CN112996602B

CN112996602B - 研磨机

Info

Publication number: CN112996602B
Application number: CN201980068894.9A
Authority: CN
Inventors: N·格伦; B·伯杰; D·博尔迪; K·温瑟; B·霍尔沙根
Original assignee: Metso Outotec Finland Oy
Current assignee: Metso Finland Oy
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2019-04-23
Publication date: 2022-09-20
Anticipated expiration: 2039-04-23
Also published as: AU2019360006B2; CN112996602A; EA202191064A1; BR112021007358A2; US20200122155A1; MX2021004493A; CA3116842C; CA3116842A1; WO2020079323A1; US10967384B2; EP3866980A1; AU2019360006A1; EP3866980A4; CL2021000945A1; BR112021007358B1

Abstract

一种开放式研磨机(1)，包括滚筒(2)，滚筒(2)包括圆柱形壳体(3)，其中，在研磨机(1)的使用状态，该滚筒的纵向轴线(4)被布置在基本水平状态。滚筒(2)包括位于壳体的进料端处的第一端(5)，和位于壳体的出料端处的第二端(6)。研磨机还包括轴承(8)和支撑结构(9)，该轴承在第二端处支撑滚筒，该支撑结构将滚筒(2)连接到轴承(8)。支撑结构被构造成提供位于壳体的外部的壁，从而壳体和支撑结构提供双壁结构，该双壁结构将轴承与滚筒的内部分离。

Description

研磨机

技术领域

本发明涉及研磨机，更具体地涉及开放式研磨机。

背景技术

研磨机，特别是半自磨机和自磨机，依靠其自身能力来产生对矿石装料的冲击破碎并将研磨物料通过出料浆提升机(discharge pulp lifter)运送出磨机。通常随着磨机的直径和流速增加，出料装置会以限制物料输送速度和研磨效率的方式限制磨机的性能。这是因为无法通过篦和浆提升机输送研磨物料，所以由于浆料回流/短回旋(flow back/short circuiting)和交叉(carry over)而限制了输送速度。这种磨机流速限制的影响导致磨机性能(产品尺寸)的降低，这是由于所产生的浆料池耗散了冲击装料底部的球体/矿石的能量。

尽管开放式磨机可以通过免除对浆提升机的需求，使得浆料可以无阻碍地流过篦并流出磨机来提供这个问题的解决方案。然而，这种方法仅限于非常小的研磨机，这是因为随着磨机直径和装载负荷的不断增加，开放式设计的刚度不足以支撑具有离散轴承支撑点的轴颈。

为了在轴颈处获得可接受的挠度(deflection)，壳支撑式磨机(shell supportedmill)通常具有支撑轴颈的顶板，在顶板和轴颈之间有大的复合对接焊缝(compound buttweld)。这是磨机上的最高应力点，因此焊缝必须非常大，以便于在几何过渡处形成平滑的半径以将应力降至最低。由于焊接材料的体积，这种连接可能由于焊接缺陷或残余应力的存在，出现可靠性可能会降低的问题。因此，与已知的开放式研磨机相关的问题之一是，在发生故障的情况下存在这样一种风险，即来自支撑研磨机滚筒的轴承的油有可能与待研磨物料接触，从而导致材料的污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的研磨机。本发明的目的是通过一种研磨机来实现的，该研磨机的特征在独立权利要求中陈述。在从属权利要求中公开了一些优选实施例。

