CN102665919B - 研磨机及其磨机衬里元件 - Google Patents

Abstract

一种磨机衬里元件，被构造成具有长形弹性体构件，具有非弹性体背板和多个非弹性体插件，多个非弹性体插件形成到所述弹性体构件中，以提供这样的衬里元件，该衬里元件提供比传统的全金属磨机衬里元件更不倾向于破裂并且当磨损时易于处理和替换的提升杆元件和耐磨元件。多种磨机衬里元件是可设置在研磨机壳体中的，并且是适于用在各种类型的研磨机结构中的，包括球磨机以及AG和SAG磨机。

Description

研磨机及其磨机衬里元件

技术领域

本发明涉及研磨机，并且尤其涉及用于研磨机的磨机衬里和磨机衬里组件。

背景技术

研磨机被用在多种工业中以加工硬的、固体材料，诸如岩石和矿石，从而将材料破碎、研磨或粉碎成更小的尺寸。研磨机在它们的结构构造和结构材料，以及用来破碎固体的方式方面能变化。

本发明总体上所涉及的研磨机包括具有圆筒形壁和两个开口端的转动鼓，也被称作壳体。在使用时，材料在鼓的一端中流入并且从鼓的另一端流出。在操作期间，鼓的轴线的定向最典型地是水平的或者倾斜的。鼓或壳体的内部形成供待加工的材料进给到其内的处理室。固体材料被进给到鼓中，有时与用于辅助研磨加工的钢球一起(举例来说，SAG磨机)，并且转动鼓。在一些加工操作中，研磨棒用来代替钢球，但是研磨棒与进给分开地添加到磨机中。

当鼓转动时，固体材料沿着鼓的内侧壁被向上提升直到材料到达重力使固体材料向下落到鼓的最低点的点处。通过这种操作，固体材料，与钢球或棒一起(在使用钢球或棒时)，产生材料的破碎和研磨。

研磨机的鼓或壳体镶衬有保护壳体的内壁的各种元件，并且其尤其被设计和设置在鼓内以提供固体的最佳破碎或研磨。在研磨机中使用的特定衬里元件尤其通过被加工的固体的类型和破碎的类型或所期望的破碎后的材料的大小，以及其它因素，诸如磨机的大小和被进给到磨机中的颗粒材料的大小确定，并且根据它们而选择。

衬里元件通常可包括沿着鼓或壳体的内壁设置的衬里板和提升杆。当壳体转动时，提升杆有助于沿着壳体的侧部向上提升物料(也就是，被加工的固体材料)。衬里板，也是已知的并且也被称作壳体板或间隔器，用来镶衬提升杆之间的壳体的内壁，并且保护壳体的内壁防止由于磨损和固体材料的撞击引起的损坏。基于被破碎的材料和所期望的破碎或研磨类型或大小选择衬里板和提升杆的构造和尺寸。

所描述的衬里元件最通常地由当固体材料在转动鼓中进行处理时能经受住固体材料的撞击的钢或类似材料制成。橡胶或弹性体也已经被用在一些衬里元件中。例如，在公开号为2008/0265074A1的美国专利公开中描述了包括设置在研磨机的鼓中的提升杆之间的耐磨元件的磨机衬里组件。那个申请中所描述的耐磨元件包括部分地由吸收固体材料的撞击，因此保护壳体的弹性体材料制成的破碎板。

如同研磨机领域众所周知的那样，由于固体在元件上的连续的撞击，随着时间的过去磨机衬里的部件最终破裂和/或磨损掉，并且需要替换元件。这需要磨机停机一段时间，其引起材料研磨的停止，并且也可能需要工厂中的用来进一步加工由磨机生产的材料的其它机器停机。在使用钢磨机衬里部件的传统研磨机构造中，替换坏掉的钢元件所需要的过程是昂贵的，不仅因为替换坏掉的元件必须的操作停机时间，而且由于衬里元件的成本。钢部件的相当大的重量通常需要重型设备来移动钢元件，使得修理或替换是困难的和昂贵的。此外，因为衬里元件的坏掉的件是松散的并且可能从壳体的壁上掉下从而危及人的性命，所以坏掉的钢衬里元件为工人和技术人员带来了危险环境。由于衬里的重量，钢衬里也对运输和修理成本带来了相当大的影响。

