CN201720080U

CN201720080U - 物料破碎结构及破碎设备

Info

Publication number: CN201720080U
Application number: CN2009202776609U
Authority: CN
Inventors: 刘羽羿
Original assignee: 刘羽羿
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2019-12-09

Abstract

本实用新型是有关于一种物料破碎结构及破碎设备。该破碎设备，包括提供破碎动力的动力装置及破碎物料的物料破碎结构。该物料破碎结构，包括固定安装于竖直旋转轴的粗碎动锥及围绕该粗碎动锥而设置的静止的粗碎定锥，该粗碎动锥的外侧表面与该粗碎定锥的内表面界定上宽下窄的粗碎空间，该粗碎动锥的外侧表面凸设有呈螺旋分布的多个破碎齿，该粗碎定锥的内表面凸设有呈螺旋分布的多个破碎齿。本实用新型的物料破碎结构及破碎设备，对物料施以剪切力，同时完成对物料剪切、冲击、拉扯、挤压等作用，从轻而易举地将物料破碎。

Description

物料破碎结构及破碎设备

技术领域

本实用新型涉及一种物料破碎结构及破碎设备，特别是涉及一种对物料剪切、冲击、拉扯、挤压的物料破碎结构及破碎设备。

背景技术

凡用外力将大颗粒物料变成小颗粒物料的过程，都叫破碎，所使用的机械叫破碎机。用于物料破碎的破碎机广泛应用于不同的行业中，如采矿业、路桥等基础建设业、研磨材料业、炼铝业、炼钢业、冶金工业、制砖(瓦)业、水泥工业、化学工业、碎石加工业、化肥工业、铸造业、玻璃工业、石膏业、石灰业、石油业、电力工业、耐火材料制造业等。

按构造与工作原理的不同，常用的破碎机械如有如下类型：

颚式破碎机(颚破)是依靠活动颚板作用周期性的往复运动，把进入两颚板间的物料压碎。其结构坚固、构造简单、工作可靠，处理物料粒度范围大、破碎力强，广泛应用于石灰石、铁矿石等抗压强度极限不超过2500kg/cm²的各种矿石和岩石。

锤式破碎机(锤破)物料受高速回转的锤头的冲击和物料本身以高速向固定衬板冲击使物料粉碎。其结构特点是：生产能力高、单位产品能量消耗低、破碎比大、替代多级破碎，即在工艺条件受限时，该机型能从粗破到细破完成产品生产的全过程。特别是应用在公路建设材料方面，通过更换筛板(条)的间隙和几何角度，就能够生产出所需要的各种规格物料，且物料的形状好(呈六棱形)、抗压强度高。

圆锥破碎机(圆锥破)靠内锥的偏心回转，使处在两锥体间的物料受到弯曲和挤压而破碎。

反击式破碎机(反击破)物料受高速运动的板锤的打击，使物料向反击板高速撞击，以及物料之间相互冲撞而粉碎。单转子反击破具有结构简单、破碎比大、能耗低、产量高、重量轻、破碎后成品呈立方形体等优点，可供选矿、化学、水泥、建筑、耐火材料、陶瓷、玻璃等工业部门用于中碎和细碎各种中等硬度的物料之用，但由于反击破板锤极易磨损，它在硬物料破碎的应用上也受到限制，反击破通常用来粗碎、中碎或细碎石灰石、煤、电石、石英、白云石、硫化铁矿石、石膏和化工原料等中硬度以下的脆性物料。

辊式破碎机(辊破)物料落在两个相互平行而旋向相反的辊子间(相向转动)，物料在辊子表面的摩擦力作用下，被扯进转辊之间，受到辊子的挤压而破碎。其主要优点是：结构简单、紧凑、轻便、工作可靠、调整破碎比较方便，无需基础就能使用。缺点是：生产能力低，要求喂料连续均匀，辊面的磨损不均产品粒度也不易均匀，需要经常修理。一般辊式破碎机辊面有固定和可换两种，另外还有一种带齿的辊面(即齿辊式破碎机)，将其应用在大块物料破碎至小块物料(含一定水分)的场合，是其他破碎机所望尘莫及的。

