CN104028333B - 回转式破碎机外破碎壳体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及回转式破碎机外破碎壳体。所述外壳体包括沿其轴向长度的三个区域，包括：入口区域，其从最上部的第一端径向向内渐缩；破碎区域，其从第二最下端径向向内地延伸；和径向最内肩部区域，其轴向地定位在所述入口区域和破碎区域之间。在所述入口区域和肩部区域处的径向向内面向的表面的倾斜角度以及破碎表面的轴向长度设计成最优化破碎容量并最大化分解能力。

Description

回转式破碎机外破碎壳体
技术领域
本发明涉及回转式破碎机外破碎壳体，并且尤其是但非排他地，涉及这样的破碎壳体，该破碎壳体具有定位在上侧入口区域和下侧破碎区域之间的轴向中间的径向向内地突出的肩部，所述入口、肩部和破碎区域被最优化，以增大破碎机的容量和分解效果。
背景技术
回转式破碎机用于将矿石、矿物和岩石材料破碎成较小尺寸。破碎机包括安装在伸长的主轴上的破碎头。第一破碎壳体(通常称为壳罩)安装在破碎头上，第二破碎壳体(通常称为凹板)安装在框架上，使得第一破碎壳体和第二破碎壳体一起限定供待破碎材料从中通过的破碎室。定位在主轴的下侧区域处的驱动装置设定成使围绕轴定位的偏心组件旋转，以使破碎头执行回转式摆动运动并破碎引入破碎室中的材料。示例性回转式破碎机在WO 2004/110626、WO 2008/140375、WO 2010/123431、US 2009/0008489、GB 1570015、US 6,536,693、JP2004-136252、US 1,791,584、WO03/099443和WO 2012/005651。
回转式破碎机(包含锥形破碎机)通常设计成最大化代表破碎容量(待破碎材料的输出量)和破碎分解能力(材料破裂成较小尺寸)之间的折中的破碎效率。这对于设计成采矿应用的重型初级破碎机而言尤其是这样。容量和分解能力可通过各种因素来调整，尤其是包括破碎室的尺寸、主轴的偏心安装以及相对置的破碎壳体的形状、构造和设置。
例如，外破碎壳体的设计对破碎机的容量和分解能力具有重要的影响。具体地，具有向内朝外罩渐缩的面向内的接触表面的外破碎壳体具有加速材料的通过流量的作用。然而，这种类型的常规设计达不到在增加分解能力的同时对容量的最优化，且因此需要具有改进性能的改进的外破碎壳体。
发明内容
本发明的目的是提供一种被最优化以控制破碎机的输出容量和分解能力的外破碎壳体。本发明进一步的目的是有利于分解能力而限制输出容量并针对特定应用和可破碎材料的类型最大化总的净容量。
这些目的部分地通过提供这样一种外破碎壳体来实现，该外破碎壳体设计成经由限制在相对置的破碎壳体之间的间隙中穿过破碎室的材料的流量的搁架或肩部区域来减少输出容量。搁架区域的产生进一步有利于减少壳体的轴向长度，其进而减少定向为径向向内面向内破碎壳体的可利用的破碎表面区域。有利地，已经发现，限制容量和破碎力区域具有增加在间隙区域中、在破碎室中的压力的作用，从而增加分解效果。
具体地，发明人已经认识到破碎壳体的各个物理参数的变化是如何影响容量和分解能力以实现壳体的几何形状的最优化的。本发明的破碎壳体可被考虑为包括在轴向方向上空间地定位在壳体的最上端和最下端之间的三个区域。具体地，本发明的壳体包括从最上端径向向下地延伸的入口区域、从最下端径向向上地延伸的破碎区域和轴向地定位在入口区域和破碎区域之间的肩部区域。发明人已经观察到以下参数影响破碎机的容量和分解能力：
1.在入口区域处径向向内地面向的表面的倾斜角度；
2.在肩部区域处径向向内地面向的表面的倾斜角度；
3.在肩部区域处处在径向向内地面向的表面和径向向外地面向的表面之间的壁厚；以及
4.破碎区域的轴向长度相对于在壳体的上端和下端之间的壳体的总轴向长度。
根据本发明的第一方面，提供了一种回转式破碎机外破碎壳体，包括：主体，其能够安装在回转式破碎机的顶壳体框架的区域内，所述主体围绕中心纵向轴线延伸；所述主体具有安装表面和接触表面，所述安装表面相对于轴线向外面向，用于抵靠顶壳体框架的至少一部分定位，所述接触表面相对于轴线向内面向以接触待破碎材料，至少一个壁由安装表面和接触表面限定并在安装表面和接触表面之间延伸，所述壁具有第一上轴向端和第二下轴向端；接触表面从第一端延伸的朝向是倾斜的，以便在轴向向下的方向上径向向内地朝轴线突出，以限定入口区域，入口区域的轴向最下部以肩部区域终止，肩部区域处的接触表面是倾斜的，以便从入口区域的接触表面在轴向向下的方向上径向向内地朝轴线突出；入口区域的接触表面相对于轴线的倾斜角度小于肩部区域的接触表面相对于轴线的倾斜角度。其特征在于：破碎壳体包括终止入口区域的单个肩部区域，从所述肩部区域的轴向最下部到第二下轴向端的接触表面限定如下的破碎面，该破碎面直接地从肩部区域处的接触表面的轴向最下部延伸，所述破碎面定向为下倾的，以便在向下方向上从肩部区域到第二下轴向端相对于轴线径向向外地突出。
