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Perfectionnements aux broyeurs pulvérisateurs.
Cette invention est relative aux broyeurs pulvérisa- teurs et elle concerne, en particulier, des broyeurs pulvérisa- teurs comportant un anneau supérieur et un anneau inférieur sé- parés entre eux par des boulets et des dispositifs pour diriger de bas en haut au delà des boulets un courant de fluide gazeux en vue d'entraîner la matière pulvérisée, un but général de l'invention étant de procurer des broyeurs pulvérisateurs de ce genre qui consomment peu de puissance par tonne de produit, donnent un produit d'une grande finesse et impliquent des frais de fabrication et d'entretien relativement réduits.
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Un but plus spécifique est de pourvoir des broyeurs pulvé- risateurs du genre décrit d'une construction et d'une disposi- tion perfectionnées des éléments délimitant le trajet de circu- lation du véhicule gazeux dans le broyeur pulvérisateur. Un autre but est d'agencer les broyeurs pulvérisateurs du genre décrit pour qu'ils soient relativement peu encombrants en hauteur et sur le sol.
L'invention concerne aussi le contrôle des matières étrangères dans les broyeurs pulvérisateurs où un fluide gazeux est dirigé de bas en haut, à travers un passage, au delà du bord de sortie de matière d'un élément de broyage rotatif, et elle a pour but, d'une part, d'éliminer convenablement., pendant le fonctionnement du broyeur pulvé- risa.teur, la matière qui est tombée dans le passage et, d'autre part, d'empêcher un coincement de matière étrangère tombée dans un passage délimité d'un côté par la périphérie de l'élément de broyage. L'invention concerne encore des classeurs rotatifs perfectionnés convenant pour les broyeurs pulvérisateurs.
La présente invention a pour objet un broyeur pulvérisateur comportant un anneau supérieur et un anneau infé- rieur séparés entre eux par des boulets de broyage et des dis- positifs pour diriger de bas en haut au-delà des boulets de broyage un courant de fluide gazeux en vue d'entrafner la matière pulvérisée, dans lequel le dispositif de broyage est constitué par un seul étage agencé pour faire passer la ma- tière de sa périphérie intérieure à sa périphérie extérieure et comprenant un anneau supérieur, une couronne de boulets intermédiaire et un anneau inférieur monté pour tourner et' conformé avec un chemin de roulement pour les boulets, dont le bord extérieur, ainsi que la surface supérieure adjacente de l'anneau, sont situés en-dessous des centres des boulets.
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L'invention a aussi pour objet: un broyeur pulvérisateur comportant un élément de broyage inférieur rotatif agencé pour chasser radialement vers l'extérieur la matière pulvérisée, un dispositif coopé- rant avec la périphérie extérieure de cet élément pour déli- miter entre l'élément et ce dispositif un étranglement annu- laire en vue de faire passer un fluide gazeux de bas en haut au delà de la surface supérieure de l'élément, et une porte d'évacuation mobile sollicitée à occuper une position normale, mais agencée cependant pour laisser sortir de l'étranglement des morceaux de matière étrangère trop grands pour être éva- cués autrement de l'étranglement;
un broyeur pulverisateur comportant un élément de broyage inférieur rotatif, un passage servant à diriger un courant de fluide gazeux au delà d'un bord de l'élément d'où est chassée la matière pulvérisée, une ouverture pour éliminer la matière étrangère qui est tombée à travers le passage, un com- partiment pour recueillir la matière étrangère provenant de l'ouverture, un registre actionné de l'extérieur du comparti- ment pour fermer l'ouverture et une porte pour fermer le com- partiment;
un classeur rotatif comportant un certain nombre d'aubes disposées de manière à avoir des bords sur une surface de révolution et pourvues sur leurs faces avant de poches ou gorges longitudinales destinées à intercepter les particules trop grosses entraînées par un courant de fluide gazeux qui circule entre les aubes et à conduire les particules à un coté du courant de fluide gazeux avant de les évacuer.
On décrira ci-après l'invention à titre d'exemple en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: Fig. l.est une vue en perspective, avec arrachement
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partiel, d'un ventilateur, d'un broyeur pulvérisateur et d'un distributeur, le distributeur et le raccord du ventilateur étant décalés angulairement pour plus de clarté;
Fig. 2 est une coupe verticale du broyeur pulvérisa- teur représenté sur la fig.l;
Fig. 3 est une coupe horizontale suivant la ligne 3-3 de la fig. 2 ;
Fig. 4 est une vue à plus grande échelle d'une partie de la zone de broyage représentée sur la fig. 2;
Fig. 5 est une vue à plus grande échelle du montage de la porte d'évacuation;
Fig. 6 est une vue de la face extérieure de la porte d'évacuation;
Fig. 7 est une vue à plus grande échelle d'une des palettes de l'anneau de broyage inférieur;
Fig. 8 est une vue en plan de l'aile représentée sur la fig. 7;
Fig. 9 est une coupe transversale du montage du' registre à trémie de refus;
Fig.10 est une coupe verticale suivant la ligne 10-10 de la fig.9;
Fig. 11 est une vue en élévation d'une partie dé- veloppée des aubes déflectrices et de la plaque déflectrice;
Fig. 12 est une coupe suivant la ligne 12-12 de la Fig. 11;
Fig. 13 est une vue en plan du classeur rotatif;
Fig. 14 est une coupe verticale suivant la ligne 13- 13 de la fig. 14 ;
Fig. 15 est une coupe horizontale suivant la ligne 15-15 de la fig. 15; /""'\ Fig. 16 est une coupe verticale du support du clas-
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seur; et
Fig.17 est une coupe horizontale suivant la ligne
17-17 de la fig. 16.
