CN106423450B - 管道流体固杂双铰盘转子在线破碎机 - Google Patents
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Abstract
管道流体固杂双铰盘转子在线破碎机，外壳(1)中安装有外缘相互扦插的二转子(5)，该二转子(5)分别竖立安装在各自的驱动轴(4)上，转子(5)上有至少二个同轴的形状相同的切盘(501)，在切盘(501)外缘上有突出的钩状齿(501a)，而且，相邻二个切盘(501)的钩状齿(501a)错开安装。能够适应流体固杂物料在较大范围内的变化，破碎比大，破碎粒度均匀可调，适于管道系统安装使用，运营费用经济；机器高度低，重量轻，磨蚀量小，能耗低，密封性好，运转平稳安全可靠，进料粒度大，破碎力大，可实现在线维护，无需拆装工艺管线，方便快速维修；具有处理能力强、操作简单、维修方便和使用寿命长等优点。
Description
技术领域
本发明属于IPC分类B02C一般破碎、研磨或粉碎技术，涉及安装在流体管道上对流体携带固态物质、胶体、或较大尺寸杂质进行破碎的设备，尤其是管道流体固杂双铰盘转子在线破碎机。
背景技术
流体以管道方式输送方便快捷，而且应用广发，但是，携带态物质、胶体、或较大尺寸杂质的流体，通过管道输送却十分困难，比如，现阶段污水输送就属于典型的而常见的这一类状况。
污水，通常指受一定污染的、来自生活和生产的排出水。污水主要有生活污水、工业废水和初期雨水。污水的主要污染物有病原体污染物、耗氧污染物、植物营养物和有毒污染物等。污水是由于水里掺入了新的物质或者因为外界条件的变化，导致水变质不能继续保持原来的使用功能。根据污水来源的观点，污水可以定义为从住宅、机关、商业或者工业区排放的与地下水、地表水、暴风雪等混合的携带有废物的液体或者水。污水由许多类别，相应地减少污水对环境的影响也有许多技术和工艺。按照污水来源，污水可以分为这四类。污水中通常会携带固体废物、泥沙、悬浮物、甚至包含垃圾、粪便等。比重较大的固杂更可能沉积直至堵塞管路，比重较小的大尺寸固杂也可能减慢管道流速。进一步的，这种包括污水在内的流体，在你现有技术中，由于固杂的存在，均无法使用流体泵类设备以提高流速，改善输送效率。显然，大口径管道以自然流速输送污水，投入巨大，堵塞时有发生，轻度作业困难，这些都是长期以来众所周知的。
针对以上问题，本领域技术研发面对的主要问题在于，如何实现在管道系统中，对相关固杂进行随时破碎而同时不影响管线流体输送。这就涉及在线破碎技术的研发。
破碎机应用广泛，根据破碎的原理，重型矿山机械常用破碎机械有颚式破碎机、反击式破碎机、立式冲击式破碎机、液压圆锥破碎机、环锤式破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机、复合式破碎机、圆锥式破碎机、双级破碎机、旋回式破碎机、移动式破碎机等。
现有技术中，根据破碎力作用的方式可以将破碎机粗略地分为两大类：破碎机和磨矿机。破碎机一般处理较大块的物料，产品粒度较粗，通常大于8毫米。其构造特征是破碎件之间有一定间隙，不互相接触。破碎机又可分为粗碎机、中碎机和细碎机。一般来说磨矿机所处理的物料较细，产品粒度是细粒，可达0.074毫米，甚至还要细些。其结构特征是破碎部件或介质互相接触，所采用的介质是钢球、钢棒、砾石或矿块等。但有的机械是同时兼有碎矿与磨矿作用，如自磨机。∮5.5×1.8米自磨机处理矿石粒度上限可达350～400毫米。
