БАРАБАННАЯ ШАРОВАЯ МЕЛЬНИЦА С ЦЕНТРАЛЬНОЙ РАЗГРУЗКОЙ

Изобретение относится к технике дробления и измельчения материалов, а именно к барабанным жаровым мельницам и может быть использовано на предприятиях, осуществляющих размол рудного и нерудного сырья.
Известны барабанные вращающиеся мельницы, содержащие барабан, загрузочную и разгрузочную цапфы и привод. Разгрузка материала в них осуществляется через решетку, установленную в торце барабана или через открытую горловину. (Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы. М. Недра, 1982 г.).
Недостатком этих мельниц является то, что в них не обеспечивается оптимальная степень заполнения пульпой объема барабана. Это приводит к снижению их производительности.
Согласно практическим данным оптимальным заполнением барабана мельницы пульпой с рудными частицами является такое, при котором пульпа и рудные частицы заполняют во вращающейся мельнице подстилающий слой шаров ("пяту"), но не поднимаются выше его уровня. При увеличении объема пульпы в барабане мельницы над "пятой" образуется слой пульпы, через который проходят при падении шары. На преодоление динамического сопротивления этого слоя затрачивается кинетическая энергия падающих шаров, в связи счем снижается их разрушительная способность в зоне соударения с "пятой" и, как следствие, уменьшается производительность мельницы.
В мельницах с разгрузкой материала через решетку уровень измельчаемого материала и пульпы в барабане не контролируется и может колебаться в широких пределах. При этом разгрузочные решетки в процессе работы забиваются кусками руды, мелкими шарами и их осколками, в связи с чем пропускная способность решеток падает, уровень пульпы в барабане поднимается, обуславливая потери кинетической энергии падающих шаров. Наиболее рациональным в решении задачи оптимизации степени заполнения мельницы пульпой является направление с использованием мельниц с центральной
разгрузкой, в которых пульпа свободно вытекает из барабана через открытую разгрузочную горловину.
Известна принятая в качестве ближайшего аналога барабанная мельница, содержащая барабан с загрузочной и разгрузочной цапфами, обратную спираль в разгрузочной горловине (Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы. М. "Недра", стр.215, 219, 355). Спираль возвращает шары, пересыпавшиеся при вращении мельницы из барабана в горловину, обратно в барабан. Уровень пульпы в такой мельнице равен верхнему уровню слива над кромкой обратной спирали, над которой происходит истечение пульпы из барабана. Высота слоя пульпы над пятой, преодолеваемого шарами при падении, равна разнице между уровнем пульпы и высотой "пяты". Однако данной конструкции мельницы также присущ указанный выше недостаток: толстый слой пульпы над "пятой". Это обусловлено соблюдением определенного соотношения между диаметром горловины со спиралью и диаметром барабана мельницы для предоотвращения высыпания шаров из мельницы.
При существующих рабочих коэффициентах заполнения объема барабана шарами φ=0,4-0,45 диаметр горловины, замеряемый по верхним кромкам обратной спирали, принимается равным 0,35-0,4 диаметра мельницы. Уровень шаров в барабане при этом выше нижней кромки горловины, поэтому часть шаров при ливры остановке мельницы перемещается из барабана в горловину, но шары не высыпаются из мельницы: обратная спираль при пуске возвращает их в барабан.
Известно конструктивное решение по устранению указанного недостатка. Этой цели служит выполнение разгрузочной горловины с диаметром до уровня подстилающего слоя шаров, равным 0,7-0,8 диаметра барабана мельницы (SU, 76 0999, 07.09.80, В 02 С 17/00). При этом горловина перекрывается торцевой решеткой, удерживающей шаровую загрузку в барабане мельницы.
Недостатком данной конструкции является то, что торцевая решетка подвержена забивке мелкими шарами, их скрапом и кусками руды, в связи с чем ее пропускная способность снижается, а уровень пульпы повышается.
Предложенное изобретение предназначено для повышения производительности мельниц с центральной разгрузкой за счет оптимизации уровня пульпы в
в барабане при сохранении возможности свободного ее истечения из барабана. Технический результат достигается тем, что в мельнице с центральной разгрузкой, содержащей барабан с загрузочной и разгрузочной цапфами обратную спираль, установленную в горловине разгрузочной цапфы, лента обратной спирали выполнена в виде гребенки с зубцами, направленными к центральной оси барабана.
