專利名稱：用于將一個葉輪組件固定到粉碎球磨機的研磨平臺上的裝置的制作方法
背景技術：
本發明涉及一種粉碎球磨機，具體而言，本發明涉及一種用于支撐粉碎球磨機之葉輪組件的裝置。
在現有技術中，適用于對材料進行研磨即粉碎的設備早就是公知的設備，而煤炭就是這些材料中的一種。更具體地說，迄今為止，在現有技術中已經有各種不同類型的設備用于粉碎多種不同的材料。這樣，在許多情況下，都能夠發現上述各個設備之間存在明顯的結構特征差別。這些區別的存在大部分歸因于這些設備所應用的各個領域的不同功能要求。例如，在選擇特定類型的設備用于特定應用條件下的過程中，一個必須予以考慮的重要因素是要在該設備內被研磨的材料的特性。
本領域內一種特定類型的煤炭粉碎設備是一種被通稱為球磨機的設備。球磨機的名字來源于下述事實煤炭的粉碎即研磨是在該設備內一個結構上類似球形的研磨表面上進行的。具體的實例可參閱在1969年9月9日授權給J.F.Dalenberg等人的美國專利3465971和/或于1977年1月11日授權給C.J.Skalka的美國專利4002299，這兩個專利均已轉讓給同一受讓人，即本申請的申請人，用來為現有技術中適用于火力發電系統的用于粉碎將作為燃料燃燒的煤炭的球磨機的結構特性和操作方式提供技術啟示。
接下來，在上文引用的粉碎設備中，需要對在球磨機內正被粉碎的材料例如煤炭進行初選。在上文中，所使用的術語初選是指將被粉碎的材料從夾帶這些材料的空氣中分離出來。具體而言，是指被粉碎材料的分離，即使夾帶有被粉碎材料的空氣沿一條彎曲的通道流過球磨機，從而在其改變方向的過程中，使較大顆粒的粉碎材料失去動量并被迫返回研磨平臺表面，以使其受到進一步的粉碎。
根據現有技術的啟示，已經有人在球磨機內采用一個葉輪組件，用于在球磨機內完成對粉碎材料的初選。例如，這樣的球磨機包括在1985年6月18日授權給T.V.Maliszewski等人并已轉讓給本發明的受讓人的美國專利4523721所涉及的主題。
將一葉輪組件剛性固定到球磨機的研磨平臺上用于與研磨平臺一起轉動的嘗試已經產生了一些問題，例如由于熱膨脹不同而產生的斷裂。因此，在現有技術中仍然需要一種能夠將一葉輪組件可靠精確地固定到球磨機的旋轉研磨平臺上的改進裝置。
本發明的目的在于提供一種用于將一葉輪組件可靠固定到球磨機的旋轉研磨平臺上的設備。
發明概述根據本發明，提供一種用于將一葉輪組件固定到球磨機的研磨平臺上的裝置，其中葉輪組件包括一組互相周向隔開安裝在至少一個護套亞組件上的葉片。該設備包括可與球磨機固定在一起的第一固定裝置和可與護套亞組件固定到一起的第二固定裝置。第一固定裝置和第二固定裝置相互配合，從而將護套亞組件和球磨機夾持在一起，用于在研磨平臺的轉動過程中使葉片與研磨平臺一起旋轉。此外，第一固定裝置和第二固定裝置還能夠以下述方式活動接合允許內部護套亞組件的至少一部分沿一預定的方向相對研磨平臺自由移動，而內部護套亞組件與研磨平臺處于夾持狀態下。


圖1為粉碎球磨機的垂直剖面的前視圖；圖2為圖1所示的粉碎球磨機的葉輪組件的局部頂視圖；圖3A為根據本發明用于將一葉輪組件固定到研磨平臺上以與該研磨平臺一起旋轉的裝置的一種變形結構的放大透視圖，圖中還示出了處于一個操作位置上的第一和第二相對移動裝置；圖3B為圖3A所示的設備的一種變形結構的放大透視圖，圖中示出了處于另一操作位置上的第一和第二相對移動設備；圖4為本發明的設備之另一變形結構的放大透視圖。
優選實施方式參照附圖1，圖示的球磨機10包括一個葉輪組件12和一個基本封閉的殼體部分，該殼體部分包括一分離器的殼體14和球磨機的側面區域16。研磨平臺18安裝在一根軸20上，該軸20又與一個合適的驅動機構(未示出)可操作地相連接，從而能夠被旋轉地驅動。由于上述元件以圖1所示的方式安裝在封閉的殼體部分內，因此研磨平臺18設計成能夠沿順時針方向圍繞一個由軸20之軸線限定而成的球磨機軸線BA被驅動。
