CN100584464C - 磨机换衬设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操纵磨机(3)内的物品如衬套和提升器的磨机换衬设备(1)。换衬设备(1)包括具有顶部接合构件(23)和底部接合构件(19)的立柱(5)，该立柱(5)支承一个或多个物品操纵装置(31)。立柱的长度可延伸，以便能够在底部接合构件(19)安放在磨机(3)内的磨机装填料(7)上并且顶部接合构件(23)与磨机(3)的上表面(99)接合的情况下，将立柱锁定在磨机(3)内的基本竖直的位置。

Description

磨机换衬设备

技术领域

本发明涉及一种磨机换衬设备，特别地但不是唯一地，本发明可用于在为半自磨机(sag mill)、球磨机或棒磨机换衬时帮助操纵、拆卸和/或安装衬套和提升器。

背景技术

半自磨机、球磨机和棒磨机在采掘工业中被用于将矿石磨成小的颗粒。通常，磨机包括圆柱形的钢制磨腔，该磨腔部分地装填有磨机装填料(millcharge)或研磨介质，例如用于半自磨机和球磨机的钢球或者用于棒磨机的钢棒。传输机或料斗将矿砂运送到磨机内，并且磨机旋转导致钢球或钢棒本身泻落，继而研磨矿石。

在磨机内发生剧烈的碎裂和研磨的特性要求对磨机的外壳进行保护以防止损坏。通常，通过使用由硬化钢制成的板式衬套和单独的栓接提升器或者钢制衬套/提升器板的组合为磨机外壳的内壁装衬套来实现这种保护。

根据磨机的尺寸，即，它的直径和长度，可以有100种以上的磨机衬套和提升器，每种通常重100千克以上。当磨机操作时，剧烈的碎裂和研磨造成磨机衬套和提升器磨损，因此需要进行更换。换衬方法必须保持磨机外壳的完整性，并且通过由新提升器和衬套的增加的材料提升量来提高磨机研磨过程的效率。

换衬过程包括使磨机停止工作，顺序拆除磨损的衬套和提升器并用新的衬套和提升器进行更换。通常，利用穿过磨机外壳的提升器螺栓保持衬套，在可将衬套或提升器从磨机的外壳上拆除之前，必须首先拆除这些提升器螺栓。为了拆除提升器螺栓，从磨机外壳的外部将其螺母松开并将提升器螺栓推压到磨机中。一旦拆除提升器螺栓，就可以从外壳的内壁拆除磨损的衬套和提升器并且可以将新的衬套和提升器栓接在适当位置。

尽可能快速地进行换衬过程是很重要的，因为磨机停工的停工期可能损失严重，因此经常使用各种操纵机械和工具来帮助进行换衬过程。此外，由于衬套和提升器的尺寸与重量，这类操纵机械和工具通常是必需的。

一种已知的为磨机换衬的方法包括将轨道插入磨机的开口端或入口--例如通过磨机的支承件的中心--以便在磨机内形成通路，包括具有遥控操纵臂的托架的操纵机械可沿该轨道移动。通常，托架的遥控操纵臂具有用于操纵磨机衬套和提升器的抓钩组件等，并且操纵臂可操作以帮助进行换衬过程。在美国专利No.3,802,150中说明了这种设备。其它已知的操纵机械不使用磨机内的轨道，而是通过仅仅将单臂穿过磨机中较大的入口来操作，该单臂能够在磨机内部四处移动来操纵和安置衬套与提升器。

所述的操纵机械适用于较大的磨机，例如直径为12米的磨机，该磨机具有较大的端部入口，例如通过磨机的端部支承件的直径高达2米的开口。然而，通常这些机械不能用于具有较小入口或开口的较小的磨机。因此，较小尺寸磨机的换衬过程通常涉及手动拆卸与更换衬套和提升器。这种操作可能既费时又费钱，这不仅是因为磨机停工时间，而且因为需要大量的体力劳动。此外，从安全角度来看，人工为磨机换衬可能对有关人员有危险。

本发明的一个目的是提供一种替代的磨机换衬设备。

发明内容

在第一方面，本发明总体涉及一种用于在磨机内操纵物品的磨机换衬设备，包括：在相应端具有顶部接合构件和底部接合构件的立柱(mast)；以及由立柱支承的物品操纵装置，其中，立柱的长度可延伸，以便可在底部接合构件安放在磨机内的磨机装填料或者磨机的下表面上并且顶部接合构件与磨机的上表面接合的情况下，将立柱锁定在磨机内的基本竖直的位置。

在磨机换衬设备的第一优选实施例中，物品操纵装置可包括由立柱可枢转地支承的支承框架和从支承框架延伸的吊臂(boom)。优选地，立柱包括至少一个支承件，支承框架的部件能够可枢转地连接到该支承件上。更优选地，立柱的支承件限定一轴线，支承框架可围绕该轴线相对于立柱枢转，并且至少其中一个支承件构造成可相对于立柱选择性地移动从而能够调节枢转轴线相对于立柱的方位。例如，立柱可具有均带有一孔的上部支承件和下部支承件，并且支承框架可具有构造成接合在上部支承件和下部支承件的相应孔中的上部接合构件和下部接合构件。此外，立柱的下部支承件可相对于立柱选择性地移动。

