CN109092498B - 制砂机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程建设领域，公开了一种制砂机，其中，所述制砂机包括进料口(10)、分料部(20)和叶轮部(30)，所述进料口用于向下进料，所述分料部包括分料件(21)和多个进料腔(22)，所述分料件设置在所述进料口的下方，所述分料件用于将从所述进料口进入的物料按照粒径分为多组并分别引入多个所述进料腔的入口，多个所述进料腔的出口分别延伸至所述叶轮部的不同径向位置，出口远离所述叶轮部的中心的进料腔中的物料的粒径大于出口靠近所述叶轮部的中心的进料腔中的物料的粒径。本发明的制砂机能够使得不同粒径的物料分别加速到刚好破碎所需的速度，从而提高叶轮部的做功效率和最终破碎效果。

Description

制砂机

技术领域

本发明涉及工程建设领域，具体地涉及一种制砂机。

背景技术

砂石骨料是建设领域应用最为广泛的材料，随着天然砂石的枯竭以及政府环保整治力度的加大，天然砂资源日趋枯竭，机制砂石已成砂石骨料行业的主流。目前，可以通过图1所示的立轴式冲击破碎机制备砂石，其主要包括进料口10’、布料板70、叶轮组件30’、破碎腔80等结构，当物料从进料口10’落入，可以通过布料板70沿周向均匀布料，使得物料均匀进入叶轮组件30’并通过叶轮组件30’的转动做功而获得动能，当具有一定动能的物料在离心力作用下从叶轮组件30’的边缘向外运动时，可以与破碎腔80以及其中的物料碰撞而发生破碎。

但是，图1所示的设备中，从进料口10’落入的物料基本上都从叶轮组件30’的中心进入，导致叶轮组件30’做功损耗较大、破碎效率不高。具体的，不同粒径的物料均从叶轮组件30’的中心进入并通过叶轮组件30’的转动加速到大致相同的速度。但为了达到破碎效果，不同粒径的物料所需的速度并不相同，使用图1的设备，可能导致部分物料未能破碎，而部分物料则破碎过度而产粉量大并增大了除尘选粉难度。另外，物料全部从中心进入叶轮组件30’，受进料口10’的空间限制，可能导致处理量下降。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的功耗大、破碎效率低的问题，提供一种制砂机，该制砂机能耗损失小且破碎效率高。

根据本发明的发明人研究，为了达到通过碰撞刚好破碎的效果，粒径较小的物料需被加速到较大的速度，粒径较大的物料需被加速到较小的速度。为此，可以将不同粒径的物料经过不同的加速过程加速至所需的速度，以提高叶轮部的做功效率和最终破碎效果。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种制砂机，其中，所述制砂机包括进料口、分料部和叶轮部，所述进料口用于向下进料，所述分料部包括分料件和多个进料腔，所述分料件设置在所述进料口的下方，所述分料件用于将从所述进料口进入的物料按照粒径分为多组并分别引入多个所述进料腔的入口，多个所述进料腔的出口分别延伸至所述叶轮部的不同径向位置，出口远离所述叶轮部的中心的进料腔中的物料的粒径大于出口靠近所述叶轮部的中心的进料腔中的物料的粒径。

优选地，所述分料件包括具有筛分结构的锥筒，所述锥筒的顶部位于所述进料口的下方，所述进料腔的入口抵接所述锥筒的内壁，所述锥筒具有沿其母线方向排列的多个筛分部，从所述锥筒的顶部朝向底部，所述筛分部允许通过的物料粒径逐渐增大。

优选地，多个所述进料腔包括位于所述叶轮部的中心的上方的筒状进料腔和围绕所述筒状进料腔设置的环状进料腔。

优选地，所述环状进料腔为多个并沿所述叶轮部的径向排列。

优选地，所述锥筒包括多个同心设置的刚性金属圈和连接多个所述刚性金属圈的支架，沿所述锥筒的母线方向，相邻两个刚性金属圈之间的距离逐渐增大。

优选地，所述进料腔的入口的通流面积大于所述进料腔的出口的通流面积。

优选地，所述叶轮部包括叶轮主体和设置在所述叶轮主体的中心处的分料锥，所述分料锥具有从下向上渐缩的锥形表面。

优选地，所述分料锥为截头圆锥形。

优选地，所述制砂机包括壳体，所述壳体的顶部设置有所述进料口，所述分料部的外周轮廓与所述叶轮部的外周轮廓匹配，所述分料部和叶轮部设置在所述壳体内并与所述壳体的内壁间隔，所述制砂机包括围绕所述叶轮部设置的挡料板。

