EA 32648B1 20190628

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea000032648b*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Система для размола с непрерывным мониторингом износа размольного элемента, включающая размольную мельницу (100), содержащую вал (102), установленный с возможностью вращения, и по меньшей мере один размольный элемент (106), установленный на валу (102) и содержащий элемент скрепления с валом; группу отдельных детекторов (141-143), внедренных в тело размольного элемента (106) на различных заданных расстояниях от наружного от оси вращения края размольного элемента; и по меньшей мере один сенсор (120), которым снабжена размольная мельница (100), выполненный с возможностью приема сигнала от детекторов (141-143) при работе размольной мельницы (100), причем по меньшей мере один размольный элемент (106) выполнен с возможностью истирания при работе и, в конечном счете, влияния на функционирование детекторов, так что они по мере истирания последовательно утрачивают способность передавать сигналы по меньшей мере одному сенсору (120); по меньшей мере один сенсор (120) обеспечивает возможность мониторинга функционирования и определения состояния по меньшей мере одного размольного элемента (106), требующего его ремонта или замены, на основе наличия или отсутствия сигналов от детекторов; по меньшей мере один размольный элемент (106) содержит по меньшей мере один компонент из группы, включающей размольный диск (106а-е, 206, 206а-е, 306а-е, 406, 506, 606, 706, 806, 906, 1006, 1106, 1206а-е), наружную часть (1680, 1780) винтового буртика, размольную консоль (1880), эксцентрический размольный буртик (1906) и внутренний размольный прилив/ребро (2006а); и по меньшей мере один размольный элемент (106) выполнен с возможностью перемешивания абразивной среды (116).

2. Система по п.1, в которой по меньшей мере один детектор (141) содержит метку радиочастотной идентификации, а по меньшей мере один сенсор (120) содержит считыватель/устройство опроса.

3. Система по п.2, в которой по меньшей мере один детектор (141) содержит метку радиочастотной идентификации, действующую на низких частотах, а по меньшей мере один сенсор (120) содержит низкочастотный детектор/идентификатор, действующий в диапазоне килогерцовых частот.

4. Система по п.2, в которой по меньшей мере один детектор (141) содержит метку радиочастотной идентификации, действующую на сверхвысоких частотах, а по меньшей мере один сенсор (120) содержит сверхвысокочастотный детектор/идентификатор, действующий в диапазоне мегагерцевых частот.

5. Система по п.2, в которой по меньшей мере один детектор (141) содержит метку радиочастотной идентификации, действующую в микроволновом диапазоне, а по меньшей мере один сенсор (120) содержит микроволновый детектор/идентификатор, действующий в диапазоне гигагерцовых частот.

6. Система по п.1, в которой по меньшей мере один детектор (141) содержит магнит, а по меньшей мере один сенсор (120) содержит датчик на эффекте Холла.

7. Система по п.1, в которой по меньшей мере один детектор (141) содержит вафлевидный пробник, включающий печатную плату.

8. Система по п.1, в которой по меньшей мере один детектор (141) содержит радионуклид, способный испускать альфа-частицы и/или мягкое гамма-излучение, а по меньшей мере один сенсор (120) содержит детектор/идентификатор радионуклида, причем по меньшей мере один сенсор (120) способен регистрировать радионуклид, если по меньшей мере один детектор (141) теряет защиту после заданной степени износа размольного элемента (106).

9. Система по п.1 в которой по меньшей мере один детектор (141) содержит беспроводной радиочастотный микропередатчик с автономным питанием, а по меньшей мере один сенсор (120) содержит приемник, настроенный на ту же частоту, что и беспроводной радиочастотный микропередатчик.

10. Система по п.1, в которой по меньшей мере один детектор (141) связан с сенсором (120) беспроводным образом.

11. Система по п.1, в которой по меньшей мере один детектор (141) аппаратно соединен по меньшей мере с одним сенсором (120) для улучшения связи между ними.

12. Система по п.1, в которой детекторы (141а, 142а, 143а; 141b, 142b, 143b) обеспечены на нескольких размольных элементах (106а, 106b) в размольной мельнице (100).

13. Система по п.12, в которой первый детектор (341а) на первом размольном элементе (306а) размещен в радиальном местоположении, отличающемся от радиального местоположения второго детектора (341b) на втором размольном элементе (306b).

14. Размольный диск (806) для использования в размольной мельнице (100), являющейся частью системы для размола с непрерывным мониторингом износа по п.1, содержащий элемент (850) скрепления с валом и группу отдельных детекторов (841, 842, 843), внедренных в тело размольного диска (806) на расстоянии от его наружного края и на разных по радиусу или по окружности участках и выполненных с возможностью связи с сенсором (120), которым снабжена размольная мельница (100), причем размольный диск (806) выполнен с возможностью истирания при работе и, в конечном счете, влияния на функционирование детекторов (841, 842, 843), так что они по мере истирания последовательно утрачивают способность передавать сигналы по меньшей мере одному сенсору (120), что обеспечивает возможность мониторинга функционирования и определения состояния по меньшей мере одного размольного диска (806), требующего его ремонта или замены, на основе наличия или отсутствия сигналов от детекторов (841, 842, 843), и размольный диск (806) выполнен с возможностью перемешивания абразивной среды (116).

15. Размольный диск по п.14, в котором по меньшей мере один детектор (841, 842, 843) содержит метку радиочастотной идентификации.

16. Размольный диск по п.14, в котором по меньшей мере один детектор (841, 842, 843) содержит магнит.

17. Размольный диск по п.14, в котором по меньшей мере один детектор (841, 842, 843) содержит вафлевидный пробник, включающий печатную плату.

18. Размольный диск по п.14, в котором по меньшей мере один детектор (841, 842, 843) содержит радионуклид, способный испускать альфа-частицы и/или мягкое гамма-излучение.

19. Размольный диск по п.18, содержащий полость (472, 572, 772, 1572) и одну или несколько резьбовых вставок (471), заглушек (571), крышек (771) или конусовидных заглушек (1571).

20. Размольный диск по п.18, в котором по меньшей мере один детектор (841, 842, 843) залит в полости (672) в диске (806).

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

10. Система по п.1, в которой по меньшей мере один детектор (141) связан с сенсором (120) беспроводным образом.

16. Размольный диск по п.14, в котором по меньшей мере один детектор (841, 842, 843) содержит магнит.

20. Размольный диск по п.18, в котором по меньшей мере один детектор (841, 842, 843) залит в полости (672) в диске (806).

