PL171835B1

PL171835B1 - Abrasive element for tumbling mil drum

Info

Publication number: PL171835B1
Application number: PL93304740A
Authority: PL
Inventors: Harald K Lejonklou
Original assignee: Harald K Lejonklou
Priority date: 1992-02-14
Filing date: 1993-02-12
Publication date: 1997-06-30
Also published as: ZA931012B; AU3580193A; CA2129643A1; AU660778B2; US5431351A; SE9200439D0; SE468627B; WO1993015839A1; SE9200439L

Abstract

1. Element scierny do bebna mlyna beb- nowego w postaci preta dystansowego skla- dajacy sie ze stopki mocujacej go w bebnie i górnej czesci polaczonej ze stopka i skie- rowanej do srodka bebna, znamienny tym, ze w górnej czesci (17) znajduje sie meta- lowy korpus (18) z odpornego na scieranie metalu posiadajacy wydluzona scianke przednia (20), zwrócona w kierunku obro- tów elementu sciernego (14) wydluzona scianke tylna (22), a pomiedzy nimi poprze- czne scianki (24), przy czym scianki korpu- su (18) wyznaczaja liczne przestrzenie (26), co najmniej czesciowo wypelnione wypel- niaczem (28) z innego materialu niz dowol- ny ze skladników rozdrabnianego w mlynie materialu i o wiekszej objetosciowej scieral- nosci wlasciwej niz metal korpusu (18). fig. 1Elem ent scierny do bebna m lyna bebnow ego PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest element ścierny do bębna młyna bębnowego stosowany zwłaszcza w młynie do rozdrabniania rud i minerałów.

Wewnętrzna powierzchnia bębnów w młynach do rozdrabniania rud i minerałów jest zawsze pokryta powłoką ochronną zabezpieczającą bęben podczas pracy przed zużyciem przez znajdujące się w nim otoczaki, samą rudę lub metalowe elementy rozdrabniające, takie jak kule, pręty i cylindry ścierne.Powłoki tego typu mogą być wykonane w dowolny sposób, ale na ogół są to płyty lub pręty dystansowe z materiału odpornego na zużycie, na przykład ze stali lub kauczuku. Pręty dystansowe biegną zazwyczaj w kierunku podłużnym młyna, a na

171 835 końcach bębna zmieniają kierunek na w zasadzie promieniowy i najczęściej są mocowane w bębnie pomiędzy płytami ściernymi, które z kolei są utrzymywane w miejscu. Zaletę powłok składających się z prętów i płyt dystansowych w porównaniu z powłokami gładkimi stanowi to, że podczas obrotów bębna pręty te odsuwają znajdujący się w nim materiał od jego ścianek, co zmniejsza jego poślizg i ścieranie ścianek. Pręty dystansowe są na ogół wyższe od płyt, więc chronią je, ale tym samym są bardziej narażone na zużycie. Jak z tego wynika, zmniejszenie zużycia górnej powierzchni prętów dystansowych powoduje również automatyczne zmniejszenie zużycia płyt. Celem przedłużenia żywotności prętów, a tym samym całej powłoki ochronnej, te powierzchnie prętów dystansowych z kauczuku odpornego na zużycie, które są zwrócone w kierunku obrotów, są często wzmacniane lub zabezpieczane za pomocą stalowych nakładek lub profili.

W opisach patentowych US-A-939 637, 864 357 i 1 055 395 przedstawiono powłoki do młynów gwarantujące pewien stopień samoochrony, ale odnoszące się do konstrukcji o początkowo otwartych owalnych kanałach pomiędzy żebrami, przeznaczonymi do chwytania ochronnych otoczaków rozdrabniających. Ale znane konstrukcje tego typu nigdy nie sprawdziły się w praktyce, głównie ze względu na to, że do otwartych kanałów natychmiast wlatują kamyki i osadzają się na ich dnie, co uniemożliwia stałe powtarzanie efektu samoochrony.