尽管为了运输和处理的目的在磨机衬里元件中使用弹性体已经导致那些结构的重量的减少，但是弹性体衬里元件带来了其它缺陷，包括结构和构造的限制，以及衬里元件的使用寿命的限制。此外，在研磨机中使用弹性体衬里元件已经导致使用提升杆作为用于锚定占据在围绕转动鼓的内周的提升杆之间的相互间隔开的单独衬里板的机构，这个因素导致零件的运输方面的额外的结构成本以及增加的组装需求。

迄今为止，有效地简化研磨机衬里元件的组装和替换或修理是不可能的。因此，通过提供更易于处理的、更易于安装和替换的，并且当替换时导致更少的操作停机时间的磨机衬里元件来克服传统的磨机衬里组件所遇到的前面的问题将是有利的。

发明内容

根据本发明的第一方面，一种磨机衬里元件被构造成具有长形弹性体构件，具有非弹性体背板的和多个非弹性体插件，所述多个非弹性体插件被构造和定向在弹性体构件内以提供与传统的全金属磨机衬里元件相比更不倾向于破裂，并且当磨损时更易于处理和替换的衬里元件。多种磨机衬里元件是可设置在研磨机壳体中的并且是适于用在多种类型的研磨机结构中的，包括球磨机以及AG(自动研磨机)和SAG(半自动研磨机)。

如同这里所使用的那样，术语“弹性体”指能被形成为磨机衬里元件的形状的任何类型的弹性材料，并且能包括包含天然橡胶、合成橡胶或聚合物诸如聚氨酯或它们的组合的任何弹性体材料组。

本发明的磨机衬里包括大体上被构造为在鼓的转动轴线的方向上沿着研磨机的鼓或壳体的内壁设置的长形弹性体衬里构件。长形弹性体衬里被形成有沿着研磨机的鼓或壳体的内壁定向的底表面。

长形弹性体衬里被构造有在长形衬里构件的长度上延伸并具有规定高度的第一部分。长形弹性体衬里也被构造有在长形衬里构件的长度上延伸的第二部分，所述第二部分具有的高度大于所述第一部分的高度。第一部分和第二部分沿着长形弹性体构件的长度彼此相邻。

多个非弹性体插件沿着长形弹性体衬里构件的长度被嵌入在衬里元件的弹性体材料中。非弹性体插件大体上被构造和定向在长形弹性体衬里构件中，以提供向外定向的撞击表面，其小于插件的垂直于撞击表面定向的面积。非弹性体插件可以具有任何合适的构造，但是在这里所披露的一个实施方式中，可以通过具有第一部分和第二部分而被形成有类似于长形弹性体衬里构件的横截面构造的构造，其中第二部分的高度大于第一部分的高度。

多个非弹性体插件被设置在沿着长形弹性体衬里构件的长度彼此相邻的平行排中。多个插件可以被设置成相对于长形弹性体衬里构件的纵轴线垂直的角度。然而，最合适地，多个插件可以被设置成相对于长形弹性衬里构件的纵轴线成一角度。非弹性体插件可以由为磨机衬里组件提供强度和抗撞击性的任何合适的材料制成，诸如钢或其它合适的耐用材料。

非弹性体底板构件沿着长形弹性体衬里构件的底表面形成并且可以被嵌入在长形弹性体衬里构件的底表面中。底板可以由任何合适的高强度材料制成，并且可以最合适地由钢制成。底板被定向为设置靠在研磨机的鼓的内壁上，并且为磨机衬里元件提供稳定性和用于将磨机衬里元件固定到研磨机的鼓的机构。

在第二方面中，披露了这样的实施方式，即，多个按照第一方面构造的磨机衬里元件与具有环绕转动轴线的连续的圆筒形壁的研磨机壳体相结合。在磨机衬里的这种布置中，元件被设置成沿着壳体或鼓的内周壁彼此相邻。在一个布置中，各磨机衬里元件被紧固到磨机壳体的壁。如同所构造的那样，第一方面的衬里元件可以代替提升杆和衬里板。