Евразийское ои 032648 (13) В1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2019.06.28
(21) Номер заявки 201501126
(22) Дата подачи заявки 2014.05.20
(51) Int. Cl. B02C17/18 (2006.01) B02C17/16 (2006.01)
(54) СИСТЕМА И РАЗМОЛЬНЫЙ ДИСК ДЛЯ РАЗМОЛА С НЕПРЕРЫВНЫМ МОНИТОРИНГОМ ИЗНОСА РАЗМОЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА
(31) 61/825,795
(32) 2013.05.21
(33) US
(43) 2016.08.31
(86) PCT/EP2014/060342
(87) WO 2014/187824 2014.11.27
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ЭФ-ЭЛ-СМИДТ А/С (DK)
(72) Изобретатель:
Хейнрикс Роберт Эван (CA)
(74) Представитель:
Веселицкая И.А., Кузенкова Н.В., Веселицкий М.Б., Каксис Р.А., Белоусов Ю.В., Куликов А.В., Кузнецова Е.В., Соколов Р.А., Кузнецова Т.В. (RU)
(56) WO-A1-0106207 GB-A-2270383 US-A-3716196 US-A-6010085
(57) В заявке описана система для непрерывного мониторинга износа. Система включает размольную мельницу (100), имеющую по меньшей мере один размольный диск (106). По меньшей мере на одном размольном диске (106) обеспечен по меньшей мере один детектор (141), и в размольной мельнице (100) обеспечен по меньшей мере один сенсор (120), выполненный с возможностью взаимодействия по меньшей мере с одним детектором (141) при работе размольной мельницы (100). При работе по меньшей мере один размольный диск (106) истирается и, в конечном счете, влияет на функционирование по меньшей мере одного детектора (141). По меньшей мере один сенсор (120) выполнен с возможностью мониторинга функционирования по меньшей мере одного детектора (141). При обнаружении по меньшей мере одним сенсором (120) изменения в сигнале по меньшей мере с одного детектора (141) оператор получает оповещение о том, что может быть необходим текущий ремонт или замена размольного диска.
Область техники
Изобретение относится к оборудованию и способу повышения производительности, срока службы и коэффициента полезного действия размольного устройства и его компонентов. В частности, данное изобретение относится к способам мониторинга износа размольных компонентов мельниц тонкого измельчения и системам и устройствам для их реализации.
Уровень техники
В мельницах тонкого измельчения могут использоваться размольные диски, отлитые из полиуретана или покрытые полиуретаном и установленные в корпусе на вращающемся валу и перемешивающие загрузку абразива (например, керамических шариков). Грубая пульпа поступает на один край мельницы тонкого измельчения и продвигается к противоположному краю, расщепляясь и измельчаясь между абразивом и вращающимися размольными дисками. С противоположного края мельницы тонкого измельчения из корпуса выходит более тонкая пульпа. Соответственно размеры частиц в пульпе уменьшаются. Одним из примеров такой мельницы тонкого измельчения может служить вертикальная мельница доиз-мельчения марки FLSmidth(r) VXPmill(tm) (официально называемая вертикальной мельницей доизмельче-ния Кнельсона-Десвика (Knelson-Deswik)). Мельница имеет набор размольных дисков, вращающихся в бочковидном вертикальном корпусе, заполненном абразивом для измельчения частиц, содержащихся в подаваемой грубой пульпе. Хотя первоначально такая мельница была разработана в Южной Африке для целей лакокрасочного производства, она находит применение в десульфурации отработанного газа, переработке золота и платины, схемах выщелачивания углерода, бассейновом выщелачивании, а также в других технологиях добычи природных ископаемых. Мельница упомянутого типа была переоборудована из горизонтальной конструкции для обеспечения меньшей установочной площади, чем у горизонтального варианта. В ее вертикальной компоновке сила тяжести обеспечивает то, что пульпа, выходящая с верхнего края мельницы, имеет определенную мелкость. Ее более широкий диапазон максимально допустимой скорости (например, от 3 до 15 м/с и более предпочтительно 10-12 м/с) перекрывает промежуток между мельницами с более низкой максимально допустимой скоростью (например, менее 3 м/с), такими как вертикальная мельница марки Vertimill(r) (производимая и поставляемая фирмой Metso), и горизонтальными мельницами с более высокой максимально допустимой скоростью (например, более 15 м/с), такими как мельница марки IsaMill(tm), разработанная и выпускаемая фирмой NETZSCH и поставляемая фирмой Xtrata Technology. Другие не служащие ограничением примеры мельниц тонкого помола можно найти в различных литературных источниках, включая следующие публикации патентов и патентных заявок: US 2010025512, US 6189280, US 2001000588, IN 00819KN200, US 5114083, JP 2095449, JP 2095450, JP 2006595, JP 7008824, US 4754934, DE 3768803, US 4660776, JP 2006596, KR 890003745, СА 1256414, IN 164657, JP 63199793, CN 85107923, JP 62265392, JP 62230891, US 4242002, US 5366639, US 2005040266, US 2011303774, US 5797550, US 5984213, US 2011309174, US 2009072057, US 2005051651, US 2010127108, WO 2010DE00234, US 2009072060, ЕР 1970124, US 2003209618, ЕР 1206971, DE 10064828, WO 04101154, US 5333804, DE 10028946, DE 10064829, DE 4130835, DE 19832769, AU 700295, AU 697677, DE 4421478, WO 9007378, DE 19510807, DE 4425906, ЕР 0504836, DE 4419919, US 4620673, DE 4240779, ЕР 0448100, DE 2745355, DE 3927076, DE 4116421, US 4915307, US 4805841, DE 3902689, ЕР 0306921, GB 1331662, DE 8517645, DE 8336257, US 4558825, ЕР 0074633, US 3993254, GB 2074895, US 4273295, DE 2163699, IT 1001528, US 4089473, GB 1509591, GB 1416509, FR 2305225, US 3937406, DE 1805387, GB 1179292 и US 3432109 без ограничений.
В зависимости от объема и массы абразива, используемого в размольной мельнице, первая треть от общего числа размольных дисков, расположенная ближе ко входу подаваемой пульпы, обычно испытывает наибольший износ. Во многих случаях в эту первую треть входят приблизительно четыре размольных диска. Замена этой первой трети может занять от 4 до 6 ч, и полная смена всех размольных дисков в размольной мельнице (хотя это требуется редко) занимает приблизительно 16 ч или более. Такой время-емкий ремонт, если он выполняется достаточно часто, может привести к потерям, связанным с преждевременной заменой дисков, избыточными простоями, возросшими трудозатратами и сниженной выработкой. Если ремонт производится достаточно редко, могут возникнуть другие дорогостоящие потери, такие как поломка вала, неэффективный размол и(или) ухудшение свойств исправных дисков или компонентов мельницы. Так как при работе износ дисков не поддается визуальному наблюдению, оператору установки приходится выгружать пульпу и абразив, находящиеся в размольной мельнице, и тем обеспечивать доступ вовнутрь для более подробного визуального контроля. Это занимает достаточно много времени и снижает выработку. Раскрытые в данном описании системы и способы обеспечивают непрерывный мониторинг степени износа размольных дисков непосредственно во время работы, так что текущая степень износа может быть определена без необходимости в остановке размольной мельницы для визуального контроля оператором.
Было предпринято множество различных неудачных попыток создания систем управления износом. Одним из примеров известной системы управления износом может служить система Krebs Smart-Cyclone(tm), введенная фирмой FLSmidth Krebs. Другие примеры обычных систем управления износом могут быть найдены в следующих публикациях патентов и патентных заявок: US 4646001, US 4655077,
US 5266198, US 6080982, US 6686752, US 6945098 и US 20030209052.
Задачи изобретения
Соответственно задача настоящего изобретения состоит в обеспечении способа оповещения оператора, если размольный диск уменьшился в диаметре на заданную величину.
Задача настоящего изобретения состоит также в обеспечении возможности эффективной превентивной диспетчеризации профилактических работ на основе количественных данных, полученных во время, когда размольное устройство или установка продолжают работать.
Другая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении оператору возможности диспетчеризации профилактических работ на размольной мельнице на основе реальных данных измерения износа, оптимизируя тем самым параметры помола, производительность, % загрузки абразива, срок службы размольного диска и численность персонала.
Задача настоящего изобретения состоит также в повышении эффективности действующих размольных установок путем увеличения срока службы размольных устройств и их компонентов.
Другая задача настоящего изобретения состоит в обеспечении устройств, выполненных с возможностью указания в реальном времени на необходимость замены размольного компонента при этом без нужды во временном выводе его из эксплуатации или в визуальном осмотре.
Кроме того, задача настоящего изобретения заключается в обеспечении предпочтительного по затратам экономичного пути для владельцев предприятия по финансированию текущей деятельности предприятия, снижению затрат на профилактические работы, обоснованию размера первоначального капитала и снижению накладных расходов.
Эти и другие задачи настоящего изобретения станут понятны из приведенных чертежей и описания. Хотя, как можно полагать, каждая задача изобретения решается по меньшей мере одним вариантом выполнения изобретения, не обязательно должен быть какой-нибудь один вариант выполнения, решающий все задачи изобретения.
Сущность изобретения
Предлагались различные системы и способы для определения степени износа размольного диска в размольной мельнице в процессе ее работы. Также предлагались способы определения для оператора остаточного времени жизни этих дисков для внесения поправки/оптимизации графика профилактических работ с целью снижения времени простоя установки.
В настоящем изобретении предлагается система для размола с непрерывным мониторингом износа размольного элемента, включающая
размольную мельницу, содержащую вал, установленный с возможностью вращения, и по меньшей мере один размольный элемент, установленный на валу и содержащий элемент скрепления с валом;
группу отдельных детекторов, внедренных в тело размольного элемента на различных заданных расстояниях от наружного от оси вращения края размольного элемента; и
по меньшей мере один сенсор, которым снабжена размольная мельница, выполненный с возможностью приема сигнала от детекторов при работе размольной мельницы,
причем по меньшей мере один размольный элемент выполнен с возможностью истирания при работе и, в конечном счете, влияния на функционирование детекторов, так что они по мере истирания последовательно утрачивают способность передавать сигналы по меньшей мере одному сенсору;
по меньшей мере один сенсор обеспечивает возможность мониторинга функционирования и определения состояния по меньшей мере одного размольного элемента, требующего его ремонта или замены, на основе наличия или отсутствия сигналов от детекторов;
по меньшей мере один размольный элемент содержит по меньшей мере один компонент из группы, включающей размольный диск, наружную часть винтового буртика, размольную консоль, эксцентрический размольный буртик и внутренний размольный прилив/ребро; и
по меньшей мере один размольный элемент выполнен с возможностью перемешивания абразивной среды.
В настоящем изобретении также предлагается размольный диск для использования в размольной мельнице, являющейся частью выше описанной системы для размола с непрерывным мониторингом износа, содержащий
элемент скрепления с валом; и
группу отдельных детекторов, внедренных в тело размольного диска на расстоянии от его наружного края и на разных по радиусу или по окружности участках и выполненных с возможностью связи с сенсором, которым снабжена размольная мельница,
причем размольный диск выполнен с возможностью истирания при работе и, в конечном счете, влияния на функционирование детекторов, так что они по мере истирания последовательно утрачивают способность передавать сигналы по меньшей мере одному сенсору, что обеспечивает возможность мониторинга функционирования и определения состояния по меньшей мере одного размольного диска, требующего его ремонта или замены, на основе наличия или отсутствия сигналов от детекторов, и
размольный диск выполнен с возможностью перемешивания абразивной среды.
Описана также система для непрерывного мониторинга износа. Система включает размольную
