CN1017600B - 矿石粉碎机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种矿石粉碎机，其圆柱形外壳衬筒组合件中安排有一系列轴向段，每段是由单个的衬筒块所组成，基本上覆盖了外壳的整个内圆周表面，每个轴向段是环形结构并形成了许多类似斜坡表面向周向延伸，随着一个类似斜坡表面的最低点与另一个的最高点相邻接而形成相继的台阶，每个轴向段的类似斜坡表面相对于相邻环形段的类似斜坡表面是周向交错的，结果使粉碎机的粉碎效率增加。

Description

本发明一般涉及矿石处理方面，尤其涉及一种矿石粉碎机。

用于使矿石碎片尺寸减小到小颗粒以便作进一步处理的矿石研磨或粉碎机械已被采用了很长时间。

一种普通采用的机器包括一个圆柱形的外壳，矿石颗粒通过在此外壳上的一个轴向开口进入，被减小了尺寸的颗粒由对面的另一端排出。以旋转此外壳的方式来进行粉碎，使矿石碎片互相滚动而造成研磨，从而使矿石碎片尺寸减小。

典型的是在此外壳的圆柱形内表面相配合地衬有许多很厚的衬筒段，基本上在整个外壳表面都覆盖着，此衬筒组合件的露在外面的研磨表面结构为：当外壳旋转时可使矿石碎片被带着向上运动，并造成它们滚动再回到矿石碎片进料中，造成了粉碎。

这是一般公认的，即在任何旋转式研磨机中，在矿石碎片滚动进料部分包含有一个相对不工作的区域，一般为肾脏形，在此“肾形区”颗粒物质几乎不作运动，结果几乎不发生有用的研磨。

此“肾形区”的尺寸取决于许多因素，包括外壳直径，研磨机装满到什么程序，外壳的旋转速度，衬筒的形状，球的尺寸（如果采用球来帮助粉碎）和在矿石进料中水分的比例。然而在任何矿石颗粒的滚转进料中总有一个肾形区存在，而它对矿石粉碎是不利的。

随着矿石研磨机尺寸的增加，发现有用的研磨功受到或者说取决于矿石进料最大深度的限制（深度的测量是由外壳的底部到静止时进料的顶部）。

进料层的滑动和在肾形区非活动层的大小。

研磨效率指的是在一定单位时间内由研磨机排出的减小了尺寸的颗粒容积，如果进料的尺寸增加，可能在给定的单位时间内排出更多的减少了尺寸的颗粒物质。然而矿石进料愈多肾形区的尺寸愈大，它显著的减小了总的效率。通常虽然进料可以较多以及研磨机的容量也增加，但它需要增加时间来使矿石颗粒减小到预定的尺寸，因而研磨机的效率下降了。

使进料的容积减小，则可以减小肾形区的尺寸并较快的粉碎矿石，然而随着输入的减少，这必定限制了单位时间内要排出的矿石颗粒的容积，因而用这种方式的研磨效率也是下降的。

本发明的目的是使旋转的圆柱形矿石研磨机能更有效的粉碎矿石。

本发明的目的是通过对研磨机的圆柱形外壳提供由多个单独的磨损块组成的衬筒组件来实现的。衬筒块形成有多个沿周向延伸并形成连续台阶的斜坡状表面，其一个斜坡状表面的最低点与另一个斜坡状表面的最高点相邻。使圆柱形外壳按一个方向旋转，致使矿石碎片进料升上各斜坡状表面并移向下一个相邻表面。斜坡状表面的数量及每个斜坡状表面的周长应这样选择，使矿石碎片由于这种升上各斜坡状表面并移向下一个相邻表面的运动产生脉动。

本发明已发现，采用了特殊方式的衬筒组件结构可使肾形区受到一定程度的瓦解，同时也使其尺寸大大的减少，使物料之间的活动能力增加。

具体地讲，实现上述情况是借助于制出多个沿着圆周延伸的类似斜坡的表面，当外壳旋转时，这些斜面对矿石进料提供了一连串台阶。有利的是衬筒组件包括了许多轴向段，每一段具有自己的连续的类似斜坡的表面，而各类似斜坡的段与段之间相互交错设置。