Le broyeur pulvérisateur représenté sur les dessins comporte un carter subdivisé sensiblement cylindrique qui comprend une partie inférieure en fonte 1 ayant un fond 2 légèrement conique cimenté dans une fondation appropriée 3.
La partie supérieure 4 du carter est constituée par un assem- blage de plaques d'acier soudées, monté sur la partie infé- rieure du carter et relié à celui-ci de manière amovible.
La partie inférieure du carter ou carter inférieur contient le mécanisme d'entraînement du broyeur qui comprend un arbre à pignon 5, et des pignons coniques démultiplicateurs 6 et 7 assurant une liaison à entraînement entre l'arbre 5 et un arbre d'entraînement vertical 8 disposé axialement dans le carter. Le carter inférieur contient aussi les crapaudines et paliers usuels, de préférence du type à rouleaux, pour mainte- nir les arbres dans les positions représentées.
L'arbre d'entraînement 8 fait saillie de bas en haut dans le compartiment supérieur du carter et sur son extrémité supérieure est calé un moyeu d'entraînement 10 de forme géné- rale conique. Les organes pulvérisateurs du broyeur comprennent un anneau de broyage inférieur 11 reposant sur la partie infé- rieure périphérique du moyeu d'entraînement et calé sur celui-ci.
L'anneau de broyage 11 comporte un chemin de roulement 12 formé sur sa face supérieure pour une couronne circulaire d'éléments de broyage roulants 13, de préférence de boulets faits en acier résistant à l'usure. Les boulets 13 supportent un anneau de broyage supérieur 14 qui comporte dans sa face inférieure un chemin de roulement pour les boulets. L'anneau de broyage supérieur 14 porte à son tour un croisillon annu- laire 15 fixé à l'anneau et conformé avec une surface intérieu-
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re inclinée 16. Le croisillon 15 est pourvu de pattes 17 angulairement espacées disposées dans des guides 18 de la paroi intérieure du carter 4 pour empêcher une rotation du croisillon et de l'anneau de broyage supérieur, mais leur permettre cependant d'exécuter des mouvements verticaux.
Une pression de broyage élastique est exercée de haut en bas sur les organes pulvérisateurs par une série de ressorts à boudin 19 réglables de l'extérieur et prenant appui sur le croisillon 15. Dans le montage décrit, la poussée des ressorts 19 et le poids des éléments de broyage agissent sur l'arbre d'entraînement vertical et sont transmis par celui-ci au palier de butée ou crapaudine de l'arbre, avantageusement disposé près de la fondation.
Comme le montrent les figs. 1 et 2, la matière à pulvériser est débitée en quantités réglées au broyeur pul- vérisateur par un distributeur à table tournante 20 comportant une goulotte d'alimentation protégée 21 descendant vers un point situé au-dessus du croisillon 15. Pendant le fonctionne- ment, la matière brute tombe de la goulotte d'alimentation 21 sur le croisillon 16 d'où elle tombe par dessus le bord in- trieur de l'anneau de broyage supérieur 14 sur la surface supérieure du moyeu d'entraînement 10 et de l'anneau de broyage inférieur 11, pour se répartir au-dessus d'eux par' suite de la rotation de ces éléments.
La force due à la colonne de matière, aidée de l'effet centrifuge exercé sur la matière par les organes rotatifs, amène la matière à se rendre vers l'extérieur par dessus la surface supérieure de l'anneau inférieur, où elle est pulvérisée entre les boulets et les anneaux de broyage se déplaçant les uns par rapport aux autres.
Comme le montre la fig.l, le broyeur pulvérisateur
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est entraîné par une grande poulie 22 montée sur l'extrémité extérieure de l'arbre à pignon 5 et reliée par une transmis- sion à courroie en forme de V à une plus petite poulie 23 fixée à une extrémité d'un arbre 24 d'un moteur à deux bouts d'arbre 25. Un ventilateur à air primaire 26 est monté sur l'extrémité opposée de l'arbre du moteur et débite de l'air, de préférence préchauffé, à une conduite 27 menant à une boîte à vent 28 qui entoure la partie inférieure du carter
4 et qui est disposée excentriquement par rapport à ce carter.
La botte à vent 28 communique avec l'intérieur du carter 4 par une série d'ouïes 29 du carter, qui débouchent dans le carter en regard du bord circonférentiel du moyeu d'entraînement 10 en-dessous du niveau de sortie de la ma- tière pulvérisée.
-Les ouies 29 sont reliées à l'intérieur du carter du côté extérieur des boulets 13 par un passage d'air ou tuyère
30 de forme spéciale. Le passage d'air 30 a avantageusement - une section sensiblement analogue à celle d'un tube Venturi incliné sur la verticale et légèrement orienté vers la cou- ronne de boulets 13.
Le côté intérieur du passage 30 est délimité par une partie circonférentielle 31, convergente de bas en haut, de l'anneau de broyage inférieur, qui est arrondie suivant une courbe convexe tracée autour d'un centre situé verticalement en-dessous des centres des boulets, tandis que le côté extérieur du passage est constitué par un anneau d'étranglement 32 boulonné sur la face intérieure du carter 4 directement au-dessus des ouies 29. La, face intérieure de l'anneau d'étranglement 32 a, dans sa partie inférieure, une courbure convexe de manière à constituer un tronçon de passage se rétrécissant de bas en haut vers un étranglement relativement étroit.
