專利名稱：降低鋼球磨煤機(jī)電耗的方法與設(shè)施的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種降低鋼球磨煤機(jī)電耗的方法，它適應(yīng)于工業(yè)上廣泛使用的各種單進(jìn)單出、雙進(jìn)雙出的低速鋼球磨煤機(jī)，本發(fā)明還涉及一種降低鋼球磨煤機(jī)電耗的設(shè)施。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了獲得粉狀的煤粉，常使用一種叫鋼球磨煤機(jī)的設(shè)備，將塊狀的碎煤磨制成粉狀的煤粉。它是火力發(fā)電廠及水泥、礦山、冶金等行業(yè)中磨制原料的主要設(shè)備。
鋼球磨煤機(jī)的轉(zhuǎn)速通常為16-25r/min，它主要由料斗、軸承組件、轉(zhuǎn)動組件、隔音罩、電動機(jī)、減速機(jī)、棒銷聯(lián)軸器等部件組成。轉(zhuǎn)動組件又叫大罐，是磨煤機(jī)的主要組成部分，它由鋼板焊接而成的筒體及兩個端蓋組成。端蓋上有空心軸頸，大罐以軸頸支于主軸承上；筒體部分和端蓋的內(nèi)表面安裝有由耐磨鋼板制作的內(nèi)襯；內(nèi)襯的內(nèi)表面安裝有波紋襯甲，波紋襯甲借助于固定鍥和擰緊鍥所形成的橫向壓力牢固地結(jié)合在筒體上，襯甲內(nèi)表面設(shè)有規(guī)律的波紋，在筒體轉(zhuǎn)動時，用來提升鋼球與被磨原料，保證鋼球有規(guī)律地均勻運(yùn)動并阻礙其下滑。端蓋的襯板是由內(nèi)外兩排扇形襯板組成，當(dāng)內(nèi)外兩排襯板不均勻磨損時能夠分別更換；外端襯甲有加強(qiáng)筋板，它可以承受鋼球及磨料的沖擊，并阻礙它們的下滑，同時能夠減少襯甲的磨損。為了允許襯板在受熱以及鋼球磨料的沖擊下的自由膨脹，內(nèi)外兩排襯板之間留有一定的空隙。為了隔音和絕熱，在襯板和大罐之間鋪設(shè)有絕熱的石棉板，而大罐的外表面包有一層隔音的護(hù)板；為了防止襯甲螺釘孔漏風(fēng)及漏粉，在槽孔處有石棉繩相堵，大罐上開有檢修孔。
鋼球磨煤機(jī)是按撞擊原理工作的，并伴有研磨和擠壓作用。大罐由電動機(jī)通過減速器拖動，鋼球被襯甲帶到一定的高度，然后沿拋物線下落撞擊煤塊將其擊碎，與此同時鋼球還在大罐內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，這時鋼球與鋼球之間，鋼球與襯甲之間產(chǎn)生擠壓研磨作用，把煤塊磨成粉，在磨制的同時，一般采用熱空氣作為干燥劑，磨制好的煤粉由干燥劑從大罐帶出。
筒體直徑為3200毫米的鋼球磨煤機(jī)，其重量約為120噸，筒體裝入鋼球的最大重量是55噸，鋼球磨煤機(jī)的電能消耗很大，以一臺Φ3200型鋼球磨煤機(jī)為例，其電機(jī)功率為880KW，運(yùn)行一天消耗的電量為21120KWh。鋼球磨煤機(jī)電耗大的主要原因在于筒體的重量大，且筒體內(nèi)填裝的鋼球量在幾十至上百噸之間，使得鋼球磨煤機(jī)的絕大多數(shù)能量消耗在轉(zhuǎn)動筒體及舉升鋼球的過程中，而加入筒體中的煤塊的質(zhì)量很小，僅占轉(zhuǎn)動部分總質(zhì)量的5％左右，與鋼球磨煤機(jī)的磨制出力幾乎無關(guān)。因此設(shè)法降低鋼球磨煤機(jī)的空載損耗是鋼球磨煤機(jī)降低電耗的關(guān)鍵所在。長期以來，降低鋼球磨煤機(jī)電耗大的問題是人們一直努力的目標(biāo)。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種降低鋼球磨煤機(jī)電耗的方法與設(shè)施，該方法設(shè)施，不改變鋼球磨煤機(jī)的工作原理、動力傳輸方式、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、磨制效果與出力。
