(57)【要約】  材料粉砕用に構成された装置用の装着可能面を作製する方法は、第１の金属構造体に隣接して挿入物を配置するステップと、第２の金属構造体と第１の金属構造体の間に間隙があるように、挿入物および第１の金属構造体に隣接して第２の金属構造体を配置するステップと、第２の金属構造体に隣接して少なくとも１つの爆発物を配置するステップとを含む。挿入物を第１の金属構造体に取り付けるために、第２の金属構造体に隣接して１つまたは複数の爆発物が点火されて、第１の金属構造体の一部分を変形させる。装着可能面は、例えばローラーの半自生層でよく、あるいは岩、鉱物、鉱石または造粒物などの材料に衝撃を与える、または同材料を破砕する、もしくは研削するように構成された破砕装置の破砕体の装着可能面でもよい。このような装着可能面を含んでいる装置も開示される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料粉砕用に構成された装置用の装着可能面を作製する方法であって、
第１の金属構造体より硬い挿入物を前記第１の金属構造体に隣接して配置するステップと、
第２の金属構造体を、前記挿入物および前記第１の金属構造体に隣接して、前記第２の金属構造体と前記第１の金属構造体の間に間隙があるように配置するステップであって、前記第２の金属構造体が、前記間隙に対面する第１の面および前記第１の面の反対側の第２の面を有するステップと、
前記第２の金属構造体の前記第２の面に隣接して少なくとも１つの爆発物を配置するステップと、
前記装着可能面を形成するために、前記挿入物を前記第１の金属構造体に取り付けるように、前記少なくとも１つの爆発物に点火して、前記第１の金属構造体の一部分を変形させるステップとを含む方法。
【請求項２】
前記挿入物が第１の挿入物であり、前記方法が、
第３の金属構造体より硬い第２の挿入物を前記第３の金属構造体に隣接して配置するステップと、
前記第１の金属構造体と前記第３の金属構造体の間に第２の間隙があるように、前記第１の金属構造体に隣接して前記第３の金属構造体および前記第２の挿入物を配置するステップとをさらに含み、
前記少なくとも１つの爆発物に点火するステップが、前記第３の金属構造体の一部分も変形させて、前記第２の挿入物を前記第３の金属構造体に取り付け、前記第３の金属構造体の一部分と前記第１の金属構造体の一部分の間に冶金学的結合も形成して前記装着可能面を形成する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記装着可能面から前記第２の金属構造体を離すステップであって、
前記第１の金属構造体が、板、管、または全体的に円筒状の構造体であり、前記第２の金属構造体が、板、管または全体的に円筒状の構造体であり、前記第２の金属構造体が、前記装着可能面から前記第２の金属構造体を離すために前記第２の金属構造体を切断するステップおよび打撃を与えるステップのうち少なくとも１つによって前記装着可能面から離されるステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記装着可能面を所望の形状に切断するステップと、前記装着可能面を所望の形状に曲げるステップと、前記装着可能面を所望の形状に平板化するステップと、前記装着可能面を試験するステップとのうち少なくとも１つをさらに含み、前記切断するステップ、前記曲げるステップ、前記平板化するステップ、および前記試験するステップのうち少なくとも１つが、前記装置の粉砕部品に前記装着可能面が取り付けられることを可能にするように構成される請求項１に記載の方法。
【請求項５】
材料粉砕用に構成された前記装置が、製粉機、破砕機、または研削機構であり、前記装着可能面が、材料を破砕するために、前記材料に衝撃を与えることができるように、前記粉砕部品に取り付けるように構成される請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記装着可能面が第１の装着可能面であり、前記粉砕部品が第２の装着可能面を有し、前記第１の装着可能面が、前記破砕装置の前記粉砕部品に取り付けられ得るように構成され、その結果、前記装置が破砕回路に配置されている状態で、前記第１の装着可能面を、前記粉砕部品の前記第２の装着可能面の少なくとも一部分と交換することができる請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記粉砕部品の前記第２の装着可能面の交換が、前記第１の装着可能面を取り付けて前記粉砕部品を改造することによって行なわれる請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記挿入物が挿入物の第１の組および挿入物の第２の組を含み、挿入物の前記第１の組の挿入物が挿入物の前記第２の組の挿入物より大きく、挿入物の前記第１の組が、挿入物の前記第２の組の配列に隣接して配置された配列に構成されるように、前記挿入物が配置される請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記挿入物が、挿入物の第１の組、挿入物の第２の組、挿入物の第３の組および挿入物の第４の組を含み、挿入物の前記第１の組が、前記第１の金属構造体の中へ少なくとも１２．７ｍｍ（０．５インチ）引っ込んでおり、挿入物の前記第２の組が、前記第１の金属構造体の中へ少なくとも１２．７ｍｍ（０．５インチ）引っ込んでおり、挿入物の前記第３の組が、前記第１の金属構造体の中へ少なくとも９．５２５ｍｍ（０．３７５インチ）引っ込んでおり、挿入物の前記第４の組が、前記第１の金属構造体の中へ少なくとも９．５２５ｍｍ（０．３７５インチ）引っ込んでおり、前記挿入物が、前記爆発溶接に先立って前記第１の金属構造体の中へ引っ込んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記挿入物が、前記挿入物を配置する前記ステップの間に、前記第１の金属構造体に埋め込まれ、かつ前記第１の金属構造体に結合され、
前記第１の金属構造体の一部分が、前記第１の金属構造体と挿入物の前記爆発溶接の後に前記挿入物を覆い、
前記装着可能面が、ある期間にわたる材料粉砕動作を通じて磨耗した後に、前記第１の金属構造体の半自生層を形成するように磨耗するように構成される請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２の金属構造体が、前記第１の金属構造体の直径より大きい直径を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
材料を粉砕するように構成された装置であって、
可動破砕体と、
前記破砕体で衝撃を与えられる材料を支持する、または保持するように寸法設定して構成され、前記可動破砕体に隣接する第１の面と、
前記材料に衝撃を与えて破砕するように、前記破砕体上に配置されて前記破砕体に取り付けられた装着可能面とを備え、
前記装着可能面および前記第１の面のうち少なくとも１つが、少なくとも１つの爆発物に点火することによって生じる力の伝達により、第１の金属構造体の一部分が変形することによって挿入物に取り付けられた前記第１の金属構造体を含み、前記挿入物が前記第１の金属構造体より硬いものである装置。
【請求項１３】
前記第１の金属構造体が鋼を含むローラーであり、前記装着可能面が、粉砕動作の下で磨耗すると、前記ローラーの半自生層を形成するように構成される請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記装置がローラー製粉機、円錐破砕機、または製粉機であり、前記挿入物が前記第１の金属構造体の一部分で覆われる請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記挿入物が、円錐形の挿入部材、先細りの挿入部材、球状の挿入部材、および円筒状の挿入部材のうち少なくとも１つを含む請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記材料が、造粒物、岩、石、鉱物、または鉱石であり、前記挿入物が前記第１の金属構造体の一部分で覆われる請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記破砕体がダイまたはローラーであり、前記第１の金属構造体が前記破砕体の一部分であり、前記第１の面が、鉄床の面、台の面またはコンベアの面である請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
前記破砕体がローラーであり、前記第１の金属構造体が前記ローラーの少なくとも一部分である請求項１２に記載の装置。
【請求項１９】
前記挿入物が、少なくとも挿入物の第１の組および挿入物の第２の組を含み、挿入物の前記第１の組が挿入物の前記第２の組より小さく、挿入物の第１の組が、前記第１の金属構造体の中に配置され、挿入物の前記第２の組が、前記第１の金属構造体の中に、挿入物の前記第１の組とは異なる深さで配置される請求項１２に記載の装置。
【請求項２０】