мельницу, имеющую по меньшей мере один размольный диск, по меньшей мере один детектор, обеспеченный по меньшей мере на одном размольном диске, и по меньшей мере один сенсор, обеспеченный в размольной мельнице и выполненный с возможностью взаимодействия по меньшей мере с одним детектором при работе размольной мельницы. При работе по меньшей мере один размольный диск истирается и в конечном счете влияет на функционирование по меньшей мере одного детектора. Благодаря взаимодействию по меньшей мере с одним детектором по меньшей мере один сенсор выполнен с возможностью мониторинга функционирования по меньшей мере одного детектора и определения рабочего состояния по меньшей мере одного размольного диска. В некоторых вариантах выполнения по меньшей мере один детектор содержит метку радиочастотной идентификации, и по меньшей мере один сенсор содержит считыватель/устройство опроса. В некоторых вариантах выполнения метка может содержать метку радиочастотной идентификации, работающую на низких частотах, и по меньшей мере один сенсор может содержать низкочастотный детектор/идентификатор, работающий на частотах килогерцового диапазона. В некоторых вариантах выполнения по меньшей мере один детектор может содержать метку радиочастотной идентификации, действующую на сверхвысоких частотах, и по меньшей мере один сенсор может содержать сверхвысокочастотный детектор/идентификатор, действующий в диапазоне мегагерцовых частот. В некоторых вариантах выполнения метка радиочастотной идентификации может содержать метку радиочастотной идентификации, работающую в микроволновом диапазоне, и по меньшей мере один сенсор может содержать микроволновый детектор/идентификатор, работающий на частотах гигагерцового диапазона. В некоторых вариантах выполнения по меньшей мере один детектор может содержать магнит, и по меньшей мере один сенсор может содержать датчик на эффекте Холла. В дополнительных вариантах выполнения по меньшей мере один детектор может содержать вафлевидный пробник, содержащий печатную плату. В некоторых случаях по меньшей мере один детектор может содержать радионуклид, способный испускать альфа-частицы и(или) мягкое гамма-излучение, и по меньшей мере один сенсор может содержать детектор/идентификатор радионуклида, при этом по меньшей мере один сенсор выполнен с возможностью обнаружения радионуклида, если по меньшей мере один детектор становится незащищенным после заданной степени износа. По меньшей мере один детектор может содержать беспроводной радиочастотный микропередатчик с автономным питанием, и по меньшей мере один сенсор может содержать приемник, настроенный на ту же частоту, что и беспроводной радиочастотный микропередатчик. В некоторых вариантах выполнения по меньшей мере один детектор может взаимодействовать с сенсором беспроводным путем. В других вариантах выполнения по меньшей мере один детектор может быть аппаратно соединен по меньшей мере с одним сенсором для облегчения взаимодействия. По меньшей мере на одном размольном диске без ограничения могут быть обеспечены несколько детекторов, и в некоторых случаях по меньшей мере один детектор может быть обеспечен на нескольких размольных дисках в размольной мельнице. Первый детектор может быть обеспечен на первом размольном диске в первом местоположении по радиусу, отличающемся от местоположения по радиусу второго детектора на втором размольном диске.
Также раскрыт размольный диск, предназначенный для использования в размольной мельнице. Размольный диск может содержать элемент скрепления с валом и по меньшей мере один детектор, выполненный с возможностью взаимодействия с сенсором, обеспеченным в размольной мельнице. При работе по меньшей мере один размольный диск может истираться и, в конечном счете, влиять на функционирование по меньшей мере одного детектора. Благодаря взаимодействию с сенсором по меньшей мере один детектор может способствовать определению рабочего состояния по меньшей мере одного размольного диска. В некоторых вариантах выполнения по меньшей мере один детектор может содержать метку радиочастотной идентификации. В некоторых вариантах выполнения по меньшей мере один детектор может содержать магнит. В некоторых вариантах выполнения по меньшей мере один детектор может содержать вафлевидный пробник, содержащий печатную плату. В некоторых вариантах выполнения по меньшей мер один детектор может содержать радионуклид, способный испускать альфа-частицы и(или) мягкое гамма-излучение. По меньшей мере на одном размольном диске без ограничения могут быть обеспечены несколько детекторов любым возможным образом или в любой комбинации. Например, в некоторых вариантах выполнения несколько детекторов могут быть обеспечены на различных по радиусу или окружности участках размольного диска. В некоторых вариантах выполнения детектор может быть обеспечен на размольном диске как отдельный компонент в полости. Для удержания детектора в полости могут использоваться резьбовая вставка, заглушка, крышка и(или) конусовидная заглушка. В других вариантах выполнения детекторы могут быть залиты в полости, обеспеченной в размольном диске.
Краткое описание чертежей
Далее изобретение рассмотрено более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показаны:
на фиг. 1 - схематическое представление мельницы тонкого помола, в которой используются некоторые свойства данного изобретения;
на фиг. 2 - схематическое представление мельницы тонкого помола, в которой используются некоторые свойства данного изобретения;
на фиг. 3А-3Д - функционирование компонентов в мельнице тонкого помола с фиг. 2; на фиг. 4 - сечение мельницы тонкого помола в действии согласно некоторым вариантам выполнения;
на фиг. 5 - схематически вид в сечении, отображающий детектор износа, расположенный в размольном диске согласно некоторым вариантам выполнения;
на фиг. 6 - схематически вид в сечении, отображающий детектор износа, расположенный в размольном диске согласно другим вариантам выполнения;
на фиг. 7 - схематически вид в сечении, отображающий детектор износа, расположенный в размольном диске согласно еще другим вариантам выполнения;
на фиг. 8 - схематически вид в сечении, отображающий детектор износа, расположенный в размольном диске согласно дополнительным вариантам выполнения;
на фиг. 9а - схематически вид в сечении, отображающий детектор износа, расположенный в размольном диске согласно еще другим вариантам выполнения;
на фиг. 9б - схематически вид в сечении детектора износа, расположенного в размольном диске согласно другим вариантам выполнения; при этом детектор износа предварительно залит в пробке, которая затем залита в размольном диске;
на фиг. 10 - целиковый размольный диск согласно некоторым не служащим ограничением свойствам изобретения;
на фиг. 11 - составной вариант размольного диска согласно некоторым не служащим ограничением свойствам изобретения;
на фиг. 12 - размольный диск согласно некоторым вариантам выполнения; на фиг. 13 - сечение по части размольного диска с фиг. 11;
на фиг. 14 - вид сверху в сечении, отображающий внутреннюю часть размольного диска и его действие согласно некоторым вариантам выполнения;
на фиг. 15 - сечение мельницы тонкого помола в действии согласно некоторым вариантам выполнения;
на фиг. 16 - схематическое представление способа действия установки тонкого помола и(или) мониторинга износа размольной мельницы согласно некоторым вариантам выполнения;
на фиг. 17 - один из не служащих ограничением примеров окна визуального дисплея при приложенном программном обеспечении, которое может быть доступно оператору размольной установки;
на фиг. 18-20 - вид роторного узла согласно различным вариантам выполнения;
на фиг. 21-24 - размольные мельницы, включающие размольные элементы, содержащие детекторы согласно другим вариантам выполнения;
на фиг. 25 - вид в изометрии размольной мельницы согласно некоторым вариантам выполнения;
на фиг. 26 - подробный вид части с фиг. 25;
на фиг. 27 - подробный вид размольной мельницы с фиг. 25 и 26 без установленных крышек считывания;
на фиг. 28 - вид в сечении размольной мельницы с фиг. 25-27 без установленных крышек считывания;
на фиг. 29 - подробный вид части с фиг. 28, отображающий боковую зону считывания антенной размольной мельницы с фиг. 25-28;
на фиг. 30 - подробный вид части с фиг. 28, отображающий нижнюю зону считывания антенной размольной мельницы с фиг. 25-29;
на фиг. 31 - подробный вид части с фиг. 28, отображающий нижнюю группу размольных дисков на размольном валу;
на фиг. 32 - вид в поперечном сечении размольной мельницы с фиг. 25-31, отображающий сечение боковой зоны считывания антенной;
на фиг. 33 - подробный вид с фиг. 32;
на фиг. 34 - вид сверху в сечении размольной мельницы с фиг. 25-33, отображающий сечение нижнего размольного диска, в котором используются один или несколько детекторов в размольном диске; и на фиг. 35 - подробный вид с фиг. 32.
В дальнейшем изобретение будет описано более детально со ссылкой на чертежи, связанные с иллюстративными вариантами выполнения.
Осуществление изобретения
Следующее описание не служащих ограничением вариантов выполнения, данных в чертежах, по существу, своему является просто иллюстрацией и ни коим образом не предназначено для ограничения раскрытого изобретения, его деталей и использования.
На фиг. 1 представлена мельница 100 тонкого помола. Мельница 100 тонкого помола содержит корпус 108, закрепленный в раме 119 одним или несколькими конструктивными элементами 121, например раскосами, штангами или стальными уголками. В центре корпуса 108 может быть обеспечен роторный узел 101, содержащий приводной вал 102, несущий не себе несколько размольных дисков 106а-е. Приводной вал 102 выполнен с возможностью вращения вокруг оси 109 по часовой стрелке или в на
правлении 112 против часовой стрелки. Размольные диски 106а-е могут быть разнесены вдоль вала любым образом или в любой конфигурации и (как показано) могут занимать пространство, ближнее к стороне корпуса 108, приближенной к вводу грубой пульпы 105, подаваемой от устройства 103 накопления грубой пульпы через вход 104.
Роторный узел 101 может вращаться приводом 117, содержащим один или несколько двигателей 118. В некоторых случаях привод 117 может содержать подшипниковое устройство с консистентной смазкой, имеющее верхний подшипниковый узел (например, один конический и один роликовый подшипник) и не имеющее нижнего подшипникового узла, так что приводной вал оказывается подвешенным в корпусе 108 свободно плавающим образом. Вал 102 может быть штампованным из стали и сочленяться с приводом 117 фланцевым соединением (не показано). Фланцевое соединение может быть жестким или нежестким в зависимости от конкретной конструкции и использования размольной мельницы 100. Части привода 117 и корпуса 108 могут быть разъемными для поднятия роторного узла 101 и обеспечения доступа к частям мельницы 100 при ремонте (например, при замене полиуретановых покрытий на внутренних частях корпуса 108). Кроме того, части корпуса 108 могут удаляться для обеспечения доступа к размольным дискам 106а-е, ближним ко входу 104.
Размольные диски 106а-е могут быть обеспечены на приводном валу 102 любым образом; однако в некоторых предпочтительных вариантах выполнения каждый диск 106 предпочтительно прикрепляется болтами к одному или нескольким соседним дискам 106 и удерживается соответствующими дисковыми поверхностями для легкого удаления/демонтажа с вала 102 и защиты вала 102 от износа. В некоторых случаях ближайший к приводу 117 диск может прикрепляться болтами к указанному фланцевому соединению, связанному с приводом, и удаленный конец роторного узла 101 может поддерживаться торцевой крышкой 122. Торцевая крышка 122 может быть съемной, и диски 106а-е во время ремонта могут иметь временную опору. При этом диски 106а-е могут сниматься с минимальной разборкой привода 117 и(или) корпуса 108.
Мельница 100 содержит также желоб 110, отделенный от внутреннего пространства корпуса 108 ситом 111. Сито 111 может простираться частично или полностью по окружности корпуса 108 мельницы 100 и обеспечивать поступление на выход 114 пульпы 113 тонкого помола, которая затем собирается в устройстве 115 накопления тонкой пульпы. Сито 111 может выполнять или не выполнять функцию разделения частиц по размерам или другую классификацию тонкой пульпы 113, выходящей из мельницы 100 и поступающей в желоб 110. Однако в некоторых предпочтительных вариантах выполнения сито может не обеспечивать разделение частиц по размерам, но скорее задерживать абразивную среду (абразив) 116 в корпусе 108 мельницы 100.
Сито 111 может быть выполнено с возможностью удаления из корпуса 108 для очистки и(или) ремонта или для удаления и сбора абразива 116 во время остановки размольной мельницы 100 на техническое обслуживание. Хотя это не показано, могут быть обеспечены одна или несколько вторичных/вспомогательных фильтровальных систем, обеспечивающих отсутствие потерь абразива.
Объем и масса абразива 116 в корпусе 108 могут быть подобраны специально для установления оптимальной загрузки гранул в конкретном применении. Например, относительно объема корпуса 108 может использоваться заполнение, точно равное 60%. В некоторых предпочтительных вариантах выполнения абразив 116 может содержать гранулы на основе керамики, металла или композита. Абразив 116 без ограничения может иметь однородную плотность, неоднородную плотность, одинаковый размер или неодинаковый размер для изменения переменных параметров, таких как крутящий момент на приводе 117 или поверхностный контакт с размольными компонентами мельницы. Выбор абразива 116 и(или) степени заполнения абразивом 116 предпочтительно делается в зависимости от размера частиц в подаваемой грубой пульпе 105, требуемой потребляемой мощности приводом 117 и требуемой скорости вращения вала 102. Большая степень размола (то есть обеспечение более мелких частиц в тонкой пульпе 113) может улучшить извлечение выщелачиваемого продукта и снизить время выщелачивания; однако выходные характеристики тонкой пульпы 113 могут в конечном счете определяться по результатам выбора оптимального решения. Например, в некоторых случаях размол частиц в тонкой пульпе 113 до размера 15-18 мкм может дать приемлемый выход выщелачиваемого продукта и при этом обеспечить более высокий кпд, чем при размоле до 10 мкм.
