專利名稱:外殼襯筒組合件的制作方法
本發(fā)明一般涉及礦石處理方面，主要是關于對一種礦石研磨機園柱形外殼襯筒組件的改進。
用于使礦石碎片尺寸減小到小顆粒以便作進一步處理的礦石研磨或粉碎機械已被采用了很長時間。
一種普通采用的機器包括一個園柱形的外殼，礦石顆粒通過在此外殼上的一個軸向開口進入，被減小了尺寸的顆粒由對面的另一端排出。以旋轉此外殼的方式來進行粉碎，使礦石碎片互相滾動而造成研磨，從而使礦石碎片尺寸減小。
典型的是在此外殼的園柱形內表面相配合地襯有許多很厚的襯筒段，基本上在整個外殼表面都覆蓋著，此襯筒組合件的露在外面的研磨表面結構為當外殼旋轉時可使礦石碎片被帶著向上運動，并造成它們滾動再回到礦石碎片進料中，造成了粉碎。
這是一般公認的，即在任何旋轉式研磨機中，在礦石碎片滾動進料部分包含有一個相對不工作的區(qū)域，一般為腎臟形，在此“腎形區(qū)”顆粒物質幾乎不作運動，結果幾乎不發(fā)生有用的研磨。
此“腎形區(qū)”的尺寸取決于許多因素，包括外殼直徑，研磨機裝滿到什么程度，外殼的旋轉速度，襯筒的形狀，球的尺寸(如果采用球來幫助粉碎)和在礦石進料中水分的比例。然而在任何礦石顆粒的滾轉進料中總有一個腎形區(qū)存在，而它對礦石粉碎是不利的。
隨著礦石研磨機尺寸的增加，發(fā)現有用的研磨功受到或者說取決于礦石進料最大深度的限制(深度的測量是由外殼的底部到靜止時進料的頂部)。
如果礦石進料的深度增加超過上限，則研磨效率下降。可以相信此效率的損失是由于礦石進料中的腎形區(qū)的尺寸增加了，它增加了活動的外進料層的滑動和在腎形區(qū)非活動層的大小。
研磨效率被認為是在一定單位時間內由研磨機排出的減小了尺寸的顆粒容積。如果進料的尺寸增加，可能在給定的單位時間內排出更多的減少了尺寸的顆粒物質。然而礦石進料愈多腎形區(qū)的尺寸愈大，它顯著的減小了總的效率。通常雖然進料可以較多以及研磨機的容量也增加，但它需要增加時間來減小爐料到預定尺寸的礦石顆粒，因而研磨機的效率下降了。
使進料的容積減小，則可以減小腎形區(qū)的尺寸并較快的粉碎礦石，然而隨著輸入的減少，這必定限制了單位時間內要排出的礦石顆粒的容積，因而用這種方式的研磨效率也是下降的。
本發(fā)明已發(fā)現，采用了特殊方式的襯筒組件結構可使腎形區(qū)受到一定程度的瓦解，同時也使其尺寸大大的減少，使爐料之間的活動能力增加。
具體地講，完成這些采用用制造了許多沿著圓周延伸的類似斜面的表面，當外殼旋轉時，對礦石進料提供了一連串臺階。其優(yōu)點是襯筒組件包括了許多軸向段，每一段具有自己的連續(xù)的類似斜坡的表面，而在每個段之間形成了互相交錯的類似斜坡的表面。
研磨機作旋轉時，安排與襯筒表面接觸的爐料中任何一點沿著斜坡運行時是被逐漸移向靠近到鼓筒中心的。然后經由一個斜坡末端的徑向向外的凸臺，之后再從另一個斜坡開始，可以理解當斜坡作連續(xù)的移動時進料所產生的運動一遍又一遍進行，爐料以一定頻率受到“脈沖”，該“脈沖”是與斜坡的有效周長和外殼的旋轉速度有關。
由于“脈沖”重復地傳遞給進料，因而產生直接的物理的力并在腎形區(qū)中產生附加的作用，這樣有利于瓦解腎形區(qū)。隨著活動力的增加，爐料所作的總的有用功有相當大的增加，結果增加了研磨的效率。
