环形缝隙式球磨机的制作方法

专利名称:环形缝隙式球磨机的制作方法
本发明关于一种特别用于连续粉碎硬质矿料的环形缝隙式球磨机，其组成为;一个向上的磨机外壳，被一个盖盖着，它们中间装有一个转子，转子的外表面和磨机外壳的内表面都是园锥面，两园锥面之间的磨碎间隙连通进料口，磨碎用的小球也存在于磨碎间隙中，转子的顶部的形状按盖的内表面做成，连通出料口。
硬质矿料(莫氏硬度＞5)如刚玉，二氧化锆，矾土，碳化硅等，一向用铁球在球磨机中粉碎。非但加工时间长，而且凡是接触到矿料和铁球的机件，磨损很快。再有，球磨机操作时的噪音也太刺耳，更有，上述球磨机铁球磨损的铁屑混在磨料中，得用化学方法把它洗去，此装置既复杂又费钱。
上述的环形缝隙式球磨机(德国专利公开号2848479)被计划用来改良传统的球磨机，但它不太适合于把硬质矿料磨碎，它只适宜于粉碎相当软的矿料如白垩等。这是因为磨碎间隙中磨碎用球的性质所造成的。
当磨料和磨碎用球混在一起被从下部的进料口(或是从转子的中空轴由上部)进入磨碎间隙后，开始时球被给料泵的压力推着，随着转子的旋转，向着环形缝隙的上部移动，但是泵的压力减低时它们由于重力作用就沉下来了，因此在磨碎间隙的上部就不存在磨碎作用。这当然可以用加强泵的压力或加大磨料流量来保持磨碎用球处在磨碎间隙的上部。但这样做有使球和料一起被排出的危险，从而使产量下降。经验表明当使用平均磨料流量工作时，只有下半部的磨碎间隙被充分利用，因而所得到的产量理论上讲也只实现了一半。再说，在磨碎间隙的下部磨碎用球的高密度，使转子表面和磨机外壳内面很快磨损。转子甚至会卡死，尤其是当转子和给料泵短暂仃一下的时候。上述设计的环形缝隙式球磨机的这种危险，当然可以用转子上装叶片的办法解决，但这样做只能使环形缝隙式球磨机的另一个缺点更凸出，即磨碎用球不在沉下了，但却随着磨料一起被泵向排出口，这样也不产生磨碎作用。而且叶片被球和料很快地磨损。有时采用栅格使球呆在磨碎间隙内;然而，栅格会影响磨料的排出，有时甚至会因为球和料被堵塞到根本无法出料的地步。
在上述的环形缝隙式球磨机中，应该保证通过磨碎室的磨料流稳定，为此，采用在转子顶部设一个相对高的收集室，此收集室由转子顶部的凸端面和与之相应的磨机外壳的盖的内弧面所形成，收集室和出料口直接相通，此收集室不可对磨碎间隙中的磨碎用球起作用。
转子的不易起动和转子及磨机外壳上的磨损痕迹是由于磨碎用球集中在近于垂直的环形磨碎间隙的下部造成的，为了防止它，按照另一个环形缝隙式球磨机(DE-OS3022809)的设计，其转子和磨机外壳按需要被轴向拉开，以增加磨碎间隙。为此，需要复杂的技术测量从而导致设备昂贵。然而，在磨碎间隙中磨碎用球的使用效率，也即在操作过程中整个磨碎间隙长度上的使用率只有小小提高。其实，在向下的磨碎间隙中的磨碎用球随着磨料而被导向向下向外，不像在向上的那种磨碎间隙中有一种向上的反力，所以在这部分的磨碎间隙中，工作效率是不足够的。
另一种已知的环形缝隙式球磨机(DE-OS2811899)其组成是有一个磨料盛放器，其内表面形成磨碎室，在磨碎室中插入一个园锥形凸轮体，磨料盛放器的内表面和那个凸轮体是环形双锥设计。根据进一步可能的实施，面对着磨碎室的各面可以是粗糙的或者可以有凸出凹入，如筋，槽，销子等等。然而，当加工硬质磨料时，就会造成不可容忍的磨损。不论环形缝隙式球磨机本身或者上述种种特别设计都不能解决粉碎硬质矿料的问题。
与此相反，本发明把上述各种环形缝隙式球磨机加以改进，使磨碎间隙中磨碎用球的效率提高，能够经济而完善地粉碎即使是硬质矿料。
问题是这样被解决的，即转子的顶部和盖都做成园锥形，形成一个环形出料间隙，其下端的最大直径处有一个环形室和磨碎间隙的上端开口相通。