Хотя это специально не оговорено, привод 117 альтернативно может включать гидропривод при допущении более высоких уровней шума по сравнению с электроприводом. Привод 117 может содержать один или несколько шестеренчатых редукторов (например, с коэффициентами передачи 1,5 или 2:1); или в некоторых предпочтительных вариантах выполнения из-за дополнительного удорожания и возможного снижения кпд шестеренчатый редуктор может быть исключен. Показанный двигатель 118 представляет собой электродвигатель, который без ограничения может устанавливаться горизонтально или вертикально в различных конфигурациях, и размольная мельница 100 может быть выполнена как низкий или очень высокий блок.
Детали размольной мельницы 100 могут без ограничения изготавливаться из перфорированных листов, сплошных листов, труб, тюбингов, штампованных валов и(или) отливаться из полимеров (например, из полиуретана). Полное или частичное изготовление может проводиться на производственной
площадке, или размольная мельница 100 может доставляться на нее как заранее собранная конструкция. В некоторых случаях размольная мельница 100 может быть разделена на несколько удобных в обращении блоков и загружена в один или несколько транспортных контейнеров обычного размера.
Корпус 108 может быть облицован внутри полиуретаном. Каждый диск 106а-е может состоять из стальной ступицы, имеющей проходящие радиально буртики или несколько спиц или "пальцев", отходящих от нее радиально наружу. Ступица может быть наплавлена или иным образом залита полиуретаном в изложнице, чтобы получить конечный диск. В каждом размольном диске 106 могут быть сформированы один или несколько проходов 107, обеспечивающих перетекание грубой пульпы 105, поступающей в корпус 108, от входа 104 к выходу 114. Проходы 107 могут принимать форму отверстий или прорезей в сечении диска 106. Диски 106а-е могут быть снабжены одним или несколькими детекторами, например первыми детекторами 141а-е, вторыми детекторами 142а-е и(или) третьими детекторами 143а-е. Один или несколько дополнительных сенсоров 120а-е, обеспеченных на корпусе 108 или другой части мельницы 100, отслеживают состояние одного или нескольких детекторов 141а-е, 142а-е, 143а-е и передают информацию (например, по сети) в систему управления, включающую блок программируемого логического контроллера. во время работы при выходе из строя одного или нескольких детекторов 141а-е, 142а-е, 143а-е из-за износа дисков 106а-е сенсоры 120а-е показывают, что может быть необходимым проведение ремонтных работ, и(или) дают подсказку оператору о том, что нужно остановить размольную мельницу или снизить скорость ее действия за счет уменьшения тока двигателя 118. Точное число и конкретное размещение детекторов в каждом диске 106 может изменяться в зависимости от того, как много информации желательно получить или насколько тщательный контроль может быть необходим. В представленном на фиг. 1 варианте выполнения на каждом диске показаны три детектора и один сенсор для мониторинга каждого диска. В таком варианте выполнения каждый сенсор 120а-е может непосредственно в реальном времени отслеживать профиль износа наиболее близкого к нему диска 106а-е.
В некоторых вариантах выполнения детекторы 141а-е 142а-е, 143а-е могут включать радиочастотные идентификаторы (в том числе НЧ- или СВЧ-метки), залитые или иным образом обеспеченные в по-лиуретановых дисках на заданном расстоянии по радиусу от самого удаленного края диска. В других вариантах выполнения детекторы 141а-е 142а-е, 143а-е могут включать магниты, вплавленные или иным образом обеспеченные в полиуретановых дисках на заданном расстоянии по радиусу от самого удаленного края диска. Описанные здесь сенсоры могут включать радиочастотные антенны считывания/опроса или работать на эффекте Холла (в случаях, если детекторы 141а-е, 142а-е, 143а-е выполнены на магнитах). Например, в некоторых случаях сенсор 120 может содержать печатную плату, функционально связанную с радиочастотной антенной считывания/опроса, которая передает сигналы на детектор 141, включающий метку радиочастотной идентификации, и принимает сигналы с нее. Сенсор 120 может также включать кабель, соединяющий печатную плату с антенной, расположенной на некотором расстоянии от печатной платы. Во время работы размольной мельницы 100 сенсоры 120а-е, обеспеченные в мельнице 100 (или снаружи корпуса 108, или встроенные во внутреннюю полиуретановую облицовку корпуса), обнаруживают вращающиеся детекторы 141а-е, 142а-е, 143а-е, встроенные в диски 106а-е. При износе дисков 106 они уменьшаются в диметре. Очевидно, что в какой-то момент рабочего времени некоторые детекторы 141а-е, 142а-е, 143а-е могут быть стерты в процессе измельчения, и в этой точке один или несколько сигналов, выдаваемых детекторами 120а-е на сенсоры (и в конечном счете в систему управления), изменятся или перестанут поступать. Такие изменения в передаче сигналов показывают, что один или несколько конкретных дисков 160а-е стерлись выше одного или нескольких определенным образом заданных значений. Информация, касающаяся скоростей истирания и текущего состояния износа каждого диска 106, может быть передана от сенсоров 120а-е в систему управления, отображающую ее в реальном времени и без необходимости в остановке работы, удалении содержимого мельницы 100 или обеспечении физического доступа для визуального осмотра. Могут быть активированы визуальные оповещения, например световые (зеленый - ОК, оранжевый - призыв к готовности, красный - предупреждение) или звуковые, например сирены, гудки или сигналы звукоизлучающих диодов, для предупреждения оператора о состоянии размольной мельницы 100 и ее компонентов. Индикаторы для остановки мельницы 100, изменения некоторых рабочих параметров мельницы (угловая скорость вращения, мощность или % заполнения) или замены определенных изношенных дисков 106а-е, прежде чем они достигнут излишнего износа или выйдут из строя, могут быть обеспечены в любом удобном виде.
На фиг. 2 представлена размольная мельница 200 согласно другим вариантам выполнения, в которых один сенсор 220 опционно может использоваться на одной и(или) нескольких частях корпуса 208 и(или) рамы 219 мельницы 200. В некоторых вариантах выполнения (как показано пунктирными линиями) сенсор 220 может быть размещен на одной или на обеих крайних частях корпуса, так чтобы детекторы 241а-е, 242а-е, 243а-е всегда находились на общей линии прямой видимости вдоль оси 209 вала. При этом сенсоры могут быть способны регистрировать наличие детекторов 241а-е, 242а-е, 243а-е без неизменного периодического прерывания. Такие монтируемые на краях сенсоры могут быть круговыми или кольцеобразными или в ином случае размещаться по кольцу для лучшего следования кольцевой траектории детекторов 241а-е, 242а-е, 243а-е при их вращении вокруг оси 209. Антенны, связанные с сенсорами 220, могут быть ориентированы в основном горизонтально, в основном вертикально и(или) в основном
диагонально. Сенсоры 220 могут быть обеспечены на размольной мельнице 200 в любом количестве и в любой конфигурации. Сенсоры 220 могут обладать способностью отслеживать работу различных радиочастотных или СВЧ-идентификаторов, и детекторы 241а-е, 242а-е, 243а-е могут включать различные приемопередатчики, возбуждающиеся/выдающие сигнал на различных частотах. В некоторых случаях все детекторы 241а, 242а, 243а на одном диске 206а могут иметь одинаковую первую рабочую частоту, и все детекторы 241b, 242b, 243b на другом диске 206b могут иметь одинаковую вторую рабочую частоту, отличающуюся от первой рабочей частоты. В других случаях все детекторы могут работать на одной и той же частоте, и сенсор 220 может опознавать каждый детектор 241а-е, 242а-е, 243а-е по его индивидуальному идентификатору. Например, детекторы 241а-е, 242а-е, 243а-е могут содержать особые метки радиочастотной идентификации, и датчик 220 может содержать считыватель/устройство опроса и антенну, настроенную на определенную несущую частоту, которая может считывать радиочастотные метки, настроенные на эту определенную несущую частоту. В таких случаях нельзя использовать несколько несущих частот для разных дисков. В некоторых вариантах выполнения детекторы 241е, 242е, 243е, расположенные дальше от сенсора 220, могут действовать на более высоких частотах, чем детекторы 241а, 242а, 243а, расположенные ближе к сенсору 220, чтобы улучшить охват и снизить взаимное влияние. В других не служащих ограничением вариантах выполнения все внутренние по радиусу детекторы 243а-е могут работать на первой частоте, все наружные по радиусу детекторы 241а-е могут работать на третьей частоте, и все центрально расположенные детекторы на дисках 206а-е могут работать на второй частоте, при этом первая, вторая и третья частоты могут быть отличны друг от друга.
Альтернативно, хотя это не показано, в добавление к одному или нескольким установленным или жестко смонтированным сенсорам 220 могут использоваться портативные сенсоры, например опционно могут использоваться один или несколько портативных радиочастотных считывателей. В таких вариантах выполнения оператор размольной мельницы 200 может периодически контролировать состояния диска 206 на ходу или использовать один считыватель для разных удаленно расположенных размольных мельниц 200, в которых задействованы раскрытые здесь устройства. Портативные считыватели могут заключать в себе аппаратные средства и программное обеспечение. Оператор может просто держать считыватель вблизи корпуса 208 или части облицовки, выступающей из него. Могут использоваться одна или несколько "зон считывания" в определенных местах на корпусе 108. В некоторых вариантах выполнения зоны считывания могут включать элементы для приема антенны, такие как глубокий канал, выполненный по размеру считывающей антенны, вводимой в этот канал. При этом сенсоры могут обеспечить лучшее считывание с детекторов без введения сенсорных компонентов в состав размольной мельницы 200.
На фиг. 3А-3Д последовательно показан сценарий развития во времени износа конкретного диска 206а в размольной мельнице 200 с фиг. 2. Согласно фиг. 3А диск 206а может первоначально содержать три детектора 241а, 242а, 243а, каждый из которых работает на разных радио- или СВ-частотах. При работе ближайший сенсор 220, обеспеченный в виде считывателя/устройства опроса, работающего на радио- или СВ-частотах, вырабатывает первый контрольный сигнал 251а, второй контрольный сигнал 252а и третий контрольный сигнал 253а. При вращении размольного диска 206а детекторы 241а, 242а, 243а проходят мимо сенсора 220 и отражают первый, второй и третий подтверждающие сигналы 261а, 262а, 263а соответственно. На фиг. 3А и 3Б отображены примеры, в которых все три детектора 241а, 242а, 243а находятся в полностью рабочем состоянии и вырабатывают все три подтверждающих сигнала 261а, 262а, 263а. В данных случаях сенсор 220 передаст в систему управления состояние "ОК" размольной мельницы 200.
На фиг. 3В дан пример, в котором самый наружный по радиусу первый детектор 241 находится в процессе уничтожения износом и истирается пульпой в корпусе 208. В данном случае самый наружный по радиусу первый детектор 241а утрачивает свою способность функционировать и поэтому не даст ответа на первый контрольный сигнал 251а. Соответственно самый наружный по радиусу первый детектор 241а не выдает первого подтверждающего сигнала 261а для сенсора 220, и сенсор 220 передаст эту информацию в систему управления, в которой может быть выработан предупреждающий указатель. В соответствии с фиг. 3Г как самый наружный по радиусу первый детектор 241а, так и средний второй детектор 242а уничтожены износом. В данном случае средний второй детектор 242а также теряет способность функционировать и поэтому не выдает второго подтверждающего сигнала 252а. Соответственно только самый внутренний по радиусу третий детектор 243а выдает на сенсор 220 подтверждающий сигнал 253а. При неполучении сенсором 220 первого 261а или второго 262а подтверждающих сигналов и получении им только третьего подтверждающего сигнала 263а может быть выработан аварийный указатель. Предупреждающий/аварийный указатели могут включать доведение до оператора установки акустического или визуального побудителей (например, посредством сирены или цветовых индикаторов), или могут включать передачу электрических сигналов от сенсора 220 в программируемый логический контроллер или центральный процессор системы управления, контролирующей работу размольной мельницы 200. На фиг. 3Д показана ситуация, в которой диск 206а серьезно поврежден и требует замены. В данном случае первый 241а, второй 242а и третий 243а детекторы уничтожены истиранием. При этом ни первый 261а, ни второй 262а, ни третий 263а подтверждающие сигналы не поступают на сенсор 220, и может