优选地，支承框架为臂架(jib)的形式，该臂架具有上臂和下臂以及在上臂和下臂之间延伸的支承构件。

优选地，支承框架具有多个连接点，吊臂可连接到其中任何一个连接点上。

另外，磨机换衬设备可包括牵索，该牵索在支承框架的部件与吊臂的部件之间延伸以便为吊臂提供附加支承。

优选地，吊臂的长度可延伸。更优选地，吊臂包括连接到支承框架上的第一构件和由第一构件支承并可相对于第一构件移动的第二构件。在该优选实施例中，第一构件具有与第二构件接合的相关的滚轮并且第二构件具有与第一构件接合的相关的滚轮，这些滚轮使第二构件能够相对于第一构件移动以便调节吊臂的长度。

优选地，吊臂基本上垂直于立柱。

在磨机换衬设备的第二优选实施例中，物品操纵装置可包括一吊臂，该吊臂构造成可相对于立柱基本上垂直地以及基本上水平地枢转。优选地，通过可操作的卷扬系统来确定吊臂相对于立柱的垂直枢转运动。更优选地，卷扬系统包括在吊臂的部件和与立柱相关联的绞盘之间延伸的线缆，该绞盘可操作以卷绕或解开线缆以使吊臂相对于立柱垂直地向上或向下枢转。

优选地，吊臂的长度可延伸。更优选地，吊臂包括由立柱支承的第一构件和由第一构件支承并可相对于第一构件移动的第二构件。在该优选实施例中，第一构件具有与第二构件接合的相关的滚轮并且第二构件具有与第一构件接合的相关的滚轮，这些滚轮使第二构件能够相对于第一构件移动以便调节吊臂的长度。

下列特征可涉及磨机换衬设备的第一和第二优选实施例中的任何一个。

优选地，吊臂的一部件构造成具有连接件，物品或辅助装置可从该连接件被支承。

优选地，设置在立柱的一端的顶部接合构件至少部分地由可弹性变形的材料形成，以便能够与磨机的上表面牢固地接合。

优选地，设置在立柱的一端的底部接合构件包括一个或多个构造成接合在磨机装填料中的尖齿。可选择地，设置在立柱的一端的底部接合构件至少部分地由可弹性变形的材料形成，以便能够与磨机的下表面牢固地接合。

另外，磨机换衬设备还可包括一个或多个由立柱支承的附加的物品操纵装置。例如，可以具有两个被支承在立柱的相对侧上的物品操纵装置。

优选地，立柱具有基座立柱部件和延伸立柱部件，延伸立柱部件可相对于基座立柱部件移动以便能够调节立柱的长度。更优选地，液压系统可联接到基座立柱部件和延伸立柱部件上并且可操作以使延伸立柱部件相对于基座立柱部件移动从而改变立柱的长度。另外，液压系统优选地包括蓄能器，该蓄能器构造成根据需要将立柱保持在特定的长度。

在磨机换衬设备的可选实施例中，物品操纵装置可为以下任何一种：自动装置操纵臂、抓钩或其它辅助装置。

在磨机换衬设备的第三优选实施例中，物品操纵装置可以固定的角度从立柱延伸，并且立柱可设置成可相对于顶部接合构件和底部接合构件旋转从而能够移动物品操纵装置。

在第二方面，本发明总体涉及一种当为磨机换衬时操纵物品的方法，包括：提供可延伸的立柱；将立柱的底部接合构件安放在磨机内的磨机装填料上或磨机的下表面上；使立柱延伸以便立柱的顶部接合构件与磨机的上表面接合从而将立柱锁定在磨机内的基本上竖直的位置；将物品操纵装置连接到立柱上以便由立柱支承；以及操作物品操纵装置以便操纵磨机内的一个或多个物品。

优选地，在将立柱的底部接合构件安放在磨机内的磨机装填料上或磨机的下表面上之前，将预部接合构件和底部接合构件连接到立柱的相应端上。可选择地，可在已将底部接合构件安放在磨机内的磨机装填料上或磨机的下表面上之后，将立柱的一端连接到底部接合构件上。

优选地，当为磨机换衬时操纵物品的方法还包括：将两个物品操纵装置连接到立柱上，并且操作位于磨机相对侧上的物品操纵装置以便操纵磨机内部的一个或多个物品。

附图说明

下面将仅通过示例并且参照附图说明本发明的优选形式，在附图中：

图1示出其中安装有第一优选形式的磨机换衬设备的磨机的侧面剖视图；

图2示出其中安装有图1的磨机换衬设备的磨机的端面剖视图；

图3示出从图2的方向A观察的第一优选形式的磨机换衬设备的正视图；

图4示出其中安装有第二优选形式的磨机换衬设备的磨机的端面剖视图，该磨机换衬设备具有两个物品操纵装置；

图5示出其中安装有第三优选形式的磨机换衬设备的磨机的端面剖视图，该磨机换衬设备具有可枢转吊臂；

图6示出图5的第三优选形式的磨机换衬设备的吊臂的垂直枢转运动；以及

图7是图5的第三优选形式的磨机换衬设备的局部的俯视剖视图，并且示出吊臂的水平枢转运动。

具体实施方式

下面将参照图1、2和3说明根据本发明的第一优选形式的磨机换衬设备。首先参照图1，其中示出第一优选形式的磨机换衬设备1安装在磨机3内部。磨机3为球磨机或半自磨机，该磨机具有圆柱形伸长的外壳25并且具有多个钢球，这些钢球填充外壳25的下部并构成磨机装填料7。