前記挿入物が、前記第１の金属構造体の一部分を変形させるのに先立って前記第１の金属構造体に形成された窪みにセメント接合、結合、および接着のうち１つを施される請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料粉砕用の装着可能面に関する。このような装着可能面は、材料を挽くためのローラー製粉機のローラーに、あるいは破砕機、研磨機、圧縮機、ローラー圧縮機、製粉機、または材料を破砕する、もしくは研削するように構成された他の装置などの破砕装置の破砕面に設けられてよい。好ましくは、装着可能面は、製粉機のダイまたはローラーなどの破砕体用の半自生層を形成するように構成される。
【背景技術】
【０００２】
製粉機、圧縮機、破砕機、および材料を研削するのに使用される他の破砕装置は、材料に衝撃を与える、または材料を破砕するように構成された１つまたは複数の破砕体を含むことが多い。破砕体は、破砕体の面と、台、壁または他の面との間の材料を研削するように構成されることが多い。このような破砕装置の実例は、米国特許第２５２，７５５号、米国特許第１，２２５，０６１号、米国特許第１，５８９，３０２号、米国特許第３，９５５，７６６号、米国特許第３，９６４，７１７号、米国特許第４，３６９，９２６号、米国特許第４，４８５，９７４号、米国特許第４，５８２，２６０号、米国特許第５，２０３，５１３号、米国特許第５，８２３，４５０号、および米国特許第６，５２３，７６７号から理解されよう。別の実例として、ローラー圧縮機は、材料を研削するために材料に衝撃を与えるように構成された１つまたは複数のローラーを有してよい。各ローラーが磨耗面を含んでよい。磨耗面がローラーに取り付けられてよい。例えば、ローラーの磨耗面はローラーに溶接されてよい。
【０００３】
磨耗面が材料を破砕するとき、一般に磨耗面は磨耗する。ある期間の後、磨耗面は、材料を破砕することができなくなる、または破砕能力が大幅に低下するほど磨耗する可能性がある。例えば、使用中に、磨耗面の各部分が腐食して、または壊れて、交換または修理が必要になることがある。
【０００４】
破砕装置に使用されるいくつかの装着可能面は、米国特許第５，７５５，０３３号に開示されたタイルなど、６角形のタイルを含む。タイル張りの面は、タイル間に間隙のあるタイルを含むことができる。タイルは基材に貼り付けられ、基材より硬い。このようなタイルは、このような製品を作製するのに必要な装置の寸法により、多くの場合加工するのが高くつく。さらに、装着可能面が、材料を研削するために工場または加工ラインにある間、このようなタイル張りの装着可能面は、たいてい修理することができない。このような製品に対して現場修理ができないことは、製造業者にとって主要な障害になる可能性があり、このようなデバイスを保守または修理するための経費が大幅に増加する恐れがある。
【０００５】
破砕装置に使用される他の装着可能面が、米国特許第５，２６９，４７７号から理解され得る。このような装着可能面は、円筒状の圧縮ローラーの面に埋め込まれた挿入部材を含む。圧縮ローラーに挿入物を取り付けるのに結合リングが使用されてよい。挿入部材は、ローラーの面の中へ半径方向に突き出てよい。挿入部材は、材料を破砕するように構成されている。このような磨耗面を有するローラーは、ローラーの面の中へ挿入部材を組み込むのに、かなり集約的な労働量を必要とする可能性がある。このような製品を製造するための準備期間も比較的長い。さらに、このようなローラーについては連続生産が困難である。これらタイプのローラーは、ローラーが製造施設の生産ラインの中の装置上にある状態での修理など、現場修理に関する設備能力も比較的限られていることもある。
【０００６】
現場修理が可能で、破砕装置の破砕体用の装着可能面の生産コストを引き下げることができる新規の装着可能面が必要とされている。好ましくは、このような装着可能面は、装置が製造施設の生産ラインの中にある状態での現場修理を可能にすることができ、製造のための準備期間を比較的短くすることができる。
【発明の概要】
【０００７】
破砕装置に利用され得る装着可能面を作製する方法は、第１の金属構造体に隣接して挿入物を配置するステップと、第１の金属構造体と第２の金属構造体の間に間隙があるように、挿入物に隣接して第２の金属構造体を配置するステップと、第２の金属構造体に隣接して少なくとも１つの爆発物を配置するステップと、第１の金属構造体の一部分と挿入物を係合させ、第１の金属構造体に挿入物を取り付けて装着可能面を形成するように、第２の金属構造体に隣接した少なくとも１つの爆発物に点火して第１の金属構造体を変形させるステップとを含む。
【０００８】
１つまたは複数の爆発物が、第２の金属構造体の、間隙に面する面の反対側の面に配置されてよい。例えば、第２の金属構造体は、第１の面と、第１の面の反対側の第２の面とを含んでよい。第１の面は、間隙に面してよく、第２の金属構造体と第１の金属構造体の間に間隙を画定するのに役立つこともできる。１つまたは複数の爆発物が、金属構造体の第２の面に配置されてよく、あるいは第２の面の近くに配置されてもよい。
【０００９】
装着可能面が形成された後、第２の金属構造体を装着可能面から離す、すなわち装着可能面を第２の金属構造体から離してよい。例えば、第２の金属構造体を、第１の金属構造体と挿入物の爆発溶接から形成された装着可能面から離すように叩く、または打つことにより、装着可能面から離してよい。もちろん、第２の金属構造体を、機械により、または引っ張ることによって、移動してもよい。代替形態として、第２の金属構造体は、第２の金属構造体に隣接して配置されたままでよく、または第１の金属構造体に取り付けられてもよい。この方法のいくつかの実施形態では、このような取付けは、第１の金属構造体と第２の金属構造体の間の金属結合または分子内結合を含んでよい。
【００１０】
挿入物は、炭化物、炭化タングステンまたは第１の金属構造体の材料より硬い他の材料から成るものでよい。第１および第２の金属構造体は、どちらも４１４０鋼から成るものでよい。もちろん、第１および第２の金属構造体は、別々の等級の鋼または合金などの他の金属から成るものでよい。各金属構造体は、別々の金属から成るものでもよい。
【００１１】
好ましくは、形成された装着可能面は、分配された挿入物を有するように構成されて、半自生層を形成することができる。いくつかの実施形態では、半自生層は、研削動作が始まった後にのみ形成されてよい。例えば、装着可能面は、形成されてから、ある期間にわたって破砕動作に利用された後に特定の位置で磨耗する可能性がある。このような実施形態については、生じた磨耗によって半自生層を形成してよい。
【００１２】
この方法のいくつかの実施形態では、第１の金属構造体は、板、パイプ、管または円筒状の構造体でよく、第２の金属構造体は、板、パイプ、管または円筒状の構造体でよい。好ましくは、第１の金属構造体は、第２の金属構造体と全体的に同一の形状であり、第２の金属構造体の周辺は、第１の金属構造体の周辺以上である。
【００１３】
この方法のいくつかの実施形態は、さらなるステップを含む。例えば、装着可能面は、所望の形状に切断され、所望の形状に曲げられ、所望の形状へと平板化され、試験されてよく、または切断、曲げ、平板化、および試験の任意の組合せを受けてよい。曲げ、平板化、切断、および試験は、好ましくは、装着可能面が破砕装置の粉砕部品に取り付けられることを可能にするように構成される。装着可能面の試験は、第１の金属構造体に取り付けられた挿入物、第１の金属構造体および形成された装着可能面が設計目標または品質目標を満たすことを確認するように計画されてよい。このような試験は、目視検査、非破壊試験、超音波探傷検査、物理的測定を含んでよく、装着可能面に対する機械的試験もあってよい。
【００１４】
この方法のさらなる実施形態に用いられ得る追加のステップは、金属構造体および挿入物を配置するステップに先立って、または爆発物に点火するステップに先立って、スケールなどの面欠陥または他の欠陥を除去するために、第１の金属構造体および第２の金属構造体を研削するステップも含んでよい。
【００１５】
この方法の様々な実施形態に関して、特定の設計目標または製作目標を満たすために、１つまたは複数の爆発物の点火が別々の位置で行なわれてよい。例えば、１つまたは複数の爆発物に点火するための発火点は、前方の中央位置、頂部の中央位置、頂部中央の中心位置または他の位置であってよい。
【００１６】
挿入物と第１の金属構造体の爆発溶接中に、第１の金属構造体および挿入物を支持するために、鉄床または他の支持体の上に第１の金属構造体が配置されてよいことを理解されたい。例えば、第１の金属構造体と挿入物との爆発溶接中に、第１の金属構造体を支持するために、第１の金属構造体の下に１つまたは複数の鉄床あるいは１つまたは複数のライザーが配置されてよい。
【００１７】
この方法のいくつかの実施形態では、１つまたは複数の爆発物は、第２の金属構造体に隣接して、同構造体の上に配置されてもよい。カバー板が爆発物と第１の金属構造体の間にあるように、カバー板および他のカバー構造体が、第１の金属構造体上に配置されてよい。カバー板と第１の金属構造体の間にライザー板も配置されてよい。
【００１８】
好ましくは、破砕装置は、製粉機、破砕機、研削機構または他の材料粉砕装置であり、装着可能面は、材料を破砕するために、材料に衝撃を与えることができる、または材料を圧縮することができるように、このような装置の粉砕部品に取り付けるように構成される。好ましくは、材料粉砕装置は、鉱物産業またはセメント製造業で使用するように寸法設定して構成される。もちろん、破砕装置は、他の産業で使用するように構成されてもよい。
