ВАЛОК ДЛЯ ВАЛКОВОГО ПРЕССА, А ТАКЖЕ ВАЛКОВЫЙ ПРЕСС, ОСНАЩЕННЫЙ ТАКИМ ВАЛКОМ Российский патент 2022 года по МПК B02C4/30 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Изобретение относится к валку для валкового пресса, пригодного для измельчения зернистого материала путем межчастичного дробления, а также к валковому прессу, снабженному таким валком.

[0002] Такой валок, а также такой валковый пресс, раскрыт, например, в публикации патента США № 5 269 477 и используется для измельчения зернистого материала путем межчастичного дробления. Зернистый материал подается в зазор между двумя противоположными вращающимися валками, которые вращаются в противоположных направлениях. Под действием трения материал зажимается между поверхностями валков посредством приложения очень высокого давления.

[0003] В этой операции внешние цилиндрические прижимные поверхности каждого валка подвергаются очень высоким нагрузкам и высокому износу. Улучшение, которое было сделано, заключается в защитном покрытии поверхностей валков износостойким покрытием для обеспечения упрочненной внешней поверхности.

[0004] Кроме того, для улучшения втягивающей способности прижимных валков, которые должны втягивать продукт в виде зернистого материала в зазор за счет трения и сжимать его, известно оснащение внешней цилиндрической прижимной поверхности валка множеством проходящих наружу износостойких поверхностных выступов. Зернистый материал, втягиваемый и захватываемый между выступами, образует самозарождающийся слой, который служит в качестве защитного слоя для внешней цилиндрической прижимной поверхности валка.

[0005] Однако в некоторых случаях применения и при конкретных условиях эксплуатации самозарождающийся слой начинает смещаться или течь между проходящими наружу износостойкими поверхностными выступами. Этот поток зернистого материала имеет низкую скорость относительно валка и может вызвать чрезмерный износ основного материала внешней цилиндрической прижимной поверхности валка вместо того, чтобы защищать ее. Этот поток самозарождающегося слоя значительно ограничивает срок службы валка и валкового пресса, а также препятствует измельчению зернистого материала за счет межчастичного дробления в зазоре между противостоящими валками.

[0006] Задачей настоящего изобретения является создание конструкции валка, а также валкового пресса, которые не имеют указанного выше недостатка.

[0007] В одном примере валка по настоящему изобретению цилиндрический корпус валка снабжен средствами ограничения потока зернистого материала между проходящими наружу износостойкими поверхностными выступами по внешней цилиндрической прижимной поверхности.

[0008] При этом значительно снижается или даже предотвращается чрезмерный износ основного материала внешней цилиндрической прижимной поверхности валка, а также исключается нарушение процесса измельчения зернистого материала за счет межчастичного дробления в зазоре между противостоящими валками.

[0009] В еще одном примере средства ограничения потока установлены на прижимной поверхности в положениях, в которых существует возможность прохождения потока зернистого материала в направлении вращения по внешней цилиндрической прижимной поверхности, тогда как в другом примере средства ограничения потока установлены на прижимной поверхности в положениях, в которых существует возможность прохождения потока зернистого материала в продольном направлении по внешней цилиндрической прижимной поверхности.

[0010] В обоих примерах предотвращается флюидизирование самозарождающегося слоя зернистого материала, присутствующего между проходящими наружу износостойкими поверхностными выступами благодаря наличию средств ограничения потока, что предотвращает таким образом чрезмерный износ основного материала внешней цилиндрической прижимной поверхности валка.

[0011] В еще одном предпочтительном примере средства ограничения потока проходят в продольном направлении по внешней цилиндрической прижимной поверхности. Тем самым предотвращается эрозионное течение самозарождающегося слоя зернистого материала в направлении вращения по окружности внешней цилиндрической прижимной поверхности.

[0012] В другом предпочтительном примере валка по настоящему изобретению средства ограничения потока проходят в направлении вращения по внешней цилиндрической прижимной поверхности. Тем самым предотвращается любое течение самозарождающегося слоя зернистого материала в продольном направлении по окружности внешней цилиндрической прижимной поверхности в направлении ее торцевых поверхностей.

[0013] В примере конструкции валка множество проходящих наружу износостойких поверхностных выступов расположены в виде узора, состоящего из проходящих параллельно линий на прижимной поверхности, при этом между соседними линиями узора установлены средства ограничения потока.

