高速磨碎機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種礦石磨碎機，該磨碎機由腔體或靜態(tài)容器構(gòu)成，所述腔體或靜態(tài)容器優(yōu)選為具有軸向軸的圓柱形的形狀，并水平設(shè)置，在所述腔體或靜態(tài)容器中裝有將被研磨的材料和研磨裝置，通過彼此之間相互作用的礦石體(bodies)的運動而實現(xiàn)研磨，該運動通過優(yōu)選為平坦并旋轉(zhuǎn)的表面產(chǎn)生，該表面相對于橫向平面傾斜，并具有由圓柱體限定的用于磨損的金屬凹痕。當(dāng)旋轉(zhuǎn)并傾斜時，該表面在圓柱形腔體內(nèi)為礦石和研磨裝置產(chǎn)生平移和旋轉(zhuǎn)運動，增加它們之間的相對運動，從而產(chǎn)生大量沖擊，另一方面，床(bed)內(nèi)剩下的礦石體遭受極大的擠壓，由此使材料破碎，從而減小其尺寸；同時，未達到足夠的能量水平以對其他材料和研磨裝置形成沖擊的材料以大量的相對運動滑過表面，引起磨損，該磨損也具有減小材料尺寸的目的。
[0002]因此，在該新型裝置中存在同樣存在于其他裝置中的磨損，沖擊和擠壓機制，但是，在運行時它們顯示出更大的力度，由此以最佳的可能方式對提供的能量進行利用，從而極大地節(jié)省能量。
[0003]應(yīng)該強調(diào)的是，當(dāng)傾斜表面相對于水平軸旋轉(zhuǎn)時，研磨腔體的形狀從上部閉合和下部打開變?yōu)榕c該形狀顛倒180度、完全相反的結(jié)構(gòu)，由此使材料快速從進料階段流動到卸料階段，從而增加它的處理能力。
[0004]發(fā)明應(yīng)用領(lǐng)域
[0005]特別地，本發(fā)明涉及一種裝置，該裝置能夠研磨材料，在金屬，非金屬和干燥材料的采礦業(yè)中應(yīng)用。更具體地，本發(fā)明涉及一種由容器構(gòu)成的裝置，該容器內(nèi)部包含將要研磨的材料和研磨裝置，容器的幾何形狀允許產(chǎn)生材料的相對運動和研磨裝置的相對運動，由此能夠產(chǎn)生與傳統(tǒng)磨碎機和壓碎機中產(chǎn)生的運動幾何結(jié)構(gòu)類似的運動幾何結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中，當(dāng)具有在水平軸上旋轉(zhuǎn)的傾斜表面時完成所述運動，引起材料相對于對應(yīng)靜態(tài)壁的遠(yuǎn)離和接近運動，如同壓碎機中產(chǎn)生的遠(yuǎn)離和接近運動，另一方面，由于旋轉(zhuǎn)運動，礦石體以旋轉(zhuǎn)方式被拉動，由此產(chǎn)生瀑布和級聯(lián)(cascade)運動，該瀑布和級聯(lián)運動與傳統(tǒng)磨碎機中產(chǎn)生的瀑布和級聯(lián)運動類似。相對于產(chǎn)業(yè)中當(dāng)前普遍使用的流程，獲得了極大的優(yōu)勢，最重要的優(yōu)勢是:只有一個元件進行相對運動，也就是說，大系統(tǒng)被最小化，因此新式磨碎機中使?jié)櫥钚』?，旋轉(zhuǎn)元件承受自身重量和軸向負(fù)荷，不承受將要研磨的負(fù)荷，因此，與現(xiàn)有的傳統(tǒng)磨碎機相比，支撐件上的徑向作用力的量級較??；另一個優(yōu)勢是不需要在上部區(qū)域中包括襯里，因為將要被研磨的材料很難到達所述區(qū)域。主要優(yōu)勢的結(jié)果是極大地降低了能量消耗，因為優(yōu)選移動的元件將是要減小尺寸的材料和研磨裝置。就動力系統(tǒng)而言，驅(qū)動系統(tǒng)基于電動機和/或液壓發(fā)動機，電動機和/或液壓發(fā)動機是非常成熟和可靠的技術(shù)。最后，額外的優(yōu)勢是新磨碎機具有包括在裝置內(nèi)的分類系統(tǒng)，從而節(jié)省了工廠空間等。
[0006]總之，可以說本發(fā)明是將三個過程，例如壓碎，研磨和分類集成在一個裝置中。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)評價
