Спосіб і контролер для відділення налиплого матеріалу від кульового барабанного млина

Реферат: Спосіб і пристрій для відділення налиплого матеріалу (14) від внутрішньої стінки (12) подрібнювального барабана (10) кульового барабанного млина, що застосовується для подрібнення. Спосіб включає керування привідним пристроєм подрібнювального барабана (10) для відділення налиплого матеріалу (14) від внутрішньої стінки (12) подрібнювального барабана (10), при цьому привідний пристрій виконаний з можливістю прикладення привідного моменту до подрібнювального барабана, причому керування привідним пристроєм включає зміну привідного моменту, прикладеного до подрібнювального барабана (10), навколо попередньо визначеного еталонного рівня. UA 103719 C2 (12) UA 103719 C2 UA 103719 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Даний винахід стосується способу і відповідного пристрою для відділення налиплого матеріалу від внутрішньої стінки подрібнювального барабана кульового барабанного млина або подібного пристрою. Кульові барабанні млини частіше за все застосовують для подрібнення матеріалів, таких як руда. Матеріал, що складається з великих частинок, наприклад, золотовмісна руда, подається в подрібнювальний барабан кульового барабанного млина, в якому змішується з молольними тілами, наприклад, кулями. У цю суміш може додаватися вода. Нерідко кульовий барабанний млин використовують в переривистому режимі через переривисту подачу подрібнювального матеріалу, через необхідність проведення ремонтних робіт на самому млині або через аварійні зупинки системи. Під час періодів, коли млин не використовується, завантажуваний матеріал в подрібнювальному барабані може консолідуватися і міцно прилипати до внутрішньої стінки подрібнювального барабана, і такий стан називається "налипання завантажуваного матеріалу". Коли барабанний кульовий млин знову запускають після простою і налипання завантажуваного матеріалу, виникає висока імовірність того, що налиплий матеріал від'єднується від барабана у вищій точці його обертання. Це приведе до падіння налиплого матеріалу на внутрішню поверхню подрібнювального барабана в нижній точці його обертання, що, враховуючи потенційну висоту падіння і масу падаючого матеріалу, може привести до суттєвого пошкодження барабанного кульового млина. У зв'язку з вищевикладеним звичайною практикою є перевірка подрібнювального барабана на наявність налиплого матеріалу і при виявленні такого стану обертання подрібнювального барабана негайно зупиняють. Донедавна витягання налиплого матеріалу було трудомісткою ручною операцією, пов'язаною із застосуванням пневматичних відбійних молотків, щоб від'єднати налиплий матеріал, при цьому налиплий матеріал іноді розм'якшують водою. У патенті Німеччини 3528409 А1 описана конструкція, яка виявляє присутність налиплого матеріалу і зупиняє обертання барабана. Якщо барабанний кульовий млин приводять у обертання з постійною кутовою швидкістю, відповідний момент збільшується до абсолютного максимуму, що вказує на те, що сипкий матеріал почав скочуватися до нижньої частини обертового барабана. Якщо є налиплий матеріал, на помірних кутах обертання такий максимум не спостерігається. У заявці на патент США № 2008/0169368 (Becker et al.) був запропонований більш ефективний спосіб і відповідні пристрої для видалення налиплого матеріалу. Цей спосіб пов'язаний з керуванням безредукторним приводом кільцевого електродвигуна, який оточує подрібнювальний барабан, для відділення налиплого матеріалу. Подрібнювальний барабан приводять у обертання в деякому кутовому діапазоні і з відповідною швидкістю так, щоб падаючий матеріал не пошкодив подрібнювальний барабан або інші компоненти кульового барабанного млина. Кут повороту задають так, щоб вони коливалися навколо попередньо визначеного кута повороту з відповідним еталонним або середнім моментом так, щоб його величина зменшувалася пропорційно частині налиплого матеріалу. Система з прикладеним до млина привідним моментом, який може бути позитивним або негативним, не підходить для млинів, що мають редукторний привід, оскільки це може створити люфт на зубцях редуктора, який з часом приведе до руйнування зубців і відповідного скорочення терміну служби трансмісії. У зв'язку з вищевикладеним, метою даного винаходу є усунення або зменшення щонайменше однієї з вищеописаних проблем. Згідно з першим аспектом даного винаходу створений спосіб відділення налиплого матеріалу від внутрішньої стінки подрібнювального барабана, що містить керування привідним пристроєм подрібнювального барабана для відділення налиплого матеріалу від внутрішньої стінки подрібнювального барабана, при цьому привідний пристрій виконаний з можливістю прикладення привідного моменту до подрібнювального барабана, і керування привідним пристроєм містить зміну або коливання привідного моменту, прикладеного до подрібнювального барабана, навколо попередньо визначеного еталонного рівня, який поступово або безперервно збільшується під час зміни. При зміні привідного моменту, прикладеного до подрібнювального барабана, момент, який діє на налиплий матеріал, також змінюється, що сприяє його зміщенню. Переважно, привідний момент при вказаному керування привідним пристроєм завжди діє в одному напрямку. Застосування такого привідного моменту запобігає появі люфта, що приводить до механічних напружень на зубцях шестірень, пов'язаних з подрібнювальним барабаном, що збільшує термін служби кульового млина. 