CN107921436A - 研磨机的改进 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于搅拌研磨机(1)中的颗粒材料和研磨介质(M)的搅拌装置(12)，其包括一个或多个保护元件(25)，所述一个或多个保护元件从主体(20)向外延伸以使所述颗粒材料和所述研磨介质(M)从所述主体(20)偏转。另外，本发明涉及搅拌装置(12)的用途，搅拌装置组件(10)，搅拌装置组件(10)的用途，磨机主体(2)，研磨机(1)，驱动轴组件，驱动轴组件的用途，以及在研磨机(1)中研磨颗粒材料的方法。

Description

研磨机的改进

技术领域

本发明涉及研磨机的改进，并且特别地涉及用于研磨机的搅拌装置，搅拌装置组件，磨机主体，研磨机和研磨颗粒材料的方法。本发明主要被开发用于研磨矿石颗粒的细磨机。然而，应当领会本发明可应用于研磨其它颗粒材料，如混凝土，水泥，可回收材料(如玻璃，陶瓷，电子和金属)，食品，涂料颜料，磨料和药物。

背景技术

研磨机典型地用于矿物加工以将矿石颗粒研磨成更小尺寸的颗粒以便于进一步的下游加工，例如从不需要的脉石分离有价值的矿物颗粒。一种类型的研磨机是用于研磨直径在约30μm至4000μm范围内的矿石颗粒下至直径为5至40μm的颗粒的细磨机。由于细磨机每吨加工的矿石消耗大量的能量，因此它们典型地用于主要由高级矿石组成的精矿流，其已经使用执行粗磨的球磨机或SAG型研磨机进行研磨，原因是它更经济。

细磨机具有在磨机中竖直布置的固定磨机主体或壳体以及内部驱动轴。驱动轴具有多个搅拌元件，如研磨盘，使得驱动轴的旋转也使搅拌元件旋转，这又旋转或搅拌通常呈供给浆料的形式的矿石颗粒和合适的研磨介质。由此产生的搅拌作用使矿石颗粒研磨成更小尺寸的颗粒。然而，研磨盘倾向于遭受过度的磨损，尤其是当研磨机通过较硬的研磨介质撞击研磨盘的作用以高速运转时。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种用于搅拌研磨机中的颗粒材料和研磨介质的搅拌装置，其包括一个或多个保护元件，所述一个或多个保护元件从主体向外延伸以使所述颗粒材料和所述研磨介质从所述主体偏转。

优选地，所述一个或多个保护元件包括偏转表面，所述偏转表面与所述主体的旋转方向成角度地布置。更优选地，所述偏转表面成10°至170°，优选20°至160°，优选30°至150°，优选40°至130°，优选50°至120°，优选60°至110°，更优选70°至100°，更加优选80°至95°，最优选85°至90°的范围内的角。在一个实施例中，所述偏转表面正交于所述主体的旋转方向。

优选地，所述一个或多个保护元件与所述主体的表面成角度地延伸。更优选地，所述角度在10°至170°，优选20°至160°，优选30°至150°，优选40°至130°，优选50°至120°，优选60°至110°，更优选70°至100°，更加优选80°至95°，最优选85°至90°的范围内。在一个实施例中，所述一个或多个保护元件从所述表面正交地延伸。在一些实施例中，所述主体表面是平面表面。在其它实施例中，所述主体表面是非平面表面。

优选地，所述主体包括外边缘，其中所述一个或多个保护元件从所述外边缘延伸。更优选地，所述一个或多个保护元件从所述外边缘径向地延伸。

优选地，所述主体包括相对表面，并且所述一个或多个保护元件从所述相对表面中的至少一个延伸。更优选地，所述一个或多个保护元件从所述相对表面的每一个延伸。

优选地，有多个所述保护元件，所述保护元件围绕所述主体间隔开。更优选地，所述保护元件以规则的间距间隔开。在一个实施例中，所述保护元件以不规则或不均匀的间距间隔开。在另一实施例中，所述保护元件中的一些在所述主体的一部分上以规则的间距间隔开，并且所述保护元件中的其它在所述主体的另一部分上以不规则的间距间隔开。

优选地，所述主体包括环形形状。在一个实施例中，所述主体包括环形盘。更优选地，所述相对表面是平面表面。在一个实施例中，所述外边缘是所述环形盘的外圆周边缘。在一些实施例中，所述环形盘具有250mm至3000mm，优选300mm至2750mm，最优选400mm至2500mm的范围内的直径。

所述一个或多个保护元件可以构造成不同的形状。优选地，所述一个或多个保护元件均包括以下的至少一个或多个：突起，长形主体，块状元件，凸缘，齿，平面元件，叶片，桨叶，翅片，板，棒，柱，杆，槽道形元件，V形元件，U形元件，凹口，凹陷，斜坡状元件和楔形元件。

优选地，所述一个或多个保护元件在形状上大致是线性的。替代地，所述一个或多个保护元件具有非线性构造。例如，所述保护元件可以全部或部分是螺旋的，盘旋的，蜿蜒的或弯曲的。

在所述一个或多个保护元件包括所述块状元件的情况下，所述块状元件优选地连接到所述平面主体，使得所述块状元件的相对侧从所述平面主体的所述相对表面向外延伸。在一个实施例中，所述块状元件包括从所述平面主体的外边缘径向向外延伸的外端。在一些实施例中，所述块状元件与所述平面主体一体地形成。在其它实施例中，所述块状元件为U形以用于安装到所述平面主体。

优选地，在所述一个或多个保护元件包括所述平面元件的情况下，所述平面元件相对于所述平面主体倾斜。在一个实施例中，所述平面元件朝着所述搅拌装置的旋转方向倾斜。在另一实施例中，所述平面元件倾斜离开所述搅拌装置的旋转方向。