本发明基于一种理念，即，即使在故障期间也防止研磨机滚筒的内部和轴承中的油之间形成连续的路径。

该研磨机的优点是有效地防止了待研磨物料的污染。

附图说明

在下文中，将参考附图，通过优选实施例对本发明进行更详细的描述，其中：

图1示意性示出了从一侧看到的研磨机；

图2示意性示出了从第二端看到的研磨机；

图3在沿壳体和支撑结构的周边的两个横截面处示意性示出了壳体和支撑结构的实施例的细节。

图4在沿壳体和支撑结构的周边的三个横截面处示意性示出了壳体和支撑结构的另一实施例的细节；

图5在沿壳体和支撑结构的周边的三个横截面处示意性示出了壳体和支撑结构的第三实施例的细节；

图6示意性示出了壳体和支撑结构的实施例；

图7示意性示出了壳体和支撑结构的另一实施例；以及

图8示意性示出了壳体和支撑结构的第三实施例。

附图仅旨在说明本说明书和实施例中描述的主要原理。为了清楚起见，附图未按比例显示，并且图中未对所有的类似特征都进行标记。

具体实施方式

图1示意性示出了研磨机1。图2示意性示出了从第二端6(换言之，研磨机的出料端)看到的研磨机1。图1和图2仅示出了研磨机1的一些特征，这些特征有助于理解当前的解决方案。对于本领域技术人员来说，显而易见，研磨机可以并且通常包括其他特征。

研磨机1(例如图1中的研磨机)包括滚筒2，该滚筒包括圆柱形壳体3。在当前的解决方案的研磨机1中，在研磨机1的使用状态(use position，使用位置)，滚筒2的纵向轴线4被布置在基本水平状态(horizontal position，水平位置)。滚筒的纵向轴线4是指沿着壳体3的中心线从圆柱形壳体的一端延伸到另一端的轴线。水平状态是指纵向轴线4在基本水平方向上延伸。换言之，纵向轴线4在更接近水平方向而不是竖直方向的方向上延伸。使用状态是指当研磨机1在生产环境中被用来进行研磨(例如矿石研磨)时所处的状态。

滚筒2包括位于壳体的进料端处的第一端5和位于壳体的出料端处的第二端6。进料端是指待研磨物料被送入滚筒的那一端。出料端是指研磨后的物料从滚筒中被排出的那一端。在湿磨应用中，包括研磨物料和可能的液体的被排出物料在该应用中也被称为浆料(slurry)。

研磨机1可以执行多种加工任务，其包括但不限于球磨机、砾磨机(pebble mill)、自磨机(AG磨机)或半自磨机(SAG磨机)。此类磨机的工作原理是已知的，在本说明书中不作更详细的解释。

根据实施例，壳体3可以至少在第二端6处，由至少两个壳体区段3a、3b、3c、3d形成，这些壳体区段是沿滚筒2的横向方向被分割的(split，被分开的)。换言之，至少壳体3最靠近第二端6的部分由这种壳体区段3a、3b、3c、3d形成。壳体3最靠近第二端6的部分由例如2至8个这种壳体区段3a、3b、3c、3d形成，例如如图2中由8个区段形成或如图6中由4个壳体区段形成。换言之，壳体3最靠近第二端6的部分可以包括在2至8个区段范围内的壳体区段。滚筒2的横向方向是指横向于滚筒的纵向轴线4的平面。壳体3的圆柱形沿滚筒的横向方向被分割是指壳体3沿从滚筒的纵向轴线4朝向壳体2的外周径向延伸的方向被分割成若干区段。因此，当被附接在一起时，壳体区段3a、3b、3c、3d形成圆柱形。根据实施例，壳体区段3a、3b、3c、3d可以是对称的，由此壳体3被分成尺寸相等的壳体区段，或者可以是不对称的，由此壳体区段可以是不同尺寸的。这是有利的，因为与壳体由一个管状部件组成的情况相比，被运送到研磨现场的部件可以被制成得更小，并且因此可以更易于操作和运输。对于较大的研磨机，换言之，对于具有较大直径滚筒的研磨机，这是特别有利的。在某些情况下，制造和运输要求甚至可能限制研磨机的最大尺寸，因为非常大的壳体可能过大而无法制造或无法运输到现场。

根据实施例，壳体3也可以沿滚筒的纵向方向(换言之，沿滚筒的纵向轴线4的方向)被分成区段3'、3”、3”'。所有这些区段、或者至少最靠近第二端6的那个区段可以由壳体区段3a、3b、3c、3d形成。因此，壳体区段3'、3”、3”'中的每个形成圆柱形，并且这些壳体区段沿滚筒的纵向轴线4的方向彼此相邻地附接。

