CN109174383A - 用于硅废料的粉碎设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于硅废料的粉碎设备，包括壳体，所述壳体上部设置有进料斗，壳体底部设置有排料管，壳体内部设置有辊子，所述辊子外部套设有衬套，所述衬套与辊子通过螺栓连接，衬套上设置有粉碎齿，所述螺栓以及与螺栓相匹配的螺母上套设有齿形螺母套，所述齿形螺母套包括齿形罩，所述齿形罩底部设置有容纳腔，所述容纳腔用于容纳位于衬套表面的螺栓和螺母，容纳腔内设置有卡接环，所述卡接环的内壁挤压螺栓的外表面，卡接环的外壁挤压容纳腔的壁面；所述壳体的内壁上设置有凹槽，所述凹槽内设置有移动板，所述移动板与凹槽之间设置有弹簧。本发明对位于衬套外壁上的螺母以及部分螺栓能够起到较好的双重保护作用。
Description
技术领域
本发明涉及硅渣回收的预处理领域，具体涉及用于硅废料的粉碎设备。
背景技术
工业硅回收工艺中，需要将硅渣破碎成所需尺寸的硅渣以便于后续的分离和熔炼工艺。
在硅渣破碎工艺中用到的主要设备包括圆锥破碎机和辊式破碎机。其中，辊式破碎机按照辊子的数量分为单辊破碎机、双辊破碎机和多辊破碎机，按辊子表面的形状分为光面破碎机和齿面破碎机。
单辊破碎机中设置有一个辊子，辊子上套有带有粉碎齿的衬套。工作时辊子转动，辊子与壳体内壁之间的硅料在向排料管移动的过程中受到辊子的挤压作用和粉碎齿的劈裂作用而被粉碎，最终形成粒径更小的硅料并从排料管中排出壳体。
但是，现有的单辊破碎机在长时间使用后，用于固定衬套的螺栓、螺母在挤压硅料的过程中会出现一定程度的磨损；部分尺寸较小的硅渣、硅粉也会落入衬套或辊子的螺孔中，造成螺栓卡在螺孔中，使得拆装衬套时螺栓、螺母无法正常从螺孔中取出，或者螺栓直接损坏失去紧固作用，最终不得不破坏部分衬套以将衬套取下。
发明内容
本发明的目的在于提供用于硅废料的粉碎设备，以解决现有技术中，单辊破碎机在使用一段时间后螺栓、螺母不同程度的磨损，以及螺栓、螺母无法从螺孔中正常取出的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
用于硅废料的粉碎设备，包括壳体，所述壳体上部设置有进料斗，壳体底部设置有排料管，壳体内部设置有辊子，所述辊子外部套设有衬套，所述衬套与辊子通过螺栓连接，衬套上设置有粉碎齿，所述螺栓以及与螺栓相匹配的螺母上套设有齿形螺母套，所述齿形螺母套包括齿形罩，所述齿形罩底部设置有容纳腔，所述容纳腔用于容纳位于衬套表面的螺栓和螺母，容纳腔内设置有卡接环，所述卡接环的内壁挤压螺栓的外表面，卡接环的外壁挤压容纳腔的壁面；所述壳体的内壁上设置有凹槽，所述凹槽内设置有移动板，所述移动板与凹槽之间设置有弹簧。
单辊破碎机在工作时，衬套上的粉碎齿对硅料进行破碎工艺，同时用于将衬套固定在辊子上的螺栓和螺母也会与硅料接触并产生作用力。然而，现有的单辊破碎机对螺栓和螺母没有采取任何保护措施，导致长时间使用后，螺栓和螺母出现一定程度的磨损，甚至在挤压过程中变形、损坏，导致后期维护时无法正常取下螺栓，进而只能局部破坏衬套甚至辊子以卸下衬套；不仅如此，在挤压过程中，一些较小的硅渣、硅粉同样会落入衬套或辊子上的螺孔中，这部分硅渣、硅粉填充了螺栓和螺孔之间的部分间隙，一方面造成螺栓卡在螺孔中，使得拆装衬套时螺栓、螺母无法正常从螺孔中取出，另一方面由于间隙的填充是随机的，因此螺栓受到的挤压力不均匀，容易造成紧固效果差，衬套的安装不稳固。
为了解决上述问题，本发明提供了一种单辊破碎机。
