СПОСОБЫ ЗАПОЛНЕНИЯ И ОПОРОЖНЕНИЯ ШАРОВОЙ МЕЛЬНИЦЫ С МЕШАЛКОЙ ПУТЕМ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ДРОБЯЩИХ ТЕЛ ПОСРЕДСТВОМ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ТРАНСПОРТИРУЮЩЕЙ СРЕДЫ Российский патент 2016 года по МПК B02C17/16 

Настоящее изобретение относится к способам заполнения и опорожнения шаровой мельницы с мешалкой путем перемещения вспомогательных дробящих тел посредством гидравлической транспортирующей среды.

В немецкой публикации патента DE 3727863 С1 раскрыта мельница с мешалкой, имеющая трубопровод для подачи дробящих тел. Камера измельчения содержит выполненную с возможностью вращения мешалку и расположенное вокруг нее, по меньшей мере, частично заполненное дробящими телами и измельчаемым материалом рабочее пространство. Подающий трубопровод, по которому дробящие тела при работающей мешалке подают снаружи в центральную область камеры измельчения, выходит в свободное пространство в мешалке. По существу радиальное выпускное отверстие в мешалке соединено с рабочим пространством. За счет этого обеспечивается быстрая загрузка дробящих тел.

В немецкой публикации патента DE 3902689 С1 раскрыто устройство для загрузки вспомогательных дробящих тел в мельницы, прежде всего мельницы с мешалкой. Корпус, соединенный с камерой измельчения, содержит камеру подачи, которая выполнена с возможностью присоединения к рабочему пространству в камере измельчения. Вспомогательные дробящие тела загружаются в камеру подачи через входное отверстие в корпусе. В камере подачи может приводиться в движение элемент устройства подачи, чтобы перемещать вспомогательные дробящие тела от входного отверстия через гибкий запорный орган в направлении рабочего пространства. Упругий запорный орган имеет по меньшей мере одну щель, которая проходит поперек направления подачи элемента устройства подачи и обычно закрыта, но под действием оказанного элемента устройства подачи давления пропускает одно за другим несколько вспомогательных дробящих тел.

В немецкой публикации патента DE 4432200 С1 раскрыта мельница с мешалкой, причем она снабжена отдельным устройством для разделения измельчаемого материала и вспомогательных дробящих тел. Разделительное устройство имеет ротор с возможностью вращения для отделения вспомогательных дробящих тел от обработанного измельчаемого материала. Вспомогательные дробящие тела с необработанным измельчаемым материалом транспортируются обратно в мельницу с мешалкой. Разделительное устройство вместе с имеющей мешалку мельницей и с соединяющими их трубопроводами образует замкнутую систему.

Раскрытая в немецкой заявке на патент DE 10338592 А1 мельница с мешалкой имеет камеру измельчения и расположенную в ней, выполненную с возможностью вращения мешалку. В рабочее пространство впадает трубопровод для загрузки измельчаемого материала, а из рабочего пространства выходит трубопровод для выгрузки измельчаемого материала. Рабочее пространство, по меньшей мере, частично заполнено вспомогательными дробящими телами. Трубопровод для выгрузки измельчаемого материала является одновременно устройством для отсасывания и отделения вспомогательных дробящих тел. Оно имеет сепаратор вспомогательных дробящих тел, имеющий зону сепарации, в верхнюю область которой впадает опущенный в смесь из измельчаемого материала и вспомогательных дробящих тел отсасывающий трубопровод. В трубопроводе для возврата вспомогательных дробящих тел встроен шлюзовый затвор.

Таким образом, из уровня техники известны устройства и способы, посредством которых вспомогательные дробящие тела в сухом состоянии можно загружать в мельницу. Известны также системы, позволяющие извлекать из мельницы вспомогательные дробящие тела вместе с измельчаемым материалом и потом их разделять. Недостаток всех этих устройств, способов и/или систем заключается в том, что для полного удаления и/или замены вспомогательных дробящих тел мельницу всегда нужно открывать.

Таким образом, в основе изобретения лежит задача создать способ, посредством которого вспомогательные дробящие тела можно загружать в шаровую мельницу с мешалкой или извлекать из шаровой мельницы с мешалкой с экономией времени и небольшими затратами машино- и человеко-часов.

Эта задача решена в способах, охарактеризованных в п.п. 1 и 2 формулы. Предпочтительные варианты осуществления раскрыты в зависимых пунктах.