【００１９】
この方法の実施形態は、破砕装置が、現場に、または生産ラインもしくは製造設備の中にある状態で、粉砕部品の装着可能面を更新するのにも利用され得る。例えば、装着可能面は、材料粉砕装置が破砕回路に配置されている状態で、同装置の粉砕部品の装着可能面または同装着可能面の一部分と交換され得るように、同粉砕部品に取り付けるように構成されてよい。例えば、粉砕部品の装着可能面は、破砕装置が、工場または供給業者からの破砕装置を購入した顧客によって作動される破砕回路の一部分における生産ラインにある状態で、更新または修理されてよい。
【００２０】
装着可能面を作製する方法の実施形態は、第３の金属構造体を用意するステップと、第２の挿入物を用意するステップと、第２の挿入物を、第３の金属構造体に隣接して配置するステップと、１つまたは複数の爆発物に点火して、第３の金属構造体の一部分も変形させ、第２の挿入物が、第３の金属構造体に取り付けられる、または第３の金属構造体の変形した部分と機械的に連結されるように、第３の金属構造体および第２の挿入物を、第１の金属構造体に隣接して配置するステップとも含んでよい。１つまたは複数の爆発物に点火することにより、第３の金属構造体を第１の金属構造体に爆発溶接して装着可能面を形成することもできる。このような爆発溶接は、第１の金属構造体と第３の金属構造体の間に、金属結合または分子内結合を形成し得ることを理解されたい。第２の挿入物は、好ましくは第３の金属構造体の材料より硬いものである。
【００２１】
この方法の他の実施形態には、１つまたは複数の爆発物に点火して種々様々な挿入物を埋め込まれた金属構造体から装着可能面を形成するように、さらなる金属構造体および同金属構造体の中に埋め込まれた挿入物も含まれてよいことを理解されたい。
【００２２】
この方法のいくつかの実施形態では、挿入物は、挿入物を配置するステップを通じて、第１の金属構造体に埋め込まれ、かつ第１の金属構造体に結合されてよい。例えば、挿入物を第１の金属構造体の内部に所定の深さで配置するために、挿入物は、第１の金属構造体に形成された窪みの内部にセメント接合または接着されてよい。爆発物の点火の後、第１の金属構造体の一部分が、各挿入物または各挿入物の一部分を覆ってよい。例えば、１つまたは複数の爆発物が点火された後に、第１の金属構造体が、挿入物を、部分的に、または余すところなく覆うように、第１の金属構造体の外側部分が変形され得て、第１の金属構造体が変形することにより、挿入物を第１の金属構造体にしっかりと確実に取り付けて装着可能面を形成する。挿入物の深さは、例えば３．１７５ｍｍ（０．１２５インチ）、６．３５ｍｍ（０．２５インチ）、９．５２５ｍｍ（０．３７５インチ）、１２．７ｍｍ（０．５インチ）、１５．８７５ｍｍ（０．６２５インチ）、１９．０５ｍｍ（０．７５インチ）、もしくは２２．２２５ｍｍ（０．８７５インチ）、または別々の深さの組合せでよい。
【００２３】
金属構造体が円筒状または全体的に円筒状であれば、各構造体が直径を有することができる。第１の金属構造体の直径は、第２の金属構造体の直径より小さくてよい。好ましくは、第１の金属構造体は、第２の金属構造体より大きな質量を有する。挿入物は、様々な別々の材料から成る挿入部材でよい。例えば、挿入物は、セラミック、鋼、合金または他の材料から成ってよい。好ましくは、挿入物は、炭化タングステン、炭化タングステンコバルト、超硬合金、セラミック材料または複合材料から成る。挿入物は、Ｋｅｎｎａｍｅｔａｌ、Ｈａｒｄｍａｔａｌ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ、または他の供給業者などの供給業者から調達され得る。もちろん、挿入物は、あるいは装着可能面を製作する会社によって作製され使用されてよい。
【００２４】
挿入物は別々の形状または寸法を有してよい。例えば、挿入物は、円錐形、先細りの形状、円筒形、長方形、球形、楕円形、円形、多角形でよい。挿入物は、様々な寸法であってもよい。挿入物は、別々の挿入物が別々の形状および寸法を有して用意されてもよい。
【００２５】
この方法のいくつかの実施形態では、挿入物は、挿入物の第２の組より小さい挿入物の第１の組を含んでよい。挿入物の第１の組は、第１の金属構造体の中に、挿入物の第２の組とは異なる深さで部分的に配置されてよい。
【００２６】
挿入物を金属構造体に取り付けるために金属構造体の一部分を変形させるのに使用され得る１つまたは複数の爆発物に点火するのに先立って、挿入物は、第１の金属構造体に形成された窪みに、セメント接合、結合、または接着されてよいことを理解されたい。挿入物をセメント接合、結合または接着すると、１つまたは複数の爆発物が点火される、すなわち爆発するときに、金属構造体の内部に、挿入物を、配置された状態または埋め込まれた状態に維持するのを支援することができる。
【００２７】
本明細書では、破砕装置の実施形態も開示される。破砕装置は、鉱石、鉱物、岩、石、造粒物、セメント製造に用いられる材料、生コンクリート製造などのコンクリートの製造に用いられる材料または他の材料などの材料を破砕するように構成されてよい。破砕装置は、可動破砕体と、破砕体が衝撃を与える材料を支持する、または保持するように寸法設定して構成された可動破砕体に隣接する第１の面と、破砕体に取り付けられた装着可能面とを含んでよい。装着可能面は、材料に衝撃を与えて破砕するように、破砕体上に配置される。装着可能面および第１の面のうち少なくとも１つが、第１の金属構造体と、上記で論じられた方法の適用可能な実施形態を利用して１つまたは複数の爆発物に点火することでもたらされる第１の金属構造体の変形によって第１の金属構造体に取り付けられた挿入物とを含んでおり、それらはまた以下でより詳細に論じられることになる。好ましくは、挿入物は第１の金属構造体より硬いものである。
【００２８】
破砕装置の実施形態の実例は、装着可能面または本明細書で説明された方法によって形成された第１の面を有する破砕装置を含んでよい。
例えば、破砕装置のいくつかの実施形態は、挿入物を第１の金属構造体に取り付けるために、第１の金属構造体の一部分を塑性変形させるのに、第２の金属構造体に隣接した１つまたは複数の爆発物に点火することによって変形された第１の金属構造体で形成されている破砕体に取り付けられた装着可能面しか含まなくてよい。破砕装置の他の実施形態は、挿入物を第１の金属構造体に取り付けるために、第１の金属構造体の一部分を塑性変形させるのに、第２の金属構造体に隣接した１つまたは複数の爆発物に点火することによって変形された第１の金属構造体で形成されている材料を保持する、または支持するための第１の面しか含まなくてよい。さらに別の実施形態は、挿入物を第１の金属構造体に取り付けるために、第１の金属構造体の一部分を塑性変形させるのに、第２の金属構造体に隣接した１つまたは複数の爆発物に点火することによって変形された第１の金属構造体で形成されている破砕体に取り付けられた装着可能面と、挿入物を金属構造体に取り付けるために、金属構造体の一部分を塑性変形させるのに、別の金属構造体に隣接した１つまたは複数の爆発物に点火することによって変形された金属構造体で形成されている材料を保持する、または支持するための第１の面との両方を含んでよい。
【００２９】
いくつかの実施形態では、第１の金属構造体は、鋼を含むローラーでよく、装着可能面は、ローラーの半自生層でよく、あるいは使用中に若干の磨耗量または所定の磨耗量が生じた後に半自生層を画定して長持ちするように構成されてもよい。第１の面は、鉄床、台、またはコンベアの面でよく、あるいは支持体または他の物体の面でもよい。
【００３０】
破砕装置の実施形態は、ローラー製粉機、垂直製粉機、円錐破砕機、他の破砕機、他の製粉機、整粒器、破砕装置および研削装置を含んでよい。破砕装置の実施形態が、微粉砕機を含み得ることも企図されている。破砕装置の破砕体は、ダイもしくはローラーまたは材料を破砕する、ミル加工する、研削する、整粒する、もしくは砕くために材料に衝撃を与えるように構成された他の物体でよい。
【００３１】
本発明の他の詳細、目的、および利点が、本発明の好ましい特定の実施形態および本発明を実施する好ましい特定の方法の以下の説明が進行するのにつれて明らかになるであろう。
【００３２】
装着可能面、装着可能面の実施形態を利用して材料を粉砕するように構成された装置、およびこれらを作製する方法の好ましい実施形態が、添付図面に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第２の金属構造体に隣接した破砕装置用装着可能面の第１の好ましい実施形態を示す分解組立図である。
【図１Ａ】爆発物の点火以前の、破砕体の外側部分の窪みの中に配置された挿入物を示す部分断面図である。
【図１Ｂ】挿入物を破砕体に取り付けるために、破砕体の外側部分の一部分を変形させて挿入物を完全に閉じ込めるように、爆発物が点火されて、第２の金属構造体が、爆発物から破砕体の外側部分へと力を伝達した後の、破砕体の外側部分の窪みの中に配置された挿入物を示す部分断面図である。
【図１Ｃ】挿入物を破砕体に取り付けるために、破砕体の外側部分の一部分を変形させて挿入物を部分的に閉じ込めるように、爆発物が点火されて、第２の金属構造体が、爆発物から破砕体の外側部分へと力を伝達した後の、破砕体の外側部分の窪みの中に配置された挿入物を示す部分断面図である。
