一种粉磨装置

技术领域

本发明涉及加工工程技术领域，尤其涉及一种粉磨装置。

背景技术

在外力作用下，克服固体物料各质点的内聚力，使其粒度减小的过程称为粉碎，粉碎包括破碎和粉磨。

水泥工业是世界上公认的耗能大户，在水泥的生产过程中，需要消耗大量的能量，我国又是能耗很高的国家，可见节能在我国水泥工业中具有特殊的意义；在水泥厂中，每生产一吨水泥需要粉磨的各种物料就有3～4吨之多，粉磨生料、熟料和原煤等的电能消耗占工厂总电能消耗的60～70%，粉磨成本占水泥生产总成本的35%左右，这三种粉磨作业的钢铁消耗占工厂钢铁总消耗的55%以上，设备的维修量约占全厂设备总维修量的60%，尤其应当指出的是管磨机的噪音都很高，最高可达130dB，最低也不小于100dB，严重危害工人的健康；由此可见，改善粉磨作业在水泥生产中具有十分重要的意义；长期以来，承担上述粉磨任务的设备主要是管磨机，它的粉磨效率极低，能耗很高，根据世界各国粉磨工作者的研究和试验测定证明：管磨机的粉磨效率只有百分之几，其余为声能消耗、研磨介质与衬板的磨损能量消耗等；因此，它一直是世界各国粉磨工作者所关注的大问题，多年来各国都在极力寻求提高粉磨效率的方法。

立磨（辊式磨）的主要工作部件为磨盘和磨辊，电动机通过减速器驱动磨盘转动，磨辊在磨盘上绕自身轴心滚动，物料通过锁风喂料装置经下料溜管落到磨盘中央，由于离心力的作用形成环形料床，并被钳入磨辊和磨盘之间的缝隙，受到挤压作用而被粉碎，同时由于相对滑动而产生剪切力，使物料被磨细；国内外十多家公司相继研制了各种类型的辊式磨，如德国LOESCHE公司研制了LM辊式磨、Pfeiffer公司研制了MPS辊式磨、KruppPolysius公司研制了RM辊式磨、丹麦F.L.Smith公司研制了Atox辊式磨、日本宇部公司研制了UB-LM辊式磨等。

辊压机是根据料床粉磨原理设计而成，其主要特征是：高压、满速、满料、料床粉碎；辊压机由两个相向同步转动的挤压辊组成，一个为固定辊，一个为活动辊；1985年德国Polysius公司、Humboldt公司的产品问世，Polysius公司称之为高压粉碎辊（HighPressure grinding roll）；Humboldt公司称之为辊压机（Roller Press）；接着，美国Fuller公司也以名为液压辊式破碎机（Hydraulic roll Crusher）的产品问世；丹麦F.L.Smidth公司和德国Koppern公司合作推出了辊压机；上世纪80年代中期，由合肥水泥研究设计院、天津水泥工业设计研究院、洛阳矿山机器厂、唐山水泥机械厂4家单位联合引进德国KHD公司辊压机设计制造技术，经过消化吸收和再创新，通过几十年的不断完善，辊压机性能日趋稳定；目前，辊压机已经广泛应用于各水泥生产企业及预粉磨行业。

目前，在已经出现的粉磨机械中，立磨（辊式磨）和辊压机均为料床粉磨设备；立磨采用水平料床，物料移动速度可控，但由于压力较小，单位面积生产率小于辊压机；辊压机系统部件较多，结构复杂，工作条件恶劣，作用力大，可以说是水泥厂整个系统最为复杂、故障率最高的设备之一；辊压机采用垂直料床，操作压力大，工作中容易发生偏辊，此时细料（细粉、细颗粒）便成为自由落体，不经过碾压就快速通过啮合区，造成机器振动和能量浪费。

另外，辊压机的粉磨机理中存在缺点，辊压机属于高压挤压，两端或两侧辊隙处的物料易被挤出，这部分物料得不到全部挤压，产生大颗粒，即“边缘效应”，“边缘效应”使磨辊两端漏料或物料向两边逃逸；德国CMP AG公司研发的新型高效率料床粉磨设备BETA磨，属于中高压料床粉磨设备，与辊压机的粉磨机理相同，物料经过两个磨辊挤压处理，运行过程中可方便调整磨辊工作压力和料层厚度，BETA磨也不能克服这个缺点；对于目前的粉磨机械而言，因结构所限，偏辊和“边缘效应”无法同时改善，增加磨辊宽径比可以减少“边缘效应”，但偏辊风险随之增加，减小磨辊宽径比可以减少偏辊风险，但“边缘效应”随之增强；为应对“边缘效应”，辊压机两侧安装有侧挡板，侧挡板与辊端的距离小，堵料效果好，但当挤压辊偏斜时，易碰撞，加剧磨损；距离过大，则起不了堵料作用；侧挡板位置难以固定，辊压机带料工作时产生的侧向力很容易将侧挡板推离原位置，从而加剧了“边缘效应”。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种稳定、高效、减少辊压机的振动和“边缘效应”粉磨装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种粉磨装置，包括有机架、辊筒、压板和液压机构，所述的辊筒安装在机架上，并通过电机带动转动，所述的压板倾斜设置在辊筒的下方，压板的上端通过转轴与机架转动连接，压板的下端与液压机构转动连接，本发明由辊筒与压板组成碾压机构，在压板的上表面设有辊压槽，所述的辊筒嵌入辊压槽内并在辊压槽内滚动，在辊压槽上端对接安装有进料管，在辊压槽下端开有出料口，在出料口下面安装有出料管。利用该装置对物料进行挤压，可使块状物料成为粉料。