附图说明

在附图中，示出了目前被认为是执行本发明的最佳形式；

图1是根据本发明的一个实施方式的磨机衬里的平面图；

图2是沿着线2-2截取的图1中所示的磨机衬里的横截面图；

图3是沿着线3-3得到的图1中所示的磨机衬里的视图；

图4是沿着图6的线4-4截取的、磨机衬里组件的横截面图，示出了设置在如同在图6中所示的那样的磨机壳体内的、图1中所示的多个磨机衬里；

图5是沿着图6的线5-5截取的、磨机衬里组件的横截面图，示出了被设置在如同图6中所示的那样的磨机壳体内的多个磨机衬里元件的附连设备；和

图6是磨机衬里组件的代表性的实施方式的平面图，其中多个磨机衬里元件彼此相邻地设置在磨机壳体中。

具体实施方式

参考附图，图1示出了根据本发明的一个方面的磨机衬里元件10的全部长度。磨机衬里元件10具有在第一端12和第二端14之间延伸的长度L，以及纵轴线16。磨机衬里元件10的纵轴线16通常平行于研磨机壳体或鼓(未示出)的转动轴线。磨机衬里元件10的长度L的尺寸，在一个传统的形式中，可以被设置成在研磨机鼓或壳体的整个长度之上延伸(也就是，当在研磨机壳体的转动轴线的方向上测量时)。然而，磨机衬里元件10在长度L上的尺寸可以被设置成小于研磨机壳体的长度，使得多于一个磨机衬里元件10可以被端对端地放置从而在研磨机壳体的长度之上延伸，最通常地是至少两个元件处于端对端的构造。

图2在横截面中示出了磨机衬里元件10。能够看出，磨机衬里元件10包括长形弹性体衬里构件20，长形弹性体衬里构件20具有宽度W和基本在所述磨机衬里元件10的宽度上延伸的底表面22并且被定向为沿着研磨机壳体的内壁设置(如同在图4和图5中所示的那样)。非弹性体背板构件24沿着长形弹性体衬里构件20的底表面22形成或延伸。背板构件24可以是基本在磨机衬里元件10的长度L上延伸的单个、连续长度的非弹性体材料(如同在图1中的虚线中所示的那样)。可选地，背板构件24可以包括沿着磨机衬里的长度L彼此相邻地设置的多个一定长度的非弹性体材料。背板构件24可以由任何合适强度的和耐用的材料制成，诸如不锈钢、钢或合金。

多个非弹性体插件26以一间隔开的排列被嵌入在长形弹性体衬里构件20中，其中弹性体材料在相邻插件26之间。多个插件26优选为平行地设置并且被设置在沿着磨机衬里元件10的长度L的相邻列中，如同在图1中所示的那样。插件26可以被定向在垂直于磨机衬里元件10的纵轴线16的方向上。可选地，如同在图1中所示的那样，插件26可以被定向成相对于纵轴线16成角度A。角度A可以是相对于与纵轴线16垂直地交叉的平面成大约5度到大约30度的角。插件26相对于纵轴线16倾斜定向具有防止“空转(racing)”的好处，所述“空转”是由在主要体积的磨料之下更细等级的固体的流动引起的插件之间的弹性体的过早磨损。因此，增加了磨机衬里元件10的使用寿命。

如同在图1中所示的那样，插件26在沿着长形弹性体构件20的长度L彼此间隔开的列中，因此在相邻插件26之间提供宽度为X的弹性体材料。插件26可以彼此间隔开，使得沿着长形弹性体构件20的长度，相邻插件26之间的宽度X是相等的。可选地，相邻插件26之间的宽度X可以沿着长形弹性体构件20的长度L变化。插件之间的间隔的宽度X可以从大约0.25英寸到大约两英寸或更大(大约6mm到大约50mm或更大)。相邻插件26之间的特定合适宽度X可以从大约0.38英寸到大约0.75英寸(大约9mm到大约19mm)。

嵌入在长形弹性体构件20中的插件26可以由耐用的和能经受住研磨机中的被处理的固体的撞击的任何合适的材料制成。一个代表性的材料是钢。然而，其它材料可能是同样合适的，诸如某些陶瓷和合金。通常，各插件26被形成为具有厚度T的材料盘，如同在图1中所示的那样，其限定被定向在远离底表面22的方向中的撞击边缘28。插件的厚度T可以从大约1.5英寸到大约7.5英寸(从大约38mm到大约191mm)。将会理解，可以选择插件的厚度T以为插件26和磨机衬里元件10的整个结构提供最大的耐用性。