Предлагаемый способ загрузки вспомогательных дробящих тел в шаровую мельницу с мешалкой включает транспортирование вспомогательных дробящих тел внутрь шаровой мельницы в замкнутом контуре посредством гидравлической транспортирующей среды, причем вспомогательные дробящие тела предварительно содержат в накопительном бункере вместе с гидравлической транспортирующей средой; посредством насоса гидравлическую транспортирующую среду по первому трубопроводу и второму трубопроводу засасывают или нагнетают через камеру измельчения шаровой мельницы и вспомогательные дробящие тела вместе с гидравлической транспортирующей средой засасывают или нагнетают в камеру измельчения, причем вспомогательные дробящие тела остаются в камере измельчения.

Предлагаемый способ удаления вспомогательных дробящих тел из шаровой мельницы с мешалкой включает транспортирование вспомогательных дробящих тел из шаровой мельницы в замкнутом контуре посредством гидравлической транспортирующей среды, причем гидравлическую транспортирующую среду посредством насоса нагнетают из накопительного бункера через второй трубопровод в камеру измельчения; вспомогательные дробящие тела с гидравлической транспортирующей средой по первому трубопроводу перекачивают из камеры измельчения в накопительный бункер; вспомогательные дробящие тела остаются в накопительном бункере; и гидравлическую транспортирующую среду пропускают в контуре до тех пор, пока из камеры измельчения не будут удалены все вспомогательные дробящие тела.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в сокращении затрат времени на загрузку/выгрузку вспомогательных дробящих тел.

Контур следует считать замкнутым также в том случае, если для осуществления способа применяется закрытый или открытый накопительный бункер. Однако должно быть обеспечено, что транспортирующую среду в контуре всегда можно применять без внесения воздуха и/или других газов. Вспомогательные дробящие тела перемещаются в камеру измельчения и извлекаются из камеры измельчения через впускное отверстие для измельчаемого материала.

Как указано выше, при заполнении шаровой мельницы вспомогательными дробящими телами последние предварительно содержатся, вместе с гидравлической транспортирующей средой, в накопительном бункере. Насос всасывает гидравлическую транспортирующую среду по первому трубопроводу и второму трубопроводу через камеру измельчения шаровой мельницы с мешалкой. Вспомогательные дробящие тела вместе с гидравлической транспортирующей средой всасываются в камеру измельчения или подаются под давлением в камеру измельчения. В зависимости от того, как насос и трубопроводы соединены с камерой измельчения и накопительным бункером, транспортирующий поток для вспомогательных дробящих тел реализуется или как разрежение, или как давление. Транспортирующая среда откачивается в немного повышенной точке и/или через разделительное устройство из камеры измельчения, причем вспомогательные дробящие тела остаются в камере измельчения.

Как указано выше, для опорожнения камеры измельчения гидравлическая транспортирующая среда откачивается с помощью насоса из накопительного бункера по второму трубопроводу в камеру измельчения. Вспомогательные дробящие тела вместе с гидравлической транспортирующей средой по первому трубопроводу перекачиваются или подаются под давлением из камеры измельчения в накопительный бункер. После достижения накопительного бункера вспомогательные дробящие тела остаются в нем. Гидравлическая транспортирующая среда, напротив, циркулирует в контуре до тех пор, пока из камеры измельчения не будут удалены все вспомогательные дробящие тела.

При удалении вспомогательных дробящих тел из шаровой мельницей с мешалкой время от времени приводится во вращение вал мешалки. Вследствие вращения вала мешалки в камере измельчения возникает дополнительный поток, который подхватывает вспомогательные дробящие тела и приводит их в транспортирующей среде во взвешенное состояние. Тем самым разгрузка вспомогательных дробящих тел текущей транспортирующей средой существенно улучшается.

Гидравлическая транспортирующая среда всегда отбирается из спокойной зоны накопительного бункера. Отбор из спокойной зоны важен, т.к. вспомогательные дробящие тела не должны попадать в насос, а воздух и/или газы в камеру измельчения. Спокойная зона отличается тем, что в ней нет вспомогательных дробящих тел. Далее в спокойной зоне потока нет или есть лишь незначительный. В большинстве случаев спокойной зоной является область, которая отделена стенкой от накопительного бункера. Транспортирующая среда поступает тогда через перфорации или отверстия в стенке в спокойную зону.

Гидравлическая транспортирующая среда во время процесса наполнения и/или опорожнения нагнетается в камеру измельчения посередине дна камеры измельчения. В другом варианте осуществления гидравлическая транспортирующая среда во время процесса наполнения и/или опорожнения нагнетается через дно камеры измельчения ниже вала мешалки. Путем введения транспортирующей среды ниже вала мешалки она попадает прямо в слой из вспомогательных дробящих тел, который находится на дне камеры измельчения. Тем самым создается дополнительное завихрение вспомогательных дробящих тел. Такое завихрение очень полезно при выгрузке вспомогательных дробящих тел.