быть выработан аварийный указатель, указывающий на необходимость замены.
На фиг. 4 показан еще один вариант выполнения изобретения, в котором каждый диск 306а-е содержит только один детектор 341а-е. Как показано, может быть предпочтительным установить положение детектора 341а-е на каждом диске 306а-е различным для каждого такого диска в зависимости от его расположения в мельнице 100. Например, радиальное положение детектора 341а-е на конкретном диске 306а-е может быть функцией того, насколько быстро данный конкретный диск обычно истирается. В другом случае положение детектора 341а-е на конкретном диске 306а-е может меняться в зависимости от положения диска вдоль вала 302 или относительно размольной мельницы в целом. Например, в показанном не служащим ограничением варианте один или несколько нижних дисков 306а, наиболее подверженных износу, могут быть обеспечены детекторами 341а, расположенными по радиусу внутри и ближе к валу 302, чем детектор 341е одного или нескольких дисков, менее подверженных износу.
Кроме того, как показано, один сенсор 320 может содержать радиочастотный или СВЧ-считыватель/устройство опроса, способный работать на нескольких частотах. Могут вырабатываться первый контрольный сигнал 351, второй контрольный сигнал 352, третий контрольный сигнал 353, четвертый контрольный сигнал 354 и пятый контрольный сигнал 355. Первый размольный диск 306а может быть снабжен детектором 341а, выполненным с возможностью работы на частоте первого контрольного сигнала; второй размольный диск 306b может быть снабжен детектором 341b, выполненным с возможностью работы на частоте второго контрольного сигнала 352; третий размольный диск 306с может быть снабжен детектором 341с, выполненным с возможностью работы на частоте третьего контрольного сигнала 353; четвертый размольный диск 306d может быть снабжен детектором 341d, выполненным с возможностью работы на частоте четвертого контрольного сигнала 354; и пятый размольный диск 306е может быть снабжен детектором 341е, выполненным с возможностью работы на частоте пятого контрольного сигнала 355. В примере с фиг. 4 детектор 341а на диске 306а стерт, и поэтому он не вырабатывает первого подтверждающего сигнала 361 или эквивалентного отклика на сенсор 320. Вследствие этого система управления получит информацию о том, что первый размольный диск 306а нуждается в замене, и оператор должен быть оповещен об этом. Детекторы 341b-e на дисках с 306b по 306е будут все еще выдавать второй 362, третий 363, четвертый 364 и пятый 365 подтверждающие сигналы соответственно. Поэтому система управления выдаст сообщение о состоянии каждого из дисков 306b, 306с, 306d и 306с как о полностью работоспособном.
На фиг. 5-9 предлагаются не служащие ограничением способы внедрения детекторов 441, 541, 641, 741 в размольные диски 406, 506, 606, 706. Согласно фиг. 5 резьбовая вставка 471, имеющая в себе полость 472, может быть ввинчена в резьбовую приемную часть 402, обеспеченную в размольном диске 406 для фиксации в нем детектора 441. Альтернативно, как показано на фиг. 6, детектор 541 может быть введен в полость 572 в диске 506, и над ним может быть помещена заглушка 571, приклеенная, приваренная или иным образом скрепленная с телом диска. Хотя это не показано, заглушка 571 может включать крепежный элемент на защелке или сама представлять собой крепежный элемент на защелке, сопрягающийся с элементами, обеспеченными в диске 506. Кроме того, части диска 506, охватывающие заглушку 571 или ее части, могут иметь поверхностную текстуру, прорези, канавки или выступы для усиления трения или обеспечения проникновения связующих средств, например клея. Еще одна альтернатива, показанная на фиг. 7, состоит в том, что детектор 641 может быть введен в полость 672 и пройти процесс заливки вместе с формирующим диск 606 полимерным материалом (например, полиуретаном) или вплавлен в него. Кроме того, как предлагается на фиг. 8, крышка 771 может быть установлена над полостью 772 в диске 706 для фиксации в нем детектора 741. Крышка 771 может быть обеспечена по меньшей мере одним отверстием 774, выполненным с возможностью введения в него крепежного средства 773, соединяющегося по меньшей мере с одной резьбовой приемной частью 702.
Как показано на фиг. 9а, детектор 1541а может быть введен в полость 1572а в диске 1506а, и над ним может быть помещена конусовидная заглушка 1571а, приклеенная, приваренная или иным образом скрепленная с телом диска 1506а связующим средством 1573а. Хотя это не показано, конусовидная заглушка 1571 или охватывающие ее части диска 1503а могут иметь текстуру для усиления трения или обеспечения большей контактной поверхности для связующего средства 1573а. Кроме того, хотя это не показано, на наружной поверхности конусовидной заглушки 1571а могут быть обеспечены канавки или выступы, обеспечивающие проникновение связующего средства 1573а. Хотя в представленном конкретном варианте выполнения конусовидная заглушка 1571а имеет перевернутую (то есть обрезанную сверху) конусность, альтернативно она может иметь конусность, направленную вовнутрь. В некоторых предпочтительных вариантах выполнения может использоваться перевернутая конусность, имеющая величину приблизительно от 0 до 2°. Конусовидная заглушка 1571а может с усилием вводиться в сопряженную конусовидную полость 1574а, обеспеченную, как показано, в диске 1506а, для создания дополнительного сопротивления выпадению.
Как показано на фиг. 9б, альтернативно детектор 1541b может быть предварительно вплавлен во вставку 1571b или аналогичный узел, который затем может быть помещен или каким-то образом введен в пресс-форму и залит при формировании законченного диска 1506b. Альтернативно, полость 1572b может быть предварительно сформирована в отлитом диске 1506b в виде глухого или сквозного отверстия.
Предварительно отлитая вставка 1541b может быть зафиксирована в полости 1572b посредством прессовой посадки, склеивания, сварки, наплавки или другим механическим крепежным средством.
На фиг. 10 представлены сечение и вид сверху целикового размольного диска 806 согласно некоторым вариантам выполнения изобретения. Диск 806 содержит один или несколько детекторов 841, 842, 843, один или несколько проходов 807 и поверхность или другие средства 850 монтажа или скрепления с валом и(или) соседними размольными дисками. Как предлагается пунктирными линиями, детекторы могут располагаться в разных местоположениях по окружности и на разных расстояниях друг от друга, и их выстраивание вдоль одного радиального направления не требуется. В некоторых предпочтительных вариантах выполнения самый наружный детектор 841 может располагаться на радиальном расстоянии от центра диска 806, составляющем приблизительно от 80 до 100% внешнего радиуса диска 806. В более предпочтительных вариантах выполнения самый дальний от центра детектор 841 может располагаться на радиальном расстоянии от центра диска 806, составляющем приблизительно от 90 до 100% внешнего радиуса диска 806, например приблизительно 95% внешнего радиуса диска 806. В не служащем ограничением экономичном варианте выполнения диск 806 может иметь внешний радиус, например, 460 мм, и самый дальний от центра детектор 841 в диске 806 может располагаться в нем на радиальном расстоянии, составляющем приблизительно 435 мм. Должно быть понятно, что детекторы могут без ограничения размещаться в любом количестве и на любом радиальном расстоянии от центра диска 806.
Согласно другим вариантам выполнения, один из которых изображен на фиг. 11, предлагаемый в изобретении диск 906 может представлять собой составной диск, включающий не истираемую центральную ступицу или внутреннюю часть 990 и по меньшей мере одну наружную расходуемую часть 980, содержащую один или несколько детекторов 941, 942, 943. Наружная часть 980 может быть выполнена с возможностью быстрой замены как расходуемый истираемый элемент (более долговечной внутренней части 990) и оптимизирована для быстрой замены. Наружная часть 980 может быть целиковой кольцевой деталью или (как предлагается пунктирными линиями) может состоять из нескольких частей кольца, которые могут соединяться друг с другом грейферным захватом с использованием крепежного средства 925, такого как металлические изделия (винты, гайки, болты, кольца), клеи или сварка в пластическом состоянии без ограничения. В случаях, если наружная часть 980 представляет собой целиковую деталь, относительные диаметральные размеры внутренних частей 990 соседних дисков 906 могут изменяться или образовывать ступенчатую картину, обеспечивая возможность некоторым наружным частям 980 проходить над некоторыми внутренними частями 990 при удалении и монтаже наружных частей 980.
Другие варианты изобретения могут включать процесс восстановления использованной внутренней части 990 путем повторной наплавки. Например, внутренняя часть 990, включающая металлическую ступицу со спицами, может быть подвергнута действию струи воды, абразива или обжигу, чтобы удалить оставшийся материал наружной части 980, который может содержать полиуретан. За процессом удаления может следовать стадия повторной плавки, на которой на подготовленной внутренней части 990 формируется новая наружная часть 980, образуя полностью законченный размольный диск 906. После стадии повторной наплавки в полиуретан наружной части 980 могут быть введены один или несколько детекторов 941, 942, 943.
Согласно другим вариантам выполнения, таким как представленный на фиг. 12 и 13, детекторы 1041 могут быть выполнены с возможностью работы с сенсором, обеспеченным внутри вала размольной мельницы или другим образом функционально связанным с вращающимся валом. Соответственно данные с детектора 1041 могут считываться без прерывания из-за периодического касательного взаимодействия с траекторией детектора. В таких случаях размольный диск 1006 может быть снабжен вафлевид-ным пробником 1041 с износными накладками, обеспеченным между первой накладной частью 1006а и второй накладной частью 1006b. Компоновка может быть по желанию покрыта или последовательно залита наружным полиуретановым слоем 1006, или детектор 1041 может быть помещен в форму, заполняемую полиуретановым материалом для формирования законченного диска 1006. Первая накладная часть 1006 и(или) вторая накладная часть 1006b могут содержать сформированные заранее полимерные компоненты (например, из полиуретана), приклеиваемые или иным образом механически соединяемые друг с другом для формирования неразъемного диска 1006. Проводник 1011, отходящий от износной накладки 1041, может соединяться с сенсором (не показан) посредством кабельного разъема 1010.
Согласно другим вариантам выполнения, например показанному на фиг. 14, диск 1106 может содержать штыревидный детектор 1141 износа, имеющий набор запараллеленных контуров, к которым подводится известное напряжение. Детектор 1141 может быть встроен в размольный диск 1106 первоначально на заданном расстоянии от наружного края 1192. При работе, пока истирание диска 1106 происходит до первой линии 1192 износа, никакие изменения в работе детектора 1141 не наблюдаются, так как ток в каждом из контуров остается постоянным. Соответственно сенсор (не показан), соединенный с детектором 1141 кабелем 1111 и приборным разъемом 1110, не передаст изменения в рабочем состоянии в систему управления и не вызовет тревожного сигнала. Однако при развитии истирания до второй линии 1192b износа наружные части детектора 1141 начнут разрушаться, разрывая самый наружный контур в детекторе 1141. Это, в свою очередь, приведет к изменению токов в остальных контурах детектора 1141. При продолжении истирания до третьей 1192с и четвертой 1198d линий износа ток в каждом остальном
нетронутом контуре может существенно возрасти, пока не достигнет заданного порога или пока детектор вообще не прекратит нормально функционировать, что принимается за рекомендуемую точку максимального износа. Достижение заданного порога должно свидетельствовать о наступлении времени замены диска 1106 из-за уменьшения самого наружного размера или профиля 1192 и(или) в соответствии с техническими требованиями. При выборе заданного порога должно проводиться тщательное рассмотрение, чтобы достичь максимальной продолжительности работы размольного диска без отрицательного влияния на коэффициент его использования.
