CN112041083B - 具有改进的安全性的用于金属材料的可移动式切碎机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于金属材料的可移动式切碎机，其包括：进给装置；具有连接到转子的多个锤的切碎机具；排空装置；以及促动装置。根据本发明，进给装置包括料斗和破碎机，破碎机具有第一带齿辊和第二带齿辊，第二带齿辊在与第一辊相反的方向上并在较高的速度下旋转；促动装置包括单个马达；并且切碎机包括控制系统，控制系统具有用于使辊移动的多个液压泵和用于使转子移动的可变流量的液压离合器，多个液压泵和液压离合器联接到马达，其中控制系统配置成根据连接到切碎机具的马达的负载来改变带齿辊的旋转速度，其中装置安装在机架上。

Description

具有改进的安全性的用于金属材料的可移动式切碎机

技术领域

本发明涉及一种具有预先缓慢破碎的可移动式切碎机，该可移动式切碎机改进了对于金属材料的切碎过程的安全性，使得避免了与切碎的金属材料中存在易燃或易爆产品相关联的问题。本发明的可移动式切碎机对象可应用于金属行业，特别是金属回收行业。

背景技术

切碎机是以减小尺寸和增加其密度为目的处理金属材料(废金属)的机器。以此方式，获得了适用于工业领域中的一系列应用的材料，主要集中在其再循环上。

废金属的使用已成为钢铁行业的组成部分，从而提高了部门的经济生存能力并减少了环境影响。与矿物提取相比，使用回收铁金属显著地减少CO₂排放、能源和水的消耗以及大气污染。同时，回收钢更有效地使用地球上的自然资源。

金属回收是一个金字塔形的产业，其中许多小公司位于底部，向金字塔顶端的大型跨国公司供应废金属。钢回收在以下一些或所有步骤中执行：

-分类：由于磁体吸引钢，因此这种金属可容易地与其他可回收材料(例如，回收设施中的纸)分离，

-切碎：切碎机结合了旋转的磁鼓以从金属和其他材料的混合物提取铁和钢，

-材料分离：使用电流、高压气流和液体浮选系统实现分离。在某些情况下可能需要执行其他过程，

-剪切：施加高压的液压机械用于切割从铁路和轮船回收的大而厚的钢。有时会使用其他剪切技术，例如使用气体或等离子弧的那些技术，

-包装：铁和钢产品被压制成大块以易于装卸和运输。

钢对于回收而言是理想的，因为它在过程期间不会失去其固有的任何物理性质，可无限次重复。钢是100％可回收的材料，且因此回收的钢可用于与由原始材料生产的钢相同的应用。

全球钢产量的近40％来自废金属。回收一吨钢可节省1100千克铁矿石、630千克煤炭和55千克石灰石。在使用废铁的情况下，CO₂排放减少了58％。

切碎机基本上由以下构成：

-促动系统，其负责为切碎过程提供机械功率，并继而为其他机器系统供应所需的液压和电功率，例如进给系统、冷却马达、出口带等的促动。

-进给系统，一旦通过其他手段将其放置到机器中，其负责向机器进给待切碎的材料。

-切碎系统，其负责切碎材料并减小其尺寸，这增加了密度。这是借助于布置在转子中的锤来实现的，转子在旋转时会撞击切碎室中的材料，直到其大小使其能够通过带有一定开口的格栅离开排空区域。

-排空系统，其负责将已切碎的材料运输到外部并将其引导至设施的后续流程。

当前，切碎机的主要问题之一是在其中引入易燃材料(例如，带有痕量燃料的燃料箱、汽缸等)时可能产生爆炸，因为切碎过程是利用在高圆周速度下旋转的锤执行的，这使材料撞击砧座，并因此在该过程中产生大量火花和热量。当该过程遇到包含任何痕量的易燃材料的元件或容器时，这就是发生较大或较小程度的爆炸的时刻，这些爆炸对机器操作者以及附近的人员和财产构成危险。

避免爆炸的一种方法是，通过使用为此目的设计的机械来执行材料的预先切碎。

设计成执行预先切碎的机器呈现两个或三个辊，使得材料借助于重力沉积在入口料斗中，其被引导至第一辊(以大约2-3rpm的速度旋转)，其中借助于推动器，便于材料与该第一辊之间的接触，该第一辊截留材料并将其朝着比第一辊更快的第二辊(8-11rpm)引导。辊在相反的方向上旋转，并且其齿在宽度方面散布。

