RU2054966C1

RU2054966C1 - Method and mill grinding loose materials

Info

Publication number: RU2054966C1
Authority: RU
Inventors: В.П. Усов; В.А. Пантелеев; В.В. Гаранин; С.М. Безбородов; В.М. Шенаев; А.Б. Волков; Е.Е. Шалагина; О.А. Чурашова
Original assignee: Акционерное общество "Тяжмаш" (г.Сызрань); Усов Виктор Петрович
Priority date: 1992-07-24
Filing date: 1992-07-24
Publication date: 1996-02-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: initial fraction 2 of material is fed in the shape of jet with critical velocity V at the angle of β to the mirror of rotating table 3 in immediate proximity from gap between table 3 and roll 4 onto roll baffle. EFFECT: enhanced quality of material grinding. 7 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технологии и технике измельчения сыпучего материала до его пылевидного состояния для последующего использования в различных отраслях промышленности, в том числе в теплоэнергетике. The invention relates to a technology and technique for grinding bulk material to its pulverized state for subsequent use in various industries, including in the power system.

Известные технические решения предусматривают подачу исходного материала в непосредственной близости от зазоров между вращающимся столом и валками во встречном направлении к последним, раздавливание исходных фракций и удаление измельченного материала газовым потоком. Для реализации известного способа мельница содержит корпус, вращающийся стол, размольные валки на валах с опорами, систему напряжения, патрубки для загрузки исходного материала и патрубок для выгрузки продукта измельчения. Known technical solutions provide for the supply of source material in the immediate vicinity of the gaps between the rotating table and the rolls in the opposite direction to the latter, crushing the source fractions and removing the crushed material by a gas stream. To implement the known method, the mill contains a housing, a rotating table, grinding rolls on the shafts with bearings, a voltage system, nozzles for loading the source material and a nozzle for unloading the grinding product.

Совокупные признаки известных технических решений не обеспечивают максимальной интенсивности процессов получения мелкодисперсного готового продукта и высокой производительности процесса разрушения при регламентной надежности элементов и мельницы в целом. Так, разрушение продукта измельчения происходит только путем раздавливания частиц, попавших в зазор между валками и столом. В известных решениях отсутствуют такие явления, как диспергирующее истирание, резание царапанием по типу шлифования, а также разрушение соударением или динамическое диспергирование. Все это в совокупности не позволяет достичь максимальной производительности в производстве мелкодисперсного готового продукта. И, наконец, измельчение по известному способу в известной мельнице происходит при значительных усилиях, действующих от системы нагружения, на стол и другие элементы конструкции. Поэтому усилия раздавливания определяют прочность, безотказность и добротность мельницы в целом, которые не соответствуют регламентным. The aggregate features of the known technical solutions do not provide the maximum intensity of the processes for obtaining a finely divided finished product and high performance of the destruction process with the routine reliability of the elements and the mill as a whole. So, the destruction of the grinding product occurs only by crushing the particles trapped in the gap between the rollers and the table. In the known solutions there are no such phenomena as dispersion abrasion, cutting by scratching by the type of grinding, as well as collision destruction or dynamic dispersion. All this together does not allow to achieve maximum productivity in the production of finely divided finished product. And finally, grinding according to the known method in a known mill occurs with significant efforts from the loading system, on the table and other structural elements. Therefore, crushing efforts determine the strength, reliability and quality factor of the mill as a whole, which do not comply with the regulatory.

Цель изобретения устранение отмеченных и других сопутствующих недостатков. Так, интенсификация процесса разрушения и регламентная производительность обеспечиваются сочетанием классического раздавливания измельчаемого материала с явлениями диспергирующего истирания, резания царапанием по типу шлифования и динамического разрушения соударением изльмельчаемых фракций. Безотказность элементов и мельницы в целом достигаются, в первую очередь, значительным снижением рабочих нагрузок, чему способствует конструкция мельницы в многовариантном исполнении. The purpose of the invention is the elimination of noted and other concomitant disadvantages. Thus, the intensification of the fracture process and routine performance are provided by a combination of classical crushing of the crushed material with the phenomena of dispersive abrasion, cutting by scratching by the type of grinding and dynamic destruction by the impact of the crushed fractions. The reliability of the elements and the mill as a whole are achieved, first of all, by a significant reduction in workloads, which is facilitated by the multivariate design of the mill.

Сущность изобретения заключается в том, что исходный материал падает на отбойник валка струйно и с критической скоростью, причем магистральное направление струи определяют исходя из выражения
β ε + ρ (1) где β магистральное направление струи;
ε угол атаки струи без эффекта ударного взаимодействия;
ρ угол внешнего абразивно-динамического трения.The essence of the invention lies in the fact that the source material falls on the bump of the roll jet and at a critical speed, and the main direction of the jet is determined based on the expression
β ε + ρ (1) where β is the main direction of the jet;
ε angle of attack of the jet without the effect of impact interaction;
ρ is the angle of external abrasive-dynamic friction.

Струйная подача измельчаемого материала осуществляется через индивидуальные входные патрубки валков, которые выполняются в форме шарнирно закрепленных аэротруб, установленных в мельнице под углом β выражением (1). Кроме того, мельница имеет вращающийся стол, в котором выполнен V-образный желоб с износостойким и режуще-истирающим слоем, причем под ним размещены стационарные опоры. Размольные валки мельницы выполняются составными из двух конусообразных абразивных дисков или тарелей с возможностью их перестановки и кольцевым отбойником между ними. Отбойник валка выполнен выступающим над поверхностью дисков, причем последние имеют полости для насыпной массы, а их износостойкие режуще-истирающие бандажи имеют развитую поверхность, например, в форме встречных спиральных впадин-выступов. Независимо от системы нагружения размольные валки мельницы установлены на валах в опорах. При свободном их вращении имеет место установка гидромеханической системы напряжения с гнездами под валы вдоль оси вращения стола, в то время как для валков с принудительным вращением гидромеханическая система размещена между сфероопорой и приводом. Во всех вариантах несущие опоры валков располагаются снаружи корпуса мельницы. The jet feed of the crushed material is carried out through individual inlet nozzles of the rolls, which are made in the form of articulated aeration tubes installed in the mill at an angle β by expression (1). In addition, the mill has a rotating table in which a V-shaped groove is made with a wear-resistant and cutting-abrasive layer, and stationary supports are placed under it. Grinding mill rolls are made of two conical abrasive disks or plates with the possibility of their rearrangement and an annular chipper between them. The roll bump is made protruding above the surface of the discs, the latter having cavities for bulk density, and their wear-resistant cutting-abrasive bandages have a developed surface, for example, in the form of oncoming spiral hollows-protrusions. Regardless of the loading system, the mill grinding rolls are mounted on shafts in bearings. With their free rotation, a hydromechanical voltage system is installed with sockets for the shafts along the axis of rotation of the table, while for rollers with forced rotation, the hydromechanical system is placed between the spherical support and the drive. In all cases, the roller bearing supports are located outside the mill body.

На фиг. 1 показана принципиальная схема способа измельчения; на фиг.2 мельница, реализующая способ; на фиг.3 то же, вариант выполнения; на фиг.4 узел I на фиг.2 и 3. In FIG. 1 shows a schematic diagram of a grinding method; figure 2 mill implementing the method; figure 3 is the same, an embodiment; in Fig.4 node I in Fig.2 and 3.

Способ измельчения сыпучего материала (фиг.1) заключается в следующем. The method of grinding bulk material (figure 1) is as follows.

Потоком 1 исходная фракция 2 подается в мельницу струйно с критической скоростью V и под углом β к зеркалу стола 3, движущегося со скоростью V₃. При этом магистральное направление струи с учетом абразивно-динамического воздействия на мелющие валки 4, вращающиеся со скоростью V₄, определяется выражением
β ε + ρ (1) где ε угол атаки струи без эффекта ударного взаимодействия;
ρ угол абразивно-динамического трения.Stream 1, the initial fraction 2 is fed into the mill jet with a critical speed V and at an angle β to the mirror of the table 3, moving at a speed of V ₃ . In this case, the main direction of the jet, taking into account the abrasive-dynamic effect on the grinding rolls 4, rotating with a speed of V ₄ , is determined by the expression
β ε + ρ (1) where ε is the angle of attack of the jet without the effect of impact interaction;
ρ is the angle of abrasive dynamic friction.

Струйная подача измельчаемого материала осуществляется через входные патрубки, которые выполнены в форме шарнирно закрепленных аэротруб 5, что позволяет изменять направление и величину угла β Стол мельницы (фиг.2) имеет V-образный желоб 6 с износостойким и режуще-истирающим слоем 7, полученным самораспространяющимся высокотемпературным синтезом или СВС-процессом. При этом валки выполнены из двух абразивных полых тарелей 8, а между ними установлен кольцевой отбойник 9 с выступом 10, входящим в вершину V-образного желоба. Под желобом размещены стационарные опоры 11. Размольный валок установлен на валу 12, одна опора которого, например сфероопора 13, расположена вне корпуса 14 мельницы, а другая в виде гнезда 15 является составной частью гидромеханической системы 16 нагружения, располагаемой вдоль оси 17 вращения стола мельницы. The jet feed of the crushed material is carried out through the inlet nozzles, which are made in the form of articulated aeration tubes 5, which allows you to change the direction and angle β The mill table (Fig. 2) has a V-shaped groove 6 with a wear-resistant and cutting-abrasive layer 7, obtained self-propagating high temperature synthesis or SHS process. In this case, the rolls are made of two abrasive hollow plates 8, and between them there is an annular chipper 9 with a protrusion 10 that enters the top of the V-shaped groove. Stationary bearings 11 are placed under the chute. The grinding roller is mounted on the shaft 12, one support of which, for example, a sphero-bearing 13, is located outside the mill body 14, and the other in the form of a socket 15 is an integral part of the hydromechanical loading system 16 located along the axis of rotation of the mill table 17.

В другом варианте выполнения мельницы (фиг.3) вал каждого валка снабжается приводом 18 вращения, при этом устанавливается консольно на сфероопоре 19 и дополняется подпорным ограничителем 20 перемещений. Его гидромеханическая система нагружения размещается между сфероопорой и приводом. In another embodiment of the mill (FIG. 3), the shaft of each roll is provided with a rotation drive 18, while being mounted cantilever on the sphere support 19 and is supplemented by a retaining limiter 20 of displacements. Its hydromechanical loading system is located between the spherical support and the drive.

Независимо от исполнения механизма движения размольных валков и их нагружения, валки (фиг. 4) имеют полость 21 с насыпной неметаллической массой 22, причем их износостойкие режуще-истирающие бандажи имеют развитую поверхность 23 в форме встречных спиральных впадин 24 и выступов 25. При этом в днище V-образного желоба по всему его периметру располагаются сквозные отверстия 26 с клапанами 27, которые периодически взаимодействуют со стационарными опорами стола. Regardless of the execution of the mechanism of movement of the grinding rolls and their loading, the rolls (Fig. 4) have a cavity 21 with a bulk non-metallic mass 22, and their wear-resistant cutting-abrasive bandages have a developed surface 23 in the form of oncoming spiral depressions 24 and protrusions 25. Moreover, in the bottom of the V-shaped groove along its entire perimeter are through holes 26 with valves 27, which periodically interact with the stationary table supports.

Мельница функционирует следующим образом. The mill operates as follows.

Измельчаемая фракция 2 (см. фиг.1) потоком 1 через входную аэротрубу 5 подается под углом β и, разрушившись от удара об отбойник 9 (фиг.2) валка 4, сразу падает на размольный стол 3 мельницы и увлекается в зазор между рабочими поверхностями V-образного желоба 6 и валка. При этом валок 4 устойчиво поворачивается от ударов и технологического контакта через измельчаемую массу на валу 12, через сфероопору 13 и гнездо 15 системы нагружения. Гидромеханическая система нагружения позволяет мельнице работать как в стационарном режиме, когда зазора нормально постоянный, так и в динамическом режиме, когда зазор нормально переменный, т.е. он по необходимости то увеличивается (открывается), то уменьшается (закрывается). Другими словами, размольные, но уже полые и легкие валки как бы пульсируют. Режим "открытие" особо важен, если учесть вероятность попадания в мельницу неизмельчаемых объектов 28 (фиг. 3), собираемых в конечном итоге в металлосборнике (не обозначен). Рабочий зазор рациональный, а предварительно и динамически разрушенные фракции измельчаемого материала продолжают двигаться со столом в сходящемся зазоре, разрушаясь при этом и отбойником 9, и размольными тарелями. Вместе со столом движется и клапан 27 (фиг. 4). Он открывается, и под стационарную опору (ролик, сфера) устремляется газовый поток 29, который дестабилизирует измельчаемую массу, придавая ей как бы "воздушность". После прохождения клапана через опору, псевдоожиженный слой "успокаивается", а процесс повторяется, так как число опор превосходит число размольных валков 4, но уже в режиме транспортировки (выдувания) продуктов измельчения в направлении 30 (фиг.2 и 3). The crushed fraction 2 (see Fig. 1) is fed through the inlet aeration pipe 5 at an angle β and, having collapsed from impact on the bump 9 (Fig. 2) of the roll 4, immediately falls onto the grinding table 3 of the mill and gets carried away into the gap between the working surfaces V-shaped groove 6 and roll. In this case, the roll 4 is stably rotated from impacts and technological contact through the crushed mass on the shaft 12, through the sphere support 13 and the socket 15 of the loading system. The hydromechanical loading system allows the mill to work both in stationary mode, when the gap is normally constant, and in dynamic mode, when the gap is normally variable, i.e. if necessary, it increases (opens), then decreases (closes). In other words, grinding, but already hollow and light rolls seem to pulsate. The “opening” mode is especially important if we take into account the probability of getting into the mill non-crushed objects 28 (Fig. 3), which are ultimately collected in a metal collector (not indicated). The working gap is rational, and previously and dynamically destroyed fractions of the crushed material continue to move with the table in the converging gap, while being destroyed by the chipper 9 and grinding plates. Together with the table, the valve 27 also moves (Fig. 4). It opens, and a gas stream 29 rushes under a stationary support (roller, sphere), which destabilizes the ground mass, giving it a kind of “airiness”. After the valve passes through the support, the fluidized bed “calms down”, and the process is repeated, since the number of supports exceeds the number of grinding rolls 4, but already in the mode of transportation (blowing) of the grinding products in the direction 30 (FIGS. 2 and 3).

То же самое происходит, если способ реализуется мельницей с быстрым и принудительным вращением валков (фиг.3). Рабочий зазор определяется уже гидромеханической системой 16 нагружения внешнего расположения через сфероопору 19 и ограничитель 20. Процесс диспергирования ускоряется за счет быстрого вращения отбойника 9 с тарелями 8 в составе размольного валка 4 и за счет так называемого "мелькания" впадин 24 выступов 25 на V-образных поверхностях рабочего зазора (фиг.4). Кроме того, масса 22 стабилизирует динамику вращения путем перераспределения пересыпания ее в полости 21. The same thing happens if the method is implemented by a mill with fast and forced rotation of the rolls (figure 3). The working gap is already determined by the hydromechanical loading system 16 of the external arrangement through the spherical support 19 and the limiter 20. The dispersion process is accelerated by the rapid rotation of the chipper 9 with the plates 8 in the grinding roll 4 and due to the so-called “flickering” of the troughs 24 of the protrusions 25 on the V-shaped the surfaces of the working gap (figure 4). In addition, the mass 22 stabilizes the dynamics of rotation by redistributing its pouring in the cavity 21.

Изобретение позволяет интенсифицировать процесс измельчения сыпучего материала, способствует максимальной производительности, обеспечивает регламентные характеристики мельниц и систем пылеприготовления. The invention allows to intensify the process of grinding bulk material, contributes to maximum productivity, provides the regulatory characteristics of mills and dust preparation systems.

Интенсивность процесса измельчения обеспечивается вследствие динамического разрушения исходного продукта об отбойник и развитые рабочие поверхности валков в момент его струйной подачи в рабочую камеру мельницы под углом β и с критической скоростью, вследствие диспергирующего истирания по типу резания-шлифования, когда предварительно разрушенные от удара фракции проходят рабочий зазор между столом и валками, а также вследствие неупорядоченного воздействия на измельчаемую массу развитых рабочих поверхностей стола и валков, определяющих в конечном итоге упомянутый рабочий зазор. The intensity of the grinding process is ensured due to the dynamic destruction of the initial product by the bump and the developed working surfaces of the rolls at the time of its jet feeding into the working chamber of the mill at an angle β and at a critical speed, due to dispersive abrasion by the type of cutting-grinding, when the fractions previously destroyed by impact pass the working the gap between the table and the rolls, as well as due to the disordered effect on the ground mass of the developed working surfaces of the table and rolls, determines those who ultimately mentioned the working gap.

Высокая производительность производства мелкодисперсного готового продукта обеспечивается вследствие интенсивного совокупного процесса измельчения, а также транспортировки измельченной пыли из рабочей зоны мельницы. Последнее достигается "пронизывающим эффектом" газового потока (узел I на фиг. 2 и 3), большой скоростью относительного движения валков (при шлифовании скорость вращения составляет 30-50 м/с и более) и незначительными нагрузками, действующими на элементы мельницы в любом сочетании ее многовариантного исполнения. High productivity of the production of finely divided finished product is ensured due to the intensive aggregate grinding process, as well as the transportation of crushed dust from the mill working area. The latter is achieved by the "penetrating effect" of the gas stream (node I in Figs. 2 and 3), the high speed of the relative movement of the rolls (during grinding, the rotation speed is 30-50 m / s or more) and insignificant loads acting on the elements of the mill in any combination its multivariate execution.

Регламентные эксплуатационные характеристики мельницы обеспечиваются вследствие того, что в отличие от классического раздавливания интенсивный и производительный совокупный процесс измельчения по изобретению происходит вне зависимости от усилий, задаваемых системами нагружения, а они незначительны в сравнении с многотонными нагрузками на валки, действующими в базовых объектах типа МВС 125А. The routine operational characteristics of the mill are ensured due to the fact that, in contrast to the classical crushing, the intensive and productive aggregate grinding process according to the invention occurs regardless of the forces set by the loading systems, and they are insignificant in comparison with the multi-ton roller loads acting in basic facilities of the MVS 125A type .

Claims

1. The method of grinding bulk material, mainly coal in thermal power plants by feeding the source material in the immediate vicinity of the gaps between the rotating table and the rollers in the opposite direction to the latter, crushing it with rollers and removing the crushed material by a gas stream, characterized in that the rollers are used with a working a chipper, the working surfaces of which and the rotating table are abrasive, and the source material is fed to each chipper with a jet at a critical speed, and the main direction of the jet is determined from the expression
β = ε + ρ,
where β is the main direction of the jet;
e is the angle of attack of the jet without the effect of impact interaction;
r is the angle of external abrasive-dynamic friction.

2. Mill for grinding bulk material, comprising a housing, a rotary table, grinding rolls on shafts with supports, a loading system, nozzles for loading the source material, each of which is installed in front of the side surfaces of the rolls, and a nozzle for unloading material, characterized in that each the pipe for loading the source material is made in the form of a pivotally fixed aero tube and is inclined to the table rotation speed vector at an angle b determined from the expression
β = ε + ρ,
where ε is the angle of attack of the jet without the effect of impact interaction;
r is the angle of abrasive dynamic friction,
the table is made with a V-shaped groove, the surface of which is formed by a wear-resistant and cutting-abrasive layer, and with stationary supports installed under the top of the groove in the rolls, and the rolls are made up of two cone-shaped disks with the possibility of their rearrangement and an annular chipper between them .

3. The mill according to claim 2, characterized in that the loading system is made hydromechanical.

4. The mill according to claims 2 and 3, characterized in that the loading system is installed along the axis of rotation of the table, and its working table has slots for roll shafts, the latter being made with wear-resistant cutting-abrasive bandages.

5. The mill according to claims 2 and 3, characterized in that the shaft of each roll is made with a drive, with each shaft mounted cantilever in one of the roll supports located on the outside of the roll, made spherical, and the table has a center stop roll rotation limiter and direction rotation of the table and its rapprochement with the table as it wears, while the loading system is placed between the spherical support and the drive.

6. The mill according to claim 2, characterized in that each chipper is made protruding above the surface of their corresponding cone-shaped disks, the latter having a cavity with bulk density, and their wear-resistant cutting-abrasive bandage has a developed surface, for example, in the form of oncoming spiral depressions protrusions.

7. The mill according to claim 2, characterized in that in the bottom of the V-shaped groove through holes are made through holes with valves, for example ball, interacting with stationary supports.