ПЛИТА ФУТЕРОВОЧНАЯ БАРАБАННОЙ МЕЛЬНИЦЫ

Полезная модель относится к износостойким элементам, которые используются для облицовки внутренних поверхностей шаровых мельниц и мельниц самоизмельчения, и может быть использована в горнообогатительной, энергетической, химической и других отраслях промышленности.
Известна футеровка барабанной мельницы, включающая соединенные вдоль барабана плиты, выполненные из эластомера, у которых верхние части каждой плиты имеют форму трапеции, передняя, средняя и задняя грани которой образуют синусоидальную волновую рабочую поверхность футеровки, а нижние части имеют установочную арматуру. Плиты соединены с помощью крепежных элементов с барабаном мельницы. Плиты с передней стороны имеют выступы, а с задней стороны, соответствующие им пазы, и соединяются между собой накрест (патент RU №2321459, МПК B02 17/22, опубл. 10.04.2008 г.).
Недостатком такой конструкции является способ соединения плит между собой. При проведении ремонтных работ, связанных с заменой одной или нескольких изношенных плит, невозможно вытащить их без демонтажа соседних, пригодных для дальнейшей эксплуатации. Это усложняет проведение ремонтных работ и увеличивает время простоя мельницы, что существенно влияет на экономические показатели горно-обогатительного комбината в целом.
Ближайшим аналогом является футеровка барабанной мельницы, которая состоит из футеровочных плит, расположенных по длине окружности барабана. Каждая плита содержит корпус удлиненной формы из эластомерного материала с выпуклой рабочей поверхностью, боковыми поверхностями и основанием и средство соединения с барабаном мельницы. Корпус удлиненной формы выполнен в виде многогранной призмы. Нижняя часть призмы образована соединением выборок прямоугольной формы, расположенных в нижних углах призмы, с боковыми поверхностями призмы, с одной стороны, и с основанием, с другой стороны. Таким образом, обеспечивается расположение прямоугольного эластомерного уплотнительного элемента в выборках с обеих сторон каждой футеровочной плиты, что способствует упрощению ремонта футеровки и повышению скорости устранения неполадки в случае ее возникновения путем обеспечения возможности монтажа футеровочных плит без сцепления между собой с последующим легким отделением соответствующей футеровочной плиты без повреждения соседних и, как следствие, повышение срока эксплуатации футеровки в целом (патент UA 66387, МПК B02C 17/00, опубл. 26.12.2011 р., бюллетень №24).
Однако использование конструкции футеровочной плиты с корпусом в форме многогранной призмы, нижняя часть которой образована путем соединения выборок прямоугольной формы, расположенных в нижних углах призмы, с боковыми поверхностями призмы, с одной стороны, и с основанием, с другой стороны, приводит к тому, что при установке уплотнительного элемента на внутреннюю цилиндрическую поверхность барабана мельницы он прижимается только острой гранью выборки. Это приводит к уменьшению надежности уплотнения со стороны уплотняющих элементов за счет уменьшения площади контакта уплотняющих элементов с поверхностью выборок. В случае отклонения толщины уплотнительного элемента в сторону уменьшения, образуется щель между плитами и металлическим корпусом барабана, что приводит к быстрому износу барабана.
Недостатком такой конструкции также является то, что рабочие параметры футеровочной плиты, влияющие на экономические показатели эксплуатации мельницы, выбирают произвольно, то есть не учитывая зависимость от других параметров мельницы, в частности, конструктивных параметров барабана и мелющих тел, а также геометрических параметров материала, который измельчается мельницей.
Следующим недостатком является то, что крепление завулканизовано в корпусе футеровочної плиты, что приводит к невозможности движения крепления вдоль корпуса при его монтаже.
Такой способ крепления осложняет изготовление футеровочной плиты, повышает требования к точности изготовления плит и приводит к увеличению номенклатуры изделий, потому что необходимо обеспечить точность межосевого расстояния между крепежными элементами, которое отличается в мельницах различных типоразмеров.
