Конструкции футеровки для дробилки с безредукторным двигательным приводом и способы ее изготовления

Изобретения относятся к футеровке для дробилки, способу ее изготовления и дробилке, содержащей футеровочные элементы. Могут быть использованы для шаровых мельниц, применяемых при добыче полезных ископаемых, или в различных химических производствах, в энергетических предприятиях, а также при производстве цемента. Футеровка для дробилки содержит футеровочные элементы с болтовыми отверстиями. Болтовые отверстия расположены таким образом, что при размещении футеровочных элементов в барабане дробилки они обеспечивают возможность облегченного и ускоренного удаления футеровочных элементов без взаимодействия с периферийным устройством. Периферийное устройство может быть расположено на барабане и представляет собой безредукторный двигательный привод, который функционально соединен с барабаном дробилки в части, отличной от его конца. Согласно способу изготовления футеровки, если периферийное устройство преграждает или ограничивает доступ к болтовым отверстиям футеровочных элементов, то футеровочные элементы формуют и размещают в барабане дробилки. При этом, болтовые отверстия футеровочных элементов расположены вне габаритной площади периферийного устройства. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к футеровке для дробилок и более конкретно к монтажным устройствам для такой футеровки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Поскольку внутренняя часть барабанов дробилок во время работы подвержена значительному воздействию, все или почти все высокопроизводительные дробилки имеют защитную и сменную футеровку, которая покрывает внутреннюю часть барабана. Обычно футеровку отливают из металла и крепят к барабану дробилки по меньшей мере двумя болтами, которые пересекают футеровку, причем указанные по меньшей мере два болта обычно фиксируются на месте гайкой, расположенной за пределами барабана. Например, части футеровки, которые непосредственно и косвенно прикреплены к корпусу барабана, описаны в патенте США №4,270,705. Для уменьшения деформации могут быть использованы части футеровки с минимальной периферийной длиной согласно документу ЕР 1 952 887 А1, что приводит к увеличению количества необходимых болтов. В патентах США №6,189,280 и №6,343,756 описаны взаимное сцепление защитных плиток и совмещение крепежных элементов.

[0003] Известны различные болты, подходящие для крепления футеровки к корпусу барабана, включая обычные болты или болты, снабженные по меньшей мере одним специализированным средством. Например, в патенте США №4,018,393 описан болт с увеличенной площадью контактной поверхности, а в патентной заявке США №2008/0197640 описаны усовершенствованные болты, которые могут быть удалены под углом.

[0004] Для отделения изношенной футеровки удаляют гайки с использованием пневматического ключа ударного действия, выталкивают болты в барабан и выбивают пластины футеровки от внутренней стенки барабана через так называемые выбитые отверстия. В большинстве случаев удаление гайки и болта достигается путем использования средства для удаления болтов (BRT), снабженного гидравлическим или пневматическим приводом. Согласно еще одному варианту реализации изобретения, в случае если использование средства для удаления болтов затруднено или невозможно, болт может быть удален с использованием кувалды. Однако, с учетом размера известных дробилок (например шаровых мельниц до 26 футов (7,93 м) и дробилок с полусамоизмельчением (SAG) до и более 40 футов (12,2 м) в диаметре), болтов (например 2 дюйма (50,8 мм) в диаметре (М48)), и футеровки весом 2-6 тонн, использование кувалды в качестве средства для удаления болтов является не только трудоемким и опасным, но также и времязатратным. Из-за критической природы процесса размалывания в горной промышленности и других отраслях для поддержания экономической оправданности время простоя должно быть минимизировано. Известны различные средства для удаления болтов, и примеры таких средств описаны в патенте США №6,904,980, документе WO 2007/000019 и патентной заявке США №2009/0126177. Однако независимо от способа удаления болта с использованием средств для удаления болтов остается затрудненным особенно в случаях, в которых оператор не может обеспечить свободный доступ средств к болтам. Например, эксплуатационные затруднения усложнены, если барабан дробилки имеет безредукторный двигательный привод. Во многих случаях безредукторный двигательный привод расположен в любом положении кроме концевого на барабане дробилки и таким образом перекрывает существенную часть барабана. К сожалению, в настоящее время известные и имеющиеся в продаже части футеровки сформированы таким образом, что болты для крепления футеровки расположены под крышкой привода и в целом недоступны для средств. Следовательно, многие операторы вынуждены использовать кувалду в ограниченном пространстве. Без сомнения, операция становится еще более трудоемкой и времязатратной.