研磨机作旋转时，安排与衬筒表面接触的物料中任何一点沿着斜坡运行时是被逐渐移动靠近鼓筒中心的。然后在斜坡末端处径向向外跃动，之后再从另一个斜坡开始，可以理解当斜坡作连续的移动时进料所产生的运动一遍又一遍进行，物料以一定频率受到“脉动”，该“脉动”是与斜坡的有效周长和外壳的旋转速度有关。

由于“脉动”重复地传递给进料，因而产生直接的物理的力并在肾形区中产生附加的作用，这样有 利于瓦解肾形区。随着活动力的增加，物料所作的总的有用功有相当大的增加，结果增加了研磨的效率。

在进料中增加活动力的同时，此改进的衬筒组合件也可根据物料的大小，带来增加保留时间和增加物料尺寸减小度的第二个好处，这些好处进一步改善了研磨机的性能。

当采用许多轴向段时可以发现在一轴向段与另一相邻段之间斜坡的相对周向位置的变化（二段之间的交错）会产生各种不同的所希望的结果，例如延缓或促进通过研磨机的进料流率。

采用改进的衬筒组合件，总效率（即产量的容积除以单位时间）是增加了。因为矿石研磨机基本上是一天二十四小时工作，增加粉碎效率能使用户能得到显著的经济利益。

图1是一个实施本发明衬筒组件的部分示意图，是安装在一个矿石研磨机的外壳中垂直于圆柱形外壳轴线的横切面的视图。

图2是一个缩小的透视图，它原理性的表示了许多分离的轴向段所组成的本发明衬筒组件以及各轴向段互相之间的关系。

图3是与图2相似的视图，表示了衬筒组合件的轴向段的变化了的关系。

图4是与图2和图3相似的视图，表示了本发明衬筒组合件的轴向段之间的另一种变化了的关系。

图5是本发明衬筒组合件的第一个实施例局部的具体结构平面视图。

图6是沿着图5中的6-6线所得的断面视图。

图7是沿着图5中的7-7线所得的放大的局部断面视图。

图8是与图7相似，是对图5-7中所示的衬筒组件的稍加修改的方案图。

图9是本发明的装在一个研磨机外壳中的衬筒组件的第二个实施例的端部断面图。

图10是沿着图9中线10-10所得的第二实施例局部平面视图。

图11是图10中沿线11-11所得的断面视图。

图12是图10中沿线12-12所得放大的局部断面视图。

图1表示了衬筒组合件的许多轴向段中的一个，它以数字11来代表，每个轴向段包括许多单独的衬筒块，它们的安装采取在一台研磨机的圆周形外壳12的内圆表面上全部覆盖的方式。一个圆周排列的衬筒块示于图1中。如将在以后衬论的，此衬筒块也向圆柱形外壳12中的各轴向排扩展。所以外壳12的整个内圆柱表面基本上都被衬筒组件11所覆盖。

在图1中单个衬筒块是采用合适的方式如螺钉螺帽组件紧固在外壳12上，此处没有表示。

继续参照图1，所采用的衬筒块有四个不同的结构图形，以参考数字13-16来代表，如在图1中所见在衬筒块13-16中主要的区别是它们的厚度或者是径向高度不同，因而一个衬筒块结构的详细描述就说明了所有的衬筒块了。

衬筒块16具有底面16a，稍微凸起以配合到外壳12的内圆柱表面上。有一个顶部或者是研磨表面16b，它具有二个轴向伸展的波峰，当外壳12按图1的方向旋转时它能带着矿石物料的颗粒向上连续滚动。

衬筒块16具有两个边16c，16d。后者比前者具有较大的厚度（或者是径向高度）。因而衬筒块16的厚度或径向高度由边16c到边16d是逐渐增加的。

衬筒块13-16中每一块都做成在厚度上同样逐渐增加，各块的尺寸互相联接，所以将块13-16的四个研磨表面接合在一起，真正形成了一个类似斜坡的带有起伏不平的表面，如上面定义的轴向延伸的波峰。

如在图1上所示，有六组衬筒块13-16围着外壳12的内圆柱表面周向伸展。将一个衬筒块组的最低点（块13的最短边）安排与另一块组的最高点（块16的16d边）相邻接。因此形成了许多周向延伸且相继的台阶，当外壳12旋转时矿石进料与其接触。