因此，在预先切碎中，材料由辊的齿撕裂，一旦经过处理，将其引导至材料出口区域。

当在低速下执行时，该过程不会产生爆炸，并且留下为后续切碎准备的材料，从而消除了可能发生爆炸的情况。

这些机器设计成可单独工作，出于此原因，为每台机器设计的功率必须是满足给定生产所需的功率。当这些机器按次序工作时，换句话说，首先预先破碎并且然后是切碎机，则两台机器在满负载下工作期间的时间的百分比将降至最低。这是由于以下事实：切碎机的进给的调整根据促动其的马达的负载执行，并且一旦该马达处于预先确定的负载，进给就减少且甚至取决于控制设计参数停止，在此情况下慢速切碎无需在满负载下工作。当两台机器按次序工作时，这会导致马达的设计尺寸过大。

发明内容

为了实现目的并避免前面的部分中提到的缺点，本发明提出了一种用于金属材料的可移动式切碎机，其相对于现有技术中已知的用于金属材料的可移动式切碎机提供了改进的操作安全性条件。

本发明的用于金属材料的可移动式切碎机主题包括：进给装置，其中包括慢速切碎过程，进给装置配置成接收待切碎的材料；切碎机具，其借助于连接到转子的多个锤切碎由进给装置接收的材料；排空装置，其配置成排空切碎的材料；以及促动装置，其配置成向进给装置和切碎机具以及排空装置提供能量。

在本发明的用于金属材料对象的可移动式切碎机中，进给装置包括料斗和破碎机，使得破碎机包括第一带齿辊和第二带齿辊，第二带齿辊在与第一带齿辊相反的方向上并且在较高的速度下旋转。

本发明的用于金属材料对象的可移动式切碎机的促动装置包括单个马达，该单个马达是为进给装置、切碎机具和排空装置提供能量的马达。

本发明的用于金属材料对象的可移动式切碎机包括控制系统，该控制系统包括多个液压泵和可变流量液压离合器，多个液压泵和可变流量液压离合器联接到马达。

在本发明的用于金属材料对象的可移动式切碎机中，多个液压泵控制带齿辊的旋转，且可变流量液压离合器控制转子的旋转。

本发明的用于金属材料对象的可移动式切碎机的控制系统配置成根据连接到切碎机具的马达的负载来改变第一带齿辊和第二带齿辊的旋转速度。

在本发明的切碎机对象中，进给装置、切碎机具、排空装置和促动装置安装在机架上。

在本发明的具有改进的安全性对象的可移动式切碎机中，第一带齿辊的齿散布在第二带齿辊的齿之间。

本发明的具有改进的安全性对象的可移动式切碎机包括借助于可变流量液压离合器联接到马达的一系列带轮和带，所述一系列带轮和带继而联接到切碎机具的转子。

本发明的具有改进的安全性对象的可移动式切碎机包括用于控制马达的工作负载的一系列测量系统。

本发明的用于控制具有改进的安全性对象的可移动式切碎机的马达的工作负载的测量系统是：

-用于了解破碎机的辊的轴中的工作压力的压力换能器；

-用于了解破碎机的辊的速度的速度传感器；

-用于了解破碎机的辊的速度的不同传感器；

-马达控制单元，其用于了解马达速度和马达转矩以便确定由马达输出的功率；以及

-转子速度传感器。

本发明的具有改进的安全性对象的可移动式切碎机包括用于调整切碎机本身的操作的一系列系统。

用于调整切碎机本身的操作的系统是：

-负责对破碎机辊进给的可变流量泵；

-必要时用于反转辊的旋转的系统；

-用于改变燃烧马达的速度的系统；以及

-全有或全无供应系统(all or nothing supply system)，其通向可变流量液压离合器的液压回路以便将或多或少的转矩传递到切碎机具的转子。

附图说明

接下来，附上了一系列图以帮助更好地理解该说明书并作为其整体组成部分，其中以说明性而非限制性的方式描述了本发明的目的：

图1示出了本发明的用于金属材料对象的可移动式切碎机的横截面侧视图。

图2示出了本发明的用于金属材料对象的可移动式切碎机的促动装置的透视图，该促动装置具有马达、液压泵和可变流量液压离合器。

在图中看到的不同参考数字对应于以下元件：

1.进给装置；

2.切碎机具；

3.排空装置；

4.促动装置；

5.马达；

6.锤；

7.转子；

8.切碎室；

9.破碎机；

10.第一带齿辊；

11.第二带齿辊；

12.料斗

13.可变流量液压离合器；

14.液压泵；

15.机架；以及

16.控制系统。

具体实施方式

考虑到附图中采用的编号，本发明的用于金属材料对象的可移动式切碎机包括：进给装置(1)，该进给装置接收待切碎的材料并将其引导至切碎机具(2)，在切碎机具中执行由进给装置(1)接收的材料的切碎；以及排空装置(3)，其排空已经由切碎机具切碎的材料。

