МЕЛЮЩЕЕ ТЕЛО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к конструктивным элементам устройств для измельчения материалов в трубных шаровых мельницах, пресс-валковых измельчителях, среднеходных мельницах, вибрационных мельницах и других устройствах и может быть применено в промышленности строительных материалов, горной, химической и других отраслях промышленности.
Известен аналог заявленной полезной модели - «Мелющее тело устройства для измельчения материалов» (RU №2146968 В02С 17/20, опубликовано 27.03.2000 г). Устройство содержит полый металлический корпус, выполненный в виде тела вращения. В полости размещено вставное приспособление в виде пьезоэлемента с диапазоном измеряемого ускорения до 50 g, подключенное к усилителю, и автономный элемент питания. На внешней поверхности металлического корпуса выполнена кольцевая канавка, в которой размещена антенна, входной конец которой проходит через отверстие в металлическом корпусе и соединен с дополнительным усилителем. Недостатком такого мелющего тела является ограниченная область применения, низкая эффективность его использования.
Известен ближайший аналог (прототип) заявленной полезной модели, как наиболее близкий по совокупности существенных признаков - «Мелющее тело устройства для измельчения материалов» (RU №2146969 В02С 17/20, опубликовано 27.03.2000 г). Мелющее тело устройства для измельчения материалов содержит выполненный в виде тела вращения полый металлический корпус с кольцевой канавкой на внешней поверхности, в которой размещены передающие антенны, сообщающиеся с полостью через внутренние каналы в корпусе. В корпусе находится автономный элемент электрического питания, во взаимно перпендикулярных плоскостях размещены емкостные акселерометры, соединенные с усилителями их сигналов, подключенными к передающим антеннам.
Недостатком такого мелющего тела является то, что оно имеет ограниченную область применения и не может использоваться в промышленных трубных шаровых мельницах, имеющих большое количество мелющих тел, преимущественно металлических, в помольной камере. Трубные шаровые мельницы являются основными помольными агрегатами в промышленности строительных материалов, горной и других отраслях промышленности. Это мелющее тело нельзя применять для измельчения металлосодержащих материалов (металлических руд, шлаков-отходов металлургического производства и других). При нахождении мелющего тела в металлической мелющей среде или металлосодержащем измельчаемом материале сигналы, излучаемые из передающих антенн мелющего тела в эфир, будут экранироваться окружающей его металлической средой и не достигать антенны приемного устройства, расположенного на торце помольной камеры.
Измельчаемый материал будет «забиваться» в кольцевую канавку и интенсивно изнашивать передающие антенны, что ограничивает срок службы мелющего тела. При измельчении абразивных материалов (цементного клинкера, шлака, железистых кварцитов и других) целостность антенн может определяться секундами работы помольного агрегата.
Применение емкостных акселерометров с диапазоном измеряемых ускорений до 1000 g в мелющих телах трубных шаровых мельниц будет затруднено в связи с возникновением во время удара мелющего тела больших значений ускорений (величина может превышать 1000 g).
При подключении к усилителям сигналов емкостных акселерометров передающих антенн в эфир будут излучаться сигналы длинноволнового диапазона, что является неэффективным с точки зрения их распространения до антенны приемного устройства, потребует применения мощного автономного элемента электрического питания и передающих антенн, длина которых будет определяться сотнями метров. Это вызовет затруднения в реализации мелющего тела, связанные с относительно малыми размерами
-3
используемых мелющих тел - (20÷125)×10 м, приведет к неустойчивому состоянию передаваемых в эфир сигналов, их искажению при приеме антеннами внешнего устройства и ошибкам при их расшифровке.
Предлагаемая полезная модель направлена на расширение области применения мелющего тела, повышение надежности конструкции, улучшение эксплуатационных характеристик, таких как срок службы, надежность работы, исключение искажения сигналов датчиков.