所述的辊筒的左右两端面与辊压槽的左右侧壁间隙配合，所述的间隙配合促使所述的碾压机构成为一个整体。

所述的压板的倾斜角度小于物料休止角。

所述压板与所述辊筒通过挤压物料间接接触，此接触为面线接触。

在所述的压板的碾压区域设置横向沟槽。

所述的横向沟槽的截面是锯齿状或波浪形。

在所述的压板的背面设置加强肋，所述的加强肋纵横交错，形成网格状。

所述的液压机构设置有多个液压缸，所述液压缸的数目n≥2。

本发明碾压机构部件的组合由敞开式改进成为半封闭式，使得机构整体易于密封，辊筒的横向跳动受限，“边缘效应”大为减少；本发明的压板与液压机构组成连杆，压板与液压机构在端部连接，由液压机构提供动力，压板在其左侧预留有轴孔，压板可以沿其轴做有限角度转动，碾压区域位于压板上表面中部，所述的碾压区域是压板承受辊筒压力的部位。

本发明由辊筒与压板组成碾压机构，所述压板与所述辊筒通过挤压物料间接接触，此接触为“面—线”接触，与之对应的是，辊压机为“线—线”接触，因此本发明增加了碾压面积。

当辊筒的一侧端面下沉时，另一侧端面则上翘，碰到所述的辊压槽的相应侧壁，该侧壁会对其施加一个反力矩，迫使辊筒复位，即，所述的辊筒的横向跳动受限。利用杠杆原理，液压力力臂长度大于碾压力力臂长度，使得液压力小于碾压力。

当液压机构的工作压力超过设定阈值时，说明物料中混入金属件，液压机构立即卸压，所述的压板可在重力作用下回落，因此，能迅速排除金属件。

本发明设置备用液压缸，其数量由液压系统确定。

本发明的优点是：

（1）在进行粉磨作业时，辊压机回料中含有相当比例的细粉，细粉之间易于滑动，当其被拉入高压力区进行挤压时，滑动会导致辊压机的振动；当发生偏辊时，部分料床像筛子，细粉由重力支配，漏料加快，也加剧了辊压机的振动；在进入辊压机物料中，若细颗粒所占比例较多，经挤压时，容易直接从辊间流过，不易形成料饼，引起辊压机振动；在静平衡状态下，粉体堆积斜面与底部水平面所夹锐角叫做休止角，它是通过特定方式使粉体自然下落到特定平台上形成的，休止角反映粉体颗粒间动态摩擦系数大小，休止角越大，摩擦系数越大，粉体的流动性越差；立磨采用水平料床，辊压机采用垂直料床，本发明采用倾斜料床，压板为矩形，倾斜布置，倾斜角度小于物料休止角，这使得细料（细粉、细颗粒）通过的速度大为延缓，物料得以充分碾压，因此本发明的机械运行平稳。

（2）辊压机从外形上看与辊式破碎机类似，都有两个相向旋转的辊子，但它们的工作原理却截然不同；辊压机工作原理简单概括就是：高压料层粉碎，与破碎机相比是：①由液压系统提供的挤压力达到几百吨甚至上千吨，即压力高；②不是单颗粒粉碎，而是物料之间在封闭空间内相互挤压形成高压料层粉碎；但在实际生产中，因为漏料，形成不了封闭空间，辊压机的高压料层粉碎没能得以完全实现；本发明由辊筒与压板组成碾压机构，本发明在压板上设计辊压槽，辊筒嵌入辊压槽内，辊筒为圆柱形，辊筒比辊压槽略窄，辊筒的横向跳动受限；本发明碾压机构部件的组合由敞开式改进成为半封闭式，使得机构整体易于密封，“边缘效应”大为减少，该机构可消除漏料，高压料层粉碎得以完全实现，因而节能即粉磨效率高。

（3）本发明的压板与液压机构组成连杆，压板与液压机构在端部连接，由液压机构提供动力，压板在其左侧预留有轴孔，压板可以沿其轴做有限角度转动，碾压区域位于压板上表面中部，辊筒由电力驱动，可以沿其轴转动，转向为向着进料管方向（逆时针）；本发明以压板的轴作为旋转原点，碾压力×碾压力力臂长度＝液压力×液压力力臂长度，由于液压力力臂长度长于碾压力力臂长度，所以液压力小于碾压力，本发明液压力约为碾压力的一半，因此，在保证碾压力相等的情况下，本发明的机械可大为减小液压力，或减少液压缸数目。