В основу полезной модели поставлена задача упрощения монтажа футеровочных плит в барабанной мельнице и повышения надежности уплотнения каждой футеровочной плиты во время эксплуатации барабанной мельницы с одновременным сохранением волнообразной формы рабочей поверхности футеровки, которая образована футеровочними плитами, путем изменения внешней формы корпуса футеровочной плиты и изменения других конструктивных параметров футеровочной плиты. При этом каждая футеровочная плита должна иметь узел крепления к барабану мельницы, который позволял бы упростить монтажные работы по установке футеровки и применить ее для различных типоразмеров мельниц.
1
1
Поставленная задача решается таким образом, что в плите футеровочной барабанной мельницы, которая содержит корпус удлиненной формы из эластомерного материала с выпуклой рабочей поверхностью, боковыми поверхностями и основанием и средство соединения с барабаном мельницы, согласно полезной модели, форма нижней части корпуса включает выборки со сферической поверхностью, расположенные вдоль корпуса в месте соединения боковых поверхностей с основанием, при этом радиус каждой выборки R составляет в пределах R=3…30 мм.
Средство соединения с барабаном мельницы может включать расположенные внутри корпуса профиль с внутренней полостью, соединенный с горизонтальной полосой. При этом горизонтальная полоса может содержать загнутые края Дополнительно профиль с внутренней полостью может быть выполнен как П-образный профиль или как U-образный профиль.
Дополнительно горизонтальная полоса может содержать продольные пазы для установки крепежных элементов, выполненные по длине полосы.
При этом горизонтальная часть профиля может содержать продольные пазы для установки крепежных элементов, выполненные по длине профиля.
Дополнительно рабочая поверхность корпуса может содержать сферическую поверхность.
При этом угол α между вертикальной плоскостью и касательной к сферической поверхности может быть равен d=45°…70°.
Дополнительно рабочая поверхность корпуса может содержать многогранную поверхность с минимально тремя гранями, одна из которых расположена параллельно основанию, а крайние поверхности соединены с боковыми поверхностями под углом.
1
1
При этом угол α соединения боковых поверхностей с крайними поверхностями рабочей поверхности составляет α=45°…70°.
Дополнительно высота (H) корпуса может быть определена соотношением H=K×D, где
D - внутренний диаметр барабана мельницы, мм;
K - коэффициент, который равен 0,03…0,07.
1
Дополнительно расстояние (h) между верхним краем боковой поверхности и верхней точкой рабочей поверхности может быть определено соотношением h=K×d, где:
d - диаметр тел, которые измельчают, мм;
1
K - коэффициент, который равен 0,25…1,0.
Между заявленной совокупностью существенных признаков полезной модели и техническим результатом, который достигается, существует следующая причинно-следственная связь.
Выполнение формы нижней части корпуса с выборками со сферической поверхностью, расположенными вдоль корпуса в месте соединения боковых поверхностей с основанием, позволяет улучшить контакт корпуса с уплотнительными элементами по радиусу сферической поверхности как на этапе монтажа футеровочных плит так и во время эксплуатации футеровки, что приводит к повышению надежности уплотнения и монтажа футеровки в целом.
При этом выполнение нижней части корпуса со сферическими поверхностями выборок позволяет уменьшить требования к точности выполнения уплотнительных элементов или футеровочных плит и упростить их монтаж в барабане.
1
1
При этом опытным путем было установлено, что выбор значения радиуса R продольной округлой выборки, предназначенной для установки уплотняющего элемента, в пределах R=3…30 мм, позволяет одновременно обеспечить надежный контакт уплотнения с плитой и является оптимальным с точки зрения технологичности изготовления плиты и уплотнения.
Рабочая поверхность плиты, для соблюдения необходимой волнообразной формы внутренней поверхности барабана мельницы, может иметь гладкую выпуклую поверхность радиусом R или вид многогранника, состоящий как минимум из трех граней.
Таким образом, достигают необходимых рабочих параметров барабана мельницы для измельчения породы во время его эксплуатации путем создания необходимого рельефа рабочей поверхности плит внутри барабана.
