ФУТЕРОВКА БАРАБАННОЙ МЕЛЬНИЦЫ

Заявляемая полезная модель относится к горно-обогатительной, химической, металлургической и строительной отраслям промышленности, предназначена для измельчения твердых веществ и может быть использована в устройствах, преимущественно, в футеровках шаровых мельниц второй стадии измельчения.
Внутренняя поверхность барабана мельниц, соприкасающаяся с измельчаемым материалом, облицовывается сменными футеровочными деталями - броневыми плитами, изготовленными из износостойких материалов. От формы (профиля и размеров) футеровочных плит барабана зависят рабочий диаметр мельницы и характер движений измельчающих тел, т.е. высота их подъема и возможность или невозможность скольжения по футеровке. От профиля футеровки существенно зависят ее износ, а также производительность мельницы, удельные расходы электроэнергии и измельчающих тел.
В последние десятилетия большое внимание уделяется выбору рационального профиля футеровки. Теоретический расчет профиля основан на условии: отношение действующих на элементы футеровки касательных и нормальных сил не должно превосходить величину коэффициента трения скольжения (сцепления) шаров о футеровку. Это условие сводит к минимуму скольжение шаровой загрузки и обеспечивает повышение срока службы плит. Испытания мельниц II стадии подтвердили эти выводы теории: при прочих равных условиях срок службы плит с износостойким профилем оказался длительнее, чем плит с обычными профилями (см., например, Справочник по обогащению руд, т.1, под ред. Н.Т.Бащенко, Издательство «Недра», Москва, 1972 г.).
Для шаровых мельниц II стадии измельчения внедряются резиновые футеровки, имеющие преимущества перед металлическими футеровками; меньшую трудоемкость монтажа, улучшенные показатели по герметичности мельниц и снижению шума. Например, резиновая футеровка при шарах диаметром 80 мм имеет одинаковый со стальной срок службы, а при диаметре шаров 60 мм служит в 1,5-3 раза дольше, чем стальная.
Из уровня техники известна футеровка, содержащая деформированные футеровочные плиты из упругого материала, уложенные между лифтерами с натягом и находящиеся в плотном контакте с внутренней поверхностью вращающегося корпуса мельницы и нажимные болты, удерживающие футеровочные плиты в деформированном состоянии, при этом футеровочная плита плотно контактирует с расклинивающими плоскостями лифтеров и с внутренней поверхностью вращающегося барабана, а также снабжена двусторонними продольными бортиками, предназначенными для контактирования с внутренней поверхностью вращающегося корпуса и с нажимными плоскостями продольных металлических лифтеров (см. заявку на изобретение №2004120593 «Барабанная мельница», дата подачи 05.07.2004 г., дата публикации заявки 10.01.2006 г.).
Известна футеровка корпуса барабанной мельницы, содержащая набор футеровочных плит из упругого материала, установленных на внутренней поверхности корпуса барабана в продольном направлении, причем центральная часть корпуса барабана футерована чередующимися плитами желобчатой и плоской формы, а дугообразные плиты концевых частей корпуса изогнуты по определенному радиусу, по крайней мере, равному 3L, где L - ширина плиты, при этом плиты деформированы с образованием симметричного или асимметричного профиля в центральной и концевых частях корпуса мельницы или плиты, могут быть изогнуты по направлению или навстречу вращения корпуса мельницы или встречно относительно друг друга, а длина дугообразных плит может быть равна трем или двум ширинам плит (см. патент РФ на изобретение №2162368 «Футеровка корпуса барабанной мельницы», дата подачи 14.05.1999 г., опубликовано 27.01.2001 г.).
Кроме того, известна футеровка мельницы, состоящая из набора упругих плит с гребнями и углублениями под крепежные элементы и узел крепления, при этом в плиту вдоль нее или поперек вставляется стержень, проходящий через кулису крепежного элемента, установленного с тыльной стороны в гребневой части с возможностью поворота, причем кулиса крепежного элемента расположена в гребне, а хвостовая часть с резьбой - вне плиты (см. патент РФ на изобретение №2175575 «Футеровка барабанной мельницы», дата подачи 22.02.1999 г., опубликовано 10.11.2001 г.).
