CN110681453A - 一种大瓦气冷式球磨机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大瓦气冷式球磨机，属于矿用的破碎磨粉技术，具体涉及用圆筒形磨碎机技术领域。本发明在大瓦罩上安装空气冷却装置，其原理是把常温空气或降温冷空气通过进风口强制鼓风进入主轴及大瓦瓦腔内，增加冷空气与大瓦、大瓦座以及油液的换热接触面积，并将其热气强制排出，从而降低大瓦密闭空间的温度，进而达到冷却大瓦目的。

Description

一种大瓦气冷式球磨机

技术领域

本发明涉及矿用的破碎磨粉技术，具体涉及用圆筒形磨碎机技术领域，特别是一种大瓦气冷式球磨机。

背景技术

原料工序为氧化铝生产系统主要工序之一，配置有多组球磨机，主要是研磨出合格的矿浆送往溶出作业。

磨机为大型重载旋转设备，工作状态时重约300吨，由安装于筒体两端的滑动轴承(下称大瓦)支承。运转时发热量大，设备主机厂配置润滑油站作为润滑和冷却大瓦温度使用。并且，大瓦原设计的冷却方式还有环管水冷方式，环管镶嵌在巴式合金大瓦内。此冷却方式存在如下问题：由于设计环管管径只有15mm，工厂用的自来水水质未经软化处理，极易在环管内结垢造成堵塞，且无法疏通，水冷装置完全失效。虽经润滑油冷却，但大瓦罩内仍然存在大量热量无法散去。磨机平均每个月因大瓦温度达到最高设定值65℃跳停次数达4次，尤其是夏季更频繁，频繁的跳停开停磨，造成无法稳定配矿,指标波动较大，且严重影响了正常的生产。

发明内容

本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种大瓦气冷式球磨机，采用一种新的冷却技术，主要应用于磨机进、出端大瓦中空轴风冷处理，可有效降低大瓦和主轴温度，达到磨机长时间稳定运行的效果。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种大瓦气冷式球磨机，包括机架和设置于机架上球磨机本体，球磨机本体包括筒体、轴承组件、传动组件、驱动电机及空气冷却装置，筒体两端分别通过轴承组件安装在机架上，轴承组件包括大瓦、大瓦座及大瓦罩，大瓦罩内设置有瓦腔，大瓦及大瓦座设置于瓦腔内，且大瓦设置于大瓦座上，筒体主轴贯穿大瓦罩两端并设置于大瓦上，驱动电机通过传动组件驱动筒体旋转；空气冷却装置包括送风机构和通风管，大瓦罩下部两侧分别设置有连通瓦腔的进风口部，大瓦罩上部设置有连通瓦腔的出风口部，送风机构通过通风管连接至进风口部；送风机构运行向瓦腔送风，风经进风口部朝向筒体主轴方向吹。

作为一选项，还包括净化器，其设置于送风机构的进风侧，以对进风进行过滤净化。作为一选项，送风机构为输送自然风的风机或可输送冷风的空调系统。如此，可实现对瓦腔送风散热并对风进行过滤净化，还可基于空调系统进行降温输出冷风以加强散热效果。

作为一选项，还包括油膜散热机构，油膜散热机构包括喷油件、循环管和循环泵，喷油件设置于大瓦罩瓦腔内顶部，循环泵进口端通过循环管连接至位于瓦腔底部的油液池，循环泵出口端通过循环管连接至喷油件进口端；循环泵运行向喷油件输送油液，喷油件出口端输出多层呈幕布状的油液。如此，增加油液面的换热面积，提高换热降温效果；当气体比油液温度低可降低油液温度，当气体比油液温度高时可降低气体温度。