Это достигается тем, что в мелющем теле трубной шаровой мельницы, содержащем полый металлический корпус в виде тела вращения, с крышкой, с расположенными внутри корпуса емкостными акселерометрами, размещенными во взаимно перпендикулярных плоскостях, усилителями их сигналов, входы которых соединены, соответственно, с выходами емкостных акселерометров, автономным элементом электрического питания электронных устройств, согласно предлагаемому решению, внутри корпуса дополнительно расположены устройство памяти, аналого-цифровой преобразователь сигналов емкостных акселерометров, приемо-передатчик преобразованных сигналов, программируемое вычислительно-управляющее устройство. Выходы усилителей сигналов соединены со входами аналого-цифрового преобразователя сигналов, выход последнего соединен с первым входом программируемого вычислительно-управляющего устройства, первый выход и второй вход которого соединены, соответственно, со входом и выходом устройства памяти, второй выход и третий вход программируемого вычислительно-управляющего устройства соединены, соответственно, с первым входом и первым выходом приемо-передатчика сигналов, который имеет второй выход и второй вход для соединения с внешней электронно-вычислительной машиной, осуществляющей, после завершения накопления информации в устройстве памяти о воздействии мелющего тела на материал в устройстве для измельчения материала, программирование программируемого вычислительно-управляющего устройства, считывание из устройства памяти и обработку информации для
дальнейшего подбора ассортимента мелющих тел, их количества и количества измельчаемого материала. Емкостные акселерометры могут иметь диапазон измеряемых ускорений, превышающий 1000 g.
На фиг.1 и фиг.2 схематически изображены разрезы мелющего тела. На фиг.3 представлена схема соединения электронных устройств, акселерометров, автономного элемента электрического питания электронных устройств.
Мелющее тело состоит из полого металлического корпуса 1 (фиг.1) в виде тела вращения, с крышкой 2. Внутри корпуса расположен автономный элемент электрического питания электронных устройств 3, емкостные акселерометры 4, 5 и 6 (фиг.1 и фиг.2), усилители их сигналов 7, 8 и 9, устройство памяти 10, аналого-цифровой преобразователь сигналов 11, приемо-передатчик сигналов 12, программируемое вычислительно-управляющее устройство 13. Крышка 2 прикреплена, например через резьбовое соединение, к корпусу. Акселерометры 4, 5 и 6 размещены во взаимно перпендикулярных плоскостях, например горизонтальной П1, фронтальной П2 и профильной П3 (фиг.2), их выходы соединены со входами усилителей их сигналов 7, 8 и 9, выходы которых соединены со входами аналого-цифрового преобразователя сигналов 11 (фиг.3). Выход аналого-цифрового преобразователя сигналов соединен с первым входом программируемого вычислительно-управляющего устройства 13, первый выход и второй вход которого соединены через его устройство связи, соответственно, со входом и выходом устройства памяти 10 через его устройство связи. Второй выход и третий вход программируемого вычислительно-управляющего устройства 13 соединены, соответственно с первым входом и первым выходом приемо-передатчика сигналов 12, который имеет второй выход и второй вход для соединения с внешней электронно-вычислительной машиной (на фиг. не показана) для того, чтобы после завершения накопления информации в устройстве памяти о воздействии мелющего тела на материал в устройстве для измельчения
материала осуществить программирование программируемого вычислительно-управляющего устройства, считывание из устройства памяти и обработку информации для дальнейшего подбора ассортимента мелющих тел, их количества и количества измельчаемого материала. Автономный элемент электрического питания 3 соединен с емкостными акселерометрами 4, 5 и 6, усилителями их сигналов 7, 8 и 9, устройством памяти 10, аналого-цифровым преобразователем 11, приемо-передатчиком сигналов 12, программируемым вычислительно-управляющим устройством 13.
