Трубная мельница

 

Изобретение предназначено для тонкого измельчения материалов. Трубная мельница содержит цилиндрический футерованный барабан с камерой грубого помола в виде футерованной перфорированной обечайки с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра барабана, и камерами тонкого помола. Внутри загрузочного устройства соосно, неподвижно и с зазором по отношению к барабану установлено перфорированное классифицирующе-подающее устройство, конструктивно повторяющее загрузочное и примыкающее соосно, с совмещением центральных отверстий, к межкамерной перегородке, установленной у загрузочного устройства. В кольцевой камере между перфорированной обечайкой и футерованным барабаном расположен неподвижно закрепленный винтовой конвейер, сообщенный с камерой, расположенной между загрузочным устройством и межкамерной перегородкой и направлением винта конвейера, со стороны загрузочного устройства, противоположным направлению вращения барабана мельницы. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс измельчения в трубной мельнице. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к оборудованию для тонкого измельчения материалов, в частности к трубным мельницам, оснащенным внутренними классифицирующими устройствами, и может быть использовано в промышленности строительных материалов, в горной, химической и других отраслях промышленности.

Известен аналог заявленного изобретения [1]. Устройство представляет собой барабанную многокамерную мельницу для тонкого измельчения твердых материалов, содержащую разгрузочную решетку, торцовые крышки с цапфами, опорные подшипники, привод, корпус, разделенный межкамерной перегородкой с отверстиями на частично заполненные свободно расположенными мелющими телами, камеру грубого помола и тонкого помола, разделенные цилиндрической перфорированной вставкой на два концентрических отделения, причем межкамерная перегородка в части, прилегающей к наружному концентрическому отделению, и разгрузочная решетка на участке, прилегающем к торцу внутреннего концентрического отделения, выполнены сплошными.

Недостатком этой мельницу является, то что в камеры тонкого помола многокамерных мельниц поступает материал с крупностью частиц меньших одного миллиметра, и выделение из него мелкой фракции механическим способом через соответствующие ей по размеру отверстия в перфорированной вставке будет затруднено. При достаточно высокой производительности мельниц такого типа это приведет к переполнению камеры материалом, снижению эффективности процесса измельчения материала.

Известен ближайший аналог (прототип) заявленного изобретения, как наиболее близкий ему по совокупности существенных признаков [2]. Устройство представляет собой трубную мельницу, содержащую опорные цапфы, привод, цилиндрический футерованный барабан, разделенный межкамерными перегородками на камеры тонкого помола и камеру грубого помола со стержневой загрузкой, выполненную в виде футерованной перфорированной цилиндрической обечайки, с диаметром, равным 0,7 - 0,9 диаметра барабана и длиной в 1,3-1,5 раза большей ее диаметра, концентрично расположенной в камере тонкого помола со стороны загрузки.

Недостатком этой мельницы является то, что ее конструкция не позволяет выделить из поступающего в мельницу материала мелкую фракцию и транспортировать ее в камеру тонкого помола, где она будет измельчаться более эффективно; не своевременно и не полно выделяет из камеры грубого помола мелкую фракцию, предназначенную для измельчения в камере тонкого помола. Кольцевое сечение камеры тонкого помола, расположенной между перфорированной обечайкой и футерованным корпусом, узко, заполнено мелющими телами и создает достаточно большое сопротивление продвижению материала, прошедшему через отверстия в перфорированной обечайке. Футеровка перфорированной обечайки не имеет специальных отверстий для прохода мелкой фракции материала. К тому же величина просеивающей поверхности обечайки недостаточна, так как уже в начале камеры грубого помола в измельчаемом материале содержится большое количество мелкой фракции. Так, при измельчении цементного клинкера в трубной мельнице с использованием трехкамерного варианта во вторую, по ходу движения, камеру должен поступать материал с размером частиц менее 5×10^-3 м. В клинкере, поступающем на измельчение с максимальной крупностью кусков (40-45)·10^-3 м содержится от 15 до 25% частиц, меньших пяти миллиметров. Диаграммы помола показывают, что на первом метре камеры грубого измельчения цементной мельницы D×L=3,2×15 м (производительностью 40-45 т/ч) содержится от 60 до 75% частиц, проходящих через контрольное сито №5. Приведенные цифры указывают на недостаточную эффективность использования трубной мельницы [1].