【図２】破砕装置用装着可能面の第２の好ましい実施形態を示す分解組立図である。
【図２Ａ】破砕装置用装着可能面の第３の好ましい実施形態を示す分解組立図である。
【図２Ｂ】爆発物が点火されて第２の金属構造体が第１の金属構造体に爆発溶接された後の、第１の金属構造体の窪みの中に配置された挿入物を示す部分断面図である。
【図３】第１の金属構造体に隣接して第１の構成に配置された第１の組の挿入物を有する好ましい第１の金属構造体の第１の部分の側面図である。
【図４】第１の金属構造体に隣接して第２の構成に配置された第２の組の挿入物を有する好ましい第１の金属構造体の第２の部分の側面図である。
【図５】第１の金属構造体に隣接して第３の構成に配置された第３の組の挿入物を有する好ましい第１の金属構造体の第３の部分の側面図である。
【図６】第１の金属構造体に隣接して第４の構成に配置された第４の組の挿入物を有する好ましい第１の金属構造体の第４の部分の側面図である。
【図７】挿入物を金属構造体に爆発溶接するための、金属構造体、挿入物および爆発物の第１の好ましい構成の断面図である。
【図７Ａ】互いに爆発溶接された後の装着可能面の好ましい実施形態を含んでいる破砕体の好ましい実施形態の部分側面図である。
【図８】破砕装置の第１の好ましい実施形態に使用され得る第１の好ましい破砕体の斜視図である。
【図９】破砕装置の第１の好ましい実施形態の概略正面図である。
【図１０】破砕装置の第２の好ましい実施形態の断面図である。
【図１１】破砕装置の第３の好ましい実施形態の断面図である。
【図１２】装着可能面を作製する好ましい方法を示す流れ図である。
【図１３】破砕装置を作製する好ましい方法を示す流れ図である。
【図１４】挿入物を金属構造体に取り付けるための、金属構造体、挿入物および爆発物の第２の好ましい構成を示す断面図である。金属構造体の中央のチャンネルの内部に配置され得る中心プラグが、図１４に点線で示されている。
【図１５】装着可能面の好ましい部分の斜視図である。
【図１６】装着可能面を有する好ましい破砕体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１を参照して、装着可能面は、ローラー製粉機、垂直ローラー製粉機、破砕機、または研削装置などの破砕装置の破砕体上に形成されてよい。例えば、破砕体は、ベース部分３ａおよび外側部分３ｂを含んでよい。外側部分３ｂは、挿入部材７を収容するように寸法設定して構成された窪み５を含んでよい。好ましくは、外側部分３ｂがベース部分３ａと一体であり、あるいは、円筒状の金属構造体など、同一の金属物体または金属構造体の一部分である。
【００３５】
挿入部材７は、各挿入物が、長手方向を幅より大きく寸法設定して構成され、または正方形に類似の形状に構成され、または様々な形状および寸法を有するように構成されてよい。挿入部材は、好ましくは、円筒形、円錐形または先細りの形状を有する炭化タングステンから成る。挿入物は、様々な形状または寸法の挿入物を含んでよく、または、すべての挿入物が同一の形状および寸法でもよい。挿入部材は、例えば人工ダイヤ、ダイヤモンド、または外側部分３ｂの材料より硬い他の硬い材料など、他の硬い材料から成るものでよい。
【００３６】
挿入物は、好ましくは外側部分３ｂおよびベース部分３ａより硬いものである。例えば、挿入物は、好ましくは破砕体の硬度定格、または破砕体の外側部分３ｂより硬いブリネル値、ロックウェル値、ビッカーズ値、ヌープ値またはレープの反発値を有する。別の実例として、挿入物は、好ましくは破砕体または破砕体の外側部分３ｂより硬いジュロメータ値を有する。
【００３７】
各挿入物７は、外側部分３ｂに形成された窪み５の中に配置されてよい。窪み５の中に挿入物７を配置し、かつ破砕体に挿入物を結合するために、高温モルタル、セメント、結合剤、または接着剤などのモルタルが用いられてよい。市販で入手可能な、比較的低コストで比較的高信頼のあらゆる接着剤が、好んで用いられ得ることを理解されたい。挿入物は、その全体が、または一部分のみが、窪みの中に入るように配置されてよい。好ましくは、挿入物は、挿入物の最も外側の部分が、外側部分３ｂの最も外側の部分に対して引っ込んだ状態で窪みに配置される。
【００３８】
第２の金属構造体９は、挿入物７および破砕体の上に配置される、または挿入物７および破砕体に隣接して配置されてもよい。例えば、第２の金属構造体９は、破砕体と第２の金属構造体９の間に間隙があるように配置されてよい。第２の金属構造体９は、フライヤ板、フライヤ管、ドライバ板、ドライバ管、ドライバパイプまたは他の金属構造体でよい。挿入物７は、好ましくは第２の金属構造体９より硬いものである。
【００３９】
外側部分３ｂおよび第２の金属構造体９は、これらの構造体の配置またはいずれかの爆発物の点火に先立って研削されてよい。金属構造体の面からスケールまたは他の面欠陥を除去するために、研削が用いられてよい。
【００４０】
好ましくは、第２の金属構造体９は、第２の金属構造体と埋め込まれた挿入物および破砕体の外側部分３ｂとの間に間隙が形成されるように挿入物７および破砕体に隣接して配置される。間隙は、外側部分３ｂと第２の金属構造体の間にスペーサを配置することにより維持され得る。スペーサが、間隙の寸法を画定してよい。間隙の幅が、隔離寸法を画定してよい。
【００４１】
１つまたは複数の爆発物が、第２の金属構造体に隣接して配置されてよい。例えば、第２の金属構造体９は、間隙および破砕体の外側部分３ｂに対向している第１の面と、第１の面の反対側の第２の面とを有してよい。１つまたは複数の爆発物が、第２の金属構造体９の第２の面に隣接して配置されてよい。例えば、１つまたは複数の爆発物が、第２の金属構造体９の第２の面上または第２の面の近くに配置されてよい。例えば爆発物などの１つまたは複数の爆発物は、このような材料の供給業者または売り手から取得されてよい。
【００４２】
１つまたは複数の爆発物は、任意数の適切な爆発物または爆発物の組合せを含んでいる爆発物を含み得るように企図されている。例えば、使用され得る爆発物には、硝酸アンモニウム、アマトール、グアニジン、ダイナマイト、サイクロナイト、プラスチック爆弾、爆発性の粉末、硝酸アンモニウム／燃料油（ＡＮＦＯ）、ＥＬ８１９タイプの爆発物、Ｔ２００タイプの爆発物または他の爆発物が含まれ得るように企図されている。
【００４３】
この方法のいくつかの実施形態では、第２の金属構造体９および破砕体の頂部の上に、カバー板または他の構造体が配置されてよい。１つまたは複数の爆発物の一部分あるいは別の爆発物が、カバー板上に配置され、第２の金属構造体の近くに配置された１つまたは複数の爆発物に接してもよい。
【００４４】
あるいは、保護ガラスが不要になる、または別様に使用されるように、第２の金属構造体および破砕体は、第２の金属構造体が、第１の金属構造体の頂部を覆うように構成されてよい。
【００４５】
挿入物を破砕体に取り付けて装着可能面を形成するために、破砕体の外側部分３ｂを変形させて、第２の金属構造体９を破砕体の外側部分３ｂと強制的に接触させるように、爆発物が点火されてよい。第２の金属構造体９は、外側部分３ｂが変形した後に、形成された装着可能面を有する破砕体から離されてよい。挿入物および破砕体から第２の金属構造体９を分離する、または除去するために、第２の金属構造体は、例えば切断され、次いで道具または機械によって打撃または衝撃を与えられてよい。代わりに、破砕体が第２の金属構造体９から除去されてよく、あるいは、両構造体が互いに離されてよい。好ましくは、挿入物は、爆発溶接の後に、点火された１つまたは複数の爆発物から第２の金属構造体９によって伝達される力に起因する破砕体の変形により、破砕体の一部分によって覆われる、または閉じ込められる。
【００４６】
外側部分３ｂが変形すると、外側部分３ｂが挿入物７と係合し、または外側部分３ｂと挿入物７の間に機械的連結が生じて、外側部分３ｂに挿入物を取り付ける。破砕体の外側部分３ｂに挿入物７を取り付けるように生じるこのような変形の実例は、図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃから理解され得る。破砕体の外側部分３ｂへの挿入物の取付けをもたらす、爆発物の点火によって引き起こされる変形は、破砕体の外側部分３ｂへの挿入物の爆発鍛造（「ＥＸＦ」）と考えることができる。
【００４７】
点火された爆発物は、挿入物７と破砕体の外側部分３ｂの間に爆発溶接または他の溶接をもたらさないことを理解されたい。挿入物７と外側部分３ｂの間に冶金学的結合が生じる可能性はない。
【００４８】
破砕体が、中央のチャンネルを含んでいる円筒または他の構造体である場合、同チャンネルは、爆発物の点火に先立って中央のプラグで満たされてよい。プラグを配置すると、構造体を支持し、かつ点火された爆発物から伝達され得るあらゆる力の結果としての構造体の損傷または望ましくない変形を防ぐことができる。爆発物が点火されて、挿入物が望み通りに金属構造体に取り付けられた後に、中央のプラグも除去されてよい。
【００４９】