可选地，入口区域的接触表面相对于轴线的倾斜角度的范围是1°至40°。优选地，入口区域的接触表面相对于轴线的倾斜角度的范围是4°至12°。
可选地，肩部区域的接触表面相对于轴线的倾斜角度的范围是45°至90°。优选地，肩部区域的接触表面相对于轴线的倾斜角度的范围是65°至75°。
可选地，肩部区域的接触表面的倾斜角度比入口区域的接触表面相对于轴线的倾斜角度大三到十五倍。优选地，入口区域在轴向方向上直接从第一上轴向端延伸，并且肩部区域在轴向方向上直接从入口区域的轴向最下部延伸，使得接触表面从第一上轴向端在入口区域和肩部区域上包括在轴向方向上具有不同倾斜的两个表面区域。
可选地，破碎面包括在主体的从第一下轴向端到第二下轴向端的总轴向长度的40％至85％范围内的轴向长度。
在肩部区域处的接触表面从入口区域的接触表面的径向最内区域径向向内地突出的距离可选地是在径向最内侧肩部部分和安装表面之间的壁的总径向厚度的5％至90％，并且优选地是20％至80％、30％至70％、40％至70％、40％至60％、50％至60％。
可选地，肩部区域的径向最内侧肩部部分定位在最靠近第一端的主体的轴向长度的上部的45％、50％或60％中，并且优选地是在最靠近第一端的主体的轴向长度的5％至30％的范围内，或者5％至45％、5％至50％或者5％至60％内。
可选地，肩部区域的径向最内侧肩部部分从第一端定位在主体的轴向长度的20％至60％范围内的区域处且优选地是在20％至45％范围内的区域处。
优选地，壳体包括一个入口区域和一个肩部区域，使得壳体包括相对于轴线的两个倾斜的接触表面和相对于轴线的一个下倾的接触表面。
根据本发明的第二方面，提供了一种回转式破碎机，包括此处所述的破碎壳体。
在说明书内，对回转式破碎机的参考除包含锥形破碎机之外还包括初级破碎机、二级破碎机和三级破碎机。
附图说明
现将仅举例并参考附图来说明本发明的具体实施，在附图中：
图1是根据本发明的具体实施的包括外破碎壳体(凹板)和内破碎壳体(壳罩)的回转式破碎机的横截面图；
图2是示出外破碎壳体和内破碎壳体的图1的破碎机的区域的放大图；
图3是图2的外破碎壳体的横截面图；
图4是图3的破碎壳体的上部区域的放大的横截面图。
具体实施方式
参考图1，破碎机包括框架100，框架100具有上框架101和下框架102。破碎头103安装在伸长轴107上。第一(内)破碎壳体105固定地安装在破碎头103上，第二(外)破碎壳体106固定地安装在上框架101上。在相对置的破碎壳体105、106之间形成了破碎区104。排放区109定位在破碎区104正下方，并且部分地由下框架102界定。
驱动器(未显示)经由驱动轴108和合适的传动装置116联接到主轴107，以便使轴107围绕纵向轴线115偏心地旋转并且使破碎头103和壳罩105执行回转式摆动运动且破碎引入破碎室104内的材料。轴107的上端区域通过居间地定位在主轴107和中心轴套117之间的顶端轴承组件112而维持在可轴向旋转的位置。类似地，轴107的底端118由底端轴承组件119支撑。
上框架101被分成安装在下框架102(可替代地，称为底壳体)上的顶壳体111和从顶壳体111延伸并代表破碎机的上部的三脚架组件114。三脚架114包括从定位在纵向轴线115上的中心轴套117径向向外地延伸的两个沿直径相对置的臂110。臂110经由以轴线115为中心的中间环形凸缘(或外缘)113附接到顶壳体111的上部区域。通常，臂110和顶壳体111形成整体结构并一体地形成。
在本发明实施方式中，外破碎壳体106在顶壳体111处的对齐通过中间间隔环120实现，该中间间隔环120围绕轴线115周向地延伸并定位在三脚架114和顶壳体111之间的轴向中间。因此，外壳体106的轴向最上部的第一端124径向向内定位在间隔环120的周围内。壳体106的轴向最下部的第二端125定位在顶壳体111的最下部的正下方，且近似地定位在底壳体102和顶壳体111之间的接合处。
外壳体106主要地包括在轴向方向上的三个区域：从第一端124延伸的最上部的入口区域121；从第二端125延伸的破碎区域123；和定位在入口区域121和破碎区域123之间的轴向中间的肩部区域122。
