CN105689063B - 磨辊内设置有推力装置的磨粉机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磨辊内设置有推力装置的磨粉机，包括底座和设置在底座上方的机体，机体内设置有由磨环和磨辊组成的碾压机构，垂直设置的工作轴下端与底部的动力驱动机构相连接；机体内的工作轴为棱柱体结构，磨辊的碾压外辊直径接近于磨环的内径，通过轴承与碾压外辊相结合的磨辊芯间隙套装在工作轴上并与工作轴同步旋转，在磨辊芯内壁与工作轴之间设置有推力装置。本发明结构紧凑，颠覆了传统雷蒙磨的结构原理，大大提高了磨机的工作效率和磨粉质量。磨环内不留通风空间，使磨辊的碾压外辊直径接近于磨环的内径，工作轴与磨辊芯间设置推力装置，以辅助推力做破碎动力，设备参数匹配更加柔性，实现最佳性能。

Description

磨辊内设置有推力装置的磨粉机

技术领域

本发明涉及磨粉机，尤其是涉及一种磨辊内设置有推力装置的磨粉机。

背景技术

目前的磨粉机种类主要包括传统的球磨机、雷蒙磨，使用较少的简辊磨，使用较多占主流地位的立磨，作为预粉磨用的对辊磨等等。磨粉机的破碎效率与其破碎方式关系密切，上述磨粉机从破碎方式上总结可以包括以下几种形式：如图1中a、球对球（球磨机）、b、圆柱对圆柱（对辊磨或棒磨）、c、圆柱对平面（平盘立磨）、d、圆柱对内环面（雷蒙磨或筒辊磨）。理论上认为，这几种破碎方式的破碎效率应该是从a至d依次增高，但现实中使用最多发展最快的不是雷蒙磨而是平盘立磨。这是因为平盘立磨的研磨体（磨辊）大小不受限制，可以做的很大，大大提高了磨机的产量，所以现有的大型号磨机几乎被立磨所垄断，同时近年来对辊磨也由于辊子大小不受限制而快速发展并成熟起来，反而是破碎效率相对较高的雷蒙磨和筒辊磨发展较为缓慢。这是因为此种磨机的研磨体大小受磨环或其他结构要素的限制，导致其大型化困难。

如现有的雷蒙磨（或者称悬辊磨）的磨辊总成在主轴带动下绕主轴运动时，磨辊在离心力的作用下压向磨环，碾压处于磨辊和磨环之间的物料，由于存在传动的中心轴，同时在磨环中还需要留出用于物料循环的通风空间，所以磨辊的直径必然小于磨环直径的0.5倍，影响了雷蒙磨的大型化发展。同时传统雷蒙磨是利用离心力碾压物料，碾压力与速度呈平方关系，为了实现物料的循环还需要铲刀将物料铲起，这样铲刀铲起物料的速度和碾压力、物料的排气时间等等要素都与速度相关，也就是说以上的诸多要素均必须高度相关，同时适应于同一速度。假设某型号的雷蒙磨机需要粉磨膨润土、石灰石、石英砂等这些硬度相差数倍的物料，则该磨机工作时需要的碾压力也需要相差数倍，而此时要求该雷蒙磨在速度相差数倍的状况下保持正常工作是很困难的。实践证明，雷蒙磨的工作负荷相差±10%已不能正常工作，这也是雷蒙磨使用受限的重要原因之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在磨辊内设置有推力装置的磨粉机，该磨粉机改变了雷蒙磨的结构原理，使速度、压力、风量等关键要素各自独立，提高了雷蒙磨的生产效率和粉磨质量。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的磨辊内设置有推力装置的磨粉机，包括底座和设置在所述底座上方的机体，所述机体内设置有由磨环和磨辊组成的碾压机构，垂直设置的工作轴下端自所述底座延伸出去与位于底部的动力驱动机构相连接；位于所述机体内的工作轴为棱柱体结构，所述磨辊的碾压外辊直径接近于所述磨环的内径，通过轴承与所述碾压外辊相结合的磨辊芯间隙套装在所述工作轴上并与所述工作轴同步旋转，在所述磨辊芯内壁与所述工作轴之间设置有推力装置。

为使其结构紧凑，在所述工作轴上开设有润滑油道，所述润滑油道直接或通过外接油道与所述轴承内腔相连通。

所述推力装置包括开设在所述工作轴轴体上的至少一个孔，所述孔内设置有顶压所述磨辊芯的弹簧。

所述推力装置包括开设在所述工作轴上的至少一个孔，所述孔内放置有顶压所述磨辊芯的液压油缸或气缸，沿纵向开设在所述工作轴上的高压油道或气道与所述液压油缸或气缸相连通。