优选的，喷油件输出的油液落在筒体主轴外壁面上，且油液幕布所在面与筒体主轴外壁面相交线平行于筒体主轴轴线。沿着主轴轴线均匀分布淋液点，可对主轴均匀降温。

作为一选项，还包括换热器，换热器与循环泵组成对其内油液进行降温的制冷系统。

作为一选项，大瓦罩进风口部设置有2个以上喷嘴，2个以上喷嘴沿筒体主轴轴线延伸方向均匀排列布置；风经进风口部进入喷嘴后进入瓦腔并朝向筒体主轴方向喷射，且风能够吹掉筒体主轴外壁面油液形成吹掉油液区域。优选的，筒体主轴两侧均配置有吹掉油液区域，且，一层油液幕布与主轴外壁面相交位置位于吹掉油液区域上方以将油液重新淋在旋转的主轴外壁面吹掉油液区域上。如此，可将主轴外壁面高温油液吹掉，使得主轴外壁面与低温油液直接接触，加强换热效率。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1.本发明在大瓦罩上安装空气冷却装置，其原理是把常温空气或降温冷空气通过进风口强制鼓风进入主轴及大瓦瓦腔内，增加冷空气与大瓦、大瓦座以及油液的换热接触面积，并将其热气强制排出，从而降低大瓦密闭空间的温度，进而达到冷却大瓦目的。

2.本发明将进油方式改为多层膜状后，可增加约5倍换热面积，降温效果突出，同比可降温15℃左右。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的大瓦罩内部结构示意图。

图3是本发明的大瓦罩横截面结构示意图。

附图中，1-给料器，2-进料端，21-出料端，3-大瓦罩I，31-大瓦罩II，4-筒体，41-主轴，5-大齿轮，6-小齿轮，7-减速器，8-联轴节，9-驱动电机，10-空气冷却装置，11-大瓦，111-大瓦座，101-进风口部，102-出风口部，200-油液幕布，201-油液池液面。

具体实施方式

以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。

实施例1

如图1-3所示，一种大瓦气冷式球磨机，包括机架和设置于机架上球磨机本体，球磨机本体包括筒体4、轴承组件、传动组件、驱动电机9及空气冷却装置10，筒体两端分别通过轴承组件安装在机架上，轴承组件包括大瓦11、大瓦座111及大瓦罩(大瓦罩I 3和大瓦罩II 31)，大瓦罩内设置有瓦腔，大瓦及大瓦座设置于瓦腔内，且大瓦设置于大瓦座上，筒体主轴41贯穿大瓦罩两端并设置于大瓦上，驱动电机9通过传动组件驱动筒体4旋转；空气冷却装置10包括送风机构和通风管，大瓦罩下部两侧分别设置有连通瓦腔的进风口部101，大瓦罩上部设置有连通瓦腔的出风口部102，送风机构通过通风管连接至进风口部101；送风机构运行向瓦腔送风，风经进风口部朝向筒体主轴方向吹。

其中，大瓦罩瓦腔内底部设置有油液池，油液起润滑及降温作用。传动组件包括大齿轮5及小齿轮6，大齿轮设置于筒体一端并与小齿轮咬合连接，驱动电机9经联轴节8及减速器7带动小齿轮转动，进而驱动筒体旋转。机架包括配置于小齿轮、联轴节及减速器的过桥轴承座及其下方的支撑座。筒体、机架及驱动电机驱动连接等均采用现有技术，此处不再敖述。

送风机构为输送自然风(常温空气)的风机，如鼓风机。当然，送风机构还可为可输送冷风的空调系统，可基于空调系统进行降温输出冷风以加强散热效果。风机及空调系统及其连接均采用现有技术，此处不再敖述。

进风口部进风方向与油池液面成0-30°的夹角，典型如0°、10°、20°。

在一优选实例中，出风口部位于大瓦罩上部正中心位置，使得两侧进风口至出风口的行程相等，利于瓦腔内温度分布均匀。

在一优选实例中，还包括净化器，其设置于送风机构的进风侧，以对进风进行过滤净化。如此，可实现对瓦腔送风散热并对风进行过滤净化。净化器及其连接均采用现有技术，此处不再敖述。

