CN1041998C - 用于连续自生磨碎流动加工料的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

为了连续自生磨碎流动的、含有不同直径的不溶解的颗粒的加工料，磨碎腔(16、16″、16″′)中的加工料被置于与轴(中心纵轴17)同心的旋转中；与直径较小的颗粒相比，直径较大的颗粒以较大的比例聚集在磨碎腔(16、16″、16″′)中。本发明不需要磨碎辅助颗粒阻挡装置。

Description

用于连续自生磨碎流动加工料的方法和装置
本发明涉及一种用于连续自生磨碎流动的、含有不同直径的不溶解的颗粒的加工料的方法和实施该方法的装置。
磨碎特别硬的材料，如硅化物和碳化物，花费很高。已知对此使用搅拌磨碎机，该磨碎机总是有一个筒形容器，在该容器中对中装有一个高速驱动的搅拌器。磨碎容器至少主要用磨碎辅助颗粒填充。加工料以流动形式，例如与水在一起在一端进入容器并在另一端离开容器。由加工料和磨碎辅助颗粒组成的混合物被搅拌器置于剧烈的运动中，产生剧烈的磨碎。在磨碎料出口处，必须装有磨碎辅助颗粒阻挡装置，通过该阻挡装置能够分离磨碎辅助颗粒和加工料，使得加工材料能不含有磨碎辅助颗粒地流出。在磨碎特别硬的颗粒时，磨碎辅助颗粒磨损很大。当大量磨碎低价值的磨碎料时，尽管磨碎辅助颗粒磨损得不太大，但磨碎辅助颗粒磨损的费用与磨碎料的价值比较难以承受。对此有一个很大不足，就是由于还很大的磨碎料颗粒和/或磨损了的磨碎辅助颗粒，这将至少导致运转干扰或还导致搅拌磨碎机的部分损坏。当在搅拌磨碎机中以大的通过量，相应地提高了磨碎料的流动速度，加工磨碎料时，这种不足特别明显。
由DE 3431636 C2(相应的EP 0219740 B1)公开了一种环状间隙球磨机，它特别用于连续磨碎硬矿物材料。它带有一个封闭的磨碎容器，在磨碎容器内装有一个转子，转子的外表面和磨碎容器的内表面构成了一个磨碎间隙。在磨碎间隙中装有所谓的磨碎粒。磨碎辅助颗粒转子的上部和下部以相反的方向逐渐变小。由于双圆锥形的磨碎间隙，防止了磨碎辅助颗粒与磨碎料一起由出口排泄并由此也防止了磨碎辅助颗粒的减少和磨碎作用的下降。这导致的结果是，预先给定的过量的磨碎辅助颗粒聚积在磨碎间隙上端的在半径上为环形的腔中，即在最大的转子直径的区域，并在那里形成一个浮着的阻挡层，该阻挡层把活跃的磨碎辅助颗粒拦截在磨碎间隙中，而没有阻挡经过筛子或类似的装置之后被磨细的加工料在出口方向上由磨碎间隙流出。由此取消了后边的磨碎辅助颗粒和加工料的分离。但是它只适合于在低流通量的情况下，即当在磨碎间隙中的被磨碎加工料有较小的流动速度时。当在磨碎间隙中的加工料有较大的流通量和相应的较高的流动速度时，研磨辅助颗粒将一起排泄，在这种情况下，使得后边的磨碎辅助颗粒和加工料的分离成为必要的。前面所说的磨碎颗粒磨损问题通常在此时也存在。
本发明的目的在于，提供一种前面所给出的那种类型的方法和装置，它们能以特别简单的方式并在高通过量时无运行干扰地连续自生磨碎加工料。
本发明采取的方法是，磨碎腔(16、16″、16)中的加工料被置于与轴线(中心纵轴线17)同心的旋转中；与直径较小的颗粒相比，直径较大的不溶解的颗粒以较大的比例聚集在磨碎腔(16、16″、16)中。
本发明采用的装置是，具有一个包围着无磨碎辅助颗粒的磨碎腔(16、16″、16)的磨碎容器(12、12′、12″、12)；具有一个与磨碎容器(12、12′、12″、12)的轴线(中心纵轴线17)对中的装在该磨碎容器中的可转动的搅拌器；具有装在搅拌器上的搅拌工具(20)；具有一个与搅拌器耦合的驱动电机(5、5″)；具有至少一个通向磨碎腔(16、16″、16)的加工料进入管(23、23)；具有至少一个装在轴线(中心纵轴线17)处的、不带有磨碎辅助颗粒阻挡装置的、用于加工后的加工料的出口(出口管25、25、出流口29、出流口31、31″、出口管34)。