优选地，所述壳体的底部设置有出料口。

通过上述技术方案，出口远离所述叶轮部的中心的进料腔中的物料的粒径大于出口靠近所述叶轮部的中心的进料腔中的物料的粒径，也即：粒径小的物料将从靠近叶轮部的中心的位置进入叶轮部，使得物料到达叶轮部的边缘的距离较长，从而具有较长的加速时间，因而能够加速到更高的速度。本发明的制砂机能够使得不同粒径的物料分别加速到刚好破碎所需的速度，因而能够提高叶轮部的做功效率和最终破碎效果。另外，不同粒径的物料在叶轮部内做功加速的过程中能够彼此碰撞研磨，从而消除物料上的针片状凸出部分，以提高产品粒型，提升成品砂质量。此外，本发明的制砂机能够使物料根据粒径分区地进入叶轮部，避免了物料集中进入叶轮部中心导致的叶轮部负荷高，并且能够自适应地针对不同粒径的物料进行破碎而不受来料差异性影响。

附图说明

图1是现有的立轴式冲击破碎机的结构示意图；

图2是根据本发明的一种实施方式的制砂机的结构示意图；

图3是图2中的分料部的立体图；

图4是图2中的第二进料腔的立体图。

附图标记说明

10-进料口，20-分料部，21-分料件，211-刚性金属圈，212-支架，22-进料腔，221-第一进料腔，222-第二进料腔，222a-外挡圈，222b-内挡圈，222c-连接件，223-第三进料腔，30-叶轮部，31-叶轮主体，32-分料锥，40-壳体，41-出料口，50-挡料板，60-驱动装置，10’-现有技术的进料口，30’-叶轮组件，70-布料板，80-破碎腔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

本发明提供一种制砂机，其中，所述制砂机包括进料口10、分料部20和叶轮部30，所述进料口10用于向下进料，所述分料部20包括分料件21和多个进料腔22，所述分料件21设置在所述进料口10的下方，所述分料件21用于将从所述进料口10进入的物料按照粒径分为多组并分别引入多个所述进料腔22的入口，多个所述进料腔22的出口分别延伸至所述叶轮部30的不同径向位置，出口远离所述叶轮部30的中心的进料腔中的物料的粒径大于出口靠近所述叶轮部30的中心的进料腔中的物料的粒径。

使用本发明的制砂机，出口远离所述叶轮部30的中心的进料腔中的物料的粒径大于出口靠近所述叶轮部30的中心的进料腔中的物料的粒径，也即：粒径小的物料将从靠近叶轮部30的中心的位置进入叶轮部30，使得物料到达叶轮部的边缘的距离较长，从而具有较长的加速时间，因而能够加速到更高的速度，以具有更高的破碎功来提高破碎效率。相反的，粒径大的物料将从远离叶轮部30的中心的位置进入叶轮部30，使得物料到达叶轮部的边缘的距离较短，从而具有较短的加速时间，因而能够加速到更低的速度，以免破碎过度。

因此，本发明的制砂机能够使得不同粒径的物料分别加速到刚好破碎所需的速度，因而能够提高叶轮部的做功效率和最终破碎效果。

另外，在现有技术中，对于小粒径物料，由于其容易在碰撞不充分的情况下产生针片状凸出部分，影响产品粒型和最终成品砂质量。而本发明中，在叶轮部30内，通过出口靠近所述叶轮部30的中心的进料腔进入叶轮部30的小粒径物料在叶轮部30内加速的过程中会经过叶轮部30的对应的其他较大粒径物料的进料腔的区域，从而与大粒径物料相互碰撞研磨。特别的，由于小粒径物料在叶轮部30中做功的过程比大粒径物料在叶轮部30中做功的过程长，这能够增加小粒径物料在叶轮部30中与其他物料相互碰撞研磨的次数，可以消除小粒径物料的针片状凸出部分，提高产品粒型，提升成品砂质量。