装着可能面は、破砕動作を通じて損耗したとき、半自生層または破砕体の半自生面を形成するように構成されてよい。例えば、時間が経つにつれて、挿入物を覆う装着可能面の外側部分が磨耗して挿入物が削り取られることがあり、半自生層が形成される。一例として、挿入物を覆う装着可能面の各部分が磨耗して削り取られることがあり、挿入物を覆っている材料より硬い挿入物の一部分が露出する。挿入物の露出部分は、取り付けられている金属構造体の隣接した部分に対して盛り上がっていてよい。粉砕動作または破砕動作が始まった後に露出される引っ込んだ挿入物の露出部分が、次いで、装着可能面の半自生層を形成してよく、または装着可能面の半自生層を画定するのを支援してよい。
【００５０】
破砕体は、好ましくは、ローラー製粉機、垂直製粉機またはローラー圧縮機のローラーであるが、研削装置、製粉装置、破砕機、微粉砕機、整粒器または粉砕装置などの他の破砕装置の構成要素になるように寸法設定して構成されてもよい。例えば、破砕体は金属板または金属の円筒状構造体でよく、第２の金属構造体９は金属板または金属の円筒状構造体でよい。金属の円筒状構造体のそれぞれが、例えば金属管、金属円盤、金属円筒、金属パイプでよい。ベース部分３ａの金属、外側部分３ｂおよび第２の金属構造体９の金属は、４１４０鋼でよい。特定の設計目標を満たすために、破砕体および第２の金属構造体には、他の鋼、合金または他の金属も用いられ得ることを理解されたい。いくつかの代替実施形態では、外側部分３ｂ、ベース部分３ａおよび第２の金属構造体９も別々の金属から成り得ることも企図されている。
【００５１】
他の実施形態では、破砕体は、挿入物を埋め込まれた材料の複数の層から形成されている装着可能面を有してよい。例えば、装着可能面は、挿入物２７を埋め込まれている第１の金属構造体２５に取り付けられた第１のベース部分２３、第２の挿入物埋設金属構造体３１、第１の挿入物埋設金属構造体２５と第２の挿入物埋設金属構造体３１の間の中間金属構造体２９、および第２のベース金属構造体３３を含んでよい。
【００５２】
金属構造体２３、２５、２９、３１および３３は、連続的に互いに隣接して構成され、次いで、互いに爆発溶接することによって形成され得るように企図されている。例えば、第１のベース部分２３は、金属構造体２５とフライヤ板またはフライヤ管の間に間隙が存在するように金属構造体２５に隣接して配置されたフライヤ板またはフライヤ管でよい。金属構造体２９、３１および３３は、隣接した金属構造体から間隙によって分離されるように連続的に構成されてよい。各間隙の幅は、別々でも同一でもよい。各間隙の幅が、それぞれの間隙の両側に配置された金属構造体を分離する隔離距離を画定する。もちろん、いくつかの間隙幅が同一で、他の間隙幅が異なってもよい。次いで、金属構造体を爆発溶接するために、ベース構造体２１に隣接した爆発物が点火されてよい。
【００５３】
間隙の幅は、特定の設計目標を満たすように決定されてよい。間隙幅が大きければ大きいほど、より大きな力が、点火された爆発物から特定の金属構造体に伝達されることを理解されたい。
【００５４】
あるいは、別々の層が、別々の点火で互いに爆発溶接されてよい。挿入物は、好ましくは、金属構造体の爆発溶接に先立って、挿入物埋設金属構造体の中に埋め込まれる。１つまたは複数の爆発物の点火後に、各金属構造体の中に埋め込まれた挿入物が、金属構造体の変形した部分によって、変形した部分が、これらの挿入物と係合する、またはこれらの挿入物の表面領域の少なくとも一部分に対して機械的に連結するように、それぞれの金属構造体に取り付けられてよい。
【００５５】
好ましくは、挿入物は、挿入物を埋め込まれた第１の金属構造体２５の挿入物が、挿入物を埋め込まれた第２の金属構造体３１に配置された挿入物に対して互い違いになるように構成される。好ましい互い違いの構成の１つは、図７Ａから理解され得て、これは以下でより詳細に論じられる。
【００５６】
点火された爆発物は、挿入物と挿入物が埋め込まれている金属構造体の間に爆発溶接または他の溶接をもたらさないことを理解されたい。挿入物と金属構造体の間に分子内結合または冶金学的結合が生じる可能性はない。しかし、金属構造体間では、爆発溶接および冶金学的結合の形成が起こる可能性がある。例えば、第１のベース部分２３は、図２Ｂから理解され得るように、金属構造体の金属とベース部分２３の間の分子内結合または冶金学的結合が生じるように、第１の中間挿入物埋設金属構造体２５に爆発溶接されてよい。第１の挿入物埋設金属構造体２５は、中間金属構造体２９にも爆発溶接されてよく、中間金属構造体は、第２の中間挿入物埋設金属構造体３１に爆発溶接されてよい。第２の中間挿入物埋設金属構造体３１は、第２のベース構造体３３にも爆発溶接されてよい。
【００５７】
別の代替形態として、装着可能面２０は、図２Ａから理解され得るように、複数の挿入物埋設金属構造体を互いに隣接して配置し、それらすべての構造体を互いに爆発溶接することにより形成されてよい。例えば、第１の挿入物埋設金属構造体２２は、第２の挿入物埋設金属構造体２４に対して、所望の隔離距離だけ互いに離隔されるように隣接して配置されてよい。第１の挿入物埋設金属構造体２２は、第２の金属構造体２４に埋め込まれた挿入物２８の構成とは異なる第１の構成の挿入物２６を含んでよい。例えば、異なる構成は、形成された装着可能面が、ある列の挿入物が隣接した列の挿入物に対してオフセットして配置されるように列を成して配置された挿入物を含むように設計されてよい。フライヤ板またはフライヤ管は、挿入物埋設構造体うち１つの近くに配置されてよく、そのため、同金属構造体から所望の隔離距離だけ離隔される。爆発物は、第１の金属構造体２２を第２の金属構造体２４に爆発溶接するために、フライヤ管またはフライヤ板が金属構造体のうちの１つに衝撃を与えるように、フライヤ管またはフライヤ板に隣接して配置されてよく、第１の金属構造体２２の中に埋め込まれた挿入物を取り付けるために第１の金属構造体２２の一部分を変形させ、かつ、第２の金属構造体２４の中に埋め込まれた挿入物を取り付けるために第２の金属構造体２４の一部分も変形させるのに十分な力を伝達する。フライヤ板またはフライヤ管も、金属構造体のうちの１つに爆発溶接されてよい。
【００５８】
次いで、もたらされた構造体は、切断、曲げ、平板化、あるいは装着可能面またはこのような装着可能面の一部分として使用するために所望の形状を形成するための他の機械加工を施されてよい。装着可能面は、熱処理、試験、または形成された構造体が容認され得るように製作するのに必要な他のステップなどの応力緩和処理も施されてよい。
【００５９】
別の実例として、それぞれの中に挿入物が埋め込まれている３つの金属構造体が、互いに隣接して連続的に配置されてよい。各構造体は、それぞれの間に隔離距離が存在するように配置されてよい。各隔離距離は、設計および製造の目標次第で、同一の距離でも別々の距離でもよい。次いで、フライヤ板が、金属構造体のうちの１つと同フライヤ板の間に別の隔離距離をさらに画定する間隙が形成されるように、同金属構造体に隣接して配置されてよい。フライヤ板またはフライヤ管上に、爆発物が配置されてよい。次いで、挿入物を埋め込まれた金属構造体を互いに爆発溶接するために、爆発物が点火されてよい。爆発溶接は、挿入物埋設金属構造体に挿入物を取り付けるのに十分なほど、それぞれの金属構造体を変形させるようにも作用し得る。次いで、フライヤ板は、爆発溶接された構造体から離されてよく、あるいは、金属構造体のうちの１つに爆発溶接されて装着可能面の一部分を形成してもよい。次いで、爆発溶接された構造体は、切断され、または曲げられて、少なくとも破砕装置の破砕体の装着可能面部分を製作するために追加の機械加工および仕上げ処理を施される。
【００６０】
挿入物埋設金属構造体の挿入物は、好ましくは他の構成要素の金属より硬い材料から成る。好ましくは、挿入物は炭化タングステンから成る。挿入物は、特定の粉砕目標または設計要件を満たすのに適切な他の金属、合金、またはセラミック材料から成ってよい。
【００６１】
挿入物埋設金属構造体の挿入物は、多角形、円形、円錐形、円筒形、長方形、楕円形、あるいは所望の設計目標を満たす他の形状または構造でよい。例えば、挿入物は３０ミリメートルの挿入物、４０ミリメートルの挿入物、他の寸法の挿入物でよく、あるいは所望の設計目標を満たすように寸法設定して成形された挿入部材の組合せを含んでよい。
【００６２】
装着可能面は、複数の爆発溶接ステップを利用する方法によって形成されてもよい。例えば、第１の挿入物埋設金属構造体２２は、フライヤ板またはフライヤ管などの金属構造体に隣接して配置されてよい。次いで、第１の挿入物埋設金属構造体２２の一部分を、同構造体に挿入物を取り付けるのに十分なほど変形させるために、この金属構造体に隣接した爆発物に点火してよい。次いで、フライヤ板は、取り付けられた構成要素から離される、または第１の挿入物埋設金属構造体２２に爆発溶接されてよい。その後、第２の挿入物埋設金属構造体２４が、第１の挿入物埋設金属構造体２２に隣接して配置されてよい。次いで、フライヤ板または他の金属構造体が、第１の挿入物埋設金属構造体２２または第２の挿入物埋設金属構造体２４に隣接して配置されてよい。次いで、第１の挿入物埋設金属構造体２２に対して第２の挿入物埋設金属構造体２４を爆発溶接するために、フライヤ板上に爆発物が配置されてよい。第２の金属構造体２４も、同構造体の中に埋め込まれた挿入物を取り付けるのに十分なほど変形されてよい。次いで、爆発溶接の後に、爆発溶接された構成要素から、フライヤ板が、除去され、分離され、または離されてよく、あるいはフライヤ板と金属構造体の間に形成された爆発溶接によって、その構造体に取り付けられたままでもよい。特定の設計要件または製造目標を満たすために、追加の爆発物を配置して点火するステップにより、挿入物埋設金属構造体に追加の層も付加され得ることを理解されたい。
【００６３】
破砕体上に装着可能面が形成された後に、破砕体は所望の形状またはサイズに切断されてよい。破砕体または研削の構成要素に取り付けるために破砕体または装着可能面を切断するのに、例えば、放電加工、水ジェット切断機構または他の切断機構が使用されてよい。切断面または破砕体は、所望の破砕装置または破砕装置の破砕機構を形成するのに必要な組立てのための所望の形状、寸法、または構造配置をもたらすために、曲げられ、平板化され、または別のやり方で機械加工されてもよい。次いで、形成された構造体は、熱処理などの応力緩和を施されてよい。このような切断および他の処理から形成される様々な構造体が、次いで、互いに取り付けられて、破砕体、破砕体用の装着可能面、または破砕体によって衝撃を与えられる材料を支持するのに使用される、例えば鉄床、台、もしくは他の支持体などといった支持体用の装着可能面を形成することを理解されたい。
【００６４】
図３、図４、図５および図６を参照すると、円筒状の破砕体３１は、金属管または他の金属構造体に取り付けられた挿入物の第１の組３２、挿入物の第２の組３８、挿入物の第３の組４２、およびに挿入物の第４の組４６よって画定される装着可能面を含んでよい。破砕体３１の挿入物と金属管は、上記で論じられた任意の適用可能な方法の実施形態により、爆発物に点火することによって互いに取り付けられる。好ましくは、フライヤ板またはドライブ管に隣接した爆発物に点火することにより破砕体３１上に装着可能面を形成するために挿入物を金属管に取り付けるのに先立って、挿入物３２、３８、４２および４６が、形成された窪みの中に接着される。装着可能面は、破砕体の半自生層であるように、または十分に磨耗した後に半自生層を形成するように構成されてよい。
【００６５】
挿入物の第１の組３２は、破砕体３１の第１の部分３４に沿って延在する第１の構成に配置された挿入部材を含む。挿入部材は、破砕体の金属管より硬いものである。第１の部分３４は、好ましくは破砕体の外面の約２５％であり、または破砕体の外周のまわりの０〜９０度である。好ましくは、挿入物の第１の組は、破砕体３１の装着可能面の最も外側の部分から約１２．７ｍｍ（０．５インチ）下に引っ込んでいる。
【００６６】
挿入物の第２の組３８は、破砕体の第２の部分３６に沿って延在する第２の構成に配置された挿入部材を含む。挿入部材は、破砕体３１の金属管より硬いものである。第２の部分３６も、好ましくは破砕体３１の外面の約２５％であり、または破砕体の外周のまわりの９０〜１８０度を形成する。好ましくは、挿入物の第２の組は、破砕体３１の装着可能面の最も外側の部分から約１２．７ｍｍ（０．５インチ）下に引っ込んでいる。
【００６７】
挿入物の第３の組４２は、破砕体の第３の部分４０に沿って延在する第３の構成に配置された挿入部材を含む。挿入部材は、破砕体３１の金属管より硬いものである。第３の部分４０も、好ましくは破砕体３１の外面の約２５％であり、または破砕体の外周のまわりの１８０〜２７０度を形成する。好ましくは、挿入物の第３の組は、破砕体３１の装着可能面の最も外側の部分から約９．５２５ｍｍ（０．３７５インチ）下に引っ込んでいる。
【００６８】
挿入物の第４の組４６は、破砕体３１の第４の部分４４に沿って延在する第４の構成に配置される。挿入部材は、破砕体の金属管より硬いものである。第４の部分４４も、好ましくは破砕体３１の外面の約２５％であり、または破砕体３１の外周のまわりに２７０〜３６０度延在する。好ましくは、挿入物の第４の組は、破砕体３１の装着可能面の最も外側の部分から約９．５２５ｍｍ（０．３７５インチ）下に引っ込んでいる。
【００６９】
図３〜図６に示された挿入物の第１、第２、第３、および第４の構成は、類似の構成でよく、あるいは、それぞれが、破砕体の装着可能面の様々な実施形態において挿入物の様々な構成をもたらしてよいことも理解されたい。
【００７０】
挿入物の複数の構成を含んでいる装着可能面は、図７から理解され得るように、爆発溶接によって形成されてよい。金属構造体５６は、埋め込まれた挿入物を含んでよい。これらの挿入物は、金属構造体に穴を空けてその中に配置することにより、埋め込まれてよい。金属挿入物の配置を支援するために、挿入物が金属構造体５６の中に接着されてもよい。
【００７１】
金属構造体５６は、金属構造体を所望の位置に保つための支持体６０によって支持されたライザー５８上に配置されてよい。挿入物埋設金属構造体５６に隣接して、金属から成るフライヤ管５２が配置されてよい。フライヤ管は、金属構造体５６とフライヤ管５２の間に間隙５４があるように配置されてよい。間隙５４は、フライヤ管５２と金属構造体５６の間に配置されたスペーサによって維持されてよい。間隙の幅が、隔離距離を画定してよい。
【００７２】
隔離距離は、例えば３．１７５ｍｍ（０．１２５インチ）〜２２．２２５ｍｍ（０．８７５インチ）の間であってよい。点火された爆発物によって生じる爆轟の速度は、例えば１，８００ｍ／ｓ〜３，６００ｍ／ｓ、または１，８００ｍ／ｓ〜７，０００ｍ／ｓの間にあってよい。隔離距離および爆轟の速度が、異なる金属構造体間に起こる衝突速度を定義することを理解されたい。
【００７３】
この方法の代替実施形態は、別の隔離距離または別の爆轟の速度を利用し得るように企図されている。例えば、１．５８７５ｍｍ（０．０６２５インチ）〜３１．７５ｍｍ（１．２５インチ）の隔離距離が用いられてよく、１，８００ｍ／ｓ未満または３，６００ｍ／ｓを上回る爆轟の速度が用いられてよい。特定の隔離距離および爆轟の速度の利用は、所望の設計目標または製造目標を満たすために所望の衝突速度をもたらすように調節されてよい。
【００７４】
金属構造体５６の上に金属キャップ構造体６４が配置されてよく、金属構造体５６上に任意のライザーが配置されてよい。金属構造体が管、パイプまたはチャンネルを含み得る他の構造体である場合、このチャンネルはプラグ構造体（図７には示されていない）で満たされてよい。
【００７５】
別の管５０が、フライヤ管５２のまわりに設けられてよい。この管５０は、管の外径とフライヤ板５４の間に配置された発泡体を含んでよい。管５０は、爆発物を保持するように配置されてよい。爆発性粉末６２が、フライヤ管５２に隣接して配置され、また、キャップ構造体６４に隣接して配置されてよい。爆発性粉末の一部分は、フライヤ管５２およびキャップ構造体６４と接触してよい。
【００７６】
爆発性粉末は、爆発物と異なる組合せから成ってよい。例えば、爆発性粉末は、硝酸アンモニウム、アマトール、グアニジン、ダイナマイト、サイクロナイト、ＡＮＦＯ、ＥＬ８１９タイプの爆発物、Ｔ２００タイプの爆発物、または他の爆発物またはそれらの任意の組合せから成ってよい。爆発性粉末は、このような材料の、任意の認証された供給業者または売り手から取得され得る。もちろん、爆発物は、代替実施形態では粉末の姿でない爆発物でもよい。
【００７７】
次いで、フライヤ管が金属構造体５６の外面と接触して係合し、金属構造体５６の一部分が変形して金属構造体５６の中に埋め込まれた挿入物の少なくとも一部分を覆うように、フライヤ管５２を頂部から底部まで漸進的にかしめるために、爆発性粉末６２が、フライヤ管５２の頂部の中央位置で点火されてよい。爆発性粉末６２が完全に点火された後には、挿入物を、金属構造体５６の中に完全に閉じ込め、または少なくとも十分に閉じ込めて、金属構造体５６に適切に取り付けるように、好ましくは、挿入物を、金属構造体５６の外面の引っ込んだところに置いて、金属構造体５６の一部分を変形させる。その後、金属構造体５６からフライヤ管５２を除去して、そこへ、またはその中へ、金属構造体５６の一部分を変形させることによって挿入物を取り付けるのを支援するために、フライヤ管５２が切断されてよい。プラグ１７１が使用されたという点では、プラグも、プラグが配置された金属構造体５６のあらゆる開口から除去されてよい。あるいは、フライヤ管５２が金属構造体５６に取り付けられたままでよいことも企図されている。
【００７８】
衝突速度および点火された爆発物によってフライヤ管５２から金属構造体５６に伝達され得る運動量は、間隙５４の幅を増大する、または隔離距離を増大することにより増加することを理解されたい。同様に、衝突速度および伝達され得る運動量は、間隙５４の幅を縮小する、または隔離距離を縮小することにより減少され得る。間隙の幅は、特定の設計目標を満たすために、点火された爆発物から金属構造体５６に所望の量の力が確実に伝達されるように選択されてよい。さらに、点火された爆発物から金属構造体５６に所望の量の力が伝達されるように、使用される爆発物の質量も、間隙幅と組み合わせて調節されてよい。所望の量の力は、使用される挿入物および金属構造体の材料特性ならびに形成される装着可能面に関する設計目標次第で異なり得ることを理解されたい。
【００７９】