Во время процесса наполнения и/или опорожнения камера измельчения шаровой мельницы с мешалкой наполнена гидравлической транспортирующей средой и/или вспомогательными дробящими телами по меньшей мере на 90%, предпочтительно на 95%. Чем меньше воздуха и/или газов имеется в камере измельчения, тем лучше поток для обеспечения транспортировки вспомогательных дробящих тел поддается регулированию. В качестве транспортирующей среды можно применять воду или другую подходящую жидкую среду.

Далее примеры выполнения изобретения и его преимущества более подробно поясняются с помощью прилагаемых чертежей.

На фиг. 1 загрузка вспомогательных дробящих тел в шаровую мельницу с мешалкой показана с помощью специального накопительного бункера.

На фиг. 2 отбор вспомогательных дробящих тел из шаровой мельницы с мешалкой показан с помощью специального накопительного бункера.

На фиг. 3 загрузка вспомогательных дробящих тел в шаровую мельницу с мешалкой показана из специального накопительного бункера.

На фиг. 4 отбор вспомогательных дробящих тел из шаровой мельницы с мешалкой показан с помощью простого накопительного бункера.

На фиг. 5 показан отбор вспомогательных дробящих тел из шаровой мельницы с мешалкой, причем гидравлическая транспортирующая среда нагнетается ниже вала мешалки.

На фиг. 1 загрузка вспомогательных дробящих тел 12 в шаровую мельницу 10 с мешалкой показана с помощью специального накопительного бункера 14. Накопительный бункер 14 имеет в этом примере выполнения конически сужающуюся вниз форму и снабжен первой задвижкой 34 и второй задвижкой 36. Вспомогательные дробящие тела 12 предварительно содержатся в накопительном бункере 14 вместе с гидравлической транспортирующей средой 16. Для отбора смеси из вспомогательных дробящих тел 12 и транспортирующей среды 16 открывают первую задвижку 34. Затем насос 20 подает смесь по первому трубопроводу 22 к впускному отверстию 30 для измельчаемого материала камеры 11 измельчения. В описанном примере выполнения подача смеси в камеру измельчения происходит по соединительной линии 38, причем протекающая смесь создает в первом трубопроводе 22 всасывающее действие, наподобие водоструйного насоса. Насос всасывает по второму трубопроводу 24 транспортирующую среду 16 из шаровой мельницы 10 с мешалкой и нагнетает ее по первому трубопроводу 22 снова в камеру 11 измельчения. Тем самым в замкнутом контуре возникает циркуляция. Далее при этом процессе загрузки транспортирующая среда 16 через разделяющий орган 33 отсасывается из камеры 11 измельчения.

На фиг. 2 отбор вспомогательных дробящих тел 12 из шаровой мельницы 10 с мешалкой показан с помощью специального накопительного бункера 14. При отборе гидравлической транспортирующей среды 16 из накопительного бункера 14 следует следить за тем, что место 26 отбора транспортирующей среды 16 всегда должно находиться ниже уровня 28 транспортирующей среды, чтобы не засасывать воздух. Для этого место 26 отбора транспортирующей среды должно быть выбрано оператором и/или определено с помощью каркаса ниже уровня транспортирующей среды. Если место отбора транспортирующей среды 26 размещено правильно, открывается вторая задвижка 36 и транспортирующая среда 16 поступает по соединительному трубопроводу 38 к насосу 20. Насос 20 подает транспортирующую среду 16 по второму трубопроводу 24 в камеру 11 измельчения. Закачка происходит в том месте в дне 32 камеры измельчения, через которое отбирали транспортирующую среду 16 на фиг. 1. Вследствие нагнетаемой через камеру 11 измельчения транспортирующей среды возникает поток, посредством которого вспомогательные дробящие тела 12 выгружаются через впускное отверстие 30 для измельчаемого материала камеры 11 измельчения. Через первый трубопровод 22 вспомогательные дробящие тела 12 вместе с транспортирующей средой 16 поступают в накопительный бункер 14. Чтобы иметь возможность полностью удалить все вспомогательные дробящие тела 12 из камеры 11 измельчения, необходимо, чтобы вал 13 мешалки время от времени приводили во вращение. Вследствие этого возникает дополнительный поток, посредством которого вспомогательные дробящие тела 12 в камере 11 измельчения подхватываются и вымываются из нее.

