CN1437509A - 旋转式管状碾磨机用的衬垫 - Google Patents

Abstract

一种用于管状碾磨机的衬垫，包括一个要容纳被碾磨材料的圆柱形壳状筒节和碾磨体填料，其中衬垫由并列的独立衬板形成的圆环构成，其中，位于选定点上的一定数量衬板制成了偏转器(20，30)的形式，所述偏转器包括一个竖立在基板(22，32)端部的翼板(26，36)，所述基板固定在壳状筒节上，并且翼板形成了相对于碾磨机直径平面成小于25°的角度，并且偏转器(20，30)选择成为使所有的偏转器一起形成了螺旋结构。

Description

旋转式管状碾磨机用的衬垫

技术领域

[1]本发明涉及一种用于旋转式管状碾磨机用的衬垫，所述碾磨机包括一个用于容纳要碾磨材料的圆柱形壳状筒节和一种碾磨体填料，其中衬垫由并列的独立衬板形成的圆环构成。

背景技术

[2]本发明的目的特别是提供一种碾磨机，该碾磨机用于以干法碾磨水泥(熔结体)以及以湿法或干法碾磨煤、石灰石和矿石。这些碾磨机由绕着其纵轴转动的金属圆柱形壳状筒节构成，并包含由碾磨体构成的碾磨填料，碾磨体通常是球体，也可以是不同尺寸的圆柱形鹅卵石、球形鹅卵石等。要碾磨的材料从碾磨机的一侧被引入，并且当其向着相反一侧的出口运行时，它们在碾磨体之间碰撞和碾磨。

[3]传统的碾磨机在轴向上通常由直径上的分隔壁分成两个连续的腔室。在其中完成粗碾碎所述材料的第一腔室包含直径通常在60mm至90mm之间的碾磨球。而在其中完成精磨碎的第二腔室包含直径通常在15mm至60mm之间的碾磨球。除了这些两腔室的碾磨机，还有一种仅带有一个腔室的碾磨机，该腔室中包含不同直径的碾磨体，并且根据直径的不同，这些碾磨体具有不同数量。

[4]在传统碾磨机的两个腔室中，或者在单一腔室的碾磨机中，已经公知必须要有自分级的衬垫，也就是说，当碾磨机绕着其轴线转动时，衬垫根据碾磨体的尺寸自动地将碾磨体分级，特别是将较大的碾磨体分在碾磨腔的进口，而将较小的碾磨体推向相同腔室的出口，这样，当穿过碾磨腔的材料颗粒尺寸减小并且变得更精细时，就使得碾磨体的重量和尺寸减小。在这种方式下，在整个碾磨腔长度上，碾磨体的尺寸与要被碾磨材料的颗粒尺寸和光洁度相适应。这通常使得每吨碾磨材料的能量消耗降低10至20％。

[5]目前有很多类型的自分级衬垫。其中一种是在碾磨机的轴向上具有锯齿衬垫，也就是说它沿着碾磨机的长度方向具有连续的锥台，它们向着出口聚集并具有朝向碾磨腔进口的斜面。形成这些衬垫的板具有相对大的名义厚度，并且因此相对较重。这种较大厚度也浪费了碾磨腔中的工作体积，从而在某些情况下，不能吸收电机的所有有效能量。这些衬垫对磨粒也非常敏感，也就是说当在小碾磨体所在的区域内形成一定量的非常硬的磨粒(大约6到12mm)时，会严重破坏分级操作，这种破坏作用甚至还有可能使碾磨体以相反的顺序被分级，也就是说使小碾磨体被反送回进口，而大碾磨体被送向出口。

[6]在文献BE09301481中描述了另一种衬垫，那些板相对于碾磨机的母线成15至30°倾斜的波纹。这些倾斜波纹的目的是形成螺纹效果并作用在碾磨填料和要被碾磨的材料上。当碾磨机转动时，对于大部分大碾磨体来说，它们通常出现在碾磨填料的外圆周部分，而倾斜的波纹将在螺纹效果的作用下将这些碾磨体推向碾磨腔的进口。但是，实际上以这种方式很难实现期望的分级效果并且经常是偶然性的。这些板也相对非常重并且当波纹逐渐磨损时，分级效果降低了。这些波纹不能太明显，否则会发生不连续的升运现象，也就是说，当碾磨填料的外层被升举到碾磨机的顶部区域并坠落回衬垫而不是坠落并沿着碾磨填料的基部滚动时，这种不连续的升运现象非常严重。实际上，这种衬垫极少被应用。

