CN120286129A - 一种节能高效的立磨机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能高效的立磨机，属于研磨制粉设备技术领域。该立磨机由底座、圆底盘、筒壳等构成，筒壳内设有下圆筒、磨盘、上圆筒、圆环隔板等部件。磨盘呈圆槽形，由磨盘电机驱动，磨环内侧壁面母线与水平面夹角是45～75度，辊轴中心线下端向磨盘旋转方向倾斜，能高效研磨物料。设备通过环形进风通道、笼型分离器等实现物料分选与输送，环形进风通道设置粗渣刮料板和粗渣出口，笼型分离器配合细粉出料仓和细粉出料管完成粗细粉分离。此外，还配备弹性机构安装磨辊，减少设备振动。该机研磨效率高，节能显著，一机两用，稳定性好，操作方便，能满足各类物料的研磨制粉需求，有效解决传统立磨机存在的诸多问题。

Description

一种节能高效的立磨机

技术领域

本发明涉及研磨制粉设备技术领域，尤其涉及一种节能高效的立磨机。

背景技术

在工业生产的众多环节中，研磨制粉是不可或缺的基础工序，广泛应用于建材、矿山、化工等多个行业。立磨机作为研磨制粉的关键设备，其性能直接影响着生产的效率、产品质量与成本。然而，传统立磨机存在诸多不容忽视的问题，严重制约了相关产业的发展。

在研磨效率方面，传统立磨机的磨盘和磨辊结构设计不够科学。磨环内侧壁面角度不合理，导致磨辊无法对物料充分施压，物料容易打滑，难以被有效研磨。例如在水泥生产中，石灰石经传统立磨机研磨一次达标率仅 60%～70%，需反复加工，导致能耗增加约30%。这不仅延长了生产时间，还大大增加了能耗，使得企业的生产成本大幅上升。

物料分选环节同样存在问题。传统立磨机配备的笼型分离器结构简单，缺乏精准区分粗细粉的能力。在实际生产时，成品中粗细粉混合现象普遍，产品粒度不均匀。这对于一些对产品粒度要求严格的行业，如电子材料、精细化工等，会严重影响产品的性能和质量，导致产品无法满足高端市场的需求。

此外，传统立磨机的进风系统也存在缺陷。进风通道设计不合理，使得风量分布不均匀。这不仅影响了物料在设备内的输送效率，还干扰了物料的分离效果，导致设备整体运行性能下降。而且，传统立磨机在维护方面也不够便捷，部件的安装和拆卸较为复杂，增加了维护成本和停机时间，进一步降低了企业的生产效益。

综上所述，开发一种能够有效提高研磨效率、精准分选物料、优化进风系统并便于维护的节能高效立磨机，成为研磨制粉设备领域亟待解决的重要课题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种节能高效的立磨机，通过优化磨盘、磨辊结构以及进风、分选系统等设计，提高物料的研磨效率和分选精度，降低能耗，提升设备整体性能，满足工业生产对高质量、高效率研磨制粉设备的需求。

本发明是通过如下的技术方案予以实现的：一种节能高效的立磨机，包括底座，底座上部设有圆底盘，圆底盘上部连接筒壳，其特征在于：筒壳内部从底到上依次设置下圆筒，由磨盘电机驱动旋转的磨盘，上圆筒，圆环隔板，筒壳上端连接壳盖；

所述的磨盘是由圆底和环壁构成的圆槽形结构，环壁内侧安装磨环，磨环内侧壁面母线与水平面夹角（β）是45～75度，磨盘上面环形分布设置多个由辊轴和辊体构成的磨辊，磨辊周向紧密贴合在磨环上，辊轴中心线下端向磨盘旋转方向倾斜，按着磨环内侧面展开的扇形平面和辊体对应位置关系表示，辊体中心点与扇形平面圆心之间的连线称为辊连圆心线，辊连圆心线与辊轴中心线在扇形平面上的投影线之间的夹角是5～20度；

下圆筒外围与筒壳之间构成环形进风通道，筒壳下部设置若干环形分布连通环形进风通道的进风孔，环形进风通道内部设置1～3个连接环壁外侧的粗渣刮料板，环形进风通道底部的圆底盘上设有粗渣出口，粗渣出口下面连接粗渣排出管；