На фиг. 3 показана загрузка вспомогательных дробящих тел 12 в шаровую мельницу 10 с мешалкой и с простым накопительным бункером 14. По сравнению с описанным для фиг. 1 и фиг. 2 накопительным бункером 14, в этом нет задвижек, особой формы и жестко смонтированных выходных отверстий. Напротив, этот пример осуществления должен показать, что способ загрузки и опорожнения может быть осуществлен также со стандартными бункерами. Предварительное содержание дробящих тел 12 и гидравлической транспортирующей среды 16 происходит в накопительном бункере 14. Насос 20 создает поток материала, посредством которого транспортирующая среда попадает в заборное устройство 40. В заборном устройстве 40 происходит отведение потока материалов в первый трубопровод 22. Вследствие этого возникает разрежение, которое засасывает вспомогательные дробящие тела 12 из накопительного бункера 14. При этом процессе следует следить за тем, что место 26 отбора всегда должно находиться ниже уровня 28 транспортирующей среды в накопительном бункере 14, чтобы ни воздух, ни другие газы не попадали в поток материалов. Затем смесь через впускное отверстие 30 для измельчаемого материала поступает в камеру 11 измельчения. Вспомогательные дробящие тела 12 остаются в камере измельчения, транспортирующая среда 16 через отверстие или через разделительное устройство (не показано) в дне 32 камеры измельчения 32 отсасывается и движется в контуре.

На фиг. 4 отбор вспомогательных дробящих тел 12 из шаровой мельницы 10 с мешалкой показан с помощью простого накопительного бункера 14. В этом примере осуществления гидравлическая транспортирующая среда 16 из спокойной зоны 18 накопительного бункера 14 откачивается насосом 20 и по второму трубопроводу 24 подается в качестве промывочной жидкости в камеру 11 измельчения. Спокойная зона 18 отличается тем, что в ней имеется слабое течение, а вспомогательные дробящие тела 12 отсутствуют. В спокойной зоне 18 место 26 отбора для транспортирующей среды 16 всегда расположено ниже уровня 28 транспортирующей среды. Вследствие поступающей транспортирующей среды 16 вспомогательные дробящие тела 12 через впускное отверстие 30 для измельчаемого материала вымываются из камеры 11 измельчения. Через первый трубопровод 22 вспомогательные дробящие тела 12 вместе с транспортирующей средой поступают в накопительный бункер 14. Чтобы иметь возможность полностью удалить все вспомогательные дробящие тела 12 из камеры 11 измельчения, необходимо время от времени приводить во вращение вал 13 мешалки. Вследствие этого возникает дополнительный поток, посредством которого вспомогательные дробящие тела 12 в камере 11 измельчения подхватываются и вымываются из нее.

На фиг. 5 показан отбор вспомогательных дробящих тел 12 из шаровой мельницы 10 с мешалкой, причем гидравлическая транспортирующая среда 16 поступает в камеру 11 измельчения ниже вала 13 мешалки. Показанный на фиг. 5 пример осуществления функционирует в принципе так же, как и изображенный на фиг. 2. Единственное и важнейшее различие состоит в подводе транспортирующей среды 16 ниже вала 13 мешалки. Вследствие такого рода подвода в камере 11 измельчения возникает более сильное завихрение и более турбулентный поток, чем в описанном на фиг. 2 примере осуществления. Чтобы иметь возможность полностью удалить все вспомогательные дробящие тела 12 из камеры 11 измельчения, здесь также необходимо время от времени приводить во вращение вал 13 мешалки.

В другом не показанном варианте осуществления загрузки шаровой мельницы 10 с мешалкой транспортирующая среда 16 вместе со вспомогательными дробящими телами 12 нагнетается через штуцер возле основания камеры измельчения ниже вала мешалки 13. Транспортирующая среда 16 выходит через отверстие, причем этому отверстию предшествует разделительное устройство 33. Вспомогательные дробящие тела 12 остаются в камере 11 измельчения.

Изобретение описано со ссылкой на предпочтительный вариант его осуществления.