由于环形缝隙式球磨机这样的设计，可以经济地粉碎各种硬质矿料如刚玉，二氧化锆，矾土，碳化硅等，因为磨碎间隙的全部长度都有磨碎用球在发挥磨碎作用，由于锥形转子及其顶部的设计而得到的流体力学和离心力产生的吸力，抵消磨碎用球的重力，防止它们在磨碎间隙中沉底，使它们在磨碎过程中百分之百地被利用起来，即使转子转得很慢，磨碎间隙的整个长度和宽度上都分布着磨碎用球。此外，如球和料一起从出口排出去，则球的数量或磨碎效果就会减低，产生明显的影响。
因此，在磨碎间隙上端径向布置的环形室中装有予先计算过的多出来的磨碎用球，也即在转子最大直径处形成一个浮障层，使磨碎用球留在磨碎间隙中，但又不似栅格那样阻止磨碎间隙中的粉碎了的材料流向出料口。磨料从环形室向上移动，通过转子顶部和盖之间的狭窄的出料间隙，通向出料口，实践证明没有把任何磨碎用球带出去，因此接下来的一道把磨料和球分离的工序就可以被节省掉了。即使出料间隙的宽度比磨碎用球的直径大，磨碎用球也不会通过出料间隙被带上去，因为它们由于重力或离心力的作用留在径向布置的环形室内。本发明的环形缝隙式球磨机的逗留时间较长，因此转子使用的园周速度和给料泵的容量都可以低些。在磨碎用球之间的磨料很慢地向上移动，磨料的粒度大小相差很小。本发明的环形缝隙式球磨机特别适合于用不同尺寸的磨碎用球;粗的重的球在磨碎间隙的下面部分加工磨料中的粗大部分，细的轻的球在磨碎间隙的上面部分加工磨料中的细小的部分，因为离心力使细粒的上升变快。由于材料在磨碎间隙中足够长的逗留时间，硬质材料很快就被磨碎成所需粗细的粉未并被连续地排出。由于磨碎间隙中较高的充填率，供给转子的能量可以更好地被利用，使得环形缝隙式球磨机的使用更为经济。
按照本发明的优秀实施例来看。转子顶部的形状和盖的内表面的形状是截头园锥形。
磨碎间隙和出料间隙最好都是由两条平行边组成，前者宽于后者。然而，对于粉碎硬质矿物，磨碎间隙和出料间隙可选用其它的实施例。
磨碎间隙可以是在顶部扩大，而出料间隙是两条平行边。再有，磨碎间隙和出料间隙都可以是在顶部扩大，或者磨碎间隙是在顶部扩大而出料间隙是在下部扩大。在各种例子中，和转子顶部这个相反锥形连接的环形室，起着磨碎用球的障碍层的作用，防止有用的磨碎用球从磨碎间隙中被排出。
环形室最好被布置在磨机外壳和盖的连接地区，这样，在把盖打开后，可以从室的上半部取出磨碎用球。环形室的口径至少可以容纳全部磨碎用球，当磨碎间隙内放满磨料后，再把磨碎用球分别地从上面放入，这样可额外地防止磨碎用球沉入磨碎间隙的底部。再有，把要粉碎的磨料供给环形缝隙式球磨机是方便的，因为上述磨料不需要像以前那样和磨碎用球混合起来。
另外一个有利之处是环形室基本上是两条平行加上最外周的一段凸园。由于这个形状，这室被用于球形的磨碎用球时使彼此的磨损都减至最小。
顶部高度和转子加顶部的总高度之比是0.2到0.5∶1。即是，顶部要比转子短。转子外锥面对垂直线的合适角度是40°到85°，最好是60°到80°，特殊情况70°到80°。转子锥角的倾斜度是由其所要粉碎的硬质材料的种类来决定的，顶部锥角的倾斜度则由其高度和总高的比来决定。
磨机外壳和盖的内表面和转子及其顶部的外表面一样应该是细油石状的表面，即既不是很光，也不是很粗。这种细油石状表面可用对表面的适当涂覆来达到，例如，用聚氨酯作为保护层来防止腐蚀和磨损。为了防止温升，转子可在内部通风。再者，磨机外壳和盖都可加水套。
本发明的实施在附图中示意说明。
图1是环形缝隙式球磨机的纵向剖视，图2，3和4示出具有不同磨碎间隙和出料间隙设计的环形缝隙式球磨机纵向剖视。