圆环隔板下部是由分离器电机驱动旋转的笼型分离器，圆环隔板和笼型分离器的上部的筒壳和壳盖之间是细粉出料仓，筒壳上部设置连通细粉出料仓的细粉出料管；

上圆筒外围与筒壳之间构成环形出料通道，环形出料通道下端与环壁之间留有环形粉料进口，环形出料通道上端与圆环隔板之间留有环形粉料出口；

笼型分离器下面的上圆筒内设有锥筒形粗粉接料斗，粗粉接料斗的下面是落料仓，落料仓的侧面设有贯穿筒壳和上圆筒且内侧端向下倾斜的进料管，进料管的外侧端设有进料斗；落料仓的侧面设有贯穿筒壳和上圆筒且外侧端向下倾斜的出料套管，出料套管内部滑动安装内端口对接粗粉接料斗下口的粗粉出料管，套管外侧端设有顶紧粗粉出料管的手轮顶紧螺栓。

优选地，磨环内侧壁面母线与水平面夹角是65～70度。

优选地，辊连圆心线与辊轴中心线在扇形平面上的投影线之间的夹角是8～15度。

优选地，在圆底盘下方设有齿轮减速机，磨盘电机通过齿轮减速机驱动磨盘旋转。

优选地，所述多个磨辊分别由设置在筒壳外壁上的弹性机构安装，弹性机构包括固定连接在筒壳外部的铰接座、竖臂、横臂、气囊、贯穿连接筒壳和上圆筒的轴套管，竖臂的中部通过穿过轴套管的横臂连接辊轴，竖臂的上端铰接铰接座，竖臂的下端设置弹性支撑在筒壳和竖臂下端的气囊，气囊上设有连接外部气源的进气口。

优选地，在横臂与气囊之间的竖臂上设置弹簧减震器。

优选地，在环形分布进风孔的外侧设置扣合在筒壳上的环形保护壳，保护壳上设有进风口。

（1）研磨效率高：磨环内侧壁面母线与水平面夹角是45～75度，在磨盘正常转速下，无论顺时针还是逆时针旋转，物料自身重力和离心力产生的合力方向基本垂直磨环内壁，因此物料不会被离心力甩出磨盘。在研磨作业时，辊轴中心线下端向磨盘旋转方向倾斜，磨盘逆时针旋转；辊体对物料有挤压和研磨双重作用，同时，可以把挤压研磨碎的物料被辊体和磨环滚动推送到磨环上沿，然后在离心力和风力的作用下，被吸入环形出料通道，独特设计的磨盘和磨辊结构，使得磨辊能充分研磨物料，提高了研磨效率，减少了研磨时间。

（2）一机两用：在不启动风机和分离器电机的情况下，可作为湿式磨使用，湿式磨模式下，物料与水混合后直接通过粗粉出口排出，无需风力分选，研磨后的混合物料经粗渣出口和粗渣排出管排出。

（3）可出细粉粗粉两种产品：干式磨时可根据需求选择同时产出细粉、粗粉、或粗粉再研磨只出细粉。细粉出料管连通引风机和细粉收集装置，获得细粉产品；粗粉出料管上滑通过手轮顶紧螺栓固定，使其内侧端对接粗粉接料斗下口，经过笼型分离器分离出来的粗粉通过接料斗和粗粉出料管排出，获得粗粉产品。

（4）节能效果显著：优化的进风通道设计，使风量分布均匀，物料输送和分离效率提高，降低了能耗。同时，环形出料通道设计，通过缩小横截面积提高风速，增强物料输送效率，减少风机能耗。

（5）设备稳定性好：弹性机构和弹簧减震器的设置，气囊提供基础压力，弹簧减震器吸收高频振动，有效减少了设备在运行过程中的振动，提高了设备的稳定性和使用寿命。

（6）操作维护方便：设备的结构设计合理，各部件便于安装、拆卸和维护，如粗粉出料管通过手轮顶紧螺栓固定，方便调整和更换。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明剖面结构示意图；

