NO314716B1 - Vibrasjonskonusknuser - Google Patents

Description

Det som her skal benevnes oppfinnelsen gjelder en vibrasjonskonusknuser for knusing av materiale mellom en konusdel og en foringsring som omslutter konusringen, hvor konusdelens og foringsringens rotasjons/midtakser er vertikale, hvor knuseren har et ringformet rammeverk som holder foringsringen oppe og et vibrasjonssystem for å frembringe sirkulære vibrasjoner i et horisontalplan, hvor et oppheng for konusdelen og flere bolter forbinder rammeverket med opphenget, hvor forbindelsene mellom boltenes ende og rammeverket og opphenget tillater horisontale relative bevegelser mellom rammeverket og opphenget, og hvor knuseren hviler på et gulv eller fundament via støtabsorberende elastiske støtteklosser, for eksempel i form av fjærer eller støtabsorberingsputer av gummi.

Det er en kjensgjerning at de vibrasjonsfrembringende elementer i slike knusere, idet elementene for eksempel kan være i form av aksler med eksentermasser eller hjelpeaksler for å frembringe ubalanse, ikke bare frembringe horisontale vibrasjoner i rammeverket som holder de ringformede holdeelementer for konusdelen når knuseren arbeider, men også vertikalrettede vibrasjoner hvis amplitude øker fra midten av og mot omkretsen. Dette gjelder særlig når eksenter- eller hjelpeakslene har vertikale rotasjonsakser. De vertikale vibrasjoner som frembringes har den uheldige virkning at materialflyten inn i knusekammeret endres, samt oppsetting av påkjenninger som vil kunne være ødeleggende for de enkelte knuserkomponenter, særlig siden disse påkjenninger blir større jo større knuseren er på grunn av vertikale akselerasjoner. Slike vertikale vibrasjoner kan også overføres til rammeverkets basis eller fundamentet, og dette er i det minste uhensiktsmessig, enkelte ganger også farlig. Vibrasjonene gjør også knuseprosessen ustabil (lavfrekvente variasjoner i knusetakten og effektforbruket) ved kopling mellom materialstrømmen inn i knusekammeret og vibrasjonsamplitudene.

Hensikten ved denne oppfinnelse er å unngå disse ulemper ved å undertrykke eller i det minste redusere de vertikale vibrasjoner som kan forstyrre knusernes driftsfunksjon.

Knuseren ifølge oppfinnelsen er særmerket ved at tyngdepunktet av det ringformede rammeverk som bærer foringsringen og vibrasjonssystemet, og tyngdepunktet av konusdelen og dennes oppheng ligger innenfor en kule hvis sentrum ligger i det punkt som bestemmes av skjæringen mellom konusdelens rotasjonsakse og et hovedplan for vibrasjonene når knuseren løper i tomgang, og at kulens diameter er 15 % av konusdelens største ytterdiameter. Oppspenningen ligger dermed i samme plan som de vibrasjonskrefter som genereres av vibrasjonselementene, eller i det minste i nærheten av dette plan. Ved å tilfredsstille denne betingelse er det mulig å unngå at vippemomentet som frembringer vertikale vibrasjoner påvirker det rammeverk og de støtteelementer som holder konusdelen i stil-ling.

I en foretrukket utførelsesform omfatter rammeverket en sarg som omslutter konusdelen og eventuelt er utrustet med vekter som tjener som eksentermasser, og på toppen av konusdelen er det lagt en toppdel med stor masse. De støtteklosser og støtputer som mer eller mindre elastisk tjener som bæreelementer for knuseren kan legges inn mellom den underste del av sargen og fundamentet eller en undre del, og opphenget for konusdelen er holdt på plass i rammeverket ved hjelp av gjennomgående bolter. Støtabsorberende elementer kan også legges inn mellom sargen og opphenget eller mellom dette og fundamentet, som elastiske fotputer.

Alternativt kan de elastiske elementer som bærer knuseren legges inn mellom konusdelens oppheng og et indre fundament eller hovedfundamentet for knuseren, og øvrige elastiske elementer er lagt inn mellom sargen og opphenget.