研磨机1还包括轴承8，其在第二端6处支撑滚筒2。轴承8可以包括任何适合类型的轴承，例如滚动轴承(roller bearing)、静压轴承(hydrostatic bearing)、流体动压轴承(hydrodynamic bearing)、或滚珠轴承(ball bearing)。应当注意的是，研磨机1也可以具有支撑滚筒2和/或研磨机1的其他部件的附加轴承。用于支撑研磨机的滚筒的此类轴承8被已知为此类轴承，不作更详细的说明。

根据实施例，研磨机1还包括支撑结构9，用于将滚筒2连接到轴承8。支撑结构9可以设置在壳体3的外部，换言之，在研磨机的芯部或研磨机的体积(待研磨物料在该处提供)的外部。因此，支撑结构9可以提供位于壳体3的外部的壁，由此壳体3和支撑结构9提供将轴承8与滚筒2的内部分离的双壁结构(double-wall structure)。换言之，壳体3在轴承8和滚筒2的内部之间形成一个壁，支撑结构9在轴承8和滚筒2的内部之间形成第二壁。这种在轴承8和滚筒2的壳体3的内部(待研磨物料在该处提供)之间的双壁结构有效地将轴承中的油与待研磨物料(例如浆料)彼此分离。由于双壁结构将轴承8与滚筒2的内部分离，因此轴承和待研磨物料之间没有连续的路径。

根据实施例，支撑结构9可以由至少两个支撑结构区段9a、9b、9c、9d形成，这些支撑结构区段是沿滚筒2的横向方向被分割的。换言之，支撑结构9可以按照与壳体3被分割成壳体区段3a、3b、3c、3d类似的方式和方向，被分割成若干区段。这意味着，当被附接在一起时，支撑结构区段9a、9b、9c、9d形成圆形和/或圆柱形结构。

根据该实施例，支撑结构区段9a、9b、9c、9d的数量可以处在2至8个支撑结构区段的范围内，例如如图6中的4个支撑结构区段。根据该实施例，支撑结构区段的数量可以与壳体区段的数量相等，或者可以与壳体区段的数量不同。

根据实施例，壳体3和支撑结构9在第二端6处，按照壳体区段的分割从支撑结构区段的分割处被转位(indexed，分度)的方式而彼此附接。壳体区段的分割从支撑结构区段的分割处被转位是指与支撑结构区段的分割相比，壳体区段的分割(换言之，连接这些区段的表面)沿滚筒2的周边12被布置在不同的位置处。换言之，支撑结构区段的分割和壳体区段的分割不在壳体3的周边的任何位置对准。这是特别有利的，因为这使得壳体和支撑结构能够由多个区段来形成，换言之，能够使用与非分割结构相比具有更容易制造和运输的尺寸的多个部件来制成较大的研磨机，而无需牺牲轴承8和壳体3的内部之间的密封。这是因为没有从轴承表面延伸到滚筒的内部(interior)的分割，例如在传统解决方案中，支撑结构被形成为壳体和/或滚筒的一部分，并且可能的分割从轴承延伸到滚筒的体积。

根据实施例，支撑结构9包括轴颈(journal)，该轴颈为支撑研磨机的滚筒的轴承提供相对表面(counter surface)。图3至图5示出了支撑结构的几何形状的一些实施例，其中支撑结构可以优选地包括轴颈。

图3在沿壳体和支撑结构的周边的两个横截面处示意性示出了壳体3和支撑结构的实施例的细节。更具体地，顶部的附图示出了在壳体区段的分割处的横截面，底部的附图示出了在支撑结构区段的分割处的横截面。在这个实施例中，支撑结构9具有T形横截面。换言之，支撑结构包括径向部13和纵向部14，径向部13沿支撑结构9的径向方向延伸，并从而沿滚筒2的径向方向延伸，纵向部14沿支撑结构9的纵向方向延伸，并从而沿滚筒2的纵向方向延伸。因此，支撑结构9的纵向部14形成环状或环形区段状结构，为轴承8提供相对表面15。在图3至图8中未示出轴承8，但它被构造成与相对表面15接触。另一方面，支撑结构9的径向部13从纵向部14的中间部分沿滚筒的径向方向朝向壳体3延伸，更具体地，朝向滚筒的纵向轴线4延伸。因此，纵向部14和径向部13形成T形横截面。这种轴颈也可以被称为骑环(riding ring)。