Предлагаемое изобретение направлено на интенсификацию процесса измельчения в трубной мельнице за счет исключения нерационального воздействия крупными мелющими телами на мелкофракционный материал в камере грубого помола путем выделения из поступающего на измельчение материала и интенсификации выделения из измельчаемого в камере грубого помола материала фракций определенных размеров и транспортирования их в камеру тонкого помола.

Это достигается тем, что в трубной мельнице, содержащей цилиндрический футерованный барабан, разделенный межкамерными перегородками на камеру грубого помола со стержневой загрузкой, выполненную в виде расположенной концентрично барабану футерованной перфорированной цилиндрической обечайки с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра барабана, и камер тонкого помола, опорные цапфы с расположенными в них загрузочным и разгрузочным устройствами, привод, согласно предлагаемому решению в барабане у футерованной перфорированной обечайки со стороны загрузочного устройства и с зазором по отношению к нему неподвижно установлена межкамерная перегородка с центральным отверстием, а футеровка обечайки выполнена перфорированной. Внутри загрузочного устройства соосно, неподвижно и с зазором по отношению к нему установлено перфорированное классифицирующее-подающее устройство, конструктивно повторяющее загрузочное и примыкающее соосно, с совмещением центральных отверстий, к межкамерной перегородке, установленной у загрузочного устройства. Отверстия футеровки совмещены с отверстиями перфорированной обечайки, а их ширина или диаметр равны, соответственно ширине или диаметру отверстий классифицируюше-подающего устройства и межкамерных перегородок, ограничивающих камеру грубого помола. В кольцевом промежутке между перфорированной обечайкой и футерованным барабаном расположен неподвижно закрепленный винтовой конвейер, сообщенный с камерой, расположенной между загрузочным устройством и межкамерной перегородкой. Направление винта конвейера, со стороны загрузочного устройства, противоположно направлению вращения барабана мельницы.

Отверстия в межкамерной перегородке, расположенной у загрузочного устройства, могут быть выполнены расширяющимися в его сторону, а отверстия в перфорированных обечайке, футеровке и классифицирующе-подающем устройстве могут быть выполнены расширяющимися в радиальном направлении от внутренней образующей поверхности устройств к наружной.

Мелющие тела загрузки камеры грубого помола могут иметь сферообразную форму.

На фиг.1 изображена трубная мельница, на фиг.2 - фрагменты перегородки и примыкающей к ней классифицирующе-подающего устройства, на фиг.3 - фрагменты футерованной перфорированной обечайки и межкамерной перегородки, примыкающей к классифицирующе-подающему устройству.

Трубная мельница (фиг.1) состоит из цилиндрического футерованного барабана 1; межкамерных перегородок 2, 3, 4 (фиг.2); перфорированной обечайки 5 с футеровкой 6 (фиг.3) и мелющей загрузкой; опорных цапф 7 и 8 с торцовыми днищами; выходной решетки 9. Межкамерные перегородки 3, 4 и выходная решетка 9 ограничивают камеры тонкого помола 10 и 11 с мелющими загрузками; перфорированная обечайка и межкамерные перегородки 2, 3 образуют камеру грубого помола 12; межкамерная перегородка 2, футерованный барабан 1 и опорная цапфа 7 с торцовым днищем ограничивают камеру 13, длина которой определяется количеством поступающего в нее материала. Перфорированная обечайка и футерованный корпус образуют кольцевую камеру 14, размер которой в поперечном сечении зависит от производительности мельницы.