破碎比和单位电耗(单位质量粉碎产品的能量消耗)是破碎机械工作的基本技术经济指标。

破碎比用来说明粉碎过程的特征及鉴定粉碎质量，单位电耗用以辨别破碎机械的动力消耗是否经济，两台破碎机的单位电耗即使相同，但破碎比不同，则这两台破碎机械的经济效果还是不一样的。一般来说，破碎比大的机械工作效率较高。因此要鉴定破碎机械的工作效率，应同时考虑其单位电耗及破碎比的大小。

虽然国内外破碎设备品种众多，原理各异，但目前破碎设备行业存在破碎比小，能耗大、含泥矿石易堵塞等行业性难题，单台设备不能达到下道工序所要求的合格粒度，需要分级重复破碎，工艺复杂，投资大、占地面积大、能耗高、造成资源的极大浪费。提高破碎效率，降低磨矿功率，即“多碎少磨”的破碎工艺，一直是破碎机械研究的方向。为了达到降低能耗和金属消耗量、减少成本、增加经济效益的目的，具有大破碎比而又节能的破碎设备一直是破碎领域追求的目标。

有鉴于上述现有的矿石破碎设备存在的缺陷，本实用新型人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实践经验及专业知识，并配合科学合理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的物料破碎结构及破碎设备，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

发明内容

本实用新型的主要目的在于，克服现有的破碎设备存在的缺陷，而提供一种新型的物料破碎结构及破碎设备，所要解决的技术问题是使其同时完成对物料剪切、冲击、拉扯、挤压。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种物料破碎结构，包括固定安装于竖直旋转轴的粗碎动锥及围绕该粗碎动锥而设置的静止的粗碎定锥，其中，该粗碎动锥的外侧表面与该粗碎定锥的内表面界定上宽下窄的粗碎空间，该粗碎动锥的外侧表面凸设有呈螺旋分布的多个破碎齿，该粗碎定锥的内表面凸设有呈螺旋分布的多个破碎齿。

本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的物料破碎结构，其还包括固定安装于该竖直旋转轴并位于该粗碎动锥下方的中碎动锥及围绕该中碎动锥而设置的静止的中碎定锥，该中碎动锥的外侧表面与该中碎定锥的内表面界定上宽下窄的中碎空间，该中碎空间与该粗碎空间上下衔接，该中碎动锥的外侧表面上下方向凸设有多个条状凸起，该中碎定锥的内表面上下方向凸设有多个条状凸起。

前述的物料破碎结构，其还包括偏心安装于该竖直旋转轴并位于该中碎动锥下方的细碎动锥及围绕该细碎动锥而设置的静止的细碎定锥，该细碎动锥的外侧表面与该细碎定锥的内表面界定细碎空间，该细碎空间与该中碎空间上下衔接。

前述的物料破碎结构，其中所述的每一破碎齿，包括自齿根部延伸至齿端部的长侧边及与长侧边相对的短侧边，该齿端部在的截面呈弧形。

前述的物料破碎结构，其中所述的粗碎动锥、中碎动锥及细碎动锥中的任意一个动锥的旋转线速度为0.4-4.5m/s，优选为0.5-2m/s，较佳为1-1.8m/s。

本实用新型的目的及解决其技术问题是还提供一种破碎设备，包括提供破碎动力的动力装置及破碎物料的物料破碎结构，该动力装置传动连接该物料破碎结构，该物料破碎结构是如前述的物料破碎结构。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型物料破碎结构及破碎设备至少具有下列优点及有益效果：

一、本实用新型的物料破碎结构及破碎设备，对物料施以剪切力，同时完成对物料剪切、冲击、拉扯、挤压等作用，从轻而易举地将物料破碎。

二、本实用新型的物料破碎结构及破碎设备，破碎比大。本实用新型可一次性将大块物料破碎至入磨粒度，如将400³块度一次破至5³块度以下，600³块度破至6³～8³块度以下，或更大，破碎比大于75。可同时完成多个级别的物料破碎，省去传统工艺的多工序。