图4在沿壳体和支撑结构的周边的三个横截面处示意性示出了壳体和支撑结构的另一实施例的细节。更具体地，顶部的附图示出了在壳体区段的分割处的横截面，底部的附图示出了在支撑结构区段的分割处的横截面。中间的附图示出了沿壳体和支撑结构的周边的第三横截面。在这个实施例中，支撑结构9具有Y形横截面。换言之，支撑结构9包括纵向部14，其沿支撑结构9的纵向方向延伸，并从而沿滚筒2的纵向方向延伸。因此，支撑结构9的纵向部14形成环状或环形区段状结构，为轴承8提供相对表面15。支撑结构9还包括这样的支撑结构：该支撑结构包括径向部13，其沿支撑结构9的径向方向延伸，并从而沿滚筒2的径向方向延伸。径向部13按照使得径向部13和倾斜部(angled part，成角度的部分)22形成三角形横截面的方式，通过两个倾斜部22被连接到纵向部14。支撑结构9的径向部13连接倾斜部22，并且从倾斜部22的内端16朝向滚筒的纵向轴线4、沿滚筒的径向方向延伸。径向部13优选地位于距离纵向部14的边缘基本相等的距离处，使得径向部13、倾斜部22和纵向部14形成基本对称的横截面。支撑结构9还优选地包括位于纵向部14的每个边缘处的第二凸缘17，该第二凸缘至少从纵向部的外表面向外延伸。纵向部的外表面是为轴承8提供相对表面15的表面。因此，第二凸缘17可以彼此平行，并且也可以与径向部13平行。

图5在沿壳体和支撑结构的周边的三个横截面处示意性示出了壳体和支撑结构的第三实施例的细节。更具体地，顶部的附图示出了在壳体区段的分割处的横截面，底部的附图示出了在支撑结构区段的分割处的横截面。中间的附图示出了沿壳体和支撑结构的周边的第三横截面。在这个实施例中，支撑结构9具有H形或半H形横截面。换言之，支撑结构9包括纵向部14，其沿支撑结构9的纵向方向延伸，并从而沿滚筒2的纵向方向延伸。因此，支撑结构9的纵向部14形成环状或环形区段状结构，为轴承8提供相对表面15。支撑结构9还包括径向部13，其沿支撑结构9的径向方向延伸，并从而沿滚筒2的径向方向延伸。径向部13在纵向部14的边缘(该边缘被定向至远离滚筒2)处被连接到纵向部14，并且沿滚筒的径向方向向内朝向滚筒的纵向轴线4和向外远离滚筒的纵向轴线4延伸。换言之，径向部13从纵向部14沿径向方向向内和向外延伸。支撑结构9还包括位于纵向部14的边缘(该边缘被定向至朝向滚筒2)处的第二凸缘17，该第二凸缘至少从纵向部的外表面向外延伸，形成支撑部9的半H形横截面。该纵向部的外表面是为轴承8提供相对表面15的表面。第二凸缘17也可以从纵向部14向内延伸，形成支撑部9的H形横截面。因此，第二凸缘17和径向部13可以设置在纵向部14的相对边缘处，并且彼此平行。

根据实施例，支撑结构区段9a、9b、9c、9d可以按照支撑结构9的纵向部14在其长度上沿滚筒2的纵向轴线4的方向被充分支撑的方式，被安装到彼此。换言之，支撑结构区段9a、9b、9c、9d可以按照沿纵向部14的区域不存在未被支撑的长度的方式，被安装到彼此。根据实施例，这是按照螺栓基本沿支撑结构的纵向部14的整个长度(例如轴颈)沿滚筒2的纵向方向(换言之，沿滚筒2的纵向轴线4的方向)被设置的方式，通过使用螺栓21将相邻的支撑结构区段彼此安装来实现的。因此，在图3至图5中，纵向部14的这一长度沿与用于轴承的相对表面15相同的方向延伸。

