способ измельчения материалов во вращающемся барабане мельницы магнитомягкими измельчающими телами

Формула изобретения

Способ измельчения материалов во вращающемся барабане мельницы магнитомягкими измельчающими телами, например шарами, включающий их захват и подъем на оптимальную высоту магнитной силой притяжения электромагнитов, закрепленных на барабане, и сброс шаров в полость барабана при отключении электромагнитов от источника тока, отличающийся тем, что электромагниты закрепляют на барабане по винтовой линии со сдвигом на угол , причем электромагниты, опускающиеся вниз мельницы, подключают к источнику тока в диапазоне центрального угла =10÷40° при измерении угла от вертикального луча с вершиной, совпадающей с осью вращения барабана против направления движения барабана, а электромагниты, поднимающиеся вверх, отключают от источника тока в диапазоне центрального угла =90÷135° при измерении угла от вертикального луча по направлению вращения барабана, при этом угол определяют по выражению:

=k(0,95÷1,05) /n-1,

где k - целое нечетное число;

n - количество электромагнитов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к дезинтеграции материалов и может быть использовано для измельчения сырья в процессах его переработки.

Известен способ измельчения руд в шаровой мельнице, низкий КПД (до 1%) которого обусловлен «мертвой зоной» шаров, в которой до 30% измельчающей загрузки не участвует в процессе разрушения материалов (Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы. М.: Недра, 1972, т.1, стр.327).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ дезинтеграции руды с интенсификацией ее измельчения воздействием электромагнитов на циркуляцию шаров в мельнице (Борисков Ф.Ф., Свалов С.А. Интенсификация измельчения руд путем электромагнитного воздействия на характер циркуляции шаров в мельницах. Энергетические воздействия в процессах переработки минерального сырья. Сб. научн. тр., Новосибирск, ИГД СО АН СССР, 1987, стр.3-7). Этот способ измельчения материалов во вращающемся барабане мельницы магнитомягкими измельчающими телами характеризуется тем, что электромагниты применяются для захвата и подъема магнитомягких шаров при подключении к источнику тока и сброса их в полость барабана мельницы с оптимальной высоты на измельчаемый материал при отключении от источника тока. Электромагниты, которые закреплены на барабане и движутся синхронно с ним, притягивают шары с образованием комков и при подъеме их снизу мельницы до оптимальной высоты повышают величину вращающего момента барабана. Для преодоления этого момента, направленного против вращения барабана двигателем, требуется увеличение мощности двигателя и повышенный расход энергии.

Отключение электромагнита от источника тока при достижении шарами оптимальной высоты приводит не только к положительному действию - к интенсификации измельчения материала за счет ликвидации «мертвой зоны» и падения шаров с оптимальной высоты, но и к отрицательному явлению - к удару обрушающимися комками всех шаров по барабану, что приводит к сильным периодическим нагрузкам на барабан и опоры мельницы.

Предлагаемое изобретение решает задачу повышения надежности работы мельницы.

Технический результат, получаемый при использовании изобретения, состоит в снижении величины периодических нагрузок на барабан и опоры мельницы.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе измельчения материалов во вращающемся барабане мельницы магнитомягкими измельчающими телами, например шарами, включающем их захват и подъем на высоту магнитной силой притяжения электромагнитов, закрепленных на барабане, и сброс шаров в полость барабана при отключении электромагнитов от источника тока, согласно изобретению электромагниты закрепляют на барабане по винтовой линии со сдвигом на угол , определяемый по выражению: =k(0,95÷1,05) /n-1, где к - целое нечетное число; n - количество электромагнитов, причем, электромагниты, опускающиеся вниз мельницы, подключают к источнику тока в пределах центрального угла =10÷40° при измерении угла от вертикального луча с вершиной, совпадающей с осью вращения барабана против направления движения барабана, электромагниты, поднимающиеся вверх, отключают от источника тока в пределах центрального угла =90÷135° при измерении угла от вертикального луча по направлению вращения барабана.

Размещение n электромагнитов на барабане мельницы по винтовой линии со сдвигом на угол , определяемый по выражению:

=k(0,95÷1,05) /n-1 уменьшает в n раз массу шаров, притянутых к каждому электромагниту, и создаваемый шарами дополнительный вращающий момент.

Зависимость =k(0,95÷1,05) /n-1 содержит идеальные значения, равные , 3 , 5 и т.д., когда первый и последний электромагниты, закрепленные соответственно около загрузочного и разгрузочного отверстий барабана, сбалансированы в мельнице. При меньше k0,95 /n-1 и больше k1,05 /n-1 происходит увеличение дисбаланса, что осложняет работу мельницы за счет повышения ее вибрации.

Подключение к источнику тока электромагнитов, движущихся внизу мельницы, на угловом расстоянии больше 40° от вертикали при измерении углов против направления вращения барабана, повышает расход энергии на работу электромагнитов в то время, когда шары под влиянием силы скатывания и вращения барабана мельницы перемещаются к вертикали. При подключении электромагнитов на угловом расстоянии меньше 10° от вертикали (при измерении углов в том же направлении) магнитное поле может не захватить часть шаров, что снизит производительность измельчения. Отключение тока в электромагнитах при подъеме шаров на центральный угол меньше 90° от вертикали при измерении угла по направлению вращения барабана приводит к тому, что часть шаров не будет поднята на оптимальную высоту. В этом случае для оптимизации циркуляции шаров потребуется увеличение числа оборотов барабана мельницы с повышением расхода энергии на ее работу. Подъем шаров над горизонталью на угол больше 135° от вертикали при измерении углов по направлению вращения барабана может перевести работу мельницы в режим махового колеса, когда шары прижимаются центробежной силой к внутренней поверхности барабана и не участвуют в процессе измельчения материала.

Увеличение k в зависимости =k(0,95÷1,05) /n-1 приводит к повышению количества витков винтовой линии, по которой расположены электромагниты, и к дальнейшему снижению дисбаланса барабана от увеличения числа сбалансированных электромагнитов.

Режим управления кинематикой и динамикой шаров наиболее четко выполняется при использовании шаров, изготовленных из магнитомягких материалов, например из шарикоподшипниковой стали.

Пример 1. На барабане шаровой мельницы закреплены по винтовой линии 5 электромагнитов для захвата, подъема и сброса ферромагнитных шаров в полость барабана с оптимальной высоты на измельчаемый материал. Масса шаров распределяется по барабану по 5-ти участкам со снижением ее в 5 раз при падении на измельчаемый материал, т.е. до 6,8 т применительно к мельнице МШР 3200×3100 с шаровой загрузкой 34 т. Ударные нагрузки на барабан и опоры мельницы снижаются также в 5 раз по сравнению с прототипом.

Пример 2. При k=3 на барабане трубной мельницы закреплены по винтовой линии 10 электромагнитов. Угол между электромагнитами повысился до 60° (с 20° при k=1). Электромагниты образовали 1,5 витка на барабане мельницы. Вращающий момент шаровой загрузки снижается за счет того, что два электромагнита уравновешивают два других электромагнита из четырех, находящихся на противоположной стороне барабана.