SE0802618A1 - Gyratorisk kross med rotationsbegränsande anordning - Google Patents

Description

15 20 25 30 2 nackdelarna med den kända tekniken avsevärt reducerats eller helt eliminerats.

Detta ändamål uppnås med en gyratorisk kross som innefattar ett krosshuvud, på vilket en första krossmantel är monterad; ett stativ på vilket en andra krossmantel är monterad, vilken andra krossmantel tillsammans med den första krossmanteln avgränsar en krosspalt; och en drivanordning, som är anordnad att medelst en roterande excenter bringa krosshuvudet att utföra en gyrerande rörelse för krossning av material som införes i krosspalten, varvid krosshuvudet är anslutet till stativet via ett rotationsbegränsande arrangemang som innefattar en visp som är anordnad att rotera i en tank, varvid tanken är anordnad att innehålla en vätska för bromsning av vispens rotation.

En fördel med denna gyratoriska kross är att en robust och enkel antispinningfunktion erhålles. Enkelheten hos ovan nämnda kross gör det möjligt att minska förekomsten av oönskade driftstopp.

Enligt en utföringsform är excentern anordnad att rotera kring en centrumaxel, och det rotationsbegränsande arrangemanget är beläget inuti centrumaxeln. Denna placering ger en särdeles kompakt utformning av det rotationsbegränsande arrangemanget och ökar inte krossens höjd.

Företrädesvis är vispens centrum beläget ovanför centrumaxelns centrum, sett i vertikal led, eftersom denna placering medger en förhållandevis enkel anslutning till såväl krosshuvud som centrumaxel.

Enligt en utföringsform har tanken en cirkulärcylindrisk vägg som är försedd med åtminstone ett mot vispen sig sträckande utsprång. En fördel med utsprånget är att det ökar vätskans bromsverkan på vispen, samt minskar risken att vätskan till följd av vispens rotation virvlar runt i tanken på ett oönskat vis.

Enligt en utföringsform innefattar vispen en vispaxel som är försedd med åtminstone ett utskjutande parti som är anordnat att vid rotation av vispen bromsas av en itanken belägen vätska. Det åtminstone ett utskjutande partiet kan enligt en utföringsforrn vara väsentligen skivformigt och sträcka sig från vispaxeln mot tankens vägg längs ett plan som är 10 15 20 25 30 3 väsentligen parallellt med vispaxelns utsträckning. Denna utföringsform är särskilt väl lämpad för krossar som kan drivas i båda rotationsriktningarna.

Enligt en annan utföringsform är vispens åtminstone ett utskjutande partis tvärsnitt bågformigt, sett i ett plan som är vinkelrätt mot vispaxeln. Med en sådan form går det att uppnå olika bromsverkan beroende på krosshuvudets rotationsriktning, vilket kan minska det rotationsbegränsande arrangemangets bromsverkan vid rotation av krosshuvudet i dess vid drift önskade avrullningsriktning.

Enligt en utföringsform är det relativt vispaxeln radiellt yttersta avsnittet av vispens åtminstone ett utskjutande parti undanvikbart, vilket minskar risken för skador på det rotationsbegränsande arrangemanget vid kallstart av krossen, eftersom vätskan vid kallstart kan ha mycket hög viskositet.

Enligt en utföringsform är vispen förbunden med krosshuvudet via en kardanaxel som är försedd med åtminstone en kardanknut. Företrädesvis är kardanaxeln delad i ett övre axelavsnitt och ett nedre axelavsnitt, och nämnda axelavsnitt är rotationslåsta till varandra och axiellt förskjutningsbara relativt varandra.

Företrädesvis är det rotationsbegränsande arrangemanget anordnat att vid drift ge ett bromsande vridmoment av åtminstone 300 Nm, när krosshuvudet just ska börja rotera, dvs. när krosshuvudet har en rotationshastighet relativt stativet av 0 varv/s.

Enligt en utföringsform är krosshuvudet anslutet till det rotationsbegränsande arrangemanget via en momentbegränsare, vilket minskar risken för skador på det rotationsbegränsande arrangemanget vid kallstart.