В некоторых вариантах выполнения как вафлевидный 1041, так и штыревидный 1141 пробники могут быть снабжены специальными очень тонкими печатными платами, которые могут быть в водозащитном исполнении по классу IP68 и могут работать при температуре от -20 до +80°С. Питание (например, =12 В при максимальном токе 20 мА) может обеспечиваться на детекторы 1041, 1141 непосредственно или они могут получать питание не напрямую, через последовательную шину вместе с сенсором, системой управления или сетью. Могут предусматриваться другие напряжения или токи в зависимости от характеристик конкретного используемого детектора. В некоторых случаях питание может подаваться на детекторы 1041, 1141 по комбинированному силовому и информационному кабелю, соединенному с сенсором, системой управления или сетью. Альтернативно, детекторы 1041, 1141 могут представлять собой автономные батарейные устройства, соединенные с сенсором, системой управления или сетью по беспроводному стандарту (802.15.4) протокола связи ZigBee(r) или по другому беспроводному протоколу (например, стандарту на основе IEEE 802.11). Части сенсора, системы управления или сетевого оборудования могут быть обеспечены внутри вращающегося вала 102 мельницы 100 или другим образом функционально соединяться с ним через щеточные контакты или аналогичные устройства, обычно используемые в электродвигателях. Кроме того, части сенсора, системы управления или сетевого оборудования могут быть без ограничений обеспечены внутри или на внутренних или наружных частях корпуса 108.
Компьютер с человекомашинным интерфейсом может быть обеспечен для выполнения функции шлюза между аппаратными средствами детектора/сенсора и размольным оборудованием/установкой более высокого уровня. Компьютер с человекомашинным интерфейсом может иметь несколько сетевых интерфейсов, например по меньшей мере один для сети мониторинга износа определенного размольного диска и по меньшей мере один для сети размольного оборудования/установки в целом. Альтернативно, компьютер с человекомашинным интерфейсом может действовать полностью независимо от любой сети размольного оборудования/установки. На компьютер с человекомашинным интерфейсом могут быть установлены один или несколько программных компонентов, что обеспечит ему возможность выполнять все необходимые функции по отображению, анализу и выдаче тревожных сигналов, а также передачи данных и их архивирования. Обработка входных данных может упрощаться "незапрашиваемой" передачей от каждого сенсора 120а-е данных, соответствующих детекторам, и, следовательно, каждый сенсор 120а-е может иметь свой собственный уникальный сетевой (IP) адрес и может связываться по заданной локальной сети с компьютером с человекомашинным интерфейсом/пультом управления PC. Данные могут собираться от детекторов 141а-е, 142а-е, 143а-е и накапливаться в каждом сенсоре 120а-е в течение заданного интервала времени, после чего сенсор может посылать пакет данных в компьютер с человеко-машинным интерфейсом/пульт управления PC. Программное обеспечение компьютера с челове-комашинным интерфейсом или пульта управления PC может перехватывать пакет данных и "распаковывать" его в ОРС-метки, что может сделать их доступными для всех других внутренних и внешних пользователей. Базовые точки, хранящиеся в ОРС-метках, могут быть реконфигурируемыми и могут быть внесены в SQL базу для дальнейшего анализа. Терминал архивации данных и анализа может быть выполнен с возможностью просмотра развития износа диска. С таким терминалом данные можно сравнивать визуально по большому количеству двухмерных и(или) трехмерных блок-схем и графиков. Данные могут быть также обеспечены в исходном формате для просмотра и копирования с целью передачи в другие программы. Данные могут восприниматься с одного или нескольких детекторов, сенсоров, размольных мельниц, аппаратных блоков или размольного оборудования. В некоторых вариантах выполнения величина упомянутого интервала может выбираться от нескольких минут вплоть до всего времени работы системы при условии обеспечения соответствующего места для накопления данных на жестком диске. Может быть также предусмотрена служба оповещения, если от компьютера с человекомашинным интерфейсом требуется специальная или детализированная сигнализация. Например, в качестве режима по умолчанию может быть обеспечен режим сигнализации, в котором на блоке визуального отображения (фиг. 17) видны различные диски схематически представленного роторного узла, изменяющие цвета от зеленого к желтому и красному в зависимости от состояния детекторов на них. Уровни и пороги могут быть установлены заранее и определены при конфигурации системы. Может быть обеспечена усовершенствованная служба оповещения, в которой при запуске тревожная сигнализация может устанавливаться с задержкой, с нарастанием или даже в виде последовательности сигналов. Отклики могут меняться от простых оповещений до связи с внешней средой (например, отправкой уведомлений по электронной почте, на пейджер или на сотовый телефон). Данные в реальном времени и состояния системы могут представляться на блоке визуального отображения, который может быть виден с компьютера с
человекомашинным интерфейсом или с блока центрального процессора в сети установки, которые могут иметь доступ к данным в компьютере с человекомашинным интерфейсом. На блоке визуального отображения может представляться состояние установки в широком смысле с цветовыми кодами для состояния всей размольной системы, состояния мельницы, состояния размольного диска, детектора или сенсора. В некоторых вариантах выполнения для индивидуального наблюдения может быть выбран любой сенсор путем клика мыши, связанной с блоком визуального отображения. Наблюдение за сенсором может обеспечивать данные о состоянии каждого диска за счет цветового отображения состояния и текущих или предшествующих параметров (например, текущей или предшествующей скорости истирания, текущей степени износа, текущем диаметре диска/радиусе или остаточном ресурсе в %). Кроме того, путем клика мыши могут быть выбраны отдельные размольные диски с отображением подробной информации о состоянии по тем показаниям, которые обычно не отображаются на схемах более высокого уровня (таких как отображение работы всей размольной системы и(или) работы размольной мельницы). Может быть построен скользящих график, который в некоторых вариантах выполнения может отражать тенденцию за предыдущие вплоть до 24 ч или более. Могут быть обеспечены коммуникационные службы, выдающие значения ОРС-меток, например, в CHIP или PI систему или в другой ОРС совместимый сервер. Эти метки могут быть индивидуально выбраны для передачи, и имена для меток в целевой системе могут быть определены для каждой метки. Альтернативно, внешний ОРС-сервер, выполненный с возможностью запроса с использованием OPC/DA, может вызывать данные о метке непосредственно из компьютера с человекомашинным интерфейсом. Программы ОРС "туннелирования", такие как Matrikon, PI Tunneler или ОРС Mirror (предоставляемые Emerson Process management), также могут использоваться для установления безопасных связей с компьютером с человекомашинным интерфейсом с целью выборки данных.
В некоторых вариантах выполнения сенсоры могут собирать и обрабатывать данные с детекторов, помещенных в диски, периодически (например, каждые 5 или 10 с) и передавать эти данные в котроллер (например, в компьютер с человекомашинным интерфейсом) по его шине данных. В зависимости от типа используемых детекторов сенсоры могут обеспечивать питание, сбор данных, обработку данных и конфигурацию/оптимизацию параметров. Связь детектор-сенсор может быть или кабельной, или беспроводной (как предлагается на фиг. 15) при нескольких детекторах (различного типа) на один сенсор. В некоторых не служащих ограничением вариантах выполнения сенсоры могут быть помещены в фабрично запечатанный чехол, выполненный по классу воспламеняемости, превышающему UL94- НВ, и может быть обеспечено средство крепления чехла к различным компонентам размольной мельницы, например к корпусу 108, 208, 308, 1208. В некоторых не служащих ограничением вариантах выполнения сенсоры могут выдерживать тесты вплоть до NEMA 4X/IP 65, рабочие температуры от -20 до +60°С и температуры хранения от -40 до +80°С. В некоторых не служащих ограничением вариантах выполнения сенсоры могут работать при автономном питании 12 или 24 В постоянного тока (0,2 А), подаваемом по магистральной шине. Сенсорная связь по шинам/протоколы данных могут включать 15 кВ многоточечную RS-485 сеть с ESD и импульсной защитой. В некоторых вариантах выполнения защищенные кабели, соответствующие протоколу DeviceNet, могут соединять сенсоры с вплоть до 16 размольными дисками в размольной мельнице или размольной установке. Могут быть обеспечены способы, предоставляющие возможность апгрейда на месте программно-аппаратных средств с использованием встроенных загрузочных средств.
Как видно на фиг. 15, один или несколько сенсоров 1220 могут быть обеспечены на валу, а не на корпусе 1208. Как показано, между одним или несколькими детекторами 1241а-е, расположенными на одном или нескольких размольных дисках 1206а-е, и одним или несколькими сенсорами 1220 может быть установлена радиочастотная или СВЧ-связь для идентификации. Альтернативно, могут использоваться проводные соеднинения 1210, 1211, аналогичные показанным на фиг. 12-14. В некоторых вариантах выполнения проводные соединения могут включать защищенные кабели, водозащищенные кабели, химически стойкие кабели и(или) износостойкие кабели, соединяющие один или несколько детекторов 1241а-е с одним или несколькими сенсорами 1220, как показано. Альтернативно, фиксированное соединение может быть установлено непосредственно с ближайшей системой управления/сетью, которая включает функциональные возможности сенсора. В некоторых вариантах выполнения фиксированное соединение 1211 может включать разъемы USB (например стандартные, мини или микро) или другие виды соединений последовательной шины. Хотя это не показано, приборные соединения 1210, 1211 по шине могут включать конфигурации гирляндного подключения между соседними дисками, чтобы минимизировать длину кабеля, проходящего через вал 1202.
Что касается управления, то на передней накладке каждого сенсора могут быть размещены один
или несколько тактильных купольных датчиков, обеспечивающих ввод и навигацию для режима конфи-
гурации сенсора. Такие средства могут обеспечивать группу адресов сенсоров (например, № 1, 2, 3, N),
а также индивидуальную настройку и оптимизацию всех детекторов, подсоединенных к этому сенсору. Сенсор может оставаться подсоединенным к шине в определенной конфигурации и в некоторых случаях не влиять на нормальную работу других сенсоров.
На фиг. 16 схематически отображен способ 1300 непрерывного мониторинга износа в установке размола согласно некоторым вариантам выполнения. Способ 1300 включает стадии обеспечения установки размола (блок 1302), в которую входит по меньшей мере одна мельница тонкого помола, обеспечения (блок 1304) одного или нескольких размольных дисков в мельнице тонкого помола, обеспечения (блок 1306) одного или нескольких расходных детекторов износа по меньшей мере на одном из размольных дисков в любом количестве или расположении, обеспечения (блок 1308) одного или нескольких сенсоров для непрерывного мониторинга рабочего состояния введенных детекторов, мониторинга (блок 1310) состояния детекторов во время работы размольной мельницы, обеспечения (блок 1312) определения наступления соответствующего момента времени для ремонта, замены или существенного снижения скорости работы дисков или изменения рабочих параметров на основе информации, полученной с детекторов и сенсоров, и обращения (блок 1314) к поиску корректного решения проблемы (например, проблемы замены диска(ов) или снижения скорости вращения механизма).
На фиг. 17 показан частный не служащий ограничением вариант реализации блока 1400 визуального отображения, который может быть использован при осуществлении изобретения. На дисплее 1400 представлены изображение 1403, соответствующее ротору размольной мельницы, иконка 1401 состояния, показывающая общее состояние ротора, одна или несколько иконок 1049, показывающих состояние контроллера, график 1402, показывающий в реальном времени износ каждого диска ротора, группа 1404 иконок с номерами дисков, группа 1405 иконок, показывающих состояние диска, и иконка 1409, показывающая общее состояние сенсора. В представленном частном варианте показано, что диск № 4 размольной мельницы № 1 нуждается в замене, через ссылку 1406 определяющую, что оставшийся срок службы соответствует 0%, и красный цвет иконки состояния диска. Через ссылку 1407, определяющую, что оставшийся срок службы соответствует 0%, и красный цвет иконки состояния диска показано, что диск № 5 размольной мельницы № 1 нуждается в замене. Представление иконки состояния диска в желтом цвете и ссылка 1408, свидетельствующая о том, что оставшийся срок службы соответствует 60% (например, осталось по диаметру 44 дюйма), показывают, что диск № 6 скоро потребует замены.