参考图2，入口区域121包括与轴线115基本上平行对齐的径向向外地面向的安装表面201。相对置的径向向内地面向的接触表面200从第一端124径向向内地倾斜，使得在入口区域121处的壳体106的壁厚从第一端124到轴向最下部的基部区域401均匀增加，如图4所示。入口区域121的基部区域401以肩部区域122终止。肩部区域122包括相应的向内面向的接触表面203，其从入口接触表面200径向向内地突出，以限定代表壳体104的径向最内侧的区域的搁架204。破碎区域123在肩部区域122的正下方延伸，并且还包括向内面向的接触表面205和相对置的向外面向的安装表面206。接触表面205定向为下倾并且背离轴线115且朝向顶壳体111地突出。破碎区域123的轴向最下部209包括径向向外地面向的安装表面207，该径向向外地面向的安装表面207设定成抵靠顶壳体111的下侧区域的径向向内地面向的表面208紧密地匹配接触，使得壳体106经由相对置的表面207、208之间的接触而抵靠着顶壳体111安装。
参考图3和4，壳体106的壁厚由于倾斜的(或径向向内渐缩的)接触表面200而在入口区域121的整个轴向长度上从最上部的第一端124增加。壳体壁厚经由径向向内渐缩的接触表面203在肩部区域122处进一步增加。壳体106的壁厚随后沿破碎区域123的轴向长度近似均匀，直到壁厚径向地向外突出而产生用于抵靠顶壳体111接触并安装的安装凸缘210的最下部区域209为止。
如将理解的，壳体106围绕轴线115周向地延伸。关于由各安装表面201、206和207限定的外观，入口区域121基本上为圆柱形的，肩部区域122和破碎区域123为大体截头锥形的。
如所示的，搁架204定位在壳体106的轴向最上部处，且具体地，参考相对的轴向长度C和D(其中C是搁架204和第二最下端125之间的距离，D是第一最上端124和第二端125之间的轴向距离)，定位在最靠近第一端124的顶部的25％区域中。
参考图4，接触表面200相对中心轴线115的倾斜角度a是约10°，接触表面203相对中心轴线115的倾斜角度b是约70°。如所示的，两个接触表面200、203是基本上线性的且围绕轴线115周向地延伸。表面200、203之间的接合部包括略微的曲率。距离F代表在入口区域121处的壳体106的最大壁厚。距离F定义为在入口基部区域401处的处在向外面向的安装表面201和径向向内地面向的接触表面200之间的距离，入口基部区域401代表各个接触表面200、203的相交点。径向距离E定义为在相交点400和肩部区域122的径向最内点204之间的距离。根据具体实施方式的E与F的比率为1:0.8。也就是说，距离E为安装表面201和肩部区域的径向最内点204之间的总壁厚(E+F)的约55％。
有利地，表面200和203的通过角度a和b的组合的且各自的倾斜度起到了在材料通过入口区域121落下且在整个搁架124上被径向向内地引导时加速通过量的作用。然而，增加搁架204的径向长度会降低破碎容量。图1至4示出的构造因此被最优化，以控制破碎机的容量并实现专用于具体应用的预定水平。此外，整合有入口区域121和肩部区域122会将破碎表面205的轴向长度从长度D减小到长度C。破碎表面205的表面区域(即近似为截头锥形的)因此被减少，这用于增大在操作期间被施加破碎力的破碎区域104中的压力。这又增加破碎机的分解效果。本发明人已经观察到入口区域121、肩部区域122和破碎区域123相对于径向壁厚、接触表面的角度和径向长度的相对构造提供了最优化的材料输出容量和分解能力且因此最优化的破碎机性能。具体地，以下四个参数已经被发现影响壳体106相对于输出容量和分解能力的性能；ⅰ)接触表面200的角度a；ⅱ)接触表面203的角度b；ⅲ)搁架204的径向距离E；以及ⅳ)破碎表面205的轴向长度C。
具体地，接触表面200的角度a相对于接触表面203的角度b限定入口区域121和肩部区域122，其中这些区域对于控制容量是非常重要的。

Claims (14)

1.一种回转式破碎机外破碎壳体(106)，包括：
主体，所述主体能够安装在回转式破碎机的顶壳体框架(111)的区域内，所述主体围绕中心纵向轴线(115)延伸；
所述主体具有安装表面(201、206、207)和接触表面(200、203、205)，所述安装表面(201、206、207)相对于所述轴线(115)向外面向，用于抵靠所述顶壳体框架(111)的至少一部分定位，所述接触表面(200、203、205)相对于所述轴线(115)向内面向以接触待破碎材料，至少一个壁由所述安装表面(201、206、207)和所述接触表面(200、203、205)限定并在所述安装表面(201、206、207)和所述接触表面(200、203、205)之间延伸，所述壁具有第一上轴向端(124)和第二下轴向端(125)；