图6示意性示出了壳体和支撑结构的实施例，其中支撑结构的横截面与图3中的实施例的支撑结构的横截面类似。图7示意性示出了壳体和支撑结构的另一实施例，其中支撑结构的横截面与图4中的实施例的支撑结构的横截面类似。图8示意性示出了壳体和支撑结构的第三实施例，其中支撑结构的横截面与图5中的实施例的支撑结构的横截面类似。图3至图8中的支撑结构的横截面仅作为选定的实施例示出，并且支撑结构9的横截面可以在说明书中和权利要求中所述的范围内与附图中所示的支撑结构的横截面不同。

根据权利要求，支撑结构9可以包括铸造结构。根据另一个实施例，支撑结构9可以包括装配式结构(fabricated structure)。

根据实施例，支撑结构9可以包括球墨铸铁(spheroidal graphite iron)。根据其他实施例，支撑结构9可以包括铸钢(cast steel)、装配钢(fabricated steel)或一些其他合适的材料。

根据实施例，支撑结构9可以能够拆除地附接到壳体3。例如支撑结构9可以通过螺栓或其他适于将金属结构彼此能够拆除地附接的安装设备，能够拆除地附接到壳体3。根据其他实施例，支撑结构9可以例如通过焊接或适于将金属结构彼此固定地附接的类似方式，固定地附接到壳体3。

根据实施例，壳体3可以包括第一凸缘7，第一凸缘7在第二端6处沿壳体的径向方向延伸。根据该实施例，支撑结构9可以能够拆除地或固定地附接到第一凸缘7。

根据实施例，研磨机1可以为开放式研磨机。开放式研磨机是指不具有出料耳轴(discharge trunnion)、用于将研磨物料提升到出料耳轴的浆提升机(pulp lifter)、或固体出料顶板(solid discharge head plate)的研磨机。开放式研磨机可以包括出料篦19，来替代出料耳轴、浆提升机和实心出料顶板，因而研磨物料通过出料篦19被排出。在完全开放式研磨机中，无需提升研磨物料即可将其排出。根据另一个实施例，开放式研磨机1可以包括位于出料端的局部顶板20。此类研磨机也可以被称为半开放式研磨机。半开放式研磨机可以类似于全开放式研磨机，但它具有位于壳体出料端处的局部顶板20，局部顶板20部分地从壳体3的第二端朝向滚筒的纵向轴线4延伸，但不具有出料耳轴，也没有传统的浆提升机。位于壳体3的出料端的局部顶板20可以从壳体3朝向滚筒的纵向轴线4延伸一定的距离，该距离优选地小于壳体半径23的长度的50％、更优选地小于壳体半径23的长度的30％且最优选地小于壳体半径23的长度的15％。从局部顶板20的内边缘朝向滚筒2的纵向轴线4延伸的滚筒2的第二端6的区域可以包括出料口11。该出料口可以设置有出料篦19。在两种类型的开放式研磨机中，换言之，在全开放式研磨机和半开放式研磨机中，研磨物料可以从出料篦19直接排出到大气中。

支撑结构9可参与壳体3和轴承8之间的密封，以防止壳体中的浆料和轴承中的油彼此接触。支撑结构可以被构造成防止在轴承和壳体的内部之间形成连续的路径。这可以通过由支撑结构提供的双壁结构和/或通过将壳体区段和支撑结构区段的分割转位来实现。此外，在说明书和附图中描述的实施例中，支撑结构中的分割不延伸到滚筒的体积，换言之，壳体的内部(待研磨物料在该处被提供)。因此，即使轴承中存在泄漏，轴承中的油也不会与待研磨物料接触。说明书和附图中描述的支撑结构的实施例也提供了一种刚性和自支撑的支撑结构(self-supporting support structure)。这提高了滚筒和轴承之间连接的耐久性，并且使得研磨机即使具有非常大的直径，也能够形成为开放式或半开放式研磨机，这使得更大体积的待研磨物料能够被研磨并从研磨机中排出。