从较佳实施例中所示的13-16六组衬筒块可以理解到，组数是可以变化的，这取决于研磨机的直径和螺钉孔的分布。

参照图2可以看到在此较佳实施例中衬筒组合件11包括了四个单独段11a-11d，其中每一段是与图1中所示段的结构相同的，这些轴向段11a-d通常是与外壳12的旋转轴同心的，并且安排成边 与边相接。

概括地说，轴向段11a-d的每一段为环形结构，结合图1衬论每一段中限定了许多类似斜坡的表面沿周向延伸并具有相继的台阶，将一个类似斜坡表面的最低点与另一个的最高点相邻接。再者如在图2中所示每个轴向段的斜坡对于相邻的轴向段是周向交错的。

更具体的是如图2中所示，轴向段11b是错开或者向前或者顺时针方向（从衬筒组件的左端看）一个距离X。在较佳实施例中通过轴向段11a-11d此交错是依次均匀的。因此11b-11d的每一段是以X的距离相对向前于其紧靠的前一段。

参照图3，它表示了交错的一种变换方式，在相邻二段11a-11b之间交错的距离是向前方向2X，在各衬筒段之间此间隔是依次相同的。

在图4中表示了另一种替换方式，交错距离是向前方向3X，在此较佳实施例中此交错距离也是各段之间依次均匀的，在此替换方式中也可以看作依次各段11b-11d具有向后方向或者从衬筒组件的左端看是反时针方向的交错距离X。

如将在下面衬论的，不同的交错安排可以完成对矿石进料的不同处理，为了完成希望的功能;其他各种变化也是可以的，“X”距离也取决于在圆柱形外壳12中安装孔的周向间隔，此距离并不是关键因素，也不须在邻接二段之间的交错绝对均匀，虽然能均匀是最好的。

图5-7公开了本发明衬筒组件的衬筒块的第一个具体结构的实施例，此衬筒组件以参考数字21表示，在图5的生成平面视图中表示了3个轴向衬筒段21a-21c，在此实施例中，衬筒组件中各衬筒块的长度（即在外壳12旋转轴方向伸展的尺寸）中21a和21c是相同的，而段21b的衬筒块的尺寸略短些，此尺寸上的变化是作为使衬筒块适应于特殊研磨机的一些途径之一，并以此说明了在所有的轴向段21a-21c中的衬筒块的轴向长度不必相同。

再参照图6和图7，轴向段21a和21c是由三个不同的单独的衬筒块22-24所组成，而轴向段21b是由单独的衬筒块25-27所组成，块22-27的每一块是紧固在圆柱形外壳12中，用二或三个常规的锥头螺钉螺帽组合件穿进各块中的安装孔29和在外壳12中的定位安装孔30，在图5中能很清楚的看到外壳12中的安装孔30在轴向和周向排上的安排是均匀分布的，而在各块22-27中的安装孔29必须适当的安排来与其定位。在图5中也可看到此较佳实施例中的圆柱外壳12提供了一个或几个“人孔”进口31，在图5中所示的实施例中此进口31用一块衬筒块26覆盖着。

特别是参照图7，每个衬筒块22具有一个底部安装表面22a稍带凸面与外壳12的内凹面配合，衬筒块22包括不等长的边22b，22c，这反映了在图7中所看到的衬筒块22的本体厚度从左到右是增加的。

每个衬筒块22还包括一个顶部或者粉碎表面，由轴向延伸的凸脊22d，22e构成，每个都具有圆形的顶部，举例来讲，与带有凸脊22d，22e的衬筒块具有相同外廓的各衬筒块可轴向间隔地设置数段21a，21b，21c，它们可相互同直线或交错设备，如图5所示，各段可具有不同的长度。凸脊的数目以及其长度和间隔不是关键因素，重要的是当外壳12如图7所示以顺时针方向运动时对矿物颗粒的提升性能。

继续参照图7，每个衬筒块23也包括有一个相似的安装表面23a，但它包括面对外壳12的轴向延伸凹槽23b，23c。这可节省材料而不影响块23的强度和磨损性。槽23b，23c相应于块23本体厚度的增加是逐渐加深的。