Ссылочные обозначения

10 шаровая мельница с мешалкой

11 камера измельчения

12 вспомогательные дробящие тела

13 вал мешалки

14 накопительный бункер

16 транспортирующая среда

18 спокойная зона

20 насос

22 первый трубопровод

24 второй трубопровод

26 место отбора гидравлической транспортирующей среды

28 уровень транспортирующей среды

30 впускное отверстие для измельчаемого материала

32 дно камеры измельчения

33 разделительное устройство

34 первая задвижка

36 вторая задвижка

38 соединительный трубопровод

40 заборное устройство

Изобретение относится к измельчению шаровыми мельницами с мешалкой, а именно к способам загрузки и удаления вспомогательных дробящих тел. Дробящие тела предварительно содержат в накопительном бункере (14) вместе с гидравлической транспортирующей средой (16). Дробящие тела (12) транспортируют внутрь мельницы (10) в замкнутом контуре посредством гидравлической транспортирующей среды. Транспортирующую среду засасывают насосом (20) по первому трубопроводу (22) и по второму трубопроводу (24) нагнетают через камеру (11) измельчения мельницы. Дробящие тела вместе с транспортирующей средой засасывают или нагнетают в камеру измельчения. Дробящие тела остаются в камере измельчения. Транспортирующую среду посредством насоса нагнетают из накопительного бункера через второй трубопровод в камеру измельчения. Дробящие тела с транспортирующей средой по первому трубопроводу перекачивают из камеры измельчения в накопительный бункер. Вспомогательные дробящие тела остаются в накопительном бункере. Транспортирующую среду пропускают в контуре до тех пор, пока из камеры измельчения не будут удалены все дробящие тела. Изобретение улучшает загрузку и извлечение дробящих тел из мельницы. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ загрузки вспомогательных дробящих тел (12) в шаровую мельницу (10) с мешалкой, включающий транспортирование вспомогательных дробящих тел (12) внутрь шаровой мельницы (10) в замкнутом контуре посредством гидравлической транспортирующей среды (16), причем вспомогательные дробящие тела (12) предварительно содержат в накопительном бункере (14) вместе с гидравлической транспортирующей средой (16), посредством насоса (20) гидравлическую транспортирующую среду (16) по первому трубопроводу (22) и второму трубопроводу (24) засасывают или нагнетают через камеру (11) измельчения шаровой мельницы (10), и вспомогательные дробящие тела (12) вместе с гидравлической транспортирующей средой (16) засасывают или нагнетают в камеру (11) измельчения, причем вспомогательные дробящие тела (12) остаются в камере (11) измельчения.

2. Способ удаления вспомогательных дробящих тел (12) из шаровой мельницы (10) с мешалкой, включающий транспортирование вспомогательных дробящих тел (12) из шаровой мельницы (10) в замкнутом контуре посредством гидравлической транспортирующей среды (16), причем гидравлическую транспортирующую среду (16) посредством насоса (20) нагнетают из накопительного бункера (14) через второй трубопровод (24) в камеру (11) измельчения, вспомогательные дробящие тела (12) с гидравлической транспортирующей средой (16) по первому трубопроводу (22) перекачивают из камеры (11) измельчения в накопительный бункер (14), вспомогательные дробящие тела (12) остаются в накопительном бункере (14), и гидравлическую транспортирующую среду (16) пропускают в контуре до тех пор, пока из камеры (11) измельчения не будут удалены все вспомогательные дробящие тела (12).

3. Способ по п.1 или 2, характеризующийся тем, что вспомогательные дробящие тела (12) перемещают внутрь камеры (11) измельчения или наружу из нее через впускное отверстие (30) для измельчаемого материала.

4. Способ по п.2, характеризующийся тем, что вал (13) мешалки при удалении вспомогательных дробящих тел (12) из шаровой мельницы (10) время от времени вращают.

5. Способ по п.1, характеризующийся тем, что гидравлическую транспортирующую среду (16) всегда отбирают из спокойной зоны (18) накопительного бункера (14).

6. Способ по п.2, характеризующийся тем, что гидравлическую транспортирующую среду (16) всегда отбирают из спокойной зоны (18) накопительного бункера (14).

7. Способ по п.5 или 6, характеризующийся тем, что спокойную зону (18) всегда поддерживают свободной от вспомогательных дробящих тел (12).

8. Способ по п.1 или 2, характеризующийся тем, что гидравлическую транспортирующую среду (16) во время процесса наполнения или опорожнения нагнетают посередине дна (32) камеры измельчения.

9. Способ по п.1 или 2, характеризующийся тем, что гидравлическую транспортирующую среду (16) во время процесса наполнения или опорожнения нагнетают через дно (32) камеры измельчения ниже вала (13) мешалки.

10. Способ по п.1 или 2, характеризующийся тем, что во время процесса наполнения или опорожнения камеру (11) измельчения шаровой мельницы (12) наполняют или она наполнена гидравлической транспортирующей средой (16) и/или вспомогательными дробящими телами (12) по меньшей мере на 90%, предпочтительно на 95%.

11. Способ по п.1 или 2, характеризующийся тем, что в качестве транспортирующей среды (16) применяют воду или другую подходящую жидкую среду.

12. Способ по п.1 или 2, характеризующийся тем, что транспортирующую среду (16) выводят из камеры (11) измельчения через разделительное устройство (33).