根据破碎方式、机械的构造特征以及动作原理来划分的，大体上分为六类。其中，辊式破碎机的工作原理是，矿块在两个相向旋转的圆辊夹缝中，主要受到连续的压碎作用，但也带有磨剥作用，齿形辊面还有劈碎作用。而同时，辊磨机借转动的辊子将物料碾碎。
现有技术中，尚未公开在在线破碎的技术方案。
在已公开专利文献中，相关技术内容较少。
中国专利申请200720015242.3液电破碎机,涉及一种破碎机，其破碎机壳体两侧分别设有进料口和出料口，集料箱设置在破碎机壳体下方，破碎机壳体和集料箱内装有循环工作液，集料箱内设有隔板，其一侧装有水泵，水泵和进料口通过循环水管路连接，出料口插入集料箱的另一侧。在该文献中，循环水仅作为工作液使用，并不涉及本申请关注的携带固杂的流体。
中国专利申请200810122472.9涉及一种潜水破碎机,用于城市给排水、泵站等进水渠道的污物集污和破碎，主要包括机壳、减速箱、电机、转鼓、双轴破碎器,双轴破碎器包括两根刀盘轴、安装在两根刀盘轴上的刀盘组、使两刀盘轴旋转方向相反的主动齿轮和被动齿轮，所述减速箱安装于机壳底部，电机垂直于刀盘轴安装在减速箱的前箱体或后箱体上，电机散热效果好，可连续不间断工作，结构小巧，减小设备的水下安装空间，便于安装维护；所述主动齿轮和被动齿轮的齿数相差一齿,减少两刀盘组之间的重复磨擦；所述转鼓由多只实心圆薄片同轴间隔叠加而成，减少了传统的转鼓厚度，增加过流面积，提高过流速度，而且污物也不会卡于转鼓中。仅就实际应用而言，该技术用于城市给排水、泵站等进水渠道的污物集污和破碎，但是，该技术显然不适用于封闭的管道系统。
中国专利申请201020520826.8公开了城市给排水、污水泵站等进水渠道及管道内漂浮或悬浮于污水中的固体污物破碎的垃圾破碎机,包括箱盖、箱体、安装有均匀分布多齿刀的主动轴和从动轴、一对栅条型转鼓，在主动轴安装有主动轮，在从动轴安装有从动轮，主动轮和从动轮相互啮合；转鼓上的转鼓轴上套装有转鼓齿轮，转鼓齿轮通过一对过桥齿轮分别和主动轮及从动轮相互啮合，在转鼓的栅条上安装有若干个均匀分布的切割刀片，所述每个切割刀片位于所述相邻两片多齿刀之间。切割刀片，能直接将长条形纤维，布料等直接切割，避免了长条形纤维、布料等缠绕破碎机转毂从而减少过流量，同时，也可避免由于长条形纤维、布料等直接通过转毂而缠绕后续泵的叶轮，造成泵的堵塞。显然，该技术有效的对进水渠道及管道内漂浮或悬浮于污水中的固体污物破碎的垃圾破碎，尤其是，能直接将长条形纤维，布料等直接切割，但是由于切割刀片的设置进一步增加工作腔内部的结构的复杂程度，存在加重减小工作腔有效容积的同时，也进一步降低和限制了破碎物料的能力。
中国专利申请201310061827.9破碎机，其能快速高效地实现粉含量较高的粉液批次或在线混合。包括电机、联轴器和工作头，工作头包括主轴、机械密封组件、定子、转子和工作腔体，电机通过联轴器连接主轴，主轴和工作腔体之间通过机械密封组件密封，转子位于工作腔体中并连接于主轴上，其特点是，转子相对于主轴成倾斜角度，并具有在相邻于定子的两长边，两长边上分别形成有锯齿形，定子包括设置在工作腔体内壁上的弧形衬板，弧形衬板上有锯齿形，转子的锯齿形和定子的锯齿形之间存在固定的间隙，转子的锯齿形和定子的锯齿形在旋转过程中不发生摩擦并间隙相等。本文献记载的技术中，工作部的固定间隙设置，同时也限制了设备处理能力，所以并不适合安装与管线系统中。