具体地，本破碎机与现有的单辊破碎机一样，也具有壳体，并在壳体上部设置进料斗用于进料，底部设置排料管用于排出粉碎后的硅料。壳体内设置的辊子用于与壳体的内壁共同作用以挤压硅料。优选地，辊子与壳体为偏心设置，从进料斗至排料管的方向，辊子外壁与壳体内壁之间的间隙逐渐减小，以适应硅料在从进料斗至排料管的移动过程中不断减小的尺寸，辊子与壳体的偏心距离根据不同型号的破碎机进行调整。辊子外部设置有衬套，衬套与辊子通过螺栓连接，本领域技术人员应当理解，此处所说的螺栓连接包括相匹配的螺母，以及设置在辊子和衬套上的螺孔。衬套上设置有粉碎齿，粉碎齿能够对硅料冲击和劈裂，使得硅料被破碎成粒径符合预期的硅渣或硅粉。
本发明的一个改进点在于，在螺栓和与螺栓相匹配的螺母上套设有齿形螺母套。一个齿形螺母套对应于一组螺栓和螺母，齿形螺母套上的卡接机构使其能够卡接在衬套上，并在挤压破碎过程中不会相对于衬套移动。通过设置齿形螺母套，对位于衬套外壁上的螺母以及部分螺栓能够起到较好的双重保护作用。第一个保护作用在于，粉碎齿隔绝了硅料与螺栓、螺母，使得在破碎过程中，硅料不会对螺栓、螺母造成任何磨损和挤压，在拆卸衬套时，能够正常从螺栓上取下螺母；第二个保护作用在于，破碎过程中细小的硅渣、硅粉不会掉落至螺栓与螺孔的间隙中，螺栓受力均匀，衬套安装牢靠，且螺栓能够正常从螺母中取出。
作为齿形螺母套的一种优选结构，所述齿形螺母套包括齿形罩，所述齿形罩底部设置有容纳腔，所述容纳腔用于容纳位于衬套表面的螺栓和螺母，容纳腔内设置有卡接环，所述卡接环的内壁挤压螺栓的外表面，卡接环的外壁挤压容纳腔的壁面。齿形罩包括上下两部分，上部为齿状，下部为柱状，柱状内部设置的容纳腔能够容纳一组螺栓以及与螺栓相匹配的螺母。本领域技术人员应当理解，齿形罩的上部可以为任意锋利或者不锋利的形状，优选地，齿形罩的上部为锋利形状，进一步优选地，齿形罩上部的结构与粉碎齿的结构相同，使得齿形螺母套不仅具有前文所述的双重保护作用，还能够提供额外的粉碎功能，进一步提高了破碎机的破碎效率。为了使齿形罩和所保护的螺栓、螺母之间不产生相对移动，在螺栓上套设有位于螺母上表面的卡接环，所述卡接环为受力时能够产生一定形变的材料例如橡胶，安装时，卡接环的内壁挤压螺栓的外表面，使得卡接环不相对于螺栓移动，同时卡接环的外壁挤压容纳腔的壁面，使得齿形罩不相对于卡接环移动，优选地，卡接环内壁上设置有螺纹，该螺纹与螺栓上的螺纹相匹配以进一步提高卡接环与螺栓连接的稳定性，同时防止卡接环沿螺栓竖直方向移动。
本发明的另一个改进点在于，在壳体的内壁上设置有凹槽，当设置有进水管时，壳体与辊子之间的间隙沿壳体的竖直中轴线可大致分为清洗段和挤压段，清洗段用于对辊子表面冲洗，挤压段用于挤压、破碎硅料，优选地，凹槽仅设置在挤压段。凹槽内设置有弹簧，弹簧一端固定在凹槽上，另一端固定在移动板底部。在受到外力时，移动板可朝凹槽内部移动，在移动板移动过程中，弹簧压缩并对移动板提供反作用力，当移动板上的外力卸除时，在弹簧反作用力的作用下，移动板恢复至最初的位置。在部分实施例中，移动板最初的位置是移动板的上表面与壳体内壁处于连续的曲面，即从横截面上看，移动板上表面的弧和壳体的弧为同一个圆形的弧。在部分实施例中，移动板可以相对于壳体内壁高出0.5～3mm，这个高度范围不会引起硅料卡在移动板和凹槽之间，同时在长时间使用后，随着弹性力的减弱，上述距离能够使移动板依然略高于壳体内壁，从而产生长时间较好的挤压效果。
当进料斗中进入尺寸较大的硅料时，仅依靠辊子的作用，硅料的体积可能变化不大，并且硅料会对辊子产生反作用力，对辊子的驱动轴造成较重的负荷，严重时硅料可能卡在辊子和壳体之间，造成辊子转动出现异常。通过上述的结构改进，尺寸较大的硅料被带至凹槽处，即使其尺寸刚好等于辊子和壳体之间的间距，当硅料接触到移动板后，移动板向凹槽移动，使得移动板和辊子之间的距离大于壳体壁面与辊子之间的距离，从而将硅料限制在凹槽中的同时允许辊子正常转动，正常转动的辊子使得其上的粉碎齿具备足够的速度以劈裂、破碎硅料。硅料尺寸减小后，移动板不再受到外力作用，因此在弹簧的作用下回复至初始位置并用作壳体内壁，与辊子配合挤压破碎正常尺寸的硅料。优选地，移动板与凹槽底部之间的距离为3～5cm。
