专利名称：用于将一个叶轮组件固定到粉碎球磨机的研磨平台上的装置的制作方法
背景技术：
本发明涉及一种粉碎球磨机，具体而言，本发明涉及一种用于支撑粉碎球磨机之叶轮组件的装置。
在现有技术中，适用于对材料进行研磨即粉碎的设备早就是公知的设备，而煤炭就是这些材料中的一种。更具体地说，迄今为止，在现有技术中已经有各种不同类型的设备用于粉碎多种不同的材料。这样，在许多情况下，都能够发现上述各个设备之间存在明显的结构特征差别。这些区别的存在大部分归因于这些设备所应用的各个领域的不同功能要求。例如，在选择特定类型的设备用于特定应用条件下的过程中，一个必须予以考虑的重要因素是要在该设备内被研磨的材料的特性。
本领域内一种特定类型的煤炭粉碎设备是一种被通称为球磨机的设备。球磨机的名字来源于下述事实煤炭的粉碎即研磨是在该设备内一个结构上类似球形的研磨表面上进行的。具体的实例可参阅在1969年9月9日授权给J.F.Dalenberg等人的美国专利3465971和/或于1977年1月11日授权给C.J.Skalka的美国专利4002299，这两个专利均已转让给同一受让人，即本申请的申请人，用来为现有技术中适用于火力发电系统的用于粉碎将作为燃料燃烧的煤炭的球磨机的结构特性和操作方式提供技术启示。
接下来，在上文引用的粉碎设备中，需要对在球磨机内正被粉碎的材料例如煤炭进行初选。在上文中，所使用的术语初选是指将被粉碎的材料从夹带这些材料的空气中分离出来。具体而言，是指被粉碎材料的分离，即使夹带有被粉碎材料的空气沿一条弯曲的通道流过球磨机，从而在其改变方向的过程中，使较大颗粒的粉碎材料失去动量并被迫返回研磨平台表面，以使其受到进一步的粉碎。
根据现有技术的启示，已经有人在球磨机内采用一个叶轮组件，用于在球磨机内完成对粉碎材料的初选。例如，这样的球磨机包括在1985年6月18日授权给T.V.Maliszewski等人并已转让给本发明的受让人的美国专利4523721所涉及的主题。
将一叶轮组件刚性固定到球磨机的研磨平台上用于与研磨平台一起转动的尝试已经产生了一些问题，例如由于热膨胀不同而产生的断裂。因此，在现有技术中仍然需要一种能够将一叶轮组件可靠精确地固定到球磨机的旋转研磨平台上的改进装置。
本发明的目的在于提供一种用于将一叶轮组件可靠固定到球磨机的旋转研磨平台上的设备。
发明概述根据本发明，提供一种用于将一叶轮组件固定到球磨机的研磨平台上的装置，其中叶轮组件包括一组互相周向隔开安装在至少一个护套亚组件上的叶片。该设备包括可与球磨机固定在一起的第一固定装置和可与护套亚组件固定到一起的第二固定装置。第一固定装置和第二固定装置相互配合，从而将护套亚组件和球磨机夹持在一起，用于在研磨平台的转动过程中使叶片与研磨平台一起旋转。此外，第一固定装置和第二固定装置还能够以下述方式活动接合允许内部护套亚组件的至少一部分沿一预定的方向相对研磨平台自由移动，而内部护套亚组件与研磨平台处于夹持状态下。
图1为粉碎球磨机的垂直剖面的前视图；图2为图1所示的粉碎球磨机的叶轮组件的局部顶视图；图3A为根据本发明用于将一叶轮组件固定到研磨平台上以与该研磨平台一起旋转的装置的一种变形结构的放大透视图，图中还示出了处于一个操作位置上的第一和第二相对移动装置；图3B为图3A所示的设备的一种变形结构的放大透视图，图中示出了处于另一操作位置上的第一和第二相对移动设备；图4为本发明的设备之另一变形结构的放大透视图。
优选实施方式参照附图1，图示的球磨机10包括一个叶轮组件12和一个基本封闭的壳体部分，该壳体部分包括一分离器的壳体14和球磨机的侧面区域16。研磨平台18安装在一根轴20上，该轴20又与一个合适的驱动机构(未示出)可操作地相连接，从而能够被旋转地驱动。由于上述元件以图1所示的方式安装在封闭的壳体部分内，因此研磨平台18设计成能够沿顺时针方向围绕一个由轴20之轴线限定而成的球磨机轴线BA被驱动。