优选地，所述平面元件包括叶片，桨叶，平面齿或板。

优选地，所述一个或多个保护元件与所述主体一体地形成。

本发明的第二方面提供了本发明的第一方面的搅拌装置在搅拌装置组件中的用途。

本发明的第三方面提供了一种用于搅拌研磨机中的颗粒材料和研磨介质的搅拌装置组件，其包括本发明的第一方面的多个搅拌装置，所述多个搅拌装置安装到用于旋转所述搅拌装置的驱动轴。

优选地，所述搅拌装置沿着所述驱动轴的长度间隔开。

优选地，所述驱动轴包括从所述驱动轴径向延伸的一个或多个保护元件。更优选地，所述保护元件具有与本发明的第一方面的一个或多个保护元件的优选特征相同的特征。

本发明的第四方面提供了本发明的第三方面的搅拌装置组件作为研磨机中的磨机叶轮的用途。

本发明的第五方面提供了一种用于搅拌研磨机中的颗粒材料和研磨介质的驱动轴组件，其包括驱动轴，和多个保护元件，用于使所述颗粒材料和所述研磨介质从所述驱动轴偏转。

优选地，所述保护元件沿着所述驱动轴的长度间隔开。

优选地，所述保护元件中的至少两个从所述驱动轴的任一侧延伸。在一个实施例中，所述保护元件从所述驱动轴径向向外延伸。在一些实施例中，所述保护元件围绕所述驱动轴的圆周布置。

优选地，在适用的情况下，所述保护元件具有与本发明的第一方面的保护元件的优选特征相同的特征。例如，所述保护元件也优选地具有如本发明的第一方面中的偏转表面，但是其与驱动轴的旋转方向而不是搅拌装置主体成角度地布置。在该情况下，所述角度的优选范围是相同的，包括提供大致正交于所述驱动轴的旋转方向的偏转表面。类似地，所述保护元件也可以成角度地延伸，但是相对于所述驱动轴的旋转方向而不是搅拌装置主体。在一个特别优选的实施例中，所述保护元件具有平面或非弯曲的偏转表面。

本发明的第六方面提供了本发明的第四方面的驱动轴组件作为研磨机中的磨机叶轮的用途。

本发明的第七方面提供了一种磨机主体，其包括本发明的第三方面的搅拌装置组件或本发明的第四方面的驱动轴组件。

优选地，所述磨机主体还包括用于接收颗粒材料的入口和用于排出研磨颗粒的出口。

优选地，所述磨机主体包括从内侧壁延伸的一个或多个壁架，所述一个或多个壁架限定包含所述搅拌装置或所述保护元件的一个或多个室，以及在所述室之间连通的开口。

优选地，所述一个或多个壁架在所述一个或多个搅拌装置或所述保护元件之间交替。

优选地，所述磨机主体竖直地布置在所述磨机中。在一些实施例中，所述磨机主体在所述磨机中成角度地布置。在其它实施例中，所述磨机主体水平地布置在所述磨机中。

优选地，所述入口在所述磨机主体的底部处，并且所述出口在所述磨机主体的顶部处。

本发明的第八方面提供了一种研磨机，其包括本发明的第七方面的磨机主体。

优选地，所述研磨机是细磨机。更优选地，所述细磨机具有10至70千瓦时/吨(kWhr/t)的功耗。在一个优选实施例中，所述细磨机具有30kWhr/t的功耗。

本发明的第九方面提供了一种用于研磨颗粒材料的磨机主体，其包括用于接收所述颗粒材料的入口，用于排出研磨颗粒的出口和从内侧壁延伸的壁架，所述壁架包括一个或多个保护元件，所述一个或多个保护元件从所述壁架向外延伸以使所述颗粒材料和所述研磨介质从所述壁架偏转。

优选地，所述一个或多个保护元件从所述壁架径向地延伸。

优选地，所述壁架包括相对表面，并且所述一个或多个保护元件从所述相对表面中的至少一个延伸。更优选地，所述一个或多个保护元件从所述相对表面的每一个延伸。

优选地，所述一个或多个保护元件从所述相对表面中的至少一个正交地延伸。更优选地，所述一个或多个保护元件从所述相对表面的每一个正交地延伸。

优选地，有多个所述保护元件，所述保护元件围绕所述壁架间隔开。在一个实施例中，所述保护元件以规则的间距间隔开。在另一实施例中，所述保护元件以不均匀或规则的间距间隔开。

优选地，在适用的情况下，第六方面的所述一个或多个保护性元件具有与本发明的第一方面的一个或多个保护性元件的优选特征相同的特征。

优选地，所述壁架在形状上为环形。在一些实施例中，所述壁架相对于所述内侧壁成角度。在其它实施例中，所述壁架是静态配重盘(counter disc)。

本发明的第十方面提供一种研磨机，其包括本发明的第九方面的磨机主体，驱动轴和安装到所述驱动轴的多个搅拌元件。

优选地，在适用的情况下，第九方面的研磨机具有本发明的第八方面的优选特征。

本发明的第十一方面提供了一种在具有磨机主体和用于旋转所述磨机主体内的多个搅拌装置的驱动轴的类型的研磨机中研磨颗粒材料的方法，所述方法包括：

将研磨介质引入所述磨机主体中；

通过入口引入所述颗粒材料；以及

操作所述驱动轴以旋转所述磨机主体内的所述搅拌装置；

其中所述搅拌装置的所述旋转引起所述磨机主体内的所述颗粒材料的旋转流动以抵靠所述研磨介质研磨所述颗粒材料以产生更小尺寸的颗粒；并且

其中一个或多个保护元件使所述颗粒材料和所述研磨介质偏转离开所述搅拌装置。

优选地，所述方法包括产生围绕所述搅拌装置的区域，在所述区域处所述研磨介质由所述一个或多个保护元件俘获并且与所述搅拌装置一起旋转。

优选地，所述方法包括与所述搅拌装置的旋转方向成角度地布置所述一个或多个保护元件。

优选地，所述一个或多个保护元件包括偏转表面，所述方法包括与所述搅拌装置的旋转方向成角度地布置所述偏转表面。

优选地，所述角度在10°至170°，优选20°至160°，优选30°至150°，优选40°至130°，优选50°至120°，优选60°至110°，更优选70°至100°，更加优选80°至95°，最优选85°至90°的范围内。在一个实施例中，所述方法包括正交于旋转方向布置所述偏转表面。

