CN202725228U - 一种角度和齿形双阶梯结构式破碎腔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种角度和齿形双阶梯结构式破碎腔，由多级阶梯式结构的破碎腔组成；组成每级阶梯结构破碎腔的两颚板工作面对峙形成的夹角角度由上至下按级逐渐变小，呈角度阶梯结构式；组成每级阶梯结构破碎腔的两颚板工作面上的齿形结构由上至下按级逐渐变小，呈齿形阶梯结构式；最后一级破碎腔为狭小区间腔形结构。本实用新型的显著效果在于通过对颚式破碎机破碎副机构的创新设计，将破碎副机构提升为具有细碎、制粉功能，不仅大幅度提高了破碎效率，减少功耗，而且简化采矿生产线流程。

Description

一种角度和齿形双阶梯结构式破碎腔

技术领域

本实用新型涉及破碎设备技术领域，更具体地说是一种角度和齿形双阶梯结构式破碎腔。

背景技术

颚式破碎机，也称颚破，是历史最悠久，使用最广泛的破碎设备之一。

颚破是典型的“粗破”设备。

这里的粗破有两个涵义：

一、颚破并非精密设备，结构简单、制造容易(普通机床就能胜任)、使用和维修均方便，并且运行成本也很低(例如颚破的磨损是反击破的1/3-1/5，电耗是冲击破的1/3-1/2)，因此颚破至今一直受欢迎；

二、颚破的出料较粗，很难破细料，这与颚破的破碎腔形结构有关，通常破碎至30mm以下颗粒就很难了。

如果能用颚破破碎细料，即用“粗破级”的设备干“细碎级”的活，其经济效益则可大幅度提升。

现有技术颚破缺乏超细碎能力(本文所述超细碎是指破碎砂、粉级别的细料，下同)，其局限性在于：

一是破碎腔的角度结构不合理。呈“V”型的破碎腔在每一个循环冲程作功后，排出的是一堆三角形体积的物料。因颚破是典型的单颗粒破碎(没有层压破碎)，所以三角形体积的颗粒大小尺寸集中度差，出料经筛分后的筛上物料(超过符合规格尺寸的物料)返回重破的比例高，影响破碎效率；

二是齿形结构不合理。现有技术颚板的齿形是一成不变的，无法适应物料随着破碎进程颗粒尺寸逐步变小的实际情况，难以充分发挥齿形结构的“劈破、折破、挤破”的功能，达不到大颗粒物料用大齿形结构破碎、小颗粒物料用小齿形结构破碎的要求。

三是“破碎机理”不合理(缺乏“层压破碎机理”)，颚破是典型的“单颗粒破碎”设备，它只适合粗碎，不适合细碎，破碎制粉更遥不可及。

因此，欲用颚式破碎机破细料乃至直接制粉，首先就需要从破碎腔的创新设计和破碎机理的提升上突破。

实用新型内容

本实用新型的目的在于大幅度提升颚式破碎机的破碎比，提供一种能使颚式破碎机具有制粉破碎功能的角度和齿形双阶梯结构式破碎腔。

为了达到以上目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种角度和齿形双阶梯结构式破碎腔，包括对峙形成至少两级阶梯结构式破碎腔的两颚板，两颚板工作面上设置有齿形结构；其特征在于，

阶梯结构式破碎腔的两颚板工作面对峙形成的夹角角度由上至下按级逐渐变小，呈角度阶梯结构；

阶梯结构式破碎腔的两颚板工作面上的齿形结构由上至下也按级逐渐变小，即齿高按级逐渐变低、齿宽按级逐渐变窄以及齿间距按级逐渐变小，呈齿形阶梯结构。

本实用新型的创新亮点在于：改变现有技术采矿生产线制粉需通过多台破碎设备组合完成且每台设备均配备一个破碎腔的现状，将多台设备的破碎腔集中组成一个总破碎腔并设置于单台破碎设备中，由单台破碎设备采用上述特殊的破碎腔后直接将大颗粒物料一次性破碎成“粉”。