Konusdelen er anordnet roterbar om en vertikal akse ved en drivaksel som er innpasset i opphenget. For å kunne regulere høyden kan konusdelen være oppspent i lågere på en bærehylse på drivakselen slik at den kan beveges i forhold til denne, og fortrinnsvis har i så fall både hylsen og akselen ansatser/anleggsflater, et avtettet ringrom mellom et par slike anleggsflater, og en sentral kanal i drivakselen for å kunne slippe inn et fluid under trykk inn i det ringromformede kammer for å heve konusdelen eller senke den (ved å redusere fluidtrykket).

Rammeverket kan utgjøres av en bunnløs beholder eller tank hvor et ringformet støtteelement er holdt på plass med egnede midler og selv har en ringformet basis som et vibrasjons system er montert på. Sargen er festet i sin øvre ende til kanten av basis. Vibrasjonssystemet består fortrinnsvis av hjelpeaksler med vertikale rotasjonsakser og montert på basis, idet hver aksel har to eksentermasser på hver side av basis slik at de vibrasjonskrefter som frembringes ved rotasjon av akslene kommer til å ligge i et horisontalplan som sammenfaller med midtplanet i basis eller nær dette. Vibrasjonssystemet kan også om-fatte en fasekorreksjcmsinnretning i form av et dreibart rotorhode hvis hovedelement eller rotasjonselement er koplet direkte til en av vibrasjonsakslene, mens minst én annen aksel er koplet til rotasj onselementet eller hoveddelen av rotorhodet via et drivsystem med drivrem og remskiver/hjul.

Tegningene som hører til beskrivelsen viser en vibrasj onskonusknuser ifølge oppfinnelsen, idet fig. 1 viser et vertikalsnitt gjennom en slik knuser, mens fig. 2 viser et tilsvarende vertikalsnitt gjennom et rotorhode som inneholder den ovenfor omtalte fasekorrelcsjonsinnretning for knuserens vibrasjonssystem.

Knuseren vist på fig. 1, er som nevnt ovenfor, bygget opp med et rammeverk 10 som utgjøres av en bunnløs tank eller beholder 12, med sirkulært tverrsnitt og en vertikal midtakse. Rammeverket 10 har en basis 14 og en sarg 16 som strekker seg nedover fra denne, festet til dens kant. Sargen hviler på fundamentelementer via støtabsorberende støtteklosser 18 av gummi for å holde knuseren avfjæret på plass. Vekter 79 kan være anordnet på undersiden av sargen.

En foringsring 22 er montert inne i beholderen 12 og koaksialt i forhold til denne. Denne foringsring utgjør en utskiftbar slitedel som er holdt på plass i beholderen av en flens og bolter.

Den egentlige konusdel 24 som er hovedelementet i knuseren har som utvendig slitedel en ytterkappe 28 som samarbeider med foringsringen 22 og har konusformet skallform med varierende konusvinkel over lengden. Ytterkappen 28 er montert utenpå en innerkappe 30 med tilsvarende form og holdt på plass på denne med en flens og bolter. På toppen av konusdelen 24 er det som nevnt, anordnet en tung toppdel 32.

Konusdelen er montert på en bærehylse 34 ved avtrappinger, i lavfriksjonslagere og er fritt roterbar om sin vertikale rotasjonsakse. Hylsen 34 kan selv gli vertikalt på en hul drivaksel 38 som også har avtrappinger, og drivakselen har samme vertikale rotasjonsakse som bærehylsen. Denne akse sammenfaller også med den sentrale midtakse i foringsringen 22 når knuseren løper på tomgang.

Pakninger er lagt inn mellom hylsen og drivakselen, på oversiden og under avtrappingsflatene, slik at det dannes et tett ringromformet indre kammer 40 mellom dem. Den allerede omtalte sentrale kanal 42 i drivakselen tillater tilførsel av væske under trykk for å regulere høyden av konusdelen i forhold til foringsringen 22, og med dette kan korn-eller partikkelstørrelsen av det knuste produkt endres.