块23也包括一个短边23d，比相邻的块22的边22c在高度或径向尺寸上略微大一些，并具有一个长边23e。

顶部或粉碎表面也同样由轴向延伸的。凸脊23f，23g构成，此较佳实施例中其结构相似于共有专利即美国专利No.4270705在（1981年1月2日以Darrell    R·Larsen名字公布）以及美国专利No.4295615（1981年10月20日以James    E·Mishek名字公布）所展示的衬筒块。在块23上制有轴向延伸的纵向槽23h，23i，具有封闭的两端，且其带锥度的两侧边向安装表面方向收敛。镶嵌件23j、23k随后浇铸进各个纵向槽内。在此实施例中形成的波峰23f，23g是平顶的。

纵向槽23h，23i，可以替换成二端畅开，在相关的块的整个长度上延伸，上延伸而且镶嵌物23j、23k采用相应的长度，采取由一端滑入的方 法嵌入，如在美国专利Nos.4270705和4295615中所公布的。

块23的本体最好是用一种比镶嵌件23j、23k的材料更软并脆性较低的材料，而23j，23k最好由一种极硬的耐磨的材料浇铸成，例如马氏体白口铁，或其他适用的材料也可。

块24的结构图形除去其厚度以外与块23的相同，它由块23的最大径向尺寸处起增加。

将衬筒块22-24安装在一起形成了一个类似斜坡的表面。它由块22的最短边到块24的最长边尺寸是逐渐增加的，然后离开台阶依次再到另一22块的最短边。

除了轴向长度和轴向延伸的波峰的数目以外，衬筒块25-27与图7中所示的块22-24的结构相同。

参照图6，所示的块22-27的两端安排成平行的相隔的关系，然而在最接近外壳12的内表面上，这些互相平行边朝着外壳12的方向互相脱开，并形成一个槽，在其中保留一个嵌条32，此嵌条的功能是阻止在二个相邻衬筒块之间进入并挤压入矿物颗粒的，如果颗粒在衬筒间挤的太紧就会使拆换这些衬筒块变得极为困难。

在此较佳实施例中嵌条32由橡皮制成，一般是三角形的并且与槽固定的尺寸配合是较松的。进一步的详细的结构及嵌条和槽的特点可以参考已在美国专利No.4165041中所提供的资料。

在图5所示的衬筒组合件21的较佳实施例中，借助于将安装孔30向前移动轴向一行，衬筒块25至27在外壳12中向前移动安装孔30的轴向一行的距离，这样，衬筒组件21就与图2所示的实施例相符合。

图8展示了一个衬筒组件21′，它与衬筒组件21十分相似只有一点不同，单块22′，23′，24′与衬筒组件21中对应部分的不同处是每块都具有同一厚度或径向尺寸（除了由于波峰的原因而厚度不同）。然而衬筒块23′块体的总厚度大于衬筒块22′的厚度而小于衬筒块24′。最终各个类似斜坡表面由渐增的台阶来确定，这些台阶对于粉碎没有不利作用并与波峰本身具有同样的功能。

衬筒组件21′提供了一定的优点，因为单个衬筒块22′-24′是对称的，这包含着在制造中减少困难以及在外壳中当波峰的前角磨损后衬筒具有双面可用性。

衬筒组合件21′结构中也可以衬筒组合件21同样的方式放入橡皮嵌条32。

图9-12公开了实施本发明的衬筒组件41的第二个具体结构的实施例，衬筒41利用了本发明多族轴向段的概念，其中每段具有多个类似斜坡表面连续向整个圆周延伸，然而衬筒组件41大多数的衬筒块是采用组合结构，它比整体结构好，最后在图9和图12中能看到一个单个的磨损帽42可以普遍应用于整个组合件41上。

参照图10，衬筒组件41包括两个衬筒块的周向排41a、41b一起组成了一个单个轴向段即相邻的衬筒块之间没有交错，41a，41b各排包括三个衬筒块以数字43-45来代表，如在图10和11中所示衬筒块43-45具有相同的长度或轴向尺寸。

