ВАЛКОВАЯ МЕЛЬНИЦА ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ДИСПЕРСНОГО МАТЕРИАЛА
ROLL MILL FOR LOOSE MATERIALS

Настоящее изобретение относится к валковой мельнице для измельчения дисперсного материала, такого как исходное цементное сырье, цементный клинкер, уголь и другие подобные материалы, содержащей в основном горизонтальный размольный стол и группу валков, вращающихся вокруг вертикального вала, причем эта группа включает несколько валков, выполненных с возможностью вращения вокруг своих осей валка и связанных подшипником валка и осью валка с вертикальным валом, и группа валков выполнена так, чтобы взаимодействовать с размольным столом, прикладывая давление к дисперсному материалу.
g.1
g.2
g
gyro
gyro.1
gyro.2
gyro.2
g.2
Валковая мельница указанного типа известна, например, из патента UK 601299. Эта мельница выполнена так, что группа валков вращается в одном направлении, а размольный стол вращается в противоположном направлении, что увеличивает производительность мельницы. В соответствии с упомянутой патентной публикацией валки связаны с вертикальным валом соединением, подобным кривошипному механизму, в котором каждый валок крепится закрепленным кривошипом, выступающим по центру в валок. В данной публикации не рассмотрено детально, как валок крепится на кривошипе, но на основе предшествующего знания валковых мельниц вероятнее всего это достигается или с помощью подшипника скольжения, или подшипника качения, встроенных в сам валок. Как следует из фиг.1 и определено во вводной части, на подшипник качения каждого валка в процессе работы валковой мельницы воздействуют силы реакции F и F, возникающие при приложении измельчающего усилия F, действующего в зоне размола между валком и размольным столом. Кроме того, относительно центра масс каждого валка будет возникать гироскопический момент M, приложенный в плоскости, включающей центральную ось валка, и этот гироскопический момент приведет к возникновению сил реакции F и F, воздействующих на подшипник валка. Величина этого гироскопического момента и, следовательно, сил реакции зависит от момента инерции валка и скорости его вращения вокруг собственной оси, а также от скорости вращения группы валков вокруг вертикального вала. Как можно видеть на фиг.1, на самую внутреннюю часть подшипника, то есть на ту часть, которая находится ближе всего к вертикальному центральному валу, будут одновременно воздействовать сила реакции F и реакционная составляющая F, вызванная измельчающим усилием. Поэтому общая нагрузка, приложенная к этой части подшипника, может быть достаточно существенной, приводящей к износу на ранней стадии и (или) разрушению опоры.
В основу изобретения положена задача создания валковой мельницы, в которой уменьшен упомянутый недостаток.
Это достигается в валковой мельнице упомянутого во вводной части типа, отличающейся тем, что каждый подшипник валка на всей своей протяженности по оси расположен по оси радиально в направлении к вертикальному валу, внутри относительно места приложения результирующего усилия, воздействующего при работе из зоны размола на соответствующий валок.
В результате нагрузка на весь подшипник и, в особенности на самую внутреннюю его часть, снижается, так как реактивные силы, связанные с гироскопическим моментом и измельчающим усилием, оказывают частичное и взаимно нейтрализующее воздействие по всей осевой протяженности подшипника.
В принципе, подшипник валка может состоять из любых подходящих подшипников, и в приведенном иллюстративном варианте выполнения он может состоять из подшипника скольжения, скомпонованного, например, в корпусе подшипника с замкнутой цилиндрической оболочкой подшипника, в которой вращается ось валка. Однако предпочтительно, чтобы подшипник валка был выполнен в виде корпуса, включающего по меньшей мере два подшипника качения. Предпочтительно также, чтобы подшипник валка включал осевую опору.
Каждая ось валка предпочтительно связана с вертикальным валом с помощью шарнирного соединения, имеющего центр поворота, дающий возможность свободного движения по дуге вверх и вниз в плоскости, в которой лежит осевая линия оси валка. В результате гироскопический момент будет вносить вклад в измельчающее усилие, воздействующее на дисперсный материал. Осевая линия вертикального вала не обязательно лежит в плоскости, в которой перемещается валок. Для снижения влияния касательных напряжений в зоне размола валок иногда или часто слегка наклонен, то есть его осевая линия не всегда проходит через осевую линию вертикального вала. Как и в ранее известных валковых мельницах, сама ось валка может быть неподвижна, но для обеспечения максимального вклада в измельчающее усилие от гироскопического момента предпочтительно, чтобы ось валка была жестко скреплена с валком.
Предпочтительно, чтобы центр поворота шарнирного соединения в вертикальной плоскости был расположен ниже горизонтальной плоскости, в которой лежит центр масс валка, оси валка и связанной с нею части шарнирного соединения, так чтобы центробежная сила, воздействующая на детали устройства при работе мельницы, создавала вращательный момент относительно шарнира и, следовательно, усилие, направленное вниз в направлении размольного стола.