一種降低鋼球磨煤機(jī)電耗的方法，包括以下步驟(1)建一個水池，水池的長度大于筒體轉(zhuǎn)動部分的長度，約為1-1.3倍；水池的寬度大于筒體的直徑，約為1-1.3倍；水池的深度按所需浮力的大小設(shè)計；(2)制作一個空心浮箱，空心浮箱的長度和寬度小于水池的長度和寬度，空心浮箱的高度按所需浮力的大小設(shè)計；也就是空心浮箱的體積按水池加入水后所需浮力大小設(shè)計，使空心浮箱與水池的體積之比約為0.4-0.5；空心浮箱的底面外側(cè)與水池底面的接觸面制作成波紋形，使得空心浮箱浸沒在水池中時底部處于浸潤狀態(tài)能產(chǎn)生所需要的浮力；(3)將空心浮箱放置于水池，空心浮箱的底面與水池底面的接觸，水池壁上安裝有水平頂桿，水平頂桿的另一端將空心浮箱固定；(4)將鋼球磨煤機(jī)的軸承座安裝至空心浮箱的頂部，按常規(guī)方法將轉(zhuǎn)動組件與軸承組件安裝至軸承座；(5)在水池外的邊上設(shè)置電動機(jī)和減速機(jī)的基礎(chǔ)；或者在水池中構(gòu)筑電動機(jī)和減速機(jī)的基礎(chǔ)——混凝土立柱，混凝土立柱上安裝電動機(jī)和減速機(jī)。
(6)向水池注水。
本發(fā)明的降低鋼球磨煤機(jī)電耗的設(shè)施，采用如下技術(shù)方案一種降低鋼球磨煤機(jī)電耗的設(shè)施，包括鋼球磨煤機(jī)的軸承座和筒體上固裝的大齒輪，其特征在于在水池內(nèi)放置一個空心浮箱，空心浮箱的底面外側(cè)設(shè)有數(shù)條凹槽，水池壁上安裝有水平頂桿，水平頂桿的另一端與空心浮箱固定；空心浮箱的頂部固裝有鋼球磨煤機(jī)的軸承座；在水池中構(gòu)筑混凝土立柱，混凝土立柱上安裝電動機(jī)和減速機(jī)。
本發(fā)明的設(shè)計思路是利用“物體浸沒在水中時要受到水的浮力的作用，該浮力在一定的條件下是一個大小、方向不變的恒力”作用，在鋼球磨煤機(jī)的底部建一個水池，在其內(nèi)加裝一個浮箱，用浮箱撐住鋼球磨煤機(jī)的前后軸承底座，讓鋼球磨煤機(jī)的重量通過前后軸承座、空心浮箱、水傳遞到水池底部(混凝土基礎(chǔ)中)，空心浮箱的底面外側(cè)制成凹槽底面，以保證空心浮箱在水池中底面與水池中的水保持浸潤狀態(tài)，產(chǎn)生向上的浮力。當(dāng)水池加入水后，鋼球磨煤機(jī)底座下的空心浮箱將對球磨機(jī)產(chǎn)生一個向上的浮力，我們讓空心浮箱產(chǎn)生的浮力小于鋼球磨煤機(jī)的重力，就可以使鋼球磨煤機(jī)在受到一定的浮力后，并不產(chǎn)生向上的位移，仍就位在水池未加水時的位置，此時浮箱產(chǎn)生的浮力抵消了大部分的鋼球磨煤機(jī)重力，當(dāng)我們用電動機(jī)拖動大罐旋轉(zhuǎn)時大罐變輕了，負(fù)載減小了，此時我們就可以用一個較小的電動機(jī)和減速器來替代原先的電動機(jī)拖動大罐旋轉(zhuǎn)磨制粉料，達(dá)到發(fā)明目的。
由于鋼球磨煤機(jī)自身重量及其大罐內(nèi)填裝鋼球的數(shù)量是一定的，而罐內(nèi)的填煤量僅占總量的5％左右，因此運(yùn)行中的磨煤機(jī)總體質(zhì)量是一個基本不變的量，也即轉(zhuǎn)動慣量是一定的，這就便于我們設(shè)計空心浮箱的體積，使采用本發(fā)明的鋼球磨煤機(jī)能夠平穩(wěn)地運(yùn)行。
以一臺筒體直徑是3200毫米的型鋼球磨煤機(jī)為例，即Φ3200型鋼球磨煤機(jī)為例，未填裝鋼球時，我們設(shè)計空心浮箱產(chǎn)生的浮力等于鋼球磨煤機(jī)重力為120T；這樣，處于空心浮箱頂部的鋼球磨煤機(jī)的總質(zhì)量在空心浮箱作用下對大地的重力為零，填裝了55T鋼球后，鋼球磨煤機(jī)對大地的重力為55T，再填裝5T左右的煤塊后，此時的總重力為60T左右，為原來總重力的1/3。此時的電動機(jī)負(fù)載即為原先的1/3左右，因此可以用電動機(jī)、減速機(jī)額定容量的1/3更換原有的電動機(jī)和減速機(jī)，實(shí)現(xiàn)降低鋼球磨煤機(jī)電耗的發(fā)明目的。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)鋼球磨煤機(jī)的主視圖，圖2是圖1的俯視圖，圖3是筒體內(nèi)鋼球的靜態(tài)分布圖，圖4是筒體運(yùn)轉(zhuǎn)過程中鋼球的動態(tài)分布圖，圖5是筒體運(yùn)轉(zhuǎn)過程中鋼球軌跡磨制分析圖，圖6是設(shè)有本發(fā)明降低鋼球磨煤機(jī)電耗設(shè)施的鋼球磨煤機(jī)的主視圖，圖7是圖6的俯視圖，圖8是本發(fā)明降低鋼球磨煤機(jī)電耗設(shè)施的另一種實(shí)施方式。
圖中1—進(jìn)料斗，2—出料斗，3—軸承座，4—轉(zhuǎn)動組件(大罐)，401—筒體，402—端蓋，403—內(nèi)襯，404—波紋襯甲，405—鋼球，406—大齒輪，407—小齒輪，5—隔音罩，6—電動機(jī)，7—減速機(jī)，8—棒銷聯(lián)軸器，9—水池，10—空心浮箱，11—凹槽，12—水平頂桿，13—混凝土立柱，14—佩重輪。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對現(xiàn)有技術(shù)鋼球磨煤機(jī)與本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
現(xiàn)有技術(shù)鋼球磨煤機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示鋼球磨煤機(jī)主要由進(jìn)、出料斗1、2，軸承座3、轉(zhuǎn)動組件4、隔音罩5、電動機(jī)6、減速機(jī)7、棒銷聯(lián)軸器8等部件組成。轉(zhuǎn)動組件4又叫大罐，它是鋼球磨煤機(jī)的主要組成部分，它由鋼板焊接而成的筒體401及兩個端蓋402組成。端蓋402上有空心軸頸，大罐4以軸頸支于主軸承上；參見圖3，筒體401部分和端蓋的內(nèi)表面安裝有由耐磨鋼板制作的內(nèi)襯403；內(nèi)襯403的內(nèi)表面安裝有波紋襯甲404，波紋襯甲404借助于固定鍥和擰緊鍥所形成的橫向壓力牢固地結(jié)合在筒體401上，使用時，筒體401內(nèi)裝有鋼球405和被磨制原料，波紋襯甲404內(nèi)表面設(shè)有規(guī)律的波紋，在筒體401轉(zhuǎn)動時，用來提升鋼球405與被磨制原料，保證鋼球405有規(guī)律地均勻運(yùn)動并阻礙其下滑；筒體401表面一端固裝有大齒輪406，電動機(jī)6的動力經(jīng)減速器7和小齒輪407傳動大齒輪406，帶動筒體401轉(zhuǎn)動。
筒體內(nèi)的鋼球和煤塊的分布情況為停機(jī)時由于鋼球和煤塊的自由滑動，使大部分鋼球與煤塊留置在筒體底部，如圖3所示從徑向看重心稍有偏移(大罐右旋時偏向左邊)；開機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，如圖4所示由于筒體的轉(zhuǎn)動和舉升作用，鋼球和煤塊大部分集中在筒體左側(cè)；筒體運(yùn)轉(zhuǎn)過程中鋼球軌跡磨制分析如圖5所示位于I區(qū)、II區(qū)位置的鋼球和煤塊在波紋襯甲的帶動下上升，同時對I區(qū)、II區(qū)位置的煤塊施加擠壓研磨作用，在III區(qū)位置的鋼球沿拋物線軌跡落下，對III區(qū)位置的煤塊產(chǎn)生撞擊作用。沿筒體軸向鋼球的分布是均勻的，由于筒體內(nèi)部的通風(fēng)作用，入口端煤塊較多，出口端煤粉較多；所以沿筒體軸向重力分布是均勻的。
本發(fā)明的實(shí)施方式1如圖6、圖7所示降低鋼球磨煤機(jī)電耗的設(shè)施，包括鋼球磨煤機(jī)的軸承座3，筒體401上固裝的大齒輪406，其特征在于修筑一個水池9，在水池9內(nèi)放置一個空心浮箱10，空心浮箱10的底面外側(cè)設(shè)有數(shù)條凹槽11，水池9壁上安裝有水平頂桿12，水平頂桿12的另一端與空心浮箱10固定；空心浮箱10的頂部固裝有鋼球磨煤機(jī)的軸承座3，在水池9中構(gòu)筑電動機(jī)6和減速機(jī)7的基礎(chǔ)——混凝土立柱13，混凝土立柱13上安裝電動機(jī)6和減速機(jī)7。電動機(jī)6輸出功率傳動到筒體401的方式不作改變，鋼球磨煤機(jī)的結(jié)構(gòu)不作改變。
水池的長度大于筒體轉(zhuǎn)動部分的長度，寬度大于大罐直徑，深度按所需浮力的大小計算?？招母∠涞拈L和寬小于水池的長和寬，高按所需浮力大小計算?？招母∠涞牡酌嫱鈧?cè)與水池底面的接觸面制作成波紋形凹槽，這樣浮箱浸沒在水池中時底部處于浸潤狀態(tài)能產(chǎn)生足夠的浮力，空心浮箱體積與水池之比約為0.4-0.5。以Φ3200型鋼球磨煤機(jī)為例，筒體有效直徑3200毫米，筒體轉(zhuǎn)動部分長度5800毫米，如不計空心浮箱的自重，空心浮箱的體積可制作為長×寬×高8000毫米×6600毫米×2270毫米＝120立方米水池的體積可制作為長×寬×高12000毫米×8000毫米×2270毫米＝217立方米采用上述降低鋼球磨煤機(jī)電耗的設(shè)施后，筒體內(nèi)的鋼球和煤塊也同時受到向上的浮力，這并不影響鋼球撞擊、研磨和擠壓煤塊的作用效果，削弱磨煤機(jī)的磨制能力，仍處于圖4、圖5所示的狀態(tài)，筒體受到浮力后，鋼球仍在原來的高度，以拋物線方式從高處落下，保持了原有的撞擊作用，在圖4中I、II區(qū)域鋼球的重量雖然減輕了，由于大罐仍以原速旋轉(zhuǎn)，所以鋼球仍保持了對煤塊的研磨和擠壓作用。而水池的四周壁上裝設(shè)有水平頂桿固定浮箱，減少了鋼球磨煤機(jī)運(yùn)行時的振動。
采用上述降低鋼球磨煤機(jī)電耗的設(shè)施后，就可以對目前廣泛使用的單進(jìn)單出、雙進(jìn)雙出形式的低速磨煤機(jī)進(jìn)行改造，使之降低電耗，節(jié)約能源。
以一臺Φ3200型鋼球磨煤機(jī)為例，由于大罐對大地的重量僅為筒體內(nèi)填裝鋼球和煤塊的重量。對大地的總重量由180T減少到60T，負(fù)載減小到未改造前的三分之一，電機(jī)功率可由880KW減小到300KW左右，減少功率輸出580KW，每天大約節(jié)省電量14000(580×24)KWh，如按每KWh電價0.5元計算，則每天節(jié)省電價7000元。一個20萬KW的中型火力發(fā)電廠一般需安裝4臺Φ3200型鋼球磨煤機(jī)，每天節(jié)省電價28000元。
作為本發(fā)明的完善，將大齒輪406固裝于筒體401的中部，即將大齒輪406的位置由筒體401的后部(參見圖1現(xiàn)有技術(shù)鋼球磨煤機(jī))移至筒體401的中部(參見圖6、圖7)，從而，使空心浮箱10在筒體401軸向所受重力前后一致，使筒體401兩端的軸承座3所受靜荷重均勻；同理，電動機(jī)6與減速機(jī)7位置隨大齒輪406前移。
本發(fā)明的實(shí)施方式2如圖8所示本方案中水池與空心浮箱的制作安裝方式同實(shí)施方式1。這種實(shí)施方式是在筒體401的進(jìn)料口端，套裝一個佩重輪14，佩重輪14的重量是兩端軸承座3的靜荷重之差，使得兩端軸承座3的靜荷重一致；空心浮箱10的浮力設(shè)計為筒體401加裝了佩重輪14后的總重力。
未填裝鋼球和煤塊時，鋼球磨煤機(jī)對大地的重力為零，填裝鋼球和煤塊后，鋼球磨煤機(jī)對大地的重力僅為鋼球和煤塊的重力，即未改造前的三分之一左右，因此，可以將電動機(jī)功率減小到原先的三分之一。
權(quán)利要求
1.一種降低鋼球磨煤機(jī)電耗的方法，包括以下步驟(1)建一個水池，水池的長度大于筒體轉(zhuǎn)動部分的長度，約為1-1.3倍；水池的寬度大于筒體的直徑，約為1-1.3倍；水池的深度按所需浮力的大小設(shè)計；(2)作一個空心浮箱，空心浮箱的長度和寬度小于水池的長度和寬度，空心浮箱的高度按所需浮力的大小設(shè)計；也就是空心浮箱的體積按水池加入水后所需浮力大小設(shè)計，使空心浮箱與水池的體積之比約為0.4-0.5；空心浮箱的底面外側(cè)與水池底面的接觸面制作成波紋形，使得空心浮箱浸沒在水池中時底部處于浸潤狀態(tài)能產(chǎn)生所需要的浮力；(3)將空心浮箱放置于水池，空心浮箱的底面與水池底面的接觸，水池壁上安裝有水平頂桿，水平頂桿的另一端將空心浮箱固定；(4)將鋼球磨煤機(jī)的軸承座安裝至空心浮箱的頂部，按常規(guī)方法將轉(zhuǎn)動組件與軸承組件組裝后安裝至軸承座；(5)在水池外的邊上設(shè)置電動機(jī)和減速機(jī)的基礎(chǔ)；或者在水池中構(gòu)筑電動機(jī)和減速機(jī)的基礎(chǔ)——混凝土立柱，混凝土立柱上安裝電動機(jī)和減速機(jī)。(6)向水池注水。
2.一種降低鋼球磨煤機(jī)電耗的設(shè)施，包括鋼球磨煤機(jī)的軸承座，筒體上固裝的大齒輪，其特征在于在水池(9)內(nèi)放置一個空心浮箱(10)，空心浮箱(10)的底面外側(cè)設(shè)有數(shù)條凹槽(11)，水池(9)上安裝有水平頂桿(12)，水平頂桿(12)的另一端與空心浮箱(10)固定；空心浮箱(10)的頂部固裝有鋼球磨煤機(jī)的軸承座(3)，在水池(9)中構(gòu)筑混凝土立柱(13)，混凝土立柱(13)上安裝電動機(jī)(6)和減速機(jī)(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種降低鋼球磨煤機(jī)電耗的設(shè)施，其特征在于所述大齒輪(406)固裝于筒體(401)的中部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種降低鋼球磨煤機(jī)電耗的設(shè)施，其特征在于所述筒體(401)的進(jìn)料口端，套裝有一個佩重輪(14)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種降低鋼球磨煤機(jī)電耗的方法與設(shè)施，修筑一個水池，在水池內(nèi)放置一個空心浮箱，空心浮箱的底面外側(cè)設(shè)有數(shù)條凹槽，水池壁上安裝有水平頂桿，水平頂桿的另一端與空心浮箱固定；空心浮箱的頂部固裝有鋼球磨煤機(jī)的軸承座；在水池中構(gòu)筑混凝土立柱，混凝土立柱上安裝電動機(jī)和減速機(jī)。這種降低鋼球磨煤機(jī)電耗的方法與設(shè)施，電動機(jī)功率可減小到原先的三分之一左右。它適應(yīng)于工業(yè)上廣泛使用的各種單進(jìn)單出、雙進(jìn)雙出的低速鋼球磨煤機(jī)。
文檔編號B02C17/00GK1616152SQ20031011622
公開日2005年5月18日 申請日期2003年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月12日
發(fā)明者潘衛(wèi)亞 申請人:潘衛(wèi)亞