如上述，该球磨机在大瓦罩上安装空气冷却装置，其原理是把常温空气或降温冷空气通过进风口强制鼓风进入主轴及大瓦瓦腔内，并将其热气强制排出，从而降低大瓦密闭空间的温度，达到冷却大瓦目的，达到降温效果。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例2还包括油膜散热特征，具体如下。

参见图2-3，该球磨机还包括油膜散热机构，油膜散热机构包括喷油件、循环管和循环泵，喷油件设置于大瓦罩瓦腔内顶部，循环泵进口端通过循环管连接至位于瓦腔底部的油液池，循环泵出口端通过循环管连接至喷油件进口端；循环泵运行向喷油件输送油液，喷油件出口端输出多层呈幕布状的油液。

其中，喷油件为一喷油管，且在喷油管外壁面设置有沿其轴线方向延伸的长条形开口，以输出多层呈膜状或幕布状的油液幕布200。其中，开口竖直朝下，油液竖直下落，油液幕布即为类似平面状；当开口在竖直朝下与水平朝外之间，油液呈向外抛物下落，油液幕布呈类似抛物面状。循环泵及其连接采用现有技术，此处不再敖述。

如此，可增加油液面的换热面积，提高换热降温效果；当气体比油液温度低可降低油液温度，当气体比油液温度高时可降低气体温度，利于降低瓦腔温度。

在一优选实例中，还包括换热器，换热器与循环泵组成对其内油液进行降温的制冷系统。当空气冷却装置输入冷气的散热效果足够时，可省去此对油液的制冷系统。换热器及其制冷系统均采用现有技术，此处不再敖述。

在一优选实例中，参见图2，喷油管长条形开口呈一字形排列，以作为通风道，避免油液幕布遮挡风道而影响其落点。

在一优选实例中，参见图3，其中均匀布置有多列油液幕布，每列油液幕布中，喷油件输出的油液落在筒体主轴外壁面上，且油液幕布所在面与筒体主轴外壁面相交线平行于筒体主轴轴线。沿着主轴轴线均匀分布淋液点，可对主轴均匀降温。

实施例3

在实施例1或2的基础上，本实施例3还包括吹掉主轴外壁面高温油液特征，具体如下。

参见图3，大瓦罩进风口部设置有2个以上喷嘴，2个以上喷嘴沿筒体主轴轴线延伸方向均匀排列布置；风经进风口部进入喷嘴后进入瓦腔并朝向筒体主轴方向喷射，且风能够吹掉筒体主轴外壁面油液形成吹掉油液区域a1和a2。其中喷嘴为喷气嘴，其采用现有技术，此处不再敖述。

优选的，筒体主轴两侧均配置有吹掉油液区域，且，其中一层油液幕布2001与主轴外壁面相交位置位于吹掉油液区域a2上方以将油液重新淋在旋转的主轴外壁面吹掉油液区域上。

油液与主轴外壁接触一段时间后温度升高，其换热效率将下降。如上述，可将主轴外壁面高温油液吹掉，使得主轴外壁面与低温油液直接接触，加强换热效率。

参见前述实施例2，下述将给出球磨机改造试验。

一、对球磨机进行整改措施：

1、就近配置一台空气冷却装置，在大瓦罩两侧增加进出风口通道；

2、空气冷却装置使用增压风机作动力源，配置活性炭、空气滤清器对空气进行净化、干燥处理，空气温度小于30℃，风量为5100m3/h；

3、制造油膜装置，将油池原柱状进油方式改为多层油膜方式，相对于柱状进油油面，增加5倍与空气换热面积，提高换热效率。

二、试验结果：

1、效果：

(1)增加冷空气与大瓦主轴、主轴承、主轴承座以及油液的换热接触面积。

(2)空气进出通道安装的活性炭、空气滤清器可过滤杂质、吸附因冷凝作用进入油液的水分，起到冷却、干燥油液作用。

(3)降温效果突出，同比可降温15℃左右，大瓦温度可维持在55℃左右。

2、直接经济效益：

(1)根据统计，磨机每次跳停，磨机不备用时间大概两小时，每年因超温跳停约四十次。

每组磨机每次跳停减少的下矿量为110t/h*2h＝220t

每组磨机每年跳停减少的下矿量为220t*40次＝8800t

按以上条件来计算，跳停的磨机一年减少的理论AO产量为:8800T*50％*93％＝2861.78吨

一年减产氧化铝产值：2861.78*2550＝729.75万元(氧化铝价格按2550/吨)

