專利名稱：巖石碾磨機及碾磨方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)巖石碾磨機，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。
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(有時為巨大圓石的尺寸)導(dǎo)入一碾磨機。 一般形式的碾磨機中，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，而碾磨部內(nèi)表面上設(shè)置不同類型的揚升肋片，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內(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。
運轉(zhuǎn)這些碾磨機需要花費極大量的電力，而且還涉及其它各種基本的成本。有許多因素都與運轉(zhuǎn)的效率及經(jīng)濟性相關(guān)，本發(fā)明的實施是為了改進(jìn)這類碾磨機及其采用的方法。


圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施例的碾磨機側(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)明中三個揚升組件的斷面圖，這三個揚升組件對應(yīng)圖4中標(biāo)號為3的圈選部位；圖4為一正面立視圖，顯示本發(fā)明實施例中的一列揚升組件；
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，顯示二個前后排列的揚升組件斷面圖，
此斷面是取自通過該二揚升組件下凹部的平面；
圖7為本發(fā)明碾磨機內(nèi)部的概要圖，顯示碾磨機運轉(zhuǎn)時，翻滾中的巖
料位置；
圖8為類似圖6的斷面圖，顯示本發(fā)明第二實施例，其中，每一組內(nèi)的二排揚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)明第三實施例；
圖10為圖9中圈選部位的立視圖，顯示第三實施例中的多個區(qū)段；
圖ll為第三實施例的揚升組件端面立視圖；以及
圖12的圖表顯示本發(fā)明經(jīng)計算機分析所產(chǎn)生的數(shù)值。
具體實施例方式
為求更清晰理解本發(fā)明各具體實施例，首先以一般術(shù)語說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例的整體裝置，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)地說明此實施例及第二、第三實施例的組件。
為了提供根據(jù)本發(fā)明第一實施例的碾磨機10的基本說明，首先參照圖1與圖2。圖1中概要顯示碾磨機10的側(cè)面立視圖。碾磨機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質(zhì)整體的結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)以標(biāo)號18概括表示之。當(dāng)碾磨機10運轉(zhuǎn)時，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10的縱向中心軸20為中心而旋轉(zhuǎn)，以下將會說明。整體結(jié)構(gòu)18旋轉(zhuǎn)時，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被運往另一位置，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10運轉(zhuǎn)時，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)在參照圖2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有時稱為"機殼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)強度。然后在圓筒狀碾磨部12襯套大致整個內(nèi)圓筒表面上設(shè)一揚升部26，此部由多個揚升組件(揚升器28)組成。這些揚升器或揚升組件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，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)?，F(xiàn)在參照圖7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為逆時旋轉(zhuǎn)，中間部12的內(nèi)壁載運巖塊從下方的趾部32沿右側(cè)朝上的弧形路徑移動，有點像"蠶豆形"。到達(dá)較高高度時，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)生一氣旋運動。如此會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趾部32區(qū)內(nèi)的剪切力強度。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，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至右側(cè)時的動量
(momentum)。同時，由于巖塊或巖粒沿著圓形路徑移行，所以也會發(fā)生離心力。
在某些較大型的碾磨機中，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)形對于碾磨處理中的撞擊與剪切力顯然會有實質(zhì)的幫助。此外，鐵球也會影響巖粒及碎塊沿著碾磨部12內(nèi)表面斜坡上移時形成的"蠶豆"狀傾斜構(gòu)形。
