CN1030368A - 回转压碎机 - Google Patents

Abstract

一种利用回转动作压碎脆性或易碎材料的压碎 设备，包括有一个带有容纳被压碎材料的腔的磨臼， 腔底有中心排出口，排出口形成一个带有圆周壁的喉 口。一个旋转压碎头设于排出口中心并与喉壁相间 以在喉壁和压碎头的外表面间形成一个环形间隙。 压碎头由枢轴点居中支承使其可在枢轴点上旋转及 振动。有主轴赋予压碎头振动动作。排入磨臼中的 材料被压碎头相对于喉口壁的动作压碎，在全部振动 运转中压碎头和喉口壁保持其间隙的间距。

Description

本发明与脆性或易碎材料的压碎设备有关，具体与回转式压碎机有关。

现有类型的压碎脆性或易碎固体的初级，二级及三级压碎机包括回转式压碎机。典型回转压碎机中有一个内截头圆锥体，围绕外圆锥腔室中心上的垂直轴线旋转，形成腔室与锥体之间的锥形环体空间。内锥形围绕腔室垂直轴线旋转而一般不绕其本身的对称轴旋转。

内圆锥由外置电机及齿轮系在锥体下面驱动的凸轮机构带动。齿轮系带动一个包括有凸轮装置的大偏心组合件旋转，将安装锥体的轴，围绕腔中垂直轴线旋转，使垂直轴线和回转件轴线的交点交在内锥体的上方。从而回转几乎完全在水平面内，因此回转时，内锥体和外腔室间形成的环形空间，在内锥体的一侧相当小，而在相对的另一侧则相当大。环形空间间隙的这种大差异，使压碎机排出的材料，尺寸有相当大的差异。因此，要求材料有特定尺寸时，为取得相称的材料尺寸时，一般需将多达40%的排出材料重行压碎。这种低效率要求延长压碎机的使用时间，因此增高压碎机磨损及故障的倾向。

此外，用于在压碎组合件下方驱动内锥体作回转的机件，要求有复杂而精确的设计，令这种机件的更新工作，不仅在机件价格方面，而且在专业维修人员进行工作需要的停机时间方面，都属极为昂贵。

本发明的目的，在于提出一种不同类型的压碎动作，与过去的脆性或易碎材料回转压碎机设计采用的动作不同，以提高压碎效率，并降低用于产生这种压碎动作的压碎装置的维修费用。

本发明的一个方面，是提出一种脆性或易碎材料的压碎装置，其中有下列各项：

一个有一个腔容纳该材料，并在其底部有一个中心排出孔的磨臼，该排出孔形成有圆周壁的喉口;

一个一般设有该排出孔的中心并和该喉口的壁有一定间隔的旋转压碎头，形成该壁及该压碎头之间的环形间隙;

该压碎头在一个枢轴点上居中支持，使之可绕该点作旋转及振动动作;

赋予该压碎头该旋转及振动动作的装置;

在该压碎头的全部振动中，放入该磨臼中的材料由该压碎头相对于该壁的动作造成的压碎动作而压碎，该压碎头的相对各侧和该壁配合，保持该间隙的空隙。

下文中说明“回转轴线”的定义，为压碎装置压碎头的对称轴，“回转角”的定义为磨臼的中心轴线和回转轴线的夹角。

最好该装置有设在该腔内的中心上，围绕中心轴线旋转的旋转轴，该轴的一个轴向端设在该腔内，和该压碎头啮合，使该压碎头和该轴的中心线有固定角度的偏移而该头部和该轴可相对旋转。

最好该固定的倾斜位置，由在该压碎头及轴部之间伸展的一个定位枢销保持，该枢销和该压碎头的旋转轴线同轴线，使该轴和压碎头可绕该轴线相对旋转。

从下文关于两个具体实施方案的叙述，便可清楚了解本发明。叙述结合附图进行，附图内容如下：

图1为压碎机的简略侧视图，说明取得回转的原理;

图2为图1中的压碎头区域的俯视图;

图3为压碎机第一实施方案剖视图;

图4为压碎机第二实施方案剖视图;

