Шаровая барабанная мельница с внутренним рециклом
Изобретение относится к технике тонкого измельчения материалов и может найти применение в промышленности строительных материалов при помоле цемента, а также в горно-обогатительной, химической и энергетической. Предложена шаровая барабанная мельница с внутренним рециклом, содержащая корпус, футерованный внутри бронеплитами и частично заполненный мелющими телами, наклонную межкамерную перегородку, жестко прикрепленную к корпусу под углом 30-50° к оси вращения мельницы, разгрузочную перфорированную решетку, установленную на разгрузочном торце корпуса и жестко прикрепленную к нему, загрузочное и разгрузочное устройства. Между наклонной межкамерной перегородкой и разгрузочной перфорированной решеткой, установлена и жестко прикрепленная к корпусу мельницы труба рецикла. Верхний уровень h мелющих тел в камере мельницы, в которой установлена труба рецикла, при любом положение наклонной межкамерной перегородки, по крайней мере, ниже корпуса трубы рецикла. Минимальное расстояние между плоскостью, перпендикулярной оси вращения мельницы, проходящей через торец трубы рецикла, обращенный к наклонной межкамерной перегородке и ближайшей частью наклонной межкамерной перегородки составляет не менее, чем 
, где: R - внутренний радиус корпуса мельницы в камере, в которой установлена труба рецикла, м; h - высота слоя мелющих тел в камере мельницы, в которой установлена труба рецикла, м; 
- угол наклона наклонной межкамерной перегородки к оси корпуса, град; 
- угол естественного откоса мелющих тел, размещенных в камере, в которой установлена труба рецикла, град;
Устройство для подачи материала в трубу рецикла выполнено в виде лифтеров, расположенных по длине трубы рецикла. Каждый лифтер одним концом входит в полость трубы рецикла и жестко прикреплен к ней, а другим концом жестко прикреплен к внутренней поверхности корпуса мельницы. Каждый лифтер со стороны его конца, жестко прикрепленного к внутренней поверхности корпуса мельницы, имеет отверстия для прохождения в полость лифтера измельчаемого материала. Труба рецикла оборудована устройством перемещения материала по ее внутренней полости в направлении от разгрузочной перфорированной решетки к наклонной межкамерной перегородке. Технический результат заключается в повышении эффективности процесса помола путем осуществления в мельнице с поперечно-продольными движениями мелющих тел внутримельничной классификации и рецикла измельчаемого материала за счет чего повышается тонкость помола, производительность мельниц и снижается энергоемкость. Илл.2.
Изобретение относится к технике тонкого измельчения материалов и может найти применение в промышленности строительных материалов при помоле цемента, а также в горно-обогатительной, химической и энергетической промышленностях.
Известна конструкция трубной мельницы с внутренним классифицирующим устройством, содержащая барабан, разделенный на камеры грубого и тонкого помола, межкамерную перегородку, загрузочное и разгрузочное приспособления, разгрузочную перфорированную решетку, трубу рецикла, расположенную в камере тонкого помола, оборудованную устройствами для подачи измельчаемого материала в трубу рецикла и по ее полости [Патент RU №2246355, В 02 С 17/06, опубликован 20.02.2005, Бюллетень №5].
Недостатком известной конструкции трубной мельницы с внутримельничным классифицирующим устройством является низкая объемная производительность ввиду того, что большая часть измельчаемого материала возвращается на дробление, что в целом приводит к повышению удельного расхода энергии.
Известна конструкция шаровой мельницы, состоящая из корпуса, футерованного внутри бронеплитами и межкамерной перегородкой, выполненной плоской и расположенной под углом 30-50° к оси вращения мельницы [А.с. СССР, №733727, В 02 С 17/18, опубликовано 15.05.1980, Бюллетень №18].
Недостатками известной конструкции шаровой мельницы является то, что под воздействием наклонной межкамерной перегородки существенно возрастает продольная скорость измельчаемого материала, что приводит к загрублению помола и, в конечном счете, снижению качества готового продукта.
Изобретение направлено на повышение эффективности процесса помола путем осуществления в мельнице с поперечно-продольными движениями мелющих тел внутримельничной классификации и рецикла измельчаемого материала, за счет чего повышается тонкость помола, производительность мельниц и снижается энергоемкость.