На фиг. 18 и 19 представлены другие варианты выполнения узла шнекового ротора, который может использоваться в размольной мельнице. Согласно фиг. 18 роторный узел 1601 содержит вал 1602 и внутреннюю часть 1690, образующую винтовой буртик, выступающий из вала 1602. Разделенные на несколько сегментов наружные части 1680 могут быть прикреплены к наружным по радиусу краям винтовой внутренней части 1690. Наружные части 1680 могут играть роль расходных изнашиваемых элементов, защищающих внутреннюю часть от истирания. Любая из наружных частей 1680 может содержать один или несколько детекторов 1641, введенных в нее. Согласно фиг. 19 может быть обеспечен роторный узел 1701, аналогично содержащий вал 1702 и внутреннюю часть 1790, образующую винтовой буртик, выступающий из вала 1702. Одна или несколько разделенных наружных частей 1780 могут быть смонтированы или каким-то образом зафиксированы на торцевой поверхности винтовой внутренней части 1790 с использованием крепежных средств 1725. Крепежные средства 1725 могут включать любые известные устройства, служащие для соединения двух компонентов, включая, но не ограничиваясь этим, металлические изделия (болты, гайки, кольца, стопорные шайбы), сварку или склеивание без ограничения. Любая из наружных частей 1780 может содержать один или несколько детекторов 1741, введенных в нее в любой желательной конфигурации. На фиг. 20 предлагается другой вариант выполнения, в котором роторный узел 1801 размольной мельницы содержит вал 1802 и одну или несколько размольных консолей 1880, отходящих от него. Размольные консоли 1880 могут включать, как показано, спицевидные перемешивающие выступы, или они могут включать лопасти или выступающие части другой формы, могущие способствовать размолу. Любая из размольных консолей 1880 может содержать один или несколько детекторов 1841, введенных в нее в любой желательной конфигурации.
На фиг. 21-24 показаны другие варианты выполнения размольных мельниц, включающие детекторы и сенсоры для определения износа размольного элемента. Например, на фиг. 21 изображена горизонтальная размольная мельница 1900, содержащая корпус 1908, имеющий группу сенсоров 1920. Роторный узел 1901, содержащий вал 1902 и группу эксцентрических размольных буртиков 1906, вращается в корпусе 1908. Эксцентрические размольные буртики 1906 могут быть в любом конкретном порядке расположены на валу 1902; однако в предпочтительных вариантах выполнения они разнесены по окружности и оси и равномерно располагаются вокруг вала 1902. Эксцентрические размольные буртики 1906 могут содержать один или несколько проходов 1907 для пропускания по ним абразива и(или) пульпы. По меньшей мере один эксцентрический размольный буртик может содержать один или несколько детекторов 1941, выполненных с возможностью индикации уровня износа по меньшей мере одного эксцентрического размольного буртика.
На фиг. 22 показана горизонтальная размольная мельница 2000, содержащая полый корпус 2008, имеющий введенные в него сенсоры 2020. Роторный узел 2001, содержащий вал 2002 и группу внутренних размольных приливов/ребер 2006а, вращается в корпусе 2008. Внутренние части корпуса содержат один или несколько наружных размольных приливов/ребер 2006b. Внутренние и наружные размольные приливы/ребра 2006а, 2006b могут располагаться в любом конкретном порядке на валу 2002 или корпусе 2008; однако в предпочтительных вариантах выполнения размольные приливы/ребра 2106а, 2106b разне
сены по окружности и(или) оси и равномерно расположены в размольной мельнице 2000. Любой из внутренних размольных приливов/ребер 2006а может содержать один или несколько детекторов 2041а, выполненных с возможностью индикации степени износа соответствующего внутреннего прилива/ребра 2006а. Любой из наружных размольных приливов/ребер 2006b может содержать один или несколько детекторов 2041b, выполненных с возможностью индикации степени износа соответствующего наружного прилива/ребра 2006b. Хотя это не показано, любой из внутренних или наружных приливов/ребер 2006а, 2006b может содержать проходы для пропускания абразива и(или) пульпы.
На фиг. 23 изображена размольная мельница 2100, содержащая корпус 2108 и роторный узел 2101. Роторный узел 2101 может содержать поворотный вал 2102, снабженный облицовкой 2106а вала. Облицовка 2106а вала может содержать один или несколько детекторов 2141а, обеспеченных в ней в любой конфигурации или любым способом. Корпус 2108 может содержать последовательность размольных дисков 2106в, имеющих кольцевую форму и охватывающих облицовку 2106а вала. Кольцевые разольные диски 2106b обеспечивают извилистый путь прохождения абразива 2116 и пульпы, что способствует предотвращению миграции абразива 2116. Хотя это не показано, кольцевые размольные диски 2106b могут содержать один или несколько проходов, например отверстий в них или вырезанных участков на их наружном профиле, для обеспечения дополнительных путей прохождения абразива 2116 и пульпы. Кольцевые размольные диски 2106b вала могут содержать один или несколько детекторов 2141b, обеспеченных в них в любой конфигурации или любым способом. В показанном частном варианте выполнения только верхние диски 2106b и нижние диски 2106b содержат детекторы 2141b. Однако без ограничения и все другие диски 2106b могут содержать детекторы 2141b. В корпусе 2108 обеспечены один или несколько сенсоров 2120, воспринимающих информацию с детекторов 2141а, 2141b. В зависимости от степени износа облицовки 2106а вала и(или) кольцевого размольного диска 2106b сенсоры могут перестать воспринимать сигналы с любого детектора 2141а, 2141b. В таких случаях, если сигнал с конкретного детектора 2141а, 2141b перестает считываться сенсором, срабатывает сигнал тревоги, обозначающий, что в местоположении этого конкретного детектора 2141а, 2141b достигнута заданная степень износа.
На фиг. 24 показан альтернативный вариант выполнения размольной мельницы 2200, содержащей корпус 2208 и роторный узел 2201. Роторный узел 2201 может содержать поворотный вал 2202, снабженный облицовкой 2206а вала. Облицовка 2206а вала может содержать один или несколько детекторов 2241а, обеспеченных в ней в любой конфигурации или любым способом. Корпус 2208 может иметь наборную облицовку 2206b корпуса, имеющую кольцевую, цилиндрическую и(или) трубчатую форму и охватывающую облицовку 2206а вала. Абразив 2216 и пульпа протекают между облицовкой 2206b корпуса и облицовкой 2206а вала. Облицовка 2206b корпуса может содержать один или несколько детекторов 2241b, обеспеченных в ней в любой конфигурации или любым способом. В показанном конкретном варианте выполнения только нижние участки облицовки 2206b корпуса и облицовки 2206а вала содержать детекторы 2141а, 2141b. Однако без ограничения и другие части облицовки 2206b корпуса и облицовки 2206а вала могут содержать детекторы 2241а, 2241b. В корпусе 2208 обеспечен по меньшей мере один сенсор 2220, воспринимающий информацию с детекторов 2241а, 2241b. В зависимости от степени истирания, испытываемого облицовкой 2206а вала и(или) облицовкой 2206b корпуса, сенсор может перестать воспринимать сигналы с любого детектора 2241а, 2241b. В таких случаях, если сигнал с конкретного детектора 2241а, 2141b перестает считываться сенсором, срабатывает сигнал тревоги, обозначающий, что в местоположении этого конкретного детектора 2241а, 2241b достигнута заданная степень износа.
В соответствии с фиг. 25-35 мельница 2300 тонкого помола согласно некоторым вариантам выполнения изобретения может содержать вал 2302, включающий несколько размольных дисков 2306. Один или несколько размольных дисков 2306 могут содержать внутреннюю часть 2390, имеющую одну или несколько спиц 2325. Одна или несколько спиц 2325 могут содержать один или несколько детекторов 2341А, 2341А', 2341D. В некоторых вариантах выполнения одна спица 2325 может содержать группу детекторов. Например, как показано на фиг. 35, спица 2325 может содержать первый детектор 2341С, второй детектор 2342С, обеспеченный радиально вовнутрь относительно первого детектора 2341С, и третий детектор 2343С, обеспеченный еще более вовнутрь радиально относительно второго детектора 2343, и который просигнализирует о максимальной степени износа размольного диска 2306 до того, как истирание начнет воздействовать на внутреннюю часть 2390 или вал 2302. Детекторы могут содержать оправку 2341А', 2341С, 2342С, 2342С' детектора, например втулку, которая может быть надвинута на спицу или прикреплена к ней до отливки размольного диска 2306. В некоторых случаях оправка детектора может иметь "посадочный" элемент, который насаживается на спицу 2325 и устанавливает точное расстояние детектора 2342С от наружной окружности диска 2306. Оправки детектора могут содержать крепежные средства 2341С", 2342С" оправки детектора, например несколько приливов, отверстий или набор винтов для закрепления детекторов на спицах 2325 до и во время отливки размольных дисков
2306.
Каждый размольный диск 2306 может иметь несколько проходов 2307, обеспечивающих возможность распространения пульпы и абразива между размольными дисками 2306.
Корпус 2308 размольной мельницы 2300 может содержать внутреннюю облицовку 2309 корпуса,
предпочтительно выполненную из неметалла (например, из полиуретана). В корпусе 2308 и(или) облицовке 2309 корпуса могут быть предусмотрены несколько боковых зон 2321А считывания, и над одной или несколькими боковыми зонами 2321А считывания могут быть обеспечены боковые крышки 2320А, ограждающие боковые зоны 2321А считывания от внешних элементов. При удалении боковых крышек 2320А считывания обнажается неметаллическая (например, полиуретановая) внутренняя облицовка 2309, что тем самым снижает возможность нахождения металлических помех между детекторами и сенсорами. Например, удаление боковых крышек 2320А считывания может повысить чувствительность сенсора и снизить помехи, тем самым облегчая обнаружение детектора и считывание с него информации (например, сенсором, включающим портативный переносной считыватель сигнала радиочастотной идентификации или эквивалентное портативное сенсорное устройство 220).
Аналогично боковым крышкам 2320А считывания корпус 2308 может содержать одну или несколько нижних крышек 2320В считывания, прилегающих к одной или нескольким нижним зонам 2321В считывания. Крышки 2320В могут иметь центральное отверстие или сквозной канал или могут быть сплошными. При удалении нижней крышки(ек) 2320В считывания может быть обеспечен глубокий глухой канал, в который может вводиться антенна от сенсора. В некоторых предпочтительных вариантах выполнения антенна может принадлежать сенсору, включающему считыватель сигнала радиочастотной идентификации или эквивалентное портативное сенсорное устройство 220.
Боковые 2320А и нижние 2320В крышки считывания могут содержать крепежные средства, такие как внутренняя винтовая резьба, или отверстия под болты, или другие крепежные элементы. При этом боковые 2320А и нижние 2320В крышки считывания могут жестко прикрепляться к боковым 2322А и(или) нижним 2322В опорам крышек считывания, обеспеченным в корпусе 2308.
Хотя изобретение описано в терминах конкретных вариантов выполнения и применения, на основе данного описания специалист в данной области техники может выработать дополнительные варианты и модификации без отклонения от идеи или объема заявленного изобретения. Например, хотя предполагается, что изобретение может иметь наибольшее применение в промышленных размольных мельницах мощностью от 150 до 3000 кВт и более, различные свойства изобретения (по-отдельности или в сочетании) могут быть введены в размольные мельницы лабораторного габарита (например, десятилитровые), двухметровые размольные мельницы, пригодные для металлургических испытаний, мельницы пилотных габаритов (например, 50-литровые модульные/переносные блоки) или полноразмерные промышленные размольные мельницы (например, 1000-, 2000-, 2500-литровые или более), без ограничения. Кроме того, изобретение может найти практическое применение в размольных мельницах вертикальной, наклонной или горизонтальной конфигурации или в других видах размольных устройств. Например, описанный здесь способ может быть приложен к вертикальным вальцовым мельницам, мельницам с размольными вальцами под высоким давлением или мельницам тонкого помола, содержащим вращающиеся корпуса и стационарные или вращающиеся в противоположном направлении роторные узлы. Рассмотренные детекторы могут содержать пассивные метки, активные метки или снабженные источником питания пассивные метки без ограничения, и они могут работать на любой предпочтительной частоте внутри разрешенного диапазона, включая низкие частоты (120-150 кГц) для расстояний между детекторами и сенсорами до 0,1 м, высокие частоты (13,56 МГц) для расстояний между детекторами и сенсорами до 1 м. Рассмотренные детекторы могут также работать в диапазоне СВЧ (например, 433, 865-868 или 902-928 МГц) или микроволновом (2450-5800 МГц) диапазоне для больших расстояний между детекторами и сенсорами. В некоторых вариантах выполнения рассмотренные детекторы могут содержать мультича-стотные метки радиочастотной идентификации, и рассмотренные сенсоры могут содержать мультича-стотные считыватели. В некоторых вариантах выполнения рассмотренные детекторы могут содержать беспроводные радиочастотные микропередатчики с автономным питанием (например, имеющие радио-нуклидные батареи), и рассмотренные сенсоры могут содержать приемники, настроенные на ту же частоту, что эти беспроводные радиочастотные микропередатчики. В некоторых вариантах выполнения данные могут передаваться в программируемый управляющий контроллер или в программируемый логический контроллер, имеющий адрес в управляющей сети.
