一种大型模块化高能磨机的制作方法

本发明涉及磨机领域，具体地涉及一种大型模块化高能磨机。

背景技术：

传统球磨机是以冲击研磨为主、滚动和磨削研磨为辅的研磨设备，球磨机的旋转筒体把物料和介质(比如钢球、钢锻)带到一定高度后向下泄落，泄落过程中完成介质和物料之间的冲击研磨，冲击过程中伴随研磨介质之间的速度差，从而产生研磨介质之间的滚动速度差和磨削速度差，从而使物料被磨细。物料和介质贴筒体旋转的速度是传统球磨机的临界转速，当磨机旋转筒体转速高于临界转速时，物料会贴筒体旋转，不再产生泄落，随着对单台设备更大的处理能需求时，磨机筒体直径就需要加大，临界转速会越来越低。介质充填率也越来越低，导致滚动和磨削的速度差越来越小，这种传统球磨完全不适应细磨或超细磨的工业应用领域，只有通过增大滚动和磨削的速度差或者完全去除冲击研磨，才可能实现细磨和超细磨的大规模工业应用，由于冲击研磨、临界转速和介质充填率的限制，传统球磨机完全不能应用于细磨或者超细磨的矿物粉磨领域。另外介质之间的冲击导致材料塑性变形，这种塑性变形最终表现为介质的磨损和介质的发热，无法转化为对矿物的磨削能力，使得磨机有效做功大幅度减小。

公知的细磨或超细磨设备普遍应用湿法磨矿的立式螺旋搅拌磨或卧式螺旋搅拌磨，而这些所公知的细磨或者超细磨设备普遍只适用于湿法磨矿，无法做到干法磨矿，干湿法通用的磨矿设备成了亟待解决的行业困难。另外，为了实现细磨和超细磨，公知的细磨或超细磨设备通过搅拌磨球介质的方式，增大介质的流动速度，采用这种增大能量输入密度的方式实现研磨，这种研磨方式虽然能够实现细磨或者超细磨，但存在介质流动速度增大到一定程度后，既介质线速度高到一定程度后，介质之间由于彼此强力挤压，存在着介质塑性变形，这种塑性变形最终会转化成热量，能耗消耗过大，输入的能量转化成研磨能的效率过低，也因此造成细磨或超细磨湿法磨矿领域的矿物加工成本居高不下。

在现有公知技术中，有一种用做干法粉磨细磨的装备：单筒振动磨或多筒振动磨，这种类型的振动磨大多采用中心驱动方式，筒体围绕中心做圆形运动，这种运动方式存在钢球介质激烈的碰撞，导致能量消耗过大，同时受结构限制及筒体容积的限制无法做到大型化进行工业化生产，这种振动磨只可实现小批量、断续超细粉的加工，且未能很好的满足工业生产所需要的大型化、高装球率、低能耗、干磨和湿磨通用的超细磨大规模生产的诉求。

因此，亟需开发一种适合细磨和超细磨的设备投入工艺应用，这种设备的主要需求为：大型化、高装球率、低能耗、干磨和湿磨通用等特征。

技术实现要素：

本发明提供一种大型模块化高能磨机，从而解决现有技术的上述问题。

一种大型模块化高能磨机，包括筒体模块、入料端模块以及出料端模块；筒体模块包括若干个筒体；筒体模块的一端与入料端模块连接,筒体模块的另一端与出料端模块连接；筒体模块的一侧设有若干个激励装置安装底座,若干个激励装置安装底座分别连接有若干个串联的多轴圆形激振器,筒体模块的另一侧连接有若干个配重；若干个串联的多轴圆形激振器的两端分别连接有驱动模块。

本发明设置了若干个多轴圆形激振器，从而对筒体模块的一侧进行激励(激励侧)，筒体模块的另一侧只借助弹簧的交替储能和释放能力，筒体模块的两侧就产生了振幅差，这种振幅差会实现筒体模块内钢球介质的滚动，当激励侧速度足够快时，激励侧的钢球滚动速度差会超过传统球磨机的临界转速，本发明突破了传统球磨机的临界转速的限制，极大的扩大了钢球介质之间滚动和磨削速度差，由于振幅小于20mm，钢球很难被带到一定高度，也完全避免了钢球介质之间的冲击研磨，从而避免了钢球介质的塑性变形，把更多的输入能量转化成滚动和磨削速度差导致的研磨能。