Z opisu patentowego USA nr 4 177 955 znane jest rozwiązanie elementu ściernego do bębna młyna bębnowego, w postaci pełnych stalowych prętów o przekroju prostokątnym przymocowanych do ścianek bębna poprzez sztywną część wykładziny ścianek bębna.

Z opisu patentowego USA nr 4 848 681 znane jest rozwiązanie elementu ściernego do bębna młyna bębnowego w postaci pełnego pręta zawierającego dwa połączone ze sobą na stałe elementy, elastomeryczną podkładkę i wkładki.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie nowej i bardziej trwałej konstrukcji prętów dystansowych do młynów, np. kulowych i otoczakowych, co umożliwia zwiększenie odstępów czasu pomiędzy wymianami powłok ochronnych.

Element ścierny do bębna młyna bębnowego w postaci pręta dystansowego składający się ze stopki mocującej w bębnie i górnej części połączonej ze stopką i skierowanej do środka bębna, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w górnej części znajduje się metalowy korpus z odpornego na ścieranie metalu posiadający wydłużoną ściankę przednią, zwróconą w kierunku obrotów elementu ściernego wydłużoną ściankę tylną, a pomiędzy nimi poprzeczne ścianki, przy czym ścianki korpusu wyznaczają liczne przestrzenie, co najmniej częściowo wypełnione wypełniaczem z innego materiału niż dowolny ze składników rozdrabnianego w młynie materiału i o większej objętościowej ścieralności właściwej niż metal korpusu.

Korzystnie co najmniej jedna z dwóch ścianek przedniej, tylnej jest pochylona względem płaszczyzny prostopadłej do kierunku obrotów elementu ściernego.

Korzystnie ścianki przednia i tylna są równoległe do siebie.

Korzystnie górna krawędź ścianki tylnej jest wyższa niż górna krawędź ścianki przedniej względem płaszczyzny poziomej przechodzącej przez element ścierny równolegle do kierunku obrotów.

Korzystnie ścianki poprzeczne biegną skośnie do ścianek przedniej i tylnej.

Korzystnie wysokość co najmniej jednej ze ścianek poprzecznych jest różna od wysokości pozostałych ścianek poprzecznych

Korzystnie stopka i co najmniej główna część wypełniacza w przestrzeniach stanowi jeden element elastomerowy, korzystnie kauczukowy.

Korzystnie metalowy korpus jest połączony na stałe zwulkanizowaniem ze stopką i co najmniej częścią wypełniacza stanowiącymi element elastomerowy.

Korzystnie metalowy korpus jest podzielony na wiele sąsiadujących ze sobą sekcji.

Korzystnie górna powierzchnia wypełniacza jest usytuowana na tym samym poziomie co powierzchnia górnych krawędzi ścianek.

Korzystnie w przestrzeni metalowego korpusu są usytuowane elementy z materiału ściernego twardszego niż materiał metalowego korpusu i których górne powierzchnie są ustawione na jednym poziomie z górnymi krawędziami ścianek metalowego korpusu.

171 835

Zadaniem komórkowej struktury metalowego korpusu jest głównie ciągła częściowa ochrona prętów dystansowych przed zużyciem. Wypełniacz w wolnych przestrzeniach metalowego korpusu jest dobrany w taki sposób, że szybkość zmniejszania się jego objętości wskutek ścierania jest większa niż metalowego korpusu. W związku z tym w górnej części prętów dystansowych tworzą się stopniowo cały czas zagłębienia, których wielkość ograniczają metalowe ścianki korpusu. Komponenty obrabianego w młynie ładunku, zaklinowane pomiędzy ściankami w wydrążonych zagłębieniach lub leżące w nich luźno, chromą podczas procesu rozdrabniania górne krawędzie metalowego korpusu prętów dystansowych, najbardziej narażone na zużycie wskutek okresowego poruszania się po nich materiału. Rozwiązanie tego typu przedłuża żywotność prętów dystansowych. Ciągłość procesu samoochrony jest zapewniona dzięki temu, że głębokości wydrążonych otworów są ograniczone ze względu na stosunkowo małą odległość pomiędzy wspomnianymi ściankami.

