高速磨碎機(jī)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(jī)，該磨碎機(jī)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(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)研磨，該運(yùn)動(dòng)通過優(yōu)選為平坦并旋轉(zhuǎn)的表面產(chǎn)生，該表面相對(duì)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(shí)，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(yùn)動(dòng)，增加它們之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，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(shí)，未達(dá)到足夠的能量水平以對(duì)其他材料和研磨裝置形成沖擊的材料以大量的相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(jī)制，但是，在運(yùn)行時(shí)它們顯示出更大的力度，由此以最佳的可能方式對(duì)提供的能量進(jìn)行利用，從而極大地節(jié)省能量。
[0003]應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，當(dāng)傾斜表面相對(duì)于水平軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，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(jìn)料階段流動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)和研磨裝置的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由此能夠產(chǎn)生與傳統(tǒng)磨碎機(jī)和壓碎機(jī)中產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)幾何結(jié)構(gòu)類似的運(yùn)動(dòng)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(shí)完成所述運(yùn)動(dòng)，引起材料相對(duì)于對(duì)應(yīng)靜態(tài)壁的遠(yuǎn)離和接近運(yùn)動(dòng)，如同壓碎機(jī)中產(chǎn)生的遠(yuǎn)離和接近運(yùn)動(dòng)，另一方面，由于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，礦石體以旋轉(zhuǎn)方式被拉動(dòng)，由此產(chǎn)生瀑布和級(jí)聯(lián)(cascade)運(yùn)動(dòng)，該瀑布和級(jí)聯(lián)運(yùn)動(dòng)與傳統(tǒng)磨碎機(jī)中產(chǎn)生的瀑布和級(jí)聯(lián)運(yùn)動(dòng)類似。相對(duì)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(gè)元件進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也就是說，大系統(tǒng)被最小化，因此新式磨碎機(jī)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(jī)相比，支撐件上的徑向作用力的量級(jí)較??；另一個(gè)優(yōu)勢是不需要在上部區(qū)域中包括襯里，因?yàn)閷⒁谎心サ牟牧虾茈y到達(dá)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?yàn)閮?yōu)選移動(dòng)的元件將是要減小尺寸的材料和研磨裝置。就動(dòng)力系統(tǒng)而言，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基于電動(dòng)機(jī)和/或液壓發(fā)動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)和/或液壓發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)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(gè)過程，例如壓碎，研磨和分類集成在一個(gè)裝置中。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)評(píng)價(jià)
[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(jí)壓碎機(jī)，初級(jí)壓碎機(jī)將它的尺寸減小為0.10m，隨后該材料傳遞至二級(jí)壓碎機(jī)，二級(jí)壓碎機(jī)將它的尺寸減小為0.07m，然后該材料傳遞至三級(jí)壓碎機(jī)，三級(jí)壓碎機(jī)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(jī)，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(dòng)，結(jié)合了新式半自磨(SAG)，該工藝是這樣改動(dòng)的:首先，初級(jí)壓碎機(jī)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(gè)或三個(gè)球磨機(jī)，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(shí)產(chǎn)生破碎過程，圓柱體的直徑變化取決于磨碎機(jī)，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(dá)到1500噸以上，為了移動(dòng)該巨大的重量，需要大量能量。該能量的90%以上被用于移動(dòng)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(jī)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(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的三種機(jī)制實(shí)現(xiàn)的，所述機(jī)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(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)該部件時(shí)，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(shí)，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(gè)區(qū)域被稱為急流區(qū)(cataract)。
