專利名稱：巖石碾磨機(jī)及碾磨方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)巖石碾磨機(jī)，尤其有關(guān)可導(dǎo)入欲碾磨的巖石及水，然后以縱向中心軸為中心旋轉(zhuǎn)碾磨機(jī)部，造成巖石沿一弧形路徑上行再往回翻滾并撞擊其它巖石，以使巖石崩裂成較小碎塊的巖石碾磨機(jī)。
背景技術(shù)：
在許多工業(yè)用途中，必須將較大尺寸的巖石化成尺寸大為縮小的顆粒，一般稱之為"粉碎"。例如，可以從一地區(qū)爆破出許多巖石，隨后將這些較大的巖石(有時(shí)為巨大圓石的尺寸)導(dǎo)入一碾磨機(jī)。 一般形式的碾磨機(jī)中，有一大型的圓筒狀碾磨部，其直徑經(jīng)常可大到十到五十英尺。巖石與水從連續(xù)旋轉(zhuǎn)的碾磨部一端導(dǎo)入，而碾磨部?jī)?nèi)表面上設(shè)置不同類型的揚(yáng)升肋片，可攜帶巖石沿著碾磨室內(nèi)往上前進(jìn)的弧形路徑上移，使這些巖石翻滾后回到碾磨室下部?jī)?nèi)的其它巖石上。因此，這些巖石彼此撞擊并破裂成較小的
巖石碎塊。此外，有時(shí)可在碾磨室內(nèi)置入大鐵球(例如2至6英寸的直徑)，以便獲得較佳的結(jié)果。
運(yùn)轉(zhuǎn)這些碾磨機(jī)需要花費(fèi)極大量的電力，而且還涉及其它各種基本的成本。有許多因素都與運(yùn)轉(zhuǎn)的效率及經(jīng)濟(jì)性相關(guān)，本發(fā)明的實(shí)施是為了改進(jìn)這類碾磨機(jī)及其采用的方法。


圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的碾磨機(jī)側(cè)向立視圖；圖2是沿圖1中2-2截線的斷面圖，顯示該碾磨機(jī)圓筒狀碾磨部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；
圖3為橫跨本發(fā)明中三個(gè)揚(yáng)升組件的斷面圖，這三個(gè)揚(yáng)升組件對(duì)應(yīng)圖4中標(biāo)號(hào)為3的圈選部位；圖4為一正面立視圖，顯示本發(fā)明實(shí)施例中的一列揚(yáng)升組件；
圖5為類似圖4的等比圖，但是從左側(cè)架高角度觀看；
圖6是取自圖2中的圈選部位，顯示二個(gè)前后排列的揚(yáng)升組件斷面圖，
此斷面是取自通過該二揚(yáng)升組件下凹部的平面；
圖7為本發(fā)明碾磨機(jī)內(nèi)部的概要圖，顯示碾磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，翻滾中的巖
料位置；
圖8為類似圖6的斷面圖，顯示本發(fā)明第二實(shí)施例，其中，每一組內(nèi)的二排揚(yáng)升組件排列方式不同；
圖9為類似圖6及圖8的視圖，顯示本發(fā)明第三實(shí)施例；
圖10為圖9中圈選部位的立視圖，顯示第三實(shí)施例中的多個(gè)區(qū)段；
圖ll為第三實(shí)施例的揚(yáng)升組件端面立視圖；以及
圖12的圖表顯示本發(fā)明經(jīng)計(jì)算機(jī)分析所產(chǎn)生的數(shù)值。
具體實(shí)施例方式
為求更清晰理解本發(fā)明各具體實(shí)施例，首先以一般術(shù)語說明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的整體裝置，接著整體說明此裝置所執(zhí)行的碾磨方法。然后再更詳細(xì)地說明此實(shí)施例及第二、第三實(shí)施例的組件。
為了提供根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的碾磨機(jī)10的基本說明，首先參照?qǐng)D1與圖2。圖1中概要顯示碾磨機(jī)10的側(cè)面立視圖。碾磨機(jī)IO包括一圓筒狀的中間碾磨部12， 一前端巖石及水入口部14， 一后端出料部16，及一縱向旋轉(zhuǎn)軸17。
前端入口部14及后端出料部16各有整體呈截頭圓錐的構(gòu)形，而截頭圓錐部14、 16的基座圓周邊緣分別與圓筒狀碾磨部12前、后端圓周邊緣部接合。碾磨部12、前端入口部14及后端出料部16相互固接而形成一實(shí)質(zhì)整體的結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)以標(biāo)號(hào)18概括表示之。當(dāng)碾磨機(jī)10運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，此一由碾磨部12、前端入口部14及后端出料部16組成的整體結(jié)構(gòu)18以碾磨機(jī)10的縱向中心軸20為中心而旋轉(zhuǎn)，以下將會(huì)說明。整體結(jié)構(gòu)18旋轉(zhuǎn)時(shí)，造成巖石連續(xù)翻滾，因而使較大巖石被碾成較小的顆粒。