优选地，所述方法包括邻近所述搅拌装置放置所述一个或多个保护元件。在一些实施例中，所述一个或多个保护元件从所述搅拌装置延伸。在其它实施例中，所述一个或多个保护元件从(从所述磨机主体的内侧壁延伸的)壁架延伸。

本发明的第十二方面提供了一种在具有磨机主体和驱动轴组件的类型的研磨机中研磨颗粒材料的方法，所述驱动轴组件包括从驱动轴延伸的多个保护元件，所述方法包括：

将研磨介质引入所述磨机主体中；

通过入口引入所述颗粒材料；以及

操作所述驱动轴以旋转所述磨机主体内的所述驱动轴组件；

其中所述驱动轴组件的所述旋转引起所述磨机主体内的所述颗粒材料的旋转流动以抵靠所述研磨介质研磨所述颗粒材料以产生更小尺寸的矿物颗粒；并且

其中所述保护元件使所述颗粒材料和所述研磨介质偏转离开所述驱动轴。

优选地，所述颗粒材料包括矿物颗粒。更优选地，所述矿物颗粒具有30μm至4000μm，优选35μm至3000μm，优选40μm至2000μm，优选45μm至1500μm，更加优选50μm至1000μm，优选60μm至750μm，进一步优选65μm至500μm，进一步更优选70μm至400μm，更加优选75μm至300μm，最优选80μm至200μm的F80。

优选地，其中所述更小尺寸的矿物颗粒具有0.1μm至1000μm，优选0.25μm至750μm，优选0.3μm至500μm，优选0.4μm至400μm，优选0.5μm至300μm，优选0.6μm至250μm，优选0.7μm至200μm，进一步优选0.75μm至150μm，进一步更优选0.8μm至100μm，更加优选0.9μm至75μm，最优选1μm至50μm的P80。

优选地，其中所述颗粒材料包括矿物颗粒。更优选地，所述矿物颗粒是具有至少2,000kg/m³的密度的矿石颗粒。在一些实施例中，所述矿石颗粒包括以下的至少一种：铁，石英，铜，镍，锌，铅，金，银，铂，钨，铬，硅，及其组合。

优选地，所述颗粒材料包括以下的至少一种：混凝土，水泥，可回收材料，药物，涂料颜料，磨料和食品。在一些实施例中，所述可回收材料包括以下的至少一种：玻璃，陶瓷，电子器件和金属。

在适用的情况下，本发明的第十和第十一方面的方法具有本发明的任何先前方面的优选特征。特别地，在适用的情况下，所述保护元件具有本发明的第一方面的优选特征。

除非上下文清楚地另外要求，在整个说明书和权利要求中，词语“包含”、“包括”等应当被解释为包含性的意义，而不是排他的或穷举的意义；也就是说，具有“包括、但不限于”的意义。

此外，如本文中使用并且除非另外说明，使用序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等来描述共同对象仅仅指示相似对象的不同实例被提及，而不旨在暗示如此描述的对象必须在时间上，空间上，排序上或以任何其它方式按照给定的顺序。

附图说明

现在将参考附图仅作为示例描述本发明的优选实施例，在附图中：

图1是根据本发明的实施例的具有包括多个搅拌装置的搅拌装置组件的研磨机的透视图；

图2是图1的研磨机的前视图；

图3是图1的研磨机的侧视图；

图4是在图1的研磨机中使用的磨机主体的后视图；

图5是图4的磨机主体的横截面图；

图6是图4的磨机主体的部分横截面透视图；

图7是由图5中的区域A指示的安装环处的图4的磨机主体的部分横截面图；

图8是图4的磨机主体的俯视图；

图9是在图1的磨机主体中使用的搅拌装置组件中的搅拌装置的透视图；

图10是图9的搅拌装置的侧视图；

图11是图9的搅拌装置的横截面图；

图12A至12G是根据本发明的其它实施例的搅拌装置的部分透视图；

图13A至13E是根据本发明的其它实施例的搅拌装置和驱动轴组件的部分透视图；

图14是根据本发明的另一实施例的磨机主体的部分横截面图；以及

图15是根据本发明的另一实施例的磨机主体的部分横截面图。

具体实施方式

现在将参考以下示例描述本发明，所述示例在所有方面应当被认为是示例性的而非限制性的。在附图中，在相同实施例内或不同实施例共有的相应特征已被给予相同的附图标记。参考图1至3，用于研磨具有颗粒材料的浆料的研磨机1包括安装在基部框架3上的磨机主体2和安装在驱动框架5上的驱动机构4，用于使磨机主体2围绕纵向轴线6旋转。

在该实施例中，磨机主体2竖直地布置在研磨机1中，并且具有底部入口7和顶部出口8。应当领会在其它实施例中，磨机主体2在研磨机1中布置成倾斜或成角度。在一些实施例中，磨机主体2布置成水平地位于研磨机1中。类似地，在其它实施例中，入口7a和出口8可以放置在磨机主体2分别除了底部和顶部以外的位置处。