Korzystnie, należy jak najdłużej utrzymać początkową wysokość pręta dystansowego. W związku z tym metalowy korpus pręta dystansowego i wypełniacz znajdujący się w jego przestrzeniach może być użyty do podpierania i przytrzymywania jednego lub kilku elementów ściernych wykonanych z materiału twardszego niż metalowy korpus, przy czym wypełniacz służy w zasadzie jako spoiwo. W takiej sytuacji, załóżmy, że korpus jest wykonany z możliwie najtwardszego materiału z punktu widzenia niniejszego zastosowania, natomiast element ścierny może być twardszy i jest tym bardziej równomiernie obciążony im jest mniejszy. Element tego typu może być również otoczony wypełniaczem elastomerowym znajdującym się w przestrzeniach korpusu. Wypełniacz ten tłumi działające na niego obciążenia, a tym samym zmniejsza tendencję do pękania. Element ścierny otaczają również ścianki metalowego korpusu, co znacznie zmniejsza groźbę kruszenia się jego krawędzi pod działaniem rozdrabnianego w młynie materiału. Elementy ścierne tego typu mogą być wykonane z metalu twardszego niż metalowy korpus lub też z materiału specjalnego, np. węglików, azotków lub materiałów ceramicznych. Ostatnia grupa wspomnianych materiałów nie była jeszcze wykorzystywana ani pod względem technicznym ani ekonomicznym do wyrobu powłok w bębnach przeznaczonych dla górnictwa.

Wspomniana powyżej samoochrona i efekt ochronny za pomocą dodatkowych elementów ochronnych można połączyć w jednym pręcie dystansowym.

Istotę niniejszego wynalazku stanowi to, że do chwytania składników rozdrabnianego w młynie materiału służy górna powierzchnia pręta dystansowego (żebro), a nie otwarte przestrzenie pomiędzy prętami (żebrami). Ponadto, na górnej powierzchni pręta dystansowego nie ma na początku żadnych całkowicie otwartych przestrzeni. Zamiast tego istnieje metalowy korpus ze ściankami ograniczającymi obszary wypełnione innym materiałem, różnym od składników rozdrabnianego w młynie materiału. Materiał ten jest ścierany szybciej niż otaczające go metalowe ścianki, w wyniku czego stopniowo powstają wydrążone zagłębienia, zapewniające powtarzanie się efektu samoochrony, ponieważ składniki rozdrabnianego w młynie materiału, przylegające do górnej części pręta dystansowego i wystające z niego, mogą być stopniowo zastępowane przez nowe partie obrabianego materiału.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój części wykładziny młyna cylindrycznego z prętami dystansowymi zaopatrzonymi w elastomerowe stopki i wypełniacz według wynalazku, fig. 2 przedstawia rzut podłużny z góry w kierunku prostopadłym do górnej powierzchni pręta dystansowego, jak pokazano strzałką A na fig. 1, przy czym metalowy korpus jest podzielony w górnej części pręta dystansowego na dwie sąsiadujące ze sobą części, fig. 3a do 3e przedstawiają przekroje poprzeczne prętów dystansowych z fig. 1, ale z górnymi częściami o innej konstrukcji, fig 4 przedstawia alternatywny przykład wykonania pręta dystansowego według wynalazku, w którym stopka, skonstruowana w taki sposób, żeby współpracowała z kauczukowymi płytami ze stalowymi krawędziami oraz metalowy korpus górnej części są wykonane z jednego kawałka metalu.