La courbure de la face intérieure de
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l'anneau d'étranglement est prolongée au-dessus de l'étrangle- ment jusqu'à un point situé un peu en-dessous de la face su- périeure de l'anneau de broyage inférieur, radialement à l'extérieur des boulets, pour constituer le tronçon évasé ou élargi de bas en haut du passage 30. Au-dessus du point spécifié, la face intérieure de l'anneau d'étranglement est incurvée ou concave sur une courte distance jusqu'à un niveau 33 situé au-dessus de la face supérieure de l'anneau de broyage inférieur, et est ensuite inclinée en dehors vers la paroi de l'enveloppe.
Avec le contour décrit du passage 30, l'air servant de véhicule, qui entre dans les ouïes 29 a une vitesse pro- gressivement croissante jusqu'à l'étranglement, et à ce niveau la vitesse de l'air est suffisante pour empêcher toute matière. pulvérisée dont la densité est comprise dans les limites envi- sagées, de tomber à travers l'étranglement et d'engorger les ouïes. La vitesse de l'air décroît progressivement depuis l'étranglement dans le tronçon évasé du passage 30, mais elle reste cependant suffisante pour balayer de bas en haut toute la matière pulvérisée quittant la couronne de boulets.
Le con- tour décrit du tronçon évasé du passage étranglé est particu- lièrement avantageux pour obliger l'air servant de véhicule à se diriger, dans une Certaine mesure, vers l'intervalle compris entre les anneaux de broyage et occupé par la couronne de bou- lets, mais de préférence sans traverser cet intervalle. Dans la pratique on a trouvé que cette disposition a pour résultat un balayage plus efficace des fines provenant des organes de broyage et un entraînement uniforme de la matière déchargée @ de la zone de broyage, sur toute la circonférence de celle-ci.: En outre, il est possible de chauffer les boulets au moyen de l'air qui les frappe, de façon à aider le séchage de la matière broyée.
A cause de la forme de l'extrémité supérieure du
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passage étranglé, l'air est dirigé non seulement dans l'inter- valle occupé par les boulets, mais encore contre la surface inférieure de l'anneau de broyage supérieur 14; il en résulte que l'air et les particules entraînées sont empêchés de se rendre dans l'espace situé au-dessus de l'anneau de broyage supérieur 14, à une vitesse suffisamment élevée pour que les particules trop grosses soient empêchées de retomber, comme il est avantageux, dans la zone de broyage pendant le trajet de l'air vers le classeur.
La conduite d'air 7 est raccordée radialement à la botte à vent 28, de manière à obliger l'air entrant à se diviser en deux courants se rendent à la sériecirculaire d'ouïes 29. En raison de la disposition excentrique de la boite à vent 28, la section transversale de ces courants décroît vers le côté éloigné de la boite à vent. Cette disposition égalise la distribution d'air aux ouïes 29.
On a trouvé que les or- ganes de broyage rotatifs tendent à produire une certaine ro- tation du courant d'air pendant que celui-ci s'élève à travers le passage étranglé où. Si on le désire, comme le montrent les figs. 1 et 2 et, à une plus grande échelle, les figs. 11 et 12, une série circulaire d'aubes déflectrices 35, constituées par des plaques d'acier rectangulaires oblongues dans le sens ver- tical qui sont soudées à la face intérieure de plaques courbes 36 boulonnées sur la face intérieure du carter 4, sont dis- posées de façon à diminuer la vitesse de l'air chargé de matière pulvérisée. Les aubes 55 font un angle d'environ 37 avec la paroi du carter et elles sont disposées oblique- ment sur cette paroi de manière que leurs bords supérieurs soient orientés dans le sens de la rotation de l'anneau.
Les aubes déflectrices s'étendent de bas en haut le long du carter depuis un niveau supérieur à l'anneau d'étranglement 32
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jusqu'à un niveau situé au-dessus de l'anneau de broyage supérieur 14.
Le dessus du carter 4 est fermé par une plaque circulaire 40 percée d'une ouverture de sortie circulaire centrale 41 pour l'air chargé de matière pulvérisée. L'air chargé de matière pulvérisée se rend de bas en haut à l'ou- verture 41 et durant ce parcours quelques-unes des parti- cules trop grosses se séparent du courant d'air et retombent dans la zone de broyage. Avant d'atteindre la sortie 41, l'air chargé de màtière pulvérisée est soumis à l'action d'un classeur rotatif disposé symétriquement par rapport à la sor- tie 41.
Dans les classeurs rotatifs comportant des aubes projetant vers l'extérieur les particules trop grosses, les particules rejetées retournent au courant de fluide gazeux transportant les particules au classeur. Par suite, une certaine proportion des particules rejetées est réentraînée par le courant gazeux et ramenée au classeur. Les classeurs conformes à la présente invention, décrits ci-après en détail, sont destinés à écarter cette difficulté.
Comme le montrent les figs. 13 à 17, le classeur rotatif est constitué par deux plaques annulaires supérieure 42 et inférieure 43, disposées horizontalement. La plaque 42 s'étend au-delà de la. circonférence extérieure de la plaque 43 et elle comporte du côté intérieur un rebord cir- culaire relevé 44 qui s'adapte dans l'ouverture de sortie 41.