1 UA 103719 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Синусоїдальна зміна привідного моменту приводить до плавної зміни періодичної моделі руху подрібнювального барабана кульового млина, що зменшує навантаження, особливо на механізм трансмісії кульового млина. Альтернативно, привідний момент змінюється ступінчасто навколо попередньо визначеного еталонного рівня. Ступінчаста зміна привідного моменту приводить до більшого ефекту інерції, яка діє на налиплий матеріал, що дозволяє отримати ефективний процес зміщення. У ще одному варіанті привідний момент змінюється по будь-якій періодичній моделі навколо попередньо визначеного еталонного рівня моменту, при цьому зміна відбувається в межах між максимальним і мінімальним рівнем моменту, які визначають діапазон моментів, який збільшується, пропорційний еталонному рівню моменту, що збільшується. Згідно з другим аспектом винаходу створений пристрій для відділення налиплого матеріалу від внутрішньої стінки подрібнювального барабана, що містить контролер для керування привідним пристроєм подрібнювального барабана так, що привідний момент, прикладений привідним пристроєм, змінюється навколо попередньо визначеного і еталонного рівня моменту, що поступово збільшується. При зміні привідного моменту, прикладеного до подрібнювального барабана, навколо попередньо визначеного еталонного рівня, момент, який діє на налиплий матеріал, також змінюється, що сприяє зміщенню налиплого матеріалу так, що при такому зміщенні пошкодження внутрішньої стінки мінімальне. Ці і інші аспекти даного винаходу будуть зрозумілі з нижченаведеного докладного опису з посиланнями на прикладені креслення, на яких зображене наступне: Фіг. 1 зображає переріз внутрішньої стінки подрібнювального барабана згідно з даним винаходом. Фіг. 2 - графічне представлення змін моменту, прикладеного до подрібнювального барабана, по одному варіанту даного винаходу. Фіг. 3 - графічне представлення синусоїдальної зміни моменту, прикладеного до подрібнювального барабану, по другому варіанту даного винаходу. На фіг. 1 показаний подрібнювальний барабан 10, що містить внутрішню стінку 12, на яку налипнув матеріал 14. Згідно з даним винаходом, налиплий матеріал 14 можна від'єднувати від внутрішньої стінки 12 шляхом "струшування" барабана 10. Спосіб струшування реалізовується за рахунок роботи контролера (не показаний), який керує привідним пристроєм (не показаний) подрібнювального барабана 10, прикладаючи привідний момент, який, в свою чергу, прикладає привідний момент до подрібнювального барабана 10. Зміна моменту, прикладеного до подрібнювального барабана 10, приводить до зміни частоти обертання подрібнювального барабана 10 і, отже, кута повороту подрібнювального барабана 10. Під час операції видалення налиплого матеріалу подрібнювальний барабан 10 повертають на кут 16, який не перевищує 75°, щоб запобігти падінню налиплого матеріалу під дією сили тяжіння. Цей кут 16 також може бути меншим 75°, залежно від типу руди. Таке "струшування" подрібнювального барабана 10 шляхом прикладання змінюваного привідного моменту приводить до відділення налиплого матеріалу 14 від внутрішньої стінки 12 в керованому діапазоні кутів повороту, що обмежує імовірність пошкодження, викликаного зміщенням налиплого матеріалу 14 в невідповідній точці обертання. На фіг. 2 в графічному вигляді представлений момент, прикладений до подрібнювального барабана 10 і змінюваний у часі. Момент, прикладений до подрібнювального барабана 10, змінюється навколо даного еталонного моменту Т Reference 20. Імпульси прикладеного моменту мають даний період 26 і змінюються навколо еталонного моменту Т Reference між мінімальним моментом Т Reference -момент Т Reference * коефіцієнт 22 моменту і максимальним моментом Т Reference + момент Т Reference * коефіцієнт 24 моменту. Коефіцієнт моменту вибирають так, щоб фактичний прикладений момент не став негативним, тобто коефіцієнт моменту менший 1. Кут, на який подрібнювальний барабан повертається під час процесу відділення налиплого матеріалу 14, обмежений максимум 75°, щоб налиплий матеріал 14 не змістився з висоти, що могло б привести до суттєвого пошкодження внутрішньої стінки 12 подрібнювального барабана. Кут 16 відстежують, щоб виконати правильну зупинку до досягнення кутом 75°. Після кожного набору імпульсів моменту і до досягнення кутом 16 75° подрібнювальний барабан 10 зупиняють і повертають в положення рівноваги (тобто коли кут 16 дорівнює 0°). Потім подрібнювальний барабан 10 можна повернути в тому ж напрямку або в протилежному напрямку і знову прикласти імпульс моменту. Цей процес повторюють до видалення налиплого матеріалу. 