中国专利申请201080030111.7一种回转破碎机(10)，包括：破碎头(22)，所述破碎头(22)以可绕大致竖直的轴(18)旋转的方式布置，且第一破碎壳体(30)安装在所述破碎头上；和框架(12)，第二破碎壳体(32)安装在所述框架上，所述第二破碎壳体(32)与所述第一破碎壳体(30)共同限定破碎间隙(34)。支承活塞(36)布置在所述轴(18)的空腔(40)内，所述支承活塞(36)能在竖直方向上位移以调整所述破碎间隙(34)的宽度。偏心装置(20)通过至少一个径向轴承(42)以可绕所述轴(18)旋转的方式布置。所述回转破碎机具有油管线(44)，所述油管线(44)布置在所述空腔(40)中并延伸通过被包括在所述支承活塞(36)中的活塞板(37)，用于将润滑油供应至至少部分地被构造在位于所述活塞板(37)上方的所述空腔(40)内的润滑油室(46)，所述润滑油室(46)通过布置在所述轴(18)中的管道(50)而连接至所述径向轴承(42)。该技术中心，支承活塞(36)能在竖直方向上位移以调整所述破碎间隙(34)的宽度，有益于提升在线设备对物料适应程度，但这一技术措施并不能直接用于在线破碎。
另外，在现有技术中，较为成熟的转子泵适合江水输送，容积式泵，双轴同步对转，可正逆互送流体；具有QD结构双端支撑，在端盖上有机械密封的轴支撑，将水中混有大量的泥沙，但是，通常泥沙物料的颗粒直径并不会很大，所以，本申请如果能够解决，固杂在线破碎至如此泥沙等级，则配合此类转子泵安装形成管线输送系统则有可能解决现有技术问题，当然，即使如此，现有技术还存在转子上易形成缠绕固杂难以清除的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种管道流体固杂双铰盘转子在线破碎机，能够适应流体固杂物料在较大范围内的变化，有效的在便捷的对破碎速度和破碎间隙调适的保障下，在即时对固杂进行破碎后，支持管道系统内的流体在通过性得到显著改善的同时持续通过。
本发明的目的将通过以下技术措施来实现：外壳中安装有外缘相互扦插的二转子，该二转子分别竖立安装在各自的驱动轴上，驱动轴上端连接进变速箱，外壳在水平方向上对称同轴布置有二个进出液口，该二个进出液口的中轴线水平穿过二转子扦插部位，转子上有至少二个同轴的形状相同的切盘，在切盘外缘上有突出的钩状齿，而且，相邻二个切盘的钩状齿错开安装。
尤其是，驱动轴尾端外缘有定轴键，在驱动轴前端外缘通过二个压盘夹持套接二个相互以内侧斜坡滑移面贴合的滑动对移调高楔形块；在驱动轴至少一端外套接回位弹簧；驱动轴外缘盘绕的螺纹键盘绕角度为渐开线变距螺纹。滑动对移调高楔形块呈楔形，在其内侧斜坡滑移面上开有中线垂直于外侧面的长槽型坡面滑槽，滑动对移调高楔形块至少一端伸出连接有连接板。该内侧斜坡滑移面与外侧面之间夹角h在15-35°之间。
尤其是，一对转子相互以一转子上切盘突出的钩状齿插入另一转子上位于相邻二切盘之间凹入的隔离环台外的间隙结构安装，其中，钩状齿的齿尖的半径即该齿尖端点与切盘轴线距离R与隔离环台外径r之和与二转子轴间距之差为不大于R-r。同时，在切盘的至少一个端面中部轴孔轴孔孔沿外有轴向凸起的隔离环台，在切盘的外缘上有朝向同一旋转方向的至少二个外凸的钩状齿，在相邻二钩状齿之间有相连接的顶刃和切刃，其中，顶刃位于钩状齿齿尖后侧，而且，钩状齿的齿尖的夹角A为65-105°；顶刃与切刃之间夹角B为120-180°。
