ШАРОВАЯ БАРАБАННАЯ МЕЛЬНИЦА С ВНУТРЕННИМ РЕЦИКЛОМ

Изобретение относится к технике тонкого измельчения материалов и может найти применение в промышленности строительных материалов при помоле цемента, а также в горно-обогатительной, химической и энергетической промышленностях.
Известна конструкция трубной мельницы с внутренним классифицирующим устройством, содержащая барабан, разделенный на камеры грубого и тонкого помола, межкамерную перегородку, загрузочное и разгрузочное приспособления, разгрузочную перфорированную решетку, трубу рецикла, расположенную в камере тонкого помола, оборудованную устройствами для подачи измельчаемого материала в трубу рецикла и по ее полости [Патент RU №2246355, В 02 С 17/06, опубликован 20.02.2005, Бюллетень №5].
Недостатком известной конструкции трубной мельницы с внутримельничным классифицирующим устройством является низкая объемная производительность ввиду того, что большая часть измельчаемого материала возвращается на дробление, что в целом приводит к повышению удельного расхода энергии.
Известна конструкция шаровой мельницы, состоящая из корпуса, футерованного внутри бронеплитами и межкамерной перегородкой, выполненной плоской и расположенной под углом 30-50° к оси вращения мельницы [А.с. СССР, №733727, В 02 С 17/18, опубликовано 15.05.1980, Бюллетень №18].
Недостатками известной конструкции шаровой мельницы является то, что под воздействием наклонной межкамерной перегородки существенно возрастает продольная скорость измельчаемого материала, что приводит к загрублению помола и, в конечном счете, снижению качества готового продукта.
Изобретение направлено на повышение эффективности процесса помола путем осуществления в мельнице с поперечно-продольными движениями мелющих тел внутримельничной классификации и рецикла измельчаемого материала, за счет чего повышается тонкость помола, производительность мельниц и снижается энергоемкость.
Это достигается тем, что в шаровой барабанной мельнице с внутренним рециклом, включающей корпус, футерованный внутри бронеплитами и частично заполненный мелющими телами, наклонную межкамерную перегородку, жестко прикрепленную к корпусу под углом 30-50° к оси вращения мельницы, разгрузочную перфорированную решетку, установленную на разгрузочном торце корпуса и жестко прикрепленную к нему, загрузочное и разгрузочное устройства, согласно предлагаемому решению между наклонной межкамерной перегородкой и разгрузочной перфорированной решеткой, установлена и жестко прикрепленная к корпусу мельницы труба рецикла, таким образом, что верхний уровень h мелющих тел в камере мельницы, в которой установлена труба рецикла, при любом положение наклонной межкамерной перегородки, по крайней мере, ниже корпуса трубы рецикла, а минимальное расстояние между плоскостью, перпендикулярной оси вращения мельницы, проходящей через торец трубы рецикла, обращенный к наклонной межкамерной перегородке и ближайшей частью наклонной межкамерной перегородки составляет не менее, чем
, где
R - внутренний радиус корпуса мельницы в камере, в которой установлена труба рецикла, м;
h - высота слоя мелющих тел в камере мельницы, в которой установлена труба рецикла, м;
α - угол наклона наклонной межкамерной перегородки к оси корпуса, град;
β - угол естественного откоса мелющих тел, размещенных в камере, в которой установлена труба рецикла, град;
при этом устройство для подачи материала в трубу рецикла выполнено в виде лифтеров, расположенных по длине трубы рецикла, при этом каждый лифтер одним концом входит в полость трубы рецикла и жестко прикреплен к ней, а другим концом жестко прикреплен к внутренней поверхности корпуса мельницы, кроме того, каждый лифтер со стороны его конца, жестко прикрепленного к внутренней поверхности корпуса мельницы, имеет отверстия для прохождения в полость лифтера измельчаемого материала, а труба рецикла оборудована устройством перемещения материала по ее внутренней полости в направлении от разгрузочной перфорированной решетки к наклонной межкамерной перегородке.
Г
Т
На фиг.1 схематически изображена шаровая барабанная мельница -продольный разрез, в положении А, когда камера грубого помола имеет минимальную длину lв нижней части, а камера тонкого помола имеет максимальную длину l в нижней части.
Г
Т
На фиг.2 изображена мельница в положении Б, когда длина l' нижней части камеры грубого помола максимальная, а длина l' нижней части камеры тонкого помола - минимальная.