进一步的，多轴圆形激振器包括箱体，箱体设有至少两个轴孔，至少两个轴孔分别通过轴承连接有至少两个转轴，转轴的两端分别位于所述箱体的两侧；转轴的两端分别设有偏心摆块和第一同步带轮，第一同步带轮位于偏心摆块的外侧，位于相邻两个转轴的每一端的第一同步带轮之间通过第一同步带进行连接，第一同步带用于实现多个转轴之间的同步控制。

进一步的，箱体设有可拆卸的用于密封箱体的箱体端盖、以及用于固定所述箱体的箱体底座；若干个串联的多轴圆形激振器的箱体底座分别与若干个筒体的激励装置安装底座连接。

进一步的，筒体的两端分别焊接有端法兰，相邻两个筒体之间通过端法兰进行连接；筒体的外表面套设有至少一个环形法兰，筒体的一侧通过至少一个环形法兰与激励装置安装底座连接；筒体的另一侧通过至少一个环形法兰与配重连接，配重用于调节筒体的两侧的重量；筒体的两侧的下端分别设有弹簧底座，弹簧底座的底部连接有若干个弹簧；出料端模块包括与筒体模块相连的出料端端盖，出料端端盖通过端盖法兰与筒体模块相连。

进一步的，出料端端盖包括湿式出料模块，湿式出料模块包括溢流料箱以及在出料端端盖的端盖面上从高到低开设的若干个溢流口；若干个溢流口分别通过若干条第一支路与溢流料箱连接；每一条第一支路包括第一软连接结构和第一导流管；若干个溢流口分别设有溢流口法兰；第一导流管设有第一导流管法兰；第一软连接结构的一端通过溢流口法兰与溢流口连接，第一软连接结构的另一端通过第一导流管法兰与第一导流管连接；溢流料箱中设有若干个能够调节高度的溢流调节管，若干个第一导流管分别伸入溢流料箱中、并分别与若干个能够调节高度的溢流调节管相连；溢流料箱底部设有湿式出料口。

进一步的，出料端端盖包括干式出料模块，干式出料模块包括干式出料口和出料箱；干式出料口通过第二支路与出料箱连接；第二支路包括第二软连接结构以及第二导流管，干式出料口位于出料端端盖的下部，干式出料口设有干式出料口法兰，第二导流管设有第二导流管法兰，第二软连接结构的一端通过干式出料口法兰与所述干式出料口相连，第二软连接结构的另一端通过第二导流管法兰与第二导流管相连。

进一步的，出料端端盖的下部设有至少一个第一释放孔、以及可插入第一释放孔的第一释放孔塞。

进一步的，筒体的底部设有至少一个第二释放孔、以及可插入所述第二释放孔的第二释放孔塞。

进一步的，若干个串联的多轴圆形激振器之间分别通过若干个第一联轴器进行连接；驱动模块包括第一驱动模块和第二驱动模块，第一驱动模块与若干个串联的多轴圆形激振器的一端连接，第二驱动模块与若干个串联的多轴圆形激振器的另一端连接；第一驱动模块和第二驱动模块分别包括至少两个驱动电机，至少两个驱动电机的数量与一个多轴圆形激振器的转轴数量相对应；每一个驱动电机包括输出轴，至少两个驱动电机的输出轴分别设有第二同步带轮，相邻两个驱动电机的第二同步带轮之间通过第二同步带进行连接。

进一步的，若干个串联的多轴圆形激振器包括第一多轴圆形激振器和第二多轴圆形激振器，第一多轴圆形激振器为若干个串联的多轴圆形激振器中靠近入料端模块的一个多轴圆形激振器；第二多轴圆形激振器为若干个串联的多轴圆形激振器中靠近入料端模块的一个多轴圆形激振器；每一个驱动电机的输出轴设置有第二联轴器；第一驱动模块的至少两个驱动电机的输出轴分别通过至少两个第二联轴器与所述第一多轴圆形激振器的至少两个转轴对应连接；第二驱动模块的至少两个驱动电机的输出轴分别通过至少第二联轴器与第二多轴圆形激振器的至少两个转轴对应连接。