本实用新型显著的、独特的两大结构特征是：

①角度阶梯结构特征：破碎腔呈“角度阶梯结构”，即组成每级角度和齿形双阶梯结构式破碎腔的两颚板工作面对峙形成的夹角角度由上至下按级逐渐变小；

角度阶梯结构效果：每级阶梯结构式破碎腔的上端进料均非常充分(颗粒尺寸小于进料口、流量大于体积)，且一级套一级，大幅度提高破碎效率；

②齿形阶梯结构特征：破碎腔呈“齿形阶梯结构”，即组成每级角度和齿形双阶梯结构式破碎腔的两颚板工作面上的齿形结构由上至下也按级逐渐变小，即齿高按级逐渐变低、齿宽按级逐渐变窄以及齿间距按级逐渐变小；

齿形阶梯结构效果：适应物料在破碎腔上端进料、下端出料过程中颗粒逐渐变小的实际情况，使大颗粒物料在大齿形结构下破碎，小颗粒物料在小齿形结构下破碎，达到均匀细碎的目的。

本实用新型运用颚破腔型超细碎的功能机理是这样实现的：

首先，根据颚式结构特征，以每一个破碎作功循环排放料的容积所对应的破碎腔下部一段腔，作为第一级破碎腔设计，并将其设计为狭长型破碎腔，该狭长型破碎腔实现两大功能：1.“细碎”功能，即腔距(两颚板间距)可任意调小，以实现各种细度的细碎；2.“均匀”功能，即腔距均匀。然后作第二级破碎腔设计，第二级破碎腔以配合第一级破碎腔的充足进料为目的，需满足两个条件，1、其容积应等于或大于狭长型副腔的容积；2、其颗粒大小应等于或小于狭长型副腔的上口尺寸。第三、第四级破碎腔设计同理。

根据颚破每一个破碎作功循环节奏产生的破碎量为单元，设计出“级与级相匹配兼容”的阶梯式结构破碎腔，这是本实用新型的技术亮点。

其次，为适应物料从破碎腔上端进料到破碎腔下端出料的过程中颗粒逐渐变小的状况，又将破碎腔设计成齿形阶梯结构，即齿形结构大小从上到下按级逐渐变小，式大颗粒物料在大齿形结构下破碎，小颗粒物料则在小齿形结构下破碎，达到最高破碎效率。

然后，在创新设计的破碎腔结构基础上，再配套有科学合理的“层压破碎”机理。

上述的腔型创新设计对超细碎起到了重要的作用，但有局限性。因为，颚式破碎机是典型的单颗破碎机理，在破粗料时基本上腔型的紧边尺寸就是物料的颗粒尺寸。单独用“单颗破碎机理”的思路超细碎(制砂、制粉)是达不到的，因为要把腔型紧边尺寸调至粉状颗粒尺寸的话，那么：1、腔型的制造精度和安装精度很难达到，2、在这么细微腔型下产量也非常之小，无实用性。

而“大紧边、大冲程”的破碎运动能实现“层压破碎机理”。所谓层压破碎破碎就是在“大冲程”产生的高压下，在腔型之间有多层颗粒物料，通过物料挤物料的方式实现细碎。这样，腔型紧边尺寸不一定是颗粒尺寸。也就是说，在“层压破碎机理”下，较大的紧边也能破出超细料(比如：10～20mm的腔型紧边尺寸，就能破碎出0.15mm以下的粉料)。形成腔型高压破碎的成因是“大冲程“，大冲程下进料量大，在大紧边时产生高破碎比下的高压破碎，表现为层压破碎功能。在单颗破碎机理下，“紧边”决定颗粒大小，“松边”决定产量；在层压破碎机理下，“大紧边、大冲程”即决定超细的“颗粒”、又决定较高的“产量”。