下面继续对球磨机10加以说明，一组研磨辊22，根据常规的设计其数量最好为三个，合适地支撑在分离器壳体14的内部，从而等间隔地分布在封闭壳体部分的圆周上。为使附图简明起见，图中仅示出了两个这样的研磨辊22。就研磨辊22而言，每个辊都最好支撑在一个轴24上，而轴24又与某种形式的偏压装置配合连接。
将在球磨机10内被粉碎的材料例如煤炭由任何一个合适的传统进料装置输送至球磨机内。例如，可用于这种目的的进料装置可以是一个皮带进料装置(未示出)。当煤炭从进料装置(未示出)送出时，煤炭通过一个整体上由附图标记26表示的给煤设备进入球磨机10内，其中与封闭壳体部分之间适当地设置有该装置。根据图1所示的球磨机10的实施例，给煤设备26包括一个具有合适尺寸的输送管28，该输送管的一端延伸到封闭壳体部分的外部并最好终止于一个漏斗形的部件(未示出)。该部件(未示出)被加工成适当的形状，以利于收集进入球磨机10内的煤粉，并接着将这些煤粉导入输送管28内。给煤设备26的输送管28之另一端30能够将煤炭卸在研磨平台16的表面上。为此，如图1所示，最好通过使用任何常规支撑装置(未示出)将输送管的端部30适当地支撑在封闭壳体内，从而使输送管的端部30与支承研磨平台16并用于旋转的轴18同轴对准并定位于相对一个合适的出口32有一定距离的位置上，而出口32设置于一般由附图标记34表示的分选机内，在煤炭输送到研磨平台16的表面的过程中，也流过该出口。
根据具有图1所示结构形式的球磨机的操作方式，气体例如空气被用于从研磨平台18经过封闭壳体部分的内部运送煤炭，用于将煤炭从球磨机10内排出。用于这种条件下的空气通过一个由附图标记36表示的合适开口进入球磨机的侧面区域16，其用于此目的形成于其内。空气从上述位于球磨机侧面区域16内的开口从研磨平台18下方环流到后者的表面上方。具体而言，空气流过由附图标记38表示的空间，为此该空间形成于球磨机侧面区域16的内壁表面和研磨平台16的圆周之间。下面，结合对设置在根据本发明之球磨机10上的叶轮组件12的说明，对空气流入后的流动路线加以描述。
空气被迫流过球磨机10的内部，而放置在研磨平台18之表面上的煤炭通过研磨辊22的动作被粉碎。当煤炭被粉碎时，产生的颗粒被离心力向外地远离研磨平台18之中心抛掷。当其到达研磨平台18的外围区域内时，煤粉被从研磨平台18的下方向上流动的空气所接收并随空气一起被带走。此后，夹带有煤粉颗粒的空气流沿一条弯曲的路线流过球磨机10的内部。另外，在沿弯曲路线流动的过程中，较大的煤粉颗粒与夹带有它们的空气分离并被迫返回研磨平台18的表面，在该表面上，这些煤粉颗粒受到进一步的粉碎加工。另外，较轻的煤粉继续被夹带在空气流中。最后，空气和夹带在空气中的煤粉的混合气流流向分选机34，有关分选机34的说明请参阅上文。
在现有技术中，本领域技术人员所公知的分选机34能够对滞留在空气流中的煤粉作进一步的分选。就是说，具有所需颗粒大小的粉碎煤穿过分选机34并与空气一起从该分选机34内排出，接着从球磨机10中排出。另一方面，大于所需尺寸的煤粉返回研磨平台18的表面，煤粉在该表面上受到进一步的粉碎。此后，按照上述的加工过程对这些煤粉颗粒重复处理。即，颗粒被抛向研磨平台18的外侧并被来自研磨平台18之下方的空气所吸收，然后与空气一起经下述的弯曲路线流过球磨机10的内部，当空气流沿上述的弯曲路线流动时，较重的颗粒落回到研磨平台18上，而较轻的颗粒继续随空气一起被运送到分选机34内，那些大小合适的颗粒通过分选机34并从球磨机10内排出。
本发明提供一种用于将叶轮组件12固定到球磨机10的研磨平台16上的装置38。现参照附图2、3A和3B对叶轮组件12加以详细说明，其中图2为叶轮组件的沟槽件42的圆周部分40的顶视图，图3A和3B示出了用于将叶轮组件12固定到球磨机10上的装置38之优选实施例的一种变形结构。如图2所示，沟槽部件42通过装置38以下述的方式支承安装于球磨机10的可转动研磨平台18上。