Шаровая барабанная мельница с внутренним рециклом содержит футерованный корпус 1, разгрузочную перфорированной решетки 2, установленную на разгрузочном торце корпуса 1 и жестко прикрепленную к нему, например, при помощи болтового соединения. Загрузочное устройство, выполнено, например, в виде загрузочной полой цапфы 3, жестко закрепленной, например, при помощи сварки на загрузочном торце корпуса 1 соосно с ним. Разгрузочное устройство, например (см. Сапожников М.Я. «Механическое оборудование предприятий строительных материалов изделий и конструкций». Учебник для строительных вузов и факультетов. М.: Высшая школа, 1971. - с.101), состоит из разгрузочной полой цапфы 4 жестко закрепленной, например, при помощи сварки на разгрузочном торце корпуса 1 соосно с ним, усеченного конуса 5, жестко закрепленного, например, при помощи болтового соединения к разгрузочной
перфорированной решетке 2 коаксиально корпусу 1 со стороны, обращенной к разгрузочному торцу мельницы, направленного большим основанием к разгрузочной перфорированной решетке 2 и лопастей 6 расположенных между торцом корпуса 1 и разгрузочной перфорированной решеткой 2 по периферии от усеченного конуса 5 и жестко прикрепленных к корпусу 1, например, при помощи сварки.
Наклонная межкамерная перегородка 7, например, изготовленная из прутков расположенных на расстоянии друг от друга, с образованием щелей величиной 5-10 мм, жестко, например, при помощи болтового соединения закреплена на корпусе 1 под углом 30-50° к оси вращения мельницы.
Корпус 1 шаровой мельницы разделен наклонной межкамерной перегородкой 7 на камеру 8 грубого помола и камеру 9 тонкого помола. Каждая из камер 8 и 9 частично заполнена мелющими телами, соответственно, 10 и 11. Коэффициент заполнения корпуса 1 мелющими телами 10 и 11 равен 0,25÷0,28.
Коаксиально корпусу 1 между наклонной межкамерной перегородкой 7 и разгрузочной перфорированной решеткой 2 в камере тонкого помола 9 установлена труба 12 рецикла, жестко прикрепленная к корпусу 1, например, болтовыми соединениями посредством крестовин 14 и лифтеров 13.
Т
Т
Верхний уровень h' мелющих тел 11 в камере 9 тонкого помола, по крайней мере, находится ниже корпуса трубы 12 рецикла, в случае когда мельница находится в положении Б, при котором длина l' нижней части камеры 9 тонкого помола минимальная.
Труба 12 рецикла, размещена в камере тонкого помола 9, таким образом, что минимальное расстояние l между плоскостью перпендикулярной оси вращения мельницы проходящей через торец трубы 12 рецикла, обращенный к наклонной межкамерной перегородке 7 и частью наклонной межкамерной перегородки 7 ближайшей к этой плоскости составляет не менее, чем
, где:
R - внутренний радиус корпуса 1 в камере 9 тонкого помола, м;
Т
h - высота слоя мелющих тел находящихся в камере 9 тонкого помола, при нахождение наклонной межкамерной перегородки 7 в положении Б, при котором длина l' нижней части камеры 9 тонкого помола минимальная, м;
α - угол между наклонной межкамерной перегородкой 7 и осью корпуса 1, град;
β - угол естественного откоса мелющих тел 11, размещенных в камере тонкого помола 9, град;
Например, для мельниц с радиусом R полого футерованного барабана равного 1,5 м, высотой h слоя загрузки равной 1 м, углом α наклона перегородки равном 50° и углом β естественного откоса мелющих тел, равном 20° расстояние l равно 0,86 м.
Устройство для подачи материала в трубу рецикла выполнено в виде лифтеров 13, расположенных по длине трубы 12 рецикла. Каждый лифтер выполненный, например, из толстостенной трубы одним концом входит в полость трубы 12 рецикла, например, радиально и жестко прикреплен к ней, например, при помощи сварки, а другим концом жестко прикреплен, например, при помощи сварки к внутренней поверхности корпуса 1.
В боковой поверхности каждого лифтера 13 со стороны его конца, жестко прикрепленного к поверхности корпуса 1, имеются отверстия 15 для прохождения в полость лифтера 13 измельчаемого материала.
Устройство для перемещения материала по внутренней полости трубы 12 рецикла в направлении от разгрузочной перфорированной решетки 2 к наклонной межкамерной перегородке 7, выполнено, например, в виде шнекового устройства 16, расположенного и жестко закрепленного, например, при помощи сварки на внутренней поверхности трубы 12 рецикла по всей его длине.
Через корпус 1 мельницы просасывается аспирационный воздух в направлении от загрузочного к разгрузочному торцу мельницы с помощью любой из известных систем аспирации (на фигурах не показана).
Аспирационный воздух поступает в мельницу через загрузочную полую цапфу 3 проходит через камеры 8, 9 грубого и тонкого помола, при этом, он проходит через трубу 12 рецикла и, пройдя через разгрузочную перфорированную решетку 2, выходит через разгрузочную полую цапфу 4.
Если расстояние l будет меньше, чем , то мелющие тела 11 в процессе вращения корпуса 1 будут ударять по трубе 12 рецикла, что приведет к ее разрушению.