Для обеспечения надежного соединения плиты с поверхностью барабана, плита футеровочная имеет средство соединения с барабаном мельницы, которое включает расположенные внутри корпуса профиль с внутренней полостью, соединенный с горизонтальной полосой, например, методом сварки. Профиль с внутренней полостью может быть выполнен как П-образный профиль. В таком случае продольные пазы для установки крепежных элементов, с помощью которых плита соединяется с внутренней поверхностью барабана мельницы, выполнены на горизонтальной полосе по ее длине. При выполнении профиля с внутренней полостью U-образным по форме продольные пазы для установки крепежных элементов выполнены на горизонтальной части профиля по его длине. Такое выполнения пазов в обоих случаях предоставляет возможности передвижения крепежных элементов вдоль средства соединения с барабаном мельницы при монтаже футеровочных плит. Края горизонтальной полосы могут быть подогнуты для более надежного крепления внутри эластомерного материала плиты. Средство соединения с барабаном мельницы может быть выполнено и другими способами, например, способом литья или штамповки. Указанная конструкция соединения с барабаном мельницы позволяет повысить надежность крепления плит к барабану и упростить процесс монтажа плит, а также обеспечить свободное перемещение крепежных элементов в продольных пазах и их положение, которое соответствует расстоянию между осями отверстий в барабане мельницы. Это дает возможность использования лифтеров для мельниц различных типоразмеров.
Дополнительно изобретателями были определены конструктивные параметры футеровочной плиты, которые влияют на повышение надежности уплотнения каждой футеровочной плиты во время эксплуатации барабанной мельницы с одновременным сохранением волнообразной формы рабочей поверхности футеровки
1
1
В частности, выполнение высоты (H) плиты согласно соотношению H=K×D, где: D - внутренний диаметр барабана, мм, а K - коэффициент, который равен 0,03…0,07, и выполнение расстоянии (h) между верхним краем боковой поверхности и верхней точкой рабочей поверхности согласно соотношению h=K×d, где d - диаметр мелющих тел, мм, а K - коэффициент, который равен 0,25…1,0, позволяет обеспечить оптимальные технологические параметры работы мельницы в зависимости от внутреннего диаметра барабана и диаметра мелющих тел.
1
При этом изобретателем опытным путем было определено значение коэффициента K, который зависит от технологических параметров работы мельницы, от внутреннего диаметра барабана и диаметра мелющих тел, и коэффициента K, который зависит от технологических параметров работы мельницы, от диаметра барабана, от диаметра мелющих тел, от размеров материала, который измельчается.
1
1
Также выполнение рабочей поверхности корпуса сферической с углом α между вертикальной плоскостью и касательной к сферической поверхности в пределах d=45°…70° или с многогранной поверхностью с минимально тремя гранями, одна из которых расположена параллельно основанию, а крайние поверхности соединены с боковыми поверхностями под углом α, который составляет в пределах α=45°…70°, позволяет получить различные варианты сохранения волнообразной формы рабочей поверхности футеровки, которая образована футеровочними плитами, для повышения эффективности измельчения материала в барабанной мельнице. Заявленная полезная модель иллюстрируется соответствующими чертежами, представленными на фиг. 1-4.
На фиг. 1 показан поперечный разрез плиты, корпус которой имеет сферическую рабочую поверхность;
На фиг. 2 показан поперечный разрез плиты, средство соединения с барабаном мельницы которой содержит профиль, выполненный как П-образный профиль с внутренней полостью
На фиг. 3 показан поперечный разрез плиты, корпус которой имеет рабочую поверхность в виде многогранной поверхности с тремя гранями.
На фиг. 4 показан фрагмент футеровки барабана мельницы плитами.
Изобразительные материалы, иллюстрирующие заявленную полезную модель, никаким образом не ограничивают объем притязаний, изложенный в формуле, а только поясняют сущность полезной модели.
Плита футеровочна барабанной мельницы содержит корпус удлиненной формы из эластомерного материала, например, резины, с выпуклой рабочей поверхностью 1, боковыми поверхностями 2, основанием 3 и средством соединения с барабаном мельницы.
1
1
Форма нижней части корпуса включает выборки 4 со сферической поверхностью, расположенные вдоль корпуса в месте соединения боковых поверхностей 2 с основанием 3. Радиус каждой выборки R составляет в пределах R=3…30 мм, например, 10 мм.
