ВАЛКОВАЯ МЕЛЬНИЦА С ГАЗОВЫМ КАНАЛОМ
JAR ROLLER WITH GAS DUCT

Настоящее изобретение относится к валковой мельнице для измельчения сыпучего (навалочного) материала, такого как исходное цементное сырье, цементный клинкер и другие подобные материалы, содержащей корпус мельницы, окружающий в основном горизонтальный размольный стол, группу валков, каждый из которых выполнен с возможностью вращения вокруг своей оси, и средство введения газов в корпус мельницы. Изобретение относится также к способу его реализации.
Валковая мельница указанного типа известна в патентной литературе. В патентной заявке Японии 2002370044 А2 раскрыта вертикальная валковая мельница для измельчения сыпучего материала, содержащая корпус мельницы, окружающий поворотный размольный стол, и валки, выполненные с возможностью взаимодействия с размольным столом. Валковая мельница имеет основной канал подачи газа, соединенный с корпусом мельницы ниже размольного стола и предназначенный для введения газов в корпус мельницы через сопловое кольцо, охватывающее размольный стол. Для избежания падения сквозь сопловое кольцо под действием силы тяжести материала в находящийся ниже размольного стола канал необходимо поддерживать высокую скорость газа над сопловым кольцом. Интенсивная циркуляция материала над сопловым кольцом и высокая скорость движения газа через сопловое кольцо создают большую потерю давления на сопловом кольце и вследствие этого приводят к высокому потреблению энергии тягодутьевым устройством по сравнению с потреблением энергии приводом мельницы. Кроме высокого энергопотребления высокая скорость газа существенно повышает износ деталей валковой мельницы, обтекаемых этим газом. В патентной заявке Японии обходной канал, в который поступают газы из главного канала подачи газа, соединен с корпусом мельницы в определенном месте выше размольного стола. Газовый поток из обходного канала увеличивается, если есть необходимость в подаче в корпус мельницы большего количества газа в зависимости от ее загрузки. Газовый поток как через обходной канал, так и через основной канал подачи газа создается одним и тем же тягодутьевым устройством, и поток в обходном канале регулируется дроссельным вентилем. Поэтому нет возможности снизить потерю давления, так как давление в корпусе мельницы должно поддерживаться достаточно низким, чтобы сохранить скорость газа в сопловом кольце, и, как следствие этого, количество газа, вводимого через обходной канал, должно регулироваться с помощью упомянутого дроссельного вентиля, создающего такую же потерю давления, как на сопловом кольце. Кроме того, обходной канал не может быть выполнен так, чтобы он один вводил полное количество необходимых газов в валковую мельницу, так как он водит газы в одном месте в корпусе мельницы. Основная подача газа должна производиться в нескольких местах вокруг размольного стола, чтобы получить нужную суспензию газ/материал.
В основу изобретения положена задача создания валковой мельницы, в которой существенно уменьшены упомянутые недостатки.
Это достигается в валковой мельнице упомянутого во вводной части типа, отличающейся тем, что средства введения газов в корпус мельницы включают кольцевой канал с отверстиями в стенке, обращенной к размольному столу, причем канал размещен по наружной окружности размольного стола.
Это обеспечивает значительное снижение потери давления в валковой мельнице и, как следствие, значительное снижение энергопотребления валковой мельницы. Газы вводятся через подающий газопровод, соединенный с кольцевым каналом. Таким образом газы, вводимые через подающий газопровод в кольцевой канал, направляются к размольному столу через отверстия в кольцевом канале. Достигается снижение потери давления, так как скорость газа, проходящего через отверстия, должна быть достаточной только для того, чтобы предотвратить попадание в отверстия движущихся по радиусу частиц, и для того, чтобы обеспечить взвешенное в газах состояние продукта размола. Следовательно, скорость газа можно поддерживать низкой, что приводит к низкой потере давления.
Предпочтительно, чтобы отверстия в кольцевом канале, через которые вытекают газы, были расположены выше поверхности размольного стола, так чтобы газы поступали по радиусу в направлении размольного стола и на него. Подающий газопровод может быть соединен с боковой поверхностью кольцевого канала, обращенной (может быть своей частью) к корпусу мельницы, или соединен с дном кольцевого канала, так чтобы газы в кольцевой канал могли поступать между корпусом мельницы и размольным столом. Возможны также другие местоположения соединения подающего газопровода, и возможно также иметь несколько входных газопроводов для одного кольцевого канала.
Кольцевой канал предпочтительно окружает весь размольный стол, и стенка кольцевого канала, обращенная к размольному столу, предпочтительно в основном вертикальная. На кольцевом канале могут быть закреплены средства, такие как наклонные панели, защиты отверстий кольцевого канала от возможного попадания частиц. Поперечное сечение кольцевого канала может быть прямоугольным или квадратным, но возможны также другие формы кольцевого канала, обеспечивающие введение газов соответствующим образом.
В другом варианте выполнения средства введения газов в корпус мельницы включают помещенное между кольцевым каналом и размольным столом сопловое кольцо, через которое вводятся газы, и которое охватывает размольный стол. В таком случае возможно вводить газы вокруг размольного стола как вертикально через сопловое кольцо, так и горизонтально через кольцевой канал, за счет чего в корпусе мельницы может быть создан предпочтительный газовый поток, при котором появляется возможность воздействовать на кривую распределения размеров частиц.
