CN109701710B - 声波破碎装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了声波破碎装置及系统，涉及破碎设备技术领域。本发明提供的声波破碎装置包括超声波发生器、换能器和破碎组件，超声波发生器与换能器电连接，破碎组件包括壳体、变幅杆和破碎件，壳体设置有至少一腔室，换能器、变幅杆和破碎件的数量与腔室的数量一致，换能器设置于腔室内并与变幅杆连接，破碎件与变幅杆连接。本发明还提供一种包括声波破碎装置的声波破碎系统。本发明提供的声波破碎装置及系统具有结构简单、噪声小、适应性强和操作方便的特点，并能够提高工作效率，具有较高的使用安全性。

Description

声波破碎装置及系统

技术领域

本发明涉及破碎设备技术领域，具体而言，涉及声波破碎装置及系统。

背景技术

液压破碎机在矿山开采、公路、铁路、市政园林、建筑等各种场合都有广泛应用，目前液压破碎器主要是以液压静压力为动力，驱动活塞往复运动，活塞冲程时高速撞击钎杆，由钎杆破碎矿石、混凝土等固体，其工作时要求钎杆必须垂直于固体表面。所以，这种液压破碎器工作效率较低，结构复杂，需要的液压力较大，噪音较大，对操作人员操作要求较高，作业时容易被飞出的碎块伤害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种声波破碎装置，其具有结构简单、噪声小、适应性强和操作方便的特点，并能够提高工作效率，具有较高的使用安全性。

本发明提供一种关于声波破碎装置的技术方案：

一种声波破碎装置，包括超声波发生器、换能器和破碎组件，所述超声波发生器与所述换能器电连接，所述破碎组件包括壳体、变幅杆和破碎件，所述壳体设置有至少一腔室，所述换能器、所述变幅杆和所述破碎件的数量与所述腔室的数量一致，所述换能器设置于所述腔室内并与所述变幅杆连接，所述破碎件与所述变幅杆连接。

进一步地，在可能的实现方式中，所述破碎件具有第一端部和与所述第一端部对应的第二端部，所述第一端部与所述变幅杆连接，所述第二端部为球面结构。

进一步地，在可能的实现方式中，所述壳体还设置有液压油入口，所述破碎组件还包括连接套筒，所述连接套筒可滑动地设置于所述腔室内并与所述腔室围成密封的液压油腔，所述液压油腔与所述液压油入口连通，所述换能器设置于所述连接套筒内。

进一步地，在可能的实现方式中，所述破碎组件还包括弹性件，所述弹性件设置于所述液压油腔内并抵持于所述连接套筒和所述腔室的内壁之间。

进一步地，在可能的实现方式中，当所述壳体设置有多个腔室时，所述壳体还设置有液压回路通道，多个腔室通过所述液压回路通道连通。

进一步地，在可能的实现方式中，所述破碎组件还包括走线管，所述走线管贯穿所述腔室并延伸至所述换能器，所述走线管用于供电连接所述超声波发生器和所述换能器的导线穿过。

进一步地，在可能的实现方式中，所述走线管为可伸缩管，所述导线为可伸缩导线。

进一步地，在可能的实现方式中，所述声波破碎装置还包括识别模块，所述识别模块设置于所述壳体上并用于获取表征待破碎对象形状的图像信息，所述识别模块还用于将所述图像信息发出。

本发明的另一目的在于提供一种声波破碎系统，其具有结构简单、噪声小、适应性强和操作方便的特点，并能够提高工作效率，具有较高的使用安全性。

本发明提供一种关于声波破碎系统的技术方案：

一种声波破碎系统，包括机械臂和声波破碎装置，所述声波破碎装置包括超声波发生器、换能器和破碎组件，所述超声波发生器与所述换能器电连接，所述破碎组件包括壳体、变幅杆和破碎件，所述壳体设置有至少一腔室，所述换能器、所述变幅杆和所述破碎件的数量与所述腔室的数量一致，所述换能器设置于所述腔室内并与所述变幅杆连接，所述破碎件与所述变幅杆连接。所述壳体设置于所述机械臂上。

进一步地，在可能的实现方式中，所述声波破碎系统还包括车体，所述声波发生器和所述机械臂均安装于所述车体上。

相比现有技术，本发明提供的声波破碎装置及系统的有益效果是：超声波发生器与换能器电连接并使换能器带动与之连接的破碎组件振动。换能器设置于壳体的腔室内并与变幅杆连接，即换能器能够带动变幅杆振动，破碎件连接在变幅杆上并随变幅杆振动。破碎件用于直接与待破碎物接触并破碎。在本发明提供的声波破碎装置使用时，噪声小，破碎件不需要与待破碎物垂直，操作方便，而可以以任何角度对该物体进行破碎。本发明提供的声波破碎装置及系统具有结构简单、噪声小、适应性强和操作方便的特点，并能够提高工作效率，具有较高的使用安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的实施例提供的声波破碎系统的结构示意图；

图2为本发明的实施例提供的声波破碎装置的结构示意图；

图3为本发明的实施例提供的壳体的结构示意图；

图4为本发明的实施例提供的破碎件的结构示意图。

图标：10-声波破碎系统；100-声波破碎装置；110-供电设备；120-超声波发生器；130-换能器；140-破碎组件；141-壳体；1411-腔室；1412-液压油入口；1413-液压回路通道；142-变幅杆；143-破碎件；1431-第一端部；1432-第二端部；144-连接套筒；145-弹性件；146-走线管；150-识别模块；200-机械臂；300-车体。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

请参阅图1和图2，本实施例提供了一种声波破碎装置100和声波破碎系统10，声波破碎装置100可以应用于声波破碎系统10。本实施例提供的声波破碎装置100的声波破碎系统10均具有结构简单、噪声小、适应性强和操作方便的特点，并能够提高工作效率，具有较高的使用安全性。

请结合参阅图2和图3，本实施例提供的声波破碎装置100包括超声波发生器120、换能器130和破碎组件140，超声波发生器120与换能器130电连接，破碎组件140包括壳体141、变幅杆142和破碎件143，壳体141设置有至少一腔室1411，换能器130、变幅杆142和破碎件143的数量与腔室1411的数量一致，换能器130设置于腔室1411内并与变幅杆142连接，破碎件143与变幅杆142连接。

可以理解的是，声波破碎装置100可以配合供电设备110使用，此时，供电设备110与超声波发生器120电连接。该供电设备110包括但不限于发电机、蓄电电池、市电等。

需要说明的是，本实施例提供的声波破碎装置100利用超声波发生器120和换能器130驱动破碎组件140对待破碎物的。超声波具有振动频率高、传播方向性强等特点，超声波在传播过程中，介质的质点振动加速度特别大，所以利用超声波技术可以实现破碎件143的高频振动，从而可以破碎矿石、混凝土等固体。

可以理解的是，供电设备110用于对超声波发生器120供电，超声波发生器120用于产生超声波，换能器130用于将输入的电功率转换成机械功率再传递给变幅杆142和破碎件143，以通过破碎件143对待破碎物进行破碎作业。此外，破碎件143也可以理解为钎杆(钎杆是井巷工程连接钻头和凿岩的机具)。

需要说明的是，本实施例提供的声波破碎装置100在使用时：供电设备110对超声波发生器120供电，超声波发生器120与换能器130电连接并使换能器130带动与之连接的破碎组件140振动。换能器130设置于壳体141的腔室1411内并与变幅杆142连接，即换能器130能够带动变幅杆142振动，破碎件143连接在变幅杆142上并随变幅杆142振动。换能器130将超声波发生器120产生的超声频电能转换成超声振动的机械能，通过变幅杆142进行振幅放大和聚能，再传输到破碎件143(钎杆)。破碎件143用于直接与待破碎物接触并破碎。在本实施例提供的声波破碎装置100使用时，噪声小，破碎件143不需要与待破碎物垂直，操作方便，可以以任何角度对该物体进行破碎。

同时，也需要说明的是，上述待破碎物可以为岩石、矿石、混凝土等固体。

请参阅图4，在本实施例中，破碎件143具有第一端部1431和与第一端部1431对应的第二端部1432，第一端部1431与变幅杆142连接，第二端部1432为球面结构。

需要说明的是，第二端部1432用于直接与岩石等固体接触并对其进行破碎，第二端部1432为球面结构能够增大接触面积，并且能够适应不同的接触表面。此外，第一端部1431与变幅杆142之间的连接方式可以为卡接、螺纹连接等。

可选地，变幅杆142沿轴向的截面形状为楔形，以保证破碎件143连接的稳定性。并且，变幅杆142具有较长端部和较短端部，较短端部与第一端部1431连接，较短端部与第一端部1431之间可以通过螺纹连接或者卡接等。此外，变幅杆142具有振幅放大与聚能的作用，除上述提及的楔形形状外，变幅杆142还可以为锥形、阶梯形等。

进一步地，在本实施例中，壳体141还设置有液压油入口1412，破碎组件140还包括连接套筒144，连接套筒144可滑动地设置于腔室1411内并与腔室1411围成密封的液压油腔，液压油腔与液压油入口1412连通，换能器130设置于连接套筒144内。

需要说明的是，在壳体141上设置液压油入口1412，连接套筒144和腔室1411围成液压油腔，在液压的作用下，换能器130和与之连接的变幅杆142、破碎件143能够相对壳体141伸缩运动，以进一步保证破碎效果。

此外，连接套筒144的作用是使换能器130与壳体141的腔室1411之间保持滑动，以使变幅杆142和破碎件143能够相对壳体141做伸缩运动。其伸缩运动的动力来自于液压，可以通过控制液压油腔内的液压来控制变幅杆142和破碎件143的伸缩。

进一步地，破碎组件140还可以包括弹性件145，弹性件145设置于液压油腔内并抵持于连接套筒144和腔室1411的内壁之间。

需要说明的是，当壳体141设置有多个腔室1411时，壳体141还设置有液压回路通道1413，多个腔室1411通过液压回路通道1413连通，以使多个腔室1411所形成的液压油腔保持连通。另外，液压油入口1412的数量可以为一个，也可以与腔室1411的数量保持一致。在本实施例中，液压油入口1412的数量为一个。

同时，也需要说明的是，当设置有多个破碎件143时，破碎件143的自由端，即上述第二端部1432可以相互靠近，以使多个破碎件143的第二端部1432靠拢，集中力量对岩石等固体进行破碎。

在本实施例中，腔室1411的数量为五个，同时，与之相对应的破碎组件140的数量也为五个。当然，并不仅限于此，其也可以为其他数量，比如三个或者六个等。

可选地，在本实施例中，破碎组件140还可以包括走线管146，走线管146贯穿腔室1411并延伸至换能器130，走线管146用于供电连接超声波发生器120和换能器130的导线穿过。

需要说明的是，走线管146在设置时可以与密封圈配合，以保证腔室1411的密封性。走线管146的设置可以在壳体141和连接套管上开设安装孔，用于密封的密封圈设置在这两个安装孔上。

进一步地，在本实施例中，走线管146为可伸缩管，导线为可伸缩导线，以保证换能器130在伸缩过程中能够与超声波发生器120保持连接。

可选地，声波破碎装置100还包括识别模块150，识别模块150设置于壳体141上并用于获取表征待破碎对象形状的图像信息，识别模块150还用于将图像信息发出。

可以理解的是，识别模块150可以为摄像头，该摄像头可以安装在壳体141下表面正中央，该摄像头能够拍摄岩石的形状，并且能够检测其与固体表面之间的距离，并且将这些信息反馈到操作室的信息处理系统。

请结合参阅图2和图3，需要说明的是，此时，声波破碎装置100在工作时，操作者根据识别模块150采集的图像信息调整各个液压油腔内的液压至合适位置：保证破碎件143根据不同的破碎物体而处于合适的位置，然后往腔室1411中注入液压油，因为各个腔室1411之间互相连通，所以各个腔室1411内的液压力相等，当液压力大于弹性件145的弹力时，破碎件143伸出，因各个破碎件143成圆周分布而处于待破碎物的不同位置点，当所有的破碎件143都接触到待破碎物时，停止增加液压力，然后进行超声波破碎物体。

