Мелющее тело Советский патент 1981 года по МПК B02C17/20 

1

Изобретение относится к технике измельчения различных материалов и может быть использовано в цементной, горнообогатительной и других отраслях промышленности, где применяются мельницы, загружаемые мелющими телами.

Известны мелющие тела различной форки. В настоящее время в качестве мелющих тел в трубных мельницах используются мелющие тела шарообразной формы (шары) и цилиндрической форкш (цильпебс)l Мелющие тела шарообразной форкол помещаются в первой камере двухкаменой трубной мельницы, где происходит грубое измельчение материала. Мелющая загрузка первой камеры состоит из шаров различных диаметров (с уменьшением величины частиц материала по длине мельницы диаметр шаров уменьшается). Поскольку с уме шением частиц диаметр шаров уменьшается, уменьшается и сила удара, в то время, как ее надо увеличить. С другой стороны, увеличивать силу удара за счет увеличения диаметра шра нецелесообразно, так как в этом случае под шар попадает большее количество частиц материала и тем самым снижается удельная сила удара, приходящаяся на отдельно взятую частицу.

Известна конструкция мелкяцего тела, имекядая эллипсоидальную форму 2 .

Конструкция шаров такой формл работает преимущественно в каскадном режиме и применяется для тонкого измельчения материала. Использование

0 эллипсоидальной формы шаров для грубого измельчения материала нецелесообразно, так как не обеспечивается контакта с измельчаемым материалом по малому радиусу мелющего тела.

5

Наиболее близким к изобретению техническим решением является мелющее тело, содержащее выпуклые и .вогнутые участки з.

Указанная конструкция позволяет

0 увеличить количество мелющих тел при той же степени заполнения за счет более компактной упаковки.

Контуры мелющего тела (особенно вогнутых частей) не обеспечивают кон5такта с минимальным числом частиц, что уменьшает силу удара на отдельную частицу материала и снижает эффективность измельчения. Предложенная форма тела при износе не сохраняет