[0005] Согласно еще одному варианту реализации изобретения для уменьшения времени простоя, необходимого для удаления болта, может быть использована роботизированная система, описанная в патентной заявке США №2007/0180678. Система управляет роботизированной рукой и средством, автоматизирующим процесс удаления болта. Не смотря на то, что система в целом обеспечивает более быстрое удаление болта, для ее сборки, программирования и обслуживания требуется дополнительное время. Кроме того, сбой такой системы значительно увеличивает простой, связанный с необходимостью удаления футеровки. Для полного устранения проблем, связанных с удалением болта, может быть использована футеровка с безболтовым креплением, как описано в документе СА 2305481, при котором несколько частей пластины скреплены подклинивающими пластинами. В данном случае ударные силы шаров в дробилке вкупе с особенным расположением пластин, как предполагается, должны стабилизировать положение футеровки и, в отличие от обычно используемых материалов, обеспечивать возможность использования более твердых материалов, что увеличивает планируемый срок службы. Однако, не смотря на то, что конструкции футеровки обеспечивают существенные преимущества, в частности увеличение срока службы и облегчение сборки, при их использовании возникают новые недостатки. Например, удаление пластин для замены часто становится более сложным, поскольку пластины сцеплены друг с другом. Кроме того, вследствие непрерывности процесса подклинивания необходимо менять всю футеровку, даже при повреждении лишь ее самой малой части.

[0006] Таким образом, все еще существует потребность в усовершенствованных способах монтажа футеровки в дробилках, и в частности для дробилок с безредукторным двигательным приводом.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Настоящее изобретение направлено на создание различных устройств и способов для футеровочных элементов дробилки с болтовыми отверстиями, причем болтовые отверстия расположены таким образом, что, при размещении футеровочных элементов в барабане дробилки, они обеспечивает возможность облегченного и ускоренного удаления футеровочных элементов без взаимодействия с периферийным устройством, которое может быть расположено на указанном барабане.

[0008] Согласно одному из вариантов настоящего изобретения способ изготовления футеровки для дробилки содержит этап, на котором формуют футеровочные элементы, причем каждый футеровочный элемент имеет болтовые отверстия. Предпочтительно, при размещении футеровочных элементов в барабане дробилки, болтовые отверстия расположены вне габаритной площади периферийного устройства (например безредукторного двигательного привода) на указанном барабане. Более предпочтительно наличие у предлагаемых футеровочных элементов по меньшей мере двух болтовых отверстий.

[0009] Без ограничения объекта настоящего изобретения обычно предпочтительно объединение футеровочных элементов в группы с различной средней длиной. Предпочтительно, если различие средней длины составляет по меньшей мере 10%, и более предпочтительно, если составляет по меньшей мере 20%. Кроме того, предусмотрено дополнительное объединение футеровочных элементов в третью группу со средней длиной, отличающейся от первой и второй средних длин. В дополнительных предпочтительных вариантах болтовые отверстия в футеровочном элементе по существу расположены на одинаковом расстоянии от гипотетической средней линии футеровочного элемента. Дополнительно предусмотрено наличие у барабана дробилки выбитых отверстий, расположенных вне габаритной площади периферийного устройства на указанном барабане, для обеспечения возможности полного удаления футеровочных элементов.

[0010] В частности, предлагаемые футеровочные элементы дробилки, таким образом, имеют болтовые отверстия, причем при размещении футеровочного элемента в барабане дробилки болтовые отверстия расположены вне габаритной площади периферийного устройства (например безредукторного двигательного привода) на указанном барабане. Предпочтительно футеровочный элемент имеет по меньшей мере два болтовых отверстия, предпочтительно расположенных по существу на одинаковом расстоянии от гипотетической средней линии футеровочного элемента. Кроме того, обычно предпочтительно, если барабан дробилки содержит несколько выбитых отверстий, расположенных вне габаритной площади периферийного устройства на указанном барабане, причем выбитые отверстия обеспечивают возможность удаления футеровочного элемента.

[0011] Таким образом, в частности предложены дробилки, содержащие футеровочные элементы. В таких дробилках футеровочные элементы имеют первую среднюю длину, а дополнительные футеровочные элементы имеют вторую среднюю длину, причем разница между первой и второй длинами составляет по меньшей мере 10%, а более предпочтительно, если составляет по меньшей мере 20%. При необходимости могут быть использованы дополнительные футеровочные элементы с третьей средней длиной, причем первая, вторая и третья длины выполнены различными. Еще более предпочтительно, если барабан дробилки содержит множество выбитых отверстий, расположенных вне габаритной площади периферийного устройства на указанном барабане, причем выбитые отверстия обеспечивают возможность удаления футеровочного элемента.