В еще одном варианте выполнения средства введения газов в корпус мельницы включают две или более отдельные подающие системы, каждая из которых включает такое средство, как тягодутьевое устройство для введения газов в корпус мельницы. Через подающие системы газы можно или вдувать, или засасывать. Одна подающая система может вводить газы в основном в вертикальном направлении через сопловое кольцо, охватывающее размольный стол, а вторая подающая система может вводить газы в основном радиально в направлении размольного стола и на него через отверстия в кольцевом канале. Предпочтительно менее 50% процентов газов вводится через сопловое кольцо, и остальная часть газов вводится через отверстия кольцевого канала, но возможны альтернативные распределения потока до тех пор, пока выполняется задача снижения энергопотребления тягодутьевого устройства. Таким образом основное количество вводимых в корпус мельницы газов, поступающих через отверстия кольцевого канала, может вводиться с низкой скоростью, обеспечивающей низкое падение давления. Кроме того, возможно вводить холодные газы, то есть окружающий валковую мельницу атмосферный воздух, через одну систему и горячие газы - через вторую систему. Объем холодных газов меньше объема горячих газов, то есть нагрузка на тягодутьевое устройство, работающее с холодными газами, должна быть относительно меньше. Кроме того, преимущество изобретения заключается в том, что некоторую часть газов, вводимых в корпус мельницы, предпочтительно должны составлять холодные газы, например атмосферный воздух или рециклированный газ мельницы, так как это снижает требования, предъявляемые к материалам и компонентам подающей системы по сравнению с подающей системой введения горячих газов. Соотношение между количеством горячих газов и более холодных газов, соответственно, нужно оптимизировать в зависимости от процесса в мельнице, чтобы минимизировать энергопотребление на процессы размола и создания воздушного потока.
В частном варианте выполнения кольцевой канал содержит по своей окружности несколько отдельных секторов канала, каждый из которых имеет свой подающий газопровод. В таком случае можно регулировать введение газов по окружности размольного стола, увеличивая тем самым число возможных вариантов оптимизации газового потока.
В одном из вариантов выполнения предпочтительно, чтобы размольный стол был выполнен с возможностью вращения и чтобы валки были приспособлены для вращения только вокруг своих осей.
В другом варианте выполнения предпочтительно, чтобы валки были соединены с расположенным по центру размольного стола поворотным вертикальным валом и размольный стол был выполнен или неподвижным, или с возможностью вращения.
Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых схематически показано:
на фиг.1 - сечение предлагаемой в изобретении валковой мельницы,
на фиг.2 - сечение для другого предлагаемого в изобретении варианта выполнения валковой мельницы.
На фиг.1 дано сечение валковой мельницы 1 с корпусом 2 мельницы, окружающим в основном горизонтальный размольный стол 3. Группа валков 4, каждый из которых приспособлен для вращения вокруг оси 5 валка, выполнена с возможностью взаимодействия с размольным столом 3. Исходный материал непрерывно направляется к размольному столу 3 через входной узел (не показан). Газы вводятся через подающий газопровод 6, соединенный с кольцевым каналом 7, размещенным по наружной окружности размольного стола 3. Кольцевой канал 7 имеет отверстия 8 в стенке 9, обращенной к размольному столу 3. Таким образом газы, вводимые через подающий газопровод 6 в кольцевой канал 7, направляются к размольному столу 3 через отверстия 8 в кольцевом канале 7. Продукт размола, взвешенный в газах, отводится тягодутьевым устройством (не показано) через выходной патрубок 11 в верхней части корпуса 2 мельницы. Отверстия 8 в кольцевом канале 7 расположены выше поверхности размольного стола 3, и кольцевой канал 7 окружает весь размольный стол 3, а стенка 9 кольцевого канала 7, обращенная к размольному столу 3, в основном вертикальная. Вместо соединения с боковой стороной кольцевого канала 7 подающий газопровод 6 может быть соединен с дном кольцевого канала 7, что дает возможность газам поступать между корпусом 2 мельницы и размольным столом 3 (этот подающий газопровод 6 изображен пунктирными линиями). На кольцевом канале 7 закреплены наклонные панели 10 для защиты отверстий 8 от возможного проникновения частиц (на фигуре показаны только две панели 10).
На фиг.2 дано сечение валковой мельницы 1 с двумя отдельными подающими системами, каждая из которых содержит тягодутьевое устройство 12, 13 для введения газов в корпус 2 мельницы. Подающая система, содержащая тягодутьевое устройство 12, всасывает газы, направляя их по радиусу к размольному столу 3 и на него через отверстия 8 в кольцевом канале 7, и вторая подающая система, содержащая тягодутьевое устройство 13, вдувает газы в основном вертикально через сопловое кольцо 14, охватывающее размольный стол 3. Предпочтительно менее 50% процентов газов вводится через сопловое кольцо 14 и остальная часть газов вводится через отверстия 8 кольцевого канала 7, но возможно альтернативное распределение потоков до тех пор, пока выполняется задача снижения потери давления.