在進料中增加活動力的同時，此改進的襯筒組合件也可引起增加保留時間和爐料尺寸減小的第二個好處，這些好處進一步改善了研磨機的性能。
當采用許多軸向段時可以發(fā)現在一軸向段與另一相鄰段之間斜坡的相對周向位置的變化(二段之間的交錯)會產生各種不同的所希望的結果，例如延緩或促進通過研磨機的進料流率。
采用改進的襯筒組合件，總效率(即產量的容積除以單位時間)是增加了。因為礦石研磨機基本上是一天二十四小時工作，增加粉碎效率能使用戶能得到顯著的經濟利益。
圖1是一個實施本發(fā)明襯筒組件的部分示意圖，是安裝在一個礦石研磨機的外殼中垂直于園柱形外殼軸線的橫切面的視圖。
圖2是一個縮小的透視圖，它原理性的表示了許多分離的軸向段所組成的本發(fā)明襯筒組件以及各軸向段互相之間的關系。
圖3是與圖2相似的視圖，表示了襯筒組合件的軸向段的變換的關系。
圖4是與圖2和圖3相似的視圖，表示了本發(fā)明襯筒組合件的軸向段之間的另一種變換的關系。
圖5是本發(fā)明襯筒組合件的第一個實施例的專門結構局部的各個部分平面視圖。
圖6是沿著圖5中的6-6線所得的斷面視圖。
圖7是沿著圖5中的7-7線所得的放大的各部分的斷面視圖。
圖8是與圖7相似，是對圖5-7中所示的襯筒組件的稍加修改的方案圖。
圖9是本發(fā)明的裝在一個研磨機外殼中的襯筒組件的第二個實施例的端部斷面圖。
圖10是沿著圖9中線10-10的視圖，是第二實施例局部的各部分平面視圖。
圖11是圖10中沿線11-11所得的斷面視圖。
圖12是圖10中沿線12-12所得放大的各部分斷面視圖。
圖1表示了襯筒組合件的許多軸向段中的一個，它以數字11來代表，每個軸向段包括許多單獨的襯筒塊，它們的安裝采取在一臺研磨機的圓周形外殼12的內圓表面上全部覆蓋的方式。一個圓周排列的襯筒塊示于圖1中。如將在以后討論的，此襯筒塊也向圓柱形外殼12中的各軸向排擴展，所以外殼12的整個內圓柱表面基本上都被襯筒組件11所覆蓋。
在圖1中單個襯筒塊是采用合適的方式如螺釘螺帽組件緊固在外殼12上，此處沒有表示。
繼續(xù)參照圖1，所采用的襯筒塊有四個不同的結構圖形，以參考數字13-16來代表，如在圖1中所見在襯筒塊13-16中主要的區(qū)別是它們的厚度或者是徑向高度不同，因而一個襯筒塊結構的詳細描述就說明了所有的襯筒塊了。
襯筒塊16具有底面16a，稍微凸起以配合到外殼12的內圓柱表面上。有一個頂部或者是研磨表面16b，它具有二個軸向伸展的波峰，當外殼12按圖1的方向旋轉時它能帶著礦石爐料的顆粒向上連續(xù)滾動。
襯筒塊16具有兩個邊16c，16d。后者比前者具有較大的厚度(或者是徑向高度)。因而襯筒塊16的厚度或徑向高度由邊16c到邊16d是逐漸增加的。
襯筒塊13-16中每一塊都做成在厚度上同樣逐漸增加，各塊的尺寸互相聯接，所以將塊13-16的四個研磨表面接合在一起，真正形成了一個類似斜坡的帶有起伏不平的表面，如上面定義的軸向延伸的波峰。
如在圖1上所示，有六組襯筒塊13-16圍著外殼12的內園柱表面周向伸展。將一個襯筒塊組的最低點(塊13的最短邊)安排與另一塊組的最高點(塊16的16d邊)相鄰接。因此形成了許多周向延伸且相繼的臺階，當外殼12旋轉時礦石進料與其接觸。
從較佳實施例中所示的13-16六組襯筒塊可以理解到，組數是可以變化的，這取決于研磨機的直徑和螺釘孔的分布。