De elementer som utgjør konusdelens oppheng 44 består i alt vesentlig av et nav 46 som drivakselen 38 er passet inn i, og et ytterskall 48 som er forbundet med navet via vertikale ribber 50. Rommet mellom navet og ytterskallet kan slippe ut det knuste materiale. Opphenget 44 er holdt på plass i rammeverket 10 med bolter 52 som i enden er leddforbundet med basis 14, henholdsvis en ringskive 54, sammenbygget med ytterskallet 48. Tegningen viser bare en enkelt av boltene, men det kan være minst fire, anordnet i regelmessig avstand rundt omkretsen. Ringstaven 54 er dessuten koplet til sargen 16 via støtputer 55 av gummi for opptak av en vesentlig del av vekten av konusdelen og opphenget Tetningen mellom rammeverket 10 og opphenget sikres av en innerhylse 51 av metall og en deformerbar første pakning 53. Tetningen mellom opphenget og bærehylsen 34 sikres av en andre deformerbar pakning 57.

Vibrasjonskonusknuserens tilleggssystem for å frembringe vibrasjon, det system som her er kalt vibrasjonssystemet, utgjøres av flere vertikaltstilte hjelpeaksler 56 montert på rammeverket 10 (bare én av disse er vist på tegningen). De er montert på basen 14 i lavfriksjonslagere og omfatter to eksentermasser 58 på hver side av denne. På denne måte vil de krefter som frembringes ved bevegelsen av eksentermassene i forhold til rammeverket 10 når hjelpeakslene roterer, komme til å ligge i et horisontalplan P-P som ligger meget nær midtplanet i basisen 14 og eventuelt sammenfaller helt med dette.

Én av hjelpeakslene 56 er koplet via en forlengelse med et universalledd i hver ende, til en vibrasjonsaksel 60, mens de øvrige hjelpeaksler drives av den første via et

mekanisk drivremsystem med remskiver/hjul 63, 64, 65, 66, og med den allerede omtalte fasekorreksjonsinnretning innstille en vinkel eller en lengdeforskyvning av en gruppe hjelpeaksler i forhold til de øvrige i vibrasjonssystemet, i den hensikt å endre amplituden av den resulterende sentrifugalkraft som frembringes ved rotasjonen av disse aksler. Et slikt system er allerede kjent og beskrevet blant annet i patentskriftene FR-A-2681080 og WO-A-9421380.

I en spesiell utførelsesform har knuseren 4 vertikaltstilte hjelpeaksler lagt i hjørnene av et kvadrat, slik det fremgår av det siste av patentskriftene nevnt ovenfor. Den hjelpeaksel som i dette tilfelle står diagonalt i forhold til hjelpeakselen 56 som er direkte koplet til vibra-sjonsakselen 60, blir drevet rundt av en første rem 63 som løper over remskiver 64, én kilt på plass på hver av hjelpeakslene, og over løpehjul som kan rotere fritt på de to øvrige hjelpeaksler. Disse to ytterligere hjelpeaksler drives i stedet rundt av en andre rem 65 som er strukket over to hjul, ett på hver aksel, over en remskive 66 kilt fast på en hylse 67 som på sin side er fast forbundet med hoveddelen av det allerede nevnte rotorhode 68 som er montert på den direktedrevne hjelpeaksel 56, og over et løpehjul som kan løpe fritt på den fjerde hjelpeaksel.

Rotorhodet 68 vist på fig. 2, har en sylindrisk hoveddel 69 som er lukket i begge ender av en innsats 70 nederst og en bunn 71 øverst. En kjleaksel 72 går aksialt inn i hoveddelen gjennom innsatsen 70, idet den er opplagret i denne i et trykklager som kan ta opp aksialkrefter som akselen kan utsettes for, men hvor altså akselen ikke vil forskyves nevneverdig aksialt i forhold til hoveddelen i rotorhodet 68.