图3为本发明磨辊、轴套管及其连接机构侧面结构示意图；

图4为本发明磨盘和磨辊俯视图示意图；

图5 为本发明磨环展开平面状态下磨辊在磨环展开面上的位置关系示意图；

图6为本发明磨盘和磨辊剖面结构示意图；

图7为本发明圆底盘和磨盘立体结构示意图；

图8为本发明进风孔及环形保护壳立体结构示意图；

图9为本发明笼型分离器和圆环隔板立体结构示意图。

主要符号说明：1底座，2圆底盘，3筒壳，4下圆筒，5磨盘电机，6磨盘，7上圆筒，8圆环隔板，9壳盖，10圆底，11环壁，12磨环，13辊轴，14辊体，15环形进风通道，16进风孔，17粗渣刮料板，18粗渣出口，19粗渣排出管，20分离器电机，21笼型分离器，22细粉出料仓，23细粉出料管，24环形出料通道，25环形粉料进口，26环形粉料出口，27粗粉接料斗，28落料仓，29进料管，30进料斗，31出料套管，32粗粉出料管，33手轮顶紧螺栓，34齿轮减速机，35铰接座，36竖臂，37横臂，38气囊，39轴套管，40进气口，41弹簧减震器，42环形保护壳，43进风口，AB辊轴中心线，CO辊连圆心线，α辊轴中心线在扇形平面上的投影线之间的夹角，β磨环内侧壁面母线与水平面夹角。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。如：辊轴中心线下端向磨盘旋转方向倾斜，这种倾斜方向，在磨粉作业时，磨盘需要逆时针方向旋转作业；也可以表述为：辊轴中心线上端向磨盘旋转方向倾斜，这种倾斜方向，在磨粉作业时，磨盘需要顺时针方向旋转作业。

请参阅图1至9，本发明的一种具体结构实施例如下：

立磨机的底座1为稳固的钢结构平台，其尺寸根据设备整体的承载需求进行设计，能够稳定支撑整个设备。在底座1的上部安装圆底盘2，圆底盘2采用高强度铸铁材质，通过螺栓与底座1紧密连接。

圆底盘2的上部连接筒壳3，筒壳3由钢板焊接而成，形成一个封闭的腔体。筒壳3内部从底部向上依次设置下圆筒4，磨盘6，上圆筒7，圆环隔板8。

磨盘6由磨盘电机5驱动旋转，磨盘电机5选用功率为150kW的变频电机，可根据物料研磨需求调整转速。在圆底盘2的下面安装齿轮减速机34，磨盘电机5的输出轴通过联轴器与齿轮减速机34的输入轴相连，齿轮减速机34的输出轴再与磨盘6的中心轴连接，实现磨盘6的稳定转动。磨盘6是由圆底10和环壁11构成的圆槽形结构，环壁11内侧安装磨环12，磨环12采用高耐磨合金材料，磨环内侧壁面母线与水平面夹角β是68度。

磨盘6上面环形分布设置四个由辊轴13和辊体14构成的磨辊，参见图5，辊轴中心线AB下端向磨盘6旋转方向倾斜，按着磨环12内侧面展开的扇形平面和辊体14对应位置关系表示，辊体14中心点与扇形平面圆心之间的连线称为辊连圆心线CO，辊连圆心线CO与辊轴中心线AB在扇形平面上的投影线之间的夹角α是5～20度；

下圆筒4外围与筒壳3之间构成环形进风通道15，筒壳3下部均匀设置12个环形分布连通环形进风通道15的进风孔16。在环形进风通道15内部设置2个连接环壁11外侧的粗渣刮料板17，粗渣刮料板17采用耐磨橡胶材质。环形进风通道15底部的圆底盘2上设有粗渣出口18，粗渣出口18下面连接粗渣排出管19，粗渣排出管19的管径根据粗渣排出量进行设计。

圆环隔板8下部安装由分离器电机20驱动旋转的笼型分离器21，分离器电机20的功率为30kW。圆环隔板8和笼型分离器21的上部的筒壳3和壳盖9之间形成细粉出料仓22，筒壳3上部设置连通细粉出料仓22的细粉出料管23，细粉出料管23连接至后续的引风机及其配套的细粉收集装置。

上圆筒7外围与筒壳3之间构成环形出料通道24，环形出料通道24下端与环壁11之间留有环形粉料进口25，环形出料通道24上端与圆环隔板8之间留有环形粉料出口26。

笼型分离器21下面的上圆筒7内设有锥筒形粗粉接料斗27，粗粉接料斗27的下面是落料仓28。落料仓28的侧面设有贯穿筒壳3和上圆筒7且内侧端向下倾斜的进料管29，进料管29的外侧端设有进料斗30。落料仓28的侧面还设有贯穿筒壳3和上圆筒7且外侧端向下倾斜的出料套管31，出料套管31内部滑动安装，套管31外侧端设有顶紧粗粉出料管32的手轮顶紧螺栓33。