為了將欲碾磨的較大巖石連同水或空氣導(dǎo)入巖石及水入口部14，還設(shè)
5置一靜止的巖石及水(或空氣)進(jìn)料部22，從此處將較大巖石及水導(dǎo)入前
端入口部14的前端中心孔23。然后使巖石及水或空氣移動(dòng)進(jìn)入中間碾磨部12接受碾磨處理。
巖石材料在中間碾磨部12內(nèi)破裂成較小的顆粒。這些較小的顆粒最后被帶離中間碾磨部12，進(jìn)入后端出料部16，并從后端出料部16的中心排放孔24排出。隨后，較小的巖粒從碾磨機(jī)被運(yùn)往另一位置，以便依照公知的工業(yè)程序作進(jìn)一步處置及/或處理。
如前所述，當(dāng)碾磨機(jī)10運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，整體結(jié)構(gòu)18以縱軸20為中心而旋轉(zhuǎn)，使巖石產(chǎn)生翻滾作用而將巖石破裂。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2及圖7以一般術(shù)語說明大塊的巖石如何在碾磨部12中因翻滾作用而變成較小的巖石與巖粒。圓筒狀的中間碾磨部12通常是用一種外部圓筒結(jié)構(gòu)21制成。此外部圓筒結(jié)構(gòu)21有時(shí)稱為"機(jī)殼21"，殼內(nèi)設(shè)置一圓筒形襯套，因此提供碾磨部12充分的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。然后在圓筒狀碾磨部12襯套大致整個(gè)內(nèi)圓筒表面上設(shè)一揚(yáng)升部26，此部由多個(gè)揚(yáng)升組件(揚(yáng)升器28)組成。這些揚(yáng)升器或揚(yáng)升組件28設(shè)于圓筒狀中間碾磨部12的內(nèi)側(cè)圓筒形表面上，并大致布滿整個(gè)內(nèi)表面。
為了完成碾磨使巖石變成較小的顆粒，整體結(jié)構(gòu)18以縱軸20為中心，沿著殼體21右側(cè)逆時(shí)針朝上旋轉(zhuǎn)。圖7所示的大量巖石稱為"入料"30，入料30左下端部稱為入料30的"趾部"32，而入料30的右上側(cè)端部稱為入料30的"肩部"34。入料30的趾部32是進(jìn)入入料30的進(jìn)入點(diǎn)，而肩部34的位置是離開入料30的出料區(qū)(約在圖中所示240。附近的位置)。現(xiàn)在參照?qǐng)D7進(jìn)一步討論此種結(jié)構(gòu)如何產(chǎn)生較大巖塊的碾磨。
從圖7可以看出，中間碾磨部12為逆時(shí)旋轉(zhuǎn)，中間部12的內(nèi)壁載運(yùn)巖塊從下方的趾部32沿右側(cè)朝上的弧形路徑移動(dòng)，有點(diǎn)像"蠶豆形"。到達(dá)較高高度時(shí)，巖塊開始朝下翻滾并(或)以相反殼體旋轉(zhuǎn)的方向滑離殼體21，產(chǎn)生一氣旋運(yùn)動(dòng)。如此會(huì)造成大量不同的碰撞與剪切作用，使巖石材料崩裂成更小的顆粒。此外，在中間碾磨部12限定的碾磨室中，經(jīng)常配置或放置多數(shù)鐵球。這些鐵球撞擊巖粒，可增加額外的撞擊使顆粒崩裂，并可增加入料密度而增強(qiáng)趾部32區(qū)內(nèi)的剪切力強(qiáng)度。在此并無意詳細(xì)說明或分析可產(chǎn)生這些撞擊與剪切力量的許多方式，但是提出一些看來應(yīng)屬適合的概括意見。
討論這些巖石與巖粒的路徑及重力時(shí)，有許多需要考慮的因素，而且應(yīng)該提到的是，除了重力，還須考慮各種巖粒朝上移動(dòng)至右側(cè)時(shí)的動(dòng)量
(momentum)。同時(shí)，由于巖塊或巖粒沿著圓形路徑移行，所以也會(huì)發(fā)生離心力。
在某些較大型的碾磨機(jī)中，其碾磨部12的直徑可大到40或50英尺，并可能以每分鐘高達(dá)9或10轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)。如此會(huì)在圓周上轉(zhuǎn)換成可能高達(dá)每秒20英尺的線性速度。此外，如上所述，在許多情況中，碾磨室中會(huì)置入直徑可達(dá)5或6英寸的鐵球。這些鐵球的球面構(gòu)形對(duì)于碾磨處理中的撞擊與剪切力顯然會(huì)有實(shí)質(zhì)的幫助。此外，鐵球也會(huì)影響巖粒及碎塊沿著碾磨部12內(nèi)表面斜坡上移時(shí)形成的"蠶豆"狀傾斜構(gòu)形。