另外，为了补偿人孔进口31，每个周向排41a，41b也包括一个缩短长度的衬筒块43′，衬筒块43″根据尺寸来盖住人孔进口31并装在衬筒块43′之间如图所示。

参照图12，如上面已简要的介绍过，衬筒块43-45中每一块是组合式结构，包括一个支座或座体块各为43a-45a，各自装有磨损帽42叠合在其上，各座体块由43a-45a其厚度是增加的，带有磨损块的43a是三个中的最低的，如图12中所示座体块43a-45a逐渐增加厚度的尺寸是如此确定以使装上磨损帽42时形成一个在圆周方向延伸的类似斜坡的表面，如上所述的形成了相继的台阶。

为了防止安装螺钉而产生剪切应力（将在下面讨论）并为了防止相对运动，较佳实施例中的每个磨损帽42铸出三个凸台，向下伸出凸台42a如在图10中所示，座体块43a上铸出三个相应的槽43b来容纳辅助凸台42a。如在图11和12中所示，为安装螺钉组件46的定位安装孔贯穿凸台42a和槽43b。组件46的安装螺钉是一个标准的椭圆头螺钉，为了保护，它们被埋在低于磨损帽42的研磨表面下。安装螺钉组件46通常将磨损帽42和座体块43a一起固定到圆柱形外壳12上，座体块44a和45a与它们各自的磨损帽的安装方式是同样的。虽然由于座体块本体的厚度增加。安装螺钉组件46应有所加长。

参照图10和11，座体块43a-45a中每块是由四个等距间隔安装孔固定，以衬筒块45作为一个 范例这些安装孔以数字45c表示，凸台槽45b与安装孔45c中的三个是定位在一起来容纳辅助凸台42a，其中另一安装孔45c中没有槽45b，它装有一个短螺钉组件46其螺钉头是埋入在安装孔中。如图11中所示。因此四个安装螺钉组件46中的一个它将座体块45a固定在外壳12上与辅助磨损帽42无关。而其余三个安装螺钉46穿过磨损帽42和下面的座体块45a与外壳12紧固在一起。

对所有衬筒块43-45具有同样的安装方式，这种结构在更换并移去磨损帽42时可以不用移动下面的座体块43a-45a。

继续参照图11，相邻的磨损帽42对着的两端向着底部或安装表面断开以便安装嵌条32，如在图11中以座体块45a为例，座体块43a-45a的端头也是分开的为了安装嵌条32，这种结构与图5-7所示的实施例相似。

参照图10和12，衬筒块43′是单块结构，但如同衬筒块43一样具有同样的厚度和研磨表面，衬筒块43″也是单块结构除了其长度较短外其它结构与衬筒块43′相同。

衬筒块43-45采用组合方式，其优点在于磨损帽42和座体块43a-45a可以用不同的材料来浇铸以适合其各自的功能，举例说磨损帽42是连续的直接面对矿石粉碎过程，在此较佳实施例中是由具有高的抗磨性材料铸成如马氏体白口铁或马氏体钢。座体块43a-45a不直接面对粉碎过程，其主要功能是将磨损帽42保持一个斜坡结构，因而它们可以由较低硬度和较小脆性的材料铸造如珠光体铬钼钢。

组合方式及安装结构使磨损后更换磨损帽时可以不更换座体块43a-45a。

扼要来说，各个实施例都展示了利用在周向延伸的许多类似斜坡的表面，当外壳旋转时提供了连续的台阶，对矿石进料的重复传递“脉冲”瓦解并减小了肾形区，增加了进料所做的总的有用功和研磨效率。

Claims (18)