[0012] Различные задачи, отличительные особенности, варианты и преимущества настоящего изобретения станут более очевидны из подробного описания предпочтительных вариантов реализации настоящего изобретения, описанных далее.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0013] На фиг.1 схематически показан перспективный вид части барабана известной дробилки с несколькими футеровочными элементами.

[0014] На фиг.2 схематически показаны виды сбоку и сверху части барабана известной дробилки и несколько футеровочных элементовпо фиг.1.

[0015] На фиг.3 схематически показаны виды сбоку и сверху части барабана дробилки и несколько футеровочных элементов согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0016] Согласно настоящему изобретению предложены футеровка для дробилки и элементы футеровки для дробилки, причем болтовые отверстия в элементах футеровки расположены вне габаритной площади безредукторного двигательного привода и/или другого внешнего устройства, прикрепленного к барабану дробилки. Согласно большинству предпочтительных вариантов предложенная футеровка имеет длину, при которой любой ее конец или оба ее конца проходят за пределы безредукторного двигательного привода и/или другого внешнего устройства, и/или болтовые отверстия в указанной футеровке расположены вне габаритной площади указанного безредукторного двигательного привода и/или другого внешнего устройства. Кроме того, термин "безредукторный двигательный привод", использованный в данном описании, охватывает корпус безредукторного двигательного привода. Таким образом, термин "вне габаритной площади ", используемый по отношению к периферийному устройству и болтовому отверстию, означает, что болтовое отверстие выполнено доступным для средства для удаления болта без удаления корпуса или без подъема статорной части безредукторного двигательного привода.

[0017] Следовательно, следует понимать, что настоящее изобретение позволяет осуществлять любые виды ручных и/или автоматизированных операций удаления болта в дробилках, имеющих корпус безредукторного двигательного привода или другое внешнее устройство, в тех случаях, когда такой корпус или другое устройство в противном случае преграждает или ограничивает доступ к болтам. На фиг.1 показана часть 100 барабана известной дробилки, в которой часть 110 барабана футерована изнутри несколькими группами футеровочных элементов 120A-120F, и в которой каждый футеровочный элемент имеет болтовые отверстия 122 (на чертеже позиционным номером обозначено только одно болтовое отверстие). На фиг.2 показаны виды сверху и сбоку известных футеровочных элементов. Согласно фиг.2, футеровочные элементы 120A-120F по существу имеют одинаковую длину (средняя разность длин составляет 5% или менее) и прикреплены к барабану 110 дробилки болтами, проходящими в отверстия 122. Как показывают линии 122А-122С на фиг.2, иллюстрирующей уровень техники, положение болтовые отверстия в группе 120А и 120В совпадает с положением безредукторого двигательного привода 130. Таким образом, удаление болтов в этих группах чрезвычайно затруднено и при некоторых обстоятельствах даже потребует удаления по меньшей мере корпуса привода или части статора. Эти операции обычно являются трудоемкими и увеличивают время простоя дробилки, что экономически невыгодно.

[0018] Было выяснено, что описанные выше недостатки могут быть устранены путем изменения длины и/или расположения болтовых отверстий таким образом, чтобы внешние устройства (т.е. привод) не препятствовали доступу к указанным отверстиям. Согласно конкретным предпочтительным вариантам реализации предложенных способов и устройств предложенная футеровка дробилки имеет несколько болтовых отверстий, причем при размещении футеровки в барабане дробилки указанные отверстия расположены вне габаритной площади периферийного устройства, расположенного на барабане дробилки. Обычно периферийное устройство представляет собой крышку безредукторного двигательного привода, а футеровка имеет по меньшей мере два болтовых отверстия.

[0019] На фиг.3 показаны варианты реализации предложенных устройств и способов. На чертеже показаны несколько групп футеровочных элементов 120А-120F, причем первая группа 120А содержит футеровочные элементы с относительно небольшой средней длиной, а вторая группа 120В содержит футеровочные элементы с относительно большой средней длиной. Остальные группы 120C-120F содержат футеровочные элементы со средней длиной, которая является промежуточной между длинами элементов из первой и второй групп. Линии 122А и 122В показывают, что болтовые отверстия в данном случае расположены по существу вне габаритной площади безредукторного двигательного привода и его корпуса 130. Следует отметить, что такое расположение требует изготовления футеровочных элементов, значительно различающихся по длине, что может по меньшей мере существенно повысить сложность изготовления и сборки. Кроме того, не смотря на то, что футеровочные элементы с различной длиной имеют различные физико-механические свойства (например резонансные частоты, смещение под нагрузкой в установленном положении и т.п.), в данном случае предполагается, что различия не ухудшают рабочие характеристики. Напротив, облегченное удаление футеровки в данном случае значительно уменьшает время простоя и значительно повышает экономию.