发明内容

[7]本发明的目的是提供一种用于管状碾磨机的新型衬垫，它能够消除或者至少是减少传统衬垫的缺点，本发明特别是提供一种具有轻质衬垫的碾磨机，这种衬垫能够形成很好的分级效果，并且能有效和非常灵活地应用。

[8]为了实现这一目的，本发明公开了一种上述类型的管状碾磨机，其特征在于，位于选定点上的一定数量衬板制成了偏转器的形式，所述偏转器包括一个竖立在基板端部的翼板，所述基板固定在壳状筒节上，并且翼板形成了相对于碾磨机直径平面成小于25°的角度。

[9]当从碾磨机旋转的方向看去时，位于前侧的翼板横向侧面最好被斜切，所述斜切设定在朝向所述碾磨机进口的表面上。

[10]相对于材料前进的方向来说，所述翼板的被斜切的横向侧面相对于相向的横向侧面是靠后的。

[11]翼板的倾斜度最好超过5°，从而形成了螺旋效果，这能促进材料前进并且在对碾磨体分级操作时作为一个部件。

[12]翼板与基板形成一个整体并且可与之一起铸造。

[13]翼板也可以是一个单独的元件，它固定在带有孔的基座上，使之能够固定于碾磨机的壳状筒节。这一基座可具有锥台外围，它能够插入基板上的互补形开口。这样，通过基座固定翼板的同时能够将基板固定到壳状筒节上。

附图说明

[14]本发明的其他特征和特点将参照附图，通过对下文给出的实施例的描述而更清楚地体现出来，所述实施例仅是示意性的，其中：

[15]-图1是根据本发明所述的偏转器的第一实施例的示意平面图；

[16]-图2是从图1中的箭头II的方向看去的同样偏转器的外形图；

[17]-图3至6示意性地表示了在壳状筒节的内壁上的偏转器位置的不同构造；

[18]-图7示意性地表示了偏转器的第二实施例的平面图；

[19]-图8表示了图7中VIII-VIII剖面的截面图；

[20]-图9表示了带有基座的翼板的外形图；

[21]-图10表示了填充件的平面图；

[22]-图11表示了穿过图10所示元件的截面图；

[23]-图12和13表示了与图3类似的视图，该实施例的偏转器处于另一个方向。

具体实施方式

[24]根据本发明，如图1和2所示，一定数量的衬板按偏转器20的形式成形，其中，图1是偏转器20的俯视图，而图2是在图1中的箭头II的方向看去的外形图，它也表示了碾磨机的旋转方向。每一偏转器包括一个带有中心孔24的基板22，它要被固定到碾磨机的壳状筒节的内壁上。

[25]在图1和图2所示的实施例中，在板22上，有一个与之形成(浇铸)一个整体部件的翼板26，它竖立在板22的一端，最好垂直于板22。这一翼板26的厚度在25和50mm之间，高度(相对于碾磨机的径向高度)最好在100和350mm之间。

[26]根据本发明的重要特征，根据碾磨机的操作条件以及碾磨填料和要被碾磨的材料的特性，每一翼板26相对于碾磨机的直径平面都倾斜一个角度α，α小于25°，最好在5°和25°之间。

[27]在图1和2所示的实施例中，在朝向碾磨机进口的翼板26的面上，从碾磨机旋转方向上看去，位于前侧的翼板26横向侧面被斜切了，形成了相当尖锐的边缘28。该边缘28便于插入填料中并作为一个连续升运(relevage)动作中的部件，也就是说，防止了碾磨体被抛向衬垫。

[28]如果碾磨机的工作条件非常苛刻，例如，在采用直径为90mm的碾磨球的情况下，翼板26通常由非常硬的铸铁或钢制成。对于精磨，在柔和的工作条件下，通过采用“填料”(也就是说金属和陶瓷材料的混合物)，这些偏转器的工作面，也就是说朝向碾磨机进口一侧(向着图1中的右侧)的面，以及边缘28呈现出更好的抗磨性。这些区域还可以由例如非常硬的碳化钨焊珠来保护。

[29]图3、4和5以展开图的形式分别表示了碾磨机的壳状筒节的一部分，其中偏转器的位置有多种实施结构。在每一张图中，箭头R表示碾磨机旋转方向，而箭头D表示要被碾磨的材料的移动方向。由A指示的板是普通的板，而由B指示的板是根据本发明所设计的偏转器。