本发明的核心在于，直径较大的颗粒集中在磨碎腔中并在那里一方面同时作为磨碎辅助颗粒用于磨碎直径较小的颗粒，另一方面此时颗粒表面本身也被磨碎。因此不再使用另一种专门的磨碎辅助颗粒；进一步不再需要磨碎辅助颗粒阻挡装置，因为同时作为磨碎辅助颗粒使用的颗粒留在磨碎腔中。由于使用磨碎辅助颗粒阻挡装置而产生的运行干扰也不再出现。加工料被分类也就是分成用作磨颗的直径较大的颗粒和应被磨碎的直径较小的颗粒。直径较大的颗粒被送入搅拌磨碎机的磨碎腔并留在那里。紧接着只有预先分类的具有较小直径的颗粒的加工料经过磨碎腔被磨碎。
进一步的优点和部分创造性的形式产生于从属权利要求。
此外，本发明的进一步的特点、细节和优点来自于下面根据附图对实施例的叙述。附图是：
图1根据本发明的搅拌磨碎机制造的自生磨碎装置的第一个实施例纵向剖面示意图，
图2根据本发明的搅拌磨碎机制造的自生磨碎装置的第二个实施例纵向剖面示意图，
图3根据本发明的搅拌磨碎机制造的自生磨碎装置的第三个实施例纵向剖面示意图，
图4根据本发明的搅拌磨碎机制造的自生磨碎装置的第四个实施例纵向剖面示意图，
图5根据本发明的搅拌磨碎机制造的自生磨碎装置的第五个实施例纵向剖面示意图，
图6根据本发明的搅拌磨碎机制造的自生磨碎装置的第六个实施例纵向剖面示意图，
图7搅拌磨碎机的调节方框图。
在图1至3所表示的实施例原理上涉及所谓的卧式搅拌磨碎机。通常它有一个机架1，机架支撑在地面上。机架1的前面3装有一个悬臂4。
在机架1中可以装有一转速可调的驱动电机5，电机上装有一三角皮带轮6，该三角皮带轮通过三角皮带7和另一个三角皮带轮8带动驱动轴9。在机架1中驱动轴9可转动地由多个轴承10支撑。
在悬臂4上，一个基本为筒形的磨碎容器12支撑在相应的支柱11上。磨碎容器12有一个筒形壁13并且在面向机架1的一端通过一个盖14、在对面的一端通过一底15封闭。磨碎容器围成一个磨碎腔16。
搅拌器轴18在磨碎腔16中与磨碎容器12和驱动轴9的整个中心纵轴对中安置，该搅拌器轴穿过盖14。磨碎腔16通过盖14和轴18之间的密封19密封。轴18是悬着的，在底的范围没有支撑。轴18在其磨碎腔16中的长度上装有搅拌工具，在本例中涉及一个搅拌盘21。如图1右边所示，搅拌盘21附加装有平行于轴线17的布置成笼子形式的搅拌杆22，通过搅拌杆提高了离心力。
在磨碎容器12上，靠近盖14，装有一进入管23，要处理的物料由此管进入。在磨碎容器12的壁13的下面装有一个排空挡料板24，该板横在支柱11之间的磨碎容器12的长度的主要部分上。
在所有的实施例上，磨碎容器12都装有一个出口，在不同的实施例中，出口的形式不同。所有的出口都不装有阻挡装置，如同搅拌磨碎机上通常的那利。本发明的研磨辅助颗粒阻挡装置既不涉及各种形式的筛，也不涉及所谓分离间隙-隔开装置，例如在DE-PS 1482391(相应的GB-PS 1056257)所叙述的一样。
在图1的实施例中，在底15上装有一根与轴线17同轴的出口管25，该管带有端面开口26。出口管25伸到接近搅拌器轴18处，即接近端面搅拌盘21处。在端面搅拌盘21上装有例如一个截锥形、朝底15敞开的短管段27，该管段到底15构成了一个自由通道28。出口管25和管段27在轴线17的方向上重叠。
在图2的实施例中，搅拌器轴18在接近其自由端处并在最后的两个搅拌盘之间有出流口29，该出流口通向空心搅拌器轴18中的流出通道30。流出通道30在位于研磨容器12外的搅拌器轴18的尾端处从搅拌器轴中引出。为了增大离心力，在开口29处装有所说的搅拌杆22。
在图3的实施例中，搅拌器轴18在接近其自由端处并在最后的两个搅拌盘之间有出流口31，该出流口通向朝空心搅拌器轴18的自由端开着的流出通道32。该流出通道也通向装在底15上的出口管33，该出口管在其端面和与其对着的搅拌器轴18的自由端之间只留有尽可能小的缝隙畅通。
图4中的实施例为一个立式搅拌磨碎机。相同的零件使用了图1至图3中的相同的编号，个别的零件只是结构不同，但是功能是相同的，因此也使用了图1至图3中的相同编号，但是在编号上加了一撇。在这个实施例中，进入管23装在位于下部的底15′的区域，该底上装有一排空挡料板24′。出口位于盖14′上，在此搅拌器轴18不需要密封，也不必装。出口由围绕着搅拌器轴18的出口管34构成，在出口管和轴18之间形成了一个环形出口通道35。该通道通入位于盖14′上的碗形出口36，由碗形出口又引出一根排放管37。