Т
Т
Уровень h' мелющих тел 11 в камере тонкого помола должен быть ниже уровня трубы 12 рецикла. Если уровень h' мелющих тел 11 в камере 9 тонкого помола будет выше, то мелющие тела 11 закроют торец трубы 12 рецикла и будут препятствовать выходу измельчаемого материала из трубы 12 рецикла в направление к наклонной межкамерной перегородке 7, что нарушает процесс измельчения с рециклом и приводит к существенному загрубению помола материала.
Корпус 1 приводится во вращение приводом (на фигурах не показан).
Измельчение материала в мельнице осуществляется следующим образом. Измельчаемый материал, например, клинкер для производства цемента, подается через загрузочную полую цапфу 3 в корпус 1 мельницы. При вращение корпуса 1 материал под действием мелющих тел 10 и 11 измельчается, продвигаясь из камеры 8 грубого помола через отверстия в наклонной межкамерной перегородки 7 в направлении разгрузочной перфорированной решетки 6.
Под действием потоков аспирационного воздуха просасываемого через корпус 1 в камере грубого 8 и тонкого 9 помола наиболее мелкие частицы подхватываются и перемещаются в направлении к разгрузочной перфорированной решетке 2, а далее через нее и разгрузочную полую цапфу 3 выводятся из мельницы.
Г
Г
Г
Г
Г
Г
Отличительной особенностью работы шаровых барабанных мельниц с наклонными межкамерными перегородками является то, что при повороте корпуса 1 из положения А в положение Б (через половину оборота барабана) длина l камеры 8 грубого помола и уровень h, мелющих тел 10 в ней изменяются, соответственно, от минимальной l, и максимальной h, до максимальной - l' и минимальной h'.
Т
Т
Т
Т
В камере 9 тонкого помола наоборот: в положение А корпуса 1 длина камеры 9 тонкого помола максимальная - l, уровень мелющих тел 11 минимальный - h; в положение Б корпуса мельницы длина камеры 9 тонкого помола становиться минимальной - l', а высота слоя мелющих тел 11 максимальной h'.
В процессе вращения корпуса 1 мельницы мелющие тела, находящиеся в зоне движения наклонной межкамерной перегородки 7, ограниченной длиной С участка корпуса, захватываются наклонной межкамерной перегородкой 7 и отбрасываются ею вдоль оси корпуса 1 в камере 8 грубого помола к загрузочному торцу мельницы, в камере 9 тонкого помола в направлении разгрузочной перфорированной решетки 2.
В шаровой барабанной мельнице с наклонной межкамерной перегородкой мелющие тела совершают свое движение не только в поперечном сечении корпуса мельницы, но и возвратно-поступательное вдоль продольной оси корпуса 1 мельницы. При этом верхний уровень мелющих тел, в каждой из камер 8 и 9 мельницы, ограничивается линиями 17, 18, 19, 20 естественного откоса мелющих тел 10 и 11.
В процессе вращения корпуса 1 мельницы при переходе наклонной межкамерной перегородки 7 из положения А в положение Б мелющие тела 10, вместе с измельчаемым материалом находящиеся на участке длиной С, захватываются наклонной межкамерной перегородкой 7. Скользя вдоль поверхности наклонной межкамерной перегородки 7, измельчаемый материал классифицируется: крупные частицы перемещаются вдоль оси
барабана в сторону загрузочной полой цапфы 3, а мелкие частицы прошедшие сквозь щели в наклонной межкамерной перегородке 7 направляются в камеру 9 тонкого помола. Вследствие поперечно-продольного движения мелющих тел 10 и 11, находящихся в обеих камерах 8 и 9 мельницы, материал измельчается с большей интенсивностью.
В камере тонкого помола часть измельчаемый материал через отверстия 15 в лифтерах 13 поступает в трубу 12 рецикла, остальная часть материала продвигается к разгрузочной решетке 2 и с помощью разгрузочного устройства выводится из мельницы.
Под действием аспирационного воздуха проходящего через трубу 12 рецикла осуществляется сепарация материала поступающего в ее полость. Наиболее мелкие частицы измельчаемого материала, выносятся из трубы 12 рецикла, где происходит соединение с основным потоком аспирируемого воздуха.
Крупные частицы измельчаемого материала перемещаются шнековым устройством 16, расположенным внутри трубы 12 рецикла в направлении наклонной межкамерной перегородки 7 и возвращаются в камеру 9 тонкого помола, где под воздействием мелющих тел 11, подвергаются домолу.
Таким образом, использование наклонной межкамерной перегородки в сочетании с трубой рецикла позволяет увеличить продольную скорость движения измельчаемого материала в корпусе мельницы, осуществлять его внутримельничную классификацию и рецикл.
Все это в комплексе повышает эффективность процесса измельчения в целом: повышает тонкость помола и производительность мельницы, снижает удельный расход энергии.