下面繼續對球磨機10加以說明，一組研磨輥22，根據常規的設計其數量最好為三個，合適地支撐在分離器殼體14的內部，從而等間隔地分布在封閉殼體部分的圓周上。為使附圖簡明起見，圖中僅示出了兩個這樣的研磨輥22。就研磨輥22而言，每個輥都最好支撐在一個軸24上，而軸24又與某種形式的偏壓裝置配合連接。
將在球磨機10內被粉碎的材料例如煤炭由任何一個合適的傳統進料裝置輸送至球磨機內。例如，可用于這種目的的進料裝置可以是一個皮帶進料裝置(未示出)。當煤炭從進料裝置(未示出)送出時，煤炭通過一個整體上由附圖標記26表示的給煤設備進入球磨機10內，其中與封閉殼體部分之間適當地設置有該裝置。根據圖1所示的球磨機10的實施例，給煤設備26包括一個具有合適尺寸的輸送管28，該輸送管的一端延伸到封閉殼體部分的外部并最好終止于一個漏斗形的部件(未示出)。該部件(未示出)被加工成適當的形狀，以利于收集進入球磨機10內的煤粉，并接著將這些煤粉導入輸送管28內。給煤設備26的輸送管28之另一端30能夠將煤炭卸在研磨平臺16的表面上。為此，如圖1所示，最好通過使用任何常規支撐裝置(未示出)將輸送管的端部30適當地支撐在封閉殼體內，從而使輸送管的端部30與支承研磨平臺16并用于旋轉的軸18同軸對準并定位于相對一個合適的出口32有一定距離的位置上，而出口32設置于一般由附圖標記34表示的分選機內，在煤炭輸送到研磨平臺16的表面的過程中，也流過該出口。
根據具有圖1所示結構形式的球磨機的操作方式，氣體例如空氣被用于從研磨平臺18經過封閉殼體部分的內部運送煤炭，用于將煤炭從球磨機10內排出。用于這種條件下的空氣通過一個由附圖標記36表示的合適開口進入球磨機的側面區域16，其用于此目的形成于其內。空氣從上述位于球磨機側面區域16內的開口從研磨平臺18下方環流到后者的表面上方。具體而言，空氣流過由附圖標記38表示的空間，為此該空間形成于球磨機側面區域16的內壁表面和研磨平臺16的圓周之間。下面，結合對設置在根據本發明之球磨機10上的葉輪組件12的說明，對空氣流入后的流動路線加以描述。
空氣被迫流過球磨機10的內部，而放置在研磨平臺18之表面上的煤炭通過研磨輥22的動作被粉碎。當煤炭被粉碎時，產生的顆粒被離心力向外地遠離研磨平臺18之中心拋擲。當其到達研磨平臺18的外圍區域內時，煤粉被從研磨平臺18的下方向上流動的空氣所接收并隨空氣一起被帶走。此后，夾帶有煤粉顆粒的空氣流沿一條彎曲的路線流過球磨機10的內部。另外，在沿彎曲路線流動的過程中，較大的煤粉顆粒與夾帶有它們的空氣分離并被迫返回研磨平臺18的表面，在該表面上，這些煤粉顆粒受到進一步的粉碎加工。另外，較輕的煤粉繼續被夾帶在空氣流中。最后，空氣和夾帶在空氣中的煤粉的混合氣流流向分選機34，有關分選機34的說明請參閱上文。
在現有技術中，本領域技術人員所公知的分選機34能夠對滯留在空氣流中的煤粉作進一步的分選。就是說，具有所需顆粒大小的粉碎煤穿過分選機34并與空氣一起從該分選機34內排出，接著從球磨機10中排出。另一方面，大于所需尺寸的煤粉返回研磨平臺18的表面，煤粉在該表面上受到進一步的粉碎。此后，按照上述的加工過程對這些煤粉顆粒重復處理。即，顆粒被拋向研磨平臺18的外側并被來自研磨平臺18之下方的空氣所吸收，然后與空氣一起經下述的彎曲路線流過球磨機10的內部，當空氣流沿上述的彎曲路線流動時，較重的顆粒落回到研磨平臺18上，而較輕的顆粒繼續隨空氣一起被運送到分選機34內，那些大小合適的顆粒通過分選機34并從球磨機10內排出。
本發明提供一種用于將葉輪組件12固定到球磨機10的研磨平臺16上的裝置38。現參照附圖2、3A和3B對葉輪組件12加以詳細說明，其中圖2為葉輪組件的溝槽件42的圓周部分40的頂視圖，圖3A和3B示出了用于將葉輪組件12固定到球磨機10上的裝置38之優選實施例的一種變形結構。如圖2所示，溝槽部件42通過裝置38以下述的方式支承安裝于球磨機10的可轉動研磨平臺18上。