Na figurze 1 przedstawiono przekrój przez część powłoki bębna cylindrycznego młyna bębnowego przeznaczonego do rozdrabniania rud i minerałów. Bęben ma pobocznicę 10

171 835 z powłoką składającą się z płyt ściernych 12 z materiału elastomerowego, np. kauczuku oraz z prętów dystansowych 14 usytuowanych pomiędzy płytami 12 i biegnących w kierunku bębna. Każdy pręt dystansowy 14 składa się ze stopki 16 kotwiczącej go do pobocznicy 10 bębna za pomocą odpowiednich elementów mocujących, dzięki czemu płyty 12 są zablokowane w górnej części 17, która biegnie do środka bębna. Górna część 17 każdego pręta dystansowego 14 składa się z metalowego korpusu 18, korzystnie z odpornych na ścieranie stali lub białego żeliwa. W korpusie 18 znajduje się wydłużona ścianka przednia 20 zwrócona w kierunku B otworów bębna, wydłużona ścianka tylna 22 oraz ścianki poprzeczne 24. Pomiędzy tymi elementami tworzą się otwarte przestrzenie 26 (patrz fig. 2) skonstruowane w taki sposób, żeby można je było co najmniej częściowo wypełnić materiałem elastomerowym 28 o większym wskaźniku objętościowej ścieralności właściwej niż metal korpusu 18.

W tym rozwiązaniu stopka 16 i wypełniacz 28 w przestrzeniach 26 są wykonane z jednego elementu z materiału elastomerowego, natomiast metalowy korpus 18 jest połączony ze stopką 16 i wypełniaczem 28 na przykład techniką wulkanizacji. Wypełniacz 28 może biec aż do powierzchni znajdującej się na tym samym poziomie co górne krawędzie ścianek 20, 22, 24, to jest w taki sposób, że wypełnia całkowicie lub prawie całkowicie przestrzenie 26. Ponieważ całkowita wewnętrzna powierzchnia ścianek 20, 22, 24 metalowego korpusu 18 jest bardzo duża, elastomerowy wypełniacz 28, w tej całkowicie otwartej wersji nie musi biec z punktu widzenia przyczepności, aż do poziomu górnych krawędzi korpusu 18, ale może kończyć się na dolnym poziomie, natomiast górna część przestrzeni może wypełniać inny materiał. Jednakże z praktycznego punktu widzenia lepszym rozwiązaniem jest wypełniacz wykonany z jednego materiału. Oprócz tego, że stopka 16 jest połączona z metalowym korpusem 18, wypełniacz we wspomnianych przestrzeniach ma stopniowo zużywać się w celu chwytania składników rozdrabnianego w młynie materiału, a tym samym zapewniać ciągłość efektu samoochrony. Nie jest konieczne, żeby wypełniacz 28 miał dużą odporność na ścieranie. Zamiast tego, korzystnie jest z punktu widzenia chwytania składników i żywotności, aby wypełniacz 28 miał znacznie gorszą odporność na ścieranie niż metał korpusu 18. W takiej sytuacji schwytane składniki rozdrabnianego w młynie materiału wystają ponad górne krawędzie ścianek korpusu 18 tworząc osłonę, dzięki czemu ścieranie metalowego korpusu 18 odbywa się wolniej. Po starciu wystających schwytanych elementów w zasadzie do poziomu górnych krawędzi ścianek 20, 22, 24 korpusu 18, elementy te wykazują większą skłonność do pękania, rozdrabniania się i luzowania w zagłębieniach, dzięki czemu mogą je zastąpić nowe, większe elementy z materiału rozdrabnianego w młynie, co odnawia efekt samoochrony, czasami po dodatkowym wydrążeniu zagłębienia w wypełniaczu 28.

W alternatywnym przykładzie wykonania według wynalazku, stosuje się element ścierny 30, z twardszego materiału niż metal, z jakiego jest wykonany korpus 18, jak pokazano na prawym pręcie dystansowym na fig. 1 i w prawej części metalowego korpusu z fig. 2. Element ścierny 30, który może być kilka razy twardszy niż metal, z którego jest wykonany korpus 18 lub składniki materiału rozdrabnianego w młynie, jest otoczony wypełniaczem 28, w którym znajduje się zagłębienie. Wypełniacz 28 znajduje się również pomiędzy elementem ściernym 30 a ściankami korpusu 18. Zazwyczaj element ścierny 30 zajmuje tylko część głębokości wolnej przestrzeni, jak widać z prawej strony na fig. 1. Dzięki temu po całkowitym zużyciu elementu ściernego 30 składniki rozdrabnianego w młynie materiału mogą służyć jako dodatkowa ochrona metalowego korpusu 18, jak to już opisano powyżej. Warunkiem chwytania składników rozdrabnianego w młynie materiału o wymiarach większych od elementu ściernego 30 jest całkowite lub częściowe zniszczenie jednej lub kilku poprzecznych ścianek do poziomu poniżej twardego elementu ściernego 30.