换衬设备1包括长度可延伸并且具有下部27和上部29的立柱5。立柱5的上部29具有顶部接合构件23，立柱5的下部27具有底部接合构件19。

图1示出在磨机3内处于完全装配和安装好的位置的换衬设备1。立柱5处于基本竖直的位置并且长度已经延伸以便牢固地锁定在磨机3内的磨机装填料7和磨机3的上表面之间的适当位置。特别是，立柱5的底部接合构件19安放并接合在磨机装填料7的表面内，并且立柱5借助于立柱5长度的延伸而被锁定在基本竖直的位置以使立柱5的顶部接合构件23牢固地与磨机3的上表面接合。磨机3的上表面可以是如图1和2中所示连接在磨机外壳25上的衬套99、连接在磨机外壳25上的任何其它物品如提升器4(图2中所示)、衬套/提升器组合等等，或者是磨机外壳25的内壁的表面10(图2中所示)。

换衬设备1包括有助于延伸立柱5的长度的液压系统(图中未示出所有部件)。液压系统包括液压缸15和由液压缸15驱动的液压柱塞17。液压缸15和柱塞17被联接到立柱5的部分上以帮助其延伸。

换衬设备1包括由立柱5支承的用于操纵磨机衬套、提升器、衬套/提升器组合以及其它物品的物品操纵装置31。物品操纵装置31包括形式为臂架9的支承框架，该臂架9由立柱5和连接到臂架9的吊臂11支承。吊臂11的长度可延伸，并且在其远离臂架9的端部具有连接件33以帮助装载物品例如磨机衬套或提升器或者连接操纵磨机衬套或提升器的辅助装置。该类辅助装置可包括气压或液压绞盘、遥控操纵臂、抓钩等等。

物品操纵装置31还具有在臂架9的上端和吊臂11的一个部分之间延伸的牵索13。牵索13为吊臂11提供支承，该吊臂11在使用中可装载重量超过100千克的物品。

参照图2，物品操纵装置31的臂架9包括上臂43和下臂41，它们均与中心构件49一体地形成或者连接在中心构件49上，以形成宽的基本上为V形的臂架9。臂架9还包括在上臂43和下臂41之间延伸的第一支承构件45以及在第一支承构件45和中心构件49之间延伸的第二支承构件47。

上部接合构件57和下部接合构件59分别设置在臂架9的上臂43的上端部55和下臂41的下端部53。在该优选形式中，上部接合构件57和下部接合构件59的形状为圆柱形。

立柱5具有物品操纵装置31接合于其上的上部支承件37和下部支承件39。特别地，上部支承件37和下部支承件39具有孔，这些孔被构造成用于在将臂架9连接到立柱5上时容纳臂架9的上部接合构件57和下部接合构件59。当臂架9被连接到立柱5上时，臂架9的上部接合构件57和下部接合构件59可在立柱5的上部支承件37和下部支承件39的相应孔内枢转。最终，上部支承件37和下部支承件39的孔限定了一条轴线，臂架9进而整个物品操纵装置31可绕该轴线枢转。在该优选形式中，换衬设备1被构造成允许物品操纵装置31枢转180度，但是应当理解，如果需要的话，换衬设备1可被构造成具有更大或更小的枢转自由度。

为安全起见，物品操纵装置31被立柱5支承在基本上铅直的位置是重要的。这减少了当装载如衬套、提升器等物品时，物品操纵装置31围绕由立柱5的上部支承件37和下部支承件39的孔所限定的枢转轴线在重力作用下任意地摆动或枢转的可能性。

在该优选形式中，上部支承件37被固定在立柱5上，而下部支承件39可相对于立柱5移动以便可将物品操纵装置31调整到基本上铅直的位置。特别地，下部支承件39通过两个紧固装置61可滑动地安装于设置在立柱5上的背板38上。在该优选形式中，紧固装置61包括螺母和螺栓紧固件。每个螺母和螺栓紧固件61构造成使得紧固件61的螺栓穿过背板38中的孔(未示出)并且穿过下部支承件39中的相应细长槽。每个紧固件61的螺母被旋拧在螺栓的端部上并且被拧紧以便将下部支承件39固定在背板38上。

为了将物品操纵装置31调整到基本上铅直的位置，可以松开每个紧固装置61的螺母以允许下部支承件39根据需要相对于背板38水平地滑动。可滑动的范围取决于下部支承件39中的槽的长度。一旦完成下部支承件39的位置调节，则通过充分拧紧紧固装置61的各个螺母来将下部支承件39重新固定到背板38上。

应当理解，在其它形式中也可以将上部支承件37构造成可相对于立柱5移动。另外，可在立柱5上设置一个或多个附加的固定的或活动的支承件以便支承物品操纵装置31，或者，在其它构型的换衬设备中可能只需要一个支承件。

如上所述，物品操纵装置31包括连接在臂架9上的吊臂11。在该优选形式中，吊臂11的纵向轴线基本上垂直于立柱5的轴线并且吊臂11的长度可延伸。

吊臂11包括第一构件63和第二构件65。第一构件63从臂架9延伸出并且支承第二构件65，第二构件65可相对于第一构件63移动以帮助延伸吊臂11。在该优选形式中，第一构件63的一端通过紧固装置如螺母和螺栓连接到臂架9的中心构件49上。特别地，第一构件63的一端62穿过中心构件49中的孔并且在多个连接点51之一处通过紧固装置固定。该多个连接点51设置在中心构件49上以便能够调节吊臂11在磨机装填料7上方的总高度。