2 UA 103719 C2 5 10 15 20 25 Зміни навколо еталонного моменту Т Reference 20 в діапазоні моментів, який дорівнює ширина 2 * момент Т Reference * коефіцієнт моменту між 22 і 24, такі, що прикладений момент завжди залишається позитивним. Використання позитивного моменту важливе, особливо для млинів із зубчатою передачею, оскільки це запобігає люфту, який створює механічні напруження на зубці шестірень, і такий позитивний момент збільшує термін служби обладнання. Ефект імпульсного прикладення крутного моменту полягає в тому, що налиплий матеріал зсувається під дією змінюваного прискорення. Крім того, коли момент Т Reference 20 збільшується, амплітуда коливань також може збільшуватися, оскільки виникає додатковий простір до досягнення негативного моменту. На фіг. 3 графічно представлені зміни, що чергуються, під часі моменту, який може бути прикладений до подрібнювального барабана 10 відповідно до даного винаходу. У цьому варіанті зміни моменту відбуваються навколо позитивного моменту Т Reference 30 і мають синусоїдальну форму. Синусоїдальна форма є "м'якою" зміною моменту так, що плавність синусоїдальної форми руху накладає менше напруження на механізм трансмісії подрібнювального барабана 10. Таке плавне прикладення моменту дозволяє запобігти пошкодженням механізму трансмісії кульового млина. Плавне прикладення моменту, наприклад, по такій синусоїді, менш ефективне для звільнення налиплого матеріалу, оскільки прискорення, яке діє на матеріал, не так значне, як при покроковій зміні моменту. Як і у варіанті за фіг. 2, друга похідна привідного моменту відносно часу, періодично стає негативною, тоді як перша похідна привідного моменту завжди залишається позитивною. Згідно з даним винаходом до подрібнювального барабана 10 можуть прикладатися інші форми зміни або імпульсів моменту навколо позитивного еталонного моменту. Потрібно розуміти, що описані вище варіанти можуть застосовуватися до безредукторних приводів млинів і до приводів із зубчатими вінцями і найбільш придатні для редукторних приводів млинів. У описані вище варіанти можуть бути внесені різні зміни, що не виходять за межі об'єму винаходу. Наприклад, потрібно розуміти, що для полегшення зміщення налиплого матеріалу 14 від внутрішньої стінки 12 на матеріал 14 до або під час прикладання моменту до подрібнювального барабана можна впливати водою. 30 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 50 55 1. Спосіб відділення налиплого матеріалу (14) від внутрішньої стінки (12) подрібнювального барабана (10), що включає керування привідним пристроєм подрібнювального барабана (10) для відділення налиплого матеріалу від внутрішньої стінки (12) подрібнювального барабана (10), причому привідний пристрій виконаний з можливістю прикладення привідного моменту до подрібнювального барабана (10), при цьому керування привідним пристроєм включає зміну привідного моменту, що прикладається до подрібнювального барабана (10), навколо попередньо визначеного і зростаючого еталонного рівня (20, 30) моменту. 2. Спосіб за п. 1, при якому привідний момент при керуванні привідним пристроєм завжди направлений в одну сторону. 3. Спосіб за п. 1 або п. 2, при якому зміна привідного моменту включає зміну привідного моменту синусоїдально навколо попередньо визначеного еталонного рівня. 4. Спосіб за п. 1 або п. 2, при якому зміна привідного моменту включає зміну привідного моменту ступінчасто навколо попередньо визначеного еталонного рівня. 5. Спосіб за п. 1 або п. 2, при якому зміна привідного моменту включає зміну привідного моменту по будь-якій періодичній моделі навколо попередньо визначеного еталонного рівня і підтримку привідного моменту в діапазоні, пропорційному еталонному рівню моменту. 6. Контролер для відділення налиплого матеріалу (14) від внутрішньої стінки (12) подрібнювального барабана (10), виконаний з можливістю керування привідним пристроєм подрібнювального барабана (10) так, що привідний момент, що прикладається привідним пристроєм, змінюється навколо попередньо визначеного і збільшуваного еталонного рівня (20, 30) моменту. 7. Контролер за п. 6, виконаний з можливістю керування привідним пристроєм так, що привідний момент завжди направлений в одну сторону. 3 UA 103719 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4