En akselhylse 73 er kilt fast på kileakselen 72, og et stempel 74 er montert i rotorhodets hoveddel 69. Stempelet omfatter et stempelskjørt som strekker seg vertikalt mellom innerveggen i hoveddelen og akselhylsen 73. En første rulle 75 er montert på en bolt festet til hoveddelen og kan løpe i et første skruespor 76 maskineri i stempelveggen slik at eventuell aksial forskyvning av stempelet i hoveddelen 69 fører til en samtidig dreining av stempelet 74 i denne. Tilsvarende er en andre rulle 77 festet på en bolt gjennom stempelskjørtet og kan løpe i et andre skruespor 78 maskinelt i akselhylsen 73 slik at eventuelle aksiale forskyvninger av stempelet i hoveddelen 69 bringer kileakselen 72 til samtidig dreining. Retningene av skruesporene 76 og 78 er valgt slik at stempel- og akseldreiningen summeres. Ved å slippe fluid under trykk inn i det ene eller det andre av rotorhodets kammere, bringes akselen 72 til å dreie i den ene eller andre retning i forhold til hoveddelen 69. Pakninger er montert på stempelet og kileakselen i det område hvor akselen er ført gjennom innsatsen 70.

I stedet for å bruke en rulle og et skruespor for å overføre den translatoriske bevegelse av stempelet til dreiebevegelse, kan stempelet og akselen i stedet ha skme/spiralfortanning i inngrep med tannhjul festet til rotorhodets hoveddel, henholdsvis stempelskjørtet.

Hoveddelen 69 er festet til hylsen 67, og den ytre ende av kileakselen 72 er innpasset i et hull i hjelpéakselen 56 og kilt fast til denne.

Rotorhodet 68 er tilført olje under trykk via en dreieforbindelse og en trestillings ventil som tillater det ene eller det andre av kamrene å koples til kileakselen 72 for dreining i den ene eller andre retning og isolere de to kammere ved å holde olje under trykk i dem og hindre enhver dreining av kileakselen i forhold til rotorhodets sylindriske hoveddel 69 og altså holde denne ubevegelig i forhold til akselen.

Under drift og med ventilen i låsestillingen (kamrene isolerte) roteres samtlige hjelpeaksler med samme rotasjonshastighet, og amplituden av den resulterende vibrasj onskraft vil være avhengig av de relative vinkelstillinger av hjelpeakslene. For å modifisere denne amplitude, aktiveres ventilen til å bringe kileakselen 72 i rotorhodet 68 til å dreies, hvilket fører til relativ rotasjon mellom hjelpeakslene i den ene gruppe i forhold til akslene i den andre, og denne regulering kan også utføres under knuserens arbeidssyklus.

En matetrakt 62 er festet til beholderen 12.

De enkelte deler av knuseren er dimensjonert slik at tyngdepunktet av sammenstil-lingen som dannes av rammeverket 10 og de elementer dette rammeverk bærer, særlig foringsringen 22 og hjelpeakslene 56, og tyngdepunktet av konusdelen 24 og dennes oppheng 44, kommer til å ligge i planet P-P for vibrasjonskreftene eller like i nærheten av dette. Det er særlig ved egnet valg av dimensjoner og vekt av sargen 16, vektene 79 og toppdelen 32 man kan oppnå dette. Nærmere bestemt skal disse tyngdepunkter holdes innenfor en tenkt kule hvis sentrum ligger i det nullpunkt som er bestemt ved skjæringen av konusdelens 24 vertikale midtakse (rotasjonsaksen i tomgang) og planet P-P når knuseren ikke arbeider eksentrisk, og hvor kulens diameter er 15 % (15/2 %) av den maksimale ytterdiameter D av knuserens knusekammer mellom foringsringen 22 og ytterkappen 28. Dette gjelder samtlige driftstilstander av knuseren. Som forklart tidligere, tillater dette arrangement eliminering av uheldige vippemomenter og følgelig også av vertikale vibra-sjonstendenser. Det skal bemerkes at maksimaldiameteren D er av den anvendelige del av konusdelen, det vil si den del som effektivt brukes for knusing. Det fremgår av fig. 1 at konusdelen kan forlenges nedover med en del som har en diameter større enn D, men dette skal ikke tas i betraktning.

Andre arrangementer kan utføres for å holde knuseren sammenstilt. Konusdelens oppheng kan for eksempel hvile på bakken eller på et mellomfundament via støtabsorberende elastiske puter, med rammeverket og dets vektelementer enten hvilende direkte på bakken eller på tilsvarende mellomelementer, som i den utførelse som er vist her og beskrevet ovenfor, eller på opphenget via puter/klosser som tilsvarer klossene 18 og støtputene 55.