[0014] Пример валка по настоящему изобретению имеет конструкцию, в которой средства ограничения потока выполнены из одного или более полосообразных элементов, расположенных на внешней цилиндрической прижимной поверхности цилиндрического корпуса. В частности, полосообразные средства ограничения потока состоят из первого полосообразного элемента, расположенного в продольном направлении на внешней цилиндрической прижимной поверхности цилиндрического корпуса (валка), и по меньшей мере дополнительного полосообразного элемента, расположенного под наклоном относительно первого полосообразного элемента. В этом примере предотвращается любое разрушающее, эрозионное течение самозарождающегося слоя зернистого материала в направлении вращения, а также в продольном направлении по окружности внешней цилиндрической прижимной поверхности.

[0015] В еще одном предпочтительном примере полосообразные средства ограничения потока состоят из последовательности полосообразных элементов, расположенных в зигзагообразной ориентации на внешней цилиндрической прижимной поверхности цилиндрического корпуса. Этот пример средства ограничения потока, в частности, полезен для нанесения на внешнюю цилиндрическую прижимную поверхность валка, имеющую более плотный или нерегулярный узор из проходящих наружу износостойких поверхностных выступов.

[0016] Кроме того, предпочтительно, чтобы износостойкие поверхностные выступы были изготовлены из материала, более твердого, чем материал внешней цилиндрической прижимной поверхности.

[0017] Также средства ограничения потока могут быть выполнены из смеси твердых металлов, например смеси на основе карбида вольфрама.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0018] Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:

[0019] ФИГ. 1 - схематический вариант реализации валкового пресса, содержащего комплект из двух противоположных валков, в соответствии с уровнем техники;

[0020] ФИГ. 2 - схематический вид в поперечном сечении валка по ФИГ. 1;

[0021] ФИГ. 3 - схематический подробный вид потока самозарождающегося слоя зернистого материала по цилиндрической поверхности валка по ФИГ. 1;

[0022] ФИГ. 4 - первый вариант реализации валка, снабженного средствами ограничения потока в соответствии с настоящим изобретением;

[0023] ФИГ. 5 - второй вариант реализации валка, снабженного средствами ограничения потока в соответствии с настоящим изобретением;

[0024] ФИГ. 6 - третий вариант реализации валка, снабженного средствами ограничения потока в соответствии с настоящим изобретением;

[0025] ФИГ. 7 - схематический подробный вид в поперечном сечении валка по ФИГ. 4.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0026] Для лучшего понимания изобретения одинаковые части на чертежах обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

[0027] На ФИГ. 1 схематически изображен валковый пресс 1, пригодный для измельчения зернистого материала путем межчастичного дробления в соответствии с уровнем техники. Такой валковый пресс 1 необходимо использовать для измельчения или перемалывания зернистого материала путем межчастичного дробления и содержит комплект из двух противоположных вальцов или валков 10 и 20 соответственно. Каждый валок 10/20 состоит из цилиндрического корпуса, имеющего длину x в продольном направлении и имеющего внешнюю цилиндрическую прижимную поверхность 11/21 и торцевые поверхности 10b/20b.

[0028] Каждый валок 10/20 может вращаться вокруг своей продольной оси 10a/20a вращения с использованием подходящего (не показано) приводного средства валка. Для правильной работы валкового пресса 1 оба валка 10/20 комплекта валков вращают в противоположных направлениях вращения, как показано стрелками вращения у и -y слева на ФИГ. 1.

[0029] Как показано на ФИГ. 1, оба валка 10/20 расположены параллельно один другому в их ориентации в продольном направлении и на некотором расстоянии один от другого. Такое расположение на расстоянии один от другого, как показано на ФИГ. 1, создает пространство между двумя противоположными внешними цилиндрическими прижимными поверхностями 11/21 обоих цилиндрических корпусов, которое обозначено ссылочной позицией 30, а также указано как прижимной зазор для межчастичного дробления.

[0030] Во время работы валкового пресса зернистый материал, который, например, обрабатывают в горнодобывающей промышленности или при производстве цемента/строительного раствора, подают в зазор 30 между двумя противоположными вращающимися валками 10/20, вращающимися в противоположных направлениях у и -y. Под действием трения зернистый материал зажимается между поверхностями 11/21 валков посредством приложения очень высокого давления, благодаря чему твердый материал уменьшается до меньшего среднего размера частиц.