接近盖14′的搅拌盘21与盖14′构成了一很窄的可流通出口间隙38，恰好在出口间隙38中产生很高的离心力。
由图1至图4表示的实施例是搅拌磨碎机，而图5中的实施例是根据一种高速搅拌器制造的。与图1至图3的实施例起相同作用的零件使用相同的编号，但是在编号上加了双撇。对该实施例将作全新的描述。
搅拌器轴18″一端支撑在盖14″处的轴承10″上，另一端支撑在底15″处的轴承10″上，也就是说，该轴不是悬着的，而是两端支撑。在一边穿过盖14″和在另一边穿过底15″的搅拌器轴18″的通孔上装有密封19″。搅拌器轴18″上有搅拌工具20，搅拌工具20同样可以是搅拌盘，也可以是典型的斗形搅拌工具39，在图5中都表示了出来。
接近盖14″有一进入管23，该管通向磨碎腔16″。
接近底15″并在最后的两个搅拌盘21之间的搅拌器轴18″开有流出口31″，该流出口与搅拌磨碎机中的排出通道32″相通，该通道也伸出了盖边的轴承10″。当然在此也可以装有前面所提到的搅拌杆22。
只有图5表示了加工料被多次送入处理过程。对此有一个存储容器40，该存储容器通过送入管41与进入管23连接。在送入管41上有一个由电机带动的泵43，通过该泵输送加工料。排出通道32″又通过返回管44与存储容器40连接。
在图6所示的实施例中，磨碎容器12在盖14和底15之间的长度上分布有多个进入管23，这些进入管与总送入管41连接。出口管25从底13伸出，该出口管与中心纵轴线17对中。驱动轴9上装有一罐形搅拌器，该搅拌器包括一个装在驱动轴9上的转子盘45，在该转子盘上装有杆46，杆46与中心纵轴线17平行或对中并且基本上在跨在磨碎腔12的长度上，为了加固，在位于接近底15的杆端，杆46与连接环47连接。带有杆46的转子盘45形成了一个笼。在杆46上起搅拌工具作用的桨叶和桨48，桨叶和桨接近于磨碎容器12的壁13。因而搅拌工具20只扫过磨碎腔16的径向靠外的区域。图6中其余部分使用与先前的数字相同的编号表示相同的零件。零件的作用相同但结构有些不同的，使用相同的数字但用三撇表示。
上述的连续工作的装置特别适于用在磨碎特别硬加工料，例如用于硅化物和碳化物。这些装置也可以用于磨碎价值较低的大批量材料，如碳酸钙、沙子(SiO2)、矿物材料和特别是矿石。加工料放在水或其它合适的液体中，通过进入管23以及进入管23进入磨碎容器12、12′、12″以及12并且通过高速旋转的搅拌工具20剧烈运动。在磨碎过程开始时，较大直径的颗粒放入各个磨碎腔16、16″以及16。在这里可分为两种情况。在一种情况中，磨碎过程开始时，粗大的颗粒与水一起放入，然后被磨小的细颗粒在运转中下降。当粗大的颗粒部分被磨小时，必须重新装入粗大的颗粒。在另一种情况中，从一开始就放入粗大和细小的颗粒，其中粗大的颗粒聚集在磨碎腔中。
粗大的颗粒，即直径较大的颗粒，有0.1到5.0mm大小，通常为1.0到2.0mm。直径的下限在0.1到0.3mm，通常的上限在3.0到4.0mm。细小的颗粒，即直径较小的被处理物料颗粒，系数应该在0.3到0.05，小于作为磨碎辅助颗粒同时使用的直径较大的颗粒。磨碎腔12、12′、12″以及12完全用加工料充满。加工料中含有的直径较大的颗粒被强烈地甩在外部区域，即在朝着磨碎容器12、12′、12″以及12的壁13以及13″的方向上，因此它们聚集在磨碎腔16、16″中。直径较大的颗粒参与磨碎过程，并且甚至作为磨碎辅助颗粒磨碎较小的颗粒，在这个过程中它们本身也被磨碎，直到所希望的颗粒大小分布。由于在轴线17以及轴18、18″区域的加工料通过上述的出口25、29、31、31″、34以及25从磨碎腔16、16″、16流出，较大的颗粒留在磨碎腔16、16″、16中占多数。当加工料多次通过磨碎腔16、16″以及16，最终较大的颗粒至少部分被磨小。只要较大直径的颗粒能与被处理的磨碎料分开，就不用使用阻挡装置。所有的出口都有一个最小宽度，这个最小宽度显然大于较大直径的颗粒。出口的最小宽度至少为5mm，一般至少10mm。