尤其是，变速箱下方连接传动齿轮箱，传动齿轮箱底部有接座，接座底端与外壳上端有对应的连接法兰盘。
尤其是，相邻二个切盘的钩状齿错开固定角度安装。
尤其是，转子外缘上不同切盘的钩状齿齿尖连线呈螺纹状。
本发明的优点和效果：能够适应流体固杂物料在较大范围内的变化，破碎比大，破碎粒度均匀可调，适于管道系统安装使用，运营费用经济；机器高度低，重量轻，磨蚀量小，能耗低，密封性好，运转平稳安全可靠，进料粒度大，破碎力大，可实现在线维护，无需拆装工艺管线，方便快速维修；具有处理能力强、操作简单、维修方便和使用寿命长等优点。
附图说明
图1为本发明实施例1结构示意图。
图2为本发明实施例1中驱动轴以及调节和装配结构示意图。
图3为本发明实施例1中滑动对移调高楔形块结构示意图。
图4为本发明实施例1中转子对结构示意图。
图5为本发明实施例1中切盘结构示意图。
附图标记包括：
外壳1、支脚2、进出液口3、驱动轴4、转子5、接座6、传动齿轮箱7、变速箱8、吊架9、减速电动机10、吊耳11、滑动对移调高楔形块401、回位弹簧402、滑动托盘403、定轴键404、螺纹键405、压盘406、轴承407、坡面滑槽401a、连接板401b、切盘501、钩状齿501a、顶刃501b、切刃501c、轴孔501d、键槽501e、隔离环台501f。
具体实施方式
本发明原理在于，在线设备首先要求能够保持长期的稳定工作，尤其对于同时兼有完成破碎作业负荷的同时，能够衔接管线的入口和出口流速、流量，而且，具备发生一般性的工作部件异常时，能够及时实施结构调适以解除引起异常的物料变化或工作部件自身故障，对于固杂动态不确定性，一对转子5以及两组切盘501相对转动的工作状态下，根据破碎时的工作阻尼反馈调节结构的构造形式，同时变换出对敲、挤压、刮削、切断以及离心脱除缠绕等多种破碎功能，所以，不但要求工作部具有有效执行破碎和切割性能的结构，而且，要求整体结构在适于布置密封和承压部件的同时，设置可以工作于管道在线状态下可靠便捷调整的适应机构。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：如附图1所示，外壳1中安装有外缘相互扦插的二转子5，该二转子5分别竖立安装在各自的驱动轴4上，该二驱动轴4上端连接进变速箱8，外壳1在水平方向上对称同轴布置有二个进出液口3，该二个进出液口3的中轴线水平穿过二转子5扦插部位，转子5上有至少二个同轴的形状相同的切盘501，在切盘501外缘上有突出的钩状齿501a，而且，相邻二个切盘501的钩状齿501a错开安装。
前述中，如附图2所示，驱动轴4尾端外缘有定轴键404，在驱动轴4前端外缘通过二个压盘406夹持套接二个相互以内侧斜坡滑移面贴合的滑动对移调高楔形块401；在驱动轴4至少一端外套接回位弹簧402；驱动轴4外缘盘绕的螺纹键405盘绕角度为渐开线变距螺纹。驱动轴4以尾端连接变速箱8并以定轴键404固定，回位弹簧402外端固定，回位弹簧402内端顶紧滑动托盘403。压盘406中部通过轴承407安装在驱动轴4上。
前述中，如附图3所示，滑动对移调高楔形块401呈楔形，在其内侧斜坡滑移面上开有中线垂直于外侧面的长槽型坡面滑槽401a，滑动对移调高楔形块401至少一端伸出连接有连接板401b。该内侧斜坡滑移面与外侧面之间夹角h在15-35°之间。