При запуске мельницы обратная спираль возвращает шары из горловины в в барабан. В процессе работы пульпа вытекает из барабана мельницы, проходя между зубцами спирали, за счет чего достигается понижение уровня слива и соответственно уровня пульпы в мельнице. Как следствие уменьшается высота слоя пульпы над "пятой", преодолеваемого падающими шарами, снижаются потери их кинетической энергии на преодоление сопротивления этого слоя, повышается производительность мельницы.
Степень понижения уровня пульпы зависит от высоты ленты спирали и проемов между зубцами. Не прошедшая через гребенку пульпа может свободно вытекать из барабана поверх спирали. При необходимом для возврата шаров из горловины в барабан внутреннем диаметре спирали, равном 0,35-0,40 диаметра барабана, высота спирали и проемов между зубцами могут быть увеличены за счет расширения диаметра собственно горловины.
Гребенка спирали не подвержена забивке, так как при подъеме участка спирали в верхнюю точку горловины застрявшие между зубцами куски будут вываливаться через открытые проемы вниз.
Расстояние между зубцами определяется в зависимости от размера применяемых шаров и величины кусочков скрапа, выводимого из мельницы при пересортировке шаровой загрузки. На практике размер скрапа не превышает 20-30 мм.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: на фиг.1 - продольный разрез мельницы, на фиг.2 - поперечный разрез разгрузочной цапфы с гребенчатой спиралью, вид А-А на фиг.1. Мельница содержит барабан 1, загрузочную 2 и разгрузочную 3 цапфы, обратную спираль 4 в виде гребенки с зубцами 5 и проемами 12, сплошной полосой в составе гребенки 13 и за ее пределами 14, венцовую шестерню 6, питатель 7, подшипники 8, 9. Обратная спираль может быть выполнена также в виде непрерывной ленты 10 с отверстиями 11 для вытекания пульпы из барабана, фиг.3.
Устройство работает следующим образом. Нижняя часть барабана 1 при его вращении заполнена пульпой. Истечение пульпы из барабана при подаче в него исходного продукта происходит через разгрузочную цапфу 3 при сплошной ленте спирали в известных мельницах  в виде слоя над верхней кромкой спирали. При гребенчатой ленте спирали 4 или  гребенчатых лентах при многозаходной спирали пульпа вытекает из барабана 1 через промежутки (проемы) 12 между зубцами 5 и уровень слива и пульпы в барабане понижаются.
Глубина проемов между зубцами может быть равной высоте ленты спирали h и меньше ее. В последнем случае к поверхности горловины цапфы 3 примыкает участок ленты спирали в виде сплошной полосы 13, позволяющей возвращать в барабан мелкий, прошедший между зубцами скрап шаров.
Гребенчатая спираль 4 одно или многозаходная устанавливается на всю длину горловины цапфы 3 или часть ее. При короткой спирали вывод мелкого скрапа за пределами гребенчатой спирали 4 может быть осуществлен с помощью одного из следующих конструктивных элементов: предусматривается продолжение гребенчатой спирали в виде сплошной ленты 14 малой высоты, например, равной 20-30 мм., или диаметр горловины постепенно расширяется, обеспечивая скатывание скрапа в бутару, устанавливаемую на конце разгрузочной цапфы.
Влияние высоты слоя пульпы над "пятой", преодолеваемого шарами при падении, на производительность мельницы изучалось экспериментально. В шаровой мельнице диаметром 0,75 м. с помощью гребенчатой спирали разной высоты изменялся уровень слива мельницы, при этом определялась высота слоя пульпы над "пятой". В мельницу была загружена смесь шаров диаметром 60 и 40 мм коэффициент заполнения 0,4, измельчались железистые кварциты Кривого Рога крупностью 10-0 мм. Результаты приведены в таблице.
Высота слоя пульпы над пятой, мм
210
130
60
Удельная производительность по готовому классу - 0,074 мм, т/м. куб. час
0,69
0,74
0,80
Полученные результаты свидетельствуют о том, что с уменьшением высоты слоя пульпы над "пятой" производительность мельницы с центральной разгрузкой увеличивается.
Гребенчатая спираль может быть изготовлена из стали или полиуретана.