину угла поворота (ϕ), меньшую или равную 90°.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что угол поворота (ϕ) устанавливают колеблющимся последовательно вокруг нескольких заданных углов поворота (ϕ₁) или (ϕ₂) с одинаковым знаком.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что угол поворота (ϕ) устанавливают колеблющимся последовательно вокруг нескольких заданных углов поворота (ϕ₁) или (ϕ₂) с различным знаком.6. Способ по п.1, отличающийся тем, что измельчительную трубу, по крайней мере, однократно резко тормозят при заданном угле поворота (ϕ).7. Способ по п.6, отличающийся тем, что измельчительную трубу резко тормозят до остановки.8. Способ по п.1, отличающийся тем, что для отделения прилипшей шихты применяют тот же самый двигатель, что и для вращения измельчительной трубы в режиме измельчения.9. Способ по п.1, отличающийся тем, что прилипшую шихту увлажняют.10. Управляющее устройство для приводного устройства измельчительной трубы, содержащее устройство регулирования, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средства для задания рабочего цикла измельчительной трубы, а устройство регулирования выполнено ориентированным на магнитное поле.11. Приводное устройство для измельчительной трубы с управляющим устройством, содержащее двигатель, отличающееся тем, что двигатель выполнен с возможностью приведения в действие измельчительной трубы как в режиме измельчения, так и для отделения прилипшей шихты, причем двигатель связан с преобразователем и выполнен кольцевым, а управляющее устройство выполнено по п.10.12. Трубчатая мельница, содержащая измельчительную трубу, отличающаяся тем, что приводное устройство выполнено по п.11, а управляющее устройство по п.10.