Une série circulaire de tiges ou tubes 45 sont disposés sy- métriquement suivant une formation tronconique renversée, entre les plaques 42 et 43, et sont soudés à ces plaques.
Chacune des tiges 45 porte une lame 46 soudée à la tige et disposée entre les plaques 42 et 43. Les lames 46 sont dis- posées obliquement par rapport aux plaques 42 et 43, avec
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leurs bords extérieurs orientés dans le sens de la rotation du classeur, indiqué par la flèche. Avec cette disposition, la partie extérieure de chaque lame et la tige correspondante forment une poche s'étendant sur la hauteur du classeur, dans laquelle la matière trop grosse tend à s'accumuler et descen- dre vers la plaque 43 sans retourner au courant d'air traver- sant le classeur. Un rebord circulaire extérieur 48 descend de la paroi supérieure 40 suivant le bord extérieur de la plaque 42 pour obturer le passage entre le classeur et la paroi supérieure.
Un classeur solidaire rotatif de ce type permet d'employer un carter supérieur notablement plus petit qu'il ne serait nécessaire pour une séparation par simple gravité de la matière trop grosse. On a trouvé que la cons- truction de classeur décrite est très efficace pour opérer la recirculation des particules trop grosses tout en évitant le retour à la zone de broyage de sensiblement la totalité de la matière parachevée. La construction de classeur dé- crite permet aussi d'employer une vitesse d'air suffisante pour que l'air recueille toute la matière pulvérisée sortant de la zone de broyage et la transporte de bas en haut au classeur sans aucun risque que la matière trop grosse séchap- pe à travers le classeur.
Le classeur est monté de manière amovible sur un support qui produit sa rotation et qui constitue aussi un collecteur dans lequel se décharge le classeur; ce support est porté par le mécanisme d'entraînement du broyeur pulvérisa- teur. La plaque inférieure 43 du classeur est boulonnée à une bride circonférentielle 50 de l'extrémité supérieure d'un élément de support cylindrique 51 à travers lequel tombe la matière trop grosse. Une deuxième bride circonférentielle 52 est soudée à l'extrémité inférieure de l'élément 51, qui
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est encore renforcé par des nervures radiales 53 disposées entre les brides. Le moyeu entraîneur 10 est élargi circon- férentiellement à son extrémité supérieure et est boulonné à une plaque annulaire 54 située en-dessous de la bride 52.
La matière trop grosse tombant à travers l'élément de support 51 se dépose sur la plaque 54 et sur l'extrémité supérieure de l'arbre d'entraînement. Une série de plaques ou aubes rec- tangulaires 55 allongées horizontalement sont soudées à la bride 52 et à la plaque 54 et sont disposées de la manière représentée, leurs bords de fuite étant décalés vers l'exté- rieur et recouvrant leurs bords d'attaque. Les plaques 55 sont espacées pour délimiter entre elles des passages de sor- tie verticaux 56 livrant passage à la matière trop grosse. La largeur des passages de sortie 56 peut être réglée au moyen de lames 57 montées à coulissement sur la face extérieure des plaques 55. La matière trop grosse passe par dessus le bord extérieur de la plaque 54 au coté intérieur de la couronne de boulets.
Comme les particules trop grosses, séparées par le classeur d'avec le courant d'air et de matière pulvérisée, sont amenées à un coté du courant avant d'avoir été évacuées - et sont ramenées à la zone de broyage à côté du courant d'air, le réentrafnement de ces particules est réduit au minimum.
Deux sorties 60 pour l'air chargé de matière pulvé- risée sont ménagées dans un prolongement tronconique renversé 61 de la sortie 41 du carter. Chacune des sorties 60 est com- mandée par un registre oscillant constitué par un disque ob- turateur 62 et un mécanisme à vis 63 servant à faire osciller le disque entre ses positions ouverte et fermée.
L'anneau d'étranglement 32 est découpé sur l'étendue d'un segment pour permettre le montage d'une porte d'évacuation 65, chargée par un ressort, afin de permettre l'évacuation de
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gros morceaux de matière étrangère non-pulvérisable, par exemple des morceaux de fer. La porte d'évacuation a une surfa- ce intérieure dont le contour correspond en substance à celui de l'anneau d'étranglement et est montée à pivot dans des oreil- les 66 fixées aux parties adjacentes du carter 4. La porte est pourvue d'un bras 67 faisant saillie dans la boite à vent 28, à l'extrémité extérieure duquel est monté de manière réglable un piton à ressort 68. Un ressort à boudin 69 relie l'extré- mité inférieure du piton 68 à une patte d'ancrage 70 du carter.
Deux arrêts 71 font saillie au-delà des extrémités opposées de la porte pour venir porter contre des parties adjacentes du carter et limiter ainsi le mouvement de la porte sous l'action du ressort. Un arrêt supérieur médian 72 situé à la partie supérieure de la porte limite le pivotement vers l'extérieur de la porte d'évacuationen venant en contact avec le carter 4. Avec cette disposition, les morceaux de fer entrant dans le broyeur pulvérisateur conjointement avec la matière brute et passant à travers la couronne de boulets se déplacent le long de l'anneau d'étranglement sous l'action de l'anneau de broyage rotatif, jusqu'à ce qu'ils atteignent la porte d'évacuation.