环形缝隙式球磨机1被悬在可选之撑10的臂11上，基本组成件有;固定的截头锥形磨机外壳12，以及一个截头锥形转子13，其向上的大头和截头锥形顶部14的向下的大头光滑连接，顶部14的高度比转子13为小。在磨机外壳12上装着一个可拆下的盖15，有着和顶部14相配的锥度，两者之间保持一个小距离。顶部14的上端连接一垂直轴16，用以支持转子13和顶部14，使它在磨机外壳12中能自由活动，同时把马达17的驱动力传给顶部14和转子13。磨机外壳12和盖15的整个内表面上有防腐蚀防磨损的内衬18，19，内衬为聚氨酯，具有细油石状的表面，转子13的外表面和顶部14的外表面都有相应的细油石状表面，为了清楚，没有画出来。
在转子13的外表面和磨机外壳12的内表面之间有一个由两个平行壁组成的环形磨碎间隙20，通过磨机外壳12和转子13两个平底之间的水平间隙22，连通位于底部中央的磨料进料孔21。
也是有两个平行壁的出料间隙23，位于顶部14和盖15(或它的衬19)之间。上述间隙的宽度沿着顶部14的总高度上来看，都比磨碎间隙20的宽度为小。立锥形出料23的下端和倒锥形磨碎间隙20的上端延伸入环形室24，环形室24基本上衬有内衬18和19。环形室24的上下两平壁互相平行。环形室24的外端面25呈凸园弧形。环形室24位于盖15和磨机外壳12的连接区，要打开它，只要把盖移去就行了。在连接区26中插着一个垫块27，把它换成另外的厚度就能改变磨碎间隙20的宽度，使磨机外壳12和转子13的相对位置上下变化。通过盖的法兰上的开口28可进入环形室24。当转子13和顶部14在旋转时，又在通过进料口21从下面把硬质矿料送入磨碎间隙以后，可以通过上述开口28，把磨碎用球送入磨碎间隙20中去。
轴16的侧面和盖15的凸缘30形成了出料室29。上述另件30的壁上有一个出料口31，从出料间隙23中被压入出料室29的被磨细了的材料，就由出料口31出去。另件30的上端有罩板32，33形成通气隙。
磨机外壳被罩34包着，罩34上有冷却水进口35及冷却水出口36。
同样，盖15被罩37包着，其上有冷却水进口38和冷却水出口39。
环形缝隙式球磨机1开车时，马达17首先把转子13和顶部14旋转起来。接着磨料(散料)被通过进料口21送入磨碎间隙20，然后，通过开口28加入磨碎用球，它是用和磨料相同的材料做的，这样保证磨碎用球上磨损下来的碎末不会污染磨料，从而获得产品的高纯度。磨碎间隙20上端的最大园周速度，是因为转子13和其顶部14是锥形的缘故而获得的，由此产生一种向上的吸力，防磨碎用球在磨碎间隙20中沉底。在环形室24中放有多馀量的磨碎用球，这就形成了浮障层，从而防止磨碎用球从磨碎间隙20中排出。由于磨碎间隙20中充满了磨碎用球，所以磨碎间隙百分之百地起着磨碎作用，当磨料逗留在磨碎间隙20中这段时间内，受到最大的磨碎衡击率。磨碎用球在磨损到其尺寸可以进入出料间隙23时，会被离心力甩进环形室24中去，所以从出口31排出的粉料中没有磨碎用球，因此可作为成品使用，不需要再加洗或筛等后接处理。
磨碎用球在磨碎间隙中被可靠地防止沉积，转子再也没有起动困难或者卡死的问题。因此，各另件的磨损也就相对地低。因为可以用选择园周速度和选择磨碎间隙的宽度来调节材料在磨碎间隙的逗留时间，所以硬质矿料的加工能低耗高产。粉碎的粒度受磨碎用球尺寸的影响，故必要时可把粉碎用球选成不同大小尺寸，这样可获得分段的粉碎效果，因为粗的磨碎用球多处于环形缝隙式球磨机的下部，负责磨碎粗料，而细的磨碎用球多处于上部粉碎细料。
图2，3和4的实施示出环形缝隙式球磨机2，3，4的结构，基本上是按照图1的设计。仅把磨碎间隙和出料间隙的可能作出改良用剖面图画出来，适用于粉碎各种硬质矿料。以上各种例子中，径向布置的环形室24是用来放磨碎用球的障碍层的，该室位于磨碎间隙20a，20b，20c和出料间隙23a，23b，23c的交接点。上述交接点基本上就是转子13a，13b，13c和顶部14a，14b，14c之间的大园周线。