另外，本发明的制砂机能够使物料根据粒径分区以分别进入叶轮部30，避免了现有技术中物料集中进入叶轮部中心导致的叶轮部负荷高、整机处理能力低的瓶颈。并且，现有技术中，由于物料的差异性，可能连续来料不同粒径的物料(例如先来料大粒径物料，然后来料小粒径物料)，连续来料均供应至叶轮的中心处进料，将普遍导致欠破碎和过度破碎。而本发明可以根据物料的粒径将不同粒径区间的物料分别供应到叶轮部30的不同径向位置，因而能够自适应地针对不同粒径的物料进行相应的做功和破碎而不受来料差异性影响。这一方面能够提高本发明的制砂机对物料的适应性，另一方面能够提高叶轮部30和相应的驱动设备的效率。

本发明中，分料件21用于将从进料口10进入的物料按照粒径分为多组并分别引入多个进料腔22的入口。为便于将物料按照粒径分组，分料件21可以具有筛分结构，优选地，如图2和图3所示，所述分料件21包括具有筛分结构的锥筒。所述锥筒的顶部位于所述进料口10的下方，以使从进料口10落入的物料沿锥筒的侧表面均匀地分散落料。所述进料腔22的入口抵接所述锥筒的内壁，以便从锥筒的筛分结构筛分的物料经过锥筒后直接进入进料腔22。其中，所述锥筒具有沿其母线方向排列的多个筛分部，从所述锥筒的顶部朝向底部，所述筛分部允许通过的物料粒径逐渐增大，由此：从靠近锥筒的顶部的筛分部落入的小粒径物料将从靠近叶轮部30的中心的位置进入叶轮部30，从而通过叶轮部30的做功获得较大的速度，从靠近锥筒的底部的筛分部落入的大粒径物料将从远离叶轮部30的中心的位置进入叶轮部30，从而通过叶轮部30的做功获得较小的速度。

如上所述，允许不同粒径通过的筛分部沿锥筒的母线方向排列，即，允许不同粒径通过的筛分部呈圆形(位于锥筒顶部的筛分部)或环形(除位于锥筒顶部的筛分部之外的筛分部)，为尽可能增大进料腔22的尺寸以提高处理效率，多个所述进料腔22包括位于所述叶轮部30的中心的上方的筒状进料腔和围绕所述筒状进料腔设置的环状进料腔。筒状进料腔和环状进料腔可以充分对应允许不同粒径通过的筛分部，一方面便于布置进料腔22，另一方面尽可能增大了通过进料腔22的进料量。

优选地，根据筛分部将物料按照粒径分组的数量可以相应设置环状进料腔的数量。例如，在将物料按照粒径分为3组以上时，环状进料腔可以为多个并沿所述叶轮部30的径向排列，以便通过筒状进料腔和环状进料腔分别对应3组以上的物料。

在图2所示的实施方式中，制砂机用于处理粒径为0-40mm的物料，为提高破碎效率，本发明的发明人经过试验和计算论证后，将分料件21设置为将物料分为粒径在0-10mm、10-25mm、25-40mm的三组，即分料件21具有三个规格的筛分部。其中，进料腔22包括位于锥筒顶部下方并对应0-10mm的筛分部的第一进料腔221(即筒状进料腔)、围绕第一进料腔221并对应10-25mm的筛分部的环状的第二进料腔222、围绕第二进料腔222的并对应25-40mm的筛分部的环状的第三进料腔223。

进料腔22可以采用各种适当的结构，以形成筒状进料腔和环状进料腔。以第二进料腔222为例，如图4所示，第二进料腔222包括外挡圈222a、内挡圈222b以及连接外挡圈222a和内挡圈222b的连接件222c。其中，外挡圈222a和内挡圈222b同心套设，并在二者之间的径向间隙形成允许物料通过的通道，为避免影响物料通过，连接件222c为连接外挡圈222a和内挡圈222b的直型连接片。