図７Ａを参照して、装着可能面５１は、挿入物埋設金属構造体の複数の層を含む破砕体上に形成されてよい。装着可能面５１の層は、挿入物５７を第１の配列で含んでいる第１の挿入物埋設層５５、および挿入物６３を第２の配列で含んでいる第２の挿入物埋設層６１を含んでよい。装着可能面は、これらの層をそれぞれの位置に配置し、次いで、これらの層を互いに爆発溶接して、または別々の爆発溶接の点火すなわち爆発溶接のステップにより、続く層を互いに取り付けて、装着可能面５１を形成することにより形成されてよい。第１の挿入物埋設層５５は、破砕機用のダイまたは製粉機ローラー用のローラーなどの破砕体の一部分でよく、あるいは製粉機の鉄床または円錐破砕機の胴の磨耗面などの支持体の面でもよいように企図されている。
【００８０】
それぞれの挿入物埋設金属構造体は、金属板、金属の円筒状構造体、または特定の所望の形状または寸法を有する金属構造体などの金属構造体によって画定されてよい。金属の円筒状構造体は、例えば金属ローラー、金属管、金属パイプ、または金属円盤を含んでもよいことを理解されたい。
【００８１】
それぞれの挿入物埋設層は、埋め込まれた挿入物を含んでいる金属構造体である。挿入物は、層に形成された窪みの内部に配置して、モルタルまたはセメントなどの接着剤で層に貼り付けることにより、それぞれの挿入物埋設層に埋め込まれてよい。これらの窪みは、金属構造体に、挿入物を受け取るような寸法の穴を空けることによって形成されてよい。接着剤は、金属構造体の内部に挿入物を配置するのを支援するが、金属構造体が装着可能面として材料を粉砕するのに使用されると、一般に、挿入物をその金属構造体に取り付けられた状態を保つには接着剤では不十分な可能性があることを理解されたい。
【００８２】
好ましくは、第１の挿入物埋設層５５における挿入物の第１の配列は、第２の挿入物埋設層６１の挿入物に対してオフセットするように構成される。このように互い違いに構成すると、破砕体用の好ましい破砕プロファイルをもたらすことができる。破砕体の装着可能面５１の代替実施形態は、挿入物埋設層およびベース層のさらなる層を含んでよいことを理解されたい。
【００８３】
装着可能面５１は、形成された後に、電子的放電加工または水ジェット切断などの切断機構によって所望の形状に切断されてよい。例えば、装着可能面は、円錐破砕機のライナーもしくは胴または製粉機の破砕ダイの材料と噛み合う部分に取り付けるための形状を形成するように切断されてよい。別の実例として、装着可能面５１は、ローラー製粉機用ローラーのまわりに取り付けるための別々の部片に切断されてよい。切断された部片は、破砕装置の破砕体を後付けするのに使用され得て、破砕体が、製造のために配置されている、または生産ラインの中にある破砕装置に含まれている状態で、新規の装着可能面が切断された部片から形成されることを理解されたい。
【００８４】
図８を参照して、第１の好ましい破砕体７１は、複数の部分７５、７７および７９を有する装着可能面７２を含む。破砕体７１は、好ましくは管状構造体など、全体的に円筒状の構造体である。第１の部分７５は、破砕体７１の外周のまわりに０度から１２０度まで延在してよく、第２の部分７５は、破砕体７１の外周のまわりに１２０度から２４０度まで延在してよく第３の部分７９は、破砕体７１の外周のまわりに２４０度から３６０度まで延在してよい。各部分は、別個に形成されて互いに接続され得る。このような実施形態については、各部分の中に挿入物が埋め込まれていてよく、後に、上記で論じた方法の実施形態を利用して爆発物に点火することによる変形によって取り付けられる。あるいは、各部分は、挿入物が埋め込まれた一体型構造体の一部分でよく、挿入物は、後に、上記で論じた方法の実施形態を利用して爆発物に点火することによる変形によって取り付けられた。
【００８５】
破砕体７１は、中央のチャンネル８５を含む。破砕体の内側部分８３は、中央のチャンネル８５に隣接してよい。内側部分８３は、破砕体７１の装着可能面部分８１または外側部分と一体である。
【００８６】
図９を参照して、ローラー製粉機１０１は、上記で論じられた方法のうち任意のものを用いて形成される装着可能面または前述のように構成され得る装着可能面を有するローラー１０３を含んでよい。ローラー製粉機１０１も、図１３に示される方法を利用して形成されたものでよい。
【００８７】
ローラー１０３の装着可能面は、挿入物を金属構造体に取り付けるために、爆発物に点火して、第１の金属構造体を変形させて挿入物の表面領域の一部分と係合させるのに十分な力を伝達し、挿入物を互いに第１の金属構造体に取り付けることにより形成されてよい。ローラー１０３は、例えば図８に示されて上記で説明された破砕体７１を含んでよい。ローラー１０３は、面１０５に隣接して移動するように構成されてよい。面１０５は、静止していてよく、または移動するように構成されてもよい。上記で論じた方法から理解されるように、面１０５も、挿入物を金属構造体に取り付けるために、爆発物に点火して、金属構造体を変形させて挿入物と係合させるのに十分な力を伝達し、挿入物を互いに金属構造体に取り付けることにより形成されてよい。
【００８８】
図１０を参照して、円錐破砕機１０９は、破砕機ヘッド１１１および胴１１３を含んでよい。破砕機ヘッドは、破砕機ヘッドと胴の間の材料を砕くように移動してもよい。胴または破砕機ヘッド上のライナーは、前述のように形成された装着可能面または図１２に示される方法によって形成された装着可能面を含んでよい。上記で論じた方法から理解されるように、破砕機ヘッドのライナーまたは胴は、挿入物を金属構造体に取り付けるために、爆発物に点火して、金属構造体を変形させて挿入物と係合させるのに十分な力を伝達し、挿入物を互いに金属構造体に取り付けることにより形成された装着可能面を含んでよい。このような形成された構造体は、切断され、または曲げられ、または胴もしくはライナーの装着可能面を形成するように処理されてよいことを理解されたい。
【００８９】
図１１を参照すると、破砕装置１２１は、ダイ１２３と台１２５または鉄床の間に配置された材料を砕くために、ダイ１２３を、垂直に、または直線的に移動させるように構成されたアクチュエータ１２４に取り付けられているダイ１２３を含んでよい。破砕装置１２１のいくつかの実施形態では、台１２５は、コンベアのベルトまたは可動面でよい。台１２５の面またはダイ１２３の破砕面は、前述のように取り付けられた装着可能面を含んでよい。上記で論じた方法から理解されるように、例えばダイ１２３の破砕面は、挿入物を金属構造体に取り付けるために、爆発物に点火して、金属構造体を変形させて挿入物と係合させるのに十分な力を伝達し、挿入物を互いに金属構造体に取り付けることにより形成された装着可能面を含んでよい。台１２５の面も、このような装着可能面を含んでよい。例えば、台１２５またはダイ１２３の装着可能面は、個別に点火される爆発溶接により、または上記で論じたように１回の爆発溶接により、別々の挿入物埋設層を互いに爆発溶接することによって形成されてよい。
【００９０】
試験も、上記に論じた方法から形成された別々の装着可能面で行なわれた。例えば、円筒状の金属構造体への挿入物の爆発溶接に関する試験が遂行された。この試験は、図１４に示される組立体１５０を利用した。組立体１５０は、金属の円筒状構造体の一部分を変形させることによって同構造体に挿入物を取り付けるために組立体の他の要素を支持する鉄床またはベース１５１を含むものであった。鉄床１５１の寸法は、５０．８ｍｍ（２インチ）×１３７１．６ｍｍ（５４インチ）×１５２４ｍｍ（６０インチ）であった。それぞれが高さ５０．８ｍｍ（２インチ）および直径４５０．８５ｍｍ（１７．７５インチ）を有するライザー板１５３が、４１４０鋼から成る金属の円筒状構造体１５５の上と下に配置された。金属の円筒状構造体１５５の外径は４５０．８５ｍｍ（１７．７５インチ）であり、高さすなわち長さは２６６．７ｍｍ（１０．５インチ）であった。金属の円筒状構造体１５５は管状であって、内径は約２４１．３ｍｍ（９．５インチ）であった。金属の円筒状構造体１５５の中に、４０ｍｍ×４０ｍｍの炭化物の円盤挿入物が配置された。炭化物の挿入物は、金属構造体１５５の金属より硬いものであり、各炭化物の挿入物の全体が金属構造体の中に引っ込んで、各炭化物の外側の終端が見えるように、すなわち金属の円筒状構造体１５５の外径部分で覆われないように配置された。上側のライザー板１５３の上にキャップ板１５７が配置された。キャップ板は、高さが５０．８ｍｍ（２インチ）であり、外径が５０８ｍｍ（２０インチ）であって、４７７．５２ｍｍ（１８．８インチ）の内径を有するドライブパイプ１５９の上部を受けるための段を含むものであった。金属の円筒状構造体１５５とドライバパイプ１５９またはフライ管の間に間隙１６１が画定されるように、金属の円筒状構造体１５５に隣接してドライバパイプ１５９が配置された。ドライブパイプ１５９は、公称の管サイズ（ＮＰＳ）が５０８ｍｍ（２０インチ）であり、長さが３８１ｍｍ（１５インチ）であった。ドライバパイプは、ＡＳＴＭのＡ３６タイプの炭素鋼から成り、厚さは別々の実験向けに３．１７５ｍｍ（０．１２５インチ）〜２２．２２５ｍｍ（０．８７５インチ）であった。金属の円筒状構造体は、４１４０鋼から成るものであった。間隙の幅は、別々の試験向けに、３．１７５ｍｍ（０．１２５インチ）、６．３５ｍｍ（０．２５インチ）、９．５２５ｍｍ（０．３７５インチ）および１２．７ｍｍ（０．５インチ）であった。間隙の幅が隔離距離を画定した。
【００９１】