本实用新型的核心技术：运用狭长型结构破碎腔设计和层压破碎机理运用的有机结合，使原为粗碎设备的颚式破碎机具有超细碎功能，提升了颚式破碎机破碎功能。

本实用新型的显著功能特征是：实现超常、超细碎的破碎功能。如再配套破碎机结构的改进，本实用新型可以实现单机直接破碎制砂、甚至破碎制粉。不仅大幅度提升颚式破碎机功能，而且最大限度提高破碎效率和减少功耗，同时还极大地简化采矿生产线流程。

颚破是“粗”设备，而制砂、制粉是“细”活，让“粗”设备干“细”活是一场节能降耗的绿色革命！用颚破机型实现制砂、制粉，是破碎机领域中的一场重大技术革命！

除了上述显著功能特征以外，同时带来的有益效果还有：

1.提高产量。如在本实用新型破碎腔结构设计为负角结构(指两破碎面夹角)，则在破碎运动过程中，其颚板对物料有一个快速推进力(如果偏心轴转向设置为与物流方向一致)。这将大幅度提高颚破产量。

因为，现有技术颚破的破碎速度是自然的自由落体速度，是一个极限值，本实用新型突破了这一极限值。

2.提高破碎比。如将本实用新型破碎腔中阶梯式的结构设计为分段越级结构，那么可大幅度提高破碎机的破碎比，提高破碎机的破碎性能。

3.降低磨耗。本实用新型运用先进的层压破碎机理，即有相当部分的物料是“料打料”，因此磨耗大为降低。

作为优选，阶梯结构式破碎腔中位于下端最后一级破碎腔的两颚板工作面呈狭长型结构，该处两颚板工作面长度为110～550mm，其对峙形成的角度范围在-8度～+8度内。

狭长型破碎腔是本实用新型的核心技术亮点，有五大特征：

1、形状特征。狭长型破碎腔的横向截面长度较长，宽度较狭窄，即口子扁长；纵向(破碎方向)深度较深；长度L的确定：按自由落体公式h＝1/2*g*t2计算，现有技术颚破的转速在180～330转/分，计算出长度L在110～550毫米之间；

2、角度特征。狭长型破碎腔以紧边状态为标准，其角度为-5～+5度，选取负角度时有利于排料通畅，选取正角度时有利于层压破碎，选取零角度时则所排物料最均匀；

3、体积特征。狭长型破碎腔的体积大小是破碎机每一次工作循环的排料量，腔型紧边尺寸取排料颗粒尺寸的1～3倍。

4、运动特征。狭长型破碎腔有“大紧边、大冲程”的运动特征；

5、功能特征。狭长型破碎腔具有“层压破碎”机理，出料超细。

本实用新型的颚破腔型制砂制粉的功能机理是这样形成的：

1、在破碎腔最下端设计成“狭长型破碎腔”，使破碎腔每一个工作循环所排放出的物料粒度控制在所需尺寸范围内，实现匀碎；

2、每级破碎腔的上端保证进料充分(即颗粒尺寸小于进料口、流量大于体积)，且一级套一级，形成角度阶梯结构，从而提高狭长型破碎腔工作效率；

3、为适应物料从破碎腔上端进料至下端出料的过程中颗粒逐渐变小的状况，将破碎腔设计成齿形阶梯结构，即齿形结构大小从上到下按级逐渐变小，使大颗粒物料在大齿形结构下破碎，小颗粒物料在小齿形结构下破碎，达到均匀细碎的目的；

4、辅以“大紧边、大冲程”的破碎运动实现“层压破碎”。颚式破碎机是典型的单颗破碎机理，在破粗料时基本上腔型的紧边尺寸就是物料的颗粒尺寸。单独用“单颗破碎机理”的思路超细碎(制砂、制粉)是实现不了的，因为腔型紧边尺寸调到粉状颗粒尺寸的话，那么：1、腔型的制造精度和安装精度就很难达到，2、这么细微腔型下产量也非常之小，几乎无实用性。