在图2的例子中，磨碎间隙20a向上扩大，而出料间隙23a的两边平行。
图3中的磨碎间隙20b的顶部比底部大，而出料间隙23b也是向上扩大的。
图4显示另一种实施，其磨碎间隙20c是向上扩大的，就像磨碎间隙20a和20b一样，而出料间隙23c却相反是上小下大地连通环形室24。
转子13，13a，13b，13c表面的倾角，相对于垂直线来说，最好是70°到80°，这样可获最佳磨碎效果。
权利要求
1.用于连续粉碎硬质矿料的环形缝隙式球磨机，其特征在于一个向上的磨体外壳(12)，被盖(15)盖着，在该磨体外壳(12)中有一个转子(13)，它有锥形的外表面，磨体外壳(12)的内表面也是锥形的，这内外表面形成的磨碎间隙(20)和进料口(21)相通，磨碎用的小球也存在于此磨碎间隙(20)中。转子(13)的顶部(14)的形状按盖(15)的内表面做成，连通出料口(31)。该转子(13)的顶部(14)和该盖(15)都是锥形的，形成一个环形间隙(23)，其下端的最大直径处有一个环形室(24)和磨碎间隙(20)最大直径处的上端开口相通。
2.根据权利要求
1中的环形缝隙式球磨机，其特征为，顶部(14)和盖(15)的内表面的形状都是截头园锥。
3.根据权利要求
1中的环形缝隙式球磨机，其特征为，磨碎间隙(20)和出料间隙(23)都设计成两边平行的，磨碎间隙(20)比出料间隙(23)宽。
4.根据权利要求
1中的环形缝隙式球磨机，其特征为，磨碎间隙(20)向上扩大，出料间隙(23)是两边平行的。
5.根据权利要求
1中的环形缝隙式球磨机，其特征为，磨碎间隙(20)和出料间隙(23)都是向上扩大的。
6.根据权利要求
1中的环形缝隙式球磨机，其特征为，磨碎间隙(20)向上扩大，出料间隙(23)向上收小。
7.根据权利要求
1中的环形缝隙式球磨机，其特征为，环形室(24)是在磨体外壳(12)和盖(15)的连接区。
8.根据权利要求
1中的环形缝隙式球磨机，其特征为，环形室(24)至少有一个开口(28)以便放入磨碎用球。
9.根据权利要求
1中环形缝隙式球磨机，其特征为，环形室(24)实质上有两条平行的边和一个凸弧的外周端面。
10.根据权利要求
1中的环形缝隙式球磨机，其特征为，顶部(14)的高度和转子(13)加顶部(14)总高度的比0.2∶1到0.5∶1。
11.根据权利要求
1中的环形缝隙式球磨机，其特征为，转子(13)的锥形外表和垂直线的夹角是40°到85°，可取60°到80°，特殊情况下取70°到80°。
12.根据权利要求
1中的环形缝隙式球磨机，其特征为，磨机外壳(12)和盖(15)的内表面，以及转子(13)和它的顶部(14)的外表面，都是细油石状表面。
13.根据权利要求
1中的环形缝隙式球磨机，其特征为，出料间隙(23)的上端和出料室(29)相连，出料室(29)又和出料口(31)相连。
14.根据权利要求
1中的环形缝隙式球磨机，其特征为，磨机外壳(12)和盖(15)上都装有冷却水套。
专利摘要
本发明关于一种特别用在连续粉碎硬质矿料的环形缝隙式球磨机，其组成为一个向上的磨机外壳，被盖盖着，它们中间装有一个转子，转子的外表面和磨机外壳的内表面都是圆锥面，两圆锥面之间的磨碎间隙连通进料口，磨碎用的小球也存在于磨碎间隙中，转子的顶部的形状按盖的内表面做成，连通出料口。环形缝隙式球磨机的特征是转子顶部和盖的内表面都是圆锥形的，两者之间形成的环形出料间隙，其下端的最大直径处有一个环形室和磨碎间隙的上端开口相通。
文档编号B02C17/10GK85106019SQ85106019
公开日1987年2月25日 申请日期1985年8月27日
发明者彼德·费比恩, 卡尔-海因茨·霍夫曼 申请人:赖博尔德-斯特里克股份公司