沟槽件42可操作使空气以一个预先规定的速度围绕研磨平台18环流并沿图1所示的方向向上流过研磨平台18。这种操作具有下述作用使在离心力作用下被抛向研磨平台18之外侧的粉碎材料夹带在从沟槽部件42内流出的空气流中。
从图2中可看到，沟槽件42限定了一组单独的槽形通道，每个通道都由附图标记44表示。沟槽件42最好沿研磨平台16的圆周在每六十(60)度的环状扇形部分内包含有六个这样的槽形通道44，从而总共形成三十六(36)个这样的槽形通道44，即沿研磨平台18的整个圆周在每六十度(60度)的扇形区域内设置六个槽形通道。但，应该注意槽形通道44也可由所有其它合适的环状扇形装置构成，例如一个环状扇形装置包括三个各为一百二十(120)度的环状扇形部分，每个环状扇形部分又包括十二(12)个槽形通道44。或者，槽形通道44也可被制造成一个三百六十(360)度的环形装置。
如图3A和3B所示，图中示出了构成槽形通道44的一个环状扇形部分的局部透视图，该槽形部件42包括一个内部护套部分46、一个外部护套部分48和一组叶片50。内部护套部分46相对球磨机的轴线测得的半径小于外部护套部分48的半径，而且内部护套部分46和外部护套部分48通过叶片50相互连接在一起。每个叶片50都包括一个可以是平面状、弧形或其它形状的轴向延伸部分，叶片的一个边缘被加工成能够与内部护套部分46相互配合的结构形状并可通过焊接等方式固定到内部护套部分46上，同时叶片的相对边缘被加工成能够与外部护套部分48相互配合的结构形状并可通过焊接等方式连接到外部护套部分48上。槽形部件42的各个环状扇形部分内的叶片50沿周向方向间隔分布，从而在相邻的各对叶片50之间形成一个槽形通道44。
槽形部件42通过装置38固定于研磨平台18上，该装置38包括一个能够与球磨机10固定到一起的第一固定装置和一个能够与护套亚组件固定到一起的第二固定装置，在优选实施例中，该护套亚组件包括六个内部护套部分46和六个相应的外部护套部分48。在优选实施例中，第一固定装置和第二固定装置接合到一起，以将各个内部护套部分46及其相应的外部护套部分48以夹持的关系与球磨机10固定在一起，用于在球磨机的转动过程中使叶片50和球磨机10一起旋转。第一固定装置和第二固定装置以下述方式可活动地接合使护套亚组件的至少一部分能够沿一预定的方向相对球磨机10自由移动，同时使护套亚组件与球磨机处于夹持状态。第一固定装置和第二固定装置最好以下述方式活动地接合使内部护套部分46和外部护套部分48的六个环状扇形部分中的每一个都能够沿一预定的方向自由移动。
第一固定装置包括一组销52和对应数量的套管54。每个销都最好设置有一个细长的主体部分56，该主体部分56在其轴向的一端设置有一系列螺纹58，在相对的另一端设置有一定位头60。螺纹58被适合地构造成与螺纹底孔62配合，一组螺纹底孔周向等间隔设置于一个研磨圈64上，而研磨圈64又安装于研磨平台18上。数量和位置均与螺纹底孔62相对应的一组通孔66形成于研磨平台18的圆周外表面68上，各个通孔66允许相应的销52可穿过的通道，用于使销上的螺纹58分别与各个螺纹底孔62通过螺纹相互啮合。研磨圈64是一个沿研磨平台18的周向表面68的内半径安装于研磨平台18的环形圈，在研磨平台之周向表面68的内部安装有内部护套部分46。
每个套管56都有一圆筒形的外表面和一个具有第一半径和第二半径的内部通孔70，其第一半径是根据销52的细长主体58的半径来选择的，从而允许销的细长主体部分58从中穿过，大于第一半径的第二半径是根据销52的定位头60的半径来选择的，从而当销的细长主体58已被穿过内部通孔70的第一半径部分容纳时，使定位头置于套管的内部通孔70的第二半径部分内。每个形成于研磨平台18之周向表面68内的通孔66都设置有一个扩大的圆筒形部分，该部分从外部周向表面68径向地向里延伸并根据销52的定位头60设定尺寸，以使各个销52的定位头60径向最内的轴向宽度部分被容纳于通孔66的扩大圆筒形部分内，同时定位头60径向最外的轴向宽度部分及对应的套管56之扩大的第二半径部分都沿研磨平台18的外部周向表面68径向向外延伸，其中定位头置于套管56的第二半径部分。