在该优选形式中，第二构件65由第一构件63的导向构件69支承，其中第二构件65的一端穿过该导向构件69延伸。第二构件65的另一端具有将第二构件65联接到第一构件63上的可滑动连接件67。第一构件63的导向构件69和第二构件65的可滑动连接件67构造成分别具有滚轮73和71。滚轮73和71有助于第二构件65相对于第一构件63移动以便根据需要伸长或缩短吊臂11的长度。例如，可相对于第一构件63沿方向B移动第二构件65以伸长吊臂11的长度或者沿方向C移动以缩短吊臂11的长度。

尽管图中所示的第一构件63位于第二构件65上方，但这并非必要条件。例如，在其它形式中，第一构件63可位于第二构件65下方，或者构件63、65两者可并排放置。此外，应当理解，存在提供长度可调节的吊臂的其它方式。例如，吊臂可包括两个或多个构造成伸缩装置的部件，并且吊臂的长度可通过手动或者通过动力装置如基于气压、液压或电动的系统来调节。可选择地，吊臂可具有两个或多个构造成通过传动系统而相对于彼此移动的部件，其中该传动系统可手动操作以便调节吊臂的长度。还应当理解，在其它构型的换衬设备中，吊臂的长度不一定必须是可延伸的。

在第二构件65的与具有可滑动连接件67的一端相对的一端设有连接件33。连接件33可构造成用于装载衬套和提升器，或者可适于支承能够操纵和/或安置衬套和提升器的其它辅助装置。例如，连接件33可包括孔，装载线缆或者辅助装置可连接或钩连到该孔上。

为了给物品操纵装置31提供附加的支承和强度，在臂架9的上臂43的顶部附近形成的连接点74和吊臂11的第一构件63的导向构件69附近的连接点75之间连接一牵索13。可以调节牵索13的长度或者其张力以确保吊臂11水平。牵索13可以是线缆、绳、链等等。

如上所述，立柱5的上部29具有顶部接合构件23而立柱5的下部27具有底部接合构件19。在所示的优选形式中，顶部接合构件23和底部接合构件19分别通过紧固装置77、79--例如螺母和螺栓装置--连接到立柱5的上部29和下部27上。可选择地，顶部接合构件23和底部接合构件19可以通过其它可拆卸连接件固定到立柱5上，或者可以通过焊接等永久地紧固到立柱5上。

优选形式的顶部接合构件23至少部分地由可弹性变形的材料形成，以便与磨机3的上表面--该上表面可以是例如如图所示的磨机衬套99--牢固地接合。该材料可为橡胶等。特别地，该优选形式的顶部接合构件23是磨机橡胶提升器，并且该提升器在立柱5上部的位置可调。应当理解，顶部接合构件23可由其它类型的材料形成并且可根据其所要接合的表面形成为不同的形状，例如该表面可以是衬套、提升器或连接到磨机外壳25上的其它物品，或者可选地，该表面可以是磨机外壳25的内壁的表面10。

在所示的优选形式中，底部接合构件19采取板的形式，该板具有多个从其底侧突出的尖齿21以便减小板19相对于磨机装填料7的表面的任何移动。当立柱5的板19安放在磨机装填料7的表面上时，尖齿21伸入磨机装填料7中并且减小板19沿磨机装填料7的表面滑移或滑动的可能性。尖齿21具有刺状端部以便于插入磨机装填料7中。在该优选形式中，板19为方形并且在其四个角的每一个中具有尖齿21。

参照图3，换衬设备1的优选形式的立柱5包括两个部件：基座立柱部件81和延伸立柱部件83。基座立柱部件81的一端连接到底部接合构件19上而延伸立柱部件83的一端连接到顶部接合构件23上。

与臂架9的一端接合的上部支承件37靠近延伸立柱部件83的顶端设置，而与臂架9的另一端接合的下部支承件39靠近延伸立柱部件83的底端设置。在该优选形式中，延伸立柱部件83远远长于基座立柱部件81并且两个部件的横截面基本上为方形，但是应当理解圆形或矩形横截面的部件也是合适的。

基座立柱部件81的一部分形成立柱5的下部27而延伸立柱部件83的一部分形成立柱5的上部29。延伸立柱部件83包括扩大的基部83a，该扩大的基部83a与横截面积小于该扩大的基部83a的较长的上部83b一体地形成或者连接到该上部83b。

延伸立柱部件83的扩大的基部83a实质上形成一套筒，基座立柱部件81的一部分可伸入该套筒中，并且这种装置使得延伸立柱部件83能够相对于基座立柱部件81滑动。应当理解，可以使用其它的立柱5构型，例如基座立柱部件81可具有一套筒部分，延伸立柱部件83的一部分可伸入该套筒部分中以形成可滑动装置，或者可以利用其它机构或构型以使部件81、83能够相对于彼此移动以便提供可延伸的立柱5。

如上所述，换衬设备1可包括液压系统(图中未示出所有部件)来控制延伸立柱部件83相对于基座立柱部件81的滑动运动和为该滑动运动提供动力，从而控制立柱5的长度。液压系统包括液压缸15，该液压缸15连接在底部接合构件19上并且通过连接件87联接到基座立柱部件81上。可在液压缸15内移动的液压柱塞17通过连接件85联接到延伸立柱部件83的扩大的基部83a上。