В некоторых случаях конфигурации ОРС (то есть связывания и внедрения по технологии OLE для управления процессом) и DCOM (то есть поддержки связи между объектами на различных компьютерах по сети) могут не применяться при использовании таких протоколов связи, как Ethernet/IP, Modbus и(или) их комбинации.
Следует также заметить, что конкретные геометрии компонентов, показанных на чертежах, являются просто схематическими представлениями и могут отличаться от изображенных, и изобретателем предполагается, что может быть осуществлено любое число изменений и(или) сочетаний описанных признаков или элементов без выхода за объем изобретения. Например, хотя несколько детекторов 141а, 142а, 143 а могут быть представлены как распределенные в основном в радиальном направлении на диске 106а, они могут быть альтернативно или дополнительно распределены в направлении, в основном параллельном оси 109 вала, так чтобы регистрировать уменьшение диска 106а по толщине так же, как уменьшение диска 106а в диаметре. Кроме того, детекторы (там, где они используются в данном случае) могут без ограничения меняться местами с сенсорами (там, где они используются в данном случае). На
пример, на фиг. 1 детекторы 141а-е могут быть обеспечены на корпусе 108 или облицовке корпуса 108, и сенсоры 120 могут быть обеспечены в дисках 106а-е. Альтернативно, детекторы могут вообще не применяться, и только сенсоры могут быть обеспечены в каждом диске 106а-е. В таких случаях, когда сенсор конкретного диска прекращает работать, это означает, что соответствующий диск достиг заданного порога износа. Соответственно должно быть понятно, что приведенные чертежи и описания предлагаются в качестве примера для облегчения понимания изобретения и не должны рассматриваться как ограничение его объема.
Определение ссылочных номеров
100, 200, 1900, 2000, 2100, 2200,
Мельница тонкого помола
2300
101, 201, 1601, 1701, 1801, 1901,
Роторный узел
2001, 2101, 2201
102, 202, 302, 1202, 1602, 1702,
Вал
1802, 1902, 2002, 2102, 2202, 2302
103, 203
Устройство накопления грубой
пульпы
104, 204
Вход
105, 205
Грубая пульпа
106а-е, 206, 206а-е, ЗОба-е, 406,
Размольный диск
506, 606, 706, 806, 906, 1006, 1106,
1206а-е, 2306
107, 207, 807, 907, 1907, 2307
Проход
108, 208, 308, 1208, 1908, 2008,
Корпус,
2108, 2208, 2308
109, 209
Ось
ПО, 210
Желоб
111, 211
Сито
112, 212
Направление вращения
113, 213
Тонкая пульпа
114, 214
Выход
115, 215
Устройство накопления тонкой
пульпы
116, 216, 2116, 2216
Абразив
117, 217
Привод
118, 218
Двигатель
119, 219
Рама
120а-е, 220, 320, 1220, 1920, 2020,
Сенсор
2120, 2220
121, 221
Конструктивный элемент
122, 222
Торцевая крышка
141а-е, 241а-е, 341а-е, 841, 941,
Первый детектор
2341С
142а-е, 242а-е, 842, 942, 2342С
Второй детектор
143а-е, 243а-е, 843, 943, 2343С
Третий детектор
160, 260
Компьютер с человеко-машинным
интерфейсом
251а
Первый контрольный сигнал
252а
Второй контрольный сигнал
253а
Третий контрольный сигнал
261а
Первый подтверждающий сигнал
262а
Второй подтверждающий сигнал
263 а
Третий подтверждающий сигнал
351, 1251
Первый контрольный сигнал
352, 1252
Второй контрольный сигнал
353, 1253
Третий контрольный сигнал
354, 1254
Четвертый контрольный сигнал
355, 1255
Пятый контрольный сигнал
361, 1261
Первый подтверждающий сигнал
362, 1262
Второй подтверждающий сигнал
363, 1263
Третий подтверждающий сигнал
364, 1264
Четвертый подтверждающий сигнал
365, 1265
Пятый подтверждающий сигнал
472, 572, 672, 772
Полость
441, 541, 641, 741, 1141, 1241а-е,
Детектор
1641, 1741, 1841, 1941
402, 702
Резьбовая приемная часть
471
Резьбовая вставка
571
Заглушка
771
Крышка
773
Крепежное средство
774
Отверстие
850, 950, 1050, 1150
Элемент крепления вала
925, 1725
Крепежное средство
980, 1680, 1780
Наружная часть
990, 1690, 1790, 2390
Внутренняя часть
1006а
Первая накладная часть
1006b
Вторая накладная часть
1006с
Наружное покрытие
1010, 1110, 1210
Разъем
1011, 1111, 1211
Проводник
1041
Износная накладка
1192
Наружный край
1192a-d
Линия износа
1300
Способ мониторинга износа
1302-1314
Стадии способа
1400
Контрольный дисплей
1401
Иконка общего состояния ротора
1402
Профиль износа в реальном времени
1403
Типичное изображение ротора
1404
Набор иконок с номерами дисков
1405
Набор иконок состояния дисков
1406
Иконка оповещения о замене диска №4 (красная)
1407
Иконка оповещения о замене диска №5 (красная)
1408
Иконка оповещения о состоянии диска №6 (желтая)
1409
Иконка общего состояния сенсора
1880
Размольная консоль
1906
Эксцентрический размольный буртик
2006а
Внутренний размольный прилив/ребро
2006b
Наружный размольный прилив/ребро
2041а, 2141а, 2241а
Внутренний набор из одного или нескольких детекторов
2041b, 2141b, 2241b
Наружный набор из одного или нескольких детекторов
2106а, 2206а
Облицовка вала
2106b
Кольцевой размольный диск
2206b, 2309
Облицовка корпуса
2320А
Боковая крышка считывания
2320В
Нижняя крышка считывания
2321А
Боковая зона считывания
2321В
Нижняя зона считывания
2322А
Опора боковой крышки считывания
2322В
Опора нижней крышки считывания
2325
Спицы
2341А, 2341А, 2341D
Детектор
2341А1, 2341С, 2342С1, 2342С
Держатель детектора
2341С", 2342С"
Крепежное средство держателя детектора
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Система для размола с непрерывным мониторингом износа размольного элемента, включающая размольную мельницу (100), содержащую вал (102), установленный с возможностью вращения, и
по меньшей мере один размольный элемент (106), установленный на валу (102) и содержащий элемент
скрепления с валом;
группу отдельных детекторов (141-143), внедренных в тело размольного элемента (106) на различных заданных расстояниях от наружного от оси вращения края размольного элемента; и
по меньшей мере один сенсор (120), которым снабжена размольная мельница (100), выполненный с возможностью приема сигнала от детекторов (141-143) при работе размольной мельницы (100),
причем по меньшей мере один размольный элемент (106) выполнен с возможностью истирания при работе и, в конечном счете, влияния на функционирование детекторов, так что они по мере истирания последовательно утрачивают способность передавать сигналы по меньшей мере одному сенсору (120);
по меньшей мере один сенсор (120) обеспечивает возможность мониторинга функционирования и определения состояния по меньшей мере одного размольного элемента (106), требующего его ремонта
или замены, на основе наличия или отсутствия сигналов от детекторов;
по меньшей мере один размольный элемент (106) содержит по меньшей мере один компонент из группы, включающей размольный диск (106а-е, 206, 206а-е, 306а-е, 406, 506, 606, 706, 806, 906, 1006, 1106, 1206а-е), наружную часть (1680, 1780) винтового буртика, размольную консоль (1880), эксцентрический размольный буртик (1906) и внутренний размольный прилив/ребро (2006а); и
по меньшей мере один размольный элемент (106) выполнен с возможностью перемешивания абразивной среды (116).
2. Система по п.1, в которой по меньшей мере один детектор (141) содержит метку радиочастотной идентификации, а по меньшей мере один сенсор (120) содержит считыватель/устройство опроса.
3. Система по п.2, в которой по меньшей мере один детектор (141) содержит метку радиочастотной идентификации, действующую на низких частотах, а по меньшей мере один сенсор (120) содержит низкочастотный детектор/идентификатор, действующий в диапазоне килогерцовых частот.
4. Система по п.2, в которой по меньшей мере один детектор (141) содержит метку радиочастотной идентификации, действующую на сверхвысоких частотах, а по меньшей мере один сенсор (120) содержит сверхвысокочастотный детектор/идентификатор, действующий в диапазоне мегагерцевых частот.
5. Система по п.2, в которой по меньшей мере один детектор (141) содержит метку радиочастотной идентификации, действующую в микроволновом диапазоне, а по меньшей мере один сенсор (120) содержит микроволновый детектор/идентификатор, действующий в диапазоне гигагерцовых частот.
6. Система по п.1, в которой по меньшей мере один детектор (141) содержит магнит, а по меньшей мере один сенсор (120) содержит датчик на эффекте Холла.
7. Система по п.1, в которой по меньшей мере один детектор (141) содержит вафлевидный пробник, включающий печатную плату.
8. Система по п.1, в которой по меньшей мере один детектор (141) содержит радионуклид, способный испускать альфа-частицы и/или мягкое гамма-излучение, а по меньшей мере один сенсор (120) содержит детектор/идентификатор радионуклида, причем по меньшей мере один сенсор (120) способен регистрировать радионуклид, если по меньшей мере один детектор (141) теряет защиту после заданной степени износа размольного элемента (106).
9. Система по п.1 в которой по меньшей мере один детектор (141) содержит беспроводной радиочастотный микропередатчик с автономным питанием, а по меньшей мере один сенсор (120) содержит приемник, настроенный на ту же частоту, что и беспроводной радиочастотный микропередатчик.
10. Система по п.1, в которой по меньшей мере один детектор (141) связан с сенсором (120) беспроводным образом.
11. Система по п.1, в которой по меньшей мере один детектор (141) аппаратно соединен по меньшей мере с одним сенсором (120) для улучшения связи между ними.
12. Система по п.1, в которой детекторы (141а, 142а, 143а; 141b, 142b, 143b) обеспечены на нескольких размольных элементах (106а, 106b) в размольной мельнице (100).
13. Система по п.12, в которой первый детектор (341а) на первом размольном элементе (306а) размещен в радиальном местоположении, отличающемся от радиального местоположения второго детектора (341b) на втором размольном элементе (306b).
14. Размольный диск (806) для использования в размольной мельнице (100), являющейся частью системы для размола с непрерывным мониторингом износа по п.1, содержащий
элемент (850) скрепления с валом и
группу отдельных детекторов (841, 842, 843), внедренных в тело размольного диска (806) на расстоянии от его наружного края и на разных по радиусу или по окружности участках и выполненных с возможностью связи с сенсором (120), которым снабжена размольная мельница (100),
причем размольный диск (806) выполнен с возможностью истирания при работе и, в конечном счете, влияния на функционирование детекторов (841, 842, 843), так что они по мере истирания последовательно утрачивают способность передавать сигналы по меньшей мере одному сенсору (120), что обеспечивает возможность мониторинга функционирования и определения состояния по меньшей мере одного размольного диска (806), требующего его ремонта или замены, на основе наличия или отсутствия сигналов от детекторов (841, 842, 843), и
размольный диск (806) выполнен с возможностью перемешивания абразивной среды (116).
15. Размольный диск по п.14, в котором по меньшей мере один детектор (841, 842, 843) содержит метку радиочастотной идентификации.
16. Размольный диск по п.14, в котором по меньшей мере один детектор (841, 842, 843) содержит магнит.
17. Размольный диск по п.14, в котором по меньшей мере один детектор (841, 842, 843) содержит вафлевидный пробник, включающий печатную плату.
18. Размольный диск по п.14, в котором по меньшей мере один детектор (841, 842, 843) содержит радионуклид, способный испускать альфа-частицы и/или мягкое гамма-излучение.
19. Размольный диск по п.18, содержащий полость (472, 572, 772, 1572) и одну или несколько резьбовых вставок (471), заглушек (571), крышек (771) или конусовидных заглушек (1571).
15.
20. Размольный диск по п.18, в котором по меньшей мере один детектор (841, 842, 843) залит в полости (672) в диске (806).
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
032648
032648
- 1 -
- 1 -
032648
032648
- 1 -
- 1 -
032648
032648
- 1 -
- 1 -
032648
032648
- 1 -
- 1 -
032648
032648
- 8 -
- 9 -
032648
032648
- 19 -
- 19 -
032648
032648
- 20 -
- 20 -
- 21 -
- 21 -
032648
1106
032648
1106
- 22 -
- 22 -
032648
032648
- 23 -
- 23 -
032648
032648
- 26 -