參照圖2可以看到在此較佳實施例中襯筒組合件11包括了四個單獨段11a-11d，其中每一段是與圖1中所示段的結構相同的。這些軸向段11a-d通常是與外殼12的旋轉軸同心的，并且安排成邊與邊相接。
概括地說，軸向段11a-d的每一段為環(huán)形結構，結合圖1討論每一段中限定了許多類似斜坡的表面沿周向延伸并具有相繼的臺階，將一個類似斜坡表面的最低點與另一個的最高點相鄰接。再者如在圖2中所示每個軸向段的斜坡對于相鄰的軸向段是周向交錯的。
更具體的是如圖2中所示，軸向段11b是錯開或者向前或者順時針方向(從襯筒組件的左端看)一個距離X。在較佳實施例中通過軸向段11a-11d此交錯是依次均勻的。因此11b-11d的每一段是以X的距離相對向前于其緊靠的前一段。
參照圖3，它表示了交錯的一種變換方式，在相鄰二段11a-11b之間交錯的距離是向前方向2X，在各襯筒段之間此間隔是依次相同的。
在圖4中表示了另一種替換方式，交錯距離是向前方向3X，在此較佳實施例中此交錯距離也是各段之間依次均勻的，在此替換方式中也可以看作依次各段11b-11d具有向后方向或者從襯筒組件的左端看是反時針方向的交錯距離X。
如將在下面討論的，不同的交錯安排可以完成對礦石進料的不同處理，為了完成希望的功能;其他各種變化也是可以的，“X”距離也取決于在園柱形外殼12中安裝孔的周向間隔，此距離并不是關鍵因素，也不須在鄰接二段之間的交錯絕對均勻，雖然能均勻是最好的。
圖5-7公開了本發(fā)明襯筒組件的襯筒塊的第一個具體結構的實施例，此襯筒組件以參考數字21表示，在圖5的生成平面視圖中表示了3個軸向襯筒段21a-21c，在此實施例中，襯筒組件中各襯筒塊的長度(即在外殼12旋轉軸方向伸展的尺寸)中21a和21c是相同的，而段21b的襯筒塊的尺寸略短些，此尺寸上的變化是作為使襯筒塊適應于特殊研磨機的一些途徑之一，并以此說明了在所有的軸向段21a-21c中的襯筒塊的軸向長度不必相同。
再參照圖6和圖7，軸向段21a和21c是由三個不同的單獨的襯筒塊22-24所組成，而軸向段21b是由單獨的襯筒塊25-27所組成，塊22-27的每一塊是緊固在園柱形外殼12中，用二或三個常規(guī)的錐頭螺釘螺帽組合件穿進各塊中的安裝孔29和在外殼12中的定位安裝孔30，在圖5中能很清楚的看到外殼12中的安裝孔30在軸向和周向排上的安排是均勻分布的，而在各塊22-27中的安裝孔29必須適當的安排來與其定位。在圖5中也可看到此較佳實施例中的園柱外殼12提供了一個或幾個“人孔”進口31，在圖5中所示的實施例中此進口31用一塊襯筒塊26覆蓋著。
特別是參照圖7，每個襯筒塊22具有一個底部安裝表面22a稍帶凸面與外殼12的內凹面配合，襯筒塊22包括不等長的邊22b，22c，這反映了在圖7中所看到的襯筒塊22的本體厚度從左到右是增加的。
每個襯筒塊22還包括一個頂部或者粉碎表面，它是軸向延伸的。波峰22d，22e每個都具有圓形的頂部，參照圖5，襯筒塊22包括三個間隔著而同一線上的22d和22e，它們具有不同的長度并相對于另一個是互相交錯的。波峰22d，22e的數目以及其長度和間隔不是關鍵因素，如圖7上所示，當外殼12以順時針方向運動時對礦物顆粒提升功能的性能是至關重要的。