通过立柱5的部件联接到液压系统的元件上，液压柱塞17从液压缸15延伸或者缩入液压缸15中(的运动)导致延伸立柱部件83相对于基座立柱部件81产生相应的滑动运动，从而能够调节立柱5的总长度。

应当理解，可通过其它方式实现可延伸的立柱5，例如立柱可包括多个构造成可伸缩装置的节段。此外，可通过手动或者通过动力装置调节立柱长度。例如，可以如上所述利用液压系统来控制立柱的延伸，或者可以使用基于气压或电的系统来调节立柱的长度。

在该优选形式中，液压系统还可包括蓄能器86。蓄能器86保持液压缸15内基本为恒压，以便当正在使用换衬设备1操纵和/或安置衬套或提升器时，将立柱5保持在磨机3内的被延伸和锁定的基本上竖直的位置。

在该优选形式中，蓄能器86由封装柔性胶囊的外壳组成。蓄能器86连接在将流体泵入液压缸15的液压管路上。柔性胶囊用气体如氮气预填充至预定压力。当液压系统迫使液压流体通过蓄能器86的外壳并进入液压缸15时，蓄能器86的囊内的气体压缩，直到气体压力变得等于液压系统压力为止。如果液压缸15内的液压流体的压力下降，囊就膨胀并迫使更多流体进入液压缸，从而保持液压缸15内恒压。例如，响应于磨机装填料7的钢球的运动或物品操纵装置31的加载而可能在液压缸中出现压力下降，这两种情况都可能使立柱5不稳定。

应当理解，液压系统可适配成符合不同的需求，如不同的磨机尺寸或负载。例如，较大磨机可能需要较大的液压缸和柱塞装置。此外，可以根据需要调节或改变液压系统压力以便在使用期间保持换衬设备的结构完整性，并且可以针对特定的磨机规格、立柱规格或负载要求对液压系统压力进行标定。

参照图1-3，下面将说明该优选形式的换衬设备1在磨机3内的典型安装方式。通过磨机3的端部内的开口91将换衬设备1分件地输送进磨机3内。通常，基座立柱部件81、延伸立柱部件83、顶部接合构件23、液压缸15和柱塞17在磨机3外部预先连接，然后作为一个部件输送到磨机内。底部接合构件19、臂架9、吊臂11、牵索13和其余的液压部件则单独地输送到磨机3内。未提及的部件通常在被输送到磨机3内之前预先连接到各主要部件上。应当理解，换衬设备1的部件也可以根据需要以多种其它的部分组装的构型被输送到磨机3内。例如，顶部接合构件23和底部接合构件19两者都可以在输送到磨机内之前预先连接到立柱5的相应端部。可选择地，换衬设备1可完全不进行组装并且每个部件单独地输送到磨机3内。

在磨机3内组装和安装换衬设备1的第一阶段是竖立立柱5。这包括将具有预先连接的顶部接合构件23和液压缸15以及柱塞17的立柱5部件连接到底部接合构件19上。当将立柱5部件连接到底部接合构件19上时，借助于安放在磨机装填料7上并具有伸入磨机装填料7中的尖齿21的底部接合构件19，可将立柱5支承在基本上竖直的位置。

在立柱5已竖立的情况下，可以安装液压系统的其余部件，这包括连接液压泵与液压缸15以及柱塞17之间的液压管路，以及将蓄能器86连接到适当的液压管路上。然后可以致动液压系统，从而对液压缸15和蓄能器86加压，并且使得立柱5的长度能够延伸，直到顶部接合构件23与磨机3的上表面--例如连接到磨机外壳25的顶部内壁上的衬套99--牢固地接合，从而将立柱5锁定在磨机3内基本上竖直的位置。可能需要调节立柱5的位置以保证立柱5是铅直的。一旦对立柱5适当地延伸和调节之后，就可以关闭通向液压缸15的液压流体管路。然后蓄能器86保持液压缸15内为恒压以便保持立柱5被锁定在适当位置。

在立柱5被锁定在基本上竖直的位置的情况下，可将臂架9安装到延伸立柱部件83的上部支承件37和下部支承件39上。然后调节下部支承件39以将臂架9固定在铅直位置，以便减小臂架在重力作用下任意摆动或枢转的可能性。然后可在臂架9的中心构件49的其中一个连接点51处将吊臂11安装到臂架9上。为了完成组装过程，将牵索13连接在臂架9和吊臂11之间。调节牵索13的长度或牵索13上的张力以保证吊臂11为水平。

然后可以在换衬期间利用已经安装和装配好的换衬设备1在磨机内部操纵和/或安置磨机衬套或提升器。通常，液压或气压绞盘将被连接到吊臂11的连接件33上并且该绞盘将用于为吊臂11装载物品，例如衬套或提升器。可以将其它辅助装置如遥控操纵臂、抓钩等连接到吊臂11上。

一旦吊臂11已经装载物品，则可以移动物品操纵装置31以便按照要求在磨机3内定位物品。可以通过使物品操纵装置31围绕立柱5的上部支承件37和下部支承件39枢转或摆动或通过延伸或缩短吊臂11或者这两者的组合来移动物品。在该优选形式中，物品操纵装置31具有大约180度的枢转自由度。此外，如果用绞盘来适配吊臂11的连接件33，则可用来改变所装载物品的高度。通过这些运动范围，有相当大的自由度将物品放置、保持和悬挂在磨机3内的不同位置上。例如，如果正在更换磨损的衬套，则可利用换衬设备将新的替换衬套悬挂在适当位置，同时将该衬套牢固地栓接到磨机的外壳上。