三、本实用新型的物料破碎结构及破碎设备，节能。由于该破碎原理的突破，较其它破碎(挤压、研磨)大幅度降低了破碎机的功率。和相同处理能力比可节约能源50％以上。任何大块物料，在以上破碎比范围内每吨电耗1kwh以下。

四、本实用新型的物料破碎结构及破碎设备，磨材损耗小。传统破碎机大都是高速挤压来完成对矿石破碎的，速度高是磨损及耗能高的主要原因。而本实用新型的物料破碎结构及破碎设备，最大线速度远低于传统破碎机的速度，在同样受力情况下高速传统机型如锤破、反击破线速达40m/s以上，颚破、辊压也在5-10m/s(如1200短锥破碎机线速度18.84m/s)，因此磨耗明显降低。

五、本实用新型的物料破碎结构及破碎设备的破碎齿呈螺旋分布，通过螺旋的推力，迫使泥粘物料从破碎机中排出，解决泥矿堵磨的现象。

六、本实用新型的物料破碎结构及破碎设备，破碎齿材料先进。为了使破碎齿经久耐用，先后做了多次实验，将一种特殊的耐磨材料(如焊达牌耐磨钢)，应用到破碎齿上，使破碎齿的硬度达到HB400以上，高于8级硬度的物料，而且韧性好，从而使破碎齿达到经久耐用的目的。

七、本实用新型的物料破碎结构及破碎设备，设备占地少。传统矿山矿石破碎流程有粗碎段、中碎段、细碎段三段破碎过程，在三段破碎过程中，又需要振动筛、传动皮带等其他设备，每道工序都需要不同的破碎设备，需要分级重复破碎才能达到下道工序要求的产品粒度，整个破碎工艺复杂、占地多，能耗大，资源浪费大，且设备故障率高，管理困难。本实用新型一机同时完成对物料剪切、冲击、拉扯、挤压等作用，使物料一次性达到所要求的粒度等级，实现一台机器完成多级破碎，减少筛分、运输等破碎工艺设备及环节，大大减少了设备占地，节省了厂房基建的投资。

综上所述，本实用新型破碎机在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型破碎设备较佳实施例的剖视示意图。

图2是本实用新型物料破碎结构较佳实施例的剖视示意图。

图3是沿图2的A-A线的剖视示意图。

图4是沿图2的B-B线的剖视示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的物料破碎结构及破碎设备其具体实施方式、结构、特征及其功效进行详细说明。

本实用新型的破碎结构及破碎设备可以破碎脆性固体物料，例如金属矿石、非金属矿石、建筑材料、化工原料等等。大多固体物料，抗压强度远高于抗拉强度及抗剪强度。如矿石的抗压强度是抗拉强度20-30倍、抗剪强度的10-14倍。本实用新型的破碎结构及破碎设备，是以剪切力为主，同时具有冲击、拉扯等作用力，实现对物料的破碎。

请参阅图1所示，是本实用新型破碎设备较佳实施例的剖视示意图。本实用新型较佳实施例的破碎设备包括，提供破碎动力的动力装置100及破碎物料的物料破碎结构200，该动力装置100传动连接该物料破碎结构200。

上述的动力装置100，提供破碎动力。该动力装置100包括，沿水平轴线依序设置的动力源11、耦合器12、减速器13、联轴器14及旋转方向转换装置15。该动力源11可以是电机，该耦合器12连接动力源11及减速器13，减速器13通过联轴器14与旋转方向转换装置15。该旋转方向转换装置1包括：箱体155，水平枢设于箱体155的输入轴151，设置于输入轴151端部的小伞齿轮152，竖直枢设于箱体155的输出轴153，以及设置于输出轴153端部并与小伞齿轮152啮合的大伞齿轮152；该箱体155内容纳润滑油。前述的动力装置100只是一实施例，并不是限定其结构。该动力装置100有多种实施方式，例如可以直接使用电机作为动力装置、或者液压马达作为动力装置。