繼續(xù)參照圖7，每個襯筒塊23也包括有一個相似的安裝表面23a，但它包括面對外殼12的軸向延伸凹槽23b，23c。這可節(jié)省材料而不影響塊23的強度和磨損性。槽23b，23c相應于塊23本體厚度的增加是逐漸加深的。
塊23也包括一個短邊23d，比相鄰的塊22的邊22c在高度或徑向尺寸上略微大一些。并具有一個長邊23e。
頂部或粉碎表面也同樣是軸向延伸的。波峰23f，23g在此較佳實施例中其結構相似于共有專利即美國專利NO.4270705在1981年1月2日以Darrell R·Larsen名字公布的以及美國專利NO.4295615在1981年10月20日以James E·Mishek名字公布的所展示的襯筒塊。軸向延伸的縱向槽23h，23i具有封閉的兩端且?guī)уF度的兩邊向各個塊23上所形成的安裝表面方向收斂。鑲嵌件23j，23k隨后澆鑄進各個縱向槽內。在此實施例中形成的波峰23f，23g是平頂的。
縱向槽23h，23i可以替換成二端暢開以及在輔助塊整個長度上延伸而且鑲嵌物23j，23k采用相應的長度，采取由一端滑入的方法嵌入，如在美國專利Nos.4270705和4295615中所公布的。
塊23的本體最好是用一種比鑲嵌件23j，23k的材料更軟并脆性較低的材料，而23j，23k最好由一種極硬的耐磨的材料澆鑄成，例如馬氏體白口鐵，或其他適用的材料也可。
塊24的結構圖形除去其厚度以外與塊23的相同，它由塊23的最大徑向尺寸處起增加。
將襯筒塊22-24安裝在一起形成了一個類似斜坡的表面，它由塊22的最短邊到塊24的最長邊尺寸是逐漸增加的，然后離開臺階依次再到另一22塊的最短邊。
除了軸向長度和軸向延伸的波峰的數目以外，襯筒塊25-27與圖7中所示的塊22-24的結構相同。
參照圖6，所示的塊22-27的兩端安排成平行的相隔的關系，然而在最接近外殼12的內表面上，這些互相平行邊朝著外殼12的方向互相脫開，并形成一個槽，在其中保留一個嵌條32，此嵌條的功能是阻止在二個相鄰襯筒塊之間進入并擠壓入礦物顆粒的，如果顆粒在襯筒間擠的太緊就會使拆換這些襯筒塊變得極為困難。
在此較佳實施例中嵌條32由橡皮制成，一般是三角形的并且與槽固定的尺寸配合是較松的。進一步的詳細的結構及嵌條和槽的特點可以參考已在美國專利NO.4165041中所提供的資料。
在此襯筒組合件21的較佳實施例中如圖5所示軸向段21b的各襯筒塊25-27是相對于在外殼12中安裝孔30向前移動一個軸向排的距離，采用安裝孔30前移了一個軸向排因而襯筒組件21與圖2所示的實施例相符合。
圖8展示了一個襯筒組件21′，它與襯筒組件21十分相似只有一點不同，單塊22′，23′，24′與襯筒組件21中對應部分的不同處是每塊都具有同一厚度或徑向尺寸(除了由于波峰的原因而厚度不同)。然而襯筒塊23′塊體的總厚度大于襯筒塊22′的厚度而小于襯筒塊24′。最終各個類似斜坡表面由漸增的臺階來確定，這些臺階對于粉碎沒有不利作用并與波峰本身具有同樣的功能。
襯筒組件21′提供了一定的優(yōu)點，因為單個襯筒塊22′-24′是對稱的，這包含著在制造中減少困難以及在外殼中當波峰的前角磨損后襯筒具有雙面可用性。
襯筒組合件21′結構中也可以襯筒組合件21同樣的方式放入橡皮嵌條32。