В принципе, валковая мельница может быть выполнена с наклонными осями валков, например с углами наклона в диапазоне между 0 и 45 градусами к горизонтальному уровню, так чтобы в соответствии с вышеупомянутым центробежная сила, воздействующая на каждый валок, вносила положительный вклад в измельчающее давление, если центр вращения шарнирного соединения расположен ниже горизонтальной плоскости, в которой лежит центр масс валка, оси валка и связанной с нею части шарнирного соединения. Однако недостаток, связанный с наклонными осями валков, заключается в том, что при этом снижается вклад, обусловленный воздействием гироскопического момента. Поэтому согласно изобретению предпочтительно, чтобы ось каждого валка была в основном горизонтальной.
Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых схематически показано:
на фиг.1 - сечение известной валковой мельницы;
на фигурах 2 и 3 - два иллюстративных варианта выполнения валковой мельницы, предлагаемых в настоящем изобретении; и
на фиг.4 - предпочтительный вариант выполнения валковой мельницы, предлагаемый в настоящем изобретении.
На фигурах 1-4 для аналогичных элементов используются совпадающие ссылочные обозначения. На всех четырех фигурах представлено сечение валковой мельницы 1, содержащей горизонтальный размольный стол 3 и группу взаимодействующих с ним валков 4, из которых показан только один валок, связанный с вертикальным валом 5, вокруг которого он вращается.
g
g.1
g.2
g
giro.1
giro.2
gyro
giro.2
g.2
В представленной на фиг.1 валковой мельнице валки 4 закреплены на своих горизонтальных осях с помощью подшипника 16, в который входят два подшипника качения 16А и 16В, разнесенные в осевом направлении по разные стороны относительно результирующего измельчающего усилия F, воздействующего на валок из зоны размола. Как можно видеть на фиг.1, на подшипники качения 16А и 16В при работе валковой мельницы будут воздействовать реактивные силы F и F, обусловленные измельчающим усилием F, возникающим в зоне размола между валком и размольным столом, и реактивные силы F и F, обусловленные гироскопическим моментом М, приложенным к центру масс валка. Как видно на фиг.1, подшипник качения 16В нагружен действующими с одной стороны реактивной силой F и реактивной составляющей F измельчающего усилия, что нежелательно, так как может привести к достаточно большой нагрузке на этот подшипник, вызывающей ранний износ и (или) разрушение подшипника.
g
Согласно изобретению каждый подшипник 16 весь в осевом направлении размещен внутри по отношению результирующего усилия F, действующего на валок 4 из зоны размола, что снижает нагрузку на весь подшипник 16 и в особенности на самую внутреннюю часть его, так как реактивные силы, связанные с гироскопическим моментом и измельчающим усилием, оказывают частичное и взаимно нейтрализующее воздействие по всей осевой протяженности подшипника, как это показано на фигурах 2-4.
g
В варианте выполнения, представленном на фиг.2, ось 6 валка закреплена так же как на фиг.1 и опирается на подшипник 16, состоящий из двух подшипников качения 16А и 16В. Вариант выполнения, представленный на фиг.2, отличается от фиг.1 тем, что валок 4 выполнен с корпусом 9 подшипника, удлиненным в осевом направлении к вертикальному валу 5 от внутренней стороны валка 4. В результате как подшипник качения 16А, так и подшипник качения 16В по оси размещаются внутри относительно результирующего усилия F, воздействующего на валок 4. Ось 6 валка также снабжена фланцем 16С, служащим опорной в осевом направлении поверхностью для подшипника.
В варианте выполнения, представленном на фиг.3, ось 6 валка жестко скреплена с валком 4 и снабжена фланцем 16С, служащим опорной в осевом направлении поверхностью для подшипника.
g
g
Предпочтительный вариант выполнения изобретения представлен на фиг.4. В этом варианте каждая ось 6 валка связана с вертикальным валом 5 шарнирным соединением 7, имеющим центр 7а поворота, что дает возможность свободного вращения валка вверх и вниз в плоскости, в которой лежит осевая линия оси валка. В результате гироскопический момент будет вносить вклад в измельчающее усилие F, воздействующее на дисперсный материал. Как и на фиг.3, ось валка также жестко скреплена с валком 4, так что она поворачивается вместе с ним, внося вклад в измельчающее усилие, создаваемый гироскопическим моментом. Если смотреть в вертикальной плоскости, центр 7а поворота шарнирного соединения 7 расположен также ниже горизонтальной плоскости, в которой лежит центр 8 масс валка 4, оси 6 валка и связанной с нею части шарнира, так что центробежная сила, действующая при работе мельницы на валок 4, ось 6 валка и связанную с нею часть шарнира, также будет создавать вращательный момент относительно шарнира 7 и, следовательно, направленную вниз составляющую измельчающего усилия F.