La porte d'évacuation pivote alors vers l'extérieur sous la pression exercée sur elle, de façon à permettre aux morceaux de fer de tomber en-dessous de l'an- neau d'étranglement, d'où on peut les retirer facilement à travers des portes d'accès de la boîte à vent.
Des dispositifs spéciaux sont aménagés pour évacuer des matières de faible grosseur relativement non-pulvérisables, comme les particules de pyrite. Ces particules ont une gros- seur et une densité suffisantespour tomber, à l'encontre du courant d'air ascendant, dans l'étranglement et dans la par- tie sous-jacente du broyeur pulvérisateur. Comme le montrent les figs. 2,7 et 8, deux palettes ou socs 75 sont montés
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dans des cavités de la surface périphérique du moyeu 10 et sont maintenus en position par des pivots 76. Lespalettes comportent des prolongements angulaires 77 glissant au-dessus du fond du carter 4 près des ouies 29.
En un point représenté comme étant diamétralement opposé à la porte d'évacuation, le fond 79 du carter 4 est percé d'une ouverture rectangulaire
80 en forme de trémie, à travers laquelle les particules de pyrite peuvent tomber dans un compartiment ou trémie sous- jacent 81 situé dans le carter inférieur.Une porte de dé- crassage 82 donne accès à la chambre 81 pour l'évacuation de la matière accumulée. L'ouverture 80 est ouverte normalement, excepté quand on veut retirer de la chambre 81 la matière accu- mulée. A cet effet, un registre à coulissement horizontal 83 est monté dans des guides en-dessous de l'ouverture 80 et on peut actionner ce registre à la main au moyen d'un arbre 84, de pignons 85 et de crémaillères 86 pour ouvrir et fermer l'ouverture 80.
Si le broyeur pulvérisateur est en fonction- nement pendant l'enlèvement de matière, on maintient fermée la porte 82, tandis que le registre 83 est ouvert.
La construction de broyeur pulvérisateur décrite, qui convient notamment pour des broyeurs pulvérisateurs de capa- cité moyenne, se distingue par un fonctionnement aisé et silen- cieux résultant de son agencement robuste, de l'entraînement par dessous utilisant un arbre d'entraînement vertical court, de la séparation entre les éléments de broyage et le carter du broyeur pulvérisateur, et de la vitesse relativement peu élevée des boulets. Le broyeur pulvérisateur se distingue notamment par sa plus faible consommation de puissance par tonne de capacité.
Par exemple, des consommations de puissance typiques pour ce groupe broyeur pulvérisateur, y compris la consommation de puissance du distributeur et du ventilateur, pont comprises dans les limites de 7 à 10,5 kilowatt-heures
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par tonne pour pulveriser des charbons d'une aptitude au broya- ge de 50-100 à une finesse telle que 70-90% passent au tamis de 200 mailles au pouce linéaire, pour une production de 2 à 10 tonnes par heure. Une grande finesse de la matière pulvé- risée est assurée pour les charges maxima et elle croît encore pour les charges faibles et intermédiaires.
L'emploi de bou- lets de broyage en acier spécial résistant à l'usure, traités thermiquement, et la faible vitesse de rotation à laquelle sont entraînés les boulets, augmentent la durée des organes de broyage et diminuent les frais d'entretien. Une finesse et une capacité constantes sont maintenues pendant toute la durée de vie des éléments de broyage. La plus grande capacité par unité de diamètre d'anneau a pour effet de diminuer l'en- combrement au sol et le coût de l'équipement.
Au lieu d'air on peut employer un autre véhicule gazeux approprié pour emporter du broyeur pulvérisateur la matière pulvérisée. Le broyeur pulvérisateur peut être em- ployé pour pulvériser le charbon, les ciments et d'autres matières appropriées.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Improvements to pulverizers.
This invention relates to pulverizers and in particular relates to pulverizers comprising an upper ring and a lower ring separated from each other by balls and devices for directing from the bottom upward beyond the balls. a stream of gaseous fluid in order to entrain the pulverized material, a general object of the invention being to provide pulverizing mills of this type which consume little power per tonne of product, give a product of great fineness and involve relatively low manufacturing and maintenance costs.
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A more specific object is to provide pulverizer mills of the kind described with an improved construction and arrangement of the elements delimiting the path of circulation of the gas vehicle in the pulverizer mill. Another object is to arrange the pulverizers of the type described so that they are relatively compact in height and on the ground.
The invention also relates to the control of foreign matter in pulverizers where a gaseous fluid is directed from bottom to top, through a passage, beyond the material outlet edge of a rotary grinding element, and its purpose is purpose, on the one hand, to properly remove., during operation of the pulverizer mill, the material which has fallen into the passage and, on the other hand, to prevent jamming of foreign material which has fallen into a passage delimited on one side by the periphery of the grinding element. The invention further relates to improved rotary classifiers suitable for pulverizer mills.
The object of the present invention is a pulverizer comprising an upper ring and a lower ring separated from each other by grinding balls and devices for directing from the bottom upwards beyond the grinding balls a stream of gaseous fluid. for entraining the pulverized material, in which the grinding device is constituted by a single stage arranged to pass the material from its inner periphery to its outer periphery and comprising an upper ring, an intermediate ring of balls and a lower ring mounted for rotation and shaped with a raceway for the balls, the outer edge of which, as well as the adjacent upper surface of the ring, are located below the centers of the balls.