(2)经过技改后，磨机未因大瓦温度高而跳停，从而确保了磨机的连续稳定运行。

磨机备用率：100％

2、间接效益：

保证了磨机系统的稳定运行，减少了员工开停磨的工作量和指标波动，避免了磨机跳停对磨机轴瓦和主电机的物理伤害，同时有利于氧化铝生产平稳运行。

3、社会效益：

此技改投用后磨房运行平稳，磨机大瓦冷却效果显著，可以广泛于氧化铝行业的磨机系统中。

需要指出的是，上述各部件连接方式可根据场景采用焊接或螺栓连接等现有技术。

需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明和例证，但这些描述并非用以限定本发明所要求保护范围，凡本发明所提示的技术教导下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利保护范围。

Claims (8)

1.一种大瓦气冷式球磨机，包括机架和设置于机架上球磨机本体，所述球磨机本体包括筒体、轴承组件、传动组件及驱动电机，所述筒体两端分别通过轴承组件安装在机架上，所述轴承组件包括大瓦、大瓦座及大瓦罩，所述大瓦罩内设置有瓦腔，大瓦及大瓦座设置于瓦腔内，且大瓦设置于大瓦座上，所述筒体主轴贯穿大瓦罩两端并设置于大瓦上，所述驱动电机通过传动组件驱动筒体旋转，其特征在于：还包括空气冷却装置，所述空气冷却装置包括送风机构和通风管，所述大瓦罩下部两侧分别设置有连通瓦腔的进风口部，所述大瓦罩上部设置有连通瓦腔的出风口部，所述送风机构通过通风管连接至进风口部；所述送风机构运行向瓦腔送风，风经进风口部朝向筒体主轴方向吹。

2.根据权利要求1所述的一种大瓦气冷式球磨机，其特征在于：还包括净化器，其设置于送风机构的进风侧，以对进风进行过滤净化。

3.根据权利要求2所述的一种大瓦气冷式球磨机，其特征在于：所述送风机构为输送自然风的风机或可输送冷风的空调系统。

4.根据权利要求1所述的一种大瓦气冷式球磨机，其特征在于：还包括油膜散热机构，油膜散热机构包括喷油件、循环管和循环泵，喷油件设置于大瓦罩瓦腔内顶部，循环泵进口端通过循环管连接至位于瓦腔底部的油液池，循环泵出口端通过循环管连接至喷油件进口端；循环泵运行向喷油件输送油液，喷油件出口端输出多层呈幕布状的油液。

5.根据权利要求4所述的一种大瓦气冷式球磨机，其特征在于：所述喷油件输出的油液落在筒体主轴外壁面上，且油液幕布所在面与筒体主轴外壁面相交线平行于筒体主轴轴线。

6.根据权利要求4所述的一种大瓦气冷式球磨机，其特征在于：还包括换热器，换热器与循环泵组成对其内油液进行降温的制冷系统。

7.根据权利要求1所述的一种大瓦气冷式球磨机，其特征在于：所述大瓦罩进风口部设置有2个以上喷嘴，2个以上喷嘴沿筒体主轴轴线延伸方向均匀排列布置；风经进风口部进入喷嘴后进入瓦腔并朝向筒体主轴方向喷射，且风能够吹掉筒体主轴外壁面油液形成吹掉油液区域。

8.根据权利要求7所述的一种大瓦气冷式球磨机，其特征在于：所述筒体主轴两侧均配置有吹掉油液区域，且，一层油液幕布与主轴外壁面相交位置位于吹掉油液区域上方以将油液重新淋在旋转的主轴外壁面吹掉油液区域上。

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