[0031] В процессе такой обработки минералов внешние цилиндрические прижимные поверхности 11/21 каждого валка 10/20 подвергаются очень высоким нагрузкам и высокому износу. Улучшение, которое было сделано, заключается в защитном покрытии поверхностей 11/21 валков износостойкой оболочкой (не показано) для обеспечения упрочненной внешней поверхности.

[0032] Кроме того, для улучшения втягивающей способности прижимных валков 10/20, которые должны втягивать продукт в виде зернистого материала в зазор 30 за счет трения и сжимать его, известно оснащение внешней цилиндрической прижимной поверхности 11/21 каждого из валков 10/20, вращающихся в противоположных направлениях, множеством проходящих наружу износостойких поверхностных выступов 12/22. Обычно проходящие наружу износостойкие поверхностные выступы 12/22 изготавливают из материала, более твердого, чем материал внешней цилиндрической прижимной поверхности 11/21, и при этом выступы 12/22 выступают на высоту h, приблизительно равную 5-10 мм, от поверхности 11/21.

[0033] Зернистый материал, втягиваемый и захватываемый в промежутках 13/23 между выступами 12/22, образует самозарождающийся слой 40, который обеспечивает защитный слой для внешней цилиндрической прижимной поверхности 11/22 валка 10/20. См. ФИГ. 2. В результате увеличивается срок службы валка 10/20 и улучшается измельчение зернистого материала путем межчастичного дробления.

[0034] Однако в некоторых случаях применения и при конкретных условиях эксплуатации самозарождающийся слой 40 начинает смещаться или течь в промежутках 13/23 между проходящими наружу износостойкими поверхностными выступами 12/22. Этот поток зернистого материала показан на ФИГ. 3 стрелками 40a и 40b и является противоположным направлению вращения (-у или y) соответствующего валка (10 или 20).

[0035] В этом примере на ФИГ. 3 изображен валок 20 валкового пресса ФИГ. 1, и, как таковые, стрелки 40а обозначают поток самозарождающегося материала в направлении вращения, противоположном направлению у вращения валка 20 вокруг его продольной оси 20а поперек внешней цилиндрической прижимной поверхности 22 валка 20, тогда как стрелки 40b показывают поток самозарождающегося материала в (более или менее отклоненном) продольном направлении x поперек внешней цилиндрической прижимной поверхности 11/22 валка 10/20 в направлении x (или его противоположном направление -x) торцевых поверхностей 10b/20b валка 10/20.

[0036] Самозарождающиеся потоки 40a/40b материала имеют низкую скорость относительно поверхности 11/22 валка и могут вызывать чрезмерный износ основного материала внешней цилиндрической прижимной поверхности 11/22 валка 10/20 вместо того, чтобы защищать ее. Этот поток 40a/40b самозарождающегося слоя, таким образом, значительно ограничивает срок службы валка 10/20 и валкового пресса 1, а также препятствует измельчению зернистого материала за счет межчастичного дробления в зазоре 30 между противоположными валками 10/20.

[0037] В качестве решения для описанного выше явления потока самозарождающегося слоя, на ФИГ. 4 показан пример валка 10/20 согласно настоящему изобретению. На этом чертеже показан валок 20 так, как его можно видеть по направлению у вращения (см. также ФИГ.1). Цилиндрический корпус валка 10/20 снабжен средствами 50 ограничения потока зернистого материала в промежутках 13/23 между проходящими наружу износостойкими поверхностными выступами 12/22 по внешней цилиндрической прижимной поверхности 11/21.

[0038] В частности, средства 50 ограничения потока устанавливают на прижимной поверхности 11/21 в положениях, в которых существует возможность прохождения потока 40a зернистого материала в направлении вращения, противоположном направлению у вращения валка 10/20 по внешней цилиндрической прижимной поверхности 11/21, тогда как в другом примере средства 50 ограничения потока устанавливают на прижимной поверхности 11/21 в положениях, в которых существует возможность прохождения потока 40b зернистого материала в продольном направлении x (или -x) по внешней цилиндрической прижимной поверхности 11/21.