通常，在换衬期间必须转动磨机3以便接近所有磨损的衬套和提升器。通常在转动磨机3之前将换衬设备1拆卸并从磨机3取下，然后在旋转后重新放入并重新组装，尽管可以在不拆卸换衬设备1的情况下略微旋转磨机3。或者，应当理解，在磨机3旋转期间，换衬设备1可以被部分地拆卸和留在磨机内，例如安放在磨机装填料7上。

通常，换衬设备1将与经由磨机3的中心支承开口91伸入磨机3中的环带运输机93结合使用。

运输机93可用于将新的衬套和提升器输送到磨机内，然后这些衬套和提升器可被装载到换衬设备1上并根据需要在磨机内被移动。换衬设备1还可用于帮助将磨损的衬套和提升器从它们在磨机3内的位置传送至运输机93，然后将它们从磨机3中取出。

如图2中所示，在磨机3外面操作的活动平台97通常也在换衬过程中与换衬设备1一起使用，以使操作人员能够根据需要拆除和安装提升器螺栓。

应当理解，物品操纵装置31相对于立柱5的枢转以及吊臂11的延伸可以通过例如电动马达、气压装置或液压装置来提供动力。此外，换衬设备1可包括总控制系统，该总控制系统遥控或者连线到换衬设备1，并且可以控制换衬设备1的各个方面，例如吊臂11的延伸、立柱5的延伸、物品操纵装置31的枢转、以及对连接在吊臂11上的任何绞盘装载机构或其它辅助装置的控制。

应当理解，换衬设备1可被构造成安装和使用在不包含磨机装填料的磨机内。在这些情况下，立柱的底部接合构件将仅仅安放或接合在磨机的下表面上。磨机的下表面可以是衬套、提升器或连接在磨机外壳上的任何其它物品，或者磨机外壳的内壁的表面。在没有任何磨机装填料的情况下，立柱的底部接合构件不需要尖齿并且可以与顶部接合构件23类似的方式形成。例如，底部接合构件可至少部分地由可弹性变形的材料形成，以便能够与磨机的下表面牢固地接合。该材料可为橡胶等。与顶部接合构件23一样，底部接合构件可以是磨机橡胶提升器或者可由某些其它类型的材料形成。

参照图4，其中示出根据本发明的第二优选形式的磨机换衬设备2。在该形式中，立柱5构造成具有位于立柱5的相对侧的两个物品操纵装置31、32。这使得可以在磨机3的两侧同时使用换衬设备2以增加效率。除了附加的物品操纵装置32以外，换衬设备2基本上与第一优选形式的设备具有全部相同的特征。

通常，当使用第二优选形式的换衬设备2在磨机3的两侧工作时，一个物品操纵装置用于在磨机3的一侧取下和更换磨损的衬套和提升器，而另一物品操纵装置仅用于在磨机3的另一侧取下磨损的提升器和衬套。这一过程将取决于磨机3以何种方式旋转以便露出更多磨损的衬套和提升器。例如，假定磨机3顺时针旋转，则物品操纵装置31将用于在磨机3的右侧取下和更换衬套和提升器，而物品操纵装置32仅用于在磨机3的左侧取下衬套和提升器。使用这一过程通常是因为磨机3的方位使得由于衬套和提升器的重量而难以在左侧也更换衬套和提升器。在磨机3旋转期间，换衬设备2被拆卸并从磨机3取下。一旦磨机3旋转一定的量，例如旋转至露出另外3个衬套，则需要将换衬设备2重新组装在磨机3内。

分别位于磨机3左、右两侧的活动平台6和8通常也用来帮助拆卸提升器螺栓。

参照图5，其中示出根据本发明的第三优选形式的磨机换衬设备101。第三优选形式使用与第一和第二形式中所示和所述的物品操纵装置不同的物品操纵装置125，但使用基本上相同的立柱121构型，该立柱具有通过操作液压系统可相对于彼此移动的基座立柱部件120和延伸立柱部件122。特别地，物品操纵装置125包括吊臂105，该吊臂105连接到立柱121的一部件上并且被构造成用于相对于立柱121进行枢转运动。应当理解，换衬设备101还可构造成包括所公开的第一和第二形式的设备或者任何所提及的可选设备的任何一个或多个特征。

吊臂105的长度可延伸并且优选具有第一构件109和第二构件107。第二构件107构造成用于通过类似于第一和第二形式中所述的装置内的滚轮127和129而相对于第一构件109移动。

在这种形式中，吊臂105的第一构件109并不连接到臂架上，而是第一构件109连接到设置于立柱121的延伸立柱部件122的下部103处的支承件110上。特别地，第一构件109的端部112可与支承件110接合以便将吊臂105牢固地连接到立柱121上。此外，吊臂105和支承件110构造成使得吊臂105可相对于立柱121围绕支承件110基本垂直地、基本水平地或者优选地以两个自由度枢转。由于这种枢转设置，吊臂105在第一构件109的另一端113处被卷扬系统的部件支承。特别地，卷扬系统包括连接在吊臂105的第一构件109的端部113上的线缆111，该线缆111然后环绕连接到立柱121的顶部附近的滑轮115并向下环绕同样连接到立柱121的绞盘119。滑轮115通过可枢转的连接件117连接在立柱121的顶部附近。