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The subject of the invention is also: a pulverizer comprising a rotary lower crushing element arranged to expel the pulverized material radially outwards, a device cooperating with the outer periphery of this element to delimit between the element. and this device an annular constriction for passing a gaseous fluid from the bottom upwards beyond the upper surface of the element, and a movable discharge door urged to occupy a normal position, but arranged however to allow removing from the constriction pieces of foreign matter too large to be removed otherwise from the constriction;
a pulverizer mill having a rotating lower crushing element, a passage for directing a stream of gaseous fluid past an edge of the element from which the pulverized material is driven out, an opening for removing fallen foreign material through the passage, a compartment for collecting foreign matter from the opening, a damper operated from outside the compartment to close the opening and a door to close the compartment;
a rotary classifier comprising a number of vanes arranged so as to have edges on a surface of revolution and provided on their front faces with pockets or longitudinal grooves intended to intercept excessively large particles entrained by a stream of gaseous fluid which circulates between the vanes and to lead the particles to one side of the gaseous fluid stream before discharging them.
The invention will be described below by way of example with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. l. is a perspective view, with cutaway
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part, of a fan, pulverizer and distributor, the distributor and the fan connector being angularly offset for clarity;
Fig. 2 is a vertical section through the pulverizer mill shown in FIG. 1;
Fig. 3 is a horizontal section taken along line 3-3 of FIG. 2;
Fig. 4 is a view on a larger scale of part of the grinding zone shown in FIG. 2;
Fig. 5 is a view on a larger scale of the assembly of the escape door;
Fig. 6 is a view of the exterior face of the evacuation door;
Fig. 7 is an enlarged view of one of the pallets of the lower grinding ring;
Fig. 8 is a plan view of the wing shown in FIG. 7;
Fig. 9 is a cross section of the assembly of the reject hopper register;
Fig.10 is a vertical section taken along line 10-10 of Fig.9;
Fig. 11 is an elevational view of an expanded portion of the deflector vanes and the deflector plate;
Fig. 12 is a section taken along line 12-12 of FIG. 11;
Fig. 13 is a plan view of the rotary filing cabinet;
Fig. 14 is a vertical section taken along line 13-13 of FIG. 14;
Fig. 15 is a horizontal section taken along line 15-15 of FIG. 15; / "" '\ Fig. 16 is a vertical section through the support of the
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sister; and
Fig. 17 is a horizontal section along the line
17-17 of fig. 16.
The pulverizer mill shown in the drawings has a subdivided substantially cylindrical housing which includes a cast iron lower part 1 having a slightly conical bottom 2 cemented into a suitable foundation 3.
The upper part 4 of the housing is constituted by an assembly of welded steel plates, mounted on the lower part of the housing and connected to the latter in a removable manner.
The lower part of the casing or lower casing contains the drive mechanism of the crusher which comprises a pinion shaft 5, and reduction bevel gears 6 and 7 providing a drive connection between the shaft 5 and a vertical drive shaft 8 arranged axially in the housing. The lower casing also contains the usual sliders and bearings, preferably of the roller type, to hold the shafts in the positions shown.
The drive shaft 8 projects from bottom to top into the upper compartment of the housing and on its upper end is wedged a drive hub 10 of generally conical shape. The pulverizer members of the grinder comprise a lower grinding ring 11 resting on the lower peripheral part of the drive hub and wedged thereon.
The grinding ring 11 has a raceway 12 formed on its upper face for a circular ring of rolling grinding elements 13, preferably balls made of wear resistant steel. The balls 13 support an upper grinding ring 14 which has in its lower face a raceway for the balls. The upper grinding ring 14 in turn carries an annular spider 15 fixed to the ring and shaped with an interior surface.
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re inclined 16. The spider 15 is provided with angularly spaced tabs 17 disposed in guides 18 of the inner wall of the housing 4 to prevent rotation of the spider and the upper grinding ring, but still allow them to perform movements. vertical.
An elastic crushing pressure is exerted from top to bottom on the spraying members by a series of coil springs 19 adjustable from the outside and bearing on the spider 15. In the assembly described, the thrust of the springs 19 and the weight of the The grinding elements act on the vertical drive shaft and are transmitted by the latter to the thrust bearing or catch of the shaft, advantageously arranged near the foundation.
As shown in figs. 1 and 2, the material to be pulverized is delivered in controlled quantities to the pulverizer by a rotary table distributor 20 having a protected feed chute 21 descending to a point above the spider 15. During operation , the raw material falls from the feed chute 21 onto the spider 16 from where it falls over the inner edge of the upper grinding ring 14 onto the upper surface of the drive hub 10 and the lower grinding ring 11, to be distributed above them as a result of the rotation of these elements.
The force due to the column of material, aided by the centrifugal effect exerted on the material by the rotating members, causes the material to flow outwards over the upper surface of the lower ring, where it is sprayed between the balls and the grinding rings moving relative to each other.
As shown in fig. 1, the pulverizer
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is driven by a large pulley 22 mounted on the outer end of the pinion shaft 5 and connected by a V-shaped belt drive to a smaller pulley 23 attached to one end of a shaft 24. a motor with two shaft ends 25. A primary air blower 26 is mounted on the opposite end of the motor shaft and delivers air, preferably preheated, to a duct 27 leading to a wind box 28 which surrounds the lower part of the housing
4 and which is disposed eccentrically with respect to this casing.