[30]如图3所示，每一偏转器B都在两个直径相对的角落处与另一偏转器B相邻，从而在所述壳状筒节内部的整个周长上形成完整的或者局部的螺旋。

[31]除了在偏转器B和相同螺旋的两个相邻偏转器之间具有无偏转器的板A形成的纵长行之外，图4表示了与图3类似的结构。

[32]图5表示了与图4相似的实施结构，但是在图5中，无偏转器的板形成的直径方向上的行将每一偏转器B与相同螺旋的相邻偏转器隔离。应该注意到，在该结构中，两相邻偏转器之间的轴向间隙大于图3和图4所示的结构中的间隙。

[33]在一个完整的衬垫中，偏转器的数量可以在衬板总数的5％和15％之间变化。

[34]图6表示了一个直径为4米、长度为10米的碾磨机的壳状筒节的完全展开图。偏转器设置在根据本发明图3结构所示的碾磨机的螺旋内。在这种符合DIN标准的穿孔碾磨机中，沿着圆周共有40块板、沿着长度方向也有40块板，即一共有1600块板。如果有10％的偏转器，即160个偏转器，则它们设置成位于碾磨机中的每一螺旋上具有40块板的4个螺旋形式。这些螺旋在图6中示意性地表示出来并且以序号1、2、3和4连续标出。

[35]另外，有可能在碾磨机的长度方向上改变两相邻螺旋的间距。比如可朝所述碾磨机的出口方向使螺旋相靠近，也就是说，为之配有更多的偏转器。

[36]当碾磨机转动时，所有这些偏转器都象犁的犁头那样进入碾磨填料中，它们相对于直径平面的倾斜度与偏转器的螺旋形结构相结合，将碾磨填料向着碾磨机的出口排出。从而碾磨填料相对于碾磨机的纵向轴线倾斜大约0.5°到2°。

[37]结果是在碾磨机进口测量的充满程度稍小于在碾磨腔的出口测量的充满程度。

[38]因此，沿着碾磨填料的基部，也就是说，从碾磨机的后部到其进口，最大的碾磨体比小一些的碾磨体更快的运动。这种对碾磨体的分类方法特别有效。另一个主要优点是，充满程度从进口朝着出口增大。实际上，公知的最佳碾磨效率可以在‘碾磨体之间的空间(多于或少于41％)都充满了材料，并且在穿过碾磨机的处理工艺中，这些要被碾磨的材料“膨胀”(也就是说其显现密度降低)’时获得。因此如果在碾磨机的出口处形成更高的充满程度是很有利的，这样能优化碾磨效率。

[39]另一个优点是要被碾磨的材料被快速推动并穿过碾磨机，由于有这些偏转器，就在碾磨体和要被碾磨的材料之间形成了更好的混合。

[40]如上所述，图1和图2所示的偏转器是通过铸造形成的单一部件。下文将参考后面的附图对组合偏转器的实施例进行描述。

[41]图7中以序号30指示了整个组合偏转器，它包括一个与图1和图2中的翼板26相似的翼板36，但是翼板36在其基部带有基座34，该基座在图示实施例中是方形的。基座34和翼板36形成了可通过铸造方法制成的单一部件，但是它与基板32分离。这一基板具有一个开口40，其形状与基座34互补，并形成了一个接收该基座的环座。

[42]如图8和9所示，基座34和基板32上的开口40具有互补的锥台截面，这意味着当基座34设置在基板32中的壳体内并通过其固定孔38固定在碾磨机的壳状筒节上时，基板32被基座34保持就位并且不再需要固定在壳状筒节上。

[43]根据更有利的实施例，提供了如图10和11所示的填充件42。这些填充件42具有与图7至图9所示的基座34完全相同的形状和相同的截面，但是没有翼板36。这些元件使得当希望选择性地去除图7至图9所示的某些偏转器30时，基板32内的开口40可被填满。所有这些实际需要的情况是：对于基座34来说，它可与其翼板36一起被旋出和去除，而对于开口来说，可以通过采用填充件42来再次塞实，对于填充件42来说，可以通过其中心开口44而用螺栓固定在壳状筒节上。

[44]还可以提供一定数量的带有填充件42的基板，从而在需要的情况下，通过将填充件42替换为翼板36和基座34，将基板转换为偏转器。可以象希望的那样增加或减少偏转器的数量，并且改变偏转器位置的内部构造。

[45]由于具有斜切的边缘28，在许多图中表示的翼板26和36仅适用于在图1和图3至图5所示的方向上旋转的碾磨机。在以反向旋转的碾磨机中，需要提供与图示偏转器对称的偏转器。