Средство соединения с барабаном мельницы содержит расположенные внутри корпуса профиль 5 с внутренней полостью, соединенный с горизонтальной полосой 6, например, методом сварки. Профиль 5 может быть выполнен как U-образный профиль (фиг. 1, 3) или П-образный профиль (фиг. 2). При выполнении профиля 5 U-образным горизонтальная полоса 6 содержит продольные пазы 7 для установки крепежных элементов 8. При выполнении профиля 5 П-образным продольные пазы 7 для установки крепежных элементов 8 расположены в горизонтальной части профиля 5. Крепежные элементы 8 могут свободно перемещаться по длине паза 7 и устанавливаться в нужном положении для соединения с осями отверстий в корпусе барабана мельницы. Края полосы 6 могут быть подогнуты. При изготовлении футоровочних плит средство соединения с барабаном мельницы может быть соединено с материалом плит, например, способом вулканизации и максимально углублено в плиту. Такое размещение средства соединения с барабаном мельницы повышает надежность крепления и увеличивает срок службы плиты до полного износа эластомерного материала по отношению к глубине расположения средства
1
1
1
Рабочая поверхность 2 может быть выполнена сферической (фиг. 1, 2) или как многогранная поверхность, например, с тремя гранями (фиг. 3). При выполнении сферической рабочей поверхности угол α между вертикальной плоскостью и касательной к сферической поверхности может быть равен d=45°…70°, например, 60°. При выполнении многогранной поверхности, например, с тремя гранями, угол α соединения боковых поверхностей с крайними поверхностями рабочей поверхности может быть выбран из интервала α=45°…70°, например, α=60°.
При этом, высота (H) корпуса футеровочной плиты может быть определена соотношением H=K×D, где D - внутренний диаметр барабана мельницы, мм; K - коэффициент, который равен 0,03…0,07. Например, при внутреннем диаметре барабана мельницы D=900 мм и коэффициенте K=0,05 высота (K) корпуса футеровочной плиты равна H=900×0,05=45 мм.
1
1
При этом, расстояние (h) между верхним краем боковой поверхности и верхней точкой рабочей поверхности может быть определено соотношением h=K×d, где: d - диаметр мелющих тел, мм; K - коэффициент, который равен 0,25…1,0. Например, при внутреннем диаметре мелющих тел, (шаровой загрузки) d=30 мм и коэффициенте K=0,5 расстояние (h) между верхним краем боковой поверхности и верхней точкой рабочей поверхности равно h=30×0,5=15 мм.
Монтаж плиты футеровочной барабанной мельницы осуществляют следующим образом.
На внутреннюю поверхность барабана мельницы сначала укладывают футеровочные плиты по всей длине барабана, с предварительно вставленными в пазах 7 крепежными элементами 8. Затем в имеющиеся в основании плиты 3 выборки 4 сферической формы укладывают уплотняющие прокладки 9, предназначенные для предотвращения проникновения пульпы на внутреннюю поверхность барабана мельницы.
Затем укладывают следующий ряд плит, при этом уплотняющие прокладки также входят в выборки 4 на плитах. После затяжки крепежных элементов, плиты совместно с уплотняющими прокладками создают плотный монолитный слой, что устраняет промоины и защищает внутреннюю поверхность барабана от износа. Рабочие поверхности плит создают волнообразный профиль всей футеровки в целом
В процессе работы мельницы материал, который измельчается, и шаровая загрузка взаимодействуют с рабочей поверхностью плит, и, благодаря образованному профилю футеровки, поднимаются на необходимую, по технологическим параметрам, высоту.
Благодаря плавному переходу между рабочими поверхностями плит происходит непрерывное взаимодействие материала, который измельчается, и шаровой загрузки, сохраняется постоянная величина глубины и ширины впадины между плитами по мере износа плит, что существенно увеличивает срок службы футеровки и благоприятно влияет на процесс измельчения
1
1
При этом выполнение формы нижней части корпуса с выборками со сферической поверхностью, расположенными вдоль корпуса в месте соединения боковых поверхностей с основанием с радиусом каждой выборки R в пределах R=3…30 мм, позволяет упростить монтаж футеровочных плит в барабанной мельнице и повысить надежность уплотнения каждой футеровочной плиты во время эксплуатации барабанной мельницы с одновременным сохранением волнообразной формы рабочей поверхности футеровки, которая образована футеровочными плитами.