В опорной цапфе 7 с торцовым днищем расположено загрузочное устройство 15, а в опорной цапфе 8 с торцовым днищем - разгрузочное устройство 16. Внутри загрузочного устройства расположено классифицирующе-подающее устройство 17. Загрузочное устройство и классифицирующе-подающее устройство образуют винтовую полость 18, размер которой, в поперечном сечении, определяется количеством мелкой фракции в исходном материале. Выполнение конструкции загрузочного устройства может быть различным, например в виде трубошнека. Главное чтобы разгрузочное и классифицирующе-подающее устройства конструктивно были выполнены одинаково. Это исключит сужение винтовой полости 18 в радиальном направлении и забитие ее мелкофракционным материалом. В камерах 13 и 14 установлен винтовой конвейер 19. Межкамерные перегородки 2 и 3, перфорированная обечайка 5, классифицирующе-подающее устройство 17 и футеровка 6 имеют, соответственно, отверстия 20, 21, 22 и 23. Отверстия футеровки 6 совмещены с отверстиями 24 перфорированной обечайки. Отверстия в межкамерной перегородке 2 выполнены расширяющимися в сторону классифицирующе-подающего устройства 17. Форма отверстий межкамерной перегородки 2, классифицирующе-подающего устройства, футеровки и перфорированной обечайки в зависимости от конструктивных особенностей трубной мельницы может выполняться квадратной, прямоугольной или круглой, а их ширина или диаметр должны быть равными. Это необходимо для того, чтобы из поступающего в мельницу материала и измельчаемого в камере грубого помола материала выделялись частицы, крупность которых достаточна для измельчения в камере тонкого помола. Отверстия в перфорированной обечайке, отверстия в футеровке и отверстия в классифицирующе-подающем устройстве могут быть выполнены расширяющимися в радиальном направлении от внутренней образующей поверхности устройств к наружной. Это необходимо для того, чтобы отверстия не затрудняли прохождение через них материала в камеры 10, 13 и 14. Классифицирующе-подающее устройство 17 с центральным отверстием 25 примыкает соосно к межкамерной перегородке 2 с центральным отверстием 26 с совмещением отверстий 25 и 26. На внутренней поверхности цилиндрической обечайки 27 классифицирующе-подающего устройства 17 неподвижно закреплен винтовой конвейер 28.

Мельница работает следующим образом. Футерованный барабан 1 мельницы, неподвижно соединенный с торцовыми днищами и опорными цапфами 7 и 8, приводится во вращение приводом (не показан). Материал, предназначенный для помола, например цементный клинкер, поступает в классифицирующе-подающее устройство 17 и перемещается винтовым конвейером 28 по внутренней поверхности цилиндрической обечайки 27 через центральное отверстие 25 в центральное отверстие 26 межкамерной перегородки 2 и через него поступает в камеру грубого помола. 12. При этом частицы материала, размер которых меньше ширины или диаметра отверстий классифицирующе-подающего устройства, проходят через эти отверстия в винтовую полость 18 и подаются загрузочным устройством 15 в камеру 13. Загрузочное и классифицирующе-подающее устройства конструктивно повторяют друг друга. В противном случае возможно “забивание” материалом винтовой полости 18, что приведет к поступлению мелкой фракции материала в камеру грубого помола, которая будет подвергнута нерациональному воздействию крупными мелющими телами. Форма, размеры и ассортимент мелющих тел в камере грубого помола зависят от физико-механических свойств измельчаемых материалов, определяются технологической картой предприятия и могут использоваться как в виде известных стержней так и сферообразными. Крупные частицы материала, поступившие в камеру грубого помола 12, подвергаются разрушению мелющими телами, находящимися в камере и по мере уменьшения размеров частиц и продвижения за счет подпора вновь поступающего материала проходят через отверстия 20 в межкамерной перегородке 2 в камеру 13; через отверстия 23 в футеровке 6 и через отверстия 24 в перфорированной обечайке 5 в винтовую камеру 14, через отверстия 21 в межкамерной перегородке 3 в камеру тонкого помола 10. Отверстия 23 футеровки 6 совмещены с отверстиями 24 обечайки с целью снижения сопротивления прохождения мелких фракций материала в камеру. Отверстия 23 в межкамерной перегородке 2 выполнены расширяющимися в сторону классифицирующе-подающего устройства 17, а отверстия 24, 23 и 22 соответственно в перфорированной обечайке 5, в футеровке - классифицирующе-подающем устройстве 17 расширяются в радиальном направлении от внутренней образующей поверхности устройств к наружной, что способствует свободному прохождению через отверстия в направлении расширения частиц материала, имеющих размеры, меньшие размеров указанных отверстий. В случае выполнения отверстий сужающимися или с параллельными стенками прохождение через них частиц материала будет затрудняется.