包含矿石颗粒的供给浆料的装料通过底部入口7供给到磨机主体2中。在加入供给浆料并且研磨机1在操作之前，研磨介质M也初始通过出口8加入到磨机主体2中。一旦研磨机1在操作，研磨介质M的初始装料由于研磨过程而容易磨耗。因此，当研磨机1操作时，研磨介质M也通过入口7逐渐与供给浆料一起加入。研磨介质M典型地包括直径在1mm至5mm的范围内的陶瓷珠或钢珠。研磨介质M的尺寸可以在其它实施例中根据需要变化。例如，研磨介质的直径可以是浆料颗粒的直径的30或50倍，其可以通过参考下面更详细讨论的F80或F100进行测量。磨机主体2通过驱动机构4围绕轴线6旋转以一起旋转或搅拌供给浆料和研磨介质，使供给浆料颗粒抵靠在研磨介质之间被粉碎或研磨。经研磨的产品然后通过顶部出口8排出。

参考图4至8，磨机主体2包括安装组件9，用于将磨机主体装配到基部框架3并且将磨机主体可操作地对准驱动机构4。安装组件9包括支撑角撑板9a和安装铰链9b。磨机主体2还包括包含驱动轴11的搅拌装置组件10，在下面更详细描述的多个搅拌装置12安装到所述驱动轴。在该实施例中，搅拌装置组件10采取叶轮的形式，但是也称为驱动轴组件。因而，关于该实施例，搅拌装置组件在下文中将称为磨机叶轮。

磨机主体2的内侧壁13具有多个平面环形壁架14，其延伸到内腔15中，在搅拌装置12之间，以细分磨机主体2，使得供给浆料从底部入口7向上流动通过开口16并且在研磨之后最终从顶部出口8排出。壁架14用于将内腔15细分成单独的室17。在该实施例中，研磨机1是细磨机，并且称为高强度研磨机，其中搅拌装置12的旋转动作导致邻近搅拌装置的腔15中出现的研磨介质M强烈研磨浆料颗粒。为了实现细磨，细磨机具有在10kWhr/t至70kWhr/t(千瓦时/吨)的范围内的相对较高的功耗。在该实施例中，细磨机具有30kWhr/t的功耗。

参考图9至11，磨机叶轮10中的搅拌装置12包括具有相对的平面表面21、22和外边缘23的平面主体20。在该实施例中，平面主体20是环形盘，但是应当领会，在其它实施例中平面主体可以采取其它形式，例如矩形，正方形，卵形或椭圆形，圆形和任何其它规则或不规则的多边形形状。本领域技术人员应当领会，由于工业职责(industrial duties)，环形盘的直径尺寸范围从400mm直径到2500mm。然而，本发明同样适用于任何尺寸的细磨盘。而且，搅拌装置12可以具有不同于两个相对表面的表面，例如具有相同或不同形状的任何数量的表面。例如，搅拌装置可以具有倾斜或成角度表面，弯曲表面，波纹表面，锯齿表面，不规则表面或任何其它规则或不规则的形状。为便于参考，该实施例中的搅拌装置12和平面主体20将在下文中分别称为研磨盘和盘主体。

邻近外边缘23的多个保护元件25从盘主体20向外延伸以使浆料颗粒和研磨介质M偏转。这通过使浆料颗粒和研磨介质M的混合物抵靠盘主体20的接触最小化并且促进浆料颗粒和研磨介质之间的接触而有效地最小化或减小盘主体20周围的剪切。安装环28经由臂29(通常称为辐条)连接到盘主体20以用于将每个研磨盘12安装到搅拌装置组件10的驱动轴11。该实施例中的保护元件25采取块或块状元件的形式，其与盘主体20一体地形成并且布置成使得块的相对侧31、32和一个端部33分别从平面表面21、22和外边缘23向外突出。每个块25因此经由其相对侧31、32相对于相对平面表面21、22大致正交地延伸并且经由其端部33从外边缘23径向向外延伸。替代地，保护元件25呈U形块的形式，其安装到盘主体20使得每个块25的相对侧31、32和一个端部33分别从盘主体的平面表面21、22和外边缘23向外延伸或突出。

在操作中，驱动机构4旋转搅拌装置组件10的驱动轴11，旋转研磨盘12，旋转研磨盘12又旋转磨机主体2的内腔15内的供给浆料和研磨介质。该旋转使供给浆料颗粒抵靠更硬的研磨介质和在更硬的研磨介质之间研磨，因此释放有价值的矿物颗粒并且将其减小尺寸以便在通过出口8排出之后进行进一步下游加工。供给浆料颗粒也可以抵靠磨机叶轮10研磨。该研磨作用在一段时间内发生，并且因此可以看作是浆料颗粒的磨耗。另外，块25用于产生围绕盘主体20的外圆周边缘23和相对表面21、22的区域(相对于研磨盘12的运动)，促进供给浆料颗粒和研磨介质M之间的接触。实际上，包括供给浆料和研磨介质M的材料的旋转穴(pocket)被形成，并且旋转穴“俘获”在可以由块25输送的区域中。同时，由块25产生的区域使研磨盘12的表面21、22处的剪切量或滑动量最小化，因此减少研磨盘12上的磨损量。也就是说，保护元件25用于将浆料和研磨介质M移动离开研磨盘12。这意味着剪切或滑动在研磨盘12处集中的机会较小。另外，在研磨介质M和研磨盘12之间发生冲击的可能性较低，并且确实发生的任何冲击不是显著的，而只是本质上很小。因此，在研磨机1中的磨机主体2的操作期间研磨盘12不会遭受过度的磨损。