Это достигается тем, что в шаровой барабанной мельнице с внутренним рециклом, включающей корпус, футерованный внутри бронеплитами и частично заполненный мелющими телами, наклонную межкамерную перегородку, жестко прикрепленную к корпусу под углом 30-50° к оси вращения мельницы, разгрузочную перфорированную решетку, установленную на разгрузочном торце корпуса и жестко прикрепленную к нему, загрузочное и разгрузочное устройства, согласно предлагаемому решению между наклонной межкамерной перегородкой и разгрузочной перфорированной решеткой, установлена и жестко прикрепленная к корпусу мельницы труба рецикла, таким образом, что верхний уровень h мелющих тел в камере мельницы, в которой установлена труба рецикла, при любом положение наклонной межкамерной перегородки, по крайней мере, ниже корпуса трубы рецикла, а минимальное расстояние между плоскостью, перпендикулярной оси вращения мельницы, проходящей через торец трубы рецикла, обращенный к наклонной межкамерной перегородке и ближайшей частью наклонной межкамерной перегородки составляет не менее, чем
, где
R - внутренний радиус корпуса мельницы в камере, в которой установлена труба рецикла, м;
h - высота слоя мелющих тел в камере мельницы, в которой установлена труба рецикла, м;
- угол наклона наклонной межкамерной перегородки к оси корпуса, град;
- угол естественного откоса мелющих тел, размещенных в камере, в которой установлена труба рецикла, град;
при этом устройство для подачи материала в трубу рецикла выполнено в виде лифтеров, расположенных по длине трубы рецикла, при этом каждый лифтер одним концом входит в полость трубы рецикла и жестко прикреплен к ней, а другим концом жестко прикреплен к внутренней поверхности корпуса мельницы, кроме того, каждый лифтер со стороны его конца, жестко прикрепленного к внутренней поверхности корпуса мельницы, имеет отверстия для прохождения в полость лифтера измельчаемого материала, а труба рецикла оборудована устройством перемещения материала по ее внутренней полости в направлении от разгрузочной перфорированной решетки к наклонной межкамерной перегородке.
На фиг.1 схематически изображена шаровая барабанная мельница -продольный разрез, в положении А, когда камера грубого помола имеет минимальную длину lГ в нижней части, а камера тонкого помола имеет максимальную длину l Т в нижней части.
На фиг.2 изображена мельница в положении Б, когда длина l'Г нижней части камеры грубого помола максимальная, а длина l' Т нижней части камеры тонкого помола - минимальная.
Шаровая барабанная мельница с внутренним рециклом содержит футерованный корпус 1, разгрузочную перфорированной решетки 2, установленную на разгрузочном торце корпуса 1 и жестко прикрепленную к нему, например, при помощи болтового соединения. Загрузочное устройство, выполнено, например, в виде загрузочной полой цапфы 3, жестко закрепленной, например, при помощи сварки на загрузочном торце корпуса 1 соосно с ним. Разгрузочное устройство, например (см. Сапожников М.Я. «Механическое оборудование предприятий строительных материалов изделий и конструкций». Учебник для строительных вузов и факультетов. М.: Высшая школа, 1971. - с.101), состоит из разгрузочной полой цапфы 4 жестко закрепленной, например, при помощи сварки на разгрузочном торце корпуса 1 соосно с ним, усеченного конуса 5, жестко закрепленного, например, при помощи болтового соединения к разгрузочной
перфорированной решетке 2 коаксиально корпусу 1 со стороны, обращенной к разгрузочному торцу мельницы, направленного большим основанием к разгрузочной перфорированной решетке 2 и лопастей 6 расположенных между торцом корпуса 1 и разгрузочной перфорированной решеткой 2 по периферии от усеченного конуса 5 и жестко прикрепленных к корпусу 1, например, при помощи сварки.
Наклонная межкамерная перегородка 7, например, изготовленная из прутков расположенных на расстоянии друг от друга, с образованием щелей величиной 5-10 мм, жестко, например, при помощи болтового соединения закреплена на корпусе 1 под углом 30-50° к оси вращения мельницы.
Корпус 1 шаровой мельницы разделен наклонной межкамерной перегородкой 7 на камеру 8 грубого помола и камеру 9 тонкого помола. Каждая из камер 8 и 9 частично заполнена мелющими телами, соответственно, 10 и 11. Коэффициент заполнения корпуса 1 мелющими телами 10 и 11 равен 0,25÷0,28.
Коаксиально корпусу 1 между наклонной межкамерной перегородкой 7 и разгрузочной перфорированной решеткой 2 в камере тонкого помола 9 установлена труба 12 рецикла, жестко прикрепленная к корпусу 1, например, болтовыми соединениями посредством крестовин 14 и лифтеров 13.
Верхний уровень hТ' мелющих тел 11 в камере 9 тонкого помола, по крайней мере, находится ниже корпуса трубы 12 рецикла, в случае когда мельница находится в положении Б, при котором длина l'Т нижней части камеры 9 тонкого помола минимальная.
