專利名稱:環(huán)形縫隙式球磨機的制作方法
本發(fā)明關于一種特別用于連續(xù)粉碎硬質礦料的環(huán)形縫隙式球磨機，其組成為;一個向上的磨機外殼，被一個蓋蓋著，它們中間裝有一個轉子，轉子的外表面和磨機外殼的內表面都是園錐面，兩園錐面之間的磨碎間隙連通進料口，磨碎用的小球也存在于磨碎間隙中，轉子的頂部的形狀按蓋的內表面做成，連通出料口。
硬質礦料(莫氏硬度＞5)如剛玉，二氧化鋯，礬土，碳化硅等，一向用鐵球在球磨機中粉碎。非但加工時間長，而且凡是接觸到礦料和鐵球的機件，磨損很快。再有，球磨機操作時的噪音也太刺耳，更有，上述球磨機鐵球磨損的鐵屑混在磨料中，得用化學方法把它洗去，此裝置既復雜又費錢。
上述的環(huán)形縫隙式球磨機(德國專利公開號2848479)被計劃用來改良傳統(tǒng)的球磨機，但它不太適合于把硬質礦料磨碎，它只適宜于粉碎相當軟的礦料如白堊等。這是因為磨碎間隙中磨碎用球的性質所造成的。
當磨料和磨碎用球混在一起被從下部的進料口(或是從轉子的中空軸由上部)進入磨碎間隙后，開始時球被給料泵的壓力推著，隨著轉子的旋轉，向著環(huán)形縫隙的上部移動，但是泵的壓力減低時它們由于重力作用就沉下來了，因此在磨碎間隙的上部就不存在磨碎作用。這當然可以用加強泵的壓力或加大磨料流量來保持磨碎用球處在磨碎間隙的上部。但這樣做有使球和料一起被排出的危險，從而使產(chǎn)量下降。經(jīng)驗表明當使用平均磨料流量工作時，只有下半部的磨碎間隙被充分利用，因而所得到的產(chǎn)量理論上講也只實現(xiàn)了一半。再說，在磨碎間隙的下部磨碎用球的高密度，使轉子表面和磨機外殼內面很快磨損。轉子甚至會卡死，尤其是當轉子和給料泵短暫仃一下的時候。上述設計的環(huán)形縫隙式球磨機的這種危險，當然可以用轉子上裝葉片的辦法解決，但這樣做只能使環(huán)形縫隙式球磨機的另一個缺點更凸出，即磨碎用球不在沉下了，但卻隨著磨料一起被泵向排出口，這樣也不產(chǎn)生磨碎作用。而且葉片被球和料很快地磨損。有時采用柵格使球呆在磨碎間隙內;然而，柵格會影響磨料的排出，有時甚至會因為球和料被堵塞到根本無法出料的地步。
在上述的環(huán)形縫隙式球磨機中，應該保證通過磨碎室的磨料流穩(wěn)定，為此，采用在轉子頂部設一個相對高的收集室，此收集室由轉子頂部的凸端面和與之相應的磨機外殼的蓋的內弧面所形成，收集室和出料口直接相通，此收集室不可對磨碎間隙中的磨碎用球起作用。
轉子的不易起動和轉子及磨機外殼上的磨損痕跡是由于磨碎用球集中在近于垂直的環(huán)形磨碎間隙的下部造成的，為了防止它，按照另一個環(huán)形縫隙式球磨機(DE-OS 3022809)的設計，其轉子和磨機外殼按需要被軸向拉開，以增加磨碎間隙。為此，需要復雜的技術測量從而導致設備昂貴。然而，在磨碎間隙中磨碎用球的使用效率，也即在操作過程中整個磨碎間隙長度上的使用率只有小小提高。其實，在向下的磨碎間隙中的磨碎用球隨著磨料而被導向向下向外，不像在向上的那種磨碎間隙中有一種向上的反力，所以在這部分的磨碎間隙中，工作效率是不足夠的。