本领域技术人员已知，浓缩的矿石浆料经常像具有屈服应力的非牛顿流体(剪切变稀)。这意味着这样的浆料倾向于用作固体并且不像流体，直到施加足够的力(超过屈服应力)，其后粘度急剧下降。结果，在使用诸如研磨盘的一系列搅拌元件的类型的常规研磨机中，由于旋转盘和驱动轴的几何形状，最高剪切力由离旋转中心最小的半径处的旋转扭矩施加。这导致紧邻驱动轴和研磨盘的非牛顿浆料材料屈服并且变成流体，其余浆料材料保持静止或接近静止。这导致剪切或“滑动”就集中在研磨盘的表面处，加速研磨盘的磨损量。研磨盘的加速磨损使其使用寿命非常短，因此需要比预期更频繁的更换。研磨盘的频繁更换也增加了停机时间，减小了研磨机的效率，并且增加了维护成本。

从使用搅拌元件的常规细磨机的该描述，本发明的技术优点和益处通过对比而变得明显。在本发明的实施例中，由块25产生的围绕外边缘23和平面表面21、22的区域减轻或克服了常规磨机中出现的以上缺点和不足。也就是说，通过使研磨介质M和研磨盘12之间的差速(即剪切量)该区域最小化或减小研磨盘12上的磨损量，延长其使用寿命。因此，研磨盘12的更换频率降低，因此由于维护的停机时间减少而减小维护成本并且增加研磨机能力。通过改善供给浆料颗粒和研磨介质M之间的接触的量或频率，该区域提高研磨机1中的研磨效率。此外，该区域增加用作流体的供给浆料的量。

应当领会保护元件25可以采取许多形式以便产生围绕每个研磨盘12的区域。保护元件25可以是从研磨盘12的表面(如上部平面表面21，下部平面表面22，其外边缘23或其任何组合)延伸的任何形式的突起。保护元件25因此可以是平面的，弯曲的或采取突出以产生该区域的任何多面形状。用于保护元件25的可能形状的一些示例在图12A至12G、13A至13E中示出并且在下面更详细地讨论。除了这些具体示例之外，保护元件25可以包括以下的一个或多个：突起，长形主体，凸缘，齿，叶片，桨叶，翅片，棒，V形元件，U形元件和楔形元件。然而，优选的是保护元件延伸或呈现偏转表面，所述偏转表面成角度使得它们可以聚集或夹持浆料颗粒和研磨介质M以偏转或移动它们离开搅拌装置主体。因此，最优选的实现方式是提供与腔15内的搅拌装置12或浆料的旋转方向正交(即90°)的保护元件25。

参考图12A和12B，保护元件采取平面元件的形式，所述平面元件是相对于环形盘主体20倾斜的板35。在图12A中，板35朝着研磨盘12的旋转方向37向前倾斜。在图12B中，板35倾斜离开研磨盘12的旋转方向37。应当领会平面元件可以采取不同于板25的其它形式，如叶片，桨叶，翅片，或任何其它平面元件。

在图12C中，保护元件采取槽道40的形式，所述槽道具有正交于安装到环形盘主体20的平面表面21的基部48延伸的两个壁42、45。在图12D中，保护元件采取从环形盘主体20的外边缘23径向延伸的矩形柱50的形式。在该实施例的其它变型中，柱50可以为圆柱形(即杆)，六边形，卵形或任何其它多边形形状。

在图12E中，保护元件中的一个采取从环形盘主体20的平面表面21大致正交延伸的圆柱形柱或杆55的形式。在该实施例中，杆55被对齐以正交于外边缘23。然而，应当领会在其它实施例中，柱55不需要对齐，或者是对齐的但与外边缘23成角度。保护元件中的另一个采取斜坡60的形式，其具有倾斜侧62、63并且在其基部64处安装到平面表面21。

在图12F中示出了保护元件的三个不同的实施例。一个保护元件采取在该实施例中为凹形的凹口或凹陷65的形式。在其它形式中，凹口或凹陷65不需要为凹形，而是可以采取其它形状，例如卵形，矩形或甚至不规则的形状。本发明人认为凹口75用于俘获或捕获研磨介质M以促进研磨介质群内的研磨，而不是导致研磨介质M和研磨盘12之间的区域中的研磨。另一保护性元件采取具有倾斜侧72、73的倒三角棱柱或斜坡70的形式，两个倾斜侧都从环形盘主体20的平面表面21大致正交地延伸。第三保护元件采取蜿蜒或弯曲的平面元件74的形式，所述平面元件从环形盘主体20的平面表面21大致正交地延伸。图12G示出了采取角或支架80的形式的保护元件的又一实施例，其具有连接到基部85的单个壁82，所述基部安装到环形盘主体的平面表面21。

尽管图12A至12C和图12E至12G中示出的保护元件全都从平面表面21延伸，但是应当领会作为从平面表面21延伸的保护元件的附加或替代，所示的保护元件35、40、55、60、65、70、74、75、80也可以从另一平面表面22延伸。替代或除了平面表面21，它们也可以从外边缘23径向地延伸。

此外，尽管保护元件25、40、55、74、80从平面表面21、22大致正交地延伸，但是这些保护元件可以以与图12A和12B中所示的实施例类似的方式与平面表面21、22成角度地延伸。而且，保护元件25、40、55、60、70、74、80可以与外边缘23成角度地安装而不是切向地成直角，如图9至11和图12A至12G中所示。径向柱50也可以从外边缘23成角度而不是径向向外延伸。

在图13A至13E中示出了用于搅拌装置12的另外的构造。在图13A中，有块或矩形棱柱形凸缘88、89从主体12的相对表面延伸。凸缘88、89在位置上交替，使得从下表面22延伸的凸缘89在从上表面21延伸的凸缘88之间，反之亦然。