插件26进一步被构造有限定插件26的厚度T的相对的(opposing)、间隔开的表面。在图2中示出了其中一个相对的表面29。相对的表面29大体可以在相对于衬里元件10的纵轴线16垂直的方向上并且垂直于插件26的撞击表面28地延伸。各插件26也具有规定高度H，如同在图2中所示的那样，其中插件26的高度H大于插件26的厚度T。插件26可以被形成为多种不同的构造，其中盘的外周边25具有任何规则或不规则的形状。

取决于其中将使用研磨机的应用，磨机衬里元件10的横截面构造可以变化。然而，磨机衬里元件10通常被构造成提供壳体或衬板和提升杆的元件。因此，长形弹性体衬里构件20，如同在图2中所示的那样，通常被构造成具有在长形衬里构件20的长度上延伸并具有高度32的第一部分30。长形衬里构件20也被构造成在长形衬里构件20的长度上延伸并具有高度36的第二部分34，第二部分34的高度36大于第一部分30的高度32。

磨机衬里元件10的第一部分30可以充当研磨机的壳体衬里或耐磨元件，同时第二部分可以充当提升杆元件。因此，第二部分34被形成有撞击面38。如同在图2中所示的那样，撞击面38被形成为相对于延伸通过磨机衬里元件10的纵轴线16的垂直平面40成角度Z。然而，取决于加工应用，撞击面38的构造和角度可以变化。

如同在图2中所示的那样，插件26可以被构造成具有类似于或相似于长形弹性体衬里构件20的横截面形状的外周边25，使得插件26被构造成具有如同前面参考长形弹性体衬里构件20所描述的那样的第一部分和第二部分。然而，插件26的外周边形状25不需要是与长形弹性体构件20的横截面形状相同的。

磨机衬里元件10可以由多种方法形成。例如，可以使用供多个插件26设置在其内并保持在合适位置处的模具，同时灌注或以其它方式引入弹性体材料，诸如通过手工敷设到模具中以填充插件26之间的空间。一旦插件26和弹性体已经被设置到模具中，模具的内容物然后被同时加热和压缩一段时间以使弹性体材料固化。磨机衬里元件10然后从模具热去除掉并且允许冷却。随后磨机衬里元件10被检查气孔或填充缺失，并且剪切掉弹性体材料的多余的飞边。模制处理的结果是，在插件和弹性体材料之间形成化学结合，在结合处这些部件相接触。这种结合在使用中防止插件26与磨机衬里元件10的本体分离。

在所描述的实施方式中，插件26被形成有沟槽44，如同在图2中所看到的那样，弹性体材料被引入到所述沟槽44内，因此提供插件26到长形弹性构件20的牢固附连。本领域技术人员已知的其它方式能用来将嵌入式插件26形成到长形弹性体构件20中以形成磨机衬里元件10。

磨机衬里元件10进一步形成有用于将磨机衬里元件10附连到研磨机壳体40的机构，如同在图4和5中所示的那样。例如，如同在图1和3中所示的那样，多个沟槽52可以被形成为通过磨机衬里元件10，通过沟槽52可以设置紧固设备54，如同在图5中所示的那样。特别是，沟槽52延伸通过背板构件24，其提供用于紧固设备54的锚定装置，并且进入到弹性体材料中。紧固设备54可以是任何合适的装置，诸如螺栓56，具有相关的垫圈57和六角螺母58。

图4和5示出了沿着研磨机壳体40的内周壁60设置的多个磨机衬里元件10。磨机元件10被设置为围绕研磨机壳体50的整个内壁60彼此相邻，其中各磨机衬里元件10的纵轴线16被定向成平行于研磨机壳体50的转动轴线。从图4和5能看到，各磨机衬里元件10的底表面22、并且因此背板24，可以弯曲以顺应磨机壳体40的弯曲。

图6示出了研磨机62的一部分的平面图，示出了被设置的彼此相邻的三个磨机衬里10。用箭头66示出了研磨机壳体50的转动方向。可以注意到，磨机衬里10可以优选为被放置成彼此相邻，使得相邻磨机衬里10之间基本上没有空间，如同在图6中所示的那样。然而，沿着壳体40的内壁60并排和端对端地布置磨机衬里10，使得磨机衬里10是稍微间隔开的同样也是可能的。