請參照圖7，首先可以看見有許多自由墜落的顆粒，這些顆粒以標(biāo)號30概括指稱之。這些是被載運至更高位置的巖石、鐵球、及巖粒，并脫離略向側(cè)面突出的揚升組件28而往下朝較低的趾部位置移動。依照各種不同因素而定，在先前技術(shù)中，這些顆?？赡軙湓谄渌鼛r石碎塊上，也可能會推進(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，有些巖石與巖粒的向下運動會受揚升器28阻礙，因此離揚升器28較遠(yuǎn)且
不受其影響的各層巖石處，會有剪切力。如此會造成一部分巖石與巖粒的內(nèi)部滑動與翻滾。必須了解的是，以上說明只是針對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)在將注意力回到個別的揚升組件28。首先參照圖3至圖6。說明這 些揚升組件28時，"前"、"后"二詞是關(guān)于特定揚升組件28的移行方向。 組件28被視為朝前向移行，這表示揚升組件28的前部是指該組件上比后 部先抵達(dá)任一指定點的部分。
同時，在討論揚升組件28的構(gòu)形時，"上"、"下"二詞并非指稱地球引 力的方向。其實，當(dāng)"上"一詞應(yīng)用于一揚升組件28的任一位置時，視為該 揚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 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時， "上"、"下"二詞是指相對萬有引力定律的移動或位置。因此，在討論圖6 所示揚升組件28的相對位置與方向時，"向上"一詞是指朝向縱軸17的方 向。然而，于論及巖石入料30的揚升時，如圖7所示，"向上" 一詞是表 示向?qū)χ亓Φ膿P升方向。
此外，在說明角度關(guān)系時，任何特定直線的角度是指位于測量角度的 位置相對半徑直線的角度，或相對垂直半徑直線的直線的角度。
揚升組件28相對縱軸的延伸位置，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 個內(nèi)表面。每一列42內(nèi)的揚升組件28可以設(shè)為一或多個整體結(jié)構(gòu)。
為了更詳盡說明揚升組件28的構(gòu)形，首先請參照圖6，顯示其中二個 前、后連續(xù)的揚升組件28斷面圖。每一揚升組件28包括一基座44，其大 致延伸該揚升組件28的全長，并與中間碾磨部12的襯套或殼體21鄰接。 每一揚升部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，由于揚升組件28在各列中為彼此鄰接，所以二個鄰接的揚 升組件28間形成的一對相鄰下凹面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升組件28的構(gòu)形，請參照圖6。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彼此排成一直線的下凹部58相一致。
請進(jìn)一步參照圖6。接觸表面52可視為具有三個主要表面區(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 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，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。
請進(jìn)一步參照圖6。居間傾斜部64的近似長度以"e"表示，向前向上彎 曲部66的近似長度以"f，表示。圖6中所示二組件是依相對維度按比例繪制； 同時，如前所述，依照各種因素而定，雖然圖6所示構(gòu)形對某些情況極為 適合，但此構(gòu)形可以變更。
圖6中，維度"g"是揚升組件28任二相鄰列前、后間隔時的前后頂部 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"是每一揚升組件28的總高 (亦稱為"機殼上方高度")。
相對碾磨機的整體尺寸將這些維度以立體顯示時，此一特定設(shè)計為直 徑40英尺的碾磨部12而制作。對于此一大小的碾磨機(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%。揚升組件28的尺寸約略與碾磨機整體大小成比例。因此，對一較小的碾磨機
而言，例如直徑20英尺或10英尺的碾磨機，圖6所示揚升組件28的尺寸 將會縮小一半或四分之三左右。
這些維度彼此相對比較時，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，則其半徑為 20英尺，而所示的揚升組件28總高度"j"約為20英尺半徑的12.5%。在碾 磨機技術(shù)領(lǐng)域中，經(jīng)常將揚升組件28的不同部位尺寸與碾磨部的半徑作相 關(guān)對比。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，則其長度百分比值要乘以2.5英尺來決定以 英尺為單位時的實際長度。因此，舉例而言，維度"『=80%時，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，相當(dāng)于1.25英尺。
因此，在本發(fā)明各實施例的廣義范圍內(nèi)，這些相對性的維度可以相對 半徑而增減，或相對彼此而增減，視情況及相關(guān)因素的數(shù)目而定。因此， 這些相對碾磨機半徑或相對彼此的維度中，任一者(或多個發(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)在請參照圖3，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會合的每一對相鄰的斜坡側(cè)表面 56，有一坡面角"n"。在此一特定實施例中，此坡面角"n"約為65°。這個角 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。坡度的變化對于碾磨中的巖料移動 方向會有影響。圖3所示的脊背部高度"p"約為兩個下凹面部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，其它各個不同的維度亦可使用本文先前針對 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。若碾磨機是相當(dāng)大型的機器，例如有40英尺直徑的碾磨部 時，揚升組件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，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)明此一實施例的揚升組件28輪廓，其表面積 有極大的部分是相對水平成傾斜。因此，巖石及碾磨方法中可能使用的鐵 球撞擊揚升組件28的表面時，較不會直接打擊而多半是斜斜擦過揚升組件。