综上所述，通过本发明提供的一种粉磨装置，解决了相关技术中辊压机的振动和“边缘效应”所带来的问题，提供了一种新的粉磨机械结构形式，使得该装置运行稳定、高效。

附图说明

图1为本发明结构正视图。

图2为本发明碾压机构部件组合的侧视图。

具体实施方式

如图1、2所示，一种粉磨装置，包括机架、辊筒1、压板3、液压机构5，本发明采用倾斜料床，压板3为矩形，倾斜布置，倾斜角度小于物料休止角，这使得细料（细粉、细颗粒）通过的速度大为延缓，物料得以充分碾压，因此本发明的机械运行平稳；本发明由辊筒1与压板3组成碾压机构，本发明在压板3上设计辊压槽6，辊筒1为圆柱形，辊筒1比压板3窄，辊筒1的边缘嵌入辊压槽6，如图2所示，因此，辊筒1的横向跳动受限；本发明碾压机构部件的组合由敞开式改进成为半封闭式，使得机构整体易于密封，“边缘效应”大为减少，该机构可消除漏料，高压料层粉碎得以完全实现，因而节能即粉磨效率高；如图1所示，本发明的压板3与液压机构5组成连杆，压板3与液压机构5在端部连接，由液压机构5提供动力，压板3在其左侧预留有轴孔，通过转轴连接在机架上，压板3可以沿其轴做有限角度转动，碾压区域位于压板3上表面中部，辊筒1由电力驱动，可以沿其轴转动，转向为向着进料管2方向（逆时针）；本发明以压板3的轴作为旋转原点，碾压力×碾压力力臂长度＝液压力×液压力力臂长度，由于液压力力臂长度长于碾压力力臂长度，所以液压力小于碾压力，在本例中，液压力约为碾压力的一半，因此，在保证碾压力相等的情况下，本发明的机械可大为减小液压力，或减少液压缸数目。

本发明的压板3在其出料端开矩形孔，嵌入出料管4，物料由进料管2喂入，经过碾压后，溜入出料管4排出机械。碾压机构对物料进行挤压，使得块状物料成为粉料，其中包含部分成品。

本发明采用倾斜料床，当粉磨以石灰石为主的原料时，料床倾斜角度为25—30度。

本发明在所述的压板的碾压区域设置横向沟槽，用以增大摩擦力，防止物料打滑，沟槽内积料起保护作用，延长了部件的修理周期。横向沟槽的截面可以是锯齿状或波浪形，在本实施例中，横向沟槽的截面选用波浪形，周期T＝8mm，高度H＝4mm。

本发明在所述的压板的背面设置加强肋，所述的加强肋纵横交错，形成网格状，用以节省材料。

本发明利用杠杆原理，且，液压力力臂长度大于碾压力力臂长度，使得液压力小于碾压力。当液压机构的工作压力超过设定阈值时，说明物料中混入金属件，液压机构立即卸压，所述的压板可在重力作用下回落，因此，能迅速排除金属件。液压机构设置多个液压缸，所述液压缸的数目n≥2，本发明设置备用液压缸，其数量由液压系统确定，用以提高装置的可靠性。

进一步说明：料床粉碎（或称料层粉碎）原理主要是区别于单颗粒粉碎；在单颗粒粉碎中，每一个颗粒都靠与粉碎设备接触，并受到其直接的压力或剪切力而粉碎，料层粉碎与此不同，只有少部分的颗粒与粉碎设备直接接触，物料在压力的作用下，相互挤压而粉碎，料层粉碎的粉碎效率高，物料在相互的挤压过程中粉碎，没有无谓的能量浪费，因此具有节能的特点；在现有技术中，当辊压机辊子边缘漏料严重时，这一侧的辊缝是撑不开的，因为物料一受挤压就往侧边逃逸，形成不了压力区，达不到稳定的料层粉碎效果。而在本发明中，所述的辊筒的左右两端面与辊压槽的左右侧壁间隙配合，本实施例中，两侧间隙均为10mm，所述的间隙配合促使所述的碾压机构成为一个整体。当辊筒的一侧端面下沉时，另一侧端面则上翘，碰到所述的辊压槽的相应侧壁，该侧壁会对其施加一个反力矩，迫使辊筒复位，即，所述的辊筒的横向跳动受限。

所述的辊筒和所述的压板，其耐磨层的材质均为：含铬、钼、镍、钒、钨、铌等合金元素的高碳高合金钢，硬度HRC58—64。材料经特殊热处理后获得“碳化物+马氏体+少量残余奥氏体”的稳定组织，使合金充分发挥作用和实现带花纹铸造。

本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。