Claims (10)

1. Vibrasjonskonusknuser for knusing av materiale mellom en konusdel (24) og en foringsring (22) som omslutter konusringen, hvor konusdelens og foringsringens rota-sjons/midtakser er vertikale, hvor knuseren har et ringformet rammeverk (10) som holder foringsringen (22) oppe og et vibrasjonssystem (56-58) for å frembringe sirkulære vibrasjoner i et horisontalplan, hvor et oppheng (44) for konusdelen (24) og flere bolter (52) forbinder rammeverket (10) med opphenget, hvor forbindelsene mellom boltenes ende og rammeverket og opphenget tillater horisontale relative bevegelser mellom rammeverket og opphenget, og hvor knuseren hviler på et gulv eller fundament via støtabsorberende elastiske støtteklosser (18), karakterisert ved at tyngdepunktet av det ringformede rammeverk (10) som bærer foringsringen (22) og vibrasjonssystemet (56-58), og tyngdepunktet av konusdelen (24) og dennes oppheng (44) ligger innenfor en kule hvis sentrum (O) ligger i det punkt som bestemmes av skjæringen mellom konusdelens (24) rotasjonsakse og et hovedplan (P-P) for vibrasjonene når knuseren løper i tomgang, og at kulens diameter er 15 % av konusdelens største ytterdiameter (D).

2. Knuser ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at rammeverket (10) omfatter en sarg (16) som omslutter konusdelens (24) oppheng (44), og at støtteklossene (18) er anordnet mellom den nederste del av sargen og gulvet eller fundamentet.

3. Knuser ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at rammeverket (10) omfatter en sarg (16) som omslutter konusdelens (24) oppheng (44), og at støtteklossene (18) er anordnet mellom dette oppheng og gulvet eller fundamentet.

4. Knuser ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at ytterligere støtputer (55) med elastisk virkning forbinder opphenget (44) med sargen (16).

5. Knuser ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at en toppdel (32) med stor masse er festet til den øverste del av konusdelen (24).

6. Knuser ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at sargen (16) er utrustet med vekter (79).

7. Knuser ifølge ett av de foregående krav og hvor konusdelen (24) er montert roterbar på en vertikal drivaksel (38) som er festet til opphenget, karakterisert ved at konusdelen (24) er montert via lågere på en bærehylse (34) med avtrappinger og som kan bevege seg aksialt i forhold til drivakselen (38) som på sin side også har avtrappinger, hvorved det dannes et tett kammer (40) innenfor bærehylsen, mellom denne og drivakselen og deres avtrappinger, og at en kanal (42) er ført gjennom drivakselen (38) for å tilføre kammeret (40) væske under trykk.

8. Knuser ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at rammeverket (10) utgjøres av en bunnløs beholder (12) som holder foringsringen (22) festet, og at beholderen (12) har en basis (14) som vibrasjonssystemet (56-58) er montert på, og av en sarg festet i sin øvre ende til basisens kant.

9. Knuser ifølge krav 9, karakterisert ved at vibrasjonssystemet utgjøres av hjelpeaksler (56) med vertikale rotasjonsakser, idet hver hjelpeaksel har to eksentermasser (58) på hver side av hovedplanet for basis (14), slik at de vibrasjonskrefter som frembringes ved rotasjonen av de eksentermasseforsynte hjelpeaksler (56) kommer til å ligge i hovedplanet (P-P) for vibrasjonene, sammenfallende med midtplanet gjennom basis eller nær dette.

10. Knuser ifølge ett av de foregående krav og hvor vibrasjonssystemet omfatter hjelpeaksler med vertikale rotasjonsakser, utrustet med eksentermasser og koplet til hver-andre, og til en motor ved hjelp av et mekanisk drivsystem som innbefatter en fasekonelcsjonsinnretning, karakterisert ved at fasekorreksjonsinnremingen er bygget opp med et rotorhode (68) hvis hoveddel (69) er koplet direkte til en av de eksentermasseforsynte hjelpeaksler, og ved at minst én annen eksentermasseforsynt hjelpeaksel er koplet til rotorhodet eller dettes hoveddel ved hjelp av et beltetransportsystem.