为提高磨机的碾压质量，所述碾压机构可多套叠装在所述机体内的工作轴上，置于上方的磨环出粉通道与下方的磨环进粉通道相连通。

所述机体底部出粉口下方设置有撒料盘，所述撒料盘下方设置导料锥形罩，开设在所述机体侧壁上的吸粉风道进口位于所述导料锥形罩的顶部。

所述工作轴为矩形柱体，当然也可以为五棱柱体等常用的非圆柱体结构。

本发明的优点在于结构紧凑，颠覆了传统雷蒙磨的结构原理，大大提高了磨机的工作效率和磨粉质量。由于在磨环内不留通风的空间（将风道转移到磨环以外，如机体侧壁上），磨环内不受最低通风面积的限制，可以使磨辊的碾压外辊直径接近于磨环的内径，此时质心的回转半径接近于零，而在工作轴与磨辊芯之间设置推力装置，使得绕磨环做行星运动的磨辊不再以离心力做破碎所需压力，而是改为以辅助推力做破碎动力，摆脱了磨辊压力依赖于磨辊总成的离心力这一约束条件，实现了碾压力的自动控制，摆脱了速度与压力之间的约束关系，碾压粉料在磨环外循环又可以彻底取消铲刀的作用，使速度、压力、风量等关键要素各自独立，设备各参数匹配更加柔性，实现最佳性能。

附图说明

图1是现有磨粉机的几种破碎形式。

图2是本发明的结构示意图。

图3是图2中磨环、磨辊和工作轴之间的位置简图。

图4是图2中研磨物料的碾压路径示意图。

具体实施方式

如图2所示，本发明所述的磨辊内设置有推力装置的磨粉机，包括底座1和设置在底座1上方的机体2，机体2内设置有由磨环3和磨辊组成的碾压机构，垂直设置的工作轴4下端自底座1延伸出去与位于底部的动力驱动机构5（当磨机型号较大时，驱动机构可采用减速机，当磨机型号较小时，驱动机构可采用皮带轮）相连接，（实际制造时，工作轴4的上端也可延伸出机体2之外，带动撒料盘、外油道、气道与工作轴4一起同时旋转，这样在工作轴4上下两端同时都有支撑的情况下，可增大整个设备的刚性）；位于机体2内的工作轴4为四棱柱体结构（当然也可为五棱柱或六棱柱等非圆柱体结构），磨辊的碾压外辊6直径接近于磨环3的内径，通过轴承7与碾压外辊6相结合的磨辊芯8间隙套装在工作轴4上并与工作轴4同步旋转，开设在工作轴4上段的润滑油道9直接或通过外接油道与轴承内腔相连通，在磨辊芯8内壁与工作轴4之间水平设置有推力装置；本发明所用的推力装置包括开设在工作轴4上的至少一个水平孔（同样，如果需要较大推力，可开设两个或更多），水平孔内放置有顶压磨辊芯8的液压油缸10，沿纵向开设在工作轴4上的高压油道11与液压油缸10相连通（所用的液压油缸也可以替换为气缸）。当然为实现该功能，推力装置有多种实施方式，如可以在工作轴上开设至少一个水平孔（如果需要较大推力，可开设两个或更多），在水平孔内设置有顶压辊芯的弹簧。

本发明的磨粉机可以将磨辊的碾压外辊6做大，超过磨环的中心，使工作轴4穿过磨辊，直接带动磨辊芯8做行星运动，碾压外辊6绕磨辊芯8自转。通过液压油缸10的推力产生破碎所需压力，这样就摆脱了磨辊压力依赖于磨辊总成的离心力这一约束条件。

由于在磨环内部无需预留通风面积，可使磨辊的碾压外辊6理论上做到最大值，使磨机的效率达到最高。同时，本发明的磨粉机工作时，物料的排气时间、碾压力、碾压速度、主机功率各参数可以分别调整，互不影响，可使各参数之间达到最佳匹配。

传统的磨粉机工作时，当所碾压的物料硬度从莫氏硬度三级提高到莫氏硬度六级，其物料的压碎应力提高了近三倍，假设保持其他参数不变，此时单纯依赖离心力将压力提高三倍，要求速度提高倍；这意味着铲刀的摩擦力提高2.3倍～3倍，物料的排气速度也要提高倍。如果此时排气速度已经达到了极限，则整机性能将无法提高，这就从结构上限制了设备达到最优性能的可能。如果采用本发明的结构，碾压力可以通过调整油缸压力控制，即可以根据碾压物料的不同调整其碾压力，与速度无关或关系很小，可以使各参数匹配更柔性，从而实现设备最佳性能。