进一步地，所述移动板的上表面为凹面。优选地，该凹面的圆心与壳体的圆心同心。
进一步地，靠近移动板两端的弹簧的弹性小于靠近移动板中心的弹簧的弹性。优选地，凹槽为截面为下底为曲线的梯形的通槽，梯形的下底为壳体内壁表面，从梯形的一条斜边到另一条斜边的方向，梯形的上底，也即凹槽的底面设置有三排弹簧。其中，第一排弹簧和第三排弹簧靠近移动板的两端，第二排弹簧靠近移动板的中心。第二排弹簧的弹性大于第一排和第三排弹簧的目的在于有利于移动板随着其受到的来自硅料的挤压力而产生一定的倾斜，使得尺寸较大的硅料更容易陷在移动板和辊子之间，同时移动板的侧面不容易受到硅料的挤压导致移动板变形、损坏等情况，进一步提高了装置运行的可靠性。
进一步地，所述凹槽的个数为三个。
进一步地，所述移动板的硬度高于壳体内壁的硬度。
作为本发明齿形螺母套的又一种优选结构，所述齿形罩底端设置有卡接杆，衬套上设置有卡接槽，所述卡接杆的尺寸与卡接槽相匹配；所述卡接槽的侧壁上设置有矩形槽，所述卡接杆上设置有咬合齿，所述矩形槽用于容纳咬合齿；所述咬合齿的截面为直角三角形，所述直角三角形的斜边朝下。通过卡接杆和卡接槽的设计，进一步提高了齿形螺母套的安装稳定性，优选地，卡接杆的顶端应当完全位于齿形罩的底端，使得齿形罩在工作状态时，齿形罩能够完全覆盖衬套上的卡接槽，确保硅渣、硅料不会进入卡接槽中。卡接槽的侧壁上设置有若干矩形槽，一个矩形槽用于容纳一个卡接杆上的咬合齿。咬合齿的截面为直角三角形，咬合齿为弹性材料例如橡胶，咬合齿的这种结构使得卡接杆更容易向下移动，咬合齿经过形变后最终位于矩形槽中，同时由于咬合齿的上表面为平面，矩形槽的顶面可以对咬合齿的上表面产生较强的阻拦作用，因此咬合齿不容易向上移动，需要施加较大的力才能将齿形罩从卡接槽中取出。可见，该技术方案使得齿形螺母套与衬套之间的连接更加稳定。
作为本发明的一个优选技术方案，所述壳体上部设置有进水管，所述进水管和进料斗分别位于壳体竖直中轴线的不同侧。进水管与水源连接。在辊子破碎硅料的过程中，进水管冲洗衬套表面，使得衬套上粘附、镶嵌的硅渣、硅粉脱离衬套，脱离后的硅渣、硅粉随水流从排料管中排出壳体，并可通过后续筛分或烘干工艺取出硅渣中的水分；冲洗在衬套上的水流还能够对齿形螺母套进行冲洗，进一步减少能够进入卡接槽、螺孔中的硅料、硅粉量，同时能够在齿形螺母套脱落、损坏时，对内部的螺栓、螺孔进行冲洗，避免螺栓中的硅渣、硅粉将螺栓卡在螺孔中，无法正常拧紧或拧松螺栓。所述进水管与进料斗分别位于壳体的竖向中轴线的两侧。壳体的截面圆环形，以该圆环的竖直中轴线为界，壳体被分为左侧和右侧，其中，进水管和进料斗分别位于不同侧，例如进水管位于左侧，进料斗位于右侧，以使得辊子的右侧区域与壳体配合以挤压破碎硅料，被破碎后的硅料沿壳体右侧的内壁并从排料管的右侧进入排料管；而左侧区域受水流降温和冲洗，冲洗后的水流沿壳体左侧的内壁移动并从排料管的左侧进入排料管。
进一步地，所述排料管内设置有隔板，所述隔板将排料管分为排水区和排硅料区，所述排水区靠近进水管，排硅料区靠近进料斗；所述隔板上设置有通孔，所述通孔连通排水区和排硅料区，排料管内壁上倾斜设置有位于排水区内的过滤板，所述过滤板穿过通孔并延伸至排硅料区中。隔板将排料管分为排水区和排硅料区两部分。排水区靠近进水管，排硅料区靠近进料斗，例如，进水管位于壳体的竖直中轴线左侧，则排水区位于隔板的左侧，冲洗后的水流携带着硅料从排料管的左侧进入排料管，并最终进入排水区中；进料斗位于壳体的竖直中轴线右侧，则排硅料区位于隔板的右侧，被破碎后的硅料从排料管的右侧进入排料管并最终进入排硅料区中。所述隔板上设置有通孔，所述通孔连通排水区和排硅料区，排料管的内壁上倾斜设置有位于排水区内的过滤板，所述过滤板穿过通孔并延伸至排硅料区中。上述设置具有初步筛分水流和硅料的作用。当携带硅粉硅渣等硅料进入排水区后，经过过滤板的筛分，过滤板上方的硅粉、硅渣沿着倾斜设置的过滤板进入至排硅料区中，而水流穿过过滤板直接进入过滤板下方，最终从排水区的出口排出。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明对位于衬套外壁上的螺母以及部分螺栓能够起到较好的双重保护作用，其中，第一个保护作用在于，粉碎齿隔绝了硅料与螺栓、螺母，使得在破碎过程中，硅料不会对螺栓、螺母造成任何磨损和挤压，在拆卸衬套时，能够正常从螺栓上取下螺母；第二个保护作用在于，破碎过程中细小的硅渣、硅粉不会掉落至螺栓与螺孔的间隙中，螺栓受力均匀，衬套安装牢靠，且螺栓能够正常从螺母中取出；
2、本发明齿形螺母套的齿形罩的上部为锋利形状，使得齿形螺母套不仅具有前文所述的双重保护作用，还能够提供额外的粉碎功能，进一步提高了破碎机的破碎效率；
3、本发明通过设计凹槽和移动板，使得即使硅料尺寸刚好等于辊子和壳体之间的间距，当硅料接触到移动板后，移动板向凹槽移动，使得移动板和辊子之间的距离大于壳体壁面与辊子之间的距离，从而将硅料限制在凹槽中的同时允许辊子正常转动，正常转动的辊子使得其上的粉碎齿具备足够的速度以劈裂、破碎硅料；硅料尺寸减小后，移动板不再受到外力作用，因此在弹簧的作用下回复至初始位置并用作壳体内壁，与辊子配合挤压破碎正常尺寸的硅料；
4、本发明的卡接杆和卡接槽的设计使得齿形螺母套与衬套之间的连接更加稳定；
5、本发明通过设置进水管能够提供水流对齿形螺母套进行冲洗，进一步减少能够进入卡接槽、螺孔中的硅料、硅粉量，同时能够在齿形螺母套脱落、损坏时，对内部的螺栓、螺孔进行冲洗，避免螺栓中的硅渣、硅粉将螺栓卡在螺孔中，无法正常拧紧或拧松螺栓；另一方面，粉碎齿和齿形螺母套在破碎过程中频繁劈裂硅料，其温度较高，而进水管中的水流的温度为室温或者低于室温，因此能够对衬套上的粉碎齿和齿形螺母套起到一定的降温效果，有利于进一步提高粉碎齿的破碎效率；
6、本发明对排料管进行改进，使得排料管具有初步筛分水流和硅料的作用，当携带硅粉硅渣等硅料进入排水区后，经过过滤板的筛分，过滤板上方的硅粉、硅渣沿着倾斜设置的过滤板进入至排硅料区中，而水流穿过过滤板直接进入过滤板下方，最终从排水区的出口排出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A处的局部放大图；
图3为本发明齿形螺母套的结构示意图；
图4为图3中B处的局部放大图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-壳体，2-进料斗，3-排料管，4-进水管，5-辊子，6-驱动轴，7-衬套，8-螺栓，9-粉碎齿，10-隔板，11-过滤板，12-齿形螺母套，121-齿形罩，122-卡接环，123-卡接杆，124-咬合齿，13-凹槽，14-弹簧，15-移动板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1：
如图1和图2所示的用于硅废料的粉碎设备，包括壳体1，所述壳体1上部设置有进料斗2，壳体1底部设置有排料管3，壳体1内部设置有辊子5，所述辊子5外部套设有衬套7，所述衬套7与辊子5通过螺栓8连接，衬套7上设置有粉碎齿9，所述螺栓8以及与螺栓8相匹配的螺母上套设有齿形螺母套12，所述齿形螺母套12包括齿形罩121，所述齿形罩121底部设置有容纳腔，所述容纳腔用于容纳位于衬套表面的螺栓8和螺母，容纳腔内设置有卡接环122，所述卡接环122的内壁挤压螺栓8的外表面，卡接环122的外壁挤压容纳腔的壁面；所述壳体1的内壁上设置有凹槽13，所述凹槽13内设置有移动板15，所述移动板15与凹槽13之间设置有弹簧14；移动板15的上表面为凹面；靠近移动板15两端的弹簧14的弹性小于靠近移动板15中心的弹簧14的弹性；所述凹槽13的个数为三个；所述移动板15的硬度高于壳体1内壁的硬度。