[46]在缩小比例的小型试验工作站中的试验表现出：对于符合DIN标准(即带有圆周弧长为314.16mm和碾磨机轴向上长250mm的板)的穿孔碾磨机来说，转换成偏转器的令人满意的板数为±10％。

[47]但是，这一数量可根据碾磨机的操作条件而变化：

[48]对于碾磨机的低充满度(±20％)来说，当表达为极限速度的百分比的速度很低时，偏转器的数量很多。极限速度是碾磨机在离心作用发生时的旋转速度，该速度由公式： $\frac{42.3}{\sqrt{D}}$

[49]来确定，该公式表示为每分钟的转数，D是以米表示的碾磨机的直径。对于符合DIN标准、即带有314.16mm×250mm的板的穿孔碾磨机来说，可以获得以下数值：

[50]-从55％至65％Vcr(极限速度)：偏转器数量大约为9％；

[51]-从65％至75％Vcr：偏转器数量大约为8％；

[52]-从75％至85％Vcr：偏转器数量大约为7％；

[53]对于±30％的充满度来说，可以获得以下数值：

[54]-从55％至65％Vcr：偏转器数量大约为11％；

[55]-从65％至75％Vcr：偏转器数量大约为10％；

[56]-从75％至85％Vcr：偏转器数量大约为9％；

[57]对于±40％的充满度来说，可以获得以下数值：

[58]-从55％至65％Vcr：偏转器数量大约为13％；

[59]-从65％至75％Vcr：偏转器数量大约为11％；

[60]-从75％至85％Vcr：偏转器数量大约为10％；

[61]偏转器的高度基本上取决于碾磨机的直径。例如：

[62]-对于在1.5和2.5m的直径来说：高度为±100mm，

[63]-对于在2.6和3.6m的直径来说：高度为±200mm，

[64]-对于在3.7和4.8m的直径来说：高度为±250mm，

[65]-对于在4.9和6.2m的直径来说：高度为±300mm，

[66]应该注意到，如果偏转器的高度增加了，则其数量可以减少。

[67]标准基板通常具有±40mm的平均厚度，也就是说，符合DIN标准(314.16mm×250mm)的板具有24kg的重量。在如图7和图9所示的组合偏转器的情况下，翼板和基座总共的最大重量为25kg。因此，从人体工程学以及安装到衬垫上的安全性的角度来看，推荐的偏转器不会构成障碍。

[68]本发明还具有相当明显地减小每平方米上的衬垫重量的优点。对于直径为4.8m、长度为10m的第二碾磨腔来说，以下是量化数据：

[69]-要铺衬的面积：150.8m²；

[70]-标准分级衬垫的重量：465kg/m²，即总共70122kg；

[71]-带有10％偏转器的本发明所述衬垫的重量：350kg/m²，即总共52800kg。

[72]对比数据显示出重量减少了接近25％。

[73]如果需要提供15％的设计为偏转器的板，对应于±55200kg的总重量，每平方米的重量将是366kg，即仍减少了20％的重量。在标准分级衬垫的情况下，有时要面对并非所有的驱动碾磨机的电机有效功率都能被吸收的问题。这是因为这些衬垫的平均厚度减小了碾磨机的有效内部容积。

[74]在直径为4.8m、工作长度14.3m、每分钟14.48转(即极限速度的75％)、具有30％的碾磨体填充度以及第一腔室具有4.3m的有效长度、第二腔室具有10m的有效长度的碾磨机情况下，可以获得以下数值：

[75]-标准分级衬垫的平均厚度：87mm；

[76]-带有偏转器的新衬垫的平均厚度：44mm；

[77]-由用于第二腔室的标准分级衬垫吸收的功率为3.256kWh；

[78]-由用于第二腔室的带有偏转器的新衬垫吸收的功率为3451kWh，即增加6％。

[79]对于整个碾磨机，也就是说对于两个腔室来说，当第二腔室具有标准分级板时，总功率为4.754kWh。相反，当第二腔室带有新衬垫时，总功率将是4.949kWh，即获得了有益的差值4％，这使得流动速率增加4％。

[80]图12和13以展开图的形式表示了碾磨机的壳状筒节的一部分，该实施例中，板B构成的偏转器与前面附图所示的实施例的取向相反。尽管翼板仍相对于直径平面倾斜一个5°到25°之间的角度，按图12和图13，这一倾斜是朝向碾磨机出口的方向，也就是说，从旋转方向看去，也是斜切侧面的迎料侧面这次位于比相对的侧面更靠近碾磨机的出口。偏转器还在翼板上朝向碾磨机出口的面上斜切，而不是在前面附图所示实施例中的偏转器那样的相反面上斜切。但是各种偏转器B的相互布置仍然遵循获得螺旋形结构的原则，但与图12和13表示的相比，其倾斜度可以不同。