请参阅图2至图4所示，分别是本实用新型物料破碎结构较佳实施例的剖视示意图、沿图2的A-A线的剖视示意图及沿图2的B-B线的剖视示意图。

上述的物料破碎结构200，包括：框架210、轴设于该框架210的竖直旋转轴220及破碎部300。该破碎部300包括粗碎部230、中碎部250及细碎部270。

该粗碎部230包括，粗碎动锥231及粗碎定锥233。该粗碎动锥231呈上窄下宽的圆锥体，该粗碎动锥231具有上下贯穿该粗碎动锥231中心的安装孔，该粗碎动锥231经由该安装孔与该竖直旋转轴220固定连接，该粗碎动锥231的外侧表面(锥面)凸设有呈螺旋分布的多个破碎齿235。该粗碎定锥233固定于该框架210，并呈围绕该粗碎动锥231；该粗碎定锥233具有呈上宽下窄的倒圆锥型的内表面，该内表面凸设有呈螺旋分布的多个破碎齿235。该粗碎动锥231的外侧表面与该粗碎定锥233的内表面界定上宽下窄并呈环型的粗碎空间239。

上述的每一破碎齿235，包括自齿根部2351延伸至齿端部2353的长侧边2355及与长侧边相对的短侧边2357，该齿端部2357在一截面上呈弧形。较佳为，该粗碎动锥231的外侧表面凸设的多个破碎齿235，每一破碎齿235的长侧边均为同向旋转方向延伸；而该粗碎定锥233的内表面凸设的多个破碎齿235，每一破碎齿235的长侧边则逆向旋转方向延伸。该破碎齿 235还可以使用耐磨钢材(例如，焊达牌耐磨钢)，以使该破碎齿235更经久耐用。

实际工作时，该粗碎动锥231相对该粗碎定锥233旋转，该粗碎动锥231的最外端的线速度为0.4-4.5m/s，优选为0.5-2m/s，较佳为1-1.8m/s。该线速度也可以大于4.5m/秒。该粗碎动锥231的外侧面及该粗碎定锥233的内表面凸设的破碎齿235，对落入粗碎空间239的物料(未图示)剪切、冲击、拉扯、挤压，从轻而易举地将物料粗级破碎。

该中碎部250包括：中碎动锥251及中碎定锥253。该中碎动锥251的外侧面上下呈弧形，该中碎动锥251具有贯穿该中碎动锥251上下中心的安装孔，该中碎动锥251经由该安装孔与该竖直旋转轴220固定连接，并紧邻于该粗碎动锥231的下方，该中碎动锥251的外侧面上下方向凸设有多个条状凸起255。该中碎定锥253固定于该框架210，并呈围绕该中碎动锥251；该中碎定锥253具有呈上宽下窄的上下呈弧形的内表面，该内表面上下方向凸设有多个条状凸起255。该中碎动锥251的外侧表面与中碎定锥25的内表面界定上宽下窄的中碎空间259。该中碎空间259与该粗碎空间239上下连通。

实际工作时，该中碎动锥251相对该中碎定锥253旋转，该中碎动锥251的最外端的线速度为0.4-4.5m/s，优选为0.5-2m/s，较佳为1-1.8m/s。该线速度也可以大于4.5m/秒。该中碎动锥251的外侧面及该中碎定锥253的内表面凸设的条状凸起255，对落入中碎空间259的物料(未图示)剪切、冲击、拉扯、挤压，从轻而易举地将物料进一步中级破碎。

该细碎部270包括：细碎动锥271及细碎定锥273。该细碎动锥271呈上窄下宽并且外侧面上下呈弧形的弧形柱体(或近似鼓体)，该细碎动锥271具有偏心贯穿该细碎动锥271上下面的安装孔，该细碎动锥271经由该安装孔与该竖直旋转轴220固定连接，并紧邻于该中碎动锥251的的下方。该细碎定锥273固定于该框架210，并呈围绕该细碎动锥271；该细碎定锥273具有呈上窄下宽的圆锥形的内表面。该细碎动锥271的外侧表面与细碎定锥273的内表面界定上宽下窄的细碎空间279。该细碎空间279与该中碎空间259上下连通。