在图13B中，搅拌装置12包括具有形成其保护元件的上波纹90和下波纹92的波纹主体。应当领会尽管波纹为矩形，但是它们也可以呈其它形式，例如弯曲的或三角形的波纹。

在图13C中，搅拌装置12包括由径向延伸的矩形柱或梁94、95形成的主体，所述矩形柱或梁彼此偏移，使得梁94在梁95上方。这从上梁94和下梁95产生保护元件。

图13D示出了本发明的另一方面的实施例，其中保护元件被直接用于保护驱动轴11，同时用作搅拌装置。一系列板97直接从驱动轴11突出以产生保护元件，所述保护元件使浆料颗粒和研磨介质M从驱动轴偏转。板97也旋转供给浆料以促进浆料颗粒由研磨介质M研磨。在该特定实施例中，板97确保在腔15中离开驱动轴11的表面发生研磨，因此使磨机主体部件上的磨损最小化。

图13E示出了具有锯齿构造的搅拌装置12，所述锯齿构造具有整合到其主体中的交替的峰部99和谷部100，从而形成用作保护元件的斜坡状偏转表面102。

在另一方面可以预料，本发明可以关于磨机主体2而不是磨机叶轮10实现。在这方面，本发明通过在内侧壁13的壁架14上而不是在研磨盘12上提供保护性元件25以使浆料颗粒和研磨介质M从壁架14和内侧壁13偏转而采取磨机主体2的相反构造。这使得能够围绕壁架14和内侧壁13产生区域，使磨机主体2的这些部件上的磨损最小化。在该替代构造中，如图14中最佳所示，块25围绕环形壁架14邻近现在完全平面的环形研磨盘112间隔开，并且当环形壁架14介于研磨盘12之间时，围绕研磨盘的外边缘23和相对平面表面21、22的一部分产生一区域。当然，该替代构造中的保护元件不限于块25，而是可以包括上述许多变型，尤其是关于图12A至12G和13A至13E描述的。用于块25的该“静态”构造足以实现本发明的上述技术优点和益处。在该方面的另一实施例中，保护元件25可以在内侧壁13上设在与研磨盘12相对的壁架14之间以进一步最小化磨损。又一实施例具有成角度的环形壁架14，而不是与径向向内延伸的内侧壁13正交。

在又一实施例中，保护元件25设在磨机叶轮的驱动轴11上以进一步增强围绕研磨盘12产生的所述区域。该实施例中的保护元件25与驱动轴11的纵向轴线6轴向地对准并且可以位于类似于安装环28的环形壁架或盘上和/或直接在驱动轴上。图15示出了使用图13D的构造的该实施例的一个变型，其中板97直接安装或连接到驱动轴11。再次，应当领会保护元件不限于块25，而是可以包括上面描述的许多变型，尤其是关于图12A至12G和图13A至13C和13E描述的。

尽管已参考竖直布置的磨机主体描述了实施例，但是本发明也可以用于其它磨机类型，例如具有水平布置或成角度的磨机主体的研磨机。此外，本发明也被开发用于研磨细颗粒的高强度研磨机，但是同样适用于使用具有旋转搅拌元件的固定式磨机壳体的类型的其它研磨机。

应当领会本发明易于应用于具有各种粒度和粒度分布的各种类型的颗粒材料。通常在供给口和排出口处测量粒度。因此，供给口处浆料的粒度典型地测量为F80，表示供给颗粒的80％穿过指定的筛网尺寸。例如，F80＝100μm表示所有存在的颗粒的80％将穿过100μm筛孔。替代的测量是F100，表示供给颗粒的100％穿过指定的筛网尺寸。类似地，本领域技术人员将理解，P80表示颗粒的80％穿过指定的筛网尺寸。例如，P80＝600μm表示所有存在的颗粒的80％将穿过600μm筛孔。本发明主要开发用于加工在F80＝30μm至F80＝4000μm的范围内，尤其在F80＝80μm至F80＝200μm的范围内的引入颗粒材料的粒度，和在P80＝0.1μm至P80＝100μm的范围内，尤其在P80＝1μm至P80＝50μm的范围内的研磨产品的粒度。因此，本发明允许研磨机1加工具有在上述F80和P80范围内的较宽粒度分布的矿物颗粒的宽范围的粒度以产生低至P80＝1μm的非常细的粒度。因此，本发明易于应用于许多不同类型的颗粒材料，并且不限于特定的矿石类型，而是可以包括铁，石英，铜，镍，锌，铅，金，银和铂。可以使用本发明加工的其它颗粒材料包括混凝土，水泥，可回收材料(如玻璃，陶瓷，电子器件和金属)，食品，涂料颜料，磨料和药物。在这些其它应用中，本发明用于使用研磨过程减小颗粒材料的尺寸。

还应当领会本发明的优选实施例中的任何特征可以组合在一起，并且不必彼此孤立地应用。例如，不同类型的保护元件可以用于同一磨机叶轮上，如图12F和12G中所示的。类似地，保护元件25(或如上面并且特别参考图12A至12G和13A至13E所述的其许多变型)可以一起用于研磨盘12和壁架14上，而不是彼此排斥。另外，磨机主体2的一些部分仅具有带有保护元件25的研磨盘12，而磨机主体2的其它部分仅具有带有保护元件25的壁架14。该组合也适用于如上面并且特别参考图12A至12G和13A至13E描述的保护元件25的许多变型。本领域技术人员可以容易地进行来自本发明的上述实施例或优选形式的两个或更多个特征的类似组合。在实施例中，研磨盘12的保护元件25可以用作用于涂覆不同材料的骨架，所述不同材料形成牺牲保护层，所述牺牲保护层布置成在安装和开始研磨操作之后的非常短的时期内磨损并暴露保护元件。牺牲性保护材料有时可以用于制造、运输和安装目的。