另一種已知的環(huán)形縫隙式球磨機(DE-OS 2811899)其組成是有一個磨料盛放器，其內表面形成磨碎室，在磨碎室中插入一個園錐形凸輪體，磨料盛放器的內表面和那個凸輪體是環(huán)形雙錐設計。根據(jù)進一步可能的實施，面對著磨碎室的各面可以是粗糙的或者可以有凸出凹入，如筋，槽，銷子等等。然而，當加工硬質磨料時，就會造成不可容忍的磨損。不論環(huán)形縫隙式球磨機本身或者上述種種特別設計都不能解決粉碎硬質礦料的問題。
與此相反，本發(fā)明把上述各種環(huán)形縫隙式球磨機加以改進，使磨碎間隙中磨碎用球的效率提高，能夠經(jīng)濟而完善地粉碎即使是硬質礦料。
問題是這樣被解決的，即轉子的頂部和蓋都做成園錐形，形成一個環(huán)形出料間隙，其下端的最大直徑處有一個環(huán)形室和磨碎間隙的上端開口相通。
由于環(huán)形縫隙式球磨機這樣的設計，可以經(jīng)濟地粉碎各種硬質礦料如剛玉，二氧化鋯，礬土，碳化硅等，因為磨碎間隙的全部長度都有磨碎用球在發(fā)揮磨碎作用，由于錐形轉子及其頂部的設計而得到的流體力學和離心力產(chǎn)生的吸力，抵消磨碎用球的重力，防止它們在磨碎間隙中沉底，使它們在磨碎過程中百分之百地被利用起來，即使轉子轉得很慢，磨碎間隙的整個長度和寬度上都分布著磨碎用球。此外，如球和料一起從出口排出去，則球的數(shù)量或磨碎效果就會減低，產(chǎn)生明顯的影響。
因此，在磨碎間隙上端徑向布置的環(huán)形室中裝有予先計算過的多出來的磨碎用球，也即在轉子最大直徑處形成一個浮障層，使磨碎用球留在磨碎間隙中，但又不似柵格那樣阻止磨碎間隙中的粉碎了的材料流向出料口。磨料從環(huán)形室向上移動，通過轉子頂部和蓋之間的狹窄的出料間隙，通向出料口，實踐證明沒有把任何磨碎用球帶出去，因此接下來的一道把磨料和球分離的工序就可以被節(jié)省掉了。即使出料間隙的寬度比磨碎用球的直徑大，磨碎用球也不會通過出料間隙被帶上去，因為它們由于重力或離心力的作用留在徑向布置的環(huán)形室內。本發(fā)明的環(huán)形縫隙式球磨機的逗留時間較長，因此轉子使用的園周速度和給料泵的容量都可以低些。在磨碎用球之間的磨料很慢地向上移動，磨料的粒度大小相差很小。本發(fā)明的環(huán)形縫隙式球磨機特別適合于用不同尺寸的磨碎用球;粗的重的球在磨碎間隙的下面部分加工磨料中的粗大部分，細的輕的球在磨碎間隙的上面部分加工磨料中的細小的部分，因為離心力使細粒的上升變快。由于材料在磨碎間隙中足夠長的逗留時間，硬質材料很快就被磨碎成所需粗細的粉未并被連續(xù)地排出。由于磨碎間隙中較高的充填率，供給轉子的能量可以更好地被利用，使得環(huán)形縫隙式球磨機的使用更為經(jīng)濟。
按照本發(fā)明的優(yōu)秀實施例來看。轉子頂部的形狀和蓋的內表面的形狀是截頭園錐形。
磨碎間隙和出料間隙最好都是由兩條平行邊組成，前者寬于后者。然而，對于粉碎硬質礦物，磨碎間隙和出料間隙可選用其它的實施例。
磨碎間隙可以是在頂部擴大，而出料間隙是兩條平行邊。再有，磨碎間隙和出料間隙都可以是在頂部擴大，或者磨碎間隙是在頂部擴大而出料間隙是在下部擴大。在各種例子中，和轉子頂部這個相反錐形連接的環(huán)形室，起著磨碎用球的障礙層的作用，防止有用的磨碎用球從磨碎間隙中被排出。