本发明的有益效果是：本发明通过振动性磨机并进行卧式布置，实现了干法和湿法磨矿，通过筒体模块的一侧设置若干个串联的多轴圆形激振器，另一侧设置配重，并使用弹簧对筒体模块进行支撑，很好的完成了磨机大型化，为了便于加工制造和运输，进而对磨机进行模块化设计，分别设计了筒体模块、多轴圆形激振器、驱动模块、入料端模块和出料端模块。各个模块进行分开加工和运输，模块到达现场后，通过螺栓连接各个模块，从而实现了高能磨机的大型化。本发明通过模块化的组织方式，很好地解决了大型高能磨机的生产、运输和制造问题，使适合大规模工业生产的干磨、湿磨通用的细磨或超细磨矿成为了可能。本发明很好地满足了工业生产所需要的大型化、高装球率、低能耗、干磨和湿磨通用的超细磨大规模生产的诉求。本发明是不同于公知的任何一种细磨和超细磨的研磨设备，这种设备的面世，必将颠覆矿物加工细磨和超细磨的工艺，必将颠覆建材领域、粉体加工领域的传统加工工艺。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的大型模块化高能磨机结构示意图。

图2-1是本发明实施例一提供的大型模块化高能磨机侧视图。

图2-2是本发明实施例一提供的大型模块化高能磨机入料模块结构示意图。

图3是本发明实施例一提供的筒体结构示意图。

图4是本发明实施例一提供的多轴圆形激振器结构示意图。

图5是本发明实施例一提供的湿式出料模块结构示意图。

图6是本发明实施例一提供的驱动模块结构示意图。

图7是本发明实施例二提供的干式出料模块结构示意图。

01、筒体模块，01-1、筒体，01-2、端法兰，01-3、环形法兰，01-4、耐磨衬板，02、入料端模块，03、出料端模块，03-1、出料端端盖、03-2、端盖法兰，03-3、溢流料箱，03-4、溢流口，03-5、第一软连接结构，03-6、第一导流管，03-7、湿式出料口，03-8、第一释放孔，03-9、筋板，04、配重，05、弹簧底座，06、弹簧，07、溢流调节管，08、驱动模块，08-1、第一驱动模块，08-1-1、驱动电机，08-1-2、第二同步带轮，08-1-3、第二同步带，08-1-4、第二联轴器，08-1-1、驱动电机，08-2、第二驱动模块，08-3、驱动模块支架，09、多轴圆形激振器，09-1、箱体，09-2、第一转轴，09-3、第二转轴，09-4、偏心摆块，09-5、第一同步带轮，09-6、第一同步带，09-7、箱体端盖，09-8、箱体底座，10、激励装置安装底座，11、第一多轴圆形激振器，12、第二多轴圆形激振器，13、干式出料口，14、第二软连接结构，15、第二导流管15，13、干式出料口，14、第二软连接结构，15、第二导流管，16、干式释放孔，17、干式出料端端盖，18、干式端盖法兰。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用来区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，这仅仅是描述本发明的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，以便一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他单元。

实施例一，一种大型模块化高能磨机，如图1及图2-1所示，包括筒体模块01、入料端模块02以及出料端模块03。筒体模块01包括若干个相互连接的筒体01-1；筒体模块01的一端与入料端模块02连接(见图2-2),筒体模块01的另一端与出料端模块03连接,筒体模块01的一侧具有若干个激励装置安装底座10。如图3所示，每个筒体01-1的两端分别焊接有端法兰01-2，相邻两个筒体01-1之间通过端法兰01-2进行连接；筒体01-1的外表面套设有至少一个环形法兰01-3，筒体01-1的一侧通过至少一个环形法兰01-3与激励装置安装底座10连接；筒体01-1的另一侧通过至少一个环形法兰01-3与配重04连接，配重04用于调节筒体01-1的两侧的重量；筒体01-1的两侧的下端分别设有一个弹簧底座05，弹簧底座05的底部连接有若干个弹簧06。每个筒体01-1内设有耐磨衬板01-4，在本发明的其他实施例中也可以不设置耐磨衬板01-4。

每个筒体01-1通过激励装置安装底座10连接有一个多轴圆形激振器09，筒体模块01包括若干个相互连接的筒体01-1，则若干个激励装置安装底座10分别连接有若干个串联的多轴圆形激振器09，筒体模块01的另一侧连接有若干个配重04；若干个串联的多轴圆形激振器09的两端分别连接有驱动模块08。

如图4所示，多轴圆形激振器09包括箱体09-1。箱体09-1设有两个轴孔，两个轴孔分别通过轴承连接有两个转轴，两个转轴分别为第一转轴09-2和第二转轴09-3，每个转轴的两端分别位于箱体09-1的两侧；每个转轴的两端分别设有偏心摆块09-4和第一同步带轮09-5，第一同步带轮09-5位于偏心摆块09-4的外侧，两个转轴的每一端的第一同步带轮09-5之间通过第一同步带09-6进行连接，第一同步带09-6用于实现双转轴之间的同步控制。