对本领域技术人员显而易见的是，随着科技的进步，本发明构思可以以各种方式实现。本发明及其实施例不限于上述示例，而是可以在权利要求的范围内变化。

Claims

1.一种开放式研磨机，包括：

滚筒，包括圆柱形壳体，其中，在所述开放式研磨机的使用状态，所述滚筒的纵向轴线被布置在基本水平状态，其中，所述滚筒包括位于所述圆柱形壳体的进料端处的第一端、和位于所述圆柱形壳体的出料端处的第二端；

轴承，在所述滚筒的所述第二端处支撑所述滚筒；以及

支撑结构，将所述滚筒连接到所述轴承，所述支撑结构由至少两个支撑结构区段形成，所述支撑结构区段沿所述滚筒的横向方向被分割，

其中，所述支撑结构提供位于所述圆柱形壳体的外部的壁，从而所述圆柱形壳体和所述支撑结构提供双壁结构，所述双壁结构将所述轴承与所述滚筒的内部分离，

其中，所述圆柱形壳体至少在所述滚筒的所述第二端处由至少两个壳体区段形成，所述壳体区段是沿所述滚筒的横向方向被分割的，以及

其中，所述圆柱形壳体和所述支撑结构在所述滚筒的所述第二端处，按照所述壳体区段的分割从所述支撑结构的所述支撑结构区段的分割处被转位的方式而彼此附接。

2.根据权利要求1所述的研磨机，其中，所述支撑结构区段的数量处在2至8个区段的范围内。

3.根据权利要求1所述的研磨机，其中，所述支撑结构包括轴颈。

4.根据权利要求3所述的研磨机，其中，所述支撑结构包括纵向部和径向部，以及其中，所述纵向部被构造成形成用于所述轴承的相对表面。

5.根据权利要求4所述的研磨机，其中，所述支撑结构包括至少两个支撑结构区段，所述支撑结构区段按照所述支撑结构的纵向部在其长度上沿所述滚筒的纵向轴线的方向被充分支撑的方式，而被安装到彼此。

6.根据权利要求3所述的研磨机，其中，所述支撑结构具有T形横截面。

7.根据权利要求3所述的研磨机，其中，所述支撑结构具有Y形横截面。

8.根据权利要求3所述的研磨机，其中，所述支撑结构具有H形或半H形横截面。

9.根据权利要求1所述的研磨机，其中，所述支撑结构包括球墨铸铁。

10.根据权利要求1所述的研磨机，其中，所述支撑结构被能够拆卸地附接到所述圆柱形壳体。

11.根据权利要求10所述的研磨机，其中，所述支撑结构通过螺栓被能够拆卸地附接到所述圆柱形壳体。

12.根据权利要求1所述的研磨机，其中，所述圆柱形壳体包括第一凸缘，所述第一凸缘在所述滚筒的所述第二端处沿所述圆柱形壳体的径向方向延伸，且所述支撑结构被附接到所述第一凸缘。

13.根据权利要求1所述的研磨机，其中，所述研磨机为全开放式研磨机。

14.根据权利要求1所述的研磨机，其中，所述研磨机为半开放式研磨机。

15.根据权利要求14所述的研磨机，其中，所述研磨机包括用以将浆料运送到所述研磨机的出料口的圆形开口浆提升机。

16.根据权利要求1所述的研磨机，其中，所述支撑结构包括铸造结构。

17.根据权利要求1所述的研磨机，其中，所述圆柱形壳体和所述支撑结构在所述滚筒的所述第二端处，按照所述圆柱形壳体的壳体区段的分割从所述支撑结构的支撑结构区段的分割处径向地偏离的方式而被附接至彼此。

18.根据权利要求1所述的研磨机，其中，所述支撑结构包括多个弧形支撑结构区段，所述弧形支撑结构区段共同围绕所述滚筒的所述第二端，并从所述滚筒的所述第二端纵向地突出。

19.根据权利要求1所述的研磨机，其中，所述滚筒的所述第二端具有限定出料口的端面，所述支撑结构覆盖所述端面。