圖9-12公開了實施本發(fā)明的襯筒組件41的第二個具體結構的實施例，襯筒41利用了本發(fā)明多族軸向段的概念，其中每段具有多個類似斜坡表面連續(xù)向整個園周延伸，然而襯筒組件41大多數的襯筒塊是采用組合結構，它比整體結構好，最好在圖9和圖12中能看到一個單個的磨損帽42可以普遍應用于整個組合件41上。
參照圖10，襯筒組件41包括兩個襯筒塊的周向排41a，41b一起組成了一個單個軸向段即相鄰的襯筒塊之間沒有交錯。41a，41b各排包括三個襯筒塊以數字43-45來代表，如在圖10和11中所示襯筒塊43-45具有相同的長度或軸向尺寸。
另外為了補償人孔進口31，每個周向排41a，41b也包括一個縮短長度的襯筒塊43′，襯筒塊43″根據尺寸來蓋住人孔進口31并裝在襯筒塊43′之間如圖所示。
參照圖12，如上面已簡要的介紹過，襯筒塊43-45中每一塊是組合式結構，包括一個支座或座體塊各為43a-45a，各自裝有磨損帽42疊合在其上，各座體塊由43a-45a其厚度是增加的，帶有磨損塊的43a是三個中的最低的，如圖12中所示座體塊43a-45a逐漸增加厚度的尺寸是如此確定以使裝上磨損帽42時形成一個在圓周方向延伸的類似斜坡的表面，如上所述的形成了相繼的臺階，
為了防止安裝螺釘而產生剪切應力(將在下面討論)并為了防止相對運動，較佳實施例中的每個磨損帽42鑄出三個凸臺，向下伸出凸臺42a如在圖10中所示，座體塊43a上鑄出三個相應的槽43b來容納輔助凸臺42a。如在圖11和12中所示，為安裝螺釘組件46的定位安裝孔貫穿凸臺42a和槽43b。組件46的安裝螺釘是一個標準的橢圓頭螺釘，為了保護，它們被埋在低于磨損帽42的研磨表面下。安裝螺釘組件46通常將磨損帽42和座體塊43a一起固定到圓柱形外殼12上。座體塊44a和45a與它們各自的磨損帽的安裝方式是同樣的。雖然由于座體塊本體的厚度增加，安裝螺釘組件46應有所加長。
參照圖10和11，座體塊43a-45a中每塊是由四個等距間隔安裝孔固定，以襯筒塊45作為一個范例這些安裝孔以數字45c表示，凸臺槽45b與安裝孔45c中的三個是定位在一起來容納輔助凸臺42a，其中另一安裝孔45c中沒有槽45b，它裝有一個短螺釘組件46其螺釘頭是埋入在安裝孔中，如圖11中所示。因此四個安裝螺釘組件46中的一個它將座體塊45a固定在外殼12上與輔助磨損帽42無關，而其余三個安裝螺釘46穿過磨損帽42和下面的座體塊45a與外殼12緊固在一起。
對所有襯筒塊43-45具有同樣的安裝方式，這種結構在更換并移去磨損帽42時可以不用移動下面的座體塊43a-45a。
繼續(xù)參照圖11，相鄰的磨損帽42對著的兩端向著底部或安裝表面斷開以便安裝嵌條32，如在圖11中以座體塊45a為例，座體塊43a-45a的端頭也是分開的為了安裝嵌條32，這種結構與圖5-7所示的實施例相似。
參照圖10和12，襯筒塊43′是單塊結構，但如同襯筒塊43一樣具有同樣的厚度和研磨表面，襯筒塊43″也是單塊結構除了其長度較短外其它結構與襯筒塊43′相同。
襯筒塊43-45采用組合方式，其優(yōu)點在于磨損帽42和座體塊43a-45a可以用不同的材料來澆鑄以適合其各自的功能，舉例說磨損帽42是連續(xù)的直接面對礦石粉碎過程，在此較佳實施例中是由具有高的抗磨性材料鑄成如馬氏體白口鐵或馬氏體鋼。座體塊43a-45a不直接面對粉碎過程，其主要功能是將磨損帽42保持一個斜坡結構，因而它們可以由較低硬度和較小脆性的材料鑄造如珠光體鉻鉬鋼。
