Разгрузочное устройство барабанной мельницы

Полезная модель относится к устройству для разгрузки барабанных мельниц, предназначенных для мокрого и сухого измельчения руд и материалов в горнорудной и других отраслях промышленности.
Известно устройство «Криволинейный профиль футеровки разгрузочной части барабанных мельниц» (патент RU №2394651 от 23.07.2008 г. МПК В02С 17/18, опубл. 20.12.2001). Криволинейный профиль элеватора разгрузочной части барабанных мельниц предназначенный для вывода разгружаемого продукта, имеющий переменную кривизну, отличающийся тем, что криволинейный профиль имеет радиус R=1000 мм, начиная с расстояния 2800 мм от оси вращения барабана мельницы, затем начиная с расстояния 3350 мм от оси вращения барабана, криволинейный профиль имеет радиус R=2500…2700 мм, толщина профиля равна 70 мм. При использовании криволинейного профиля разгрузочной части мельницы обеспечивается более раннее начало скольжения: частиц материала на разгрузку, тем самым увеличивается эффективность работы разгрузочных устройств и производительности мельницы в целом.
Недостатками данного устройства является то, что конструкция элеватора состоит из двух частей, что нарушает целостность профиля элеватора, а это приводит к интенсивному износу мест сопряжения профиля элеватора вследствие повышенного износа (ударов и трения металла, усиленному трению измельчаемым материалом в точках сопряжения профиля), что приводит к увеличению зазора в местах сопряжения профиля элеваторов и интенсивному износу защитной втулки болтового крепления элеватора с последующим обрывом болтового крепления элеватора, что в итоге приведет к аварийному простою. Постепенная частичная потеря измельчаемого материала приводит к уменьшению эффективности разгрузки измельченного материала. Так как конструкция элеватора состоит из двух частей и четырех болтовых креплений на каждой, то замена элеваторов трудозатратна и требует дополнительные расходные материалы (метизов). Увеличенные простои приводят к уменьшению выработки материала, и как следствие, к снижению получения чистой прибыли.
Известно также устройство «Выходная решетка барабанной мельницы» (патент RU на полезную модель №997802, МПК В02С 17/18, опубл. 23.02.1983). Выходная решетка барабанной мельницы, составленная из секторов со щелями, отличающаяся тем, что с целью повышения износостойкости и улучшения ремонтных работ щели расположены рядами перпендикулярно оси вращения мельницы и по концентрическим окружностям, причем между рядами щелей сектор имеет выступы, высота которых равна 1,2-1,4 толщины сектора, а ширина 0,6-0,8 толщины сектора.
Недостатками данной конструкции является то, что конструкция решетки с перфорацией направленной перпендикулярно оси вращения мельницы не обеспечивает эффективную выгрузку измельченного материала, так как во время вращения барабана мельницы движение измельченного материала направлено в противоположную сторону щелей решетки и измельченный материал встречает препятствие обусловленное промежутками между щелями, что не обеспечивает максимальную пропускную способность решетки. Также движение шаров внутри барабана мельниц будет направлено в противоположную сторону направления щелей решетки, что приведет к повышенному износу промежутков между щелями и наклепу щелей, тем самым уменьшению пропускной способности решетки.
Известно также устройство «Разгрузочная решетка барабанной мельницы самоизмельчения» (патент SU №1202618 А, МПК В02С 17/18, опубл. 07.01.1986). Разгрузочная решетка барабанной мельницы самоизмельчения, состоящая из отдельных секторов с отверстиями для классификации продуктов измельчения, отличающаяся тем, что с целью повышения эффективности и производительности работы за счет дифференциального вывода из нее измельченных продуктов различной крупности, сектора решетки выполнены с отверстиями двух типов, один из которых - щелевидный, причем соотношение площадей живого сечения секторов с щелевидными и другими типами отверстий находится в пределах от 1:1 до 3:1 соответственно.