環(huán)形室最好被布置在磨機外殼和蓋的連接地區(qū)，這樣，在把蓋打開后，可以從室的上半部取出磨碎用球。環(huán)形室的口徑至少可以容納全部磨碎用球，當磨碎間隙內放滿磨料后，再把磨碎用球分別地從上面放入，這樣可額外地防止磨碎用球沉入磨碎間隙的底部。再有，把要粉碎的磨料供給環(huán)形縫隙式球磨機是方便的，因為上述磨料不需要像以前那樣和磨碎用球混合起來。
另外一個有利之處是環(huán)形室基本上是兩條平行加上最外周的一段凸園。由于這個形狀，這室被用于球形的磨碎用球時使彼此的磨損都減至最小。
頂部高度和轉子加頂部的總高度之比是0.2到0.5∶1。即是，頂部要比轉子短。轉子外錐面對垂直線的合適角度是40°到85°，最好是60°到80°，特殊情況70°到80°。轉子錐角的傾斜度是由其所要粉碎的硬質材料的種類來決定的，頂部錐角的傾斜度則由其高度和總高的比來決定。
磨機外殼和蓋的內表面和轉子及其頂部的外表面一樣應該是細油石狀的表面，即既不是很光，也不是很粗。這種細油石狀表面可用對表面的適當涂覆來達到，例如，用聚氨酯作為保護層來防止腐蝕和磨損。為了防止溫升，轉子可在內部通風。再者，磨機外殼和蓋都可加水套。
本發(fā)明的實施在附圖中示意說明。
圖1是環(huán)形縫隙式球磨機的縱向剖視，圖2，3和4示出具有不同磨碎間隙和出料間隙設計的環(huán)形縫隙式球磨機縱向剖視。
環(huán)形縫隙式球磨機1被懸在可選之撐10的臂11上，基本組成件有;固定的截頭錐形磨機外殼12，以及一個截頭錐形轉子13，其向上的大頭和截頭錐形頂部14的向下的大頭光滑連接，頂部14的高度比轉子13為小。在磨機外殼12上裝著一個可拆下的蓋15，有著和頂部14相配的錐度，兩者之間保持一個小距離。頂部14的上端連接一垂直軸16，用以支持轉子13和頂部14，使它在磨機外殼12中能自由活動，同時把馬達17的驅動力傳給頂部14和轉子13。磨機外殼12和蓋15的整個內表面上有防腐蝕防磨損的內襯18，19，內襯為聚氨酯，具有細油石狀的表面，轉子13的外表面和頂部14的外表面都有相應的細油石狀表面，為了清楚，沒有畫出來。
在轉子13的外表面和磨機外殼12的內表面之間有一個由兩個平行壁組成的環(huán)形磨碎間隙20，通過磨機外殼12和轉子13兩個平底之間的水平間隙22，連通位于底部中央的磨料進料孔21。
也是有兩個平行壁的出料間隙23，位于頂部14和蓋15(或它的襯19)之間。上述間隙的寬度沿著頂部14的總高度上來看，都比磨碎間隙20的寬度為小。立錐形出料23的下端和倒錐形磨碎間隙20的上端延伸入環(huán)形室24，環(huán)形室24基本上襯有內襯18和19。環(huán)形室24的上下兩平壁互相平行。環(huán)形室24的外端面25呈凸園弧形。環(huán)形室24位于蓋15和磨機外殼12的連接區(qū)，要打開它，只要把蓋移去就行了。在連接區(qū)26中插著一個墊塊27，把它換成另外的厚度就能改變磨碎間隙20的寬度，使磨機外殼12和轉子13的相對位置上下變化。通過蓋的法蘭上的開口28可進入環(huán)形室24。當轉子13和頂部14在旋轉時，又在通過進料口21從下面把硬質礦料送入磨碎間隙以后，可以通過上述開口28，把磨碎用球送入磨碎間隙20中去。
軸16的側面和蓋15的凸緣30形成了出料室29。上述另件30的壁上有一個出料口31，從出料間隙23中被壓入出料室29的被磨細了的材料，就由出料口31出去。另件30的上端有罩板32，33形成通氣隙。