溝槽件42可操作使空氣以一個預先規定的速度圍繞研磨平臺18環流并沿圖1所示的方向向上流過研磨平臺18。這種操作具有下述作用使在離心力作用下被拋向研磨平臺18之外側的粉碎材料夾帶在從溝槽部件42內流出的空氣流中。
從圖2中可看到，溝槽件42限定了一組單獨的槽形通道，每個通道都由附圖標記44表示。溝槽件42最好沿研磨平臺16的圓周在每六十(60)度的環狀扇形部分內包含有六個這樣的槽形通道44，從而總共形成三十六(36)個這樣的槽形通道44，即沿研磨平臺18的整個圓周在每六十度(60度)的扇形區域內設置六個槽形通道。但，應該注意槽形通道44也可由所有其它合適的環狀扇形裝置構成，例如一個環狀扇形裝置包括三個各為一百二十(120)度的環狀扇形部分，每個環狀扇形部分又包括十二(12)個槽形通道44。或者，槽形通道44也可被制造成一個三百六十(360)度的環形裝置。
如圖3A和3B所示，圖中示出了構成槽形通道44的一個環狀扇形部分的局部透視圖，該槽形部件42包括一個內部護套部分46、一個外部護套部分48和一組葉片50。內部護套部分46相對球磨機的軸線測得的半徑小于外部護套部分48的半徑，而且內部護套部分46和外部護套部分48通過葉片50相互連接在一起。每個葉片50都包括一個可以是平面狀、弧形或其它形狀的軸向延伸部分，葉片的一個邊緣被加工成能夠與內部護套部分46相互配合的結構形狀并可通過焊接等方式固定到內部護套部分46上，同時葉片的相對邊緣被加工成能夠與外部護套部分48相互配合的結構形狀并可通過焊接等方式連接到外部護套部分48上。槽形部件42的各個環狀扇形部分內的葉片50沿周向方向間隔分布，從而在相鄰的各對葉片50之間形成一個槽形通道44。
槽形部件42通過裝置38固定于研磨平臺18上，該裝置38包括一個能夠與球磨機10固定到一起的第一固定裝置和一個能夠與護套亞組件固定到一起的第二固定裝置，在優選實施例中，該護套亞組件包括六個內部護套部分46和六個相應的外部護套部分48。在優選實施例中，第一固定裝置和第二固定裝置接合到一起，以將各個內部護套部分46及其相應的外部護套部分48以夾持的關系與球磨機10固定在一起，用于在球磨機的轉動過程中使葉片50和球磨機10一起旋轉。第一固定裝置和第二固定裝置以下述方式可活動地接合使護套亞組件的至少一部分能夠沿一預定的方向相對球磨機10自由移動，同時使護套亞組件與球磨機處于夾持狀態。第一固定裝置和第二固定裝置最好以下述方式活動地接合使內部護套部分46和外部護套部分48的六個環狀扇形部分中的每一個都能夠沿一預定的方向自由移動。
第一固定裝置包括一組銷52和對應數量的套管54。每個銷都最好設置有一個細長的主體部分56，該主體部分56在其軸向的一端設置有一系列螺紋58，在相對的另一端設置有一定位頭60。螺紋58被適合地構造成與螺紋底孔62配合，一組螺紋底孔周向等間隔設置于一個研磨圈64上，而研磨圈64又安裝于研磨平臺18上。數量和位置均與螺紋底孔62相對應的一組通孔66形成于研磨平臺18的圓周外表面68上，各個通孔66允許相應的銷52可穿過的通道，用于使銷上的螺紋58分別與各個螺紋底孔62通過螺紋相互嚙合。研磨圈64是一個沿研磨平臺18的周向表面68的內半徑安裝于研磨平臺18的環形圈，在研磨平臺之周向表面68的內部安裝有內部護套部分46。
每個套管56都有一圓筒形的外表面和一個具有第一半徑和第二半徑的內部通孔70，其第一半徑是根據銷52的細長主體58的半徑來選擇的，從而允許銷的細長主體部分58從中穿過，大于第一半徑的第二半徑是根據銷52的定位頭60的半徑來選擇的，從而當銷的細長主體58已被穿過內部通孔70的第一半徑部分容納時，使定位頭置于套管的內部通孔70的第二半徑部分內。每個形成于研磨平臺18之周向表面68內的通孔66都設置有一個擴大的圓筒形部分，該部分從外部周向表面68徑向地向里延伸并根據銷52的定位頭60設定尺寸，以使各個銷52的定位頭60徑向最內的軸向寬度部分被容納于通孔66的擴大圓筒形部分內，同時定位頭60徑向最外的軸向寬度部分及對應的套管56之擴大的第二半徑部分都沿研磨平臺18的外部周向表面68徑向向外延伸，其中定位頭置于套管56的第二半徑部分。
