CN113996424B - 一种加强破碎的涡旋破碎装置 - Google Patents

Abstract

本申请为一种加强破碎的涡旋破碎装置，属于破碎设备领域，包括破碎管具有加热管段和冷却管段，加热管段具有第一连接部，冷却管段具有第二连接部，加热管段通过第一连接部与冷却管段的第二连接部连接，加热管段与冷却管段之间连接有绝热环；加热源设置于破碎管对应加热管段的外壁；通过孔设置于破碎管对应冷却管段，通过孔用于向冷却管段通入冷却介质；通过上述方案，使的较大矿石颗粒在加热管段发生裂隙发育，再运动至冷却管段降温，通过砂石升温、降温温度骤变，在前期的裂隙发育后，温度的骤变使得大颗粒砂石破碎。

Description

一种加强破碎的涡旋破碎装置

技术领域

本发明涉及破碎机械领域，尤其涉及一种加强破碎的涡旋破碎装置。

背景技术

随着我国对水电、高速公路、铁路和机场等大型基础、交通设施投入的增加，对高强度、立方体的砂石料的需求量越来越大，这些物料属于难加工物料、硬度高，一些企业目前采用常规破碎设备加工，不仅投资大，而且产品粒形难于满足要求。为此，国内外设计的涡旋破碎机是目前代替传统常规破碎的机械破碎效果较好的机械，它是根据“气动声学”设计的一种装置，目前常见的是涡旋式反击式破碎机，利用极端涡旋使得砂石等物料在破碎管内进行自撞击破碎远离，具有高效节能，产品粒形好的优点。然而，这种涡旋破碎机也存在一些不足之处即：这种形式的涡旋破碎机破碎粒度较大。在将砂石等破碎粒度进一步破碎的的工况下，目前的涡旋破碎机则不能满足使用要求，继而便出现了水平破碎管式的涡旋破碎机。这种水平破碎管式的涡旋破碎机也是利用高速涡旋使得内部砂石自撞击的远离进行破碎，但是由于其涡旋风速接近900公里/小时，因此，在减少材料尺寸，例如能够将50毫米石英矿原材料一次可将50％的材料减少到100微米以下，其余材料则相当接近100微米大小，产生超细干粉。虽说这种涡旋破碎机能够将内部大多说砂石粉碎，但是也会存在部分大颗粒砂石不容易被破碎的现象，因此，这些没有没完全破碎的较大颗粒的砂石便会靠近破碎管的底部缓慢前进，并逐步在靠近叶轮处的破碎管的底部堆积，长时间便会减小破碎管的截面通量，包括负压风和物料的通量，为了减少甚至避免这种情况发生，有必要采取一定措施来解决这种问题。

发明内容

本申请是为了解决现有的破碎管式涡旋破碎机内部较大颗粒的砂石在涡旋作用下不容易被破碎，在重力作用下便会靠近破碎管的底部缓慢前进并逐渐在靠近叶轮处的破碎管的底部堆积，长时间便会减小破碎管的截面通量的问题，本申请设计一种加强破碎的涡旋破碎装置能够解决上述问题，具体采用的技术方案为：

一种加强破碎的涡旋破碎装置，包括：

破碎管，破碎管具有加热管段和冷却管段，加热管段具有第一连接部，冷却管段具有第二连接部，加热管段通过第一连接部与冷却管段的第二连接部连接，加热管段与冷却管段之间连接有绝热环，用于杜绝热传导；

加热源，加热源设置于破碎管对应加热管段的外壁，使得破碎管内的大颗粒砂石在此加热管段被加热；

通过孔，通过孔设置于破碎管对应冷却管段，通过孔用于向冷却管段通入冷却介质，使得破碎管内的大颗粒砂石在此冷却管段被冷却。

优选的，绝热环的内径小于破碎管的内径，以使得绝热环凸出破碎管的内壁设置，绝热环与破碎管的连接处为过渡连接。

优选的，加热管段的进料端具有过渡的第一缩颈。

优选的，冷却管段的出料端具有过渡的第二缩颈。

优选的，加热管段内壁设置有内衬层，内衬层具有粗糙纹路。

优选的，冷却管段的内壁铺设有耐磨层。

优选的，加热源为辐射翅管，辐射翅管设置多个，加热管段外围包裹有绝热外壳，绝热外壳与加热管段的外壁之间具有空腔，辐射翅管沿加热管段的周向间隔设置于空腔。

优选的，加热管段为陶瓷管，加热源为微波器件，包括磁控管和辅助元件，加热管段外围包裹有绝热壳，绝热壳与加热管段外壁之间具有安装腔，磁控管设置多个，多个磁控管沿加热管段的周向间隔设置于安装腔，辅助元件设置于绝热壳的外壁。