Tack vare uppfinningen kan spinnbegränsning uppnås med färre mekaniska komponenter och/eller ges högre driftsäkerhet. Ytterligare fördelar och kännetecken hos uppfinningen framgår av nedanstående beskrivning och de efterföljande patentkraven.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer i fortsättningen att beskrivas med hjälp av utföringsexempel och under hänvisning till bifogade ritningar. 10 15 20 25 30 4 Fig. 1 är en schematisk snittvy och visar en gyratorisk kross som är försedd med ett rotationsbegränsande arrangemang.

Fig. 2 är en schematisk snittvy i perspektiv och visar det rotationsbegränsande arrangemanget i fig. 1.

Fig. 3 är en schematisk snittvy och visar en visp och en tank sedda ovanifrån.

Fig. 4 är en schematisk perspektiwy och visar delar av en alternativ utföringsform av visp och tank.

Fig. 5a-b är schematiska perspektivvyer som visar delar av ytterligare en alternativ utföringsform av visp och tank, varvid fig. 5a visar vispen i normalbelastat tillstånd, och fig. 5b visar vispen i överbelastat tillstånd.

Beskrivninq av föredragna utförinqsformer I fig. 1 visas schematiskt en gyratorisk kross 10 som har ett stativ 12, innefattande en stativunderdel 14 och en stativöverdel 16. En vertikal centrumaxel 18 är fast förbunden med stativets 12 stativunderdel 14. Kring centrumaxeln 18 är en excenter 20 roterbart anordnad. Ett krosshuvud 22 är roterbart lagrat kring excentern 20, och således kring centrumaxeln 18. En drivaxel 24 är anordnad att medelst ett koniskt kugghjul 26, i ingrepp med en med excentern 20 förbunden kuggkrans 28, bringa excentern 20 att rotera kring centrumaxeln 18. Excenterns 20 yttre periferi lutar något i förhållande till vertikalplanet, såsom framgår av fig. 1 och som i sig är känt sedan tidigare.

Lutningen hos excenterns 20 yttre periferi innebär att även krosshuvudet 22 kommer att luta något i förhållande till vertikalplanet. Den i fig. 1 visade krossen 10 är av sådan typ som saknar topplager, även kallad topplagerlös kross.

En första krossmantel 30 är fast monterad på krosshuvudet 22. En andra krossmantel 32 är fast monterad på stativöverdelen 16. Mellan de båda krossmantlarna 30, 32 bildas en krosspalt 34, vilken i axialsektion, såsom visas i fig. 1, hari riktning nedåt minskande vidd. Då drivaxeln 24 under drift av krossen 10 roterar excentern 20, kommer krosshuvudet 22 att beskriva en gyrerande rörelse. Material som skall krossas införs i krosspalten 34 och krossas mellan den första krossmanteln 30 och den andra krossmanteln 32 10 15 20 25 30 5 till följd av krosshuvudets 22 gyrerande rörelse under vilken de båda krossmantlarna 30, 32 omväxlande närmar sig varandra och avlägsnar sig från varandra. Dessutom kommer krosshuvudet 22, och den därpå monterade första krossmanteln 30, att, via det material som skall krossas, avrulla emot nämnda andra krossmantel 32. Avrullningen bringar krosshuvudet 22 att långsamt rotera relativt stativet 12 med en rotationsriktning som väsentligen är motsatt excenterns 20 rotationsriktning.

Om det ej finns något material som skall krossas i krosspalten 34, kommer krosshuvudet 22 ej att avrulla emot nämnda andra krossmantel 32.

Istället kommer friktionen i lagringen mellan excentern 20 och krosshuvudet 22 att sträva efter att bringa krosshuvudet 22 att rotera i samma riktning och med väsentligen samma hastighet som excentern 20. I och med att excenterns 20 rotationshastighet är mycket högre än krosshuvudets 22 vid avrullning typiska rotationshastighet, kommer således även krosshuvudet 22, om det inte bromsas på något sätt, att nå en hög rotationshastighet när inget material finns i krosspalten 34. En sådan kraftig ökning av krosshuvudets 22 rotationshastighet i en rotationsriktning, som är motsatt rotationsriktningen vid den ovan beskrivna avrullningen, benämns ”spinning” i det följande. Således roterar krosshuvudet 22 långsamt i en första rotationsriktning, som är motsatt excenterns 20 rotationsriktning, när material finns i krosspalten 34 och krosshuvudet 22 avrullar mot den andra krossmanteln 32. När inget, eller endast lite, material finns i krosspalten 34 finns risk att krosshuvudet 22, om det inte bromsas, däremot snabbt roterar i en andra rotationsriktning, som är samma rotationsriktning som excenterns 20 rotationsriktning, och då spinner krosshuvudet 22. Spinning är oönskat och kan ge upphov till ökat slitage på krossmantlarna 30, 32, och på krossens 10 lagringar mellan krosshuvudet 22 och excentern 20. Spinning kan även leda till att inmatat material som skall krossas kastas ut ur krossens 10 inmatningsöppning.

Krossen 10 är försedd med en anordning som begränsar krosshuvudets 22 benägenhet att spinna; denna anordning beskrivs i det följande.

Krosshuvudet 22 vilar på en bärkolv 36, som är hydrauliskt höj- och sänkbar i och rotationslåst vid centrumaxeln 18. Syftet med höj- och 10 15 20 25 30 6 sänkbarheten är att bland annat att kunna kompensera för slitage på krossmantlarna 30, 32, men även för att vidden på spalten 34 skall kunna varieras, i syfte att åstadkomma olika storlek på det krossade materialet. En uppsättning axiallager 38, som är anordnade mellan krosshuvudet 22 och bärkolven 36, möjliggör lutning av krosshuvudet 22 under dess gyrerande rörelse. Bärkolven 36 är ansluten till krosshuvudet 22 via ett rotationsbegränsande arrangemang 40, som visas utförligare i perspektiv i fig. 2.

Fig. 2 visar det rotationsbegränsande arrangemanget 40 som innefattar en tank 42, som är utformad som ett väsentligen cylindriskt utrymme i bärkolven 36, och en visp 44, som är ansluten till krosshuvudet 22 via en mekanisk slirkoppling 49 och en kardanaxel 46. Tanken 42 innehåller en vätska, lämpligen i form av hydraulolja eller smörjolja, i vilken vispen 44 är nedsänkt. Vid en rotation av krosshuvudet 22 kommer kardanaxeln 46, som är kopplad till vispens 44 vispaxel 47, att bringa vispen 44 att rotera i oljan, varvid oljans viskositet bromsar vispens 44 och därmed krosshuvudets 22 rotation relativt bärkolven 36.

Syftet med den mekaniska slirkopplingen 49 är att skydda det rotationsbegränsande arrangemanget 40 mot överbelastningsskador som annars skulle kunna uppstå om oljan i tanken 42 har för hög viskositet innan den nått sin arbetstemperatur, t.ex. vid kallstart i kallt vinterklimat. Även andra typer av momentbegränsare än en mekanisk slirkoppling kan naturligtvis användas.

Kardanaxeln 46 är försedd med kardanknutar 53, som tillåter kardanaxelns 46 infästning vid krosshuvudet 22 att följa med i krosshuvudets 22 gyrerande rörelse. Kardanaxeln 46 kan även vara försedd med splines (visas ej) eller liknande utmed axeln 46 sig sträckandes åsar som möjliggör variation av kardanaxelns 46 längd, vilket kompenserar för värmeexpansion och nedslitning i bland annat axiallagren 38. l utföringsformen ifigur 2 åstadkommes istället denna värmeexpansions- och nedslitningskompensation av ett väl tilltaget axiellt spel vid vispaxelns 47 nedre ändyta. - irl-affär' -IÅ/ïïquïfivi; i» ß _¿,.,i ff..- ,. - 10 15 20 25 30 7 Fig. 3 visar den i bärkolven 36 utformade tanken 42, samt vispen 44 sedda ovanifrån. Vispens 44 vispaxe| 47 är försedd med utskjutande partier i form av skivformiga vispblad 48, vilka ökar vispens 44 rotationsmotstånd i den i tanken 42 befint|iga oljan 37. En lämplig bromsverkan uppnås om vispbladen 48 har en radiell utsträckning, sett från vispaxeln 47, av åtminstone omkring 2 cm; företrädesvis mer än 4 cm. Vidare bör, av samma anledning, vispbladen 48 ha en utsträckning sett i vispaxelns 47 längdriktning av åtminstone omkring 10 cm; företrädesvis mer än 20 cm. Den sammanlagda arean A av ytan som vispbladen 48 projicerar i vispens 44 tangentiella riktning är i den visade utföringsformen lika med A=n*r*h där n är antalet vispblad, r är vispbladens 48 radie, och h är vispbladens 48 utsträckning i vispaxelns 47 längdriktning. Vispbladens 48 sammanlagda, i vispens 44 tangentiella riktning projicerade area A bör vara åtminstone omkring 60 cmz.

Vidare är tankens 42 inre vägg försedd med utskjutande partier 50, vilka tjänar tiil att motverka att oljan vid drift bildar en virvel i tanken 42; därigenom bibehålles motståndet i oljan. För att effektivt begränsa virvelbildning bör de utskjutande partierna 50 ha en area, projicerad i vispens 44 tangentiella riktning, av åtminstone omkring 10 cmz. Frigången mellan vispens 44 vispblad 48 och de utskjutande partierna 50 bör vara mellan 1 och 20 mm, mer föredraget mellan 2 och 10 mm, för att en god bromsverkan skall uppnås. Vidare är det föredragna antalet vispblad 48 mellan 2 och 10 st. Det föredragna antalet från tankväggen utskjutande partier 50 är mellan 3 och 20 st. Ettjämnt eller ojämnt antal vispblad 48 kan användas. Oberoende av antalet vispblad 48, kan ett jämnt eller ojämnt antal utskjutande partier 50 användas.

Under drift av krossen kommer vispen 44 att bromsas i oljan 37 i tanken 42. Bromseffekten kommer att vara väsentligen lika stor oberoende av vilken rotationsriktning som vispen 44 har. Däremot kommer bromseffekten att vara starkt beroende av vispens 44 varvtal. Vid låga varvtal för vispen 44 kommer bromseffekten att vara liten, men vid höga varvtal kommer bromseffekten att vara mycket stor. Vid normal drift av krossen, dvs. när material matas in i den i fig. 1 visade spalten 34, kommer krosshuvudet 22, * “i " h'*fsaïävnSAïwC/ïilh, Sääf” t., f ,-,,. ' ~ 10 15 20 25 30 8 och den därpå monterade krossmanteln 30, att avrulla med lågt varvtal, typiskt 0,3 varv/s, mot krossmanteln 32; Krosshuvudet 22 roterar vispen 44 med samma låga varvtal, dvs. 0,3 varv/s, ett varvtal som kommer att medföra en mycket begränsad bromseffekt i tanken 42. När inget material matas in l spalten 34 kommer krosshuvudet 22 att börja spinna, dvs. rotera i samma riktning som excentern 20. Excentern 20 roterar vanligen med ett varvtal av ca 3-8 varv/s. När krosshuvudets 22 varvtal ökar till följd av excenterrotationen, till exempelvis 0,75 varv/s, kommer även vispen 44 att rotera allt snabbare i oljan 37 i tanken 42. Detta kommer att medföra att bromseffekten på vispen 44 i tanken 42 kommer att öka kraftigt, varvid vispen 44 bromsar krosshuvudets 22 rotation så att krosshuvudet 22 ej kan börja spinna med samma varvtal som excentern 20. Lämpligen utformas vispen 44 och tanken 42 på sådant sätt att krosshuvudets 22 rotationshastighet bromsas till att vara högst ca 2 varv/s, än mer föredraget högst 1 varv/s, då excentern 20 roterar med sin högsta rotationshastighet. Därmed åstadkommes en robust antispinningfunktion.

F lg. 4 visar en alternativ utföringsform i vilken ett rotationsbegränsande arrangemang 140 innefattar en visp 144 som är anordnad att rotera i en tank 142, som är försedd med laxstjärtsformiga utskjutande partier 150 och som är anordnad att innehålla en vätska, tex hydraulolja. Ett övre parti av tankens 142 vägg är bortbrutet för tydligare illustration av vispen 144. En vispaxel 147 är försedd med vispblad 148. Vispbladen 148 är svängda, sett ovanifrån, för att ge olika rotationsmotstånd beroende på rotationsriktning. Därmed kan rotationsmotståndet för vispen 144 göras lägre i avrullningsrotationsriktningen än i spinnrotationsriktningen. Det inses att vispblad även kan utformas på andra sätt, som ger ett större rotationsmotstånd iden ena rotationsriktningen än i den andra rotationsriktningen.

Fig. 5a och 5b illustrerar ett rotationsbegränsande arrangemang 240 som innefattar en visp 244 som är anordnad att rotera i en tank 242, som är försedd med halvcirkelformiga utskjutande partier 250 och som är anordnad att innehålla en vätska, tex hydraulolja. Ett övre parti av tankens 242 vägg är bortbrutet för tydligare illustration av vispen 244. En vispaxel 247 är försedd med vispblad 248. Vispbladens 248 radiellt yttre partier 251 är av ett 10 15 20 25 30 9 fjädrande material, t.ex. gummi, plast eller tjäderstål. Fig. 5a visar vispen 244 i normalbelastat tillstånd, varmed avses att den vätska som finns i tanken 242 har arbetstemperatur och en förhållandevis låg viskositet. Fig. 5b visar vispen 244 i ett överbelastat tillstånd, varmed avses att den gyratoriska krossen har startats vid en låg temperatur, vid vilken den vätska som finns i tanken 242 har en låg temperatur, tex 0°C eller lägre, och därför en mycket hög viskositet. Den höga viskositeten vid fallet i Fig. 5b har resulterat i att de radiellt yttre partierna 251 har vikts undan, vilket minskar påkänningarna på vispen 244. Därmed undvikes driftstörningar orsakade av att vispen 244 går sönder på grund av den höga viskositeten i vätskan vid kallstart. Således minskar de undanvikbara yttre partierna 251 behovet av en momentbegränsare i vispens 244 anslutning till krosshuvudet 22. När vätskan i tanken 242 har nått önskad arbetstemperatur, och därmed erhållit en lägre viskositet, kommer de yttre partierna 251 att fjädra tillbaka till det i Fig. 5a visade läget och ge normal bromseffekt. Vispbladen kan, som alternativ, naturligtvis även bestå av två eller flera stela delar, varvid undanvikbarheten uppnås genom att de stela delarna är sammanfogade med fjädrande leder.

Det inses också att ett likartat resultat även kan uppnås om de från tankens 42, 142, 242 vägg utskjutande partierna 50, 150, 250 är böjliga, komprimerbara, eller på annat sätt anordnade att fjädrande ge vika.

Det inses att en mängd modifieringar av de ovan beskrivna utföringsformerna är möjliga inom uppfinningens ram, såsom den definieras av de efterföljande patentkraven.

Utformningen av det rotationsbegränsande arrangemanget 40 är således inte begränsad till en roterande visp 44 i en rotationsfast tank 42. Det rotationsbegränsande arrangemanget 40 kan även vara utformat med exempelvis en roterande, med krosshuvudet förbunden tank 42, som roterar kring en fast, med centrumaxeln 18 eller stativet 12 förbunden visp 44, eller på något annat sätt. Vispens 44 och tankens 42 rörelse relativt varandra är inte begränsad till en rotation; även linjära och andra visprörelser och kombinationer av visprörelser är fullt möjliga och täcks av de bifogade patentkraven.

M ~ .tr mi, I» 571 'w 7,43 ggg-:j fl-Aq' 10 15 10 Vidare kan momentbegränsaren 49 vara av många olika typer; exempelvis kan den vara en mekanisk eller hydraulisk slirkoppling, eller en offerkomponent som är dimensionerad att vid överbelastning brytas sönder istället för vispen. i vätskan i tanken 42 är företrädesvis någon typ av olja, t.ex. smörj- eller hydraulolja, men kan även vara någon annan sorts vätska, t.ex. vatten.

Vispbladen kan även ha andra former, än de vispblad 48 ,148, 248 som visas i figurerna. Exempelvis kan varje vispblad vara "S”-formigt, eller spiralformigt.

Det rotationsbegränsande arrangemanget har i de utföringsformer som beskrivs ovan visats på en gyratorisk kross av en typ som saknar topplager.

Ett rotationsbegränsande arrangemang kan naturligtvis med fördel även monteras på såväl en gyratorisk kross som har topplager, som på andra typer av gyratoriska krossar.

Claims (11)

10 15 20 25 30 11 PATENTKRAV

1. Gyratorisk kross som innefattar ett krosshuvud (22), på vilket en första krossmantel (30) är monterad; ett stativ (12) på vilket en andra krossmantel (32) är monterad, vilken andra krossmantel (32) tillsammans med den första krossmanteln (30) avgränsar en krosspalt (34); och en drivanordning (24), som är anordnad att medelst en roterande excenter (20) bringa krosshuvudet (22) att utföra en gyrerande rörelse för krossning av material som införes i krosspalten (34), kännetecknad av att krosshuvudet (22) är anslutet till stativet (12) via ett rotationsbegränsande arrangemang (40) som innefattar en visp (44; 144; 244) som är anordnad att rotera i en tank (42; 142; 242), varvid tanken (42; 142; 242) är anordnad att innehålla en vätska för bromsning av vispens (44; 144; 244) rotation.

2. Kross enligt krav 1, varvid excentern (20) är anordnad att rotera kring en centrumaxel (18), och det rotationsbegränsande arrangemanget (40) är beläget inuti centrumaxeln (18).

3. Kross enligt något av föregående krav, varvid tanken (42; 142; 242) har en cirkulärcylindrisk vägg som är försedd med åtminstone ett mot vispen (44; 144; 244) sig sträckande utsprång (50; 150; 250).

4. Kross enligt något av föregående krav, varvid vispen (44;144; 244) innefattar en vispaxel (47; 147; 247), som är försedd med åtminstone ett utskjutande parti (48; 148; 248) som är anordnat att vid rotation av vispen (44; 144; 244) bromsas av en itanken (42; 142; 242) belägen vätska. i'

5. Kross enligt krav 4, varvid vispens (44) åtminstone ett utskjutande parti (48) är väsentligen skivformigt och sträcker sig från vispaxeln (47) längs ett plan som är väsentligen parallellt med vispaxelns (47) utsträckning. 10 15 20 12

6. Kross enligt krav 4, varvid vispens (144) åtminstone ett utskjutande partis (148) tvärsnitt är bågformigt, sett i ett plan som år vinkelrätt mot vispaxeln (147).

7. Kross enligt något av krav 4-6, varvid det relativt vispaxeln (247) radiellt yttersta avsnittet (251) av vispens (244) åtminstone ett utskjutande parti (248) är undanvikbart.

8. Kross enligt något av föregående krav, varvid vispen (44; 144; 244) är förbunden med krosshuvudet (22) via en kardanaxel (46) som är försedd med åtminstone en kardanknut (53).

9. Kross enligt krav 8, varvid kardanaxeln (46) är delad i ett övre axelavsnitt och ett nedre axelavsnitt, och nämnda axelavsnitt år rotationslåsta till varandra och år axiellt förskjutningsbara relativt varandra.

10. Kross enligt något av föregående krav, varvid det rotationsbegrånsande arrangemanget (40) är anordnat att vid drift ge ett bromsande vridmoment av åtminstone 300 Nm, när krosshuvudet (22) just ska börja rotera, dvs. när krosshuvudet (22) har en rotationshastighet relativt stativet (12) av 0 varv/s.

11. Kross enligt något av. föregående krav, varvid krosshuvudet (22) år anslutet till det rotationsbegränsande arrangemanget (40) via en momentbegränsare (49).