调节粗粉出料管32固定位置可以实现粗粉排出或者重新研磨，在出料套管31内部端口对接粗粉接料斗27下口时，粗粉经粗粉出料管32排出另有用途；当出料套管31下滑固定，使其内部端口离开接料斗27下口时，粗粉落入磨盘6的圆槽重新研磨。

四个磨辊分别由设置在筒壳3外壁上的弹性机构安装，弹性机构包括固定连接在筒壳3外部的铰接座35、竖臂36、横臂37、气囊38、贯穿连接筒壳3和上圆筒7的轴套管39。竖臂36的中部通过穿过轴套管39的横臂37连接辊轴13，竖臂36的上端铰接在铰接座35上，竖臂36的下端设置弹性支撑在筒壳3和竖臂36下端的气囊38，气囊38上设有连接外部气源的进气口40。在横臂37与气囊38之间的竖臂36上设置弹簧减震器41。

在环形分布进风孔16的外侧设置扣合在筒壳3上的环形保护壳42，保护壳42采用不锈钢材质，保护壳42上设有进风口43。

下面结合附图，对本发明工作原理进行详细说明：

物料研磨：启动磨盘电机5，通过齿轮减速机34带动磨盘6旋转。物料从进料斗30经进料管29进入落料仓28，再落入磨盘6的圆槽内。由于磨盘6的旋转，磨辊在离心力和自身重力作用下，周向紧密贴合在磨环12上滚动。

参见图6，磨环12内侧壁面母线与水平面夹角是68度，设定磨盘转速为100r/min逆时针旋转，物料自身重力和离心力产生合力的方向基本垂直磨环，物料不会被离心力甩出磨盘。

参见图4和图5，磨盘按着逆时针方向选装，辊连圆心线CO与辊轴中心线AB在扇形平面上的投影线之间的夹角α是10度，设定磨盘转速为100r/min逆时针旋转，辊轴对物料施加挤压和研磨作用，同时将破碎后的物料滚动至磨环上沿，物料在离心力和风力作用下进入环形出料通道。

物料输送与分选：环形保护壳（42）覆盖进风孔（16）外侧，形成封闭进风通道，外界空气从环形保护壳42的进风口43进入，经进风孔16进入环形进风通道15。进风通道内的粗渣刮料板17随着磨盘6旋转，将研磨后的粗渣刮至粗渣出口18，经粗渣排出管19排出。研磨后的粉料通过环形粉料进口25进入环形出料通道24，向上运动至环形粉料出口26，分离器电机20驱动笼型分离器21旋转，旋转的笼型分离器21对粉料进行分选，

符合细度要求的细粉通过笼型分离器21被气流带入细粉出料仓22，经细粉出料管23排出；不符合细度要求的粗粉被挡在笼型分离器21外面，落入粗粉接料斗27，经粗粉出料管32排出，或者直接落入磨盘6的圆槽内，进行再次研磨。

磨辊弹性调节：设置在筒壳3外壁上的弹性机构，气囊38连接外部气压设备，气囊38充气后提供向上支撑力，通过铰接座35传递至磨辊，实现压力调节，当物料硬度较大时，可增加气囊38内的气压，使磨辊对物料的压力增大，提高研磨效果；当物料较软时，可适当降低气囊38内的气压，减少磨辊磨损。弹簧减震器41则能在磨辊工作时起到减震作用，减少设备振动。

应用实施例1：选择石灰石作为研磨物料。在设备安装调试完成后，启动磨盘电机5和分离器电机20，设定磨盘转速为100r/min，分离器电机20的转速为80r/min。将石灰石从进料斗30匀速加入，通过观察窗观察物料在设备内的研磨和分选过程。在运行一段时间后，收集细粉出料管23排出的成品，经检测，成品中95%的颗粒粒径符合要求，粗粉排出量较少，设备运行稳定，研磨效率较高。