Известна футеровка, состоящая из набора бывших в употреблении резиновых плит кругложелобчатого профиля с надрезами для плотного прилегания к внутренней поверхности барабана, при этом плиты уложены на резиновую прокладку и прикреплены к барабану брусьями с крепежными элементами, а между плитами установлены брони, с боковых сторон которых проложены эластичные прокладки, брони выполнены с трапецеидальными основаниями, а брусья - с коническими стаканами в основании и сквозными отверстиями в них под крепежные элементы, причем плиты брусья и брони могут быть изготовлены из металла или резины с вершинами волнового профиля, сопряженными с горизонтальными полками по краям (см. патент РФ на изобретение №2153936 «Футеровка барабанной мельницы», дата подачи 25.08.1998 г., опубликовано 10.08.2000 г.).
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является футеровка барабанных мельниц, состоящая из набора футеровочных плит из упругого материала, установленных с натягом на внутренней поверхности корпуса барабанной мельницы в продольном его направлении с образованием волновой симметричной и асимметричной рабочей поверхности, каждая плита имеет трапецеидальное сечение и пазы между плитами в продольном направлении корпуса, а с внутренней стороны каждая плита закреплена на упруго-жесткую металлическую пластину Г-образной, П-образной или плоской формы, причем ширина пластины меньше или равна ширине футеровочной плиты (см. патент РФ на полезную модель №16700 «Футеровка барабанных мельниц», дата подачи 16.02.1999 г., опубликовано 10.02.2001 г.).
Техническим результатом, на который направлена заявляемая полезная модель, является повышение производительности барабанной мельницы и увеличение срока службы ее футеровки.
Указанный результат достигается тем, что футеровка барабанной мельницы, состоящая из набора футеровочных плит, выполненных из эластомерного материала, установленных на внутренней поверхности барабана в продольном направлении с образованием волновой рабочей поверхности, при этом каждая плита имеет пазы в продольном направлении барабана, согласно полезной модели нижняя часть каждой плиты армирована установленным в пазе закладным металлическим элементом, а волновая рабочая поверхность состоит из расположенного в центральной части плиты гребня в виде усеченного конуса и асимметричных боковых углублений, при этом более широкое углубление выполнено с выступом, а углубление меньшей ширины - с пазом, которые служат для ответного взаимодействия с рядом монтируемыми плитами.
Плиты могут быть установлены в корпусе мельницы в шахматном порядке.
Закладной элемент выполнен из стали, в том числе конструкционной, или алюминиевого сплава.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемой полезной модели, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели такому условию патентоспособности, как «новизна».
Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного осуществления заявляемого устройства.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где
Фиг.1 - поперечный разрез плиты;
Фиг.2 - 3D модель плиты;
Фиг.3 - поперечный разрез плиты футеровки на барабане мельницы.
Заявляемая конструкция состоит из плиты 1 (фиг.1, 2), изготовленной из упругого эластомерного материала, например, износостойкой резины, в нижней части которой выполнен паз, в котором установлен металлический закладной элемент 2, изготовленный из стали, в том числе конструкционной, или алюминиевого сплава, например, марок АД31 или Д16Т. Плиту 1 монтируют в корпусе барабана посредством крепежного соединения, в частности, болтового 3 (фиг.3). Плита 1 имеет волновую рабочую поверхность, состоящую из расположенного в центральной части плиты гребня 4 (фиг.2) в виде усеченного конуса и двух асимметричных углублений 5.1 и 5.2 (фиг.2), контактирующих с исходным материалом. Боковина более широкого углубления выполнена с выступом, а углубление меньшей ширины имеет паз, служащие для ответного взаимодействия с рядом монтируемыми плитами (фиг.3).
Плита имеет трапециевидное продольное сечение, напоминающее чешую. Движение размалываемого материала направлено в сторону подъема гребня, при этом происходит сегрегация кусков руды и мелющих тел по массе: продукт измельчения большей массы перемещается в сторону разгрузки под действием осевой составляющей ударной нагрузки.
Осуществление полезной модели подтверждается примерами конкретного выполнения.
После закрепления плит элементами крепления в барабане мельницы, образуется замкнутое кольцо с волновой поверхностью (фиг.3). Исходный материал, загружаемый в мельницу, при вращении барабана и благодаря волновой поверхности футеровочных плит, поднимается и скатывается вниз под действием силы тяжести, что приводит к его дроблению и измельчению. Износу подвергаются вершины (гребни) 4 волновой рабочей поверхности плиты 1, при этом впадины 5.1 и 5.2 заполняются измельчаемым материалом, благодаря чему возникает эффект «самофутеровки», придающий дополнительную прочность футеровке и повышающий ее срок службы.
Известно, что производительность мельницы определяется временем контакта исходного материала с мелющими телами. Благодаря заявляемому устройству время контакта увеличивается, следовательно, повышается производительность барабанной мельницы и увеличивается срок службы ее футеровки.