Футеровка барабанной мельницы

Полезная модель относится к измельчительному оборудованию, в частности к футеровке барабанных мельниц, используемых для дробления и измельчения руды. Футеровка содержит закрепленные на внутренней поверхности корпуса барабана (1) упругие футеровочные плиты (2), между которыми установлены лифтеры (3) из резины, армированной композитными элементами. Для повышения прочности и износостойкости футеровки композитные элементы выполнены в виде гибких прутков (4) на основе полимерного, преимущественно полиуретанового связующего (5), армированного неорганическими волокнистыми материалами (6, 7), такими как базальтовое или стекловолокно. Прутки (4) могут быть ориентированы в теле лифтеров (3) вдоль и/или поперек их продольной оси. Каждый пруток (4) может быть выполнен многослойным и с рифленой наружной поверхностью в виде спиральной намотки на нее жгута (8) из волокон (6, 7). Наружная (рабочая) поверхность футеровочных плит (2) и лифтеров (3) может быть покрыта привулканизированным сетчатым полотном или базальтовой тканью (9). 5 з.п. ф-лы, 5 фиг. черт.

Полезная модель относится к измельчительному оборудованию, в частности, к барабанным мельницам и может использоваться в горно-обогатительной, строительной, химической и других отраслях промышленности.

Используемые для дробления и измельчения минерального сырья, например, руды, барабанные мельницы содержат вращающийся от привода цилиндрический или цилиндро-конический корпус (барабан), покрытый изнутри футеровкой. Футеровка защищает барабан от интенсивного абразивного и ударного взаимодействия с измельчаемой средой, увеличивая срок его службы, а также способствует процессу измельчения сырья за счет своей формы (профиля). Так, для интенсификации соударений кусков сырья между собой и с мелющими телами при вращении барабана футеровка может иметь продольные ребра - лифтеры, выступающие в радиальном направлении для захвата и подъема кусков сырья. [1].

Изначально в барабанных мельницах использовалась и получила распространение металлическая футеровка. Так известна футеровка, содержащая закрепленную на внутренней поверхности барабана пластичную основу из углеродистой стали, в которой закреплены вдоль образующей барабана износостойкие вставки из высокохромистого чугуна, армированного стержнями из пластичного металла (стали) [2]. Наличие износостойких вставок позволяет замедлить износ футеровки, тем не менее и вставки, и пластичная основа изнашиваются и вся футеровка подлежит замене, что представляет собой сложную и трудоемкую операцию.

Следует также отметить, что металлическая футеровка, включающая высоколегированные металлы, имеет большую массу, и следовательно повышает нагрузку на подшипники барабана, и большую стоимость.

В мельницах второй и третьей стадий измельчения, а также в мельницах доизмельчения с 60-х годов прошлого века стала использоваться резиновая футеровка, имеющая более длительный срок службы, особенно в мельницах мокрого измельчения.

Известна футеровка барабанной мельницы, содержащая закрепленные на внутренней поверхности барабана упругие футеровочные плиты из резины, рабочая поверхность которых имеет волнообразный профиль с периодическими выступами, ориентированными вдоль образующей барабана [3].

По сравнению с металлической, резиновая футеровка имеет меньшую массу, дешевле и более технологична, однако срок ее службы также ограничен. Стремление его увеличить привело к появлению комбинированной футеровки [4].

Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является футеровка барабанной мельницы, содержащая закрепленные на внутренней поверхности барабана упругие футеровочные плиты, между которыми расположены лифтеры из эластомерного материала, армированного композитными элементами в виде пластин [5]. Наличие в лифтерах пластин из твердых полимерных материалов обеспечивает снижение в лифтерах внутренних напряжений, возникающих от ударных нагрузок. Однако для обеспечения необходимой прочности использование армирующих элементов в виде жестких и достаточно тонких пластин не целесообразно, поскольку воспринимаемые футеровкой большие ударные нагрузки от обрабатываемого материала и мелющих тел не являются строго однонаправленными, а кроме того, это приводит к повышению жесткости и снижению амортизационной способности футеровки, что отрицательно влияет на ее износостойкость и эффективность измельчения материала.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в повышении срока службы футеровки, а технический результат, который может быть достигнут при ее реализации, заключается в повышении прочности футеровки без существенного снижения ее упругих свойств.

Для решения этой задачи и достижения указанного технического результата в футеровке барабанной мельницы, содержащей закрепленные на внутренней поверхности барабана упругие футеровочные плиты с ориентированными вдоль образующей барабана лифтерами из эластомерного материала, армированного композитными элементами, предлагается армирующие композитные элементы выполнить в виде расположенных в теле каждого лифтера гибких прутков, изготовленных на основе полимерного связующего, армированного неорганическими волокнистыми материалами.

Каждый композитный пруток может быть выполнен на основе полиуретанового связующего, армированного базальтовыми и/или стекловолокнами. При этом каждый пруток может быть выполнен многослойным с различной ориентацией волокон армирующего материала в слоях и с рифленой наружной поверхностью, например, в виде спиральной намотки на нее жгута из армирующих волокон.

Расположенные в теле каждого лифтера прутки могут быть ориентированы вдоль и/или поперек его продольной оси.

Наружная, ориентированная внутрь барабана поверхность футеровочных плит и лифтеров может быть армировна жестко связанной с ней базальтовой тканью или сетчатым полотном из базальтовых волокон.