Недостатками данной конструкции является то, что решетка с прямоугольными отверстиями (65-70 мм) будет подвержена повышенному износу от ударов мелющих шаров о встречную, по направлению движения шаров внутри барабана мельницы, большую прямую грань отверстий, а также впоследствии естественного износа мелющих шаров к их застреванию в отверстиях такой решетки, а значит к уменьшению пропускной способности и, следовательно, уменьшению эффективности выгрузки измельченного материала. Степень износа решетки с прямоугольными отверстиями выше, чем решетки с узкими щелями, а так как решетки расположены попарно и между ребер решеток образуется естественный от ударов шаров наклеп, то будет необходима замена всего ряда решеток, а не по отдельности. Следовательно, износ решеток с узкими щелями будет не полным во время их замены, в сравнении с решетками имеющие прямоугольные отверстия.
Также недостатком данной конструкции является использование решетки с большими прямоугольными отверстиями в паре с решеткой имеющей узкие щели, так как это приводит к интенсивному износу элеваторов от ударов мелющими шарами, в связи с выгрузкой таких шаров из мельницы или к их застреванию в разгрузочном устройстве, так как степень износа шаров в барабане мельниц может превышать допустимый наименьший размер прямоугольного отверстия решетки.
Увеличенные простои приводят к уменьшению выработки материала и как следствие, к снижению получения чистой прибыли. Использование данного типа решеток с разными отверстиями ведет к увеличению затрат в связи с частой сменой всего ряда решеток и частой заменой мелющих шаров.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Разгрузочное устройство барабанной мельницы» (патент RU на полезную модель №93303, МПК В02С 17/18, опубл. 27.04.2010). В разгрузочном устройстве барабанной мельницы, состоящем из набора желобчатых элеваторов, на стенках которых уложены перфорированные сектора, прикрепленные к торцевой разгрузочной стенке, элеваторы и корпус разгрузочного устройства барабанной мельницы над элеваторами выполнены диаметром 1,05-1,3 диаметра мельницы, образуя в увеличенной части ковши для слива пульпы и гали из рабочего объема мельницы. Днище и передняя стенка желоба периферийной части элеватора выполнены по кривой линии.
Недостатками данной конструкции является то, что конструкция элеватора, имеющая широкое ребро профиля элеватора, расположенное перпендикулярно профилю вдоль всей его длинны на расстоянии 60 мм от верхней части профиля и направленное к середине элеватора, образуя переднюю стенку желоба периферийной части элеватора, способствует уменьшению пропускной способности разгрузочной решетки, так как часть решетки с перфорацией для разгрузки перекрыто данной стенкой желоба, а это приводит к низкой эффективности разгрузки измельченного материала. Также данная конструкция разгрузки приводит к тому, что частицы материала, лежащие на элеваторе на определенном расстоянии от оси вращения барабана мельницы и далее этого расстояния, не попадают в область разгрузочного конуса и не разгружаются, оставаясь в разгрузочном устройстве мельницы, что также приводит к снижению производительности разгрузочной решетки, увеличению уровня пульпы в барабане и росту внутримельничной циркуляции, что также приводит к усиленному износу элеваторов и может привести к аварийной остановке мельницы по причине обрыва элеватора с разгрузочной перфорированной решеткой.
Задачей предлагаемого устройства является повышение и сохранение на долгий срок эффективности разгрузки измельченного материала, увеличение срока службы элеваторов, уменьшение металлоемкости и простоев, связанных с заменой элеваторов, уменьшение затрат на метизы, уменьшение энергопотребления мельницы и шаровой загрузки мельницы, а также увеличение часовой переработки.
Поставленная задача достигается тем, что в разгрузочном устройстве барабанной мельницы, состоящем из набора элеваторов с болтовыми отверстиями и набора примыкающих к ним секторов разгрузочных с болтовыми отверстиями, где на профили набора элеваторов и набора секторов разгрузочных уложен набор перфорированных решеток, прикрепленных к торцевой разгрузочной внутренней стенке и стенке разгрузочной наружной, согласно изобретению, элеваторы выполнены с двумя болтовыми отверстиями, уложены в один ряд, имеют целостный крутоизогнутый профиль и снабжены защитными втулками, сектора разгрузочные выполнены с двумя болтовыми отверстиями, уложены в один ряд и имеют криволинейный профиль, совмещенный с профилем элеваторов, на профили секторов разгрузочных в один ряд уложены перфорированные решетки, имеющие перфорацию, выполненную в виде щелей в форме встречных трапеций, расположенные перпендикулярно оси вращения барабана, перфорированные решетки имеют крутоизогнутое ребро по всей длине на ее внешней стороне, на перфорированных решетках выполнены дополнительные короткие ребра расположенные прямо перпендикулярно крутоизогнутому ребру решетки по всей его длине на внешней стороне по направлению вращения барабана мельницы, перфорированные решетки имеют крутоизогнутую форму и образуют в разгрузочном устройстве конструктивные желоба с крутоизогнутым дном;
защитные втулки для крепления перфорированной решетки расположены вне зоны стыка крутоизогнутых профилей элеваторов с противоположной стороны профилей;
перфорированная решетка образует стенку желоба;
элеваторы образуют крутоизогнутое дно желоба.