图5为第一实施方案中的轴，枢销，压碎头及轴向节的分解图。

应注意在图中（尤其图1中），为了作说明，图示的压碎头有夸张的回转角。实际上回转角可能比图示的小很多，与之相反，本说明书也不排除大很多的回转角。

这两方案都针对形式为脆性或易碎材料回转压碎机的压碎装置。

如图1所示，在构思上，回转压碎机11有一个磨臼13，一个压碎头17，和设在压碎头另端的驱动及支承组合件。此外，驱动及支承组件一般有一个设在磨臼13底部附近的转向节19，一根设在压碎头17的上方的轴21，和一个设在轴21和压碎头17之间的枢销23。

磨臼13有内圆锥形腔15，腔15有上圆形口25，材料通过圆形口进入腔15，在压碎头的壁37和磨臼壁39之间压碎，有下排出口27，压碎的材料通过排出口排出压碎机。下排出口27形成有基本圆锥形的圆周壁39的喉口38，其中设置压碎头17。腔15大致以中心线AC为对称轴，也可形成一个与喉口为相反的锥形的圆锥形周壁24。于是，壁24从口25向磨臼排出口渐收，与喉口相连。圆周壁39大致为从腔15向磨臼13底部逐渐向外扩大。于是壁24及39的收缩部在磨臼13内的交接处，形成圆缩颈29，虽然如此，某些其他形状或形式的磨臼，并不必须有明显的缩颈。

转向节19在磨臼的排出口27中心上固定，一般有通常朝向腔15的半球形面31。半球形面31形成一个支座，压碎头17放在上面，形成万向接头，因而压碎头可在转向节上，围绕轴线与腔15中心线AC重叠的一个枢轴点B，作摇动，旋转及/或摇动。

压碎头17一般为截头圆锥形，其上圆形平面33的直径小于圆缩颈29的直径，下圆形平面35与上圆形平面33平行，但直径大于圆缩颈29的直径，有一个圆锥形压碎面37，在上平面33和下平面35之间的周边上伸展。压碎头17的下平面35的中心凹入，形成一个支承表面，放在转向节19的半球形面31上，使压碎头17可围绕枢轴点B作万向摇动或旋转。

转向节19及压碎头17都有精确的构型，使压碎头可设在排出口27的区域中，从而其压碎面37与喉口38的圆周壁39相邻而有间距，在圆缩颈29下方伸展，形成壁39和压碎头的锥形压碎面37之间的环形间隙41。于是压碎头17底面35的直径，小于排出口27的最大直径，因此，只需将磨臼相对于转向节及压碎头轴向移动，或将转向节及压碎头相对于磨臼轴向移动，便可调节圆锥形压碎面37及壁39之间间隙的尺寸。

在构思中，压碎头的上圆形平面33上有圆形凹槽49，其中心线与表面的平面垂直，并和压碎头回转轴线重合。凹槽49用于容纳将压碎头17和轴21连接的枢销23的一端。

轴21安装在磨臼顶附近的主轴43上，将轴21绕腔15的中心线AC旋转。外轴端47有端面，处在与轴正截面倾斜的平面中。

在第一实施方案中，轴21的外轴端面47与压碎头17相似，端面上也有圆形凹槽51，端面中心线与端面平面垂直，而和轴21的中心线AC偏斜一个预定的距离。凹槽51用于容纳枢销23的另端，使轴和压碎头藉枢销23连接。

枢销23为正圆柱形，因而其相对的两个半部形成外伸的支承部份，插在压碎头和轴的相应凹槽49及51中旋转，使压碎头17按预定的与中心线AC倾斜的角度固定，而同时使压碎头和轴可相对旋转，而压碎头可绕压碎腔15的中心线AC旋转。于是凹槽49及51和枢销23的中心线，和压碎头17的回转轴线GB重合。

枢销23的轴向长度，可略大于凹槽49及51深度的和，使轴端面47和上圆形平面33之间有间距，从而轴和压碎头之间，仅在枢销上有支承面。在轴端面47和上圆形平面33间有防尘密封件（未示），使销及凹槽和磨臼中压碎材料隔绝。在未图示的其他方案中，用其他方法，例如将圆锥滚柱轴承的内外座圈，放定在相对的端上将轴端面47和平面33分隔。