請(qǐng)參照?qǐng)D7，首先可以看見有許多自由墜落的顆粒，這些顆粒以標(biāo)號(hào)30概括指稱之。這些是被載運(yùn)至更高位置的巖石、鐵球、及巖粒，并脫離略向側(cè)面突出的揚(yáng)升組件28而往下朝較低的趾部位置移動(dòng)。依照各種不同因素而定，在先前技術(shù)中，這些顆?？赡軙?huì)落在其它巖石碎塊上，也可能會(huì)推進(jìn)到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，因而直接撞擊裸露的內(nèi)表面，并直接撞擊揚(yáng)升組件。
接著，另有例如從趾部經(jīng)過160。的弧形路徑而被往上載運(yùn)到位于碾磨部12內(nèi)表面?zhèn)炔康募绮繀^(qū)域34的上部巖石與巖粒。這些上部巖石與巖粒更容易向下翻滾到靠近趾部32的較低位置，造成顆粒彼此剪切與撞擊。由于上部的巖石與巖粒朝下翻滾，當(dāng)然會(huì)使其它緊接在其后方的巖石與顆粒外露并快速上升。這些剛剛裸露的巖石快速上升，因此也開始沿著朝下翻滾的路徑，落到較低的區(qū)域。
此外，被載運(yùn)到靠近碾磨部12內(nèi)側(cè)表面較深位置的大量中段巖石與巖粒，是具有動(dòng)力的。當(dāng)這些中段位置的巖石與巖粒被快速載往更高位置時(shí)，有些巖石與巖粒的向下運(yùn)動(dòng)會(huì)受揚(yáng)升器28阻礙，因此離揚(yáng)升器28較遠(yuǎn)且
不受其影響的各層巖石處，會(huì)有剪切力。如此會(huì)造成一部分巖石與巖粒的內(nèi)部滑動(dòng)與翻滾。必須了解的是，以上說明只是針對(duì)引起各種撞擊并影響碾磨處理的因 素所作的一般性觀察。
現(xiàn)在將注意力回到個(gè)別的揚(yáng)升組件28。首先參照?qǐng)D3至圖6。說明這 些揚(yáng)升組件28時(shí)，"前"、"后"二詞是關(guān)于特定揚(yáng)升組件28的移行方向。 組件28被視為朝前向移行，這表示揚(yáng)升組件28的前部是指該組件上比后 部先抵達(dá)任一指定點(diǎn)的部分。
同時(shí)，在討論揚(yáng)升組件28的構(gòu)形時(shí)，"上"、"下"二詞并非指稱地球引 力的方向。其實(shí)，當(dāng)"上"一詞應(yīng)用于一揚(yáng)升組件28的任一位置時(shí)，視為該 揚(yáng)升組件從其在碾磨部12圓周上的位置直接到作為旋轉(zhuǎn)中心的縱軸20時(shí) 的方向。因此，在前一段本文內(nèi)，"向下"或"下"一詞所指的方向是從作為 旋轉(zhuǎn)中心的縱軸20沿徑向朝機(jī)殼21或外圓周延伸的方向。
然而，論及巖石從旋轉(zhuǎn)的碾磨部12的較低部位朝較高部位的移動(dòng)時(shí)， "上"、"下"二詞是指相對(duì)萬有引力定律的移動(dòng)或位置。因此，在討論圖6 所示揚(yáng)升組件28的相對(duì)位置與方向時(shí)，"向上"一詞是指朝向縱軸17的方 向。然而，于論及巖石入料30的揚(yáng)升時(shí)，如圖7所示，"向上" 一詞是表 示向?qū)χ亓Φ膿P(yáng)升方向。
此外，在說明角度關(guān)系時(shí)，任何特定直線的角度是指位于測(cè)量角度的 位置相對(duì)半徑直線的角度，或相對(duì)垂直半徑直線的直線的角度。
揚(yáng)升組件28相對(duì)縱軸的延伸位置，排成依圓形延伸的多列42，且各列 一一相鄰，每一列所在的平面垂直縱軸17，并大致延伸中間碾磨部12的整 個(gè)內(nèi)表面。每一列42內(nèi)的揚(yáng)升組件28可以設(shè)為一或多個(gè)整體結(jié)構(gòu)。
為了更詳盡說明揚(yáng)升組件28的構(gòu)形，首先請(qǐng)參照?qǐng)D6，顯示其中二個(gè) 前、后連續(xù)的揚(yáng)升組件28斷面圖。每一揚(yáng)升組件28包括一基座44，其大 致延伸該揚(yáng)升組件28的全長(zhǎng)，并與中間碾磨部12的襯套或殼體21鄰接。 每一揚(yáng)升部28亦包括一前趾部46， 一上背部48，及一中間表面部50。
每一揚(yáng)升組件28具有一弧形向上向前的接觸表面52，此一表面是由一 中間脊背表面54與二個(gè)斜坡側(cè)表面56共同組成。斜坡側(cè)表面56可命名為 下凹面。同時(shí)，由于揚(yáng)升組件28在各列中為彼此鄰接，所以二個(gè)鄰接的揚(yáng) 升組件28間形成的一對(duì)相鄰下凹面56 (亦即側(cè)面接觸表面部)共同構(gòu)成一下凹部58。
為了更明確地討論揚(yáng)升組件28的構(gòu)形，請(qǐng)參照?qǐng)D6。圖6為一斷面圖， 其截面是位于該位置一垂向半徑直線內(nèi)的平面，亦是位于前后方向內(nèi)的平 面。此截面的特定位置與兩個(gè)彼此排成一直線的下凹部58相一致。
請(qǐng)進(jìn)一步參照?qǐng)D6。接觸表面52可視為具有三個(gè)主要表面區(qū)段。首先 是一后上表面部62，此部的脊背表面部較成水平向，如圖所示是相對(duì)一水 平基線向下并向前傾斜20。左右。然而，雖然圖中所示為20。的斜度，但依 本發(fā)明較廣義的范圍而言，此斜度可以一度為增量漸次減少(例如17°、 16°、 15°等等，直到降至零度)，而達(dá)完全水平。同樣地，依本發(fā)明較廣義的范 圍而言，此斜度可以一度為增量漸次增加，最高可到30?；?0。。
接著是一居間向下向前傾斜表面部64，在圖6所示安排中，此部相對(duì) 垂向的角度"b"約為35°。在本發(fā)明較廣義的范圍內(nèi)，此斜度可以一度為增 量漸次減少或增加(亦即，34°、 33°、 32°等等)，以使角度"b"可以降至15°， 甚或低至5?；蚋?。在同樣情況下，角度"b"可以一度為增量漸次增加至 20?；?0。。
接著是一 向前向上彎曲的脊背接觸表面部66。此部從居間部64以曲線 延伸，并逐漸變平；到其最前部時(shí)，可為大致水平或以1%為增量(亦即， 1°、 2°、 3°等等)而與水平成10?；?0。的角度。
請(qǐng)進(jìn)一步參照?qǐng)D6。居間傾斜部64的近似長(zhǎng)度以"e"表示，向前向上彎 曲部66的近似長(zhǎng)度以"f，表示。圖6中所示二組件是依相對(duì)維度按比例繪制； 同時(shí)，如前所述，依照各種因素而定，雖然圖6所示構(gòu)形對(duì)某些情況極為 適合，但此構(gòu)形可以變更。
圖6中，維度"g"是揚(yáng)升組件28任二相鄰列前、后間隔時(shí)的前后頂部 間距。維度"h"是后上表面部62最頂端至向前向上彎曲部66最低高度間的 垂直距離(通常稱為"基板上方高度")。維度"j"是每一揚(yáng)升組件28的總高 (亦稱為"機(jī)殼上方高度")。
相對(duì)碾磨機(jī)的整體尺寸將這些維度以立體顯示時(shí)，此一特定設(shè)計(jì)為直 徑40英尺的碾磨部12而制作。對(duì)于此一大小的碾磨機(jī)(亦即內(nèi)部半徑20 英尺)，圖6所示的維度"j"約為2.5英尺，大約是20英尺半徑的12.5%。揚(yáng)升組件28的尺寸約略與碾磨機(jī)整體大小成比例。因此，對(duì)一較小的碾磨機(jī)
而言，例如直徑20英尺或10英尺的碾磨機(jī)，圖6所示揚(yáng)升組件28的尺寸 將會(huì)縮小一半或四分之三左右。
這些維度彼此相對(duì)比較時(shí)，若將圖6所示維度"j"視為一 100%之值，那 么其它維度"e"、 "f'、 "g"、 "h"、及"k"的指定百分比值等于該維度尺寸除以 維度"j"。結(jié)果，這些維度如下維度"6"=50%，維度叩，=45%，維度"g"-112。/。， 維度"11"=80%。
兩相鄰揚(yáng)升組件28間的下凹部58亦有一深度維度，是從脊背表面54 往下到下凹線58而形成的。在揚(yáng)升組件28后上端形成的下凹部58深度以 "k"標(biāo)示之，而在最前端的下凹部深度以"m"標(biāo)示之。此二處的百分比值如 下"k，，=ll%， "m，，=5.5%。
如上所述，舉例而言，碾磨部12所示直徑為40英尺時(shí)，則其半徑為 20英尺，而所示的揚(yáng)升組件28總高度"j"約為20英尺半徑的12.5%。在碾 磨機(jī)技術(shù)領(lǐng)域中，經(jīng)常將揚(yáng)升組件28的不同部位尺寸與碾磨部的半徑作相 關(guān)對(duì)比。因此，若上述不同部位的百分比維度"e"、 "f，、 "g"、 "h"、及"k" 是在半徑為20英尺的情況時(shí)，則其長(zhǎng)度百分比值要乘以2.5英尺來決定以 英尺為單位時(shí)的實(shí)際長(zhǎng)度。因此，舉例而言，維度"『=80%時(shí)，要將80°/。 (亦即0.80)乘以2.5可得出2.0英尺的值。同樣地，維度"e"的值為50% 時(shí)，相當(dāng)于1.25英尺。
因此，在本發(fā)明各實(shí)施例的廣義范圍內(nèi)，這些相對(duì)性的維度可以相對(duì) 半徑而增減，或相對(duì)彼此而增減，視情況及相關(guān)因素的數(shù)目而定。因此， 這些相對(duì)碾磨機(jī)半徑或相對(duì)彼此的維度中，任一者(或多個(gè)發(fā)明的組合) 皆可以用該等維度或角度值5%的增量增減之，增減范圍最低可降至50%， 最高可增至200%。