第二固定装置最好是一个在护套亚组件上形成一个孔的装置。在图3A和3B所示的本发明之优选实施例的一种变形结构中，在护套亚组件上形成一个孔的装置最好是一组孔成形装置，每个成形装置都在内部护套部分46内形成一个孔72。形成于内部护套部分46上的孔72都径向地完全穿过相应内部护套部分延伸，而且根据相应组销52及其对应的套管56设定其位置和尺寸，从而当相应的内部护套部分46处于研磨平台18上的安装位置上时，使相应套管56径向地延伸到孔72内。
如图3A所示，每个孔72的直径AD都是根据套管56的直径来确定其尺寸的，并且满足下述关系相对球磨机10的轴线测得的孔72的高度AH要远大于套管的直径，以允许各个内部护套部分46的预定的移动，其中孔72相对研磨平台18形成于内部护套部分46内。例如，图3A所示的孔72之高度AH比套管56的直径大出一个超出尺寸ED，而该尺寸ED最好等于套管直径的约100.5％至103％。该装置所允许的预定的相对运动最好包括内部护套部分46和研磨平台18之间的至少径向的相对移动，而且还包括轴向相对移动和相对的角位移。在图3A所示的变形结构中，每个套管56都被固定地相对研磨平台18安装，因此各个内部护套部分46和研磨平台18之间的预定相对运动就表现为各个内部护套部分46和各个容纳于其中的套管56之间的相对移动。此外，孔72可被形成一个如图3A所示的圆筒形孔，以使各个内部护套部分46相对套管56作径向、轴向移动和角位移。
如图3A和3B所示的优选实施例的变形结构，每个容纳于内部护套部分46的相应孔72内的套管56最好都不要径向地完全穿过该孔，而是延伸到一个距球磨机10的轴线有一径向间隔的位置上，该径向间隔小于各个内部护套部分46的外部周向表面的半径，从而使环形的垫圈部分74能够安装于内部护套部分的外部周向表面上。这些垫圈部分74完全覆盖了孔72以减少粉碎材料进入到孔内的通道。
这样，就可以理解销54和套管56的形式的第一固定装置和以在内部护套部分46内形成孔72的设备之形式的第二固定装置以下述方式活动地互相接合即允许内部护套亚组件相对球磨机10沿一预定的方向自由移动，同时内部护套亚组件与球磨机处于夹持状态下。图3A示出了处于粉碎机的一个操作状态下的本发明的一种变形装置，在该状态下，相应内部护套部分46以下述方式支承在各个套管56上并相对套管56定位使每个形成孔72的装置的轴向上表面部分与套管56的部分轴向上表面相接合。另外，在粉碎机的这种操作状态下，每个套管56的外端都径向地向里与相应垫圈部分74间隔一定的距离RS1，该距离是沿套管轴线测定的。参照图3B，该图示出了处于粉碎机的第二操作状态下的本发明的一种变形装置，该第二操作状态与上述的操作状态之间操作有区别，例如不同的温度状况和/或粉碎材料沿沟槽通过槽形部件42的瞬时载荷不同。从图3B中可看到，分别被示出的内部护套部分46已相对研磨平台18移动，因为在图中每个形成孔72的装置之轴向上表面部分不再与相应套管56相接合，而是围绕套管56的整个圆周及容纳该套管的对应孔有一周向间隙CC。此外，相应内部护套部分46已相对研磨平台18径向地移动，如图所示，每个套管56的外端和垫圈部分74之间的径向间隔RS2大于图3A所示的粉碎机操作状态下的径向间隔RS1。