[81]对带有根据图12和13所示实施例设计的衬垫的碾磨机进行试验，出人意料地表明了碾磨体的分级效果至少与前面视图所示实施例产生的效果相同。由此，可以得出结论：只要考虑分级效果，则沿着碾磨机的长度以螺旋线或扭转线构造不同的偏转器至少象各个翼板相对于碾磨机直径平面倾斜的方向那样重要并且是一个决定因素。

[82]图12所示实施例中的偏转器B的相互布局与图3中的相同，并且制成的螺旋结构也大致相同。

[83]在图13所示实施例中，螺旋并不象图12中的那样陡峭。为此，在连续相邻的筒节中，偏转器B成对配合。尽管如此，为了形成螺旋结构，仍设置了在相同筒节中的两个相邻偏转器B的翼板，一个位于偏转器的进口一侧，另一个位于偏转器的出口一侧。

[84]不用说，图12和13所示偏转器既可以象图1和图2所示那样为单一的浇铸元件，也可以包含如图7至11所示的组合元件。类似地，图12和图13中的翼板工作表面(这次是朝着碾磨机进口侧的表面)可以经过加工或者加上外壳以提高其耐受度。

Claims (13)

1.一种用于旋转式管状碾磨机的衬垫，所述碾磨机包括一个用于容纳要被碾磨材料的圆柱形壳状筒节和一种碾磨体填料，其中，所述衬垫由并列的独立衬板形成的圆环构成，其特征在于，位于选定位置的一定数量衬板制成偏转器(20，30)的形式，所述偏转器包括一竖立在一基板(22，32)上的翼板(26，36)，所述基板固定在所述壳状筒节上，并且所述翼板形成相对于所述碾磨机直径平面成小于25°的角度；并且所述偏转器(20，30)的位置选择成为使所有的偏转器一起形成一螺旋结构。

2.如权利要求1所述的衬垫，其特征在于，每一偏转器(20，30)的翼板(26，36)相对于所述碾磨机的直径平面形成5到25°之间的角度。

3.如权利要求1和2任一项所述的衬垫，其特征在于，从所述碾磨机旋转的方向看去，所述翼板(26，36)的位于前侧的横向侧面被斜切，以形成一尖锐边缘(28)，所述斜切设定在朝向所述碾磨机进口的表面上。

4.如权利要求3所述的衬垫，其特征在于，所述斜切配设在朝向所述碾磨机进口的翼板表面上。

5.如权利要求3或4所述的衬垫，其特征在于，相对于用于碾磨的材料前进的方向来说，所述翼板(26，36)的被斜切的横向侧面相对于相向的横向侧面是靠后的。

6.如权利要求3所述的衬垫，其特征在于，所述斜切设定在位于朝向所述碾磨机出口的翼板表面上。

7.如权利要求3或6所述的衬垫，其特征在于，相对于要被碾磨的材料前进的方向来说，所述翼板(26，36)的被斜切的横向侧面位于相向的横向侧面之前。

8.如权利要求1至7任一项所述的衬垫，其特征在于，所述翼板(26)与所述基板(22)形成一个整体并且可与之一起铸造。

9.如权利要求1至7任一项所述的衬垫，其特征在于，所述偏转器(30)是一个组合件，其包括一带有一基座(34)的翼板(36)，所述基座设置在所述基板(32)的一开口(40)内，所述开口(40)具有与所述基座(34)的形状互补的形状。

10.如权利要求9所述的衬垫，其特征在于，所述基座(34)和所述开口(40)具有互补的锥台形状，使得当所述基座被螺栓固定到所述碾磨机的壳状筒节上时，所述基板(32)被所述基座(34)保持就位。

11.如权利要求9和10任一项所述的衬垫，其特征在于，所述填充件(42)具有与一翼板(36)的一基座(34)相同的形状，并且用于代替所述基板(32)中的所述基座(34)。

12.如权利要求1至11任一项所述的衬垫，其特征在于，所述翼板(26，36)和所述边缘(28)的工作面具有陶瓷嵌层以提高其耐磨性。

13.旋转式管状碾磨机，其包括一种如权利要求1至12任一项所述的衬垫。

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