第二固定裝置最好是一個在護套亞組件上形成一個孔的裝置。在圖3A和3B所示的本發明之優選實施例的一種變形結構中，在護套亞組件上形成一個孔的裝置最好是一組孔成形裝置，每個成形裝置都在內部護套部分46內形成一個孔72。形成于內部護套部分46上的孔72都徑向地完全穿過相應內部護套部分延伸，而且根據相應組銷52及其對應的套管56設定其位置和尺寸，從而當相應的內部護套部分46處于研磨平臺18上的安裝位置上時，使相應套管56徑向地延伸到孔72內。
如圖3A所示，每個孔72的直徑AD都是根據套管56的直徑來確定其尺寸的，并且滿足下述關系相對球磨機10的軸線測得的孔72的高度AH要遠大于套管的直徑，以允許各個內部護套部分46的預定的移動，其中孔72相對研磨平臺18形成于內部護套部分46內。例如，圖3A所示的孔72之高度AH比套管56的直徑大出一個超出尺寸ED，而該尺寸ED最好等于套管直徑的約100.5％至103％。該裝置所允許的預定的相對運動最好包括內部護套部分46和研磨平臺18之間的至少徑向的相對移動，而且還包括軸向相對移動和相對的角位移。在圖3A所示的變形結構中，每個套管56都被固定地相對研磨平臺18安裝，因此各個內部護套部分46和研磨平臺18之間的預定相對運動就表現為各個內部護套部分46和各個容納于其中的套管56之間的相對移動。此外，孔72可被形成一個如圖3A所示的圓筒形孔，以使各個內部護套部分46相對套管56作徑向、軸向移動和角位移。
如圖3A和3B所示的優選實施例的變形結構，每個容納于內部護套部分46的相應孔72內的套管56最好都不要徑向地完全穿過該孔，而是延伸到一個距球磨機10的軸線有一徑向間隔的位置上，該徑向間隔小于各個內部護套部分46的外部周向表面的半徑，從而使環形的墊圈部分74能夠安裝于內部護套部分的外部周向表面上。這些墊圈部分74完全覆蓋了孔72以減少粉碎材料進入到孔內的通道。
這樣，就可以理解銷54和套管56的形式的第一固定裝置和以在內部護套部分46內形成孔72的設備之形式的第二固定裝置以下述方式活動地互相接合即允許內部護套亞組件相對球磨機10沿一預定的方向自由移動，同時內部護套亞組件與球磨機處于夾持狀態下。圖3A示出了處于粉碎機的一個操作狀態下的本發明的一種變形裝置，在該狀態下，相應內部護套部分46以下述方式支承在各個套管56上并相對套管56定位使每個形成孔72的裝置的軸向上表面部分與套管56的部分軸向上表面相接合。另外，在粉碎機的這種操作狀態下，每個套管56的外端都徑向地向里與相應墊圈部分74間隔一定的距離RS1，該距離是沿套管軸線測定的。參照圖3B，該圖示出了處于粉碎機的第二操作狀態下的本發明的一種變形裝置，該第二操作狀態與上述的操作狀態之間操作有區別，例如不同的溫度狀況和/或粉碎材料沿溝槽通過槽形部件42的瞬時載荷不同。從圖3B中可看到，分別被示出的內部護套部分46已相對研磨平臺18移動，因為在圖中每個形成孔72的裝置之軸向上表面部分不再與相應套管56相接合，而是圍繞套管56的整個圓周及容納該套管的對應孔有一周向間隙CC。此外，相應內部護套部分46已相對研磨平臺18徑向地移動，如圖所示，每個套管56的外端和墊圈部分74之間的徑向間隔RS2大于圖3A所示的粉碎機操作狀態下的徑向間隔RS1。