組合方式及安裝結構使磨損后更換磨損帽時可以不更換座體塊43a-45a。
扼要來說，各個實施例都展示了利用在周向延伸的許多類似斜坡的表面，當外殼旋轉時提供了連續(xù)的臺階，對礦石進料的重復傳遞“脈沖”瓦解并減小了腎形區(qū)，增加了進料所做的總的有用功和研磨效率。
權利要求
1、對一臺礦石研磨機的圓柱形外殼的襯筒組件進行改進的特征包括
在所述外殼的全部圓柱形內表面上覆蓋上許多單個襯筒塊。
將襯筒塊安裝到所述外殼上的安裝方式為
襯筒塊被安排成許多軸向段，邊靠邊的集中于外殼的旋轉方向。
每段結構基本是環(huán)形的。包括沿著周向的許多類似斜坡的表面，并伴隨著類似斜坡的一個最低點和鄰近另一個的最高點形成相繼的臺階。
每個軸向段的類似斜坡表面對于鄰接環(huán)形段的類似斜坡表面是周向交錯的。
2、由權利要求
1所定義的襯筒組合件，其中軸向段的交錯在每段之間是均勻的。
3、由權利要求
1所定義的襯筒組合件，其中襯筒組件安排成礦石原料由一軸向端進入而粉碎了的礦石由另一端離開，每個軸向段與前一個軸向段周向錯開同樣的距離并處在相同的圓周方向。
4、由權利要求
3所定義的襯筒組合件，其中圓柱形外殼在軸向和周向延伸排上有一族安裝孔，安裝方式包括
在各襯筒塊上做成一族安裝孔可選擇與園柱形外殼安裝孔的定位安裝。
以及一族安裝螺釘以相應地配合各安裝孔。
5、由權利要求
3中定義的襯筒塊，其中交錯的圓周方向由襯筒組件的軸向進口看是順時針方向的。
6、由權利要求
3中定義的襯筒塊，其中交錯的圓周方向由襯筒組件的軸向進口看是逆時針方向的。
7、由權利要求
1中定義的襯筒組合件，其中各襯筒塊被形成波峰狀向軸向延伸。
8、由權利要求
7中定義的襯筒組合件，其中波峰由軸向段到軸向段是軸向成一直線的。
9、由權利要求
8中定義的襯筒組合件，其中至少有一部分波峰包括圓頂波浪起伏的。
10、由權利要求
8中定義的襯筒組合件，其中至少有部分波峰是平頂的。
11、由權利要求
1定義的襯筒組件，其中至少有部分襯筒塊是組合結構的并包括
一個用安裝方法緊固到園柱形外殼上的座體塊。
一個磨損塊安裝到座體塊上。
12、由權利要求
11中所定義的襯套組合件，其中磨損塊是同一結構的，而座體塊的結構和安排是使磨損塊逐漸升高以形成所述的類似斜坡的表面。
13、由權利要求
11中定義的襯套組合件，其中磨損塊可由比座體塊材料具有較大耐磨損性的材料制成。
14、由權利要求
13中定義的襯套組合件，其中磨損塊可由馬氏體合金鑄成。
專利摘要
此處公開了一臺礦石研磨機的圓柱形外殼的襯筒組合件。安排有一系列軸向段，每段是由單個的襯筒塊所組成，基本上覆蓋了外殼的整個內圓周表面，每個軸向段是環(huán)形結構并形成了許多類似斜坡表面向周向延伸，隨著一個類似斜坡表面的最低點與另一個的最高點相鄰接而形成相繼的臺階。每個軸向段的類似斜坡表面相對于相鄰環(huán)形段的類似斜坡表面是周向交錯的，結果使研磨機的研磨效率增加。
文檔編號B02C17/22GK86100920SQ86100920
公開日1986年10月8日 申請日期1986年1月25日
發(fā)明者戴維·M·克喬斯, 查爾斯·B·達格 申請人:埃文斯制品公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan