Подъемник гидросмеси для установки в роторной мельнице

ПОДЪМНИК ГИДРОСМЕСИ ДЛЯ УСТАНОВКИ В РОТОРНОЙ МЕЛЬНИЦЕ Подъмник гидросмеси для установки в роторной мельнице имеет переднюю стенку (4) и заднюю стенку (2) по отношению к вращению мельницы. Передняя стенка (4) и задняя стенка(2) ограничивают камеру (1) подъмника гидросмеси, а рештка обеспечивает возможность прохождения суспензии в радиально внешнюю накопительную область камеры подъмника для выпуска из мельницы через радиально внутреннюю выпускную область камеры подъмника. Задняя стенка имеет S-образный изгиб между радиально внешним концом и радиально внутренним концом, такой что радиальное положение максимального наклона задней стенки изменяется во время вращения подъемника гидросмеси. Также предложен подъмник гидросмеси, задняя стенка(2) которого наклонена относительно радиуса подъемника, так что радиально внутренний конец задней стенки находится позади при вращении относительно радиально внешнего конца задней стенки. Предпосылки изобретения Это изобретение относится к подъмнику гидросмеси для установки в роторной мельнице. Обычный подъмник гидросмеси для мельницы с разгрузкой через рештку содержит радиально расположенные камеры, расположенные с возможностью вращения вокруг выходной стороны вертикальной или наклонной рештки. Каждая камера подъмника гидросмеси образована задней стенкой и передней стенкой относительно направления вращения мельницы. В обычном подъмнике гидросмеси задняя стенка и передняя стенка являются радиальными, и задняя стенка передней камеры подъмника гидросмеси является передней стенкой следующей за ней камеры подъмника гидросмеси. Камеры подъмника гидросмеси открыты в направлении оси мельницы. Загруженный в мельницу минерал или смесь минерала и мелющих тел на входной стороне рештки перекатываются при вращении мельницы. В мельницу подается вода и, когда минерал размельчается под действием перекатывания, мелкие частицы и вода образуют суспензию между частицами минерала. Часть суспензии проходит через отверстия в рештке. Во время части каждого оборота мельницы каждая камера подъмника по очереди проходит мимо места загрузки мельницы на входной стороне рештки, и суспензия проходит через рештку в накопительную зону камеры подъмника гидросмеси. Когда мельница вращается, материал в камере подъмника гидросмеси поднимается вверх. Ориентация камеры подъмника гидросмеси изменяется, пока, наконец, камера не откроется вниз, и материал выпадает вниз из камеры на выпускной конус, который направляет материал к выпускному отверстию мельницы. Конструкции обычного подъмника гидросмеси описаны в патенте США 7566017 от 28 июля 2009 г., и международной заявке WO 98/01226, содержание которых, таким образом, целиком включено в данный документ для любых целей. Подъмник гидросмеси, описанный в патенте США 7566017,является частично модульным, то есть каждая камера подъмника образована отдельным модулем подъмника, и отдельные модули собраны на опорной конструкции. Кроме того, рештка встраивается в модули подъмника гидросмеси. Материал, поступающий в камеру подъмника гидросмеси через рештку, имеет две главные фракции, а именно фракцию суспензии, состоящую из воды и частиц, размер которых менее нескольких миллиметров, и фракцию гальки, состоящую, главным образом, из камней, размер которых более нескольких сантиметров. Положение выпуска суспензии зависит от скорости вращения мельницы и эффективного диаметра мельницы. При вращении мельницы против часовой стрелки фракция суспензии в камере подъмника гидросмеси начинает течь в направлении выпускного конуса, когда камера находится в положении примерно 2:00 ч, и выпускается почти полностью ко времени, когда камера подъмника гидросмеси занимает положение между 10:30 и 11:00 ч. Фракция гальки, напротив, движется гораздо медленнее и не начинает падать к выпускающему конусу подъмника гидросмеси, пока камера подъмника не достигнет положения около 1:00 ч, в зависимости от скорости мельницы. В течение короткого интервала вращения в положении около 12:00 ч галька падает свободно, но в положении от 11:00 до 10:00 ч она ударяется о переднюю стенку камеры и скатывается вниз по передней стенке. После положения 10:00 ч скользящее движение фракции гальки замедляется, и в любом случае любая галька, которая выпадает из камеры подъмника гидросмеси, не может попасть в выпускной конус, а попадает в другую камеру подъмника. Таким образом, большая часть фракции гальки не выпускается, а остатся в подъмнике в течение нескольких оборотов. Такая работа обычного подъмника гидросмеси проиллюстрирована на фиг. 1. Рециркулирующая галька образует "мртвую" нагрузку за решткой, что уменьшает рабочий объм подъмника гидросмеси, так как частично занят эффективный объм подъмника гидросмеси, и увеличивает массу мельницы. Кроме того, рециркулирующая галька может забить отверстия рештки, и присутствие некоторого количества гальки в подъмнике уменьшает градиент потока через рештку и может вызвать скопление гидросмеси в мельнице. Поэтому желательно уменьшить долю фракции гальки, остающуюся в подъмнике гальки в течение многих оборотов мельницы. Целью изобретения является устранение недостатков, свойственных известным устройствам, и создание более эффективного устройства для выпуска материала из мельницы, которая используется для измельчения или дробления, даже при очень высоких скоростях вращения мельницы. Сущность изобретения В соответствии с первым аспектом изобретения предлагается подъмник гидросмеси для установки в роторной мельнице, содержащий переднюю стенку и заднюю стенку по отношению к вращению мельницы, которые ограничивают камеру подъмника гидросмеси, и рештку, обеспечивающую возможность прохождения суспензии в радиально внешнюю накопительную область камеры подъмника гидросмеси для выпуска из мельницы через радиально внутреннюю выпускную область указанной камеры, причем задняя стенка имеет S-образный изгиб между радиально внешним концом и радиально внутренним концом, такой что радиальное положение максимального наклона задней стенки изменяется во время вращения подъмника гидросмеси. В соответствии со вторым аспектом изобретения предложен подъмник гидросмеси для установки роторной мельнице, содержащий переднюю стенку и заднюю стенку по отношению к вращению мель-1 021403 ницы, которые ограничивают камеру (1) подъмника гидросмеси, и рештку, выполненную с отверстиями, обеспечивающими возможность прохождения суспензии в радиально внешнюю накопительную область подъмника гидросмеси для выпуска из мельницы через радиально внутреннюю выпускную область, причем отверстия в рештке распределены так, что область рештки ближе к задней стенке имеет существенно меньше отверстий, чем область рештки ближе к передней стенке, причем рештка и задняя стенка образуют карман для удержания суспензии при вращении мельницы и подъеме камеры подъмника гидросмеси от нижнего положения к верхнему положению, отличающийся тем, что задняя стенка имеет радиально внешний конец и радиально внутренний конец, и наклонена относительно радиуса подъмника, так что радиально внутренний конец задней стенки находится позади при вращении относительно радиально внешнего конца задней стенки. Краткое описание чертежей Для лучшего понимания изобретения и чтобы показать, как изобретение может быть осуществлено,будут делаться ссылки на сопровождающие чертежи, где: фиг. 1 А, 1 В и 1 С (совместно называемые фиг. 1) иллюстрируют перенос гальки в обычном подъмнике гидросмеси; фиг. 2 А-2O иллюстрируют работу первого варианта подъмника гидросмеси, описанного в этой заявке; фиг. 3 иллюстрирует схематически второй вариант подъмника гидросмеси, описанного в этой заявке; фиг. 4 иллюстрирует схематически третий вариант подъмника гидросмеси, описанного в этой заявке; фиг. 5 иллюстрирует схематически четвртый вариант подъмника гидросмеси, описанного в этой заявке; фиг. 6 иллюстрирует схематически пятый вариант подъмника гидросмеси, описанного в этой заявке. Подробное описание На фиг. 