磨機外殼被罩34包著，罩34上有冷卻水進口35及冷卻水出口36。
同樣，蓋15被罩37包著，其上有冷卻水進口38和冷卻水出口39。
環(huán)形縫隙式球磨機1開車時，馬達17首先把轉子13和頂部14旋轉起來。接著磨料(散料)被通過進料口21送入磨碎間隙20，然后，通過開口28加入磨碎用球，它是用和磨料相同的材料做的，這樣保證磨碎用球上磨損下來的碎末不會污染磨料，從而獲得產(chǎn)品的高純度。磨碎間隙20上端的最大園周速度，是因為轉子13和其頂部14是錐形的緣故而獲得的，由此產(chǎn)生一種向上的吸力，防磨碎用球在磨碎間隙20中沉底。在環(huán)形室24中放有多馀量的磨碎用球，這就形成了浮障層，從而防止磨碎用球從磨碎間隙20中排出。由于磨碎間隙20中充滿了磨碎用球，所以磨碎間隙百分之百地起著磨碎作用，當磨料逗留在磨碎間隙20中這段時間內，受到最大的磨碎衡擊率。磨碎用球在磨損到其尺寸可以進入出料間隙23時，會被離心力甩進環(huán)形室24中去，所以從出口31排出的粉料中沒有磨碎用球，因此可作為成品使用，不需要再加洗或篩等后接處理。
磨碎用球在磨碎間隙中被可靠地防止沉積，轉子再也沒有起動困難或者卡死的問題。因此，各另件的磨損也就相對地低。因為可以用選擇園周速度和選擇磨碎間隙的寬度來調節(jié)材料在磨碎間隙的逗留時間，所以硬質礦料的加工能低耗高產(chǎn)。粉碎的粒度受磨碎用球尺寸的影響，故必要時可把粉碎用球選成不同大小尺寸，這樣可獲得分段的粉碎效果，因為粗的磨碎用球多處于環(huán)形縫隙式球磨機的下部，負責磨碎粗料，而細的磨碎用球多處于上部粉碎細料。
圖2，3和4的實施示出環(huán)形縫隙式球磨機2，3，4的結構，基本上是按照圖1的設計。僅把磨碎間隙和出料間隙的可能作出改良用剖面圖畫出來，適用于粉碎各種硬質礦料。以上各種例子中，徑向布置的環(huán)形室24是用來放磨碎用球的障礙層的，該室位于磨碎間隙20a，20b，20c和出料間隙23a，23b，23c的交接點。上述交接點基本上就是轉子13a，13b，13c和頂部14a，14b，14c之間的大園周線。
在圖2的例子中，磨碎間隙20a向上擴大，而出料間隙23a的兩邊平行。
圖3中的磨碎間隙20b的頂部比底部大，而出料間隙23b也是向上擴大的。
圖4顯示另一種實施，其磨碎間隙20c是向上擴大的，就像磨碎間隙20a和20b一樣，而出料間隙23c卻相反是上小下大地連通環(huán)形室24。
轉子13，13a，13b，13c表面的傾角，相對于垂直線來說，最好是70°到80°，這樣可獲最佳磨碎效果。
權利要求
1.用于連續(xù)粉碎硬質礦料的環(huán)形縫隙式球磨機，其特征在于一個向上的磨體外殼(12)，被蓋(15)蓋著，在該磨體外殼(12)中有一個轉子(13)，它有錐形的外表面，磨體外殼(12)的內表面也是錐形的，這內外表面形成的磨碎間隙(20)和進料口(21)相通，磨碎用的小球也存在于此磨碎間隙(20)中。轉子(13)的頂部(14)的形狀按蓋(15)的內表面做成，連通出料口(31)。該轉子(13)的頂部(14)和該蓋(15)都是錐形的，形成一個環(huán)形間隙(23)，其下端的最大直徑處有一個環(huán)形室(24)和磨碎間隙(20)最大直徑處的上端開口相通。