[0020] Таким образом, предложен способ изготовления футеровки для дробилки, согласно которому несколько футеровочных элементов формируют с несколькими болтовыми отверстиями соответственно, причем если футеровочные элементы размещены в барабане дробилки, указанные болтовые отверстия расположены вне габаритной площади периферийного устройства, размещенного на барабане дробилки. Обычно футеровочные элементы имеют по меньшей мере два отверстия, соответствующие отверстиям в барабане дробилки. Как указано выше, обычно предпочтительно, если первая группа футеровочных элементов имеет первую среднюю длину, вторая группа футеровочных элементов имеет вторую среднюю длину, а разница между первой и второй средними длинами составляет по меньшей мере 10%, а более предпочтительно, если составляет по меньшей мере 20%. Предпочтительно остальные футеровочные элементы могут быть объединены в третью группу и иметь промежуточную среднюю длину для облегчения изготовления футеровочных элементов. По меньшей мере в некоторых случаях длина футеровочных элементов, включенных в третью группу, может представлять собой среднюю длину между длинами элементов самой длинной и короткой групп. Таким образом облегчено изготовление футеровочных элементов, а при размещении в качестве усовершенствования измененных футеровочных элементов, большинство существующих болтовых отверстий в барабане дробилки и футеровочных элементов могут быть использованы без изменения.

[0021] Кроме того, обычно предпочтительно расположение болтовых отверстий в футеровочном элементе по существу на одинаковом расстоянии от гипотетической средней линии футеровочного элемента. Если расстояние между двумя отверстиями выполнено относительно большим, то предусмотрено, что для уменьшения смещения под нагрузкой к барабану дробилки и/или футеровочному элементу могут быть прикреплены опорные элементы. Наиболее предпочтительно наличие у барабанов дробилки болтовых и пробивных отверстий, расположенных вне габаритной площади периферийного устройства на указанном барабане. Таким образом, выбитые отверстия в сочетании с предлагаемыми футеровочными элементами, обеспечивают возможность полного удаления футеровочных элементов с использованием пробивных отверстий в отсутствие необходимости удаления внешнего устройства.

[0022] Следует отметить, что предложенные футеровочные элементы и способы подходят для создания новых конструкций дробилок и изменения существующих дробилок. Следовательно, при использовании футеровочных элементов для существующих дробилок, большая часть отверстий или все болтовые отверстия в футеровочных элементах будут определены уже существующими болтовыми отверстиями в барабане дробилки, и таким образом футеровочные элементы по существу могут быть более длинными, а количество соответствующих соединений между футеровочными элементами может быть уменьшено. С другой стороны, футеровочный элемент, сформованный для новой конструкции, может быть подобным или даже идентичным по своей длине известным футеровочным элементам и в то же время может иметь болтовые отверстия, расположенные вне габаритной площади периферийного устройства. Например, подходящая длина футеровочных элементов может составлять по меньшей мере 2,5 м и предпочтительно по меньшей мере 3,0 м. Кроме того, согласно дополнительным вариантам настоящего изобретения, барабан дробилки может иметь выбитые отверстия для удаления футеровочных элементов, а более предпочтительно расположение выбитых отверстий вне габаритной площади периферийного устройства и их выполнение в количестве, достаточном для обеспечения полного удаления футеровочных элементов посредством их использования. При рассмотрении с различных точек зрения, не смотря на то, что предпочтительно выбитые отверстия расположены вблизи, но не в пределах периферийного устройства, указанные выбитые отверстия также могут присутствовать в пределах переферийного устройства, но не иметь существенного значения для удаления футеровочных элементов.

[0023] Кроме того, следует отметить, что не смотря на то, что конструкции и способы, предложенные в настоящей заявке, в частности являются подходящими для шаровых мельниц, используемых при добыче полезных ископаемых, настоящее изобретение также может быть экономически пригодным в различных других отраслях производства. Например, подобные дробилки могут быть использованы в различных химических производствах, в энергетических предприятиях, а также при производстве цемента. Схожим образом, не смотря на то, что наиболее предпочтительным оборудованием для внедрения настоящего изобретения являются шаровые мельницы, также могут быть подходящими для использования настоящего изобретения дробилки с полусамоизмельчением (SAG) и другие дробилки. Таким образом, предполагается, что подходящие периферийные устройства также могут содержать различные приводные механизмы, например венцовые шестерни, и т.п.