运转时，一般用液压马达（未示出）直接驱动主轴43，使轴21绕压碎腔的中心线AC旋转。轴21旋转时，由于压碎头17围绕转向节19的枢轴点B旋转，从而按预定倾斜度绕中心线AC旋转，而一般可绕回转轴线GB。在任何方向上与磨臼及轴相对自由旋转。由于枢轴点B相对于压碎头主体的低位置，并由于缩颈29，喉口壁39和压碎头的圆锥形压碎面37的相对空间关系及构形，在主轴43的一个完全转周中，围绕压碎头下表面35外周H的间隙41，仅有有限的变化。与此相反，在轴的这个转周中，压碎头上表面33的外围和磨臼缩颈29附近的间隙，有程度相当大的变化。

当压碎头围绕中心线AC旋转时，由于没有阻力施加在压碎头上，故可相对于磨臼及轴旋转。然而当脆性或易碎材料，通过口25放入腔15，并容纳在环形间隙41的空间中时，材料倾向于抵制压碎头相对于磨臼旋转。因而轴21继续绕中心线AC旋转，压碎头绕枢轴点B有效摆动。在压碎头作这摆动时，本身将绕回转轴线旋转。压碎头绕回转轴线GB一转周的周期，接近与回转轴线绕中心线AC一转周的周期相同，但是由于压碎材料在压碎壁和表面之间的摩擦效应，使周期会略有变化。这就会在压碎头摆动时，造成压碎头圆周H上的一点，相对于排出口圆周壁39上相邻一点的顺时针或逆时针的微量寸进。

这样，当有材料被阻拦在间隙41中时，材料便会对压碎头17的旋转施加阻力，便可保证轴21和压碎头之间的相对旋转。相应地这便能保证压碎头围绕其回转轴线GB旋转，也保证了围绕转向节的枢轴点B的摆动。于是压碎头的摆动造成压碎头表面上的一点，沿通过枢轴点B的一个基本垂直的平面中的一条弧形路线摆动，同时还沿也通过点B的一个正交平面中的弧线摆动。于是，通过压碎头的旋转振动或垂直振动，或两种振动的结合，不断在间隙41中容纳的材料上施加压碎力。压碎头振动时，这类压碎动作，对有减少压碎头冲击材料的倾向的间隙收集的材料，提供更有效的力分布，并改进压力的使用，一有接触便持续将材料压向间隙的相对两侧。

虽然图中未明确示出，但是压碎头的振动而非回转的原理，使压碎头表面的各部分，在振动中交替形成间隙的最小及最大间隙。但是，压碎头表面的配合部分，分别位于压碎头的相对侧，因此当压碎头向一侧倾斜，如图1所示时，压碎头表面上的点F及H配合形成间隙的最小间距，而同时相对的点E及I形成间隙的最大间距。然而无论压碎头的位置任何，任何时候中在压碎头的某一侧和另侧，必然有最大和最小的间距。虽然由于图中压碎头的位置有点夸张，图1未能清晰表示，但对本发明的这个方面，可就下列的实施方案，作较清楚的说明。还应注意到，无论在压碎头的顶部或底部处的一部分，当间隙尺寸从最小变为最大时，则在间隙的相应的下侧和上侧部分，有相反的状况，从而材料逐步渐进通过间隙，而非在间隙达到最小尺寸后材料下泻通过。例如，如果压碎头一侧的顶部形成最大间距，在其相应的下缘，形成间隙的最小间距，于是材料占据的是一个V形空间。然而在间隙将间隙宽度倒转时，V形逐渐倒转，于是压碎头的顶部变为最小间隙的一部分，而底部变为最大间隙的一部分。于是原来在最大间隙中的材料便不断被挤压，而最小间隙中的材料上的压力不断减小，可通过下排出口下落。这样，经过若干次振动后，材料陆续通过间隙。因此，虽然通过量可能减少，但有效率较高的挤压运转，提供较大量的压碎成品。

本方案的一个重要优点，是在压碎头的连续振动中，在压碎头表面的顶和底部的间隙圆周任何一点上，保持最小及最大间隙，或最大及最小的间隙，间隙41空间中的可从排出口27中通过的压碎材料，尺寸差异小，便可将材料尺寸准确确定，从而可避免或很大减少将压碎不足的材料再压碎的需要。仅将转向节19在磨臼中作轴向的升降，或相反，将磨臼相对于转向节升降，便可方便地调节间隙尺寸。同样可对间隙尺寸作相似的调节，以补偿压碎头压碎表面37的磨损，或半球形面31的磨损。