此外，兩相鄰揚升組件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，抵住兩個斜坡側(cè)表面56形成楔緊作用， 因此可以產(chǎn)生一些平?？赡懿粫霈F(xiàn)的剪切力。當(dāng)楔緊的巖石被撞擊時， 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，會降低巖石受撞擊時可移動的自由度，因此對巖石的撞 擊只是正面撞擊，不會有放大的斷裂或碎裂力。
此外，下凹部58連同位于兩揚升組件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 (相對以縱軸17為中心的旋轉(zhuǎn)方向)成前后向?qū)R時，巖石的移動多少會被導(dǎo)入對齊的下凹部58內(nèi)。
圖8顯示本發(fā)明第二實施例。第二實施例中的組件若與第一實施例中 的組件相同或類似時，第二實施例中的組件將使用同樣的標(biāo)號但加一個
"a"，以示區(qū)別。
在第二實施例中，有兩種揚升組件28a，其整體結(jié)構(gòu)與第一實施例中的 揚升組件28大致相同。然而，在第二實施例中的揚升組件28a，其排列方 式讓碾磨機運轉(zhuǎn)時可以順時或逆時方向旋轉(zhuǎn)。為了達(dá)到此一目的，是讓兩 列揚升組件28a彼此成背對背地相鄰放置。因此，在圖8中位于右側(cè)的一 列揚升組件面對逆時方向，而另一列揚升組件28a的朝向則以順時方向移 行達(dá)成碾磨機的功能。
該二揚升組件28a的二個基座44a，其背面70a成垂面對齊，同時，此 二背面70a彼此抵靠。此外，每一接觸表面部52a的后表面72a彼此對齊。
運轉(zhuǎn)時，若碾磨機是以逆時方向旋轉(zhuǎn)，如第一實施例所示，那么碾磨 處理中經(jīng)歷的巖石與巖石碎塊翻滾作用，與第一運轉(zhuǎn)實施例所述的情況相 同。除非有些巖石或巖粒移動到左側(cè)的揚升組件28a時，否則位于左列的 揚升組件28a大致與粉碎處理無關(guān)。
從第一實施例的運轉(zhuǎn)說明內(nèi)容就可以了解第二實施例的整體運轉(zhuǎn)，所 以在此不另加詳細(xì)說明。
現(xiàn)在參照圖9、 10、 11說明本發(fā)明第三實施例。第三實施例中的組件 若與前兩實施例中的對應(yīng)組件相同或類似時，第三實施例中的組件大部分 將使用同樣的標(biāo)號但加一個字尾"b"，以示區(qū)別。
與前兩個實施例一樣，第三實施例80b包括多各揚升組件28b，每一揚 升組件28b具有一個受機殼21b支撐的基座部44b。
就其整體構(gòu)形而言，揚升組件81b大致與第一實施例的揚升組件28a 相同或類似，且其設(shè)計細(xì)節(jié)亦與第一實施例說明中所述相同或類似。
因此，第三實施例的接觸表面52b大致延伸揚升組件28b的全長，并 包括一中間脊背接觸表面54b及二個斜坡側(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第三實施例與第一實施例不同之處主要在于第三實施例中的基座部
44b。第一實施例中，基座44為一整體結(jié)構(gòu)。第三實施例中，揚升組件28b 是設(shè)為四個個別構(gòu)件，其中之一是共享構(gòu)件，亦即位于二個揚升組件28b 接合位置的構(gòu)件。這些構(gòu)件彼此組合以形成單一揚升組件28b或一組連接 的揚升組件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，位于揚升組件28b的中央部分；二個側(cè)區(qū)段84b;及一共享接合區(qū) 段86b。這四個區(qū)段82b、 84b、 86b為活動接合，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，第三實施例與前兩實施例不同之處在于，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)， 是用高強度硬質(zhì)金屬材料或其它高強度材料制成。此材料可與公知碾磨機 內(nèi)所用的金屬材料同類型。而兩個居間區(qū)段84b則是用較軟或較可壓縮的 材料制成。
每一揚升組件28b包括三個區(qū)段82b與二個鄰接區(qū)段84b，它們是位于 一對相間隔的接合區(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)對合并有效形成相當(dāng)于一整體的揚升組件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94b 指示這些穿孔。此外，所有的揚升組件28b (例如，使用螺栓)固接于殼體 21上。
為了討論第二實施例的操作，請參照圖IO。在碾磨裝置運轉(zhuǎn)期間，巖 石與其它碎塊會接觸各個向上表面。通常會發(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，會因為撞擊而比較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，巖石與石礫也會擊打每一側(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，磨損速度將會較快。因 此，每一主要中央構(gòu)件82b的較低外緣96b會裸露較多而且?guī)缀鯖]有側(cè)向 支撐力。由于這個原因，所以邊緣轉(zhuǎn)角部96b會有某種程度的斷開，并且 磨損速度較快。這個效應(yīng)也會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的中間上方部位會整體維持原始的輪廓，具有中間尖 峰部與二個下凹側(cè)部。