应用实施例2：以煤粉为研磨物料。调整磨盘转速为120r/min，分离器电机20转速为90r/min。由于煤粉质地较软，适当降低气囊38内的气压。运行过程中，设备振动较小，煤粉研磨效果良好。收集成品检测，煤粉的细度和质量均达到预期标准，且能耗较低，体现了设备对不同物料的适应性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种节能高效的立磨机，包括底座（1），底座（1）上部设有圆底盘（2），圆底盘（2）上部连接筒壳（3），其特征在于：筒壳（3）内部从底到上依次设置下圆筒（4），由磨盘电机（5）驱动旋转的磨盘（6），上圆筒（7），圆环隔板（8）；筒壳（3）上端连接壳盖（9）；所述的磨盘（6）是由圆底（10）和环壁（11）构成的圆槽形结构，环壁（11）内侧安装磨环（12），磨环（12）内侧壁面母线与水平面夹角（β）是45～75度，磨盘（6）上面环形分布设置多个由辊轴（13）和辊体（14）构成的磨辊，磨辊周向紧密贴合在磨环（12）上，辊轴中心线（AB）下端向磨盘（6）旋转方向倾斜，按着磨环（12）内侧面展开的扇形平面和辊体（14）对应位置关系表示，辊体（14）中心点与扇形平面圆心之间的连线称为辊连圆心线（CO），辊连圆心线（CO）与辊轴中心线（AB）在扇形平面上的投影线之间的夹角（α）是5～20度；下圆筒（4）外围与筒壳（3）之间构成环形进风通道（15），筒壳（3）下部设置若干环形分布连通环形进风通道（15）的进风孔（16），环形进风通道（15）内部设置1～3个连接环壁（11）外侧的粗渣刮料板（17），环形进风通道（15）底部的圆底盘（2）上设有粗渣出口（18），粗渣出口（18）下面连接粗渣排出管（19）；圆环隔板（8）下部是由分离器电机（20）驱动旋转的笼型分离器（21），圆环隔板（8）和笼型分离器（21）的上部的筒壳（3）和壳盖（9）之间是细粉出料仓（22），筒壳（3）上部设置连通细粉出料仓（22）的细粉出料管（23）；上圆筒（7）外围与筒壳（3）之间构成环形出料通道（24），环形出料通道（24）下端与环壁（11）之间留有环形粉料进口（25），环形出料通道（24）上端与圆环隔板（8）之间留有环形粉料出口（26）；笼型分离器（21）下面的上圆筒（7）内设有锥筒形粗粉接料斗（27），粗粉接料斗（27）的下面是落料仓（28），落料仓（28）的侧面设有贯穿筒壳（3）和上圆筒（7）且内侧端向下倾斜的进料管（29），进料管（29）的外侧端设有进料斗（30）；落料仓（28）的侧面设有贯穿筒壳（3）和上圆筒（7）且外侧端向下倾斜的出料套管（31），出料套管（31）内部滑动安装内端口对接粗粉接料斗（27）下口的粗粉出料管（32），套管（31）外侧端设有顶紧粗粉出料管（32）的手轮顶紧螺栓（33）。

2.根据权利要求1所述的一种节能高效的立磨机，其特征在于：所述磨环内侧壁面母线与水平面夹角是（β）是65～70度。

3.根据权利要求2所述的一种节能高效的立磨机，其特征在于：辊连圆心线（CO）与辊轴中心线（AB）在扇形平面上的投影线之间的夹角（α）是8～15度。

4.根据权利要求1所述的一种节能高效的立磨机，其特征在于：圆底盘（2）下方设有齿轮减速机（34），磨盘电机（5）通过齿轮减速机（34）驱动磨盘（6）旋转。

5.根据权利要求1或2所述的一种节能高效的立磨机，其特征在于：所述多个磨辊分别由设置在筒壳（3）外壁上的弹性机构安装，弹性机构包括固定连接在筒壳（3）外部的铰接座（35）、竖臂（36）、横臂（37）、气囊（38）、贯穿连接筒壳（3）和上圆筒（7）的轴套管（39），竖臂（36）的中部通过穿过轴套管（39）的横臂（37）连接辊轴（13），竖臂（36）的上端铰接铰接座（35），竖臂（36）的下端设置弹性支撑在筒壳（3）和竖臂（36）下端的气囊（38），气囊（38）上设有连接外部气源的进气口（40）。

6.根据权利要求5所述的一种节能高效的立磨机，其特征在于：在横臂（37）与气囊（38）之间的竖臂（36）上设置弹簧减震器（41）。

7.根据权利要求1所述的一种节能高效的立磨机，其特征在于：在环形分布进风孔（16）的外侧设置扣合在筒壳（3）上的环形保护壳（42），保护壳（42）上设有进风口（43）。