通过在磨机主体的搅拌装置、轴组件或壁架上提供保护元件以产生一区域，本发明减小了磨损量并且因此延长了研磨机的部件的使用寿命，减少了维护时间、成本并且提高了研磨机的效率。由保护元件产生的区域还促进了浆料颗粒与研磨介质的接触，也提高了研磨效率。因此，研磨机能够更高效地操作，以更低的速度消耗诸如研磨盘的部件，同时以更快的速度研磨。而且，本发明在磨机叶轮中实施时可以容易地在现有的细磨机中进行改造。在所有这些方面，本发明代表了对现有技术的实用的和商业上重大的改进。

尽管已经参考具体示例描述了本发明，但是本领域技术人员应当领会，本发明可以以许多其它形式具体实施。

Claims (59)

1.一种用于搅拌研磨机中的颗粒材料和研磨介质的搅拌装置，其包括一个或多个保护元件，所述一个或多个保护元件从主体向外延伸以使所述颗粒材料和所述研磨介质从所述主体偏转。

2.根据权利要求1所述的搅拌装置，其中所述一个或多个保护元件包括偏转表面，所述偏转表面与所述主体的旋转方向成角度地布置。

3.根据权利要求1所述的搅拌装置，其中所述一个或多个保护元件与所述主体的表面成角度地延伸。

4.根据权利要求2或3所述的搅拌装置，其中所述角度在10°至170°，优选20°至160°，优选30°至150°，优选40°至130°，优选50°至120°，优选60°至110°，更优选70°至100°，更加优选80°至95°，最优选85°至90°的范围内。

5.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌装置，其中所述主体包括外边缘，其中所述一个或多个保护元件从所述外边缘延伸。

6.根据权利要求5所述的搅拌装置，其中所述一个或多个保护元件从所述外边缘径向地延伸。

7.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌装置，其中所述主体包括相对表面，并且所述一个或多个保护元件从所述相对表面中的至少一个延伸。

8.根据权利要求7所述的搅拌装置，其中所述一个或多个保护元件从所述相对表面的每一个延伸。

9.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌装置，其中有多个所述保护元件，所述保护元件围绕所述主体间隔开。

10.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌装置，其中所述主体包括平面主体。

11.根据权利要求10所述的搅拌装置，其中所述平面主体包括具有相对平面表面的环形盘。

12.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌装置，其中所述一个或多个保护元件均包括以下的至少一个或多个：突起，长形主体，块状元件，凸缘，齿，平面元件，叶片，桨叶，翅片，板，棒，柱，杆，槽道形元件，V形元件，U形元件，凹口，凹陷，斜坡状元件和楔形元件。

13.根据权利要求12所述的搅拌装置，其中所述一个或多个保护元件包括所述块状元件。

14.根据权利要求13所述的搅拌装置，其中所述块状元件连接到所述平面主体，使得所述块状元件的相对侧从所述平面主体的所述相对表面向外延伸。

15.根据权利要求13或14所述的搅拌装置，其中所述块状元件包括从所述平面主体的外边缘径向向外延伸的外端。

16.根据权利要求12所述的搅拌装置，其中所述一个或多个保护元件包括所述平面元件，其中所述平面元件相对于所述平面主体倾斜。

17.根据权利要求16所述的搅拌装置，其中所述平面元件朝着所述搅拌装置的旋转方向倾斜。

18.根据权利要求16所述的搅拌装置，其中所述平面元件倾斜离开所述搅拌装置的旋转方向。

19.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌装置，其中所述一个或多个保护元件与所述主体一体地形成。

20.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌装置在搅拌装置组件中的用途。

21.一种用于研磨机主体的搅拌装置组件，其包括根据权利要求1至19中任一项所述的多个搅拌装置，所述多个搅拌装置安装到用于旋转所述搅拌装置的驱动轴。

22.根据权利要求21所述的搅拌装置组件作为研磨机中的磨机叶轮的用途。

23.一种磨机主体，其包括根据权利要求21所述的搅拌装置组件。

24.根据权利要求23所述的磨机主体，其还包括用于接收颗粒材料的入口和用于排出研磨颗粒的出口。

25.一种研磨机，其包括根据权利要求23或24所述的磨机主体。

26.一种用于搅拌研磨机中的颗粒材料和研磨介质的驱动轴组件，其包括驱动轴，和多个保护元件，所述多个保护元件用于使所述颗粒材料和所述研磨介质从所述驱动轴偏转。

27.根据权利要求26所述的驱动轴组件，其中所述保护元件均包括以下的至少一个或多个：突起，长形主体，块状元件，凸缘，齿，平面元件，叶片，桨叶，翅片，板，棒，柱，杆，槽道形元件，V形元件，U形元件，凹口，凹陷，斜坡状元件和楔形元件。

28.根据权利要求26或27所述的驱动轴组件作为研磨机中的磨机叶轮的用途。

29.一种磨机主体，其包括根据权利要求26或27所述的驱动轴组件。

30.根据权利要求29所述的磨机主体，其还包括用于接收颗粒材料的入口和用于排出研磨颗粒的出口。

31.一种研磨机，其包括根据权利要求29或30所述的磨机主体。

32.根据权利要求25或31所述的研磨机，其中所述磨机主体包括从内侧壁延伸的一个或多个壁架，所述一个或多个壁架限定包含所述搅拌装置或所述保护元件的一个或多个室，以及在所述室之间连通的开口。

33.根据权利要求32所述的研磨机，其中所述一个或多个壁架在所述一个或多个搅拌装置或所述保护元件之间交替。

34.一种磨机主体，其包括用于接收颗粒材料的入口，用于排出研磨颗粒的出口和从内侧壁延伸的壁架，所述壁架包括一个或多个保护元件，所述一个或多个保护元件从所述壁架向外延伸以使所述颗粒材料和所述研磨介质从所述壁架偏转。