Технический результат достигается тем, что разгрузочное устройство барабанной мельницы имеет один ряд набора элеваторов и один ряд набора примыкающих к ним секторов разгрузочных, выполненных с двумя болтовыми отверстиями для крепления элеваторов и секторов разгрузочных к стенке разгрузочной наружной и стенке торцевой разгрузочной внутренней барабана мельницы, что позволяет упростить конструкцию разгрузочного устройства, уменьшив количество конструктивных элементов, тем самым сократить простои мельницы во время их замены и увеличить эффективность работы разгрузочного устройства и производительности мельницы в целом.
Технический результат достигается также тем, что элеватор выполнен целостным с крутоизогнутым профилем, что сохраняет эффективность разгрузки измельченного материала на высоких скоростях на весь период эксплуатации элеваторов, так как износ мест сопряжения профиля элеваторов и защитной втулки болтового крепления, приводящий к снижению эффективности разгрузки измельченного материала, отсутствует.
Технический результат достигается также тем, что конструкция элеваторов с целостностным крутоизогнутым профилем лишена риска раннего износа мест сопряжения профилей элеваторов, состоящих из двух частей, что продляет срок службы элеваторов.
Технический результат достигается также тем, что элеваторы с целостным крутоизогнутым профилем имеют по два болтовых крепления, тем самым сокращается время простоя мельницы во время замены набора элеваторов с целостным крутоизогнутым профилем.
Технический результат достигается также тем, что набор элеваторов с целостным крутоизогнутым профилем и набор примыкающих к ним секторов разгрузочных с криволинейными профилями, а также уложенного ряда набора крутоизогнутых перфорированных разгрузочных решеток на профили набора элеваторов и набора секторов разгрузочных, образует конструктивные желоба, которые обеспечивают в разгрузочной части максимально раннее начало скольжения частиц измельченного материала в желобах на разгрузку, тем самым увеличивается эффективность работы разгрузочного устройства и производительности мельницы в целом.
Технический результат достигается также тем, что конструкция крутоизогнутых перфорированных решеток, имеющая расположенные прямо перпендикулярно внутреннему крутоизогнутому ребру по всей его длине ребра, лишена риска раннего износа мелющими шарами, так как ребра защищают от износа ребро решетки и места болтовых креплений от износа вследствие ударов мелющими шарами, а также, уменьшаясь в размерах по степени износа, шары застревают между данными ребрами и образуют дополнительную защиту от ударов мелющих шаров, в связи с этим крепление в нижней и средней части ряда решеток не подвержены риску износа, а значит обрыва болтового крепления.
Технический результат достигается также тем, что в конструкции элементов разгрузочного устройства учтены все точки чрезмерного износа в результате ударов, трения металла и повышенные точки влияния частиц материала, а именно: втулки крепления решетки находятся вне зоны сопряжения профилей элеваторов и секторов разгрузочных, что обеспечивает целостность втулок и болтового крепления из-за влияния частиц измельченного материала; ребра решетки и их болтовые крепления защищены ребрами от удара мелющих шаров; упрощение конструкции разгрузочного устройства приводит к уменьшению составных единиц, а значит и к уменьшению точек трения металла; наиболее раннее и свободное скольжение измельченного материала по крутоизогнутому дну желоба и плавное изменение траектории дальнейшего движения измельченного материала в зоне разгрузочных секторов уменьшает влияние частиц материала и обеспечивает эффективную выгрузку из мельницы, что приводит к тому, что измельченный материал выгружается полностью из разгрузочного устройства и тем самым не подвергая дополнительному влиянию частицами материала.