而“大紧边、大冲程”的破碎运动实现“层压破碎机理”，所谓层压破碎破碎就是在“大冲程”产生的高压下，在腔型之间有多层颗粒物料，通过物料挤物料的方式实现细碎。这样，腔型紧边尺寸不一定是颗粒尺寸。也就是说，在“层压破碎机理”下，较大的紧边也能破出超细料(比如：10～20mm的腔型紧边尺寸，就能破碎出0.15mm以下的粉料)。形成腔型高压破碎的成因是“大冲程”，大冲程下进料量大，在大紧边时产生高破碎比下的高压破碎，表现为层压破碎机理。在单颗破碎机理下，“紧边”决定颗粒大小，“松边”决定产量；在层压破碎机理下，“大紧边、大冲程”即决定超细的颗粒、又决定较高的产量。

而“大紧边、大冲程”的破碎运动则能实现“层压破碎”机理，所谓“层压破碎”就是在破碎过程中腔型之间有多层颗粒物料，通过物料挤压物料的方式实现细碎。这样，腔型紧边尺寸就不一定是颗粒尺寸，较大的紧边也能破出超细料(比如：10～20mm的腔型紧边尺寸，能破碎出0.15mm以下的粉料)。

总而言之，颚破机型要实现超细碎功能，由三大“要素”集成而成：“腔型+机型+机理”。

1.“狭长型结构”、“阶梯式结构”破碎腔的创新设计是基础；

2.“双曲柄摇杆机构破碎机”及“复合曲柄摇杆机构破碎机”是充要条件；

3.“层压破碎机理”是核心。

作为优选，形成狭长型结构的两个颚板的工作面中至少一块为平面光板结构。

平面光板结构的设计原理：当颗粒为砂、粉的级别时，齿形结构已失去破碎意义，可用平板代之，用平板结构的优越性在于排放物料更充分，因为没有齿距占用腔型空间。

平面光板结构就是齿高、齿宽和齿间距均为零时的极限状态，它相对于齿形结构是落后的、淘汰的结构，但在这里却呈现出极大的优势。因为在多级阶梯破碎腔的最后一级腔中，它的破碎对象已经是细小料，破碎任务是细料再均匀超细碎，已从“破”升格为“磨”，磨则能更好地超细碎(制砂、制粉)。

在狭长型结构腔中，平面光板结构颚板具有以下优越性：

①相对于细料级别而言，不再需要“劈碎、折碎、挤碎”等需齿形结构来完成的作用，所以齿形结构已经失去作用，平面光板结构的缺点已不存在；

②破碎细料对腔型精度很敏感，平面结构比齿形结构的接触面精度更高；

③同样行程的齿形结构和平面光板结构，前者颗粒大小不一，后者咬合状态更佳，细料颗粒更加均匀。

在破碎腔的下端(狭长型结构腔中)设计一段平面光板结构，是本实用新型中的又一技术亮点。

作为优选，阶梯结构式破碎腔为二级、三级或者四级阶梯结构。

多级破碎腔是本实用新型的亮点，所需级数与机型大小有关，小机型级数可少，大机型级数应多。

作为优选，阶梯结构式破碎腔的两颚板分别为整体压铸成型或为分体拼接成型。

整体结构的优越性在于设备结构简单、更换方便；分体结构则材料利用率高，只需更换磨损至极限的一小块即可。

作为优选，阶梯结构式破碎腔中每级破碎腔形状呈左右对称式上大下小的梯形结构或左右非对称式上大下小的梯形结构或左右对称式的矩形结构或左右非对称式的矩形结构。

多级梯形结构破碎腔适合破碎硬度较高物料，多级矩形折线结构破碎腔适合破碎所需破碎比较大、硬度较低的物料。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图；