[0008]數(shù)百年來，傳統(tǒng)的粉碎系統(tǒng)在全世界范圍內(nèi)都基本上是相同的。最開始，從露天礦得到最大尺寸為1.5m的爆破的礦物，將礦物供應(yīng)至初級壓碎機，初級壓碎機將它的尺寸減小為0.10m，隨后該材料傳遞至二級壓碎機，二級壓碎機將它的尺寸減小為0.07m，然后該材料傳遞至三級壓碎機，三級壓碎機將礦物的尺寸減小為大約0.005m，從而最終將該材料供應(yīng)至球磨機，將其尺寸減小為200 μ m (65目)。
[0009]前面提到的傳統(tǒng)工藝經(jīng)歷了某些改動，結(jié)合了新式半自磨(SAG)，該工藝是這樣改動的:首先，初級壓碎機將礦物尺寸減小為0.2m，然后傳遞至半自磨SAG，然后傳遞至兩個或三個球磨機，將材料尺寸減小為200 μ m (65目)。
[0010]當(dāng)前有效的粉碎原理是基于鋼球和礦物之間的沖擊，以及礦物部分之間的沖擊使礦物破碎。當(dāng)具有極大重量的圓柱體圍繞其旋轉(zhuǎn)軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生破碎過程，圓柱體的直徑變化取決于磨碎機，但是，優(yōu)選直徑為1.5和13.5米，圓柱體容納有研磨裝置(一般為鋼球)和礦物，研磨裝置和礦物統(tǒng)稱為負(fù)荷。
[0011]SAG磨的重量總共達到1500噸以上，為了移動該巨大的重量，需要大量能量。該能量的90%以上被用于移動總負(fù)荷，剩下部分被用于粉碎過程。
[0012]當(dāng)前的基于磨碎機的工藝包括引入圓柱形容器，該圓柱形容器具有圓錐形蓋并具有開口，開口的一側(cè)允許引入材料，另一端允許釋放材料，釋放的材料具有其他尺寸(顆粒尺寸)，這種尺寸減小是通過由引入的負(fù)荷和研磨裝置的運動所產(chǎn)生的三種機制實現(xiàn)的，所述機制是沖擊、摩擦和擠壓。
[0013]含有材料和研磨裝置(球)的圓柱形容器具有凹槽，凹槽允許圓柱體在軸向軸上轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)動該部件時，產(chǎn)生了材料試圖附著到圓柱形套筒(mantle)的壁上的牽引力，當(dāng)重力超過并控制摩擦力時，所述附著被破壞，結(jié)果材料和研磨裝置落下并沖擊其他元件，從而使材料破碎，這個區(qū)域被稱為急流區(qū)(cataract)。
[0014]同時，產(chǎn)生相對運動區(qū)域，該相對運動區(qū)域由于彼此之間的摩擦而產(chǎn)生大量磨損，該區(qū)域被稱為級聯(lián)區(qū)(cascade)，最后，在內(nèi)部區(qū)域中，材料顆粒經(jīng)受高水平壓力，使材料弱化(微破裂)。
[0015]如果我們分析腔體的橫斷面，可以觀察到由負(fù)荷獲得的運動，顆粒和研磨裝置位于截面的縱軸的一側(cè)，這取決于磨碎機的旋轉(zhuǎn)方向。舉例來說，如果磨碎機的旋轉(zhuǎn)方向是逆時針，則材料位于穿過磨碎機中心的縱軸的右側(cè)。這引起負(fù)荷的偏心，因此，應(yīng)該增加一個平衡該偏心的力或者力矩，由此產(chǎn)生恒定速度的旋轉(zhuǎn)運動。由于偏心和負(fù)荷都很大，必須應(yīng)用大的力矩和系統(tǒng)所必須具有的速度，從而產(chǎn)生諸如級聯(lián)，急流和壓力這樣的效果，需要應(yīng)用強大動力。可以觀察到，消耗的功率未被應(yīng)用到特定的材料減小過程，而是被應(yīng)用到使負(fù)荷移動上，造成在空氣中發(fā)現(xiàn)減少數(shù)量的顆粒，并且由于重力效應(yīng)，它們沖擊其他材料，從而使其破裂。
[0016]當(dāng)前的粉碎過程還包括壓碎材料階段，該階段在包括至少兩個剛性表面的裝置中執(zhí)行，當(dāng)引入材料時，所述剛性表面之間相對彼此進行接近和遠(yuǎn)離運動，所述表面包括材料，使材料破碎。該壓碎裝置具有兩個優(yōu)選實施方式，第一個實施方式由至少兩個平坦表面組成，所述兩個平坦表面的位置設(shè)置為具有初始張角，該初始張角以循環(huán)的方式變化為小量級的張角，另一方面，表面之間的這種接近由具有豎直軸向軸的兩個錐體實現(xiàn)，兩個錐體具有不同錐度，具有互相切割的軸，也就是說，它們中的一個相對于另一個傾斜，當(dāng)小量級的錐體進行旋轉(zhuǎn)運動時，較大量級的錐體保持固定，實現(xiàn)表面之間的接近，擠壓礦石體，使它們破碎。
[0017]本發(fā)明保留了磨碎機和壓碎機裝置的精華，因為它將傳統(tǒng)系統(tǒng)中的磨碎機的圓柱形套筒的旋轉(zhuǎn)隔間替換為靜態(tài)隔間，該靜態(tài)隔間的幾何結(jié)構(gòu)能夠更容易地產(chǎn)生急流，級聯(lián)和壓力效應(yīng)。
[0018]能量只被用于移動圓柱體的軸向軸上具有凹痕的的傾斜盤，以引起材料和研磨裝置的旋轉(zhuǎn)運動，以及由于盤的傾斜而引起的沿著軸向方向的平移運動，通過這種方式，實現(xiàn)兩種裝置(例如壓碎機和磨碎機)的綜合，由于壓碎過程和研磨在同一個裝置中執(zhí)行，從而獲得了關(guān)于運行時間的實質(zhì)性優(yōu)勢，這種情況對節(jié)能有影響，因為不需要運送材料，并且改善了礦石體在運動中的干擾過程。
[0019]專利US4222528公開了一種磨碎機，當(dāng)容器的外表面和水平軸保持固定時該磨碎機與本發(fā)明相關(guān)，在其中心部分上設(shè)置有圍繞它的軸旋轉(zhuǎn)的元件，材料由流體拉動，該流體將材料送向旋轉(zhuǎn)元件，旋轉(zhuǎn)元件具有凹痕，凹痕實現(xiàn)材料的破裂。
[0020]專利US6789756部分與本發(fā)明相關(guān)，因為它保持外殼固定，但是，在該專利中，粉碎是通過以與豎直軸相切并圍繞豎直軸的方式高速噴射流體實現(xiàn)的，為流體提供運動，使其涌進所有的隔間或容器，當(dāng)向流體噴流引入擾動時，使內(nèi)部的顆?；靵y并碰撞，通過這種方式實現(xiàn)材料的減小。在該磨碎機內(nèi)產(chǎn)生很大的速度，流體始終包裹顆粒，因此實現(xiàn)對碰撞的吸收。就本發(fā)明而言，只考慮了固定外殼的概念，因為沒有使用高壓流體來移動材料。
[0021]專利US4886216公開了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有固定的外殼，外殼優(yōu)選具有圓柱形的形狀并具有豎直軸向軸，其內(nèi)部設(shè)置有相對于外殼的同心軸，該同心軸上剛性連接有大量的盤，盤上徑向設(shè)置有磨損元件，每個盤限定一個研磨腔體，材料在由于重力作用而向卸料級位移時尺寸減小。
[0022]專利US5950939公開了一種圓錐壓碎機的典型結(jié)構(gòu)，該圓錐壓碎機具有豎直軸，其具有固定錐體，固定錐體的上部直徑大于下部直徑，形狀為空腔。另一個小直徑的錐體倒置，被引入到固定錐體中，留下足夠的空間使材料能夠排出，通過重力效應(yīng)傳遞，并通過下部離開。上部錐體旋轉(zhuǎn)并鉸接在其上部，隨著上部錐體的軸的傾斜，錐體的壁之間靠近和遠(yuǎn)離。
[0023]現(xiàn)有技術(shù)中專利的區(qū)別性特征是它們采用一個或多個腔體，這些腔體具有或不具有流體，并且包括顆粒，當(dāng)顆粒由于壁或流體的拉動效應(yīng)而獲得速度時，并考慮到流體的性質(zhì)(其根據(jù)時間變化)，顆粒相互之間以及顆粒在固定和/或可移動表面上互相碰撞，從而使材料破裂。
【附圖說明】
[0024]圖1顯示了一個示例，該示例總體上顯示了本發(fā)明。
[0025]圖2顯示了組件的整個橫截面，表現(xiàn)出了區(qū)域和不同部件。
[0026]圖3顯示了主要部件的截面圖，能夠看到內(nèi)部區(qū)域的更多細(xì)節(jié)，以及送料級和卸載級。
[0027]圖4顯示了最大進料孔徑條件下設(shè)備內(nèi)的流動的細(xì)節(jié)。
[0028]圖5顯不了最大卸料條件下設(shè)備內(nèi)的流動的細(xì)節(jié)。
【具體實施方式】
[0029]本發(fā)明的理念是使用靜態(tài)腔體，在該靜態(tài)腔體內(nèi)部設(shè)置有旋轉(zhuǎn)傾斜盤，該旋轉(zhuǎn)傾斜盤為材料提供運動，并且為了改善粉碎，增加了研磨裝置，實現(xiàn)了壓碎機和磨碎機之間的組合。
[0030]該磨碎機在高速運轉(zhuǎn)時的更重要的技術(shù)影響是它的外殼不旋轉(zhuǎn)，材料的旋轉(zhuǎn)運動和平移運動結(jié)合在一起，從而通過擠壓同時產(chǎn)生磨損和破裂。在引入研磨裝置(例如，球)的情況下，它們的運動與傳統(tǒng)磨碎機中發(fā)生的運動類似，為工藝增加了沖擊機制。
[0031]為了使裝置具有更多功能，為裝置提供一系列附件，這些附件極大地改善了它的功能。