2.根據(jù)權利要求
1中的環(huán)形縫隙式球磨機，其特征為，頂部(14)和蓋(15)的內表面的形狀都是截頭園錐。
3.根據(jù)權利要求
1中的環(huán)形縫隙式球磨機，其特征為，磨碎間隙(20)和出料間隙(23)都設計成兩邊平行的，磨碎間隙(20)比出料間隙(23)寬。
4.根據(jù)權利要求
1中的環(huán)形縫隙式球磨機，其特征為，磨碎間隙(20)向上擴大，出料間隙(23)是兩邊平行的。
5.根據(jù)權利要求
1中的環(huán)形縫隙式球磨機，其特征為，磨碎間隙(20)和出料間隙(23)都是向上擴大的。
6.根據(jù)權利要求
1中的環(huán)形縫隙式球磨機，其特征為，磨碎間隙(20)向上擴大，出料間隙(23)向上收小。
7.根據(jù)權利要求
1中的環(huán)形縫隙式球磨機，其特征為，環(huán)形室(24)是在磨體外殼(12)和蓋(15)的連接區(qū)。
8.根據(jù)權利要求
1中的環(huán)形縫隙式球磨機，其特征為，環(huán)形室(24)至少有一個開口(28)以便放入磨碎用球。
9.根據(jù)權利要求
1中環(huán)形縫隙式球磨機，其特征為，環(huán)形室(24)實質上有兩條平行的邊和一個凸弧的外周端面。
10.根據(jù)權利要求
1中的環(huán)形縫隙式球磨機，其特征為，頂部(14)的高度和轉子(13)加頂部(14)總高度的比0.2∶1到0.5∶1。
11.根據(jù)權利要求
1中的環(huán)形縫隙式球磨機，其特征為，轉子(13)的錐形外表和垂直線的夾角是40°到85°，可取60°到80°，特殊情況下取70°到80°。
12.根據(jù)權利要求
1中的環(huán)形縫隙式球磨機，其特征為，磨機外殼(12)和蓋(15)的內表面，以及轉子(13)和它的頂部(14)的外表面，都是細油石狀表面。
13.根據(jù)權利要求
1中的環(huán)形縫隙式球磨機，其特征為，出料間隙(23)的上端和出料室(29)相連，出料室(29)又和出料口(31)相連。
14.根據(jù)權利要求
1中的環(huán)形縫隙式球磨機，其特征為，磨機外殼(12)和蓋(15)上都裝有冷卻水套。
專利摘要
本發(fā)明關于一種特別用在連續(xù)粉碎硬質礦料的環(huán)形縫隙式球磨機，其組成為一個向上的磨機外殼，被蓋蓋著，它們中間裝有一個轉子，轉子的外表面和磨機外殼的內表面都是圓錐面，兩圓錐面之間的磨碎間隙連通進料口，磨碎用的小球也存在于磨碎間隙中，轉子的頂部的形狀按蓋的內表面做成，連通出料口。環(huán)形縫隙式球磨機的特征是轉子頂部和蓋的內表面都是圓錐形的，兩者之間形成的環(huán)形出料間隙，其下端的最大直徑處有一個環(huán)形室和磨碎間隙的上端開口相通。
文檔編號B02C17/10GK85106019SQ85106019
公開日1987年2月25日 申請日期1985年8月27日
發(fā)明者彼德·費比恩, 卡爾-海因茨·霍夫曼 申請人:賴博爾德-斯特里克股份公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan