CN105080674A - 双轴差动式破碎机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双轴差动式破碎机。以往，在双轴差动式破碎机中，作为盘状切刀的材质，使用了具有优异的强度性质的铬钼钢，但由于铬钼钢容易腐蚀，因此若在污水处理厂等腐蚀性环境下使用，则盘状切刀的表面腐蚀，存在滑动面磨损的课题。为了解决上述课题，本发明的双轴差动式破碎机，对水中的夹杂物进行破碎，其特征在于，具备：驱动马达；驱动轴，通过所述驱动马达而被驱动；从动轴，所述驱动轴的旋转传递过来而驱动该从动轴；陶瓷制切刀，配设于所述驱动轴及所述从动轴的周围。

Description

双轴差动式破碎机

本申请主张基于2014年5月23日申请的日本专利申请第2014-106897号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种对水中的夹杂物进行破碎的双轴差动式破碎机。

背景技术

在污水处理厂等存在残渣等夹杂物堵塞泵或脱水机等设备的问题。因此，在这些设备的前段设置有用于破碎残渣等夹杂物的破碎机。并且，在清洗残渣等夹杂物的工序中，为了提高夹杂物的清洗效果而使用破碎机。

例如，在专利文献1中记载有一种双轴差动式破碎机，其在污水处理厂回收的残渣的处理***中，用于对残渣进行破碎并清洗。该双轴差动式破碎机中，在旋转轴固定有多枚盘状切刀的2台破碎单元配设成破碎单元的盘状切刀彼此重叠。

专利文献1：日本特开2001－187399号公报

以往，在双轴差动式破碎机中，作为盘状切刀的材质，使用具有优异的强度性质的铬钼钢，在污水处理厂中也使用具备铬钼钢的盘状切刀的双轴差动式破碎机。然而，铬钼钢容易腐蚀，因此若在污水处理厂等腐蚀性环境下使用，则盘状切刀的表面腐蚀，滑动面磨损。因此，以往，需要定期地进行维护，并需要更换滑动面已磨损的盘状切刀。本发明的目的在于，抑制切刀滑动面的磨损、且减少盘状切刀的更换频率。

发明内容

本发明人对这些问题进行深入研究的结果，发现通过使用陶瓷制切刀作为双轴差动式破碎机的切刀，能够抑制切刀的腐蚀及其滑动面的磨损，从而完成了本发明。

具体而言，本发明提供以下破碎机。

用于解决上述课题的本发明为一种对水中的夹杂物进行破碎的双轴差动式破碎机，所述双轴差动式破碎机具备：驱动马达；驱动轴，通过所述驱动马达而被驱动；从动轴，所述驱动轴的旋转传递过来而驱动所述从动轴；陶瓷制切刀，配设于所述驱动轴及所述从动轴的周围。

根据本发明，由于陶瓷制切刀的耐腐蚀性优异，因此与以往的铬钼钢制切刀相比，能够减少切刀的更换频率。

并且，若以往的铬钼钢制切刀腐蚀，则在滑动面产生凹凸，因此出现用于切刀的旋转动力的消耗电力上升的现象。另一方面，在本发明中，通过使用陶瓷制切刀，几乎不会产生由腐蚀引起的滑动面的凹凸。因此，能够抑制用于切刀的旋转动力的消耗电力随着腐蚀而逐渐上升的现象，能够提供一种省电性优异的双轴差动式破碎机。

本发明还具有如下特征，即，所述陶瓷制切刀在素烧后实施对其表面粗糙度进行修整的加工而形成。

由此，在陶瓷制切刀的素烧工序中产生的凹凸变小，因此能够减少用于陶瓷制切刀的旋转动力的消耗电力。

本发明还具有如下特征，即，所述陶瓷制切刀的滑动面的表面粗糙度(算术平均粗糙度)Ra为3.2以下。

由此，陶瓷制切刀的滑动面的凹凸几乎消失，从而能够使切刀的滑动阻力变得极小。因此，能够使用于陶瓷制切刀的旋转动力的消耗电力显著减少。

本发明还具有如下特征，即，所述陶瓷为氧化锆。

氧化锆具有比其他陶瓷材料更高的强度。因此，通过使用氧化锆制切刀，具有能够降低切刀的破裂或崩碎的产生频率的效果。

本发明还具有如下特征，即，所述驱动马达的额定输出为1.1kW。

若切刀的转速或力矩较大，则陶瓷制切刀容易产生破裂或崩碎。通过将驱动马达的额定输出设为1.1kW，能够将转速和力矩设定为最佳条件，因此具有能够减少陶瓷制切刀破裂或崩碎的效果。

发明效果

根据本发明的双轴差动式破碎机，能够抑制盘状切刀的滑动面的磨损，并能够减少盘状切刀的更换频率。

附图说明

图1是表示本发明的实施例的双轴差动式破碎机及其切刀部的结构的概略说明图。

图2是表示本发明的实施例的陶瓷制切刀的结构的图。

图中：1-双轴差动式破碎机，2-驱动马达，3-驱动轴，4-从动轴，5-外壳，6-切刀部，6A、6B-切刀单元，7、7A、7B-陶瓷制切刀，8A、8B-衬套，9-轴孔，10-切削刃片，11-钩部。

具体实施方式

以下，参考附图，对本发明所涉及的双轴差动式破碎机的实施方式进行详细说明。

图1是表示本发明的实施例的双轴差动式破碎机1的结构的概略说明图。

[双轴差动式破碎机]

本发明的实施例的双轴差动式破碎机1具备：驱动马达2；驱动轴3，通过所述驱动马达2而被驱动；从动轴4，传递有所述驱动轴3的旋转动力而被驱动；外壳5；及切刀部6。

并且，所述切刀部6由以下单元构成：切刀单元6A，由驱动轴3和配设于所述驱动轴3的周围的多个陶瓷制切刀7A及衬套8A构成；及切刀单元6B，由从动轴4和配设于所述从动轴4的周围的多个陶瓷制切刀7B及衬套8B构成。

在污水处理厂等中，为了对污水或废水等被处理水中所含有的残渣等夹杂物进行破碎而使用本发明的双轴差动式破碎机。污水或废水中含有金属类或塑料类、内衣、抹布、脱脂棉等纤维类物质等，而这些夹杂物会缠绕于泵、脱水机、搅拌机等设备而成为设备故障的原因。因此，将本发明的双轴差动式破碎机设置于被处理水的输送线上，并且在投入到设备之前，对夹杂物进行破碎，从而能够减少设备故障。并且，本发明的双轴差动式破碎机在残渣的清洗工序中，能够提高残渣的清洗效率，因此能够设置在残渣的清洗水槽内进行利用。

另外，本发明的双轴差动式破碎机并不限定在利用于污水处理厂等，只要用于对包含于水中的夹杂物进行破碎的目的，可以利用于任意的破碎处理中。

以下，对本发明的双轴差动式破碎机1的结构进行详细的说明。

[驱动马达]

本发明的驱动马达2为通过对驱动轴3传递旋转动力，使本发明的陶瓷制切刀旋转的马达。

作为驱动马达2的旋转机构，可以使用任意的机构。例如，可例举出电动马达、液压马达、水压马达、气压马达等。

在驱动马达2中设置有减速机或无级变速器。减速机或无级变速器使驱动马达2的输出转速减速，从而调整驱动轴3的输出转速。

另外，减速机逐级对驱动马达2的输出转速进行减速，无级变速器则在一定的范围内能够无级调节驱动马达2的输出转速。作为减速机，例如有齿轮式、带式、链条式、摩擦式的减速机，作为无级变速器，例如有盘式、锥式、带式的变速器。

通过减速机或无级变速器而被调整的驱动轴3的输出转速为20～70rpm。在小于20rpm的情况下，处理量少，且作业效率降低。另一方面，若超过40rpm，则陶瓷制切刀容易破裂。因此，输出转速优选为20～40rpm。

本发明的驱动马达2通常使用额定输出为0.75～3.7kW的马达。若使用小于0.75kW的马达，则破碎力减弱，无法获得充分的破碎效果。并且，若超过3.7kW，则会产生陶瓷制切刀破裂的频率增大的问题。从降低陶瓷制切刀破裂的频率且获得最佳的破碎力的观点出发，驱动马达2的额定输出优选为0.8～2.0kW，进一步优选为0.9～1.3kW，最优选为1.1kW。

[驱动轴]

本发明的驱动轴3为通过驱动马达2的旋转动力而旋转的轴部件。并且，在驱动轴3的周围配设有陶瓷制切刀7A及衬套8A，陶瓷制切刀7A与驱动轴3的旋转一同以规定的速度旋转。

针对驱动轴3的形状，只要是对配设于周围的陶瓷制切刀7A进行固定的形状即可，例如，可例举如下结构：在驱动轴3上设置凸部，而在陶瓷制切刀7A上设置凹部，从而使这些凸部与凹部嵌合的结构；及将驱动轴3设为剖面多角形状，在陶瓷制切刀7A的中心部设置与驱动轴3大致相同的多角形状的轴孔9，从而使其彼此咬合的结构(关于陶瓷制切刀的轴孔9，参考图2)。

从防止陶瓷制切刀7A破损的观点出发，优选将驱动轴3的形状设为多角形状。并且，作为多角形状，优选具有四角以上的角，更优选设为六角以上。若设为三角形状，则在陶瓷制切刀7A的轴孔9的角部被施加较强的力，容易从角部开始破裂。

另外，关于陶瓷制切刀7A的详细情况，将进行后述。

并且，在驱动轴3的轴向上相邻的陶瓷制切刀7A之间设有衬套8A。衬套8A为具有比陶瓷制切刀7A的外径小的外径的圆筒部件。衬套8A的轴向长度设计成，比配设于相邻的从动轴4的周围的陶瓷制切刀7B的轴向厚度稍微大，在陶瓷制切刀7A与陶瓷制切刀7B的滑动面形成间隙。该间隙的大小根据将夹杂物破碎到什么程度的大小可适当地进行调整。

衬套8A的材质并无特别限定，但可以是氧化铝、氧化锆、氮化硅等陶瓷材料，也可以是铬钼钢或不锈钢等金属材料。衬套8A即使腐蚀对破碎力的影响较小，因此考虑到不易破裂的优点，优选使用铬钼钢或不锈钢等金属材料。

另外，衬套8A也可以具有与陶瓷制切刀7A成为一体的结构。但由于衬套8A的径向厚度较薄，并且，与衬套8A成为一体的陶瓷制切刀7A具有复杂的形状，因此容易从衬套8A的部分开始破裂。因此，优选陶瓷制切刀7A和衬套8A为单独的部件。

与陶瓷制切刀7A相同，衬套8A的中心部的形状可以设为可固定于驱动轴3的形状，也可以设为无法固定于驱动轴3的简单的圆筒部件。若将衬套8A不固定于驱动轴3，则在衬套8A与陶瓷制切刀7B的外周面之间的滑动中会产生打滑，从而会降低破碎力，因此优选衬套8A固定于驱动轴3。

多个陶瓷制切刀7A及衬套8A能够从驱动轴3分别拆卸，当产生破损等时，能够仅更换破损的部件。

[从动轴]

本发明的从动轴4为通过经由驱动轴3被传递过来的驱动马达2的旋转动力而进行旋转的轴部件。

并且，与驱动轴3相同，在从动轴4的周围配设有陶瓷制切刀7B及衬套8B，陶瓷制切刀7B与从动轴4的旋转一同以规定的速度旋转。另外，关于从动轴4、陶瓷制切刀7B及衬套8B的形状，可以与驱动轴3、陶瓷制切刀7A及衬套8A相同。

从动轴4的转速并无特别限定，但优选设为与驱动轴3不同的转速。通过改变从动轴4与驱动轴3的转速，夹杂物的破碎效果提高。并且，从动轴4与驱动轴3的转速之差优选为1～30rpm，进一步优选为5～15rpm。

作为从驱动轴3向从动轴4传递旋转动力的传递方法并无特别限定，但例如，可例举出利用皮带来连结设置于各轴的上端的滑轮的方法，或通过齿轮进行连结的方法。若要在驱动轴3与从动轴4的转速上设置差值，则改变设置在驱动轴3与从动轴4的上端的滑轮或齿轮的直径即可，而若要设为相同的转速，则使滑轮或齿轮的直径相同即可。

[切刀部]

本发明的切刀部由以下单元构成：切刀单元6A，由驱动轴3和配设于所述驱动轴3的周围的陶瓷制切刀7A及衬套8A构成；及切刀单元6B，由从动轴4和配设于所述从动轴4的周围的陶瓷制切刀7B及衬套8B构成。

切刀单元6A和切刀单元6B设置成，以各单元的陶瓷制切刀7A及7B啮合的方式并列设置，并且在一个切刀单元的陶瓷制切刀的外侧部与相邻的另一个切刀单元的衬套之间设置有间隔。根据将夹杂物破碎到什么程度的大小，可适当地变更该间隔的大小。

另外，可以在夹杂物的前进方向上设置多个并列设置的切刀单元6A及6B。

关于各切刀单元的旋转方向，从上部观察双轴差动式破碎机1的图中，将切刀单元6A设置于左侧，将切刀单元6B设置于右侧，当从下方朝向上方使夹杂物流通的情况下，切刀单元6A的旋转方向为逆时针方向，切刀单元6B的旋转方向为顺时针方向。

[外壳]

本发明的外壳5为容纳上述切刀单元6A及6B的部件，其具备使包含夹杂物的被处理水流入的流入口、以及使包含已破碎的夹杂物的被处理水流出的流出口。

由于夹杂物通过外壳5被引导至切刀单元6A及6B之间，因此能够有效地对夹杂物进行破碎处理。

[陶瓷制切刀]

接着，对陶瓷制切刀7进行详细说明。另外，在以下说明中，陶瓷制切刀7为配设于驱动轴3的周围的陶瓷制切刀7A以及配设于从动轴4的周围的陶瓷制切刀7B中使用的任意的陶瓷制切刀。

图2为表示本发明的陶瓷制切刀7的结构的概略说明图。

陶瓷制切刀7在切刀主体部8的中心具有轴孔9，并且在陶瓷制切刀的外侧部具有多个切削刃片10。

如上所述，轴孔9为可固定于驱动轴3或从动轴4的形状，在图2中为六角形状。

切削刃片10为从陶瓷制切刀7的外侧部突出的凸状部，具有刮取夹杂物并引导至切刀单元6A与6B之间的作用。

并且，切削刃片10具备向陶瓷制切刀的旋转方向侧突出的钩部11，成为更容易刮取夹杂物的结构。

通过切削刃片10引导至切刀单元6A与6B之间的夹杂物，在各单元的陶瓷制切刀7A及7B之间形成的间隙以及在陶瓷制切刀和与其对置的衬套之间形成的间隔被磨碎。在此，在各切刀单元的转速上存在差异的情况下，由于磨碎夹杂物的作用提高，因此能够获得更高的破碎效果。

另外，实施例的陶瓷制切刀7为具备切削刃片10的结构，但也可以具有没有切刃片10的圆形外侧部。

根据作为处理对象的夹杂物的硬度，或破碎处理后的夹杂物的所希望的大小，能够适当设定陶瓷制切刀7的轴向的厚度。

并且，陶瓷制切刀7的直径(通过切削刃片10的最外部的圆周直径)通常为120mm左右。

陶瓷制切刀7的滑动面的表面粗糙度Ra(JISB0601：2001)优选为3.2以下。进一步优选为1.6以下，尤其优选为0.8以下。

若通过烧成加固陶瓷制切刀的成型物(素烧工序)，则可获得表面粗糙的陶瓷制切刀。若直接使用该陶瓷制切刀，则由于滑动面上的阻力较大，因此用于切刀的旋转动力的消耗电力增大。因此，本发明的陶瓷制切刀7中，优选在素烧工序之后，实施磨削加工、研磨加工、抛光加工、镜面加工等修整表面粗糙度的加工。

另外，只要陶瓷制切刀7的滑动面的表面粗糙度Ra达到3.2以下，通过任意的工序获得均可。

作为陶瓷制切刀7的制造方法，将陶瓷材料的粉体和粘结剂进行混合，成型为所希望的形状，或者将成型物切削成所希望的形状。接着，将所获得的成型物进行烧成，则包含于粘结剂和原料中的水分被去除，通过继续进行加热，陶瓷材料的粉末彼此熔合，从而能够获得致密且较硬的陶瓷制切刀。根据需要，对该烧成物进行研磨等加工，将表面粗糙度Ra修整为3.2以下，从而可获得耐久性、省电性优异的陶瓷制切刀。

作为陶瓷制切刀的材质，例如可例举出氧化锆、氧化铝、碳化硅、氮化硅等陶瓷材料。从耐冲击性、耐磨损性、耐腐蚀性的观点出发，优选使用氧化锆制切刀。

与使用以往的金属制切刀的双轴差动式破碎机相比，使用本发明的陶瓷制切刀的双轴差动式破碎机的耐腐蚀性、耐磨损性优异，因此能够在水中等腐蚀性环境下使用。具体而言，能够在污水处理厂等中使用。

并且，本发明还可以在食品制造工场等中使用，例如使用于压榨新鲜果汁等的果汁压榨装置的前段等。

除此之外，在作为在腐蚀性高的环境下即海水中也发挥优异的效果，因此例如，也可以用于对进入到原子能发电站等的海水取水口中的水母等夹杂物进行破碎的目的。

另外，使用本发明的陶瓷制切刀的双轴差动式破碎机中，由于能够降低用于切刀的旋转动力的消耗电力，因此与使用以往的金属制切刀的双轴差动破碎机相比，能够提供一种电力消耗更小的夹杂物的破碎方法。

并且，由于切刀的耐久性优异，因此能够提供一种切刀的更换频率较少的破碎机的运行方法。

另外，作为更换部件，能够仅提供本发明的陶瓷制切刀。

Claims (5)

1.一种双轴差动式破碎机，其对水中的夹杂物进行破碎，所述双轴差动式破碎机的特征在于，具备：

驱动马达；

驱动轴，通过所述驱动马达而被驱动；

从动轴，所述驱动轴的旋转传递过来而驱动所述从动轴；

陶瓷制切刀，配设于所述驱动轴及所述从动轴的周围。

2.根据权利要求1所述的双轴差动式破碎机，其特征在于，

所述陶瓷制切刀在素烧后被实施对表面粗糙度进行修整的加工而形成。

3.根据权利要求1或2所述的双轴差动式破碎机，其特征在于，

所述陶瓷制切刀的滑动面的表面粗糙度Ra为3.2以下。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的双轴差动式破碎机，其特征在于，

所述陶瓷为氧化锆。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的双轴差动式破碎机，其特征在于，

所述驱动马达的额定输出为1.1kW。