ДЕРЖАТЕЛЬ ИЗНАШИВАЕМОГО НАКОНЕЧНИКА ДЛЯ УДАРНОЙ ДРОБИЛКИ С ВЕРТИКАЛЬНЫМ ВАЛОМ И СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ СКОРОСТИ ИЗНОСА РОТОРА УДАРНОЙ ДРОБИЛКИ С ВЕРТИКАЛЬНЫМ ВАЛОМ
HOLDER OF WEARING TIP FOR IMPACT CRUSHER WITH VERTICAL SHAFT AND METHOD OF REDUCING WEAR RATE OF ROTOR IMPACT CRUSHER WITH VERTICAL SHAFT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к держателю изнашиваемого наконечника для удерживания износостойкого наконечника, смежного с выходным отверстием вертикальной стенки ротора ударной дробилки с вертикальным валом. Настоящее изобретение также относится к способу уменьшения скорости износа такого ротора.
Уровень техники
Дробилки ударного действия с вертикальным валом (VSI дробилки) используются во многих приложениях для дробления твердого материала, такого как камни, руда и т.д. VSI дробилка содержит корпус и горизонтальный ротор, размещенный внутри корпуса. WO 2008133568 (A1) раскрывает пример ротора VSI дробилки. Материал, который должен быть раздроблен, подается вертикальным образом на ротор, и с помощью центробежной силы вращающийся ротор выбрасывает материал к внутренней стенке корпуса. При соударении со стенкой корпуса материал дробится до желательного размера. Стенка корпуса может быть снабжена упорными плитами или может иметь слой из удерживаемого материала, о который дробится ускоренный материал.
Ротор VSI дробилки обычно имеет горизонтальный верхний диск и горизонтальный нижний диск. Верхний диск имеет отверстие для подачи материала, подлежащего дроблению, в ротор таким образом, чтобы материал опускался на нижний диск. Верхний и нижний диски являются взаимосвязанными посредством вертикальной стенки ротора, которая направляет материал к выходным отверстиям для материала около периферии ротора. Вертикальная стенка ротора согласно WO 2008133568 снабжена рядом изнашиваемых наконечников, смежных с выходными отверстиями в стенке ротора, для защиты стенки ротора от износа, обусловленного материалом, покидающим ротор с большой скоростью. Изнашиваемые наконечники снабжены ребрами, направляющими воздушный поток, для снижения износа изнашиваемых наконечников и стенки ротора.
Когда изнашиваемые наконечники становятся изношенными, они должны быть заменены. Замена изнашиваемых частей требует, чтобы VSI дробилка была остановлена на длительный промежуток времени для технического обслуживания.
Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является решение или, по меньшей мере, уменьшение части или всех вышеупомянутых проблем. Для этого создан держатель изнашиваемого наконечника для удерживания изнашиваемого наконечника, смежного с выходным отверстием вертикальной стенки ротора ротора VSI дробилки, при этом держатель изнашиваемого наконечника содержит установочную плиту для прикрепления держателя изнашиваемого наконечника к упомянутой стенке ротора, причем установочная плита имеет установочную поверхность с возможностью обращения к сегменту стенки ротора, к которому она должна быть прикреплена; изнашиваемую поверхность, противоположную установочной поверхности, с возможностью обращения к внутренней части ротора; и боковую стенку, продолжающуюся между упомянутой установочной поверхностью и упомянутой изнашиваемой поверхностью, причем боковая стенка содержит поверхность, удерживающую материал, обращенную при использовании, к упомянутому сегменту стенки ротора, тем самым позволяя материалу быть захваченным под действием поверхности, удерживающей материал. При использовании такого держателя изнашиваемого наконечника в VSI дробилке материал, подлежащий дроблению, может прочно захватываться между поверхностью, удерживающей материал, и стенкой ротора или между поверхностью, удерживающей материал, и другим участком боковой стенки, в зависимости от конкретного случая. Захваченный материал будет помогать образовывать и удерживать слой материала на стенке ротора таким образом, чтобы износ стенки ротора уменьшался. Слой материала также будет снижать износ держателя изнашиваемого наконечника и изнашиваемого наконечника. Вследствие этого может быть предусмотрено увеличение интервала между техническими обслуживаниями дробилки.
Согласно варианту осуществления, по меньшей мере участок поверхности, удерживающей материал, имеет форму в виде скоса боковой стенки. Такой вариант осуществления является простым в изготовлении и стойким к износу.
Согласно варианту осуществления, по меньшей мере участок поверхности, удерживающей материал, образует угол более 100° с установочной поверхностью. Такой угол предусматривает увеличение способности поверхности, удерживающей материал, захватывать и удерживать материал, подлежащий дроблению.
Согласно варианту осуществления, по меньшей мере участок поверхности, удерживающей материал, выполнен с возможностью образования, вместе с сегментом стенки ротора, выемки, имеющей глубину, превышающую 10 мм. Такая глубина предусматривает увеличение возможности поверхности, удерживающей материал, захватывать и удерживать материал, подлежащий дроблению.
Согласно варианту осуществления, по меньшей мере участок поверхности, удерживающей материал, выполнен в виде выступа, продолжающегося от боковой стенки.
Согласно варианту осуществления, поверхность, удерживающая материал, продолжается по длине по меньшей мере на 1/3 длины боковой стенки. Такая длина предусматривает увеличение способности поверхности, удерживающей материал, захватывать и удерживать материал, подлежащий дроблению.
Согласно варианту осуществления, по меньшей мере участок поверхности, удерживающей материал, продолжается по длине по меньшей мере на 1/3 высоты боковой стенки. Это предусматривает увеличение возможности поверхности, удерживающей материал, захватывать и удерживать материал, подлежащий дроблению.
Согласно варианту осуществления, по меньшей мере участок поверхности, удерживающей материал, продолжается по высоте менее 80% от высоты боковой стенки. Тем самым обеспечивается целостность поверхности износа с возможностью выполнения держателя изнашиваемого