[0014]同時(shí)，產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)域，該相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(jí)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(yùn)動(dòng)，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(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。舉例來說，如果磨碎機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向是逆時(shí)針，則材料位于穿過磨碎機(jī)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(gè)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(yùn)動(dòng)。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(jí)聯(lián)，急流和壓力這樣的效果，需要應(yīng)用強(qiáng)大動(dòng)力?？梢杂^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(dòng)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(gè)剛性表面的裝置中執(zhí)行，當(dāng)引入材料時(shí)，所述剛性表面之間相對(duì)彼此進(jìn)行接近和遠(yuǎn)離運(yùn)動(dòng)，所述表面包括材料，使材料破碎。該壓碎裝置具有兩個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，第一個(gè)實(shí)施方式由至少兩個(gè)平坦表面組成，所述兩個(gè)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(jí)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(gè)錐體實(shí)現(xiàn)，兩個(gè)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(gè)相對(duì)于另一個(gè)傾斜，當(dāng)小量級(jí)的錐體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，較大量級(jí)的錐體保持固定，實(shí)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(jī)和壓碎機(jī)裝置的精華，因?yàn)樗鼘鹘y(tǒng)系統(tǒng)中的磨碎機(jī)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(jí)聯(lián)和壓力效應(yīng)。
[0018]能量只被用于移動(dòng)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(yùn)動(dòng)，以及由于盤的傾斜而引起的沿著軸向方向的平移運(yùn)動(dòng)，通過這種方式，實(shí)現(xiàn)兩種裝置(例如壓碎機(jī)和磨碎機(jī))的綜合，由于壓碎過程和研磨在同一個(gè)裝置中執(zhí)行，從而獲得了關(guān)于運(yùn)行時(shí)間的實(shí)質(zhì)性優(yōu)勢，這種情況對(duì)節(jié)能有影響，因?yàn)椴恍枰\(yùn)送材料，并且改善了礦石體在運(yùn)動(dòng)中的干擾過程。
[0019]專利US4222528公開了一種磨碎機(jī)，當(dāng)容器的外表面和水平軸保持固定時(shí)該磨碎機(jī)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(dòng)，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(shí)現(xiàn)材料的破裂。
[0020]專利US6789756部分與本發(fā)明相關(guān)，因?yàn)樗３滞鈿す潭?，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(shí)現(xiàn)的，為流體提供運(yùn)動(dòng)，使其涌進(jìn)所有的隔間或容器，當(dāng)向流體噴流引入擾動(dòng)時(shí)，使內(nèi)部的顆?；靵y并碰撞，通過這種方式實(shí)現(xiàn)材料的減小。在該磨碎機(jī)內(nèi)產(chǎn)生很大的速度，流體始終包裹顆粒，因此實(shí)現(xiàn)對(duì)碰撞的吸收。就本發(fā)明而言，只考慮了固定外殼的概念，因?yàn)闆]有使用高壓流體來移動(dòng)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(duì)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(gè)盤限定一個(gè)研磨腔體，材料在由于重力作用而向卸料級(jí)位移時(shí)尺寸減小。
[0022]專利US5950939公開了一種圓錐壓碎機(jī)的典型結(jié)構(gòu)，該圓錐壓碎機(jī)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(gè)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(gè)或多個(gè)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(dòng)效應(yīng)而獲得速度時(shí)，并考慮到流體的性質(zhì)(其根據(jù)時(shí)間變化)，顆粒相互之間以及顆粒在固定和/或可移動(dòng)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(gè)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(gè)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(jí)和卸載級(jí)。
[0027]圖4顯示了最大進(jìn)料孔徑條件下設(shè)備內(nèi)的流動(dòng)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(dòng)的細(xì)節(jié)。
【具體實(shí)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(yùn)動(dòng)，并且為了改善粉碎，增加了研磨裝置，實(shí)現(xiàn)了壓碎機(jī)和磨碎機(jī)之間的組合。
[0030]該磨碎機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(yùn)動(dòng)和平移運(yùn)動(dòng)結(jié)合在一起，從而通過擠壓同時(shí)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(yùn)動(dòng)與傳統(tǒng)磨碎機(jī)中發(fā)生的運(yùn)動(dòng)類似，為工藝增加了沖擊機(jī)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。