現(xiàn)在請(qǐng)參照?qǐng)D3，其中顯示接觸表面52的斷面圖。接觸表面52由脊背 表面54、斜坡側(cè)表面56、及下凹面58所組成，并從脊背表面54向下延伸 至較低的下凹面58。于較低的下凹面58會(huì)合的每一對(duì)相鄰的斜坡側(cè)表面 56，有一坡面角"n"。在此一特定實(shí)施例中，此坡面角"n"約為65°。這個(gè)角 度亦可增加或降低而在粉碎與磨損過程中達(dá)到略為不同的功能。而且，這些坡度未必要一致。例如，在某一高度位置上的坡度可以較窄或較陡，而 在較低或較高位置上則可有不同坡度。坡度的變化對(duì)于碾磨中的巖料移動(dòng) 方向會(huì)有影響。圖3所示的脊背部高度"p"約為兩個(gè)下凹面部54間的橫向 間隔維度"q"的二分之一。
需要理解的是，65。/。的斜面角"n"可以修改成較大或較小，此一角度的 大小可以用1。的增量增、減而充分改變?yōu)楦叩絻杀吨嗷蚋?，或者，?成各種不同的中間值。此外，其它各個(gè)不同的維度亦可使用本文先前針對(duì) 維度"e"、 "f'等所述的方式加以改變。
現(xiàn)在討論本發(fā)明的運(yùn)轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)碾磨部的基本方法是采用先前技術(shù)中已 經(jīng)使用的方法。若碾磨機(jī)是相當(dāng)大型的機(jī)器，例如有40英尺直徑的碾磨部 時(shí)，揚(yáng)升組件28高度可為2.5英尺。如前所述，在碾磨作業(yè)的本質(zhì)中，各 種巖石與較小的巖粒沿碾磨部12內(nèi)部表面一側(cè)往上移行，然后下降到碾磨 室中較低的部位。
這些巖石與巖石碎塊從較高位置向下翻滾而與其它巖石混合，使其它 巖石及/或上部的巖石本身碎裂與斷裂。當(dāng)這些巖石與巖石碎塊反復(fù)翻滾 時(shí)，碎塊變成越來越小的尺寸，然后以公知技術(shù)方式從碾磨機(jī)12的出料部 16排出。
應(yīng)該注意的是，根據(jù)本發(fā)明此一實(shí)施例的揚(yáng)升組件28輪廓，其表面積 有極大的部分是相對(duì)水平成傾斜。因此，巖石及碾磨方法中可能使用的鐵 球撞擊揚(yáng)升組件28的表面時(shí)，較不會(huì)直接打擊而多半是斜斜擦過揚(yáng)升組件。
此外，兩相鄰揚(yáng)升組件28的斜坡側(cè)表面56具有楔入效應(yīng)(wedging effect),當(dāng)巖石與巖石碎塊定位時(shí)，抵住兩個(gè)斜坡側(cè)表面56形成楔緊作用， 因此可以產(chǎn)生一些平?？赡懿粫?huì)出現(xiàn)的剪切力。當(dāng)楔緊的巖石被撞擊時(shí)， 撞擊負(fù)載被傳送到斜坡側(cè)表面56，因此呈現(xiàn)放大的斷裂或碎裂力。如果是 扁平的非楔形時(shí)，會(huì)降低巖石受撞擊時(shí)可移動(dòng)的自由度，因此對(duì)巖石的撞 擊只是正面撞擊，不會(huì)有放大的斷裂或碎裂力。
此外，下凹部58連同位于兩揚(yáng)升組件28間的斜坡側(cè)表面56也可以有 某種隧道效應(yīng)，用以引導(dǎo)巖石與巖石碎塊的移行路徑。因此，當(dāng)下凹部58 (相對(duì)以縱軸17為中心的旋轉(zhuǎn)方向)成前后向?qū)R時(shí)，巖石的移動(dòng)多少會(huì)被導(dǎo)入對(duì)齊的下凹部58內(nèi)。
圖8顯示本發(fā)明第二實(shí)施例。第二實(shí)施例中的組件若與第一實(shí)施例中 的組件相同或類似時(shí)，第二實(shí)施例中的組件將使用同樣的標(biāo)號(hào)但加一個(gè)
"a"，以示區(qū)別。
在第二實(shí)施例中，有兩種揚(yáng)升組件28a，其整體結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例中的 揚(yáng)升組件28大致相同。然而，在第二實(shí)施例中的揚(yáng)升組件28a，其排列方 式讓碾磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可以順時(shí)或逆時(shí)方向旋轉(zhuǎn)。為了達(dá)到此一目的，是讓兩 列揚(yáng)升組件28a彼此成背對(duì)背地相鄰放置。因此，在圖8中位于右側(cè)的一 列揚(yáng)升組件面對(duì)逆時(shí)方向，而另一列揚(yáng)升組件28a的朝向則以順時(shí)方向移 行達(dá)成碾磨機(jī)的功能。
該二揚(yáng)升組件28a的二個(gè)基座44a，其背面70a成垂面對(duì)齊，同時(shí)，此 二背面70a彼此抵靠。此外，每一接觸表面部52a的后表面72a彼此對(duì)齊。
運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，若碾磨機(jī)是以逆時(shí)方向旋轉(zhuǎn)，如第一實(shí)施例所示，那么碾磨 處理中經(jīng)歷的巖石與巖石碎塊翻滾作用，與第一運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)施例所述的情況相 同。除非有些巖石或巖粒移動(dòng)到左側(cè)的揚(yáng)升組件28a時(shí)，否則位于左列的 揚(yáng)升組件28a大致與粉碎處理無關(guān)。
從第一實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)說明內(nèi)容就可以了解第二實(shí)施例的整體運(yùn)轉(zhuǎn)，所 以在此不另加詳細(xì)說明。
現(xiàn)在參照?qǐng)D9、 10、 11說明本發(fā)明第三實(shí)施例。第三實(shí)施例中的組件 若與前兩實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)組件相同或類似時(shí)，第三實(shí)施例中的組件大部分 將使用同樣的標(biāo)號(hào)但加一個(gè)字尾"b"，以示區(qū)別。
與前兩個(gè)實(shí)施例一樣，第三實(shí)施例80b包括多各揚(yáng)升組件28b，每一揚(yáng) 升組件28b具有一個(gè)受機(jī)殼21b支撐的基座部44b。
就其整體構(gòu)形而言，揚(yáng)升組件81b大致與第一實(shí)施例的揚(yáng)升組件28a 相同或類似，且其設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)亦與第一實(shí)施例說明中所述相同或類似。
因此，第三實(shí)施例的接觸表面52b大致延伸揚(yáng)升組件28b的全長(zhǎng)，并 包括一中間脊背接觸表面54b及二個(gè)斜坡側(cè)表面部56b。而兩斜坡側(cè)表面部 56b匯聚之處為一下凹底部58b。此外，揚(yáng)升組件28b有一后上接觸表面部 62b。然后，同樣地，還有居間傾斜表面部64b與向上脊背接觸表面部66b。
12第三實(shí)施例與第一實(shí)施例不同之處主要在于第三實(shí)施例中的基座部
44b。第一實(shí)施例中，基座44為一整體結(jié)構(gòu)。第三實(shí)施例中，揚(yáng)升組件28b 是設(shè)為四個(gè)個(gè)別構(gòu)件，其中之一是共享構(gòu)件，亦即位于二個(gè)揚(yáng)升組件28b 接合位置的構(gòu)件。這些構(gòu)件彼此組合以形成單一揚(yáng)升組件28b或一組連接 的揚(yáng)升組件28b。更明確地說，其中有一主要中央?yún)^(qū)段82b，此區(qū)段如其名 稱所示，位于揚(yáng)升組件28b的中央部分；二個(gè)側(cè)區(qū)段84b;及一共享接合區(qū) 段86b。這四個(gè)區(qū)段82b、 84b、 86b為活動(dòng)接合，以便像單一整體結(jié)構(gòu)般地 行使功能。然而，不同于前的是，這四個(gè)區(qū)段可以彼此分離與重新組合， 以供不同目的之用，諸如提供更換用的區(qū)段。
此外，第三實(shí)施例與前兩實(shí)施例不同之處在于，用于形成上述四區(qū)段 82b、 84b、 86b所使用的結(jié)構(gòu)材料并非采用全部相同的材料。更明確地說， 在第三實(shí)施例中，主要中央?yún)^(qū)段82b與共享區(qū)段86b本身各為一整體結(jié)構(gòu)， 是用高強(qiáng)度硬質(zhì)金屬材料或其它高強(qiáng)度材料制成。此材料可與公知碾磨機(jī) 內(nèi)所用的金屬材料同類型。而兩個(gè)居間區(qū)段84b則是用較軟或較可壓縮的 材料制成。
每一揚(yáng)升組件28b包括三個(gè)區(qū)段82b與二個(gè)鄰接區(qū)段84b，它們是位于 一對(duì)相間隔的接合區(qū)段86b之間。每一主要中央?yún)^(qū)段82b的上表面包括整 個(gè)中間脊背接觸部54b與每一斜坡側(cè)向表面56b的大部分上部88b。斜坡側(cè) 向表面56b的最下部90b構(gòu)成每一側(cè)區(qū)段84b的上表面部。
所有各區(qū)段82b、 84、 86b的鄰接側(cè)表面為垂直平面，所以彼此可以適 當(dāng)對(duì)合并有效形成相當(dāng)于一整體的揚(yáng)升組件28b。為了接合這些區(qū)段成一 體，每一區(qū)段82b、 84b、 86b都設(shè)有穿孔用以容置螺栓。圖12中以標(biāo)號(hào)94b 指示這些穿孔。此外，所有的揚(yáng)升組件28b (例如，使用螺栓)固接于殼體 21上。
為了討論第二實(shí)施例的操作，請(qǐng)參照?qǐng)DIO。在碾磨裝置運(yùn)轉(zhuǎn)期間，巖 石與其它碎塊會(huì)接觸各個(gè)向上表面。通常會(huì)發(fā)生的情況是，越突出的表面
部，亦即高出兩鄰接表面的部分，會(huì)因?yàn)樽矒舳容^低的傾斜部位磨損得 更快。因此，最上方的脊背接觸表面54b通常會(huì)比斜坡表面56b磨損的更快。當(dāng)直接接觸表面54b連續(xù)磨損的同時(shí)，巖石與石礫也會(huì)擊打每一側(cè)區(qū)
段84b的外露表面部90b。由于外露部90是用較不耐久的材料制作，所以 可以預(yù)料這些部位比起主要中央?yún)^(qū)段82b的表面，磨損速度將會(huì)較快。因 此，每一主要中央構(gòu)件82b的較低外緣96b會(huì)裸露較多而且?guī)缀鯖]有側(cè)向 支撐力。由于這個(gè)原因，所以邊緣轉(zhuǎn)角部96b會(huì)有某種程度的斷開，并且 磨損速度較快。這個(gè)效應(yīng)也會(huì)使位于斷裂部位正上方的表面部外露而感受 更多應(yīng)力，因此會(huì)以同樣方式開始發(fā)生斷開。此種現(xiàn)象的整體效應(yīng)是，每 一主要中央?yún)^(qū)段82b的中間上方部位會(huì)整體維持原始的輪廓，具有中間尖 峰部與二個(gè)下凹側(cè)部。
為了分析本發(fā)明裝置的有效性，特別針對(duì)二臺(tái)碾磨機(jī)的效能進(jìn)行計(jì)算 機(jī)分析。第一臺(tái)碾磨機(jī)為傳統(tǒng)碾磨機(jī)，其中有揚(yáng)升組件，但無本發(fā)明的揚(yáng) 升組件構(gòu)形。第二臺(tái)碾磨機(jī)與接受測(cè)試的第一臺(tái)碾磨機(jī)相同，但是其中的 揚(yáng)升組件加入本發(fā)明形成下凹部58的傾斜側(cè)壁。兩臺(tái)碾磨機(jī)在其它方面的 設(shè)計(jì)則是相同的。
所使用的分析方法稱為"離散元素法碾磨機(jī)仿真"[Discreet Element Method (DEM) Simulation of the Mill]。所選取的參數(shù)用來模仿實(shí)際的顆 粒特性，其中包括粒徑分布、密度、剛性度常數(shù)、復(fù)原性能、及內(nèi)聚力/附 著力。有許多現(xiàn)成的來源可以隨時(shí)取得這些數(shù)值的信息，并且此信息連同 經(jīng)由常規(guī)分析的礦石樣本所產(chǎn)生信息也都加以推論。為此項(xiàng)特定模擬所選 取的數(shù)值通常是碾磨處理中的銅礦石。在此項(xiàng)模擬中，使用了數(shù)十萬的顆 粒。
仿真期間一旦達(dá)到靜態(tài)平衡(stasis)時(shí)，即用峰值能級(jí)對(duì)顆粒碰撞加 以分析與分類。這些被常態(tài)化為粒子質(zhì)量與碾磨機(jī)功率以產(chǎn)生比較能量分 布曲線。同時(shí)，根據(jù)粒徑從垂直方向及切面方向比較各峰值能量曲線。
參照?qǐng)D12的圖表可以最清晰地概述此項(xiàng)測(cè)試的結(jié)果。此表繪出撞擊頻 率(縱軸)與碰撞能量(橫軸)的相關(guān)性。能量值與作用力強(qiáng)度及施力距 離相關(guān)。實(shí)線代表使用本發(fā)明的碾磨機(jī)效能，虛線則代表沒有本發(fā)明下凹 部的相關(guān)先前技術(shù)效能。先前的分析顯示，施于巖石的能量與巖石破裂的 程度間有確實(shí)的關(guān)系?？梢源_信的是，這些改進(jìn)的效果是由本發(fā)明各實(shí)施例造成巖石楔緊而 保持靜止不動(dòng)所產(chǎn)生的效應(yīng)。因此，與巖石在較開放的環(huán)境中受擊打而可 能從施力彈開的情況比較時(shí)，對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的巖石施加撞擊力所能產(chǎn)生的反 作用力較大。在前者的情況時(shí)，有效力較低。然而，不論此種解釋是否正 確，本分析可清晰顯示本發(fā)明各實(shí)施例提供了增進(jìn)的效果。
本發(fā)明顯然可以作各種修改而不脫離其基本教示。
雖然以上例舉若干實(shí)施例說明本發(fā)明，并且相當(dāng)詳細(xì)說明此等實(shí)施例， 但申請(qǐng)人的本意并非要將所附申請(qǐng)專利范圍以任何方式限于此等細(xì)節(jié)。凡 熟悉此類技術(shù)領(lǐng)域的人士，當(dāng)可輕易理解所附申請(qǐng)專利范圍內(nèi)的其它優(yōu)點(diǎn) 與修改。因此，本發(fā)明的廣義層面并不限于以上顯示及說明的特定細(xì)節(jié)、 代表性裝置與方法。因此，可以從此等細(xì)節(jié)產(chǎn)生變化而不脫離申請(qǐng)人整體 概念的精神或范疇。