[0039] Варианты реализации этих примеров показаны на ФИГ. 4, 5, 6. На ФИГ. 4 множество проходящих наружу износостойких поверхностных выступов 12/22 расположены в виде узора, состоящего из проходящих параллельно линий i1/i2/i3/i4/i5 узора и т. д. на прижимной поверхности 11/21, а средства 50 ограничения потока расположены между соседними линиями узора, в данном случае между линиями i1 и i2 узора и между линиями i4 и i5 узора. См. также ФИГ. 7.

[0040] В этой конструкции средства ограничения потока выполнены из одного или более полосообразных элементов 50, установленных на внешней цилиндрической прижимной поверхности 11/21 цилиндрического корпуса валка 10/20. В частности, полосообразные средства 50 ограничения потока выполнены из монтажной ленты, состоящей из первого полосообразного элемента 50a1/50a2 и т. д., расположенного в продольном направлении x на внешней цилиндрической прижимной поверхности 11/21 цилиндрического корпуса (валка 10/20) и по меньшей мере из дополнительного полосообразного элемента 50b1/50b2/50b3 и т. д., расположенного под наклоном относительно первого полосообразного элемента 50a1/50a2/и т. д. Оба первый полосообразный элемент 50a1/50a2 и т. д. и по меньшей мере дополнительный полосообразный элемент 50b1/50b2/50b3 и т. д. связаны между собой или сходятся в своих соединениях 50c1/50c2 и т.д. В этом примере предотвращается любой разрушающий, эрозионный поток самозарождающегося слоя 40 зернистого слоя в направлении у вращения (стрелка 40a потока), а также в (более или менее) продольном направлении x (стрелка 40b потока) к торцевым поверхностям 10b/20b валка 10/20 по окружности (если смотреть в направлении вращения или продольном направлении) внешней цилиндрической прижимной поверхности 11/21.

[0041] Другой предпочтительный пример показан на ФИГ. 6, в котором полосообразные средства 50 ограничения потока состоят из последовательности полосообразных элементов 50d1/50d2, расположенных в зигзагообразной ориентации между проходящими наружу износостойкими поверхностными выступами 12/22 на внешней цилиндрической прижимной поверхности 11/21 цилиндрического корпуса. Этот пример средств 50d1 ограничения потока особенно полезен для нанесения на внешнюю цилиндрическую прижимную поверхность 11/21 валка 10/20, имеющую более плотный или нерегулярный узор из проходящих наружу износостойких поверхностных выступов 12/22. Также в этом примере узор из проходящих наружу износостойких поверхностных выступов 12/22 состоит из близко расположенных линий i1, i2, i3, i4, i5, i6 узора и т. д. с зигзагообразно ориентированными полосообразными элементами 50d1/50d2, расположенными между линиями i1/i2 и i5/i6 узора.

[0042] В приведенных выше примерах чрезмерный износ основного материала наружной цилиндрической прижимной поверхности 11/21 валка 10/20 значительно снижается или даже предотвращается, а измельчение зернистого материала за счет межчастичного дробления в зазоре 30 между противоположными валками 10/20 больше не прерывается. Кроме того, благодаря наличию средств 50 ограничения потока (50a1/50a2 и т.д.; 50b1/50b2 и т. д.; 50d1/50d2 и т. д.) исключено флюидизирование самозарождающегося слоя 40 зернистого материала, присутствующего в промежутках 13/23 между проходящими наружу износостойкими поверхностными выступами 12/22, предотвращая тем самым эрозионный поток 40a/40b и чрезмерный износ основного материала внешней цилиндрической прижимной поверхности валка 10/20.

[0043] Предпочтительно средства ограничения потока могут быть выполнены из смеси твердых металлов, например смеси на основе карбида вольфрама.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 - валковый пресс

10/20 - первый/второй валок комплекта валков

10a/20a - ось вращения

10b/20b - торцевая поверхность цилиндрического корпуса валка

11/21 - внешняя цилиндрическая прижимная поверхность цилиндрического корпуса

12/22 - проходящий наружу износостойкий поверхностный выступ

13/23 - промежуток между смежными проходящими наружу износостойкими поверхностными выступами

30 - зазор между первым и вторым валками

40 - самозарождающийся слой зернистого материала

40a - поток зернистого материала между поверхностными выступами в направлении окружности

40b - поток зернистого материала между поверхностными выступами в продольном направлении (в направлении торцевых поверхностей)

50 - средства ограничения потока зернистого материала (первый вариант реализации)

50a1-2 - первый полосообразный элемент средств ограничения потока (второй вариант реализации)

50b1-2-3 - второй полосообразный элемент средств ограничения потока (второй вариант реализации)

50c1-c2 - соединение между первым и вторым полосообразными элементами

i1-i2 и т. д. - линии узора из выступов на прижимной поверхности.