图2为本实用新型的另一种结构示意图；

图3为图1中A-A的结构剖视图；

图4为图1中B-B的结构剖视图；

图5为图1中C-C的结构剖视图；

图6为图1中D-D的结构剖视图。

图中：1-颚板，2-齿形结构，3-阶梯结构式破碎腔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例1：如图1、图3、图4、图5和图6所示，一种角度和齿形双阶梯结构式破碎腔，包括对峙形成四级阶梯结构式破碎腔的两颚板1，两颚板工作面上设置有齿形结构2；阶梯结构式破碎腔3的两颚板工作面对峙形成的夹角角度由上至下按级逐渐变小，呈角度阶梯结构；阶梯结构式破碎腔3的两颚板工作面上的齿形结构2由上至下也按级逐渐变小，即齿高按级逐渐变低、齿宽按级逐渐变窄以及齿间距按级逐渐变小，呈齿形阶梯结构。

阶梯结构式破碎腔3中位于下端最后一级破碎腔的两颚板工作面呈狭长型结构，该处两颚板1工作面对峙形成的角度范围在+8度；该处两颚板工作面长度为110mm。形成狭长型结构的两个颚板1的工作面均为平面光板结构。

阶梯结构式破碎腔3为三级阶梯结构。阶梯结构式破碎腔3的两颚板分别为整体压铸成型。

阶梯结构式破碎腔3中每级破碎腔形状呈左右对称式上大下小的梯形结构。

实施例2：如图2所示，阶梯结构式破碎腔3中位于下端最后一级破碎腔的两颚板1工作面呈狭长型结构，该处两颚板1工作面对峙形成的角度范围在+3度；该处两颚板工作面长度为550mm。形成狭长型结构的两个颚板1的工作面中一块为平面光板结构。

阶梯结构式破碎腔3为四级阶梯结构。阶梯结构式破碎腔3的两颚板为分体拼接成型。

阶梯结构式破碎腔中每级破碎腔形状呈呈左右非对称式上大下小的梯形结构。

其余同实施例1。

实施例3：阶梯结构式破碎腔3中位于下端最后一级破碎腔的两颚板1工作面呈狭长型结构，该处两颚板工作面长度为300mm，。

阶梯结构式破碎腔为两级。阶梯结构式破碎腔中每级破碎腔形状呈左右对称式的矩形结构。

其余同实施例1。

实施例4：阶梯结构式破碎腔中每级破碎腔形状呈左右非对称式的矩形结构。

其余同实施例2。

以上所述之实施例仅为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种角度和齿形双阶梯结构式破碎腔，包括对峙形成至少两级阶梯结构式破碎腔的两颚板，两颚板工作面上设置有齿形结构；其特征在于，

阶梯结构式破碎腔的两颚板工作面对峙形成的夹角角度由上至下按级逐渐变小，呈角度阶梯结构；

阶梯结构式破碎腔的两颚板工作面上的齿形结构由上至下也按级逐渐变小，即齿高按级逐渐变低、齿宽按级逐渐变窄以及齿间距按级逐渐变小，呈齿形阶梯结构。

2.根据权利要求1所述的一种角度和齿形双阶梯结构式破碎腔，其特征在于，阶梯结构式破碎腔中位于下端最后一级破碎腔的两颚板工作面呈狭长型结构，该处两颚板工作面长度为110～550mm，其对峙形成的角度范围在-8度～+8度内。

3.根据权利要求2所述的一种角度和齿形双阶梯结构式破碎腔，其特征在于，形成狭长型结构的两个颚板的工作面中至少一块为平面光板结构。

4.根据权利要求1所述的一种角度和齿形双阶梯结构式破碎腔，其特征在于，阶梯结构式破碎腔为两级、三级或者四级阶梯结构。

5.根据权利要求4所述的一种角度和齿形双阶梯结构式破碎腔，其特征在于，阶梯结构式破碎腔的两颚板分别为整体压铸成型或者为分体拼接成型。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种角度和齿形双阶梯结构式破碎腔，其特征在于，阶梯结构式破碎腔中每级破碎腔形状呈左右对称式上大下小的梯形结构或呈左右非对称式上大下小的梯形结构；或者呈左右对称式的矩形结构或呈左右非对称式的矩形结构。

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