權(quán)利要求
1. 一種碾磨機(jī)，包括a. 碾磨部，所述碾磨部包括大致圓筒狀的結(jié)構(gòu)，所述圓筒狀結(jié)構(gòu)限定碾磨室并裝設(shè)成能夠繞縱軸向前旋轉(zhuǎn)；b. 揚(yáng)升部，所述揚(yáng)升部位于所述圓筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，并包括多個(gè)揚(yáng)升組件，所述揚(yáng)升組件裝設(shè)在所述圓筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)并安排成可隨所述圓筒狀結(jié)構(gòu)沿大致圓形路徑向前移行；c. 所述揚(yáng)升組件中至少有一些是成并列方式定位的相鄰揚(yáng)升組件；所述揚(yáng)升組件中的每個(gè)揚(yáng)升組件具有接觸表面，所述接觸表面包括中間接觸表面部及二個(gè)位置相對(duì)的側(cè)面控制表面接觸部，所述側(cè)表面接觸部至少局部是從所述中間接觸表面部從彼此傾斜，因而使各對(duì)相鄰的揚(yáng)升組件具有成對(duì)的相向的側(cè)表面接觸部，所述成對(duì)的側(cè)表面接觸部彼此相向并像下凹面朝彼此傾斜而形成相關(guān)的下凹區(qū)。
2. 如權(quán)利要求1所述的碾磨機(jī)，其特征在于，所述中間接觸表面部包 括后上接觸表面部，所述后上接觸表面部具有相對(duì)較大的水平向部分；居 間接觸表面部，所述居間接觸表面部具有向前相對(duì)較陡的斜向部分；以及 更前方的下接觸表面部，所述下接觸表面部具有相對(duì)較大的水平向部分。
3. 如權(quán)利要求1所述的碾磨機(jī)，其特征在于，所述位置相對(duì)的側(cè)表面 接觸部大致對(duì)稱地相對(duì)所述揚(yáng)升組件的一垂向軸從彼此傾斜。
4. 如權(quán)利要求1所述的碾磨機(jī)，其特征在于，所述揚(yáng)升組件中至少有 一些的位置在所述圓形移行路徑方向上是成前后位置。
5. 如權(quán)利要求第4所述的碾磨機(jī)，其特征在于，所述揚(yáng)升組件中的一 些揚(yáng)升組件沿側(cè)向延伸的一列定位，所述一列相對(duì)所述揚(yáng)升組件移行的圓 形向前路徑大致成直角。
6. 如權(quán)利要求1所述的碾磨機(jī)，其特征在于，所述揚(yáng)升組件中的一些 揚(yáng)升組件沿側(cè)向延伸的一列定位，所述一列相對(duì)所述揚(yáng)升組件移行的圓形 向前路徑大致成直角。
7. 如權(quán)利要求1所述的碾磨機(jī)，其特征在于a. 所述碾磨部裝設(shè)成能夠繞縱軸朝反方向旋轉(zhuǎn)；b. 所述揚(yáng)升部包括多個(gè)額外揚(yáng)升組件，所述額外揚(yáng)升組件中的每一 個(gè)裝設(shè)在所述圓筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，并安排成可隨所述圓筒狀結(jié)構(gòu)沿大致圓形路 徑以相反的向后方向移行；c. 所述額外揚(yáng)升組件中的每個(gè)揚(yáng)升組件定位成與權(quán)利要求1的揚(yáng)升 組件相鄰并對(duì)齊，但是面向后方；所述額外揚(yáng)升組件中的每個(gè)額外揚(yáng)升組 件具有接觸表面，所述接觸表面包括中間接觸表面部及二個(gè)位置相對(duì)的側(cè) 表面接觸部；所述側(cè)表面接觸部至少局部是從所述中間接觸表面部遠(yuǎn)離彼 此傾斜，因而使各對(duì)相鄰的揚(yáng)升組件具有成對(duì)的相向的側(cè)表面接觸部，所 述成對(duì)的側(cè)表面接觸部彼此相向并像下凹面朝彼此傾斜而形成相關(guān)的下凹 區(qū)。
全文摘要
一種碾磨機(jī)，其旋轉(zhuǎn)筒體內(nèi)設(shè)置多個(gè)揚(yáng)升組件。此等揚(yáng)升組件包括一中央脊背接觸表面部，以及從該脊背接觸部以向下并向外的構(gòu)形延伸的傾斜側(cè)表面。鄰接的一對(duì)側(cè)表面向下匯聚形成下凹部。在碾磨處理中，此種配置可以增強(qiáng)碾磨機(jī)的效率。
文檔編號(hào)B02C17/00GK101460250SQ200780020989
公開日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2007年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月7日
發(fā)明者勞倫斯·K·諾德 申請(qǐng)人:克明紐迅科技合資公司