Группа изобретений относится к валку для валкового пресса и прессу с таким валком, который может быть использован для измельчения зернистого материала. Валок содержит цилиндрический корпус, имеющий внешнюю цилиндрическую прижимную поверхность 21 для использования с противостоящим валком, множество проходящих наружу износостойких поверхностных выступов 22, расположенных на прижимной поверхности 21. При этом цилиндрический корпус снабжен средствами 50 ограничения потока 40а зернистого материала в промежутках между проходящими наружу износостойкими поверхностными выступами 22 по внешней цилиндрической прижимной поверхности 21. Валковый пресс содержит по меньшей мере один комплект из двух вышеуказанных противоположных валков. Наличие средств 50 предотвращает перемещение потока 40а измельченного зернистого материала, являющегося защитным слоем прижимной поверхности 21, что повышает ресурс валков и валкового пресса. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Валок для валкового пресса, пригодный для измельчения зернистого материала путем межчастичного дробления, содержащий цилиндрический корпус, имеющий внешнюю цилиндрическую прижимную поверхность для использования с противостоящим валком в прижимном зазоре для межчастичного дробления, множество проходящих наружу износостойких поверхностных выступов, расположенных на прижимной поверхности, причем цилиндрический корпус снабжен средствами ограничения потока зернистого материала между проходящими наружу износостойкими поверхностными выступами по внешней цилиндрической прижимной поверхности.

2. Валок по п. 1, в котором средства ограничения потока установлены на прижимной поверхности в положениях, в которых существует возможность прохождения потока зернистого материала в направлении вращения по внешней цилиндрической прижимной поверхности.

3. Валок по п. 1 или 2, в котором средства ограничения потока установлены на прижимной поверхности в положениях, в которых существует возможность прохождения потока зернистого материала в продольном направлении по внешней цилиндрической прижимной поверхности.

4. Валок по любому одному из предшествующих пунктов, в котором средства ограничения потока проходят в продольном направлении по внешней цилиндрической прижимной поверхности.

5. Валок по любому одному из предшествующих пунктов, в котором средства ограничения потока проходят в направлении вращения по внешней цилиндрической прижимной поверхности.

6. Валок по любому одному из предшествующих пунктов, в котором множество проходящих наружу износостойких поверхностных выступов расположены в виде узора, состоящего из проходящих параллельно линий на прижимной поверхности, причем средства ограничения потока расположены между смежными линиями узора.

7. Валок по любому одному из предшествующих пунктов, в котором средства ограничения потока выполнены из одного или более полосообразных элементов, расположенных на внешней цилиндрической прижимной поверхности цилиндрического корпуса.

8. Валок по п. 7, в котором полосообразные средства ограничения потока состоят из первого полосообразного элемента, расположенного в продольном направлении на внешней цилиндрической прижимной поверхности цилиндрического корпуса, и по меньшей мере еще одного полосообразного элемента, расположенного под наклоном относительно первого полосообразного элемента.

9. Валок по п. 7, в котором полосообразные средства ограничения потока состоят из последовательности полосообразных элементов, расположенных в зигзагообразной ориентации на внешней цилиндрической прижимной поверхности цилиндрического корпуса.

10. Валок по любому одному из предшествующих пунктов, в котором износостойкие поверхностные выступы выполнены из материала, более твердого, чем материал внешней цилиндрической прижимной поверхности.

11. Валок по любому одному из предшествующих пунктов, в котором средства ограничения потока выполнены из смеси твердых металлов, например смеси на основе карбида вольфрама.

12. Валковый пресс, пригодный для измельчения зернистого материала путем межчастичного дробления, содержащий по меньшей мере один комплект из двух противоположных валков, каждый из которых состоит из цилиндрического корпуса, имеющего внешнюю цилиндрическую прижимную поверхность для использования с противоположным валком в прижимном зазоре для межчастичного дробления, причем по меньшей мере один валок снабжен средствами для ограничения потока зернистого материала между проходящими наружу износостойкими поверхностными выступами по внешней цилиндрической прижимной поверхности в соответствии с любым одним из предшествующих пунктов.