这里所披露的磨机衬里元件设计给出了优于传统的磨机衬里的特定好处。首先，提供由一厚度的弹性体材料间隔开和分离开的多个插件减少了全钢磨机衬里所经历的故障率。弹性体材料对插件进行缓冲以减少作用在插件上的撞击力。其次，如果插件将破碎或损坏，它们被周围的弹性体材料保持在合适的位置处，因此防止传统的钢衬里的坏掉和故障部分所经历的危险环境。由于它们的构造，这里所披露的磨机衬里可以提供优于传统的钢衬里的更长的使用寿命，因此减少研磨机的停机时间和减少修理成本。

与传统的钢衬里相比，这里所披露的磨机衬里元件的设计使磨机衬里元件具有更轻的重量，因此减少运输成本，并且使磨机元件的处理容易得多。而且，因为更少的重量和磨损被放置在磨机轴承和大齿轮上，所以磨机衬里的减少的重量导致研磨机的延长的使用寿命。磨机衬里元件的弹性体材料也减少了研磨机操作期间的噪声级别，导致对磨机工人的听力的更少的损坏。

进一步地，磨机元件的设计也提供了耐磨元件以及提升杆元件，因此不需要如同现有技术中通常的那样的两个单独的元件。这样，磨机衬里提供耐磨元件和提升杆的组合，用以形成在磨机中被加工的固体材料的运动和破坏，或粉碎。插件在整个磨机衬里元件上的布置意味着整体式提升杆和耐磨元件部件是完全加强的，其是在传统的布置上的改进。布置进一步简化研磨机鼓或壳体中的衬里元件的替换或修理。

这里所披露的磨机衬里元件能在构造和尺寸上进行改变以满足使用研磨机的任何特定应用的特定需求。这样，这里所参考的磨机衬里元件的结构、构造、大小或尺寸的特定细节或它的构成零件是作为例子而不是作为限制。

Claims (19)

1.一种磨机衬里元件，包括：

长形弹性体衬里构件，所述长形弹性体衬里构件具有底表面，用于沿着研磨机壳体的内壁设置，所述长形弹性体衬里构件具有第一部分，所述第一部分在所述长形弹性体衬里构件的长度上延伸并具有高度，并且所述长形弹性体衬里构件具有在所述长形弹性体衬里构件的长度上延伸的第二部分，所述第二部分具有的高度大于所述第一部分的所述高度；

沿着所述长形弹性体衬里构件的所述底表面设置的非弹性体背板构件；和

多个非弹性体插件，所述多个非弹性体插件嵌在所述长形弹性体衬里构件的弹性体中，相对于竖直平面成非垂直的角度，该竖直平面沿着所述磨机衬里元件的纵轴线形成，所述磨机衬里元件的所述纵轴线与所述长形弹性体衬里构件的所述第二部分相交。

2.如权利要求1所述的磨机衬里元件，其中所述多个非弹性体插件的各非弹性体插件沿着所述长形弹性体衬里构件的长度布置。

3.如权利要求1所述的磨机衬里元件，其中各所述多个非弹性体插件由钢制成。

4.如权利要求1所述的磨机衬里元件，其中所述长形衬里构件的所述第二部分形成有撞击面。

5.如权利要求4所述的磨机衬里元件，其中所述撞击面被定向为相对于竖直平面成一角度，该竖直平面沿着所述磨机衬里元件的纵轴线形成，所述磨机衬里元件的纵轴线与所述长形衬里构件的所述第二部分相交。

6.如权利要求4所述的磨机衬里元件，其中所述第二部分构成提升杆。

7.如权利要求1所述的磨机衬里元件，其中所述非弹性体背板构件是弯曲的以顺应研磨机壳体的内侧壁。

8.如权利要求1所述的磨机衬里元件，其中所述非弹性体背板构件由钢制成。

9.如权利要求1所述的磨机衬里元件，其中各所述插件形成有两个相对的间隔开的侧部，所述两个相对的间隔开的侧部相对于通过所述长形弹性体衬里构件的纵轴线成非垂直的角度延伸，所述两个相对的间隔开的侧部在其间限定厚度，并且其中插件的厚度限定被定向为远离所述长形弹性体衬里构件的所述底表面的撞击边缘。