Футеровочные плиты и лифтеры могут быть выполнены из резины, а армирующие их элементы введены и закреплены в ней в процессе вулканизации.

Использование армирующих композитных элементов в виде прутков, выполненных на основе полимерного, преимущественно полиуретанового, связующего и армирующих его высокопрочных базальтовых и/или стекловолокон, характеризующихся высокой химической стойкостью и износостойкостью, обеспечивает повышение прочности футеровки без существенной утраты ей своих упругих свойств. В результате в процессе эксплуатации мельницы дольше сохраняется целостность футеровки благодаря ее упрочнению, а сохранение ее упругих свойств способствует «отскоку» от нее мелющих тел и кусков обрабатываемого материала, снижая степень износа футеровки и повышая эффективность измельчения.

На прилагаемых чертежах представлены некоторые из возможных вариантов конструктивного выполнения полезной модели.

На фиг. 1 представлен фрагмент поперечного сечения футеровки барабанной мельницы с продольным расположением армирующих прутков.

На фиг. 2 показан фрагмент поперечного сечения футеровки с продольным и поперечным расположением армирующих лифтеры прутков.

На фиг. 3 показано продольное сечение A-A на фиг. 2

На фиг. 4 приведен вариант с поперечным расположением армирующих лифтеры прутков.

На фиг. 5 представлен фрагмент армирующего композитного прутка в увеличенном масштабе.

Футеровка барабанной мельницы содержит закрепленные на внутренней поверхности корпуса барабана 1 упругие футеровочные плиты 2, между которыми расположены ориентированные в продольном направлении - вдоль образующей корпуса барабана 1 лифтеры 3 из эластомерного материала, например резины, армированного композитными элементами, выполненными в виде расположенных в теле каждого лифтера 3 гибких прутков 4. Прутки 4 выполнены, например, методом пултрузии на основе полимерного связующего 5, преимущественно полиуретана, армированного неорганическими волокнистыми материалами 6, 7, такими как базальтовое или стекловолокно.

Каждый пруток 4 может быть выполнен многослойным с различной ориентацией волокон в слоях. На фигуре 5 показан двухслойный пруток 4, внутренний слой которого выполнен в виде сердечника, образованного продольными волокнами 6, внешний слой - поперечной намоткой волокон 7.. Наружная поверхность прутка 4 выполнена рифленой, например, в виде спиральной намотки на нее жгута 8 из армирующих волокон 6 или 7.

Наружная, ориентированная внутрь корпуса барабана 1 поверхность футеровочных плит 2 и лифтеров 3 может быть покрыта жестко связанным с ней сетчатым полотном или базальтовой тканью 9.

Композитные армирующие прутки 4 размещаются в теле лифтеров 3 в продольном направлении - вдоль образующей корпуса барабана 1 (см. фиг. 1), или в поперечном (фиг. 4), или в том и другом (фиг. 2, 3).

Ориентация прутков 4, как и их геометрические параметры выбираются в зависимости от вида и характеристик измельчаемого материала (сырья), от вида процесса измельчения и размеров мельницы, Диаметр прутков 4 может быть от 2,5 мм и более.

Футеровочные плиты 2 и лифтеры 3 могут быть выполнены из резины на основе натурального или синтетических каучуков, а прутки 4 и базальтовая ткань 9 вводятся и закрепляются в процессе ее вулканизации.

Крепление футеровочных плит 2 и лифтеров 3 на корпусе барабана 1 (на чертежах не показано) может осуществляться любым из числа известных в уровне техники способов, например посредством резьбовых [4] или профильных элементов [7].

Заявляемая полезная модель может быть изготовлена по известным технологиям, с применением известного оборудования и из известных материалов.

Источники информации:

[1]. Научно-технический журнал «Горная промышленность» 1, 2003 г., статья «Развитие систе мельничных футеровок», http://www.mining-media.ru/arhiv/

[2]. RU, 2040341, B02C 17/22, 1992.

[3]. US, 20050116077, B02C 19/00, 2004.

[4]. US 6036127, B02C 17/22, 2000.

[5]. RU, 95557, B02C 17/22, 2010, (прототип)

[6]. WO 93/25310, B02C 17/22, 1993.

[7]. GB, 2218653, B02C 17/18, 1989.

1. Футеровка барабанной мельницы, содержащая закреплённые на внутренней поверхности барабана упругие футеровочные плиты с ориентированными вдоль образующей барабана лифтерами из эластомерного материала, армированного композитными элементами, отличающаяся тем, что армирующие композитные элементы выполнены в виде расположенных в теле каждого лифтера гибких прутков, каждый из которых изготовлен на основе полимерного связующего, армированного неорганическими волокнистыми материалами.

2. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что каждый композитный пруток выполнен на основе полиуретанового связующего, армированного базальтовыми и/или стекловолокнами.

3. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что каждый композитный пруток выполнен многослойным с различной ориентацией волокон армирующего материала в слоях и с рифлёной наружной поверхностью в виде спиральной намотки на неё жгута из армирующих волокон.

4. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что расположенные в теле каждого лифтера прутки ориентированы вдоль и/или поперёк его продольной оси.

5. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что наружная, ориентированная внутрь барабана поверхность футеровочных плит и лифтеров покрыта жёстко связанным с ней сетчатым полотном или базальтовой тканью.

6. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что футеровочные плиты и лифтеры выполнены из резины, а армирующие их элементы введены и закреплены в ней в процессе вулканизации.