為了分析本發(fā)明裝置的有效性，特別針對二臺碾磨機的效能進(jìn)行計算 機分析。第一臺碾磨機為傳統(tǒng)碾磨機，其中有揚升組件，但無本發(fā)明的揚 升組件構(gòu)形。第二臺碾磨機與接受測試的第一臺碾磨機相同，但是其中的 揚升組件加入本發(fā)明形成下凹部58的傾斜側(cè)壁。兩臺碾磨機在其它方面的 設(shè)計則是相同的。
所使用的分析方法稱為"離散元素法碾磨機仿真"[Discreet Element Method (DEM) Simulation of the Mill]。所選取的參數(shù)用來模仿實際的顆 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，即用峰值能級對顆粒碰撞加 以分析與分類。這些被常態(tài)化為粒子質(zhì)量與碾磨機功率以產(chǎn)生比較能量分 布曲線。同時，根據(jù)粒徑從垂直方向及切面方向比較各峰值能量曲線。
參照圖12的圖表可以最清晰地概述此項測試的結(jié)果。此表繪出撞擊頻 率(縱軸)與碰撞能量(橫軸)的相關(guān)性。能量值與作用力強度及施力距 離相關(guān)。實線代表使用本發(fā)明的碾磨機效能，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 程度間有確實的關(guān)系。可以確信的是，這些改進(jìn)的效果是由本發(fā)明各實施例造成巖石楔緊而 保持靜止不動所產(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，對靜止?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，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施例說明本發(fā)明，并且相當(dāng)詳細(xì)說明此等實施例， 但申請人的本意并非要將所附申請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專利范圍內(nèi)的其它優(yōu)點 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人整體 概念的精神或范疇。
權(quán)利要求
1. 一種碾磨機，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. 揚升部，所述揚升部位于所述圓筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，并包括多個揚升組件，所述揚升組件裝設(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. 所述揚升組件中至少有一些是成并列方式定位的相鄰揚升組件；所述揚升組件中的每個揚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位置相對的側(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，因而使各對相鄰的揚升組件具有成對的相向的側(cè)表面接觸部，所述成對的側(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，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較大的水平向部分。
3. 如權(quán)利要求1所述的碾磨機，其特征在于，所述位置相對的側(cè)表面 接觸部大致對稱地相對所述揚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，其特征在于，所述揚升組件中至少有 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，其特征在于，所述揚升組件中的一 些揚升組件沿側(cè)向延伸的一列定位，所述一列相對所述揚升組件移行的圓 形向前路徑大致成直角。
6. 如權(quán)利要求1所述的碾磨機，其特征在于，所述揚升組件中的一些 揚升組件沿側(cè)向延伸的一列定位，所述一列相對所述揚升組件移行的圓形 向前路徑大致成直角。
7. 如權(quán)利要求1所述的碾磨機，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. 所述揚升部包括多個額外揚升組件，所述額外揚升組件中的每一 個裝設(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. 所述額外揚升組件中的每個揚升組件定位成與權(quán)利要求1的揚升 組件相鄰并對齊，但是面向后方；所述額外揚升組件中的每個額外揚升組 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位置相對的側(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，因而使各對相鄰的揚升組件具有成對的相向的側(cè)表面接觸部，所 述成對的側(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，其旋轉(zhuǎn)筒體內(nèi)設(shè)置多個揚升組件。此等揚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，此種配置可以增強碾磨機的效率。
文檔編號B02C17/00GK101460250SQ200780020989
公開日2009年6月17日 申請日期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 申請人:克明紐迅科技合資公司