шаровая мельница замкнутого цикла

Формула изобретения

Шаровая мельница, включающая загрузочное устройство и разгрузочное устройство с выходной решеткой, жестко и соосно соединенные с цилиндрическим корпусом, изнутри футерованным жестко закрепленными на нем износостойкими элементами, межкамерную перегородку, делящую внутреннее пространство мельницы на камеры грубого и тонкого измельчения и жестко закрепленную на корпусе, отличающаяся тем, что внутри цилиндрического корпуса и разгрузочного устройства коаксиально расположено устройство для возврата крупки в камеру тонкого измельчения, проходящее через центральное отверстие выходной решетки и закрепленное с возможностью изменения расстояния между его торцом, расположенным в камере тонкого измельчениями межкамерной перегородкой, при этом второй торец устройства выходит за пределы разгрузочного устройства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для тонкого измельчения, в частности к шаровым мельницам, работающим в замкнутом цикле совместно с сепараторами, и может быть использовано в промышленности строительных материалов, горной, химической и других отраслях промышленности.

Известен аналог заявленного изобретения (а.с. СССР №1079288, БИ №10, 1984 г.), представляющий собой шаровую мельницу, предназначенную для тонкого измельчения цементного клинкера и добавок, содержащую барабан с бронефутеровкой, загрузочное и разгрузочное устройства. Внутреннее устройство мельницы разделено межкамерной перегородкой на камеры грубого и тонкого измельчения. С целью повышения эффективности измельчения крупка, возвращаемая на домол в мельницу, из сепаратора вдувается вентилятором в зону действия мелющей загрузки с размером шара не более 50 мм.

Недостаток этой мельницы в том, что измельчаемая среда с материалом, находящаяся во время работы мельницы в воздухе, является препятствием для прохождения крупки с воздухом в эту область мельницы. Другим недостатком такой конструкции является то, что невозможно точно обеспечить место подачи крупки по длине мельницы. Наличие межкамерной перегородки в средней части корпуса мельницы также является преградой для прохождения крупки с воздухом в камеру тонкого измельчения.

Известен ближайший аналог (прототип) (В.А.Бауман, Б.В.Клушанцев, В.Д.Мартынов. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций - М.: Машиностроение, 1981 - 324 с. стр.107) заявленного изобретения, как наиболее близкий по совокупности существенных признаков. Устройство представляет собой шаровую мельницу, содержащую загрузочное устройство и разгрузочное устройство с выходной решеткой, жестко соединенные с цилиндрическим корпусом, изнутри футерованным износостойкими элементами. В области межкамерной перегородки рассматриваемая мельница разделена устройством, которое весь материал, находящийся в первой камере мельницы, через специальные окна в корпусе мельницы выгружает и направляет посредством элеватора в сепаратор. Затем из сепаратора крупка направляется в это же устройство, из окон которого крупка направляется в камеру тонкого измельчения.

Недостатком этой мельницы является низкое качество получаемого в ней продукта и низкая эффективность процесса измельчения в шаровых мельницах замкнутого цикла. Сложность управления дисперсными характеристиками продуктов измельчения и сложность устройств подачи крупки привело к тому, что в данный момент шаровые мельницы подобных конструкций не эксплуатируются.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение качества готового продукта и эффективности процесса измельчения материала в шаровых мельницах замкнутого цикла за счет увеличения их производительности и снижения энергозатрат, что достигается подачей крупки, выделенной в сепараторе, в строго определенное место в камере тонкого измельчения, а также на существенное упрощение конструкции мельницы.

Это достигается тем, в шаровой мельнице, включающей загрузочное устройство и разгрузочное устройство с выходной решеткой, жестко и соосно соединенные с цилиндрическим корпусом, изнутри футерованным жестко закрепленными на нем износостойкими элементами, межкамерную перегородку, делящую внутреннее пространство мельницы на камеры грубого и тонкого измельчения и жестко закрепленную на корпусе, согласно предлагаемому решению, внутри цилиндрического корпуса и разгрузочного устройства коаксиально расположено устройство для возврата крупки в камеру тонкого измельчения. Это устройство проходит через центральное отверстие выходной решетки и закреплено с возможностью изменения расстояния между его торцом, расположенным в камере тонкого измельчения и межкамерной перегородкой, при этом второй торец устройства выходит за пределы разгрузочного устройства.

На чертеже изображен продольный разрез шаровой мельницы.

Шаровая мельница состоит из загрузочного устройства 1, выполненного в виде трубошнека, разгрузочного устройства, выполненного в виде трубошнека с выходной решеткой 2, соединенных неподвижно и соосно, например, на болтах с цилиндрическим корпусом 3, изнутри футерованным износостойкими элементами 4, межкамерной перегородки 5, делящей внутреннее пространство мельницы на камеры грубого 6 и тонкого 7 измельчения и жестко, например, на болтах закрепленной на корпусе. Мельница содержит устройство для возврата крупки 8, расположенное коаксиально внутри цилиндрического корпуса и разгрузочного устройства и проходящее через центральное отверстие разгрузочной решетки 2. Устройство для возврата крупки может быть выполнено различным образом, например, в виде трубошнека, вращающегося вместе в барабаном мельницы и имеющим направление витков в противоположную вращению сторону, или шнека, корпус которого вращается вместе с барабаном мельницы, а сам шнек подает крупку в камеру тонкого измельчения и т.п. В предлагаемом решении устройство для возврата крупки выполнено в виде трубошнека, вращающегося вместе с барабаном мельницы и имеющим направление витков в противоположную вращению сторону. Для поддержания свободно висящего конца устройства в корпусе мельницы используются тяги 9. Это соединение осуществляется съемно-разъемно при помощи болтовых соединений. Устройство для возврата крупки 8 входит в камеру тонкого измельчения со стороны разгрузки материала. С целью регулирования качества выходящего продукта расстояние между межкамерной перегородкой и торцом устройства а регулируется. Для этого устройство для возврата крупки, например, находится на подвижной тележке (на чертеже условно не показана) и перемещается по мере необходимости в осевом направлении. Расстояние между межкамерной перегородкой и торцом устройства а регулируется от 0 мм до размера, определяемого необходимой дисперсностью к конечному продукту. Например, при больших циркуляционных нагрузках и незначительном содержании в исходном продукте класса - 30 мкм целесообразно, чтобы параметр а был минимален. В случае необходимости повышения дисперсных характеристик продукта размер а должен быть увеличен пропорционально содержанию класса - 30 мкм. В торце загрузочного устройства 1 предусмотрено уплотнительное устройство, предотвращающее попадание пыли в окружающую среду при подаче крупки в камеру тонкого измельчения мельницы. Второй торец устройства для возврата крупки 8 выходит за пределы разгрузочного устройства.

Мельница работает следующим образом. Футерованный цилиндрический корпус 3 мельницы, жестко соединенный с загрузочным 1 и разгрузочным устройством с решеткой 2, приводится во вращение приводом (на чертеже условно не показан). Материал, предназначенный для помола, например цементный клинкер, через загрузочное устройство 1 подается в футерованный цилиндрический корпус 3, камеры которого загружены различными по размерам мелющими телами-шарами (на чертеже условно не показаны), и подвергается измельчению. Внутреннее пространство мельницы разделено межкамерной перегородкой 5 с отверстиями, отделяющей камеру грубого измельчения с крупными шарами от камеры тонкого измельчения, заполненную мелкими шарами. Измельченный продукт проходит через решетку 2 с разгрузочным устройством и любым из известных способов, например, воздушным потоком направляется в сепаратор (на чертеже условно не показан), который разделяет продукт по дисперсности на готовый и грубый (крупку) продукты. Из сепаратора крупка, например, самотеком по наклонному лотку подается в приемный бункер (на чертеже условно не показан) и через любое загрузочное устройство подается в торец устройства 8, выходящий за пределы разгрузочного устройства, и направляется на домол в мельницу. Многолетний опыт эксплуатации систем замкнутого цикла измельчения на основе шаровых мельниц показал, что размер частиц крупки всегда меньше 1 мм. Частицы такого размера целесообразно измельчать только в камере тонкого измельчения. Направление частиц такого размера в камеру тонкого измельчения, минуя камеру грубого измельчения, позволяет существенно снизить количество холостых ударов крупных шаров в камере грубого измельчения. Это может быть достигнуто тем, что крупка подается в камеру тонкого измельчения устройством для возврата крупки 8, введенным в мельницу со стороны разгрузки закрепленного на корпусе мельницы с возможностью осевого перемещения, например съемно-разъемно. Попавшая в камеру тонкого измельчения крупка измельчается совместно с материалом, прошедшим через межкамерную перегородку 5 из камеры грубого измельчения 6. При повышении требований к дисперсности конечного продукта параметр а необходимо увеличивать. Для этого болтовые соединения устройства для возврата крупки 8 с тягами 9 разъединяются, устройство для возврата крупки, находящееся на подвижной тележке, перемещается в осевом направлении, тем самым обеспечивая необходимое расстояние а между торцом устройства для возврата крупки и межкамерной перегородкой 5. Затем болтовыми соединениями осуществляется закрепление устройства для возврата крупки к тягам 9. Измельченный до требуемого размера материал через разгрузочную решетку 2 и разгрузочное устройство выводится из мельницы и направляется в сепаратор, и далее цикл повторяется.

В рассмотренном прототипе устройство для возврата крупки было громоздкой и металлоемкой конструкцией, расположенной вокруг средней части мельницы. В нашем случае устройство расположено внутри мельницы и занимает не более 1% полезного объема мельницы, при этом экономия металла составляет более 90%.

Таким образом, предлагаемая конструкция шаровой мельницы позволяет повысить качество готового продукта и эффективность процесса измельчения материала в шаровых мельницах замкнутого цикла, оптимизировать работу мелющей среды на всех стадиях измельчения материала за счет подачи крупки в конкретное место камеры тонкого измельчения и избирательного измельчения материала при существенном упрощении конструкции мельницы.