实际工作时，该细碎动锥271相对该细碎定锥273旋转，该细碎动锥271的最外端的线速度为0.4-4.5m/s，优选为0.5-2m/s，较佳为1-1.8m/s。该线速度也可以大于4.5m/秒。该细碎动锥271的外侧面与该细碎定锥273的内表面，对落入细碎空间279的物料(未图示)挤压、碾磨，从而将物料进一步细级破碎。

上述的物料破碎结构200中，该粗碎部230、中碎部250、细碎部270为分体的，在其他实施例中，也可以是一体的。另外，该破碎部300也可以只包括粗碎部230而没有中碎部250及细碎部270，或者该破碎部300包括，粗碎部230及中碎部250、细碎部270中的任一一个。另外，中碎部250与细碎部270的组合，也能实施物料的剪切破碎。

本实施例的破碎设备的工作过程为，该动力装置100的输出轴153与物料破碎结构200的竖直旋转轴220的下端连接，并带动该竖直旋转轴220及粗碎动锥231、中碎动锥251及细碎动锥271旋转。该粗碎动锥231的外侧面凸设的破碎齿235与该粗碎定锥233的内表面凸设的破碎齿235，对落入粗碎空间239的物料(未图示)剪切、冲击、拉扯、挤压，将物料粗级破碎；该中碎动锥251的外侧面凸设的条状凸起255与该中碎定锥253的内表面凸设的条状凸起255，对落入中碎空间259的物料(未图示)剪切、冲击、拉扯、挤压，将物料进一步中级破碎；该细碎动锥271的外侧面与该细碎定锥273的内表面，对落入细碎空间279的物料(未图示)挤压、碾磨，将物料进一步细级破碎。

下面通过实例，进一步说明。

本实用新型给出实例1、实例2、实例3等三个实例。每一实例的剪切式破碎设备，包括提供破碎动力的动力装置100及破碎物料的物料破碎结构200。该物料破碎结构200的破碎部300包括粗碎部230、中碎部250及细碎部270。

该三个实例的技术指标与参数如下表1：

表1三个实例的剪切式破碎设备技术指标与参数

	实例1	实例2	实例3
				破碎腔中径R(单位mm)	1350	1750	2150
动锥体转数(单位r/min)	26.5	18.5	14
				动锥体旋向(俯视)	顺时针	顺时针	顺时针
处理能力(单位t/h)	60-80	100-130	150-200
				最大给料粒度(单位mm)	≤400	≤400	≤400
排料平均粒度(单位mm)	≤25	≤25	≤25
				配用电机功率(单位KW)	75	110	180

表1中，“破碎腔中径R”，如图5所示，是指破碎腔入口处中间圆的直径；“动锥体转数”，是指粗碎动锥231、中碎动锥251及细碎动锥271的转速，或者竖直旋转轴220的转速；“动锥体旋向”，是指粗碎动锥231、中碎动锥251及细碎动锥271的旋转方向；“处理能力”，是指破碎设备破碎物料的量，如每小时破碎吨数；“最大给料粒度”，是指落入破碎设备的物料的最大直径；“排料平均粒度”，是指经由破碎设备破碎后排出的物料的最大直径；“配用电机功率”，是指动力装置100的动力源的功率。

本实用新型物料破碎结构及破碎设备至少具有下列优点及有益效果：

以日处理1000吨原矿为例，传统工艺所需破碎段设备及其参数列于表2，本实用新型工艺所需设备及其参数列于表3。

表2日处理1000吨原矿，传统工艺所需破碎段设备

设备名称	规格	数量 (台)	功率 (kW)
				颚式破碎机	PE600×900	1	75
标准圆锥破碎机	PYB1200	1	110
				短头圆锥破碎机	PYD1200	1	110
振动筛	SZZ1845	2	15×2＝30
				皮带机	B＝800	4	11×4＝44
合计		8	369