Труба 12 рецикла, размещена в камере тонкого помола 9, таким образом, что минимальное расстояние l между плоскостью перпендикулярной оси вращения мельницы проходящей через торец трубы 12 рецикла, обращенный к наклонной межкамерной перегородке 7 и частью наклонной межкамерной перегородки 7 ближайшей к этой плоскости составляет не менее, чем
, где:
R - внутренний радиус корпуса 1 в камере 9 тонкого помола, м;
h - высота слоя мелющих тел находящихся в камере 9 тонкого помола, при нахождение наклонной межкамерной перегородки 7 в положении Б, при котором длина l' Т нижней части камеры 9 тонкого помола минимальная, м;
- угол между наклонной межкамерной перегородкой 7 и осью корпуса 1, град;
- угол естественного откоса мелющих тел 11, размещенных в камере тонкого помола 9, град;
Например, для мельниц с радиусом R полого футерованного барабана равного 1,5 м, высотой h слоя загрузки равной 1 м, углом наклона перегородки равном 50° и углом естественного откоса мелющих тел, равном 20° расстояние l равно 0,86 м.
Устройство для подачи материала в трубу рецикла выполнено в виде лифтеров 13, расположенных по длине трубы 12 рецикла. Каждый лифтер выполненный, например, из толстостенной трубы одним концом входит в полость трубы 12 рецикла, например, радиально и жестко прикреплен к ней, например, при помощи сварки, а другим концом жестко прикреплен, например, при помощи сварки к внутренней поверхности корпуса 1.
В боковой поверхности каждого лифтера 13 со стороны его конца, жестко прикрепленного к поверхности корпуса 1, имеются отверстия 15 для прохождения в полость лифтера 13 измельчаемого материала.
Устройство для перемещения материала по внутренней полости трубы 12 рецикла в направлении от разгрузочной перфорированной решетки 2 к наклонной межкамерной перегородке 7, выполнено, например, в виде шнекового устройства 16, расположенного и жестко закрепленного, например, при помощи сварки на внутренней поверхности трубы 12 рецикла по всей его длине.
Через корпус 1 мельницы просасывается аспирационный воздух в направлении от загрузочного к разгрузочному торцу мельницы с помощью любой из известных систем аспирации (на фигурах не показана).
Аспирационный воздух поступает в мельницу через загрузочную полую цапфу 3 проходит через камеры 8, 9 грубого и тонкого помола, при этом, он проходит через трубу 12 рецикла и, пройдя через разгрузочную перфорированную решетку 2, выходит через разгрузочную полую цапфу 4.
Если расстояние l будет меньше, чем , то мелющие тела 11 в процессе вращения корпуса 1 будут ударять по трубе 12 рецикла, что приведет к ее разрушению.
Уровень h'Т мелющих тел 11 в камере тонкого помола должен быть ниже уровня трубы 12 рецикла. Если уровень h'Т мелющих тел 11 в камере 9 тонкого помола будет выше, то мелющие тела 11 закроют торец трубы 12 рецикла и будут препятствовать выходу измельчаемого материала из трубы 12 рецикла в направление к наклонной межкамерной перегородке 7, что нарушает процесс измельчения с рециклом и приводит к существенному загрубению помола материала.
Корпус 1 приводится во вращение приводом (на фигурах не показан).
Измельчение материала в мельнице осуществляется следующим образом. Измельчаемый материал, например, клинкер для производства цемента, подается через загрузочную полую цапфу 3 в корпус 1 мельницы. При вращение корпуса 1 материал под действием мелющих тел 10 и 11 измельчается, продвигаясь из камеры 8 грубого помола через отверстия в наклонной межкамерной перегородки 7 в направлении разгрузочной перфорированной решетки 6.
Под действием потоков аспирационного воздуха просасываемого через корпус 1 в камере грубого 8 и тонкого 9 помола наиболее мелкие частицы подхватываются и перемещаются в направлении к разгрузочной перфорированной решетке 2, а далее через нее и разгрузочную полую цапфу 3 выводятся из мельницы.
Отличительной особенностью работы шаровых барабанных мельниц с наклонными межкамерными перегородками является то, что при повороте корпуса 1 из положения А в положение Б (через половину оборота барабана) длина lГ камеры 8 грубого помола и уровень hГ, мелющих тел 10 в ней изменяются, соответственно, от минимальной l Г, и максимальной hГ, до максимальной - l'Г и минимальной h' Г.
В камере 9 тонкого помола наоборот: в положение А корпуса 1 длина камеры 9 тонкого помола максимальная - l Т, уровень мелющих тел 11 минимальный - h Т; в положение Б корпуса мельницы длина камеры 9 тонкого помола становиться минимальной - l'Т , а высота слоя мелющих тел 11 максимальной h' Т.