此外，本发明的用于金属材料对象的可移动式切碎机包括促动装置(4)，该促动装置包括单个马达(5)，该马达提供切碎机本身的所有构件操作所需的能量，即，马达(5)为进给装置(1)、切碎机具(2)和排空装置(3)提供能量。

在本发明的优选实施例中，切碎机具(2)包括连接到切碎室(8)内部的转子(7)的多个锤(6)，使得金属材料的切碎借助于金属材料上的冲击而发生。

本发明的用于金属材料对象的可移动式切碎机的进给装置(1)结合了：料斗(12)，待切碎的材料沉积在料斗中；以及破碎机(9)，其在低速下执行金属材料的首次切碎，使得当金属材料进入切碎机具(2)时(其中连接到转子(7)的锤(6)在很高的速度下旋转并在切碎室(8)内产生火花和热量)，避免了存在于待切碎的材料中的可能的痕量易燃材料产生对于切碎机的操作而言危险的爆炸。

在本发明的优选实施例中，用于金属材料的可移动式切碎机的破碎机(9)包括第一带齿辊(10)和在与第一带齿辊(10)相反的方向上旋转的第二带齿辊(11)。在本发明的优选实施例中，第一带齿辊(10)在低速(大约2-3r/min)下旋转，而第二带齿辊(11)在大于第一带齿辊(10)的速度(大约8-11r/min)下旋转。

两个带齿辊(10,11)具有沿其宽度散布的齿，使得待破碎的材料由两个带齿辊(10,11)的齿截留，且一旦破碎，就传送至切碎机具(2)。

由于切碎机具(2)是通过破碎机(9)的生产来进给的，因此借助于破碎机(9)的带齿辊(10,11)的旋转速度的调整来调整向切碎机具(2)的进给。

本发明的用于金属材料对象的可移动式切碎机在插入可变流量的液压离合器(13)的情况下利用联接到马达(5)的一系列带轮和带使切碎机具(2)的转子(7)旋转，同时破碎机(9)的两个带齿辊(10,11)连接到多个液压泵(14)，液压泵可导致它们在较高或较低的速度下旋转。

全部联接到马达(5)的多个液压泵(14)和可变流量液压离合器(13)构成控制系统(16)，该控制系统确保本发明的可移动式切碎机对象最大程度地使用单个马达(5)。

控制系统(16)的操作很简单，因为假设破碎机(9)和切碎机具(2)之间处于平衡状态，则使破碎机(9)的带齿辊(10,11)旋转的液压泵(14)在全容量下操作，向切碎机具(2)进给切碎机具(2)能够切碎的产品量。然而，当从破碎机(9)出来的材料堆积在切碎机具(2)中时，切碎机具(2)的转子(7)将需要来自马达(5)的额外功率，出于此原因，这种额外功率来自使破碎机(9)的带齿辊(10,11)旋转的液压泵(14)的性能降低，因此存在离开破碎机(9)并且切碎机具(2)必须吸收的材料的自动调整。

本发明的用于金属材料对象的可移动式切碎机还具有多个测量系统以用于控制破碎机(9)的马达(5)和液压泵(14)的工作负载。

结合到切碎机中的测量系统是：

-压力换能器，其用于了解破碎机(9)的辊(10,11)的轴上的工作压力。

-速度传感器，其用于了解破碎机(9)的辊(10,11)的速度，或出于相同目的的流量计。

-马达控制单元，其测量马达(5)的速度以及马达的转矩，马达的速度与可变流量液压离合器(13)的入口速度相同；利用该数据和马达速度数据，确定由马达(5)传递的功率。

-转子速度传感器(7)。

-可变流量离合器的液压回路的油温传感器

-来自破碎机(9)的辊(10,11)的速度数据与来自压力换能器的数据一起使得能够了解马达(5)导出到破碎机(9)的部分的功率。

此外，本发明的用于金属材料对象的可移动式切碎机具有用于调整切碎机本身的操作的一系列系统。用于调整操作的这些系统是：

-用于改变液压泵(14)的流率的系统，该液压泵对破碎机(9)的带齿辊(10,11)进给。

-用于改变马达(5)的速度的系统。

-全有或全无供应系统，其通向可变流量液压离合器(13)的液压回路，使得或多或少的转矩传递到切碎机具(2)的转子(7)；

通过改变对带齿辊(10,11)进给的液压泵(14)的流率，改变了带齿辊(10,11)本身的速度并且改变了引导至破碎机(9)的功率。液压泵(14)的压力被限制到最大值。