当在循环磨碎中位于储存容器中的加工料被磨碎至预定的颗粒大小分布时，储存容器中的物料就可以更换了，而位于磨碎腔16、16″以及16中的加工料没有一起更换，因为在磨碎腔中含有很大一部分直径较大的颗粒。加工料多次循环通过磨碎腔16、16″以及16这种措施以同样的方式也可以应用在其它实施例上。
由于直径较大的颗粒主要聚集在磨碎腔中，所以搅拌器转速和加工料的通过量必须相互优选地配合。为此可以将驱动电机5，5″的输入功率或输入电流作为指标。调整的基本目标是达到最大功率消耗。由于直径较大的颗粒在磨碎腔中的大量聚集这个目标可重新达到。当流量增加时，输入功率下降，这是由于在磨碎腔16、16″以及16中的直径较大的颗粒部分已经下降，也就是说或者通过磨碎或者通过排放。在这种情况下，必须添加由直径较大的颗粒组成的加工料。当由此输入功率又增加时，这个问题得到解决。当情况不是这样时，可辨认的直径较大的颗粒被排出，在这种情况下，或者必须减小加工料的流量，或者在有转速可调的驱动电机时提高搅拌器轴18、18″的转速。
在图7中具体地表示了实施调节的方式。一个转速探测装置49与驱动轴9，也就由此与搅拌器轴18连接，该装置向调节和控制装置50给出与转速相一致的信号。驱动电机的输入功率由一个功率探测器51获得并送到调节和控制装置50。一个流量探测装置装在泵43上，该探测装置向调节柱制装置50给出与单位时间的流量相一致的信号。流量探测装置52可以涉及一个转速测量器，因为在无滑动或具有固定滑动工作的泵上转速是对流量的一种测量。一个转速调节装置53装在驱动电机5上，该转速调节装置可以涉及一个频率调整器。以同样的方式，一个转速调节装置54装在泵43的驱动电机42上，该装置同样可以涉及一个频率调整器。驱动轴9的转速、驱动电机的输入功率和泵的流量作为进入调节控制装置50的输入端55、56、57。输入功率的额定值通过输入端58输入调节控制装置50。按照现在的调节示意图，由调节控制装置50通过输出端59、60控制驱动电机5的转速调节装置53和泵43的电机41的转速调节装置。在第一种情况下，改变搅拌器的转速；在第二种情况下，改变泵43的流量。

Claims (24)

1.一种用于连续自生磨碎流动的、含有不同直径的不溶解的颗粒的加工料的方法，其中将加工料供入磨碎腔(16、16″、16)中并在所述的磨碎腔(16、16″、16)中与中心纵轴线(17)同心地旋转，所述磨碎腔(16，16″、16)具有第一端和第二端，其特征在于，与直径较小的颗粒相比，直径较大的不溶解的颗粒以较大的比例聚集在磨碎腔(16、16″、16)中，加工料在中心纵轴线(17)附近于第一和第二端之一处通过出口从磨碎腔排出，所述排出口的尺寸远远大于大直径颗粒。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，直径较小的颗粒以系数0.3到0.05小于直径较大的颗粒。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在磨碎过程开始时，主要把直径较大的颗粒装入磨碎腔(16、16″、16)中；在紧接的磨碎过程中主要装入直径较小的颗粒。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，加工料在磨碎腔(16、16″)的一端-针对中心纵轴线(17)而言-进入在轴(中心纵轴17)的区域的另一端由磨碎腔(16、16″)中排出。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，加工料在磨碎腔(16)的长度供入。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，加工料多次经过磨碎腔(16、16″)。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在无规律产生的密度较大和/或直径较大的颗粒由磨碎腔(16、16″、16)排出时，减少进入磨碎腔(16、16″、16)的加工料的量和/或增大转速。