参照图6，卷扬系统控制吊臂105相对于立柱121围绕支承件110的垂直枢转运动。可操作绞盘119来卷绕或解开线缆111从而使吊臂105围绕立柱121的支承件110沿方向D垂直向上或者沿方向E垂直向下枢转。参照图7，吊臂105围绕支承件110的水平枢转运动通常根据需要通过用户沿方向F或G用手水平地推动或拉动吊臂105来提供。因此，吊臂105的纵向轴线从立柱121延伸的角度可以根据需要自由地改变。除了枢转运动之外，吊臂105还可如图6和7中所示延伸至所需长度。

当在空间很小的较小磨机内使用换衬设备101时，改变吊臂105的位置和方向的能力很重要。它使得磨机内的工人能够选择使吊臂105垂直枢转较低以便他们能够在吊臂上方行走或者垂直枢转较高以便他们能够在吊臂下方行走，这样更适于使他们完成在换衬过程中执行的任务。此外，吊臂105相对于立柱121的枢转运动允许吊臂105到达磨机内的大多数位置。

应当理解，可以对换衬设备101做出各种修改。例如，可以设置动力装置如电动、气压或液压装置来帮助吊臂105延伸。此外，换衬设备101可包括总控制系统，该总控制系统遥控或者连线到换衬设备101，并且可以控制换衬设备101的各个方面，例如吊臂105的延伸、立柱121的延伸、绞盘119的操作、以及对连接在吊臂105上的用于操纵物品的任何绞盘装载机构或其它辅助装置的控制。换衬设备101还可构造成具有多于一个的物品操纵装置，例如另一个可枢转并且可延伸的吊臂可以与另一个卷扬系统一起设置在立柱的相对侧。

参照所述的全部三种优选形式，应当理解，物品操纵装置不一定必须可相对于立柱枢转。例如，物品操纵装置可构造成以固定的角度从立柱延伸，并且可以通过设置成相对于其顶部和底部接合构件旋转的立柱来实现物品操纵装置的移动。

应当理解，其它物品操纵装置可以仅包括固定到立柱上的吊臂，或者物品操纵装置不必一定包括吊臂部件。例如，物品操纵装置可包括遥控操纵臂、抓钩或其它直接从立柱延伸的操纵机械。在其它可选形式中，物品操纵装置可包括这样的吊臂，该吊臂构造成沿着立柱上下滑动以便能够改变吊臂的高度。例如，吊臂可以连接到包围立柱的套筒上并可沿立柱上下移动以便能够调节吊臂的高度。此外，套筒可构造成可围绕立柱自由旋转以便能够根据需要转动吊臂。

尽管已经参照球磨机和半自磨机说明了优选形式的磨机换衬设备，但应当理解，本发明的换衬设备可以安装和使用在利用其它类型的磨机装填料或研磨介质的其它磨机内。例如，换衬设备可适于安装在其中钢棒构成磨机装填料的棒磨机中。此外，应当理解，换衬设备可用在具有不同磨机装填料深度的磨机中。

这三种前述优选形式的磨机换衬设备可以被拆卸以便它们能够被输送进具有较小开口的小型磨机中，然后一旦所有部件都位于磨机内时重新组装。例如，第一优选形式的换衬设备可以安装在直径大约为5.2米并且在端部具有直径大约为0.9米的开口的磨机内。这种尺寸的磨机通常具有大约350个每个重量约为115千克的衬套和214个每个重量约为145千克的提升器。应当理解，换衬设备完全可以按比例制造以适应任何尺寸即大型或小型的磨机。

本发明的换衬设备的有利之处在于，它使得用户能够在磨机内部安全地操纵物品如衬套、提升器等，因此减少了在换衬期间出现伤害的可能性。

本发明的上述说明包括其优选形式。在不脱离本发明的范围的情况下可以对其进行修改。

Claims (34)

1.一种用于在磨机内操纵物品的磨机换衬设备，包括：在相应端具有顶部接合构件和底部接合构件的立柱；以及由立柱支承的物品操纵装置，其中，立柱长度可延伸，以便可在底部接合构件安放在磨机内的磨机装填料或者磨机的下表面上并且顶部接合构件与磨机的上表面接合的情况下，将立柱锁定在磨机内的基本竖直的位置。

2.根据权利要求1的磨机换衬设备，其特征在于，所述物品操纵装置包括由立柱可枢转地支承的支承框架和从支承框架延伸的吊臂。

3.根据权利要求2的磨机换衬设备，其特征在于，所述立柱包括至少一个支承件，支承框架的部件可枢转地连接到该支承件上。

4.根据权利要求3的磨机换衬设备，其特征在于，所述立柱的支承件限定一轴线，支承框架可围绕所述轴线相对于立柱枢转，并且至少其中一个支承件构造成可相对于立柱选择性地移动以便能够调节枢转轴线相对于立柱的方位。

5.根据权利要求4的磨机换衬设备，其特征在于，所述立柱具有均带有一孔的上部支承件和下部支承件，并且支承框架具有构造成接合在上部支承件和下部支承件的相应孔中的上部接合构件和下部接合构件。