所述接触表面(200)从所述第一上轴向端(124)延伸的朝向是倾斜的，以便在轴向向下的方向上径向向内地朝所述轴线(115)突出，以限定入口区域(121)；
所述入口区域(121)的轴向最下部(401)以肩部区域(122)终止，所述肩部区域(122)处的接触表面(203)是倾斜的，以便从所述入口区域(121)的所述接触表面(200)在轴向向下的方向上径向向内地朝所述轴线(115)突出；
所述入口区域(121)的所述接触表面(200)相对于所述轴线(115)的倾斜角度(a)小于所述肩部区域(122)的所述接触表面(203)相对于所述轴线的倾斜角度(b)，
其特征在于：
所述破碎壳体(106)包括终止所述入口区域(121)的单个肩部区域(122)，从所述肩部区域(122)的轴向最下部到所述第二下轴向端(125)的所述接触表面(205)限定破碎面，所述破碎面直接地从所述肩部区域(122)处的接触表面(203)的轴向最下部延伸，所述破碎面定向为下倾的，以在向下方向上从所述肩部区域(122)到所述第二下轴向端(125)相对于所述轴线(115)径向向外地突出。
2.根据权利要求1所述的壳体，其中所述入口区域(121)的所述接触表面(200)相对于所述轴线的倾斜角度(a)的范围是1°至40°。
3.根据权利要求1所述的壳体，其中所述入口区域(121)的所述接触表面(200)相对于所述轴线的倾斜角度(a)的范围是4°至12°。
4.根据权利要求1所述的壳体，其中所述肩部区域(122)的所述接触表面(203)相对于所述轴线的倾斜角度(b)的范围是45°至90°。
5.根据权利要求1所述的壳体，其中所述肩部区域(122)的所述接触表面(203)相对于所述轴线的倾斜角度(b)的范围是65°至75°。
6.根据任一项前述权利要求所述的壳体，其中所述肩部区域(122)的所述接触表面(203)的倾斜角度(b)比所述入口区域(121)的所述接触表面(200)相对于所述轴线(115)的倾斜角度(a)大三到十五倍。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的壳体，其中所述入口区域(121)在轴向方向上直接从所述第一上轴向端(124)延伸，并且所述肩部区域(122)在轴向方向上直接从所述入口区域(121)的轴向最下部延伸，使得所述接触表面从所述第一上轴向端(124)在所述入口区域和所述肩部区域上包括在轴向方向上具有不同倾斜度的两个表面区域。
8.根据权利要求1至5中的任一项所述的壳体，其中所述破碎面包括在所述主体的从所述第一上轴向端(124)到所述第二下轴向端(125)的总轴向长度(D)的40％至85％范围内的轴向长度(C)。
9.根据权利要求1至5中的任一项所述的壳体，其中在所述肩部区域(122)处的所述接触表面(203)从所述入口区域(121)的所述接触表面(200)的径向最内区域(400)径向向内地突出的距离(E)是径向最内侧肩部部分(204)和所述安装表面(201、206)之间的壁的总径向厚度的5％至90％。
10.根据权利要求1至5中的任一项所述的壳体，其中在所述肩部区域(122)处的所述接触表面(203)从所述入口区域(121)的所述接触表面(200)的径向最内区域(400)径向向内地突出的距离(E)的比率是径向最内侧肩部部分(204)和所述安装表面(201、206)之间的壁的总径向厚度的40％至70％。
11.根据权利要求1至5中的任一项所述的壳体，其中所述肩部区域(122)的径向最内侧肩部部分(204)定位在最靠近所述第一上轴向端(124)的所述主体的轴向长度(D)的上侧的60％中。
12.根据权利要求1至5中的任一项所述的壳体，其中所述肩部区域(122)的径向最内侧部分(204)定位在从所述第一上轴向端(124)的所述主体的轴向长度(D)的20％至45％范围内的区域处。
13.根据权利要求1至5中的任一项所述的壳体，包括一个入口区域(121)和一个肩部区域(122)使得所述壳体(106)包括相对于所述轴线(115)的两个倾斜的接触表面(200、203)和相对于所述轴线(115)的一个下倾的接触表面(205)。
14.一种回转式破碎机，包括根据任一项前述权利要求所述的破碎壳体(106)。
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