В процессе вращения корпуса 1 мельницы мелющие тела, находящиеся в зоне движения наклонной межкамерной перегородки 7, ограниченной длиной С участка корпуса, захватываются наклонной межкамерной перегородкой 7 и отбрасываются ею вдоль оси корпуса 1 в камере 8 грубого помола к загрузочному торцу мельницы, в камере 9 тонкого помола в направлении разгрузочной перфорированной решетки 2.
В шаровой барабанной мельнице с наклонной межкамерной перегородкой мелющие тела совершают свое движение не только в поперечном сечении корпуса мельницы, но и возвратно-поступательное вдоль продольной оси корпуса 1 мельницы. При этом верхний уровень мелющих тел, в каждой из камер 8 и 9 мельницы, ограничивается линиями 17, 18, 19, 20 естественного откоса мелющих тел 10 и 11.
В процессе вращения корпуса 1 мельницы при переходе наклонной межкамерной перегородки 7 из положения А в положение Б мелющие тела 10, вместе с измельчаемым материалом находящиеся на участке длиной С, захватываются наклонной межкамерной перегородкой 7. Скользя вдоль поверхности наклонной межкамерной перегородки 7, измельчаемый материал классифицируется: крупные частицы перемещаются вдоль оси
барабана в сторону загрузочной полой цапфы 3, а мелкие частицы прошедшие сквозь щели в наклонной межкамерной перегородке 7 направляются в камеру 9 тонкого помола. Вследствие поперечно-продольного движения мелющих тел 10 и 11, находящихся в обеих камерах 8 и 9 мельницы, материал измельчается с большей интенсивностью.
В камере тонкого помола часть измельчаемый материал через отверстия 15 в лифтерах 13 поступает в трубу 12 рецикла, остальная часть материала продвигается к разгрузочной решетке 2 и с помощью разгрузочного устройства выводится из мельницы.
Под действием аспирационного воздуха проходящего через трубу 12 рецикла осуществляется сепарация материала поступающего в ее полость. Наиболее мелкие частицы измельчаемого материала, выносятся из трубы 12 рецикла, где происходит соединение с основным потоком аспирируемого воздуха.
Крупные частицы измельчаемого материала перемещаются шнековым устройством 16, расположенным внутри трубы 12 рецикла в направлении наклонной межкамерной перегородки 7 и возвращаются в камеру 9 тонкого помола, где под воздействием мелющих тел 11, подвергаются домолу.
Таким образом, использование наклонной межкамерной перегородки в сочетании с трубой рецикла позволяет увеличить продольную скорость движения измельчаемого материала в корпусе мельницы, осуществлять его внутримельничную классификацию и рецикл.
Все это в комплексе повышает эффективность процесса измельчения в целом: повышает тонкость помола и производительность мельницы, снижает удельный расход энергии.
Шаровая барабанная мельница с внутренним рециклом, включающая корпус, футерованный внутри бронеплитами и частично заполненный мелющими телами, наклонную межкамерную перегородку, жестко прикрепленную к корпусу под углом 30-50° к оси вращения мельницы, разгрузочную перфорированную решетку, установленную на разгрузочном торце корпуса и жестко прикрепленную к нему, загрузочное и разгрузочное устройства, отличающаяся тем, что между наклонной межкамерной перегородкой и разгрузочной перфорированной решеткой, установлена и жестко прикрепленная к корпусу мельницы труба рецикла, таким образом, что верхний уровень h мелющих тел в камере мельницы, в которой установлена труба рецикла, при любом положении наклонной межкамерной перегородки, по крайней мере, ниже корпуса трубы рецикла, а минимальное расстояние между плоскостью, перпендикулярной оси вращения мельницы, проходящей через торец трубы рецикла, обращенный к наклонной межкамерной перегородке и ближайшей частью наклонной межкамерной перегородки составляет не менее чем
где R - внутренний радиус корпуса мельницы в камере, в которой установлена труба рецикла, м;
h - высота слоя мелющих тел в камере мельницы, в которой установлена труба рецикла, м;
- угол наклона наклонной межкамерной перегородки к оси корпуса, град;
- угол естественного откоса мелющих тел, размещенных в камере, в которой установлена труба рецикла, град,
устройство для подачи материала в трубу рецикла выполнено в виде лифтеров, расположенных по длине трубы рецикла, при этом каждый лифтер одним концом входит в полость трубы рецикла и жестко прикреплен к ней, а другим концом жестко прикреплен к внутренней поверхности корпуса мельницы, кроме этого, каждый лифтер со стороны его конца, жестко прикрепленного к внутренней поверхности корпуса мельницы, имеет отверстия для прохождения в полость лифтера измельчаемого материала, а труба рецикла оборудована устройством перемещения материала по ее внутренней полости в направлении от разгрузочной перфорированной решетки к наклонной межкамерной перегородке.