[0024] Для специалистов должно быть очевидным, что помимо описанных выше возможны различные модификации настоящего изобретения без отступления от его принципов. Таким образом, настоящее изобретение не ограничено ничем, кроме пунктов приложенной формулы. Кроме того, при интерпретации спецификации и формулы все термины должны интерпретироваться самым широким образом в соответствии с контекстом. В частности, термины "содержит" и "содержащий" должны интерпретироваться как относящиеся к элементам, компонентам или этапам способа неисключающим образом с указанием на то, что элементы, компоненты или этапы способа, на которые сделаны ссылки, могут присутствовать или быть использованы или комбинированы с другими элементами, компонентами или этапами, на которые ссылки явно не сделаны. Если в пункте формулы сделана ссылка по меньшей мере на один элемент группы, состоящей из А, В, С… и N, текст должен интерпретироваться как необходимость присутствия только одного элемента группы, но не А плюс N, или В плюс N, и т.п.

1. Способ изготовления футеровки для дробилки, согласно которому:
если периферийное устройство преграждает или ограничивает доступ к болтовым отверстиям футеровочных элементов, то формуют и размещают футеровочные элементы, каждый из которых имеет болтовые отверстия, в барабане дробилки таким образом, что болтовые отверстия футеровочных элементов расположены вне габаритной площади периферийного устройства на указанном барабане.

2. Способ по п.1, согласно которому периферийное устройство представляет собой безредукторный двигательный привод.

3. Способ по п.1, согласно которому футеровочный элемент имеет по меньшей мере два болтовых отверстия.

4. Способ по п.1, согласно которому первая группа футеровочных элементов имеет первую среднюю длину, а вторая группа футеровочных элементов имеет вторую среднюю длину, причем разница между первой и второй средними длинами составляет по меньшей мере 10%.

5. Способ по п.3, согласно которому первая группа футеровочных элементов имеет первую среднюю длину, вторая группа футеровочных элементов имеет вторую среднюю длину, причем разница между первой и второй средними длинами составляет по меньшей мере 20%.

6. Способ по п.3, согласно которому третья группа футеровочных элементов имеет третью среднюю длину, причем средние длины первой, второй и третьей групп выполнены различными.

7. Способ по п.1, согласно которому болтовые отверстия в футеровочном элементе по существу расположены на одинаковом расстоянии от гипотетической средней линии футеровочного элемента.

8. Способ по п.1, согласно которому барабан дробилки содержит выбитые отверстия, расположенные вне габаритной площади периферийного устройства на барабане дробилки, причем выбитые отверстия обеспечивают возможность удаления футеровочного элемента с их использованием.

9. Футеровочный элемент дробилки с болтовыми отверстиями, выполненный с возможностью его размещения согласно способу по п.1 в барабане дробилки таким образом, что болтовые отверстия расположены вне габаритной площади периферийного устройства на указанном барабане.

10. Футеровочный элемент п.9, в котором периферийное устройство представляет собой безредукторный двигательный привод.

11. Футеровочный элемент по п.9, в котором футеровочный элемент имеет по меньшей мере два болтовые отверстия.

12. Футеровочный элемент по п.9, в котором болтовые отверстия расположены по существу на одинаковом расстоянии от гипотетической средней линии футеровочного элемента.

13. Футеровочный элемент по п.9, для которого барабан дробилки содержит несколько выбитых отверстий, расположенных вне габаритной площади периферийного устройства на барабане дробилки, причем выбитые отверстия обеспечивают возможность удаления футеровочного элемента.

14. Дробилка, содержащая барабан и футеровочный элемент по п.9.

15. Дробилка по п.14, в которой футеровочный элемент имеет первую длину, а указанная дробилка дополнительно содержит второй футеровочный элемент со второй длиной, причем разница между первой и второй длинами составляет по меньшей мере 20%.

16. Дробилка по п.14, в которой футеровочный элемент имеет первую длину, а указанная дробилка дополнительно содержит второй и третий футеровочные элементы, имеющие соответственно вторую и третью длины, причем первая, вторая и третья длины выполнены различными.

17. Дробилка по п.14, в которой барабан содержит несколько выбитых отверстий, расположенных вне габаритной площади периферийного устройства на барабане дробилки, причем выбитые отверстия достаточны для обеспечения возможности удаления футеровочного элемента.