圖4示出了本發明的另一種變形裝置并示出了構成槽形部件42的一個環狀扇形部分和研磨平臺18的一個對應部分。為便于理解，圖4所示的元件用圖3A和3B所示的本發明變形結構中的相同部件的附圖標記加上一百(“100”)來表示。溝槽部件44包括一個內部護套部分146、一個外部護套部分148和一組葉片150。相對球磨機軸線測得的內部護套146之半徑小于外部護套部分148的半徑，而且內部護套部分146和外部護套部分148被葉片150固定地連接在一起。每個葉片150都包括一個可以是平面、弧形或其它幾何形狀的軸向延伸部分，葉片的一個邊緣根據內部護套部分146協調地成形并可通過焊接等方式將其固定到內部護套部分146上，葉片的相對邊緣根據外部護套部分148協調地成形并可通過焊接等方式將其連接到外部護套部分148上。槽形部件42的各個環狀扇形部分140上的葉片沿周向方向相互隔開，使得相鄰的各對葉片150之間形成一條槽形通道144。
溝槽部件42被一個裝置固定到研磨平臺18上，所述裝置包括一個可與球磨機固定到一起的第一固定裝置和一個可與護套亞組件固定到一起的第二固定裝置，在優選實施例中，護套亞組件包括六個內部護套部分146和六個相應的外部護套部分148。第一固定裝置被固定到研磨平臺18上并包括一個圓筒形的部件176，該圓筒形部件176有一圓筒178、圓筒178的一個軸向端部的帶螺紋的螺栓端和在其相對的軸向端部上的一個通孔182。帶螺紋的螺栓端180通過螺紋固定到研磨圈164的對應螺紋孔內，從而將第一固定裝置固定地安裝到研磨環18上。
第二固定裝置包括一個銷184，該銷184設置有一個帶螺紋的軸向端部186和一個位于相對軸向端部上的半徑增大的頭部188。帶螺紋的軸向端部186適合于螺紋地與內部護套部分146的螺紋孔190相嚙合，以將銷184固定安裝到內部護套部分上。銷184的半徑增大的頭部188定位于圓筒178內，從而當沿球磨機軸線BA的方向觀看時，使銷184能夠相對第一固定裝置徑向地移動。當內部護套部分146相對研磨平臺18徑向地向外膨脹時，銷184上的半徑增大的頭部188沿朝向第一固定裝置之通孔182的方向在圓筒178內移動。這樣，在圖4所示的本發明之另一種變形結構中，第一固定裝置和第二固定裝置相互配合，以將護套亞組件和球磨機10夾持在一起，以在球磨機的轉動過程中，使葉片150和球磨機一起旋轉，而且第一固定裝置和第二固定裝置還以下述方式活動地互相接合護套亞組件允許相對球磨機沿護套亞組件的預定方向自由移動，同時使護套亞組件和球磨機處于夾持狀態下。
權利要求
1.一種用于將一葉輪組件固定到一個粉碎球磨機上的裝置，所述葉輪組件包括一組安裝于互相周向間隔的至少一個護套亞組件上的葉片，所述裝置包括可與所述球磨機固定到一起的第一固定裝置；可與所述護套亞組件固定到一起的第二固定裝置，所述第一固定裝置和所述第二固定裝置相互配合以將所述護套亞組件和球磨機夾持在一起，以使葉輪在球磨機的轉動過程中與球磨機一起旋轉，而且第一固定裝置和第二固定裝置還以下述方式活動地互相接合允許相對所述球磨機沿一預定的所述內部護套亞組件的至少一部分的方向自由移動，同時使所述內護套亞組件和球磨機處于夾持狀態下。
2.根據權利要求1的組件，其特征在于所述第一固定裝置是一個銷，所述第二固定裝置是一個在所述護套亞組件上構成一個孔的裝置，所述的孔用于容納穿過其的導向裝置并被構造成與所述導向裝置之橫截面相對應的結構，從而使從所述導向裝置之螺栓的縱向軸線測得的孔的選定尺寸至少比在所述孔處測得的導向裝置的相應尺寸大100.5％至103％。
3.根據權利要求2的組件，其特征在于所述護套亞組件由一組圓周部分構成，所述圓周部分一起在所述內部護套內形成一個圓環。
全文摘要
一種用于支承粉碎球磨機(10)的葉輪組件(12)的裝置(38)可操作以將葉輪組件(12)可靠精確地固定到粉碎球磨機(10)的旋轉研磨平臺(16)上。
文檔編號B02C15/00GK1390156SQ00806758
公開日2003年1月8日 申請日期2000年2月25日 優先權日1999年3月1日
發明者R·G·伊斯曼, L·S·法里斯, R·S·普費里 申請人:阿爾斯托姆電力公司