回转压碎机的第一方案如图3所示，主要以关于压碎机的构思说明为基础。因此，在附图中使用了与构思相同的标图号标示相同的部件。

第一方案与构思说明仅有微小差别，其中：

磨臼13采用拼合形式，有内部13a在外构架部13b中作可调节的安装，有底部13c和一个在口25上伸展的顶部13d，该顶部有容纳轴21的轴承。有一个防错配机构（未示出）可用传统设计，使不易碎材料可从环形间隙41中通过，而不损坏压碎头17及喉口38的相应压碎表面。

回转压碎机第二方案如图4所示，与前一方案的设计相比有微小改变，但也是体现压碎机的构思说明的。因此，在图中也用相同的标图号标示与构思说明中的对应部件。

第二方案与前一方案的差别，在于上构架13d在压碎腔口25上伸展，形成容纳轴21的双轴承。因此轴21可有与前一方案不同的设计，从而主轴43可有较大的纵向长度，形成一个外轴颈53，容放在上构架13d的外径向伸展部55中，和一个容放在上构架的内径向伸展部59中的内轴颈57。主轴43有对称锥形，从一个轴向端45，伸到磨臼内的另一轴向端47。轴向端47形成端部61，有外平端面与腔的中心轴线倾斜放置，与前一方案中的轴的外表面33的放置方法相似。但是外平面63不设圆凹槽51，而和枢销23一体形成，按要求枢销23向外与轴的中线偏置。如前方案，枢销23容放在压碎头上圆形平面33上的凹槽49中旋转。因此轴可使压碎头有要求的位置，如前方案一样取得轴旋转时的转动和振动运动。

在另一方案中，枢销23可和压碎头17一体形成，容放在轴的外平端面63上的凹槽31中旋转。

在前述各方案的一个改型中，压碎头17可不采用截头圆锥表面，而采用任何形式或形状的压碎面，例如凹拱面或凸拱面。

因此，圆周壁39的形状一般而言，可以有减小压碎头压碎面37和压碎机的磨臼从缩颈29到排出口27的压碎面之间的间隙的形状。

在前各方案外的另一改型中，枢轴点B相对于压碎头的位置，可比图示较高，或较低。

前各方案外的另一方案中，可在压碎头上端面33，和轴的下端面47之间，设一个止推轴承。

采用本发明有许多优异于现有回转压碎机的优点。列举如下：

1.由于设计简化并减小元件数目，制造费用可比现有的压碎机下降很多。例如传统设计可能需要30以上主元件，而本发明典型方案仅需约8个主元件。

2.现有设计一般使用14个活动主元件，而本发明典型方案仅使用3个主元件。

3.由于设计简化，可大量减少现场备件，维修频率也下降。

4.与现有设计使用外部电机及齿轮箱不同，本发明可用相当简化的液压驱动。

5.由于元件简单本发明的润滑简单易行，而在现有设计中则为复杂事项。

6.由于比现有设计减少元件数目，保养时间也减少很多。

7.由于本发明使用优异的机构，驱动压碎机需要的动力输入，比现有设计低很多，而现有技术的效率仅能达到约65%。

8.由于和现有设计比较，仅低量材料需要再压碎，故本发明的效率可接近100%，而现有技术一般只能达到60%。

9.使用本发明对压碎颗粒尺寸可达到小于1/16英寸，几乎不需再压碎，较之传统设计，一般难以达到3/16英寸（且40%以上的产品需再压碎）。

10.和现有压碎机设计比较，工作机构的不稳定离心力很低（乃至没有，视轴的外形设计而定）。因此磨损，功率损耗和不稳定性可减至最低，从而可生产尺寸大于先有技术的压碎机。

11.由于结构简化，需用的元件数目少，故可制造小型压碎机，由普通车辆运输，供个人或小规模使用。传统可移动型压碎机价格昂贵，而其尺寸要求使用重型运输工具。

应能理解本发明的范围，不受说明书中具体方案的叙述限制。尤其是本发明不限于压碎矿石或采矿工业，因为本发明采用的压碎动作不受元件的尺寸限制，所以可用于其他领域。

Claims (14)