箱体09-1设有可拆卸的用于密封箱体的箱体端盖09-7、以及用于固定箱体的箱体底座09-8；若干个串联的多轴圆形激振器的箱体底座09-8分别与若干个相互连接的筒体的激励装置安装底座10连接。

出料端模块03包括与筒体模块01相连的出料端端盖03-1，出料端端盖03-1设有若干个筋板03-9，若干个筋板03-9包括横向筋板和纵向筋板。出料端端盖03-1通过端盖法兰03-2与筒体模块01相连。如图5所示，出料端端盖03-1包括湿式出料模块，湿式出料模块包括溢流料箱03-3以及在出料端端盖03-1的端盖面上从高到低开设的若干个溢流口03-4；若干个溢流口03-4分别通过若干条第一支路与溢流料箱03-3连接；每一条第一支路包括第一软连接结构03-5和第一导流管03-6；若干个溢流口03-4分别设有溢流口法兰；第一导流管03-6设有第一导流管法兰；第一软连接结构03-5的一端通过溢流口法兰与若干个溢流口中的一个溢流口连接，第一软连接结构03-5的另一端通过第一导流管法兰与第一导流管03-6连接；溢流料箱03-3中设有若干个能够调节高度的溢流调节管07，若干个第一导流管03-6分别伸入溢流料箱03-3中、并分别与若干个能够调节高度的溢流调节管07相连；通过对溢流调节管07的高度进行调节就可以调整液面位置，从而实现对磨矿细度的控制。溢流料箱底部设有湿式出料口03-7。出料端端盖03-1的下部设有一个第一释放孔03-8、以及可插入第一释放孔03-8的第一释放孔塞。第一释放孔03-8与第一释放孔塞之间通过法兰连接或通过卡紧装置进行连接。在第一释放孔03-8处也可以设置第一支路、并通过第一支路与溢流料箱03-3中的溢流调节管07相连，从而实现排放物料的功能。第一释放孔塞能够插入第一释放孔03-8中，可以通过拆除第一释放孔塞，把磨机内的介质(钢球或钢锻)排放出磨机外。也可以在第一释放孔03-8中安装一条第一支路，通过在第一释放孔03-8处设置的第一支路将磨机内的流体导入到溢流料箱。

为了便于排放介质或者物料，本实施例也可以在筒体01-1的底部开设有一个或多个第二释放孔01-5、以及可插入第二释放孔01-5的第二释放孔塞。第二释放孔01-5具有释放物料或者介质的功能。第二释放孔01-5与第二释放孔塞分别设有法兰，第二释放孔01-5与第二释放孔塞之间通过法兰连接或通过卡紧装置进行连接。通过抽离插入第二释放孔内的第二释放孔塞，可实现对磨机内介质的排放，从而实现对磨机内耐磨衬板的检修。

在本发明其他实施例中可以在筒体底部和出料端模块同时设置释放孔(第二释放孔和第一释放孔)，也可以在筒体底部或出料端模块两个位置中的任一个位置处设置释放孔，从而将物料或者介质排出。

若干个串联的多轴圆形激振器09之间分别通过若干个第一联轴器进行连接，即一个多轴圆形激振器的两个转轴与相邻的多轴圆形激振器的两个转轴之间分别通过两个第一联轴器进行连接。驱动模块08包括第一驱动模块08-1和第二驱动模块08-2，第一驱动模块08-1与若干个串联的多轴圆形激振器09的一端连接，第二驱动模块08-2与若干个串联的多轴圆形激振器09的另一端连接；第一驱动模块08-1和第二驱动模块08-2分别位于两个驱动模块支架08-3上。如图6所示，第一驱动模块08-1包括两个驱动电机08-1-1，一个驱动模块支架08-3上驱动电机的数量与多轴圆形激振器的转轴数量相对应，数量均为2。两个驱动电机08-1-1的输出轴分别设有第二同步带轮08-1-2，两个驱动电机08-1-1的第二同步带轮08-1-2之间通过第二同步带08-1-3进行连接。两个驱动电机08-1-1的输出轴分别设置有第二联轴器08-1-4，第二联轴器为万向联轴器，两个驱动电机08-1-1的输出轴分别通过两个第二联轴器08-1-4与第一多轴圆形激振器11的两个转轴进行连接，第一多轴圆形激振器11为若干个串联的多轴圆形激振器中靠近入料端模块02的一个多轴圆形激振器。