The wind boot 28 communicates with the interior of the casing 4 via a series of openings 29 of the casing, which open into the casing opposite the circumferential edge of the drive hub 10 below the outlet level of the ma- tière pulverized.
-The vents 29 are connected inside the casing on the outside of the balls 13 by an air passage or nozzle
30 specially shaped. The air passage 30 advantageously has a section substantially similar to that of a Venturi tube inclined on the vertical and slightly oriented towards the crown of balls 13.
The inner side of the passage 30 is delimited by a circumferential portion 31, converging from bottom to top, of the lower grinding ring, which is rounded in a convex curve traced around a center located vertically below the centers of the balls. , while the outer side of the passage is formed by a throttle ring 32 bolted to the inner face of the housing 4 directly above the gills 29. The inner face of the throttle ring 32 a, in its part lower, a convex curvature so as to constitute a passage section narrowing from bottom to top towards a relatively narrow constriction.
The curvature of the inner face of
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the throttle ring is extended above the throttle up to a point slightly below the upper face of the lower grinding ring, radially outside the balls, to form the flared or widened section from bottom to top of passage 30. Above the specified point, the inner face of the throttle ring is curved or concave for a short distance to a level 33 above from the upper face of the lower grinding ring, and is then tilted outward towards the wall of the casing.
With the described contour of passage 30, the air serving as a vehicle, which enters the gills 29 has a gradually increasing speed until the throttling, and at this level the speed of the air is sufficient to prevent any matter. spray whose density is within the limits envisaged, to fall through the choke and clog the gills. The speed of the air gradually decreases from the constriction in the flared section of the passage 30, but it remains however sufficient to sweep from the bottom up all the pulverized material leaving the ring of balls.
The described contour of the flared section of the constricted passage is particularly advantageous in forcing the air serving as the vehicle to flow, to a certain extent, towards the gap between the grinding rings and occupied by the ring of bou - lets, but preferably without crossing this interval. In practice it has been found that this arrangement results in more efficient sweeping of fines from the grinding members and uniform entrainment of the material discharged from the grinding zone over the entire circumference thereof. , it is possible to heat the balls by means of the air which strikes them, so as to help the drying of the ground material.
Due to the shape of the upper end of the
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throttled passage, the air is directed not only in the space occupied by the balls, but also against the lower surface of the upper grinding ring 14; as a result, air and entrained particles are prevented from traveling into the space above the upper grinding ring 14, at a speed high enough that oversized particles are prevented from falling, such as it is advantageous in the grinding zone during the path of the air to the binder.
The air duct 7 is connected radially to the wind boot 28, so as to force the incoming air to divide into two streams going to the circular series of gills 29. Due to the eccentric arrangement of the air box wind 28, the cross section of these streams decreases towards the far side of the wind box. This arrangement equalizes the distribution of air to the vents 29.
It has been found that rotary milling organs tend to produce some rotation of the air stream as it rises through the constricted passage or. If desired, as shown in figs. 1 and 2 and, on a larger scale, figs. 11 and 12, a circular series of deflector vanes 35, formed by oblong rectangular steel plates in the vertical direction which are welded to the inner face of curved plates 36 bolted to the inner face of the housing 4, are dis - installed so as to reduce the speed of the air loaded with pulverized material. The vanes 55 make an angle of approximately 37 with the wall of the casing and they are disposed obliquely on this wall so that their upper edges are oriented in the direction of rotation of the ring.
The deflector vanes extend from bottom to top along the housing from a level above the throttle ring 32
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up to a level above the upper grinding ring 14.
The top of the housing 4 is closed by a circular plate 40 pierced with a central circular outlet opening 41 for the air charged with atomized material. The air loaded with pulverized material travels from the bottom upwards at opening 41 and during this journey some of the oversized particles separate from the air stream and fall back into the grinding zone. Before reaching the outlet 41, the air laden with pulverized material is subjected to the action of a rotary binder arranged symmetrically with respect to the outlet 41.
In rotary classifiers with vanes projecting oversized particles outward, the rejected particles return to the gaseous fluid stream carrying the particles to the classifier. As a result, a certain proportion of the rejected particles is re-entrained by the gas stream and returned to the classifier. The binders in accordance with the present invention, described below in detail, are intended to overcome this difficulty.
As shown in figs. 13 to 17, the rotary file cabinet consists of two upper 42 and lower 43 annular plates, arranged horizontally. The plate 42 extends beyond the. outer circumference of the plate 43 and has on the inner side a raised circular rim 44 which fits into the outlet opening 41.
A circular series of rods or tubes 45 are arranged symmetrically in an inverted frustoconical formation between the plates 42 and 43 and are welded to these plates.
Each of the rods 45 carries a blade 46 welded to the rod and disposed between the plates 42 and 43. The blades 46 are disposed obliquely with respect to the plates 42 and 43, with
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their outer edges oriented in the direction of rotation of the file cabinet, indicated by the arrow. With this arrangement, the outer part of each blade and the corresponding rod form a pocket extending over the height of the binder, in which the excessively large material tends to accumulate and descend towards the plate 43 without returning to the current d. air passing through the filing cabinet. An outer circular rim 48 descends from the top wall 40 along the outer edge of the plate 42 to close the passage between the file cabinet and the top wall.