1、一种用于有效地粉碎矿石碎片进料的矿石粉碎机，包括有

一个具有予定圆柱轴线的圆柱形外壳(12)；

支承圆柱形外壳使之绕上述圆柱轴线旋转的装置；

多个单独的衬筒块(13-16)，它们基本上复盖外壳的整个内圆柱面；

将衬筒块可拆卸地安装在外壳上的装置(28)；

衬筒块(13-16)形成有多个沿圆周伸展的斜坡状表面(13b-16b)，并形成有连续台阶，其一个斜坡状表面的最低点与另一个斜坡状表面的最高点相邻；

其特征在于还包括：

使圆柱形外壳向一个方向旋转，以使矿石碎片进料由各斜坡状表面向上相对移动并向下一个相邻表面移动的装置；

斜坡状表面(13b-16b)的数量及各斜坡状表面的周长的选择，应使矿石碎片进料在上述由各斜坡状表面向上相对移动并向下一相邻表面移动时产生脉动。

2、根据权利要求1所述的矿石粉碎机，其特征在于衬筒块（13-16）配置在多个轴向段（11a-11d）上，这些轴向段同轴于外壳旋转轴线并且边靠边地配置，各轴向段的形状是环形的并包含有多个上述斜坡状表面。

3、根据权利要求2所述的矿石粉碎机，其特征在于各轴向段的斜坡状表面（13b-16b）相对于其相邻环形段的斜坡状表面是周向交错的（X，2X，3X）。

4、根据权利要求1所述的矿石粉碎机，其特征在于各斜坡状表面（13b-16b）本身是由一组衬筒块（13-16）构成的，每组中的各衬筒块的厚度基本上均匀地增大，其一个衬筒块的最高点与另一衬筒块的最低点相邻并且厚度相当。

5、根据权利要求3所述的矿石粉碎机，其特征在于轴向段的周向交错（X，2X，3X）在段和段之间是均匀的。

6、根据权利要求3所述的矿石粉碎机，其特征在于衬筒组件的配置应使矿石物料从一轴向段进入而粉碎了的矿石从另一端离开，每个轴向段与前一个轴向段按相同周向沿周向错开同样的距离。

7、根据权利要求1所述的矿石粉碎机，其特征在于圆柱形外壳（12）内具有多个按轴向伸展排和周向伸展排配置的安装孔（30），其安装装置包括有：

多个形成在相应衬筒块（13-16）上的安装孔（29），它们被配置成可与圆柱形外壳（12）上的安装孔选择定位;

多个安装螺栓（28）其大小可配合安装在定位孔（29，30）中。

8、根据权利要求6所述的矿石粉碎机，其特征在于交错的圆周方向从衬筒组件的轴向进口看是顺时针方向的。

9、根据权利要求6所述的矿石粉碎机，其特征在于交错的圆周方向从衬筒组件的轴向进口看是逆时针方向的。

10、根据权利要求1所述的矿石粉碎机，其特征在于各衬筒块（13-16）形成有沿轴向延伸的波峰（22d，22e）。

11、根据权利要求10所述的矿石粉碎机，其特征在于波峰（22d，22e）由轴向段到轴向段是沿轴向成一直线的。

12、根据权利要求11所述的矿石粉碎机，其特征在于至少部分波峰（22d，22e）具有圆顶波浪形。

13、根据权利要求11所述的矿石粉碎机，其特征在于至少部分波峰是平顶的（23f，23g）。

14、根据权利要求3所述的矿石粉碎机，其特征在于至少部分衬筒块（13-16）是组合结构，包括有：

用安装装置（28）紧固到圆柱形外壳上的座体块（23、24）;

由座体块支承的磨损块（23j，23k）。

15、根据权利要求14所述的矿石粉碎机，其特征在于各磨损块具有相同结构，座体块（23，24）的结构和配置应使磨损块逐渐升高，以形成上述斜坡状表面。

16、根据权利要求14所述的矿石粉碎机，其特征在于，磨损块（23j，23k）是由比座体块材料具有更大耐磨性的材料制成的。

17、根据权利要求16所述的矿石粉碎机，其特征在于磨损块（23j，23k）由马氏体合金铸成。

18、一种粉碎矿石的方法，其特征在于包括有：

将矿石装入矿石粉碎机的圆柱形鼓筒中，使该圆柱形鼓筒内表面上包括有具有多个衬筒块的衬筒组件，衬筒块按环形配置并具有多个周向伸展和形成连续台阶的斜坡状表面，其一个斜坡状表面的最低点与另一个斜坡状表面的最高点相邻;

将圆柱形鼓筒按一个方向旋转，使矿石碎片按脉动方式在一个斜坡状表面升高并向另一个相邻表面移动，靠这种脉动作用将矿石更有效地粉碎。

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