优选的，通过孔设置于冷却管段的底部，且通过孔的轴向方向与破碎管内的物料流动方向呈夹角设置，此夹角在45°-60°之间。

优选的，除加热管段之外对应的破碎管上设有通气孔，通气孔与冷却管段上的通过孔通过输气管连通。

本发明通过上述技术方案，所取得技术效果为：

1.通过将破碎管采用加热管段和冷却管段，将破碎管内不易被破碎的大颗粒砂石先进行加热，使其发生裂隙发育，然后再运动至冷却管段，利用冷却介质，本申请中的冷却介质为冷空气或自然空气，或者为干冰颗粒，冷却介质对内部的大颗粒砂石冷却，通过砂石升温、降温温度骤变，在前期的裂隙发育后，温度的骤变使得大颗粒砂石破碎。

2.另外，在向破碎管输入冷却介质时(冷气或干冰颗粒)，由于输入的高压冷气或输入的高压干冰颗粒的作用，其将冷却管段内部的大颗粒砂石扬起，进一步加剧砂石之间的撞击或砂石与破碎管壁之间的撞击，加强较大颗粒的砂石破碎程度，在破碎之后随着破碎管内负压气体的流动而被叶轮卷出破碎管，实现出料，使其基本不会出现在破碎管底部堆积。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的立体图；

图3为图1中A-A的截面放大图；

图4为图1中I处的放大图；

图5为冷却介质为自然风，通过孔与破碎管内部连通的结构图。

图中，1、破碎管，101、第一缩颈，102、加热管段，103、冷却管段，104、第一连接部，105、第二连接部，106、绝热环，107、第二缩颈，2、加热源，3、通过孔，4、内衬层，5、耐磨层，6、绝热外壳，601、绝热层，602、金属外壳，7、叶轮，8、电机，9、输气管，10、通气孔。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式并结合附图，对本发明进行详细阐述。

另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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的限制。

如图1-4所示，一种加强破碎的涡旋破碎装置，主要包括破碎管1、加热源2和通过孔3。除了上述之外，该涡旋破碎装置还包括常规部件，即叶轮7、以及驱动叶轮7转动的电机8等。

其中，本申请的主要改进之处在于对破碎管1的改进，具体的，破碎管1具有加热管段102和冷却管段103，加热管段102和冷却管段103沿破碎管1内部物料的移动方向依次设置，加热管段102具有第一连接部104，冷却管段103具有第二连接部105，加热管段102通过第一连接部104与冷却管段103的第二连接部105连接。在本申请中，第一连接部104为连接在加热管段的法兰端，第二连接部105为连接在冷却管段的法兰端，在连接时，将两个法兰端对准连接。另外，在加热管段102与冷却管段103之间还连接有绝热环106，用于杜绝热传导，该绝热环106可以采用泡沫玻璃板或多孔混凝土块来实现绝热的目的，绝热环106能够防止加热管段102上的热传导至冷却管段103，避免冷却管段103冷却失去冷却作用。

上述加热源2用于加热上述加热管段102，加热源2设置在破碎管1对应加热管段102的外壁，使得破碎管1内的大颗粒砂石在此加热管段102被加热，此处加热源2可以采用电加热、介质加热、以及辐射加热等方式。

上述通过孔3是设置在破碎管1对应冷却管段103，通过孔3用于向冷却管段103通入冷却介质，此处的冷却介质可以为冷气、也可以为自然空气，或者还可以为干冰颗粒等，冷却介质使得破碎管1内的大颗粒砂石在此冷却管段103被冷却，利用在加热管段102对内部的砂石等物料升温，并在冷却管段103降温，实现温度骤变，从而使得砂石在加热管段102产生裂隙发育，而遇突变之后则会破裂，利用此机理实现矿石等进一步破碎的目的。另外，在通过孔3通入冷却介质的同时，通入的冷却介质为高压介质，高压空气或高压输入的干冰在降低矿石颗粒温度的同时，还会将破碎管1底部的较大矿石颗粒在破碎管1内扬起，加剧矿石颗粒之间的碰撞以及矿石颗粒与破碎管1内壁之间的碰撞，进一步将矿石颗粒粉碎，避免其在靠近叶轮7负压一侧的破碎管1的底部堆积，进而影响破碎管1截面通量。