通向可变流量液压离合器(13)的液压回路的全有或全无供应系统被用来避免本发明的用于金属材料对象的可移动式切碎机的马达(5)过载。

利用这些控制和操作调整系统，始终了解马达(5)的功率的多少百分比导出到切碎机本身的各个部分，即，到破碎机(9)或到切碎机具(2)。

以此方式，如果检测到马达(5)正在预定值以上操作并且其在切碎机具(2)的部分中，则可通过减小破碎机的液压泵(14)的流率因此调整进给(9)来向切碎机具(2)本身导出更多的功率，反之亦然。

本发明的用于金属材料对象的可移动式切碎机的所有构件都结合在机架(15)上，所述机架(15)继而借助于牵引系统搁置在地面上，该牵引系统在本发明的优选实施例中是轨道，但它们还可为多个轮或使本发明的切碎机对象可移动的任何其他手段。

本发明不应限于本文描述的特定实施例。鉴于本文进行的描述，本领域技术人员可开发其他实施例。因此，本发明的范围由以下权利要求书限定。

Claims (5)

1.一种具有改进的安全性的用于金属材料的可移动式切碎机，所述切碎机包括：进给装置(1)，所述进给装置配置成接收待切碎的材料并将其破碎；切碎机具(2)，所述切碎机具用于借助于连接到转子(7)的多个锤(6)切碎由所述进给装置(1)接收的材料；配置成排空切碎的材料的排空装置(3)以及配置成向所述进给装置(1)、所述切碎机具(2)和所述排空装置(3)提供功率的促动装置(4)，并且所述进给装置(1)包括料斗(12)和破碎机(9)，所述进给装置(1)、所述切碎机具(2)、所述排空装置(3)和所述促动装置(4)安装在机架(15)上；并且所述切碎机的特征在于：

-所述破碎机(9)包括第一带齿辊(10)和第二带齿辊(11)，所述第二带齿辊在与所述第一带齿辊(10)相反的方向上并在较高的速度下旋转；

-所述促动装置(4)包括单个马达(5)；

-所述切碎机包括控制系统(16)，所述控制系统包括用于使所述第一带齿辊(10)和所述第二带齿辊(11)旋转的多个液压泵(14)和用于使所述转子(7)旋转的可变流量液压离合器(13)，所述多个液压泵(14)和所述可变流量液压离合器(13)联接到所述马达(5)；其中所述控制系统(16)配置成根据连接到所述切碎机具(2)的马达(5)的负载来改变所述第一带齿辊(10)和/或所述第二带齿辊(11)的旋转速度。

2.根据权利要求1所述的具有改进的安全性的用于金属材料的可移动式切碎机，其特征在于，所述第一带齿辊(10)的齿散布在所述第二带齿辊(11)的齿之间。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的具有改进的安全性的用于金属材料的可移动式切碎机，其特征在于，所述可移动式切碎机包括一系列带轮和带，所述一系列带轮和带借助于所述可变流量液压离合器(13)联接到所述马达(5)，继而联接到所述切碎机具(2)的所述转子(7)。

4.根据权利要求1-2中的任一项所述的具有改进的安全性的用于金属材料的可移动式切碎机，其特征在于，所述切碎机包括：

-压力换能器，其用于了解所述破碎机(9)的所述第一带齿辊(10)和所述第二带齿辊(11)的轴中的工作压力；

-速度传感器或流量计，其用于了解所述破碎机(9)的所述第一带齿辊(10)和所述第二带齿辊(11)的速度；

-马达控制单元，其用于测量所述马达(5)的速度和马达转矩以便确定由所述马达(5)输送的功率；以及

-转子速度传感器；

-所述可变流量液压离合器的液压回路的温度传感器，

所有元件配置成控制所述马达的工作负载。

5.根据权利要求1-2中的任一项所述的具有改进的安全性的用于金属材料的可移动式切碎机，其特征在于，所述切碎机包括用于调整所述切碎机本身的操作的一系列系统，所述系统是：

-用于改变对所述破碎机(9)的所述第一带齿辊(10)和所述第二带齿辊(11)进给的液压泵(14)的流率的系统；

-用于改变所述马达(5)的速度的系统；以及

-全有或全无供应系统，其通向所述可变流量液压离合器(13)的液压回路以便将或多或少的转矩传递到所述切碎机具(2)的所述转子(7)。

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