同时，也需要说明的是，在上述工作过程中，破碎件143与待破碎物固体之间的角度可以任意设置，相对于现有两者之间基本保持垂直的方案而言，具有更简单的操作和更高的破碎效率。

对于本实施例提供的声波破碎系统10，除了上述声波破碎装置100外，还可以包括机械臂200，壳体141设置于机械臂200上，机械臂200用于带动上述声波破碎装置100至待破碎物附近。

进一步地，声波破碎系统10还可以包括车体300，声波发生器和机械臂200均安装于车体300上。连接超声波发生器120和换能器130的导线可以沿着机械臂200布置。此外，供电装置110也可以安装于车体上。

请结合参阅图1至图4，本实施例提供的声波破碎装置100及声波破碎系统10的有益效果：超声波发生器120与换能器130电连接并使换能器130带动与之连接的破碎组件140振动。换能器130设置于壳体141的腔室1411内并与变幅杆142连接，即换能器130能够带动变幅杆142振动，破碎件143连接在变幅杆142上并随变幅杆142振动。破碎件143用于直接与待破碎物接触并破碎，其具有噪声小，破碎件143不需要与待破碎物垂直，操作方便，而可以以任何角度对该物体进行破碎。本实施例提供的声波破碎装置100及声波破碎系统10具有结构简单、噪声小、适应性强和操作方便的特点，并能够提高工作效率，具有较高的使用安全性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种声波破碎装置，其特征在于，包括超声波发生器、换能器和破碎组件，所述超声波发生器与所述换能器电连接，所述破碎组件包括壳体、变幅杆和破碎件，所述壳体设置有至少一腔室，所述换能器、所述变幅杆和所述破碎件的数量与所述腔室的数量一致，所述换能器设置于所述腔室内并与所述变幅杆连接，所述破碎件与所述变幅杆连接；

所述破碎件具有第一端部和与所述第一端部对应的第二端部，所述第一端部与所述变幅杆连接，所述第二端部为球面结构；

所述变幅杆、所述破碎件和所述腔室的数量均为多个，多个所述变幅杆、多个所述破碎件和多个所述腔室一一对应且环形设置，多个所述破碎件的第二端部均为自由端，多个所述第二端部相互靠近设置。

2.根据权利要求1所述的声波破碎装置，其特征在于，所述壳体还设置有液压油入口，所述破碎组件还包括连接套筒，所述连接套筒可滑动地设置于所述腔室内并与所述腔室围成密封的液压油腔，所述液压油腔与所述液压油入口连通，所述换能器设置于所述连接套筒内。

3.根据权利要求2所述的声波破碎装置，其特征在于，所述破碎组件还包括弹性件，所述弹性件设置于所述液压油腔内并抵持于所述连接套筒和所述腔室的内壁之间。

4.根据权利要求2或3所述的声波破碎装置，其特征在于，当所述壳体设置有多个腔室时，所述壳体还设置有液压回路通道，多个腔室通过所述液压回路通道连通。

5.根据权利要求1所述的声波破碎装置，其特征在于，所述破碎组件还包括走线管，所述走线管贯穿所述腔室并延伸至所述换能器，所述走线管用于供电连接所述超声波发生器和所述换能器的导线穿过。

6.根据权利要求5所述的声波破碎装置，其特征在于，所述走线管为可伸缩管，所述导线为可伸缩导线。

7.根据权利要求1所述的声波破碎装置，其特征在于，所述声波破碎装置还包括识别模块，所述识别模块设置于所述壳体上并用于获取表征待破碎对象形状的图像信息，所述识别模块还用于将所述图像信息发出。

8.一种声波破碎系统，其特征在于，包括机械臂和如权利要求1-7中任一项所述的声波破碎装置，所述壳体设置于所述机械臂上。

9.根据权利要求8所述的声波破碎系统，其特征在于，所述声波破碎系统还包括车体，所述超声波发生器和所述机械臂均安装于所述车体上。