W zakresie wynalazku mieszczą się rozwiązania, w których metalowy korpus 18 i jego ścianki 20, 22 i 24 mogą być wykonane i zorientowane na różne sposoby. Na pokazanych rysunkach wszystkie przeciwległe powierzchnie ścianek są w zasadzie równoległe. Ale rozwiązania tego typu nie zawsze są korzystne. Górne powierzchnie ścianek metalowego korpusu 18 mogą leżeć na różnych poziomach. Jak widać na fig. 2, ścianki poprzeczne 24 biegną w zasadzie prostopadle do ścianki przedniej 20 i tylnej 22. Ale termin poprzecznie należy rozumieć

171 835 jako odnoszący się nie tylko do takich ścianek prostopadłych, ale również do ścianek skośnych, takich jak pokazano przerywanymi liniami 24a na fig. 2, a także do ścianek pochylonych w inny sposób, zaokrąglonych lub pochyłych. Również odległości pomiędzy ściankami poprzecznymi 24 mogą być zmienne.

W skład rzędu prętów dystansowych 14 biegnących od jednej ścianki końcowej bębna młyna do drugiej, zazwyczaj wchodzi wiele prętów dystansowych 14 biegnących od jednego końca do drugiego. Na fig. 2 przedstawiono elastyczny pręt dystansowy 14 z metalowym korpusem 18 podzielonym w kierunku podłużnym, wykonanym w ten sposób, że pomiędzy powierzchniami dwóch sąsiednich części tworzy się otwór 26a. Jego wymiary są w przybliżeniu takie same jak pozostałych otworów 26 w metalowym korpusie 18. Zatem otwór 26a tworzy się w miejscu połączenia prętów dystansowych 14 w tym samym rzędzie.

W zależności od technologii produkcji, ścianki metalowego korpusu 18 mogą być wykonane z różnych stopów, a także ścianki te mogą tworzyć metalowy korpus 18 dzięki temu, że co najmniej jedna z nich nie jest trwale połączona z innymi.

W przypadku wykonania stopki pręta dystansowego 14 i wypełniacza 28 z jednego kawałka materiału elastomerowego, metalowy korpus 18 może być przymocowany do materiału elastomerowego w inny sposób niż techniką wulkanizacji, na przykład mechanicznie lub chemicznie. Według odpowiedniego przykładu wykonania, pokazanego na fig. 1, ścianki przednia 20 i tylna 22 są pochylone do przodu w kierunku obrotów bębna. Takie rozwiązanie zapewnia między innymi korzystny kąt natarcia składników rozdrabnianego w bębnie materiału na górną powierzchnię wypełniacza 28 pręta dystansowego 14, przyspieszający jego drążenie podczas procesu rozdrabniania. Pochylenie każdej z tych ścianek może być takie samo lub różne, jak pokazano na fig. 1 i fig. 3 a do 3e.

Na figurach 3a do 3e pokazano dodatkowe warianty konstrukcji metalowego korpusu 18 w sytuacji kiedy stopka 16 i główna część wypełniacza 28 jest elastomerowa i stanowią jeden kawałek materiału.

Na figurze 3 a przedstawiono liliami ciągłymi wariant, w którym ścianka przednia 20 jest pochylona do tyłu, natomiast tylna 22 biegnie w zasadzie wzdłuż promienia bębna. Liniami przerywanymi zaznaczono górną powierzchnię tylnej ścianki 22, znajdującą się na wyższym poziomie niż krawędź przednia, wskutek czego górna powierzchnia jest pochylona do przodu lub uniesiona, jak widać na fig. 1.

Na figurze 3b przedstawiono wariant, w którym obie ścianki przednia 20 i tylna 22 są proste, a ich powierzchnie górne są albo pochylone albo też nie.