35.根据权利要求34所述的磨机主体，其中所述一个或多个保护元件从所述壁架径向地延伸。

36.根据权利要求34或35所述的磨机主体，其中所述壁架包括相对表面，并且所述一个或多个保护元件从所述相对表面中的至少一个延伸。

37.根据权利要求36所述的磨机主体，其中所述一个或多个保护元件从所述相对表面的每一个延伸。

38.根据权利要求36或37所述的磨机主体，其中所述一个或多个保护元件与所述相对表面中的至少一个成角度地延伸。

39.根据权利要求34至38中任一项所述的磨机主体，其中有多个所述保护元件，所述保护元件围绕所述壁架间隔开。

40.根据权利要求34至39中任一项所述的磨机主体，其中所述一个或多个保护元件均包括以下的至少一个或多个：突起，长形主体，块状元件，凸缘，齿，平面元件，叶片，桨叶，翅片，板，棒，柱，杆，槽道形元件，V形元件，U形元件，凹口，凹陷，斜坡状元件和楔形元件。

41.根据权利要求40所述的磨机主体，其中所述一个或多个保护元件包括所述块状元件。

42.一种研磨机，其包括根据权利要求34至40中任一项所述的磨机主体和搅拌装置组件，所述搅拌装置组件具有多个搅拌装置，所述多个搅拌装置安装到用于旋转所述搅拌装置的驱动轴。

43.根据权利要求25、31至33和42中任一项所述的研磨机，其中所述磨机主体水平地布置在所述磨机中。

44.根据权利要求25、31至33和42中任一项所述的研磨机，其中所述磨机主体竖直地布置在所述磨机中。

45.根据权利要求25、31至33和42至44中任一项所述的研磨机，其中所述研磨机用于研磨包括矿石颗粒的颗粒材料。

46.根据权利要求45所述的研磨机，其中所述矿石颗粒包括以下的至少一种：铁，石英，铜，镍，锌，铅，金，银，铂，钨，铬，硅，及其组合。

47.根据权利要求25、31至33和42至44中任一项所述的研磨机，其中所述研磨机用于研磨颗粒材料，所述颗粒材料包括以下的至少一种：混凝土，水泥，可回收材料，玻璃，陶瓷，电子器件，金属，食品，涂料颜料，磨料和药物。

48.根据权利要求24至33和42至47中任一项所述的研磨机，其中所述研磨机是细磨机。

49.根据权利要求48所述的研磨机，其中所述细磨机具有10至70kWhr/t的功耗，并且优选为30kWhr/t。

50.一种在具有磨机主体和用于旋转所述磨机主体内的多个搅拌装置的驱动轴的类型的研磨机中研磨颗粒材料的方法，所述方法包括：

将研磨介质引入所述磨机主体中；

通过入口引入所述颗粒材料；以及

操作所述驱动轴以旋转所述磨机主体内的所述搅拌装置；

其中所述搅拌装置的所述旋转引起所述磨机主体内的所述颗粒材料的旋转流动以抵靠所述研磨介质研磨所述颗粒材料以产生更小尺寸的颗粒；并且

其中一个或多个保护元件使所述颗粒材料和所述研磨介质偏转离开所述搅拌装置。

51.根据权利要求50所述的方法，其还包括产生围绕所述搅拌装置的区域，在所述区域中所述研磨介质被保持并且移动离开所述搅拌装置。

52.根据权利要求50或51所述的方法，其还包括将所述一个或多个保护元件邻近所述搅拌装置定位。

53.根据权利要求50至52中任一项所述的方法，其还包括与所述搅拌装置的旋转方向成角度地布置所述一个或多个保护元件。

54.根据权利要求50至52中任一项所述的方法，其中所述一个或多个保护元件包括偏转表面，所述方法包括与所述搅拌装置的旋转方向成角度地布置所述偏转表面。

55.根据权利要求53或54所述的方法，其中所述角度在10°至170°，优选20°至160°，优选30°至150°，优选40°至130°，优选50°至120°，优选60°至110°，更优选70°至100°，更加优选80°至95°，最优选85°至90°的范围内。

56.一种在具有磨机主体和驱动轴组件的类型的研磨机中研磨颗粒材料的方法，所述驱动轴组件包括从驱动轴延伸的多个保护元件，所述方法包括：

将研磨介质引入所述磨机主体中；

通过入口引入所述颗粒材料；以及

操作所述驱动轴以旋转所述磨机主体内的所述驱动轴组件；

其中所述驱动轴组件的所述旋转引起所述磨机主体内的所述颗粒材料的旋转流动以抵靠所述研磨介质研磨所述颗粒材料以产生更小尺寸的颗粒；并且

其中所述保护元件使所述颗粒材料和所述研磨介质偏转离开所述驱动轴。

57.根据权利要求50至56中任一项所述的方法，其中所述颗粒材料包括矿物颗粒，其具有30μm至4000μm，优选35μm至3000μm，优选40μm至2000μm，优选45μm至1500μm，更加优选50μm至1000μm，优选60μm至750μm，进一步优选65μm至500μm，进一步更优选70μm至400μm，更加优选75μm至300μm，最优选80μm至200μm的F80。

58.根据权利要求50至57中任一项所述的方法，其中所述颗粒材料包括矿物颗粒，并且所述更小尺寸的颗粒包括更小尺寸的矿物颗粒，其具有0.1μm至1000μm，优选0.25μm至750μm，优选0.3μm至500μm，优选0.4μm至400μm，优选0.5μm至300μm，优选0.6μm至250μm，优选0.7μm至200μm，进一步优选0.75μm至150μm，进一步更优选0.8μm至100μm，更加优选0.9μm至75μm，最优选1μm至50μm的P80。

59.根据权利要求57或58所述的方法，其中所述矿物颗粒是具有至少2,000kg/m³的密度的矿石颗粒。