进一步的，上述绝热环106的内径小于破碎管1的内径，以使得绝热环106凸出破碎管1的内壁设置，且绝热环106与破碎管1的连接处为过渡连接，将绝热环106凸出破碎管1的内壁设置，从而使得绝热环106在加热管段102和冷却管段103之间形成缩颈，该缩颈可以减慢加热管段102内矿石颗粒的运行速度，增加其受热时间，使其足够产生裂隙。

进一步的，在加热管的进料端(即来料方向)具有过渡的第一缩颈101，该缩颈能够在破碎管1进入加热管段102之前加快矿石颗粒的流速，从该处矿石颗粒的速度和方向均发生改变，使得破碎管1内的矿石颗粒在该处发生紊乱流动，矿石颗粒在此处改变移动方向，各矿石颗粒之间方向不一，杂乱无章，因而加剧了各矿石颗粒之间在该缩颈处紊乱性碰撞，增强破碎程度，提高破碎效果。

进一步的，在上述基础上，冷却管段的出料端还具有过渡的第二缩颈107，第二缩颈107使得破碎管1内部的矿石颗粒在第一缩颈101加速、抛起，加剧碰撞，然后利用加热管段102和冷却管段103此处相对于第一缩颈101而言形成的扩颈使得矿石颗粒在被加速、加剧碰撞后又迅速降低速度，从而形成矿石移动方向的两次改变，也会实现两次剧烈的撞击，而第二缩颈107配合第一缩颈101将已经降低速度的矿石颗粒再次加速并且改变矿石颗粒的移动方向，使得矿石颗粒的方向杂乱无章，矿石颗粒在此第二缩颈107处仍然被抛起，进而造成矿石颗粒之间或矿石颗粒与破碎管1内壁之间第二次剧烈撞击。只不过与第一缩颈101处的撞击不同的是，第二次较大的矿石颗粒之间的撞击是在裂隙发育之后，在加热管段102和冷却管段103的冷热骤变之后，将该较大矿石颗粒被剧烈撞击时会更加使得矿石颗粒粉碎的更彻底，且粉碎的颗粒粒度更小。

进一步的，为了使得较大矿石颗粒在加热管段102尽可能的降低其行进速度，使其有足够长的加热时间被加热，在加热管段102内壁设置有内衬层4，内衬层4具有粗糙纹路，粗糙纹路能够增加较大矿石颗粒在破碎管1内的阻力，降低其在负压风作用下行进的速度，使其足够被加热产生裂隙。

进一步的，在一个实施例中，上述冷却管段103的内壁铺设有耐磨层5，在本实施例中，耐磨层5可以采用陶瓷层、碳化铬层或高铬合金层，以上耐磨层5除了耐磨强度高之外，硬度也较高，当冷却管段103的通过孔3内通入的高压冷却介质将内部裂隙发育后的较大矿石颗粒抛起，与冷却管段103的耐磨层5发生剧烈撞击，耐磨层5因具有较高的强度和耐磨性，其所受到的撞击力基本作用在耐磨层5上，减少对破碎管1直接的损坏。

进一步的，在一个实施例中，上述加热源2为辐射加热，其具体是采用辐射翅管，辐射翅管具体的为红外线辐射管或电加热丝辐射加热，红外线辐射管采用石英管式加热的方式，具体的红外线辐射的石英管辐射源设置多个，加热管段102外围包裹有绝热外壳6，绝热外壳6与加热管段102的外壁之间具有空腔，红外线辐射的石英管沿加热管段102的周向间隔设置于空腔，石英管红外辐线对内部的加热管段102进行加热。另外，红外线辐射管除石英管之外的其他与石英管连接的结构可以设置在绝热外壳6的外部。另外，此处的绝热外壳6可以采用金属外壳602外包裹绝热的绝热层601，该绝热层601可为玻璃纤维或泡沫玻璃或者泡沫棉、绝热橡胶，石棉等。

进一步的，在一个实施例中，上述加热管段102为陶瓷管，加热源2为微波器件，上述微波器件是采用现有的微波加热常规的技术，主要包括磁控管和其他的辅助元件，加热管段102外围包裹有绝热壳，该绝热壳与上述绝热外壳6的性质和作用相同，绝热壳与加热管段102外壁之间具有安装腔，磁控管设置多个，多个磁控管沿加热管段的周向间隔设置于安装腔，而除了本身磁控管及磁控管内部所需要的结构之外，其他的辅助元件包括设置于绝热壳的外壁。此处的磁控管为现有的结构，微波器件更是现有常规的技术，因此，对于磁控管及其他辅助结构均是现有成熟的技术，在此不多加赘述。