ドライバパイプ１５９の外部に、発泡体から成るソノチューブ１６３が配置された。ソノチューブ１６３は、ドライブパイプ１５９に隣接して配置された爆発物１６５の少なくとも一部分を保持するように配置された。キャップ板１５３の上にも、爆発物１６５がいくらか配置された。爆発物１６５が配置された後に、金属の円筒状構造体１５５に挿入物を取り付けるために、金属構造体１５５の一部分が挿入物と係合するように金属構造体１５５を変形させるのに、ドライブパイプを十分にかしめるために爆発物１６５が点火された。爆発物に点火することにより、金属の円筒状構造体１５５の一部分が塑性変形して挿入物を閉じ込めた。爆発物の点火の発火点は、頂部の中央位置であった。試験用の頂部の中央位置は、頂面にある爆発物の頂面の中央部分であった。
【００９２】
試験のために２３９．３〜１６７５．７Ｎ／ｍ２（５〜３５ｌｂ／ｆｔ２）の間の爆発性負荷が利用された。爆発物はＥＬ８１９タイプおよびＴ２００タイプであった。爆発物は、別々の実験のために１，８００〜３，６００ｍ／ｓの間の爆轟の速度をもたらすのに十分なものであった。爆発物は、リングプライマー（ｒｉｎｇ  ｐｒｉｍｅｒ）の点火システムで点火された。
【００９３】
さらなる試験を行なうために、第２の試験装置も利用された。第２の試験装置は、図１４を参照しながら上記で論じたものと類似であった。しかし、この装置には、図１４に点線で示されている中心プラグ１７１も含まれていた。中心プラグ１７１の高さは２６６．７ｍｍ（１０．５インチ）であり、直径は２４１．３ｍｍ（９．５インチ）であった。中心プラグ１７１は、金属の円筒状構造体１５５の内部チャンネルの中に取り付けるように寸法設定して構成されたものであった。金属の円筒状構造体の外径に形成された穴の中に挿入物を配置するために、挿入物にはモルタルも塗布された。
【００９４】
試験のために２３９．３〜１６７５．７Ｎ／ｍ２（５〜３５ｌｂ／ｆｔ２）の間の爆発性負荷が利用された。爆発物は、１，８００〜３，６００ｍ／ｓの間の爆轟の速度をもたらすのに十分なものであった。爆発物は、リングプライマーの点火システムで点火された。第２の試験用の爆発物の点火の発火点は、頂部の中央位置であった。試験用の頂部の中央位置は、爆発物の頂面の中央であった。
【００９５】
図１４を参照しながら上記で論じた試験装置を使用して追加試験も行なわれた。この試験から、挿入物を、金属構造体に機械的に連結する、または取り付けるように金属構造体を変形させることにより、爆発物の点火後に、挿入物をしっかりと位置に固定することができることが明らかになった。この試験から、挿入物が、点火された爆発物およびフライヤ管１５２から挿入物および金属の円筒状構造体に負荷が加わる結果として著しく損傷されることなく、点火された爆発物から伝達される顕著な力に対して成功裡に、かつ確実にさらされ得ることも明らかになった。
【００９６】
先細りの挿入物、円錐形の挿入物、および円筒状の挿入物など、別々の挿入物の構成および寸法も試験された。さらに、挿入物の引っ込んだ位置の別々の深さについても試験された。金属の円筒状構造体の外面または外径の下に６．３５ｍｍ（０．２５インチ）〜１２．７ｍｍ（０．５インチ）引っ込んだところに挿入物が配置された。その結果、挿入物は、外面の９．５２５〜１２．７ｍｍ（０．３７５〜０．５インチ）下に配置されたとき全体的に無傷であることが明らかになった。挿入物が外面のわずか６．３５ｍｍ（０．２５インチ）下に配置されたとき、多くの挿入物が、その位置から除去されていること、削り取られていること、または割れていることを識別する超音波の指標を有すると判断された。しかし、十分小さい衝突の運動量移動しかもたらさない爆発物を使用すれば、外面の６．３５ｍｍ（０．２５インチ）下に配置された挿入物の使用が可能になるように企図されている。また、１２．７ｍｍ（０．５インチ）より深い窪みが使用され得るようにも企図されている。実際、行なわれた試験は、より大きな深さの適用可能性を示唆している。例えば、いくつかの用途では、挿入物の１５．８７５ｍｍ（０．６２５インチ）、１９．０５ｍｍ（０．７５インチ）、２２．２２５ｍｍ（０．８７５インチ）および２５．４ｍｍ（１．０インチ）の深さが用いられてよい。
【００９７】
特定の用途については、１，８００ｍ／ｓ未満の、または３，６００ｍ／ｓを上回る爆轟の速度が望まれ得ることも企図されている。例えば、このような爆轟の速度はより多くの爆発物またはより少ない爆発物を用いることにより生成されてよい。別の実例として、衝突速度を増減するために、ドライバ管またはフライヤ板と挿入物埋設構造体の間の隔離距離が増減されてよい。
【００９８】
試験結果は非常に驚くべきものであった。本発明より以前には、爆発物に点火することから生じるかなりの力によって挿入部材が割れる、または損傷するので、挿入物がこのような力に耐えられないであろうと考えられていた。それにもかかわらず、このような思考が間違っていると考えた斬新な概念により、試験が行なわれた。この試験により、挿入部材が、このような力を受けても損傷されないことが明らかになった。
【００９９】
装着可能面を作製する方法の実施形態は、装着可能面の後付けまたは修理にも用いられてよい。図１５および図１６を参照すると、破砕体２０９は、埋め込まれた挿入物２０３を有してよく、次いで、挿入物２０３を破砕体に取り付けるために破砕体２０９の一部分を変形させるように爆発物に点火することにより、ドライバパイプから力を伝達されてよい。次いで、破砕体２０９は、破砕体２０９の最長の寸法に沿って延在する長手方向部分２０５に切断されてよい。
【０１００】
次いで、金属構造体は、所望の形状または寸法を有する部分２０５に切断されてよく、このことは図１６から理解されよう。例えば、放電加工、水ジェット切断機構または他の切断機構が、金属構造体を切断して部分２０５を形成するのに使用されてよい。
【０１０１】
部分２０５は、破砕体２０９の一部分になるように、切断から成形されて寸法設定され得る。破砕体２０９は、相互接続された部分２０５によって画定される中央のチャンネル２０７を有してよい。これらの部分は、溶接または他の相互接続手法によって相互接続されてよい。部分２０５のうちの１つが破砕動作を通じて損傷された場合には、新規の部分２０５が作製されて、損傷を受けた部分と交換するように顧客のもとに送られてよい。
【０１０２】
代替形態として、破砕体は、図１６に点線で示されている横方向の部分２１１に切断されてよい。横方向の部分２１１は、破砕体２０９の直径または幅に沿って広がる。もちろん、破砕体は、横方向の部分２１１または他の部分２０５として示されたものと異なる形状または寸法に切断されてもよい。
【０１０３】
次いで、切断された部分は、所望の形状または構成を有する破砕体を形成するために他の部分に取り付けられてよく、あるいは顧客に供給された破砕体または装着可能面の損傷を受けた部分と交換するのに使用されてもよい。
【０１０４】
切断された部分のそれぞれが、他の部分に取り付けられる、または破砕体もしくは装着可能面の構成要素として使用されるのに先立って、機械加工、仕上げ、または応力緩和処理などのさらなる処理を施されてよいことを理解されたい。
【０１０５】
設計パラメータは、上記で論じられた１つまたは複数の方法の実施形態から作製される製品に対する特定の設計目標を満たすために変化する可能性があることが、少なくとも当業者には理解されよう。例えば、用いられている金属構造体および挿入物の金属の材料特性は、金属構造体の中の挿入物の望ましい位置、または挿入物を金属構造体に爆発溶接するのに用いられる爆発溶接処理の他の態様に影響を及ぼす可能性がある。挿入物が、金属構造体の外面から完全には引っ込まなくてよく、依然としてその構造体に効果的に取り付けられるように企図されている。別の実例として、挿入物が、金属構造体の中へ１２．７ｍｍ（０．５インチ）を超えて、または６．３５ｍｍ（０．２５インチ）未満だけ引っ込んでよく、材料の粉砕用に構成された破砕装置または他の装置向けに適用可能な装着可能面を形成するためにその構造体に依然として効果的に取り付けられ得るように企図されている。
【０１０６】
装着可能面、このような装着可能面を含んでいる装置ならびに同装置を作製する方法および使用する方法の特定の好ましい実施形態が、上記に示され、説明されてきたが、本発明は、それらに限定されず、以下の特許請求の範囲の範囲内で、別のやり方で様々に具現され実施されてよいことを明確に理解されたい。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2013531559.tif 000012
【図６】
2013531559.tif 000013
【図７】
2013531559.tif 000014
【図７Ａ】
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【図８】
2013531559.tif 000016
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2013531559.tif 000023
【図１６】
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【国際調査報告】
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