其中，为抵接锥筒，内挡圈222b的顶部应高于外挡圈222a的顶部，以使内挡圈222b的顶部和外挡圈222a的顶部分别抵接锥筒的上部和下部的内壁。

在使用图4所示的结构形成第二进料腔222的情况下，第一进料腔221可以为能够套设在内挡圈222b内的第一筒状件，第三进料腔223可以为套设在外挡圈222a外的第二筒状件。其中，第一筒状件和第二筒状件也可以分别通过直型的连接片固定于内挡圈222b和外挡圈222a，当然，第一筒状件和第二筒状件也可以通过固定于锥筒而使整个分料部20形成整体件。

本发明的分料件21的筛分结构可以例如形成为格栅并具有不同尺寸的格栅通孔。为便于制造和简化结构，如图3所示，所述锥筒可以包括多个同心设置的刚性金属圈211和连接多个所述刚性金属圈211的支架212，沿所述锥筒的母线方向，相邻两个刚性金属圈211之间的距离逐渐增大。由此，可以通过相邻的刚性金属圈211之间的间距来作为“格栅”，只有粒径小于相邻的两个刚性金属圈211之间的间距的物料能够通过该间距并进入位于该间距下方的进料腔22。在图2所示的实施方式中，为将物料筛选为三组粒径范围，可以使相邻的刚性金属圈211之间的距离分别为10mm、25mm和40mm。具体的，可以设置20个刚性金属圈211，从锥筒的顶部向底部计数，第一个到第十个刚性金属圈211，相邻刚性金属圈211之间的距离为10mm，第十一个到第十五个刚性金属圈211，相邻刚性金属圈211之间的距离为25mm，第十六个到第二十个刚性金属圈211，相邻刚性金属圈211之间的距离为40mm。第一进料腔221对应设置在第一个到第十个刚性金属圈211下方，第二进料腔222对应设置在第十一个到第十五个刚性金属圈211下方，第三进料腔223对应设置在第十六个到第二十个刚性金属圈211下方。

支架212可以连接至少两个刚性金属圈211，并通过设置多个支架212来将多个刚性金属圈211固定为整体。优选地，如图3所示，支架212沿锥筒的母线延伸，以通过同一个支架212连接所有刚性金属圈211。并且，为获得稳定的固定结构，支架212可以为多个并沿锥筒的周向均布。

另外，为增加处理速度，可以使所述进料腔22的入口的通流面积大于所述进料腔22的出口的通流面积，由此，进料腔22的入口较大，便于增加接料速度，防止进料口10堵料，进入进料腔22的物料能够在进料腔22的通流面积减小的作用下加速落料。另外，进料腔22的通流面积逐渐减小，还能够引导物料的下落方向一致，使经相同进料腔22的物料以基本一致的状态进入叶轮部30。

另外，优选地，如图2所示，所述叶轮部30包括叶轮主体31和设置在所述叶轮主体31的中心处的分料锥32，所述分料锥32具有从下向上渐缩的锥形表面。其中，叶轮主体31用于做功带动物料旋转，分料锥32可以将从靠近叶轮主体31中心处落下的物料沿周向均匀布料，使叶轮主体31的负载更为均匀。另外，对于从靠近叶轮主体31中心处下落的小粒径物料，由于需要加速到较高的速度，通过分料锥32的锥形表面，还可以为这部分物料提供一定的初始速度，以便获得充分加速。

其中，分料锥32可以为各种适当形状，例如为棱锥、棱台等。为使物料更均匀地分散，所述分料锥32为截头圆锥形。

本发明中，进料口10指向分料件21落料的功能结构。具体而言，进料口10可以为分料件21上方的整个敞口空间，也就是通过各个进料腔22作为物料进入制砂机的实体入口。可选择的，进料口10也可以是制砂机上开设的实体入口。具体的，为设置进料口10和相关结构，所述制砂机包括壳体40，所述壳体40的顶部设置有所述进料口10，所述分料部20的外周轮廓与所述叶轮部30的外周轮廓匹配，所述分料部20和叶轮部30设置在所述壳体40内并与所述壳体40的内壁间隔，所述制砂机包括围绕所述叶轮部30设置的挡料板50。使用时，物料从进料口10进入，大部分物料通过分料部20进入叶轮部30并通过叶轮部30的做功被加速，继而从叶轮部30的边缘离开叶轮部30并与挡料板50碰撞破碎；少量物料沿分料部20滑落并从壳体40与分料部20和叶轮部30之间的间隔下落，继而与被加速的物料、挡料板50碰撞破碎。为便于破碎后的物料排出，所述壳体40的底部设置有出料口41。