进一步的，对于上述通过孔3而言，其设置在冷却管段103的底部，设置于底部是为了在通入冷却介质的同时将内部的较大矿石颗粒扬起，增加矿石颗粒与破碎管1内壁的撞击以及矿石颗粒之间的撞击，通过孔3的轴向方向与破碎管1内的物料流动方向呈夹角设置，此夹角在45°-60°之间，因为在此夹角之内，既能够保证矿石颗粒向上被抛起，增大其与破碎管1之间的撞击力，同时还能够给予矿石颗粒一个向前行进的速度，使其在向前行进过程中向上抛起与破碎管1内壁撞击而破碎，防止因第二缩颈107的存在冷却管段103处矿石颗粒行进速度所受阻力较大而引起破碎后的矿石仍然存在部分落入此冷却管段103，保证大部分的矿石随负压风流出。

进一步的，在一个实施例中，如图5所示的，除破碎管1的加热管段102之外对应破碎管1其他的位置设有通气孔10，在本实施例中，该通气孔10设置在加热管段102的来料方向的破碎管1上，并且该通气孔10开设在破碎管1的上部，通气孔10与冷却管段103上的通过孔3通过输气管9连通。将通气孔10开设在破碎管1的上部一是防止破碎管1底部的矿石颗粒落入通气孔10而堵塞通气孔10，同时还能够避免较大颗粒矿石通过通气孔10和输气管9直接进入冷却管段而不能进行裂隙发育进而破碎的问题，通气孔10将内部的自然负压风引流至通过孔3，进而将较大的矿石颗粒冷却、扬起，进而加剧其与破碎管1壁之间的撞击，进而提高破碎效果。直接从破碎管1内的负压风引流，能够避免从外部引风而配备其他的压风装置，从而增加结构复杂性的问题。

另外，对于上述冷却介质为干冰颗粒时，此时的通过孔3内的高压风的吹入则是通过外部压风设备实现的，外部高压风将干冰压入冷却管段103，干冰颗粒在冷却管段内瞬间升华吸热，对内部已加热的矿石颗粒降温，热、冷交替，温度骤变而加快矿石颗粒的爆裂、破碎。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (5)

1.一种加强破碎的涡旋破碎装置，其特征在于，包括：

破碎管，所述破碎管具有加热管段和冷却管段，所述加热管段具有第一连接部，所述冷却管段具有第二连接部，所述加热管段通过所述第一连接部与所述冷却管段的第二连接部连接，所述加热管段与所述冷却管段之间连接有绝热环，用于杜绝热传导；

加热源，所述加热源设置于所述破碎管对应所述加热管段的外壁；

通过孔，所述通过孔设置于所述破碎管对应所述冷却管段，所述通过孔用于向所述冷却管段通入冷却介质，使得所述破碎管内的砂石在此所述冷却管段被冷却；

所述绝热环的内径小于所述破碎管的内径，以使得所述绝热环凸出所述破碎管的内壁设置；

所述加热管段的进料端具有过渡的第一缩颈；

所述冷却管段的出料端具有过渡的第二缩颈。

2.根据权利要求1所述的一种加强破碎的涡旋破碎装置，其特征在于，所述冷却管段的内壁铺设有耐磨层。

3.根据权利要求1所述的一种加强破碎的涡旋破碎装置，其特征在于，所述加热源为辐射翅管，所述辐射翅管设置多个，所述加热管段外围包裹有绝热外壳，所述绝热外壳与所述加热管段的外壁之间具有空腔，所述辐射翅管沿所述加热管段的周向间隔设置于所述空腔。

4.根据权利要求1所述的一种加强破碎的涡旋破碎装置，其特征在于，所述加热管段为陶瓷管，所述加热源为微波器件，包括磁控管和辅助元件，所述加热管段外围包裹有绝热壳，所述绝热壳与所述加热管段外壁之间具有安装腔，所述磁控管设置多个，多个所述磁控管沿所述加热管段的周向间隔设置于所述安装腔，所述辅助元件设置于所述绝热壳的外壁。

5.根据权利要求1所述的一种加强破碎的涡旋破碎装置，其特征在于，所述通过孔设置于所述冷却管段的底部，且所述通过孔的轴向方向与所述破碎管内的物料流动方向呈夹角设置，此夹角在45°-60°之间。

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