1、一种脆性或易碎材料的压碎设备，其特征在于包括有：

一个有容纳该材料的腔和一个底部中心排出口的磨臼，该排出口形成有圆周壁的喉口；

一个一般设在排出口里的中心上并和该喉口的该壁有间距关系的旋转压碎头，形成该壁和该压碎头外表面之间的一个环形间隙；

该压碎头在一个枢轴点B上居中支承，并可作围绕该点的旋转或振动；

一个带动该压碎头振动的装置；

放入该磨臼的材料承受该压碎头相对于该壁的运动造成的压碎动作，并在该压碎头的全部振动中，该压碎头的相对侧面和该圆周壁配合，以维持该间隙的间距。

2、如权利要求1中的压碎设备，其特征为该装置有一个设在该腔的中心的旋转轴，围绕中心线旋转，该轴有一个设在该腔中并可和该压碎头的前轴向端啮合的轴向端，使该压碎头有和该轴的中心线偏离的固定的倾斜位置，并使该轴旋转时，该压碎头和该轴作相对的旋转。

3、如权利要求2中的压碎设备，其特征在于用一个定位销设在该压碎头和该轴之间，以固定该倾斜位置，该销的中心线和该压碎头和回转轴线重合，使该轴和该压碎头作绕该轴的相对旋转。

4、如权利要求3中的压碎设备，其特征为用该销的一个轴向端，和该轴的轴向端，作与该轴的中心线偏离的倾斜啮合，以固定该销的倾斜位置，该销的另一轴向端在与该压碎头回转轴线重合的位置上和该压碎头的轴向端啮合，因而该销的中心线与该回转轴线重合。

5、如权利要求4中的压碎设备，其特征为该销为圆柱形，该销的两相对轴向半部形成外伸支承部分，该轴和压碎头的相应轴向端在要求的部位上设有凹槽，容纳该支承部分，使该压碎头和销具有该固定倾斜位置。

6、如权利要求5中的压碎设备，其特征为该销的轴向长度，可略大于该两凹槽深度的和，使该轴和该压碎头的相应轴向端间有间距。

7、如权利要求6中的压碎设备，其特征为有一个设在有间距的该轴和压碎头的轴向端之间的密封件，将该销和该凹槽密封以防止磨臼中材料侵入。

8、如任何前述权利要求中的压碎设备，其特征为该压碎头和该磨臼用万向接头相对支承，使该压碎头可绕该枢轴点作自由旋转振动，该接头有一个是设在磨臼底部的排出口的中心上放置的、另一个设在该压碎头的后轴向端上的二嵌合组件。

9、如权利要求8中的压碎设备，其特征为该一个元件是在该底上固定设置的转向节，另一元件是该压碎头后轴向端上的中心凹入区，该转向节有朝向该腔的一个半球形面，该凹入区有与该转向节的球面形状配合的支承面以容纳该转向节，从而该转向节形成一个供该压碎头在上面自由旋转或摆动的支架。

10、如权利要求8或9中的压碎设备，其特征为该一个元件可在轴向上相对于该磨臼调节位置，以调节该环形间隙的间距，或调节间隙以调节元件的轴向位置。

11、如任何前述权利要求中的压碎设备，其特征为该压碎头基本为正截头圆锥形，其前后轴向端形成二个平行圆表面，和一个在其间伸展的锥形圆周面，该前端面一般小于该后端面，使该锥形圆周面结合该喉口形成该环形间隙，该锥形圆周面不必须为直边。

12、如任何前述权利要求中的压碎设备，其特征为该腔一般有一个排入材料的口和一个圆周壁，圆周壁从该口向着排出口逐渐内收，与该喉口相连，该喉口的周壁一般从腔向该磨臼底的排出口逐渐扩大，因而该腔和排出口的交接处形成圆形缩颈。

13、如前述权利要求中的从属权利要求2的压碎设备，其特征为该轴由机动或电动产生旋转。

14、一种基本如说明书参照附图所作相关叙述中的压碎设备。

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