8.一种实施按照权利要求1至7之一所述的方法的装置，
具有一个包围着无磨碎辅助颗粒的磨碎腔(16、16″、16)的磨碎容器(12、12′、12″、12)；
具有一个与磨碎容器(12、12′、12″、12)的轴线(中心纵轴线17)对中的装在该磨碎容器中的可转动的搅拌器；
具有装在搅拌器上的搅拌工具(20)；
具有一个与搅拌器耦合的驱动电机(5、5″)；
具有至少一个通向磨碎腔(16、16″、16)的加工料进入管(23、23)；其特征在于，
具有至少一个装在轴线(中心纵轴线17)处的、不带有磨碎辅助颗粒阻挡装置的、用于加工后的加工料的出口(出口管25、25、出流口29、出流口31、31″、出口管34)。
9.按照权利要求8所述的装置，其特征在于，出口由一个与悬着安装的搅拌器轴(18)对中安装的并且对着搅拌器轴的端面开着的出口管(25)构成。
10.按照权利要求9所述的装置，其特征在于，出口管(25)至少部分由一个与搅拌器轴(18)连接的管段(27)在轴线(中心纵轴线17)的方向上覆盖。
11.按照权利要求9或10所述的装置，其特征在于，在管段(27)和相邻的磨碎容器(12)的底(15)之间和/或在出口管(25)和搅拌器轴(18)之间形成一个流经通道(28)。
12.按照权利要求8所述的装置，其特征在于，出口由至少一个出流口(29、31、31″)构成，出流口开在搅拌器轴(18、18″)上并且与搅拌器轴(18、18″)中的流出通道(30、32、32″)相通。
13.按照权利要求12所述的装置，其特征在于，出口由一个环绕在搅拌器轴(18)上的环形出口通道(35)构成。
14.按照权利要求13所述的装置，其特征在于，出口通道(35)由一个在磨碎容器(12′)的盖(14′)上形成的、为搅拌器轴(18)而制成的出口管(34)围成。
15.按照权利要求8所述的装置，其特征在于，至少一个搅拌器工具(20)装在直接接近一出口(出口管25、出流口29、出流口31、31″、出口管34)处。
16.按照权利要求12或15所述的装置，其特征在于，针对轴线(中心纵轴线17)在至少一个出流口(29、31、31″)两边各自至少一个搅拌工具(20)装在搅拌器轴(18，  18″)上。
17.按照权利要求16所述的装置，其特征在于，搅拌工具(20)由搅拌盘(21)构成。
18.按照权利要求8所述的装置，特别是按照权利要求16所述的装置，其特征在于，按照笼的形式大约平行于轴线(中心纵轴线17)布置的搅拌杆(22)装在搅拌工具(20)上。
19.按照权利要求8所述的装置，其特征在于，磨碎容器(12、12″、12)大致水平地布置。
20.按照权利要求8所述的装置，其特征在于磨碎容器(12′)基本垂直布置；进入管(23)与磨碎容器(12′)的下部相通；出口(出口通道35)装在磨碎容器(12′)的上部。
21.按照权利要求8所述的装置，其特征在于，搅拌器按照罐形笼的形式，用与轴线(中心纵轴线17)平行和对中的杆(46)构成，按照桨叶和桨(48)的形式，搅拌工具(20)装在杆(46)上。
22.按照权利要求8所述的装置，其特征在于，在磨碎容器(12″)的长度上分布安装的多个进入管(23)与磨碎腔(16)相通。
23.按照权利要求8所述的装置，其特征在于，至少一个用于加工后的加工料的出口(出口管25、25、出流口29、出流口31、31″、出口管34)有一个至少5mm的最小宽度(a)和最好一个至少10mm的最小宽度(a)。
24.按照权利要求8所述的装置，其特征在于，在驱动电机(5、5″)的输入功率下降时，为了提高搅拌器转速和/或为了减少加工料的进入，装有一个调节和控制装置(50)。
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