Мелкофракционный материал, поступивший в камеру 13 через загрузочное устройство 15 и отверстия 20 в межкамерной перегородке 2 вместе с мелкофракционным материалом, поступившим в кольцевую камеру 14 через отверстия 24, захватывается винтовым конвейером 19 и подается через межкамерную перегородку 3 в камеру тонкого помола 10. При этом направление винта конвейера, со стороны загрузочного устройства, должно быть обратно направлению вращения барабана мельницы. В случае направления винта конвейера, со стороны загрузочного устройства, в сторону вращения барабана мельницы материал, прошедший через отверстия 24 в перфорированной обечайке 5, будет транспортироваться в камеру 13. Это приведет к “забиванию” камер 13 и 14 материалом, исключит прохождение мелкой фракции через отверстия классифицирующе-подающего устройства и перфорированной обечайки в кольцевую камеру 14 и подачу ее винтовым конвейером 19 в камеру тонкого помола 10, а также снизит эффективность процесса измельчения. Ширина или диаметр отверстий 20, 21, 22, 23 имеют одинаковую величину, определяющуюся максимальным размером частиц материала, которые могут поступать в камеру тонкого помола 10.

Максимальный размер частиц зависит от ассортимента и плотности материала мелющих тел в этой камере прочностных свойств измельчаемого материала и регламентируется предприятием, эксплуатирующим мельницу.

Поступивший в камеру тонкого помола 10 материал измельчается в ней до меньших размеров частиц, затем, через отверстия в межкамерной перегородке 4, поступает в камеру тонкого помола 11, где подвергается окончательному домолу и через отверстия в выходной решетке 9 подается на разгрузочное устройство 16. Количество камер тонкого помола определяется прочностными характеристиками материала и требованиями к качеству помола.

Таким образом, конструкция трубной мельницы позволяет эффективно выделить материал определенной крупности из поступающего в мельницу материала и измельчаемого в камере грубого помола и направить его в камеры тонкого помола. Это позволит исключить нерациональное воздействие крупных мелющих тел на мелкофракционный материал в камере грубого помола и интенсифицировать процесс измельчения материала в мельнице.

Источники информации

1. SU 831171 A, 23.05.1981.

2. SU 1486179 A, 15.06.1989.

Формула изобретения

1. Трубная мельница, содержащая цилиндрический футерованный барабан, разделенный межкамерными перегородками на камеру грубого помола со стержневой загрузкой, выполненную в виде расположенной концентрично барабану футерованной перфорированной цилиндрической обечайки с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра барабана, и камер тонкого помола, опорные цапфы с расположенными в них загрузочным и разгрузочным устройствами, привод, отличающаяся тем, что в барабане у футерованной перфорированной обечайки со стороны загрузочного устройства и с зазором по отношению к нему неподвижно установлена межкамерная перегородка с центральным отверстием, а футеровка обечайки выполнена перфорированной, при этом внутри загрузочного устройства соосно, неподвижно и с зазором по отношению к нему установлено перфорированное классифицирующе-подающее устройство, конструктивно повторяющее загрузочное и примыкающее соосно, с совмещением центральных отверстий, к межкамерной перегородке, установленной у загрузочного устройства, отверстия футеровки совмещены с отверстиями перфорированной обечайки, а их ширина или диаметры равны, соответственно, ширине или диаметрам отверстий классифицирующе-подающего устройства и межкамерных перегородок, ограничивающих камеру грубого помола, причем в кольцевой камере между перфорированной обечайкой и футерованным барабаном расположен неподвижно закрепленный винтовой конвейер, сообщенный с камерой, расположенной между загрузочным устройством и межкамерной перегородкой, а направление винта конвейера со стороны загрузочного устройства противоположно направлению вращения барабана мельницы.

2. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что отверстия в межкамерной перегородке, установленной у загрузочного устройства, выполнены расширяющимися в его сторону, а отверстия в перфорированных обечайке, футеровке и классифицирующе-подающем устройстве выполнены расширяющимися в радиальном направлении от внутренней образующей поверхности устройств к наружной.

3. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что мелющие тела загрузки камеры грубого помола имеют сферообразную форму.

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3