前述中，另外，如附图2所示，二个滑动对移调高楔形块401的内侧面贴合，坡面滑槽401a对位，在该二个滑动对移调高楔形块401沿内侧斜坡滑移面相对滑动时，二个滑动对移调高楔形块401的叠压高度就会线性变化。二个需要通过相对移动以转子5在驱动轴4上的布置形式的调节滑动对移调高楔形块401上的二组连接板401b，分别连接安装两个液压马达，则其并联运行，通过与安装在驱动轴4另一端的回位弹簧402相配合，以挤顶转子5沿驱动轴4轴向移动，当然由于设置在驱动轴4外壁上的螺纹键405沿渐开线螺旋盘绕在驱动轴4外壁，使得多片串接形成的转子5位于螺纹键405不同段时，相邻的二片切盘501上钩状齿501a，以及顶刃501b和切刃501c相应错开角度有所变化，进一步的，再配合由变速箱8调整产生的驱动轴4不同转速条件，就形成不同的破碎性能。
前述中，如附图4所示，一对转子5相互以一转子5上切盘501突出的钩状齿501a插入另一转子5上位于相邻二切盘501之间凹入的隔离环台501f外的间隙结构安装，其中，如附图5所示，钩状齿501a的齿尖的半径即该端点与切盘501轴线距离R与隔离环台501f外径r之和与二转子5轴间距之差为不大于R-r。同时，在切盘501的至少一个端面中部轴孔轴孔501d孔沿外有轴向凸起的隔离环台501f，在切盘501的外缘上有朝向同一旋转方向的至少二个外凸的钩状齿501a，在相邻二钩状齿501a之间有相连接的顶刃501b和切刃501c，其中，顶刃501b位于钩状齿501a齿尖后侧，而且，钩状齿501a的齿尖的夹角A为65-105°；顶刃501b与切刃501c之间夹角B为120-180°。
前述中，变速箱8外壁向上方连接吊架9，在吊架9上端有吊耳11。在移动或装配本破碎机时，可以通过吊耳11系挂吊装。
前述中，外壳1底部有支脚2。本破碎机通过支脚2固定安装在基座上。
前述中，变速箱8上方连接有减速电动机10。变速箱8由减速电动机10驱动。变速箱8自身可以输出不同转速到驱动轴4。
前述中，变速箱8下方连接传动齿轮箱7，传动齿轮箱7底部有接座6，接座6底端与外壳1上端有对应的连接法兰盘。传动齿轮箱7中安装有主动齿轮和从动齿轮并分别连接二驱动轴4。即二驱动轴4分别为主动轴和从动轴。
前述中，相邻二个切盘501的钩状齿501a错开固定角度安装。
前述中，转子5外缘上不同切盘501的钩状齿501a齿尖连线呈螺纹状。
前述中，在接座6、传动齿轮箱7、变速箱8和外壳1上安装衬套滑环密封件，在变速箱8中安装稳压阀和气垫，在接座6上安装抗扭支柱；同时，减速电动机10、传动齿轮箱7和变速箱8属于功能单元，外壳1和支脚2属于外壳单元。
前述中，支脚2安装在水平的混凝土基础上，用地脚螺栓固定。
本实施例中，驱动轴4担负机器的全部负荷，所以良好的润滑对轴承寿命有很大的关系，它直接影响到机器的使用寿命和运转率，因而要求注入的润滑油必须清洁，密封必须良好，主要注油处包括：驱动轴4、转子5、变速箱8，以及滑动对移调高楔形块401和轴承407。
本实施例中，变速箱8、减速电动机10以及液压马达可以连接到自动控制设备。
本实施例中，一对转子5之间刀口宽度5.5/7.4mm，最大允许工作扭矩350Nm；在0.25巴压力损失下，针对水介质而言，固杂破碎最大流量50m3/h；带平行轴减速电机情况下，重量200kg；不限于对中硬以下物料的破碎，对被处理物料抗压强度≤150MPa的物料，最大给料直径可达120毫米，适应流体最大流量Q＝400m3/h，扬程H＝10m，功耗N＝30.0kW；入口压力0.0bar，出口压力1.0bar。