Such a rotating integral binder makes it possible to employ a substantially smaller upper casing than would be necessary for simple gravity separation of excessively large material. The disclosed binder construction has been found to be very effective in effecting recirculation of oversized particles while preventing substantially all of the finished material from returning to the grinding zone. The described binder construction also allows sufficient air velocity to be employed so that the air collects all the pulverized material exiting the grinding zone and carries it from the bottom up to the binder without any risk of excess material. big dries up through the filing cabinet.
The binder is removably mounted on a support which produces its rotation and which also constitutes a collector in which the binder is discharged; this support is carried by the drive mechanism of the pulverizer mill. The lower plate 43 of the file cabinet is bolted to a circumferential flange 50 of the upper end of a cylindrical support member 51 through which oversized material falls. A second circumferential flange 52 is welded to the lower end of the element 51, which
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is further reinforced by radial ribs 53 arranged between the flanges. The drive hub 10 is circumferentially widened at its upper end and is bolted to an annular plate 54 located below the flange 52.
The oversized material falling through the support member 51 settles on the plate 54 and on the upper end of the drive shaft. A series of horizontally elongated rectangular plates or vanes 55 are welded to flange 52 and plate 54 and are arranged as shown with their trailing edges offset outwardly and overlapping their leading edges. . The plates 55 are spaced apart to define between them vertical outlet passages 56 allowing passage for the excessively large material. The width of the outlet passages 56 can be adjusted by means of blades 57 slidably mounted on the outer face of the plates 55. The excessively large material passes over the outer edge of the plate 54 to the inner side of the ring of balls.
As oversized particles, separated by the classifier from the air stream and pulverized material, are brought to one side of the stream before being discharged - and are returned to the grinding zone next to the stream. 'air, the reentrafation of these particles is reduced to a minimum.
Two outlets 60 for the air laden with pulverized material are provided in an inverted frustoconical extension 61 of the outlet 41 of the housing. Each of the outputs 60 is controlled by an oscillating register consisting of a shutter disc 62 and a screw mechanism 63 for oscillating the disc between its open and closed positions.
The throttle ring 32 is cut to the extent of a segment to allow the mounting of an escape door 65, loaded by a spring, to allow the escape of
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large pieces of non-sprayable foreign material, for example pieces of iron. The evacuation door has an inner surface the contour of which substantially matches that of the throttle ring and is pivotally mounted in lugs 66 attached to adjacent parts of the housing 4. The door is provided with an arm 67 projecting into the windbox 28, at the outer end of which is adjustably mounted a spring peg 68. A coil spring 69 connects the lower end of the peg 68 to a lug of. anchor 70 of the housing.
Two stops 71 protrude beyond the opposite ends of the door to come to bear against adjacent parts of the casing and thus limit the movement of the door under the action of the spring. An upper middle stop 72 located at the top of the door restricts outward pivoting of the discharge door by contacting the housing 4. With this arrangement, the pieces of iron entering the pulverizer together with the raw material and passing through the ring of balls move along the throttle ring under the action of the rotating grinding ring, until they reach the discharge door.
The escape door then swings outward under the pressure exerted on it, so as to allow the pieces of iron to fall below the choke ring, from where they can be easily removed. through access doors to the windbox.
Special devices are provided to evacuate relatively non-sprayable small size materials, such as pyrite particles. These particles are of sufficient size and density to fall, against the upward air stream, into the throttle and into the underlying portion of the pulverizer. As shown in figs. 2,7 and 8, two pallets or coulters 75 are fitted
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in cavities of the peripheral surface of the hub 10 and are held in position by pivots 76. The pallets have angular extensions 77 sliding above the bottom of the housing 4 near the gills 29.
At a point represented as being diametrically opposed to the evacuation door, the bottom 79 of the housing 4 is pierced with a rectangular opening
80 in the form of a hopper, through which the pyrite particles can fall into an underlying compartment or hopper 81 located in the lower casing. An unclogging door 82 gives access to the chamber 81 for the evacuation of the material accumulated. The opening 80 is normally opened, except when it is desired to remove the accumulated material from the chamber 81. For this purpose, a horizontally sliding register 83 is mounted in guides below the opening 80 and this register can be actuated by hand by means of a shaft 84, pinions 85 and racks 86 to open and close the opening 80.
If the pulverizer is in operation during material removal, door 82 is held closed while register 83 is open.
The described pulverizer construction, which is particularly suitable for medium-capacity pulverizer mills, is distinguished by easy and quiet operation resulting from its robust design, drive from below using a short vertical drive shaft. , the separation between the grinding elements and the pulverizer crankcase, and the relatively low ball speed. The pulverizer mulcher is particularly distinguished by its lower power consumption per tonne of capacity.
For example, typical power consumptions for this pulverizer group, including power consumption of distributor and fan, bridge included within the limits of 7 to 10.5 kilowatt-hours
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per ton to pulverize coals with a grindability of 50-100 to a fineness such that 70-90% pass through a 200 mesh per linear inch screen, for a production of 2 to 10 tons per hour. A great fineness of the pulverized material is ensured for the maximum loads and it increases further for the weak and intermediate loads.
The use of special wear-resistant, heat-treated steel grinding balls and the low rotational speed at which the balls are driven, increase the life of the grinding units and reduce maintenance costs. Consistent fineness and capacity are maintained throughout the life of the grinding elements. The greater capacity per unit ring diameter has the effect of reducing the footprint and the cost of the equipment.
Instead of air, another suitable gaseous vehicle may be employed to carry the pulverized material from the pulverizer. The pulverizer mill can be used to pulverize coal, cements and other suitable materials.
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