图4示出了本发明的另一种变形装置并示出了构成槽形部件42的一个环状扇形部分和研磨平台18的一个对应部分。为便于理解，图4所示的元件用图3A和3B所示的本发明变形结构中的相同部件的附图标记加上一百(“100”)来表示。沟槽部件44包括一个内部护套部分146、一个外部护套部分148和一组叶片150。相对球磨机轴线测得的内部护套146之半径小于外部护套部分148的半径，而且内部护套部分146和外部护套部分148被叶片150固定地连接在一起。每个叶片150都包括一个可以是平面、弧形或其它几何形状的轴向延伸部分，叶片的一个边缘根据内部护套部分146协调地成形并可通过焊接等方式将其固定到内部护套部分146上，叶片的相对边缘根据外部护套部分148协调地成形并可通过焊接等方式将其连接到外部护套部分148上。槽形部件42的各个环状扇形部分140上的叶片沿周向方向相互隔开，使得相邻的各对叶片150之间形成一条槽形通道144。
沟槽部件42被一个装置固定到研磨平台18上，所述装置包括一个可与球磨机固定到一起的第一固定装置和一个可与护套亚组件固定到一起的第二固定装置，在优选实施例中，护套亚组件包括六个内部护套部分146和六个相应的外部护套部分148。第一固定装置被固定到研磨平台18上并包括一个圆筒形的部件176，该圆筒形部件176有一圆筒178、圆筒178的一个轴向端部的带螺纹的螺栓端和在其相对的轴向端部上的一个通孔182。带螺纹的螺栓端180通过螺纹固定到研磨圈164的对应螺纹孔内，从而将第一固定装置固定地安装到研磨环18上。
第二固定装置包括一个销184，该销184设置有一个带螺纹的轴向端部186和一个位于相对轴向端部上的半径增大的头部188。带螺纹的轴向端部186适合于螺纹地与内部护套部分146的螺纹孔190相啮合，以将销184固定安装到内部护套部分上。销184的半径增大的头部188定位于圆筒178内，从而当沿球磨机轴线BA的方向观看时，使销184能够相对第一固定装置径向地移动。当内部护套部分146相对研磨平台18径向地向外膨胀时，销184上的半径增大的头部188沿朝向第一固定装置之通孔182的方向在圆筒178内移动。这样，在图4所示的本发明之另一种变形结构中，第一固定装置和第二固定装置相互配合，以将护套亚组件和球磨机10夹持在一起，以在球磨机的转动过程中，使叶片150和球磨机一起旋转，而且第一固定装置和第二固定装置还以下述方式活动地互相接合护套亚组件允许相对球磨机沿护套亚组件的预定方向自由移动，同时使护套亚组件和球磨机处于夹持状态下。
权利要求
1.一种用于将一叶轮组件固定到一个粉碎球磨机上的装置，所述叶轮组件包括一组安装于互相周向间隔的至少一个护套亚组件上的叶片，所述装置包括可与所述球磨机固定到一起的第一固定装置；可与所述护套亚组件固定到一起的第二固定装置，所述第一固定装置和所述第二固定装置相互配合以将所述护套亚组件和球磨机夹持在一起，以使叶轮在球磨机的转动过程中与球磨机一起旋转，而且第一固定装置和第二固定装置还以下述方式活动地互相接合允许相对所述球磨机沿一预定的所述内部护套亚组件的至少一部分的方向自由移动，同时使所述内护套亚组件和球磨机处于夹持状态下。
2.根据权利要求1的组件，其特征在于所述第一固定装置是一个销，所述第二固定装置是一个在所述护套亚组件上构成一个孔的装置，所述的孔用于容纳穿过其的导向装置并被构造成与所述导向装置之横截面相对应的结构，从而使从所述导向装置之螺栓的纵向轴线测得的孔的选定尺寸至少比在所述孔处测得的导向装置的相应尺寸大100.5％至103％。
3.根据权利要求2的组件，其特征在于所述护套亚组件由一组圆周部分构成，所述圆周部分一起在所述内部护套内形成一个圆环。
全文摘要
一种用于支承粉碎球磨机(10)的叶轮组件(12)的装置(38)可操作以将叶轮组件(12)可靠精确地固定到粉碎球磨机(10)的旋转研磨平台(16)上。
文档编号B02C15/00GK1390156SQ00806758
公开日2003年1月8日 申请日期2000年2月25日 优先权日1999年3月1日
发明者R·G·伊斯曼, L·S·法里斯, R·S·普费里 申请人:阿尔斯托姆电力公司