Технический результат достигается также тем, что применение максимально криволинейного профиля разгрузочной части мельницы, а именно набора целостных элеваторов с крутоизогнутыми профилями и набора примыкающих к ним секторов разгрузочных с криволинейными профилями, обеспечивает максимально раннее начало скольжения частиц материала на разгрузку по желобу и беспрепятственное скольжение частиц материала по криволинейной траектории через сектор разгрузочный в разгрузочный конус разгрузочной воронки, тем самым увеличивается эффективность работы разгрузочного устройства и производительности мельницы в целом.
Технический результат достигается также тем, что элеваторы с целостностным крутоизогнутым профилем, секторы разгрузочные с криволинейными профилями и крутоизогнутую перфорированную разгрузочную решетку можно установить на существующие мельницы, не просверливая дополнительных отверстий в мельнице, а именно в стенке загрузочной наружной и стенке торцевой разгрузочной внутренней, что дает возможность увеличить эффективность выгрузки измельченного материала из разгрузочного устройства без дополнительных затрат.
Технический результат достигается также тем, что у элеваторов с целостным крутоизогнутым профилем и секторов разгрузочных с криволинейными профилями защитные втулки болтовых креплений крутоизогнутой разгрузочной решетки расположены вне зоны стыка крутоизогнутых профилей элеваторов и профилей секторов разгрузочных, а находятся с противоположной стороны профилей, по которым осуществляется движение измельченного материала, что обеспечивает целостность болтовых креплений во время работы мельницы и убирает риск аварийного простоя по причине обрыва болтового крепления крутоизогнутой разгрузочной решетки из-за износа измельченным материалом.
Технический результат достигается также тем, что используя крутоизогнутую перфорированную решетку в качестве стенки желоба вместо отливки дополнительной стенки элеватора, тем самым уменьшается металлоемкость элеватора, его вес, что в свою очередь уменьшает стоимость элеватора и нагрузку на подшипники скольжения мельницы, а также увеличивается открытая площадь перфорации решетки, что увеличивает пропускную способность решетки, тем самым увеличивается эффективность работы разгрузочного устройства и производительности мельницы в целом.
Технический результат достигается также тем, что набор элеваторов с целостным крутоизогнутым профилем, набор секторов разгрузочных с криволинейными профилями отлиты из стали для работы под воздействием средних статических и динамических нагрузок, что увеличивает износостойкость и обеспечивает долгий срок службы элеваторов и секторов.
Технический результат достигается также тем, что крутоизогнутая перфорированная решетка отлита из стали для работы под действием статических и высоких динамических нагрузок, тем самым обеспечивая высокую износостойкость, а это увеличивает срок службы перфорированной решетки, следовательно, сокращает простои мельницы, что приводит к увеличению эффективность работы разгрузочного устройства и производительности мельницы в целом.
Технический результат достигается также тем, что на плоскости перфорированных решеток выполнена перфорация в виде щелей, которые расположены перпендикулярно оси вращения барабана, щели выполнены в виде встречных трапеций в разрезе и имеют одинаковую ширину с обеих сторон, что обеспечивает эффективную классификацию и разгрузку измельченного материала на срок по мере износа самой решетки, тем самым увеличивается эффективность работы разгрузочного устройства и производительности мельницы в целом.
На фиг. 1 изображен общий вид разгрузочного устройства.
На фиг. 2 изображен фрагмент барабанной мельницы с предложенным разгрузочным устройством.
Разгрузочное устройство барабанной мельницы состоит из набора элеваторов 1 с двумя болтовыми отверстиями 2, имеющих целостный крутоизогнутый профиль, примыкающие к ним набор секторов 3 разгрузочных, имеющих по два криволинейных профиля с двумя болтовыми отверстиями 4 для крепления элеваторов и секторов разгрузочных к стенке разгрузочной наружной и стенке торцевой разгрузочной внутренней барабана мельницы, на профили секторов разгрузочных и элеваторов в один ряд уложены перфорированные решетки 5, имеющие крутоизогнутое ребро решетки 6 и дополнительные короткие ребра 7, расположенные прямо перпендикулярно внутреннему крутоизогнутому ребру по всей его длине на внешней стороне по направлению вращения барабана мельницы, на плоскости перфорированных решеток, выполнена перфорация 8 в виде щелей 9, выполненных в форме встречных трапеций, расположенных перпендикулярно оси вращения барабана, ряд решеток, уложенных на ряд элеваторов, образуют в разгрузочном устройстве желоба, имеющие крутоизогнутое дно 10, защитные втулки 11 для болтового крепления перфорированной крутоизогнутой решетки не находятся в зоне стыка крутоизогнутых профилей элеваторов.