实施例2：
如图3和图4所示，在实施例1的基础上，所述齿形罩121底端设置有卡接杆123，衬套7上设置有卡接槽，所述卡接杆123的尺寸与卡接槽相匹配；卡接槽的侧壁上设置有矩形槽，所述卡接杆123上设置有咬合齿124，所述矩形槽用于容纳咬合齿124；咬合齿124的截面为直角三角形，所述直角三角形的斜边朝下。
实施例3：
在实施例1和实施例2的基础上，壳体1上部设置有进水管4，所述进水管4和进料斗2分别位于壳体1竖直中轴线的不同侧；排料管3内设置有隔板10，所述隔板10将排料管3分为排水区和排硅料区，所述排水区靠近进水管4，排硅料区靠近进料斗2；所述隔板10上设置有通孔，所述通孔连通排水区和排硅料区，排料管3的内壁上倾斜设置有位于排水区内的过滤板11，所述过滤板11穿过通孔并延伸至排硅料区中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.用于硅废料的粉碎设备，包括壳体(1)，所述壳体(1)上部设置有进料斗(2)，壳体(1)底部设置有排料管(3)，壳体(1)内部设置有辊子(5)，所述辊子(5)外部套设有衬套(7)，所述衬套(7)与辊子(5)通过螺栓(8)连接，衬套(7)上设置有粉碎齿(9)，其特征在于，所述螺栓(8)以及与螺栓(8)相匹配的螺母上套设有齿形螺母套(12)，所述齿形螺母套(12)包括齿形罩(121)，所述齿形罩(121)底部设置有容纳腔，所述容纳腔用于容纳位于衬套表面的螺栓(8)和螺母，容纳腔内设置有卡接环(122)，所述卡接环(122)的内壁挤压螺栓(8)的外表面，卡接环(122)的外壁挤压容纳腔的壁面；所述壳体(1)的内壁上设置有凹槽(13)，所述凹槽(13)内设置有移动板(15)，所述移动板(15)与凹槽(13)之间设置有弹簧(14)。
2.根据权利要求1所述的用于硅废料的粉碎设备，其特征在于，所述移动板(15)的上表面为凹面。
3.根据权利要求2所述的用于硅废料的粉碎设备，其特征在于，靠近移动板(15)两端的弹簧(14)的弹性小于靠近移动板(15)中心的弹簧(14)的弹性。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的用于硅废料的粉碎设备，其特征在于，所述凹槽(13)的个数为三个。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的用于硅废料的粉碎设备，其特征在于，所述移动板(15)的硬度高于壳体(1)内壁的硬度。
6.根据权利要求1所述的用于硅废料的粉碎设备，其特征在于，所述齿形罩(121)底端设置有卡接杆(123)，衬套(7)上设置有卡接槽，所述卡接杆(123)的尺寸与卡接槽相匹配。
7.根据权利要求6所述的用于硅废料的粉碎设备，其特征在于，所述卡接槽的侧壁上设置有矩形槽，所述卡接杆(123)上设置有咬合齿(124)，所述矩形槽用于容纳咬合齿(124)。
8.根据权利要求7所述的用于硅废料的粉碎设备，其特征在于，所述咬合齿(124)的截面为直角三角形，所述直角三角形的斜边朝下。
9.根据权利要求1所述的用于硅废料的粉碎设备，其特征在于，所述壳体(1)上部设置有进水管(4)，所述进水管(4)和进料斗(2)分别位于壳体(1)竖直中轴线的不同侧。
10.根据权利要求9所述的用于硅废料的粉碎设备，其特征在于，所述排料管(3)内设置有隔板(10)，所述隔板(10)将排料管(3)分为排水区和排硅料区，所述排水区靠近进水管(4)，排硅料区靠近进料斗(2)；所述隔板(10)上设置有通孔，所述通孔连通排水区和排硅料区，排料管(3)的内壁上倾斜设置有位于排水区内的过滤板(11)，所述过滤板(11)穿过通孔并延伸至排硅料区中。
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