本发明中，转子5上的切盘501分别以其自身的键槽501e独立安装在驱动轴4；或者，转子5上的切盘501为固定的整体结构，即其中相邻的二切盘501之间错开角度不可调，此时，转子5轴孔由多片切盘501的轴孔501d固定连通形成，其内壁上的键槽一次性直接铣削加工而出。
本发明中，转子5上相邻二个切盘501的钩状齿501a错开安装的结构形式，使得转子5在转动破碎工作时的状态，部分的与既能直接破碎，也能像铰刀一样先快速将固杂刮削、挤压进预处理然后几乎同步的进一步完成破碎处理。固杂破碎后增加表面积，更适于管道输送，适用于携带固定体、胶体甚至污泥的污水管线输送中，在线破碎处理作业。
本发明安装到管道中，需要根据进出液口3标定的流体固定输送方向的进行安装，该输送方向原则上取决于转子5的安装；当介质温度>60℃时，或者，由于设备中气体淤积时，要求避免管路系统中产生气体积聚，而且，破碎介质中硬度较高的诸如的石子或类似硬物料固杂可能将导致工作部件严重磨损，需要在管道前端进行沉淀预处理。在室外温度较低时，为保护设备不被冰冻介质损坏，需要当存在霜冻危险时，将外壳1拆掉并将其内工作室中物料排空。
Claims (1)
1.管道流体固杂双铰盘转子在线破碎机，外壳(1)中安装有外缘相互扦插的二转子(5)，该二转子(5)分别竖立安装在各自的驱动轴(4)上，驱动轴(4)上端连接进变速箱(8)，外壳(1)在水平方向上对称同轴布置有二个进出液口(3)，该二个进出液口(3)的中轴线水平穿过二转子(5)扦插部位，转子(5)上有至少二个同轴的形状相同的切盘(501)；一对转子(5)相互以一转子(5)上切盘(501)突出的钩状齿(501a)插入另一转子(5)上位于相邻二切盘(501)之间凹入的隔离环台(501f)外的间隙结构安装，在切盘(501)外缘上有突出的钩状齿(501a)，而且，相邻二个切盘(501)的钩状齿(501a)错开安装；驱动轴(4)尾端外缘有定轴键(404),其特征在于，在驱动轴(4)前端外缘通过二个压盘(406)夹持套接二个相互以内侧斜坡滑移面贴合的滑动对移调高楔形块(401)；在驱动轴(4)至少一端外套接回位弹簧(402)；驱动轴(4)外缘盘绕的螺纹键(405)盘绕角度为渐开线变距螺纹；滑动对移调高楔形块(401)呈楔形，在其内侧斜坡滑移面上开有中线垂直于外侧面的长槽型坡面滑槽(401a)，滑动对移调高楔形块(401)至少一端伸出连接有连接板(401b)；该内侧斜坡滑移面与外侧面之间夹角h在15-35°之间；钩状齿(501a)的齿尖的半径即该齿尖端点与切盘(501)轴线距离R与隔离环台(501f)外径r之和与二转子(5)轴间距之差为不大于R-r；在切盘(501)的至少一个端面中部轴孔轴孔(501d)孔沿外有轴向凸起的隔离环台(501f)，在切盘(501)的外缘上有朝向同一旋转方向的至少二个外凸的钩状齿(501a)，在相邻二钩状齿(501a)之间有相连接的顶刃(501b)和切刃(501c)，其中，顶刃(501b)位于钩状齿(501a)齿尖后侧，而且，钩状齿(501a)的齿尖的夹角A为65-105°；顶刃(501b)与切刃(501c)之间夹角B为120-180°；变速箱(8)下方连接传动齿轮箱(7)，传动齿轮箱(7)底部有接座(6)，接座(6)底端与外壳(1)上端有对应的连接法兰盘。
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