Заявляемое устройство работает следующим образом. Мелющее тело помещают в помольную камеру, например трубной шаровой мельницы (на фиг. не показана). При вращении футерованного корпуса трубной шаровой мельницы (на фиг. не показан) происходит соударение мелющего тела о другие мелющие тела, футеровку корпуса мельницы и измельчаемые частицы материала. От количества импульсов ударных взаимодействий, их величины зависит эффективность процесса измельчения материала. При движении мелющего тела или его ударном взаимодействии с другим телом емкостные акселерометры 4, 5 и 6 формируют электрические сигналы, которые поступают с их выходов на входы усилителей сигналов 7, 8 и 9, усиливаются ими и с их выходов передаются на входы аналого-цифрового преобразователя 11, где они преобразуются в сигналы цифрового кода. С выхода аналого-цифрового преобразователя сигналы цифрового кода поступают на первый вход программируемого вычислительно-управляющего устройства 13, которое передает их со своего первого выхода, через его устройство связи на вход устройства памяти 10 через его устройство связи для хранения в устройстве памяти. Накопление информации в устройстве памяти происходит по мере поступления сигналов с акселерометров. После завершения накопления информации в устройстве памяти о воздействии мелющего тела на материал в устройстве для измельчения материала мелющее тело извлекается из помольной камеры, крышка 2 отвинчивается и мелющее тело присоединяется, например электропроводниками, первым
выходом и вторым входом приемо-передатчика сигналов к внешней электронно-вычислительной машине (на фиг. не показана). По сигналу от электронно-вычислительной машины (ЭВМ), поступающему на второй вход приемо-передатчика сигналов 12 и переданному им через его первый выход на третий вход программируемого вычислительно-управляющего устройства 13, последнее извлекает через свой второй вход из устройства памяти 10 через его выход хранящиеся в нем сигналы цифрового кода через их устройства связи. Далее программируемое вычислительно-управляющее устройство 13 передает через свой второй выход сигналы цифрового кода на первый вход приемо-передатчика сигналов 12, который передает полученные сигналы цифрового кода через его второй выход на ЭВМ. В ЭВМ полученные сигналы цифрового кода обрабатываются в информацию о количестве и величине импульсов ударных взаимодействий мелющего тела с другими мелющими телами и частицами материала. После анализа обработанной информации ЭВМ выдает рекомендации о целесообразности изменения ассортимента мелющих тел, их количества и количества измельчаемого материала в помольной камере трубной шаровой мельницы с точки зрения повышения производительности помольного агрегата и снижения энергоемкости процесса измельчения материала.
Применяемые в трубной шаровой мельнице мелющие тела движутся с большими ускорениями, величина которых, в зависимости от размеров мелющих тел, свойств материала, из которого они изготовлены, скоростных режимов их движения и ряда других факторов может превышать 1000 g. В частности и за счет применения емкостных акселерометров с диапазоном измеряемых ускорений превышающим 1000 g появляется возможность расширить область применения мелющего тела в условиях с повышенными кинематическими характеристиками мелющей среды.
Расположение внутри закрытого крышкой корпуса мелющего тела всех его электронных, электрических устройств и их соединений позволяет защитить их от воздействия со стороны материала или других мелющих тел,
сохранить их целостность и работоспособность на протяжении длительного периода эксплуатации мелющего тела, применять мелющее тело для измельчения абразивных материалов, тем самым увеличить срок его службы, расширить область применения.
Применение аналого-цифрового преобразователя сигналов емкостных акселерометров, приемо-передатчика преобразованных сигналов, программируемого вычислительно-управляющего устройства, устройства памяти, ЭВМ и их соединение указанным способом позволяет исключить искажение сигналов емкостных акселерометров и обеспечить их надежную передачу на ЭВМ, расширить область применения мелющего тела при измельчении металлосодержащих материалов и в условиях использования металлических мелющих тел.
Применение ЭВМ обеспечивает надежную работу мелющего тела, улучшенные обработку, анализ полученной информации, разработку рекомендаций по изменению ассортимента мелющих тел, их количества и количества измельчаемого материала, скоростным режимам работы устройства для измельчения.
Таким образом, рассмотренная конструкция мелющего тела трубной шаровой мельницы позволяет применять его без ограничений по свойствам мелющей загрузки и измельчаемого материала, по характеристикам движения мелющего тела, повышает надежность его работы, увеличивает срок службы. Это расширяет область применения мелющего тела, повышает надежность конструкции, улучшает эксплуатационные характеристики.