0 стабильности соотношения радиуса вогнутых и выпуклых частей мелющего тел что не обеспечивает постоянной эффек тивности измельчающей способности . Цель изобретения - повышение разрушающей способности и увеличение износостойкости мелющего тела. Это достигается тем, что в извест ном мелющем теле, содержащем выпуклые и во1 нутые участки, мелющее тело имеет форму, образованную от пересечения поверхностей вращения двух зер кальных вогнутых участков логарифмической спирали радиусом Р 12, где Ч изменяется от 1С/8 до 9- fC/32, причем ось вращения-перпендикулярна к линии отсчета угла f и удалена от точки ,18 где пересекаются два зеркальных вог нутых участка логарифмической спира ли, -на расстояние, равное половине диаметра средневзвешенного шара, а точка рг12,18 соединена с осью вращения участком окружности радиус равным перпендикуляру, опущенному и этой точки на ось вращения. Выбор форм мелнлцего тела, постр ениого переменным радиусом р 12,18 , имеет форму отре ка логарифмической спирали. Применение в качестве образующей мелющего тела логарифмический спира ли основано на ее свойстве пересекать все свои радиусы-векторы .под о ним и тем же углом. Это свойство способствует образованию поверхност ргшного износа. Уравнение логарифмической спирал в полярной системе координат Я а , где а - произвольное положительное число; угол, образованный ргщиусом вектором. Угол /и (см.фиг. 1) зависит от параметра а; tg 1/fna а . Из условия минимального; износа величина угла /С1 не должна превышать угла трения if, . (Для кЛинк.ера . Ч 22°). Тогда а Для клинкера ctcvl2 а . В 12,18. Применительно к помалу цементног клинкера Р ь 12,18. Выбор участка логарифмической сп рали ограниченного интервала Ч о . /8 до 9 tC /32 основывается н следующем. Для сохранения масса нового мелющего тела, приближающейся к массе средневзвешенного шара экви валентной шаровой загрузки, малая ось тела АА принимается равной диаметру средневзвешенного шара эквивалентной шаровой загрузки и большая ось ВВ - равной 1,771,9 от диаметра средневзвешенного шара. Это условие и выполняется при указанном интервале Ч . На чертеже .показано построение предложенной конструкции мелющего тела. Величина В равна 1/2 диаметра средневзвешенного шара эквивалентной шаровой загрузки (70-73 мм), а общая длина тела составляет 3-4 С . Радиус скругления у вершин тела R. разен не более, чем трем диаметрам средневзвешенной частицы материала (4-5 мм). Это объясняется следующим. Анализ условий контакта мелющего тела с частицами измельчаемого материала показывает, что благодаря различию в прочности части клинкера разных размеров, учитывая изменения площади поперечных сечений частиц материала, сила, необходимая для разрушения од-, ной частицы диаметром 1, 3 и 6 мм, в.среднем одинакова и составляет около 10 кг/ммг Такая сила должна приходиться на каждую отдельную частицу. Поэтому форма мелющего тела должна обеспечивать полный контакт его только с минимсшьным количеством частиц. Графический анализ поверхностей контакта показывает, что для рассматриваемого диапазона частиц 1-6 мм такое условие выполнимо, если частицы будут сопрягаться с поверхностью определенной кривизны поверхности контакта мелющего тела, а именно, радиус которой 4-5 мм. В связи с этим ударная поверхность предлагаемой конструкции тела имеет ргщиус скругления 4-5 мм. Так как для частиц размером 1-6 мм необходима одинаковая разрушакяцая сила при помоле, а форма предложенного мелющего тела обеспечивает полный контакт ее только с минимальным числом частиц, то отпадает необходимость загрузки камер мельниц грубого помола мелющими телами различных типоразмеров, т.е. ликвидируется необходимость изготовления различных размеров мелкяцих тел и классификация их в мельнице, что является преимуществом предложенной конструкции мелющих тел. Поскольку форма мелквдего тела представляет собой часть поверхности, полученную от вращения участка логарифмической спирали АВ (см.фиг.1), фигура такой формы обладает свойством не изменять своего профиля при изнашивании, радиус скругления должен быть постоянным за время всего срока службы мелюцего тела. Мелющее тело состоит из вогнутых 1 и выпукльис 2 участков. Размер мелющего тела в поперечник равен диаметру средневзвешенного шара загрузки (70-75 мм). Известно,что даже идентичные образцы однородных материалов могут быть разрушены ударами различных -видов таким образом, что способ разрушения, форма частиц и степень их измельчения будут совершенно различны. Так как под проекцию вершины мелющего тела попадает небольшое количество частиц материала (поскольку радиус округления вершины в несколько раз меньше радиуса эквивалентного шара), возрастает удельная сила удара, что способствует повышению эффек тивности измельчения. Траектория падения мелющих тел должна быть такой, чтобы удар мелющего тела передавался на частицы измельчаемого материала только участ ком мелклцего тела с радиусом закругления 3 мм, т.е. одной из вершин мелющего тела, что достигается подборо соответствующего режима работы (за счет выбора профиля футеровки и числаоборотов). Практически целесообразно все мелющие тела данной конструкции изготовлять одинакового размера (и веса) из расчета силы удара, необходимого для разругиения наиболее прочных частиц. Тогда более крупные частицы будут разрушаться более легко, так как имеют меньшую прочность. Таким образом, благодаря конструктивным особенностям предлагаеьих мелющих тел отпадает необходимость в классификации мелющих тел по крупности по длине мельницы, и число типоразмеров мелющих тел снижается до одного. Работа мельницы с мелющими телами предложенной конструкции происходит следующим образом. Мелющие тела поднимаются на необходимую величину при вращении бараба на мельницы и падают вниз по траекто риям, -аналогичным траекториям паде ния шаров в действующих в настоящее время мельницах. При этом большая ос мелющего тела должна быть параллельной траектории падения эквивалентного шара. Тогда при встрече с частица ми измельчаемого материала, в связи с небольшой длиной участка контакта (определяемой радиусом скругления вершины мелющего тела и размерами час ти), число попсщающих под удар части значительно меньше, чем в случае контакта их с шаром. Благодаря этому сила удара, приходящаяся на отдельную частицу, соответственно увеличивается, что интенсифицирует процесс разрушения частиц. Определенное положение мелющего тела во время его падения достигается за счет соответствующего подбора числа оборотов и профиля футеровки. Применение мелюишх тел предложенной конструкции увеличивает силу . удара, приходящуюся на отдельную частицу, и интенсифицирует процесс помола футеровки. Так как мелющее тело выполнено в форме вращения участков логарифмической спирали, т.е. поверхности, обладающей свойством изнашиваться без изменения своего профиля, радиус скругления их постоянен. Предложенная конструкция мелющего тела позволяет увеличить эффективность помола на 8-10%. Формула изобретения Мелющее тело преимущественно для трубных мельниц, содержащее выпуклые и вогнутые участки, отличающееся тем, что, с целью повышения разрушающей способности и увеличения его износостойкости, мелющее тело имеет форму,,образованную от пересечения поверхностей вращения двух зеркальных вогнутых участков логариф мической спирали радиусом Р 12,18, где f изменяется от 1С/3 до 9 1C /32, причем ось вращения перпендикулярна к линии отсчета угла Ч и удалена от точки ,, где пересекаются два зеркальных вогнутых участка логарифмической спирали, на расстояние, равное половине дис1метра средневзвешенного шара, а точка Р 12,18 соединена с осью вращения участком окружности радиусом, равным перпендикуляру, опущенному из этой точки на ось вращения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Банит Ф.Г. и др. Механическое оборудование цементных заводов, М., 1975, с. 102-103. 2.Дешко Ю.И. и др. Измельчение материс1лов в цементной промышленности, М. , 1966, с. 111-112. 3.Патент Франции 2062716, кл.. В 02 С 17/00, 1970.