2 А камера 1 подъмника гидросмеси ограничена передней стенкой 2 и задней стенкой 4(относительно направления вращения мельницы против часовой стрелки). Каждая камера 1 снабжена заслонкой 6 для гальки, установленной с возможностью поворота вокруг оси, смежной с задней стенкой камеры подъмника гидросмеси. Заслонка 6 выполнена с возможностью поворота на угол примерно 90 между открытым положением, в котором она лежит на задней стенке 2 и проходит, по существу, радиально внутрь от оси поворота, и закрытым положением, в котором она проходит, по существу, вдоль окружности к передней стенке 4 камеры подъмника гидросмеси. Когда заслонка 6 закрыта, она делит камеру подъмника гидросмеси радиально на внешнюю накопительную область и внутреннюю выпускную область. Внешняя область камеры делится промежуточной стенкой 5 на заднее отделение и переднее отделение. В альтернативном случае заслонка для гальки может быть шарнирно закреплена между передней стенкой и промежуточной стенкой, или между промежуточной стенкой и задней стенкой между накопительной областью и выпускной областью. Поворотное движение заслонки между открытым и закрытым положением происходит автоматически, благодаря действию гравитационной силы и нагрузки на заслонку. Движение заслонки можно ускорить и/или затормозить с помощью привода, управляемого внешней силой, например, пневматически, или электромеханически. Как показано на фиг. 2 А-2D, заслонка начинает открываться, когда камера подъмника гидросмеси находится в положении около 3:00 ч, и полностью открыта в промежутке примерно от 2:00 до 11:30 ч. Заслонка закрывается при повороте примерно с 11:30 до 9:00 ч и остатся полностью закрытой примерно до 3:00 ч. Когда камера подъмника гидросмеси находится в положении 6:00 ч, суспензия и галька проходят через рештку в накопительную область 10 камеры подъмника гидросмеси. Подъмник гидросмеси вращается, и когда камера достигает положения примерно 2:00 ч, галька начинают скатываться по промежуточной стенке и задней стенке камеры подъмника гидросмеси. По мере продолжения вращения подъмника часть гальки выходит из камеры подъмника, а часть проходит заслонку 6, но не выпускается. Небольшая часть галечной фракции может оставаться радиально снаружи заслонки в накопительной области камеры, как показано на фиг. 2 В. В положении примерно 9:00 ч заслонка полностью закрыта, и блокирует возвращение в накопительную область гальки, которая прошла заслонку, но не была выпущена, как показано на фиг. 2 С. Таким образом, когда подъмник гидросмеси продолжает вращаться (и камера подбирает другую порцию суспензии и гальки в накопительной области), галька в радиально внутренней выпускной области камеры подъмника не может вернуться в накопительную область. Когда камера подъмника гидросмеси достигает положения 2:00 ч и заслонка полностью открывается, галька,находящаяся в выпускной области камеры подъмника гидросмеси, скатывается вниз по задней стенке к выпускному конусу. Так как эта галька располагается в радиально внутренней выпускной области, расстояние, которое она должна пройти, чтобы покинуть камеру и попасть в выпускной конус, является малым, и большая часть гальки будет выпущена. Понятно, что сила тяжести обеспечивает центростремительную силу, обуславливающую радиально внутреннее движение гальки, и что при заданной скорости вращения подъмника центростремительная сила, необходимая для перемещения гальки внутрь, прямо пропорциональна радиусу пути, по которому следует галька. Благодаря меньшему радиусу пути прохождения гальки в выпускную область, сила, необходимая для обеспечения движения внутрь, меньше для гальки во внутренней выпускной области по сравнению с галькой той же массы, но находящейся в накопительной области, и, соответственно, галька в выпускной области начнет раньше двигаться внутрь в цикле вращения. В случае подъмника гидросмеси, показанного на фиг. 2, рештка (не показана на фиг. 2) может быть отдельной от подъмника, или, в случае, когда подъмник является