Конструкция элеватора 1 имеет крутоизогнутый профиль с радиусом R=3800 мм, начиная с расстояния 2060 мм от оси вращения барабана мельницы, затем начиная с расстояния 2745 мм от оси вращения барабана мельницы, криволинейный профиль так же имеет радиус R=3800 мм. Элеватор с крутоизогнутым профилем имеет два болтовых отверстия 2 для крепления к стенке разгрузочной наружной.
Конструкция сектора разгрузочного 3 состоит из двух криволинейных профилей, имеющих радиус R=620 мм в промежутке между 2050 мм и 1730 мм от оси вращения барабана мельницы. Сектор разгрузочный имеет два болтовых отверстия 4 для крепления к стенке торцевой разгрузочной внутренней.
Набор элеваторов с крутоизогнутыми профилями 1 монтируется на стенку разгрузочную наружную разгрузочного устройства при помощи двух болтовых отверстий 2, набор разгрузочных секторов с криволинейными профилями монтируется на стенку торцевую разгрузочную внутреннюю при помощи двух болтовых отверстий 4. Профили секторов разгрузочных образуют продолжение профилей элеваторов.
Крутоизогнутая перфорированная решетка 5 укладывается на профили элеваторов 1 и секторов разгрузочных 3, для соединения конструкции используют болты с клиньями, которые через защитные втулки 11 крепятся к стенке разгрузочной наружной и стенке торцевой разгрузочной внутренней. В конструкции решетки предусмотрены дополнительные короткие ребра 7, расположенные прямо перпендикулярно внутреннему крутоизогнутому ребру 6, выполненному по всей длине решетки. Данные ребра принимают на себя усиленное механическое воздействие от ударов мелющих шаров. В процессе постепенного износа мелющих шаров и уменьшения их в размерах до расстояния между дополнительными ребрами в решетке, шары застревают между ребрами и образуют дополнительную усиленную защиту от износа мелющими шарами. Перфорация, выполненная в виде щелей 9, по всей длине решетки имеет одинаковые по ширине щели. Щели выполнены в виде встречных трапеций. Такие щели по своей форме и длине обеспечивают эффективную разгрузку измельченного материала на весь период эксплуатации решеток.
Направление угла наклона профилей элеваторов и секторов разгрузочных, а также наклона ребер перфорированных решеток указывает на то, что вращение мельницы в рабочем режиме осуществляется против часовой стрелки. В зависимости от вращения мельницы (по часовой или против часовой стрелки) конструкция элементов разгрузочного устройства может быть выполнена в зеркальном отражении. Оба варианта исполнения разгрузочного устройства не требуют дополнительной рассверловки стенки торцевой разгрузочной внутренней и стенки разгрузочной наружной мельницы.
Разгрузочное устройство в барабанной мельнице работает следующим образом.
Пульпа и галя из рабочего объема мельницы стекает и проходит под действием сил тяжести, давления загрузки и воздействия мелющих шаров через перфорированные разгрузочные решетки 5 в конструктивный желоб с крутоизогнутым дном 10. Далее пульпа и галя при вращении мельницы и подъеме элеватора 1 по желобу 10 поступает в сектора разгрузочные 3 и разгружается из мельницы через разгрузочную втулку.
Преимущество заявляемой конструкции разгрузочного устройства заключается в повышении долговечности и упрощении конструкции, путем увеличения и сохранения эффективности разгрузки, а также увеличении производительности барабанной мельницы и снижения аварийных простоев и простоев по замене футеровки разгрузочного устройства.
Использование целостного элеватора с крутоизогнутым профилем приводит к снижению операций по перефутеровке и к использованию меньшего количества метизов. Представленная конструкция элеватора значительно уменьшает время простоя мельницы во время замены элеваторов.
Применение данного разгрузочного устройства во время эксплуатации уменьшает энергопотребление мельницы и шаровую загрузку мельницы, что приводит к увеличению часовой переработки.