工作时，本发明中磨环、磨辊和工作轴之间的位置如图3所示，油缸10的推力推动碾压外辊6压向磨环3，当磨辊芯8和主轴4的定位面接触，碾压外辊6和磨环3之间的间隙接近于零，但碾压外辊6和磨环3之间不会有接触。这样可使陶瓷质磨辊（碾压外辊6）和陶瓷质磨环3的使用成为可能，为解决高硬度物料或对含铁量有特殊要求的物料的研磨提供了一种新的解决方案。

当磨辊直径增大后，物料啮入磨辊和磨环之间时要经历更长的路程。当磨辊由小变大时，对于同一直径的物料其啮入的路程由AB弧长增加到AC弧长，如图4所示，这对解决磨细粉时物料中气体的排出至关重要，否则粉尘中的气体在受到挤压后会导致强烈振动而无法正常工作。实际使用中，为提高磨机的磨粉质量，保证工作轴4和底座1的受力平衡，碾压机构可以多套叠装在机体内的工作轴4上，置于上方的磨环出粉通道与下方的磨环进粉通道相连通。

本发明的磨粉机工作时，研磨物料可以采用风力循环或其他机械提升式循环方式。当采用风力循环时，可以在机体底部出粉口下方设置撒料盘12，撒料盘12下方设置导料锥形罩13，开设在机体侧壁上的吸粉风道14进口位于导料锥形罩13的顶部。

工作时，物料从上部进入磨机，碾压外辊6在油缸10的推动下压向磨环3，碾压外辊6在主轴4的驱动下一方面做行星转动一方面自传，物料在重力作用下向下流动，进入碾压外辊6和磨环3之间时受到碾压。在物料从上到下的流动过程中多次受到碾压，最后落在撒料盘12上，撒料盘12将物料打散后抛向吸粉风道14的进口处，细度达到一定程度的物料被向上流动的风带走，较粗物料和杂质沿着导料锥形罩13导出后被搜集在一起，通过其他工艺把需要继续粉磨的粗物料送入磨机继续粉磨，将不合格的杂质去除。

本发明中，润滑油通过工作轴4上段中心位置处开设的润滑油道9直接流入轴承室对轴承进行润滑，也可以通过与该润滑油道9相连通的分流道和外接流道流入轴承室对其进行润滑，这种方式既能保证轴承室内各部件的润滑，又保证轴承室内的压力大于外部的环境压力，避免粉尘进入，密封可靠。在工作轴4的下部沿纵向开设的高压油道11（可开设在工作轴4的中心处，直径小于12毫米的孔道）即可保证液压油缸10产生足够的压力推动磨辊工作。

Claims (6)

1.一种磨辊内设置有推力装置的磨粉机，包括底座（1）和设置在所述底座（1）上方的机体（2），所述机体（2）内设置有由磨环（3）和磨辊组成的碾压机构，垂直设置的工作轴（4）下端自所述底座（1）延伸出去与位于底部的动力驱动机构（5）相连接；其特征在于：位于所述机体（2）内的工作轴（4）为棱柱体结构，所述磨辊的碾压外辊（6）直径接近于所述磨环（3）的内径，通过轴承（7）与所述碾压外辊（6）相结合的磨辊芯（8）间隙套装在所述工作轴（4）上并与所述工作轴（4）同步旋转，在所述磨辊芯（8）内壁与所述工作轴（4）之间设置有推力装置；所述碾压机构多套叠装在所述机体内的工作轴（4）上，置于上方的磨环出粉通道与下方的磨环进粉通道相连通。

2.根据权利要求1所述的磨辊内设置有推力装置的磨粉机，其特征在于：在所述工作轴（4）上开设有润滑油道（9），所述润滑油道（9）与所述轴承内腔相连通。

3.根据权利要求1所述的磨辊内设置有推力装置的磨粉机，其特征在于：所述推力装置包括开设在所述工作轴轴体上的至少一个孔，所述孔内设置有顶压所述磨辊芯的弹簧。

4.根据权利要求1所述的磨辊内设置有推力装置的磨粉机，其特征在于：所述推力装置包括开设在所述工作轴（4）上的至少一个孔，所述孔内放置有顶压所述磨辊芯（8）的液压油缸（10）或气缸，沿纵向开设在所述工作轴（4）上的高压油道（11）或气道与所述液压油缸（10）或气缸相连通。

5.根据权利要求1所述的磨辊内设置有推力装置的磨粉机，其特征在于：所述机体底部出粉口下方设置有撒料盘（12），所述撒料盘（12）下方设置导料锥形罩（13），开设在所述机体侧壁上的吸粉风道（14）进口位于所述导料锥形罩（13）的顶部。

6.根据权利要求1所述的磨辊内设置有推力装置的磨粉机，其特征在于：所述工作轴（4）为矩形柱体。