表3日处理1000吨原矿，本实用新型所需设备

设备名称	规格	数量 (台)	功率 (kW)
				剪切破碎机	实例1	1	75

皮带机	B＝800	1	11
				合计		2	86

从表2、表3可看出，本实用新型工艺所需破碎设备台数为传统工艺工艺的1/4，节省三条皮带和两台振动筛，且本实用新型工艺基建投资明显大幅度降低，而传统工艺至少需要五处基础建设。从整体上看，本实用新型工艺较传统工艺节省设备数量、节省基建投资，还节省场地。另外，应用本实用新型剪切破碎设备，以日处理1000吨物料为例，相较于传统设备，每日节电约283KW，是传统设备用电量的23％，年可节电费300万元。

七、本实用新型的物料破碎结构及破碎设备，设备占地少。传统矿山矿石破碎流程有粗碎段、中碎段、细碎段三段破碎过程，在三段破碎过程中，又需要振动筛、传动皮带等其他设备，每道工序都需要不同的破碎设备，需要分级重复破碎才能达到下道工序要求的产品粒度，整个破碎工艺复杂、占地多，能耗大，资源浪费大，且设备故障率高，管理困难。本实用新型破碎设备一机同时完成对物料剪切、冲击、拉扯、挤压等作用，使物料一次性达到所要求的粒度等级，实现一台机器完成多级破碎，减少筛分、运输等破碎工艺设备及环节，大大减少了设备占地，节省了厂房基建的投资。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种物料破碎结构，包括固定安装于竖直旋转轴的粗碎动锥及围绕该粗碎动锥而设置的静止的粗碎定锥，其特征在于：该粗碎动锥的外侧表面与该粗碎定锥的内表面界定上宽下窄的粗碎空间，该粗碎动锥的外侧表面凸设有呈螺旋分布的多个破碎齿，该粗碎定锥的内表面凸设有呈螺旋分布的多个破碎齿。

2.根据权利要求1所述的物料破碎结构，其特征在于其还包括固定安装于该竖直旋转轴并位于该粗碎动锥下方的中碎动锥及围绕该中碎动锥而设置的静止的中碎定锥，该中碎动锥的外侧表面与该中碎定锥的内表面界定上宽下窄的中碎空间，该中碎空间与该粗碎空间上下衔接，该中碎动锥的外侧表面上下方向凸设有多个条状凸起，该中碎定锥的内表面上下方向凸设有多个条状凸起。

3.根据权利要求1所述的物料破碎结构，其特征在于其还包括偏心安装于该竖直旋转轴并位于该粗碎动锥下方的细碎动锥及围绕该细碎动锥而设置的静止的细碎定锥，该细碎动锥的外侧表面与该细碎定锥的内表面界定上宽下窄的细碎空间，该细碎空间与该粗碎空间上下衔接。

4.根据权利要求2所述的物料破碎结构，其特征在于其还包括偏心安装于该竖直旋转轴并位于该中碎动锥下方的细碎动锥及围绕该细碎动锥而设置的静止的细碎定锥，该细碎动锥的外侧表面与该细碎定锥的内表面界定细碎空间，该细碎空间与该中碎空间上下衔接。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的物料破碎结构，其特征在于其中所述的每一破碎齿，包括自齿根部延伸至齿端部的长侧边及与长侧边相对的短侧边，该齿端部呈弧形。

6.根据权利要求5所述的物料破碎结构，其特征在于其中所述的粗碎动锥、中碎动锥及细碎动锥中的任意一个动锥的旋转线速度为0.4m/s至4.5m/s。

7.一种破碎设备，包括提供破碎动力的动力装置及破碎物料的物料破碎结构，该动力装置传动连接该物料破碎结构，其特征在于，该物料破碎结构如权利要求1至6中任一权利要求所述的物料破碎结构。