6.根据权利要求5的磨机换衬设备，其特征在于，所述立柱的下部支承件可相对于立柱选择性地移动。

7.根据权利要求2-6中任一项的磨机换衬设备，其特征在于，所述支承框架为臂架的形式，该臂架具有上臂和下臂以及在上臂和下臂之间延伸的支承构件。

8.根据权利要求2的磨机换衬设备，其特征在于，所述支承框架具有多个连接点，吊臂可连接到其中任何一个连接点上。

9.根据权利要求2的磨机换衬设备，其特征在于，一牵索在支承框架的部件和吊臂的部件之间延伸以便为吊臂提供附加支承。

10.根据权利要求2的磨机换衬设备，其特征在于，所述吊臂的长度可延伸。

11.根据权利要求10的磨机换衬设备，其特征在于，所述吊臂包括连接到支承框架的第一构件和由第一构件支承并可相对于第一构件移动的第二构件。

12.根据权利要求11的磨机换衬设备，其特征在于，所述第一构件具有与第二构件接合的相关的滚轮并且第二构件具有与第一构件接合的相关的滚轮，这些滚轮使第二构件能够相对于第一构件移动以便调节吊臂的长度。

13.根据权利要求2的磨机换衬设备，其特征在于，所述吊臂基本上垂直于立柱。

14.根据权利要求1的磨机换衬设备，其特征在于，所述物品操纵装置包括一吊臂，该吊臂构造成可相对于立柱基本垂直地和基本水平地枢转。

15.根据权利要求14的磨机换衬设备，其特征在于，通过可操作的卷扬系统来确定吊臂相对于立柱的垂直枢转运动。

16.根据权利要求15的磨机换衬设备，其特征在于，所述卷扬系统包括在吊臂的部件和与立柱相关联的绞盘之间延伸的线缆，该绞盘可操作以卷绕或解开线缆从而使吊臂相对于立柱垂直地向上或向下枢转。

17.根据权利要求14-16中任一项的磨机换衬设备，其特征在于，所述吊臂的长度可延伸。

18.根据权利要求17的磨机换衬设备，其特征在于，所述吊臂包括由立柱支承的第一构件和由第一构件支承并可相对于第一构件移动的第二构件。

19.根据权利要求18的磨机换衬设备，其特征在于，所述第一构件具有与第二构件接合的相关的滚轮并且第二构件具有与第一构件接合的相关的滚轮，这些滚轮使第二构件能够相对于第一构件移动以便调节吊臂的长度。

20.根据权利要求2的磨机换衬设备，其特征在于，所述吊臂的部件构造成具有连接件，物品或辅助装置可从该连接件被支承。

21.根据权利要求1的磨机换衬设备，其特征在于，设置在立柱的一端的顶部接合构件至少部分地由可弹性变形的材料形成，以便顶部接合构件能够与磨机的上表面牢固地接合。

22.根据权利要求1的磨机换衬设备，其特征在于，设置在立柱的一端的底部接合构件包括一个或多个构造成接合在磨机装填料中的尖齿。

23.根据权利要求1的磨机换衬设备，其特征在于，设置在立柱的一端的底部接合构件至少部分地由可弹性变形的材料形成，以便能够与磨机的下表面牢固地接合。

24.根据权利要求1的磨机换衬设备，其特征在于，具有一个或多个由立柱支承的附加的物品操纵装置。

25.根据权利要求24的磨机换衬设备，其特征在于，具有两个被支承在立柱的相对侧的物品操纵装置。

26.根据权利要求1的磨机换衬设备，其特征在于，所述立柱具有基座立柱部件和延伸立柱部件，延伸立柱部件可相对于基座立柱部件移动以便能够调节立柱的长度。

27.根据权利要求26的磨机换衬设备，其特征在于，一液压系统联接到基座立柱部件和延伸立柱部件上，并且可操作以使该延伸立柱部件相对于基座立柱部件移动以改变立柱的长度。

28.根据权利要求27的磨机换衬设备，其特征在于，所述液压系统包括蓄能器，该蓄能器构造成根据需要将立柱保持在特定的长度。

29.根据权利要求1的磨机换衬设备，其特征在于，所述物品操纵装置为以下任何一种：自动装置操纵臂、抓钩或其它辅助装置。

30.根据权利要求1的磨机换衬设备，其特征在于，所述物品操纵装置以固定的角度从立柱延伸，并且立柱设置成可相对于顶部接合构件和底部接合构件旋转以便能够移动物品操纵装置。

31.一种当为磨机换衬时操纵物品的方法，包括：提供可延伸的立柱；将立柱的底部接合构件安放在磨机内的磨机装填料上或磨机的下表面上；使立柱延伸以便立柱的顶部接合构件与磨机的上表面接合从而将立柱锁定在磨机内的基本竖直的位置；将物品操纵装置连接到立柱上以便由立柱进行支承；以及操作物品操纵装置以便操纵磨机内部的一个或多个物品。

32.根据权利要求31的当为磨机换衬时操纵物品的方法，其特征在于，在将立柱的底部接合构件安放在磨机内的磨机装填料上或磨机的下表面上之前，将顶部接合构件和底部接合构件连接到立柱的相应端上。

33.根据权利要求31的当为磨机换衬时操纵物品的方法，其特征在于，在已将底部接合构件安放在磨机内的磨机装填料上或磨机的下表面上之后，将立柱的一端连接到底部接合构件上。

34.根据权利要求31-33中任一项的当为磨机换衬时操纵物品的方法，其特征在于，包括将两个物品操纵装置连接到立柱上，并且操作位于磨机相对侧上的物品操纵装置来操纵磨机内的一个或多个物品。

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