модульным, решетка может быть встроена в подъмник гидросмеси. При эксплуатации подъмника гидросмеси, показанного на фиг. 2, суспензия и галька проходят через отверстия в рештке и поступают в накопительную область камеры подъмника гидросмеси, когда накопительная область, по меньшей мере, частично погружена в материал на входной стороне рештки. Материал в накопительной области камеры подъмника гидросмеси собирается на задней стенке по мере вращения мельницы и подъема камеры подъмника. Как только камера подъмника гидросмеси больше не погружена в материал на входной стороне рештки, суспензия и галька в накопительной области стремятся пройти назад через решетку к входной стороне рештки, тем самым уменьшая эффективность подъмника гидросмеси. На фиг. 3 показаны отверстия в рештке, через которые суспензия и галька проходят с входной стороны рештки в камеру подъмника гидросмеси, когда накопительная область погружена в материал на входной стороне рештки. На фиг. 3 можно видеть, что значительная часть поверхности рештки не имеет отверстий. Эта не имеющая отверстий область рештки находится ближе к задней стенке камеры, чем к передней стенке. Расположение не имеющей отверстий области рештки выбрано так, что при подъеме камеры подъмника и скоплении суспензии и гальки во внешней задней области камеры, они не смогут пройти назад через заслонку к входной стороне рештки. В вариантах, показанных на фиг. 2 и 3, задние стенки смежных камер подъмника гидросмеси являются радиальными, в результате чего в камере отсутствует значительное радиальное движение гальки внутрь, пока задняя стенка камеры подъмника не достигнет положения примерно 1:30 ч и не будет наклонена под углом 45 к горизонтали (хотя, как показано на фиг. 2 А, масса суспензии может сползать до достижения этой точки). Патент 7566017 описывает использование модульного подъмника гидросмеси с криволинейной направляющей для обеспечения радиального движения материала внутрь, прежде чем подъмник гидросмеси достигнет положения 3:00 ч, но такой подъмник более дорогой в производстве по сравнению с подъмником, в котором камера ограничена только прямыми передней и задней стенками. В случае варианта, показанного на фиг. 4, стенки, которые разделяют камеры подъмника гидросмеси, прямые, но не радиальные. Каждая задняя стенка наклонена к радиусу так, что внутренний конец стенки в направлении вращения находится позади внешнего конца. Как показано на фиг. 4, в результате этого задняя стенка каждой камеры подъмника достигает наклона около 45 к горизонтали, прежде чем внутренний конец задней стенки достигнет положения 3:00 ч, в результате чего материал в камере подъмника начинает двигаться радиально внутрь к выпускному конусу раньше во время вращения подъмника гидросмеси по сравнению со случаем обычного подъмника с радиальными стенками. Фиг. 5 иллюстрирует другую конфигурацию стенок, разделяющих камеры подъмника гидросмеси. Как показано на фиг. 5, каждая стенка (которая является передней стенкой одной камеры подъмника и задней стенкой другой камеры подъмника) имеет S-образный изгиб, так что радиальное положение, в котором касательная к стенке является вертикалью, зависит от углового положения стенки. Как показано на фиг. 5, изгиб таков, что внешний сегмент стенки уже наклонн на относительно крутой угол, когда радиально внутренний конец стенки находится в положении около 5:00 ч, так что суспензия и галька начинают двигаться радиально внутрь задолго до того, как стенка достигнет положения 1:00 ч. Благодаря движению материала внутрь уменьшается центростремительная сила, которую должна обеспечить сила тяжести для обеспечения радиального движения гальки внутрь. Когда галька движется внутрь, наклон задней стенки уменьшается, но так как центростремительная сила уменьшена, галька продолжает двигаться внутрь. Когда внутренний конец стенки находится примерно между 2:30 и 1:00 ч, внутренний сегмент стенки крутой, и галька легко двигается к выпускному конусу и направляется к выпускному отверстию мельницы. Фиг. 6 иллюстрирует еще одну модификацию, в которой каждая стенка, разделяющая две смежных камеры подъмника гидросмеси, имеет на одной стороне выступ, который выполняет ту же функцию,что и заслонка, описанная со ссылкой на фиг. 2. Выступ образует карман на передней стенке камеры для гидросмеси. Внешняя часть стенки наклонена к радиусу, как описано со ссылкой на фиг. 4, для обеспечения более раннего движения суспензии и гальки внутрь в цикле вращения, а внутренняя часть каждой стенки является радиальной. Таким образом, когда камера подъмника гидросмеси поднимается, суспензия и галька движутся радиально внутрь, но часть материала остатся в камере, задерживаясь на передней стенке камеры, когда внутренний сегмент стенки достигает положения 9:00 ч. При дальнейшем вращении подъмника гидросмеси материал будет двигаться наружу, удаляясь от конуса. При перемещении вниз по передней стенке, материал попадает на выступ, который выполнен с образованием кармана. Материал попадает в карман и удерживается там, не возвращаясь в накопительную область камеры. Материал в кармане начнт выходить из кармана, когда внутренний сегмент стенки достигнет положения примерно 3:00 ч, но в этой точке сползание материала в накопительную область не дат материалу из кармана выходить наружу вне конуса. Понятно, что изобретение не ограничивается конкретным описанным вариантом и что в нем могут быть выполнены изменения в пределах объема изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения, в соответствии с принципами существующего права, включая доктрину эквивалентов или любой другой принцип, который расширяет имеющий силу объем формулы изобретения за пределы буквальной формулировки. Если контекст не указывает на иное, упоминание в пункте формулы изобретения нескольких элементов, будь это ссылка на один элемент или на более чем один элемент, требует, по меньшей мере, указанного числа элементов, но не исключает из объема формулы конструкцию или способ, имеющие большее количество элемента, чем указано. Термин "содержит" или его производные используются в формуле изобретения в неисключительном смысле, который не предполагает исключение присутствия других элементов или шагов в заявленной конструкции или способе. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Подъмник гидросмеси для установки в роторной мельнице, содержащий переднюю стенку (4) и заднюю стенку (2) по отношению к вращению мельницы, которые ограничивают камеру (1) подъмника гидросмеси, и рештку, обеспечивающую возможность прохождения суспензии в радиально внешнюю накопительную область камеры подъмника гидросмеси для выпуска из мельницы через радиально внутреннюю выпускную область указанной камеры, отличающийся тем, что задняя стенка имеет Sобразный изгиб между радиально внешним концом и радиально внутренним концом, такой что радиальное положение максимального наклона задней стенки изменяется во время вращения подъмника гидросмеси. 2. Подъмник гидросмеси для установки в роторной мельнице, содержащий переднюю стенку (4) и заднюю стенку (2) по отношению к вращению мельницы, которые ограничивают камеру (1) подъмника гидросмеси, и рештку, выполненную с отверстиями, обеспечивающими возможность прохождения суспензии в радиально внешнюю накопительную область подъмника гидросмеси для выпуска из мельницы через радиально внутреннюю выпускную область, причм отверстия в рештке распределены так, что область рештки ближе к задней стенке имеет существенно меньше отверстий, чем область рештки ближе к передней стенке, причм рештка и задняя стенка образуют карман для удержания суспензии при вращении мельницы и подъме камеры подъмника гидросмеси от нижнего положения к верхнему положению, отличающийся тем, что задняя стенка имеет радиально внешний конец и радиально внутренний конец и наклонена относительно радиуса подъмника, так что радиально внутренний конец задней стенки находится позади при вращении относительно радиально внешнего конца задней стенки.