第二驱动模块08-2与第一驱动模块08-1的结构相同，第二驱动模块08-2的两个驱动电机的输出轴分别通过两个第二联轴器08-1-4与第二多轴圆形激振器12的两个转轴进行连接，第二多轴圆形激振器12为若干个串联的多轴圆形激振器中靠近出料端模块02的一个多轴圆形激振器。

实施例二，一种大型模块化高能磨机，如图7所示，出料端模块03包括与筒体模块01相连的干式出料端端盖17，干式出料端端盖17通过干式端盖法兰18与筒体模块01相连。干式出料端端盖17包括干式出料模块，干式出料模块包括干式出料口13和出料箱；干式出料口13通过第二支路与出料箱连接；第二支路包括第二软连接结构14以及第二导流管15，干式出料口13位于干式出料端端盖17的下部，干式出料口13设有干式出料口法兰，第二导流管15设有第二导流管法兰，第二软连接结构14的一端通过干式出料口法兰与干式出料口13相连，第二软连接结构14的另一端通过第二导流管法兰与第二导流管15相连。

干式出料端端盖17的下端还设有干式释放孔16，本实施例二中干式释放孔16的结构与实施例一的第二释放孔或第一释放孔的结构相同。本实施例二的其余结构与实施例一相同，在此不再赘述。

实施例三，一种大型模块化高能磨机，出料端模块03包括与筒体模块01相连的出料端端盖，本实施例三的出料端端盖包括湿式出料模块和干式出料模块，本实施例三的湿式出料模块与实施例一的湿式出料模块结构相同，本实施例三的干式出料模块与实施例二的干式出料模块结构相同。本实施例三在湿式出料模块的每一个第一支路上设有一个第一控制阀，在干式出料模块的第二支路上设有一个第二控制阀。第一控制阀和第二控制阀分别连接有控制器。

本实施例三提供的高能磨机出料端装置在出料端端盖处同时设置了湿式出料模块和干式出料模块，当进行湿式磨机时，利用控制器打开在湿式出料模块每一条第一支路上的第一控制阀、关闭干式出料模块第二支路上的第二控制阀，即可开启湿式磨机，通过湿式出料模块将磨机内的物料排出。当进行干式磨机时，利用控制器关闭在湿式出料模块每一条第一支路上的第一控制阀、打开干式出料模块第二支路上的第二控制阀，即可开启干式磨机，通过干式出料模块将磨机内的物料排出。本实施例三也可以在第二支路和每一条第一支路上分别增设一个截止阀，以便装置发生故障时可以通过截止阀进行关断。

本实施例三的其余结构与实施例一相同，在此不再赘述。

本发明适用于大型模块化高能磨机，每个筒体都具有单独的激励装置安装底座和配重，每个筒体可以实现和其他筒体的连接，从而实现磨机长度的延长。这为连续化磨矿的高能磨机的实现提供了一种独一无二的解决方案。本发明通过振动性磨机并进行卧式布置，能够实现干法和湿法磨矿，磨机筒体通过筒体上的弹簧底座并使用弹簧进行支撑，很好的完成了磨机模块化且大型化，便于加工制造和运输。

本发明通过一侧激励，另外一侧只借助弹簧的交替储能和释放能力，使得磨机筒体两侧产生振幅差，通过振幅差实现钢球介质的滚动，当激励侧速度足够快时，激励侧的钢球滚动速度差会超过传统球磨机的临界转速，本发明突破了传统球磨机的临界转速的限制，极大的扩大了钢球介质之间滚动和磨削速度差，由于振幅小于20mm，钢球很难被带到一定高度，也完全避免了钢球介质之间的冲击研磨，从而避免了钢球介质的塑性变形，把更多的输入能量转化成滚动和磨削速度差导致的研磨能。

钢球介质在本发明筒体模块内的公转速度(介质线速度)显著低于螺旋搅拌磨或盘磨等带有搅拌装置的磨机，这种高能磨的能量密度低于上述带有搅拌装置的磨机，就需要加大磨机筒体容积，从而实现高装球率，实现磨机的高能量转化率。而本发明能够很好地实现筒体与筒体之间的连接，从而增加磨机筒体容积，进而实现了高介质装填率、高能量利用率、低能耗的优异特征。

综上所述，本发明设计的筒体结构具备大型化、高装球率和低能耗的特征，是干、湿磨通用的超细磨装备，是不同于公知的任何一种细磨和超细磨的研磨设备，这种装备的面世，必将颠覆矿物加工细磨和超细磨的工艺，必将颠覆建材领域，粉体加工领域的传统加工工艺。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。