10.如权利要求9所述的磨机衬里元件，其中各所述插件的所述相对的间隔开的侧部具有规定的高度，并且其尺寸大于插件的厚度。

11.如权利要求1所述的磨机衬里元件，其中所述多个非弹性体插件中的各非弹性体插件进一步包括具有高度尺寸的第一部分和具有高度尺寸的第二部分，所述第二部分的高度尺寸大于所述非弹性体插件的第一部分的高度尺寸，并且进一步地其中各所述非弹性体插件的各所述第一部分和所述第二部分被嵌在所述长形弹性体衬里构件的弹性体材料内。

12.如权利要求11所述的磨机衬里元件，其中各所述非弹性体插件的所述第一部分和所述第二部分被定向成提供撞击边缘。

13.如权利要求12所述的磨机衬里元件，其中各所述非弹性体插件的所述第一部分的所述撞击边缘被定向成与所述第二部分的撞击边缘成一角度。

14.如权利要求9所述的磨机衬里元件，其中所述多个非弹性体插件的各非弹性体插件的所述两个相对的间隔开的侧部被设置成接触所述长形弹性体衬里构件的弹性体。

15.一种研磨机，包括：

具有环绕转动轴线的连续圆筒形壁的磨机壳体；

沿着所述磨机壳体的所述壁彼此相邻地设置的多个磨机衬里元件，各所述磨机衬里进一步包括，

长形弹性体衬里构件，所述长形弹性体衬里构件具有底表面，用于沿着所述磨机壳体的壁的内表面设置，所述长形弹性体衬里构件具有第一部分，所述第一部分在所述长形弹性体衬里构件的长度上延伸并具有高度，并且所述长形弹性体衬里构件具有第二部分，所述第二部分在所述长形弹性体衬里构件的长度上延伸，所述长形弹性体衬里构件的所述第二部分具有的高度大于所述第一部分的所述高度，所述第二部分限定提升杆；

形成在所述长形弹性体衬里构件的所述底表面中的非弹性体背板构件；

嵌在每个所述长形弹性体衬里构件的弹性体中的多个非弹性体插件，所述多个非弹性体插件被设置成相对于所述磨机衬里元件的纵轴线成垂直的角度或被设置成相对于所述磨机衬里元件的所述纵轴线成一角度，所述多个非弹性体插件的每个插件具有被设置在所述长形弹性体衬里构件的第一部分内的第一部分和被设置在所述长形弹性体衬里构件的第二部分内的第二部分。

16.如权利要求15所述的研磨机，其中各所述磨机衬里元件被紧固到所述磨机壳体的所述壁。

17.如权利要求15所述的研磨机，其中各所述非弹性体插件形成有被定向为朝向所述转动轴线的撞击边缘。

18.一种磨机衬里元件，包括：

长形弹性体衬里构件，所述长形弹性体衬里构件具有底表面，用于沿着研磨机壳体的内壁设置；

沿着所述长形弹性体衬里构件的所述底表面设置的非弹性体背板构件；

嵌在所述长形弹性体衬里构件的弹性体中的多个非弹性体插件；并且

其中，所述长形弹性体衬里构件具有第一部分，所述第一部分在所述长形弹性体衬里构件的长度上延伸并具有高度，并且所述长形弹性体衬里构件具有第二部分，所述第二部分在所述长形弹性体衬里构件的长度上延伸，所述第二部分具有的高度大于所述第一部分的所述高度，并且其中所述多个非弹性体插件的各非弹性体插件进一步包括具有高度尺寸的第一部分和具有高度尺寸的第二部分，所述第二部分的高度尺寸大于所述非弹性体插件的所述第一部分的所述高度尺寸，并且进一步地其中各所述非弹性体插件的各所述第一部分和所述第二部分被嵌在所述长形弹性体衬里构件的弹性体材料内，并且各所述非弹性体插件的所述第一部分和所述第二部分被定向成提供撞击边缘。

19.如权利要求18所述的磨机衬里元件，其中各所述非弹性体插件的所述第一部分的所述撞击边缘被定向成与所述第二部分的撞击边缘成一角度。