Na figurze 3c przedstawiono symetryczny korpus metalowy 18 pręta dystansowego 14, który można stosować w przypadku obracania się bębna w obu kierunkach, pod warunkiem, że istnieje możliwość odwracania kierunku obrotów bębna. Rozwiązanie takie można stosować głównie w celu przedłużenia żywotności powłoki oraz w celu zluzowania pewnej części prawie startych elementów ściernych pochodzących z rozdrabnianego materiału. Takie rozwiązanie może dodatkowo przedłużyć żywotność pręta dystansowego 14.

Na figurze 4 przedstawiono przykład wykonania pręta dystansowego 14, w którym zarówno część górna jak i stopka 16 są wykonane z jednego kawałka metalu. Korzystnie, dna przestrzeni w górnej części są zamknięte, natomiast przestrzenie są wypełnione odpowiednim wypełniaczem 28, który ma stopniowo erodować i/lub służy jako spoiwo dla dodatkowych elementów ściernych, jak to przedstawiono powyżej. Pręt dystansowy 14 z metalową stopką 16 może mieć w zasadzie metalowe korpusy 18 według przykładów wykonania pokazanych na fig. 1 do 3.

171 835

A

FIG.1

FIG.3A FIG.3B FIG.3C

FIG. 3D

FIG.3E

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1 Element ścierny do bębna młyna bębnowego w postaci pręta dystansowego składający się ze stopki mocującej go w bębnie i górnej części połączonej ze stopką i skierowanej do środka bębna, znamienny tym, że w górnej części (17) znajduje się metalowy korpus (18) z odpornego na ścieranie metalu posiadający wydłużoną ściankę przednią (20), zwróconą w kierunku obrotów elementu ściernego (14) wydłużoną ściankę tylną (22), a pomiędzy nimi poprzeczne ścianki (24), przy czym ścianki korpusu (18) wyznaczają liczne przestrzenie (26), co najmniej częściowo wypełnione wypełniaczem (28) z innego materiału niż dowolny ze składników rozdrabnianego w młynie materiału i o większej objętościowej ścieralności właściwej niż metal korpusu (18).
2. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jedna z dwóch ścianek przedniej (20), tylnej (22) jest pochylona względem płaszczyzny prostopadłej do kierunku obrotów elementu ściernego (14).
3. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że ścianki przednia (20) i tylna (22) są równoległe do siebie.
4. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że górna krawędź ścianki tylnej (22) jest wyższa niz górna krawędź ścianki przedniej (20) względem płaszczyzny poziomej przechodzącej przez element ścierny równolegle do kierunku obrotów.
5. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że ścianki poprzeczne (24a) biegną skośnie do ścianek przedniej i tylnej (20 i 22).
6. Element według zastrz. 1, znamienny tym, ze wysokość co najmniej jednej ze ścianek poprzecznych (24) jest różna od wysokości pozostałych ścianek poprzecznych
7. Element według zastrz. 1, znamienny tym, ze stopka (16) i co najmniej główna część wypełniacza (28) w przestrzeniach (26) stanowi jeden element elastomerowy, korzystnie kauczukowy.
8 Element według zastrz. 7, znamienny tym, że metalowy korpus (18) jest połączony na stałe zwulkanizowaniem ze stopką (16) i co najmniej częścią wypełniacza (28) stanowiącymi element elastomerowy.
9. Element według zastrz. 8, znamienny tym, że metalowy korpus (18) jest podzielony na wiele sąsiadujących ze sobą sekcji.
10. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że górna powierzchnia wypełniacza (28) jest usytuowana na tym samym poziomie co powierzchnia górnych krawędzi ścianek (20,22,214)
11. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że w przestrzeni (26) metalowego korpusu (18) są usytuowane elementy (30) z materiału ściernego twardszego niż materiał metalowego korpusu (18) i których górne powierzchnie są ustawione na jednym poziomie z górnymi krawędziami ścianek (20, 22, 24) metalowego korpusu (18).