本发明中，叶轮部30可以通过适当的驱动装置60驱动，驱动装置60可以包括电机和传动机构，在此不作冗述。

另外，分料部20可以设置为相对于进料口10固定，例如可以固定于壳体40。

下面参考图2所示的实施方式说明本发明的制砂机的操作。

正常使用时，物料经分料件21的分组后，粒径在0-10mm的物料经第一进料腔221进入叶轮部30的中心区域，粒径在25-40mm的物料经第三进料腔223进入靠近叶轮部30的外周的外周区域，粒径在10-25mm的物料经第二进料腔222进入叶轮部30的中心区域和外周区域之间的区域。物料经叶轮部30加速后，从叶轮部30的边缘离开叶轮部30，并与挡料板50碰撞而破碎。

在进料量较大时，大部分物料按照上述过程分别经过第一进料腔221、第二进料腔222和第三进料腔223进入叶轮部30，小部分物料沿分料件21从壳体40与分料部20、叶轮部30之间的间隔下落，继而与经叶轮部30加速的大部分物料以及挡料板50碰撞而破碎。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。本发明包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种制砂机，其特征在于，所述制砂机包括进料口(10)、分料部(20)和叶轮部(30)，所述进料口(10)用于向下进料，所述分料部(20)包括分料件(21)和多个进料腔(22)，所述分料件(21)设置在所述进料口(10)的下方，所述分料件(21)用于将从所述进料口(10)进入的物料按照粒径分为多组并分别引入多个所述进料腔(22)的入口，多个所述进料腔(22)的出口分别延伸至所述叶轮部(30)的不同径向位置，出口远离所述叶轮部(30)的中心的进料腔中的物料的粒径大于出口靠近所述叶轮部(30)的中心的进料腔中的物料的粒径。

2.根据权利要求1所述的制砂机，其特征在于，所述分料件(21)包括具有筛分结构的锥筒，所述锥筒的顶部位于所述进料口(10)的下方，所述进料腔(22)的入口抵接所述锥筒的内壁，所述锥筒具有沿其母线方向排列的多个筛分部，从所述锥筒的顶部朝向底部，所述筛分部允许通过的物料粒径逐渐增大。

3.根据权利要求2所述的制砂机，其特征在于，多个所述进料腔(22)包括位于所述叶轮部(30)的中心的上方的筒状进料腔和围绕所述筒状进料腔设置的环状进料腔。

4.根据权利要求3所述的制砂机，其特征在于，所述环状进料腔为多个并沿所述叶轮部(30)的径向排列。

5.根据权利要求2-4中任意一项所述的制砂机，其特征在于，所述锥筒包括多个同心设置的刚性金属圈(211)和连接多个所述刚性金属圈(211)的支架(212)，沿所述锥筒的母线方向，相邻两个刚性金属圈(211)之间的距离逐渐增大。

6.根据权利要求1所述的制砂机，其特征在于，所述进料腔(22)的入口的通流面积大于所述进料腔(22)的出口的通流面积。

7.根据权利要求1所述的制砂机，其特征在于，所述叶轮部(30)包括叶轮主体(31)和设置在所述叶轮主体(31)的中心处的分料锥(32)，所述分料锥(32)具有从下向上渐缩的锥形表面。

8.根据权利要求7所述的制砂机，其特征在于，所述分料锥(32)为截头圆锥形。

9.根据权利要求1所述的制砂机，其特征在于，所述制砂机包括壳体(40)，所述壳体(40)的顶部设置有所述进料口(10)，所述分料部(20)的外周轮廓与所述叶轮部(30)的外周轮廓匹配，所述分料部(20)和叶轮部(30)设置在所述壳体(40)内并与所述壳体(40)的内壁间隔，所述制砂机包括围绕所述叶轮部(30)设置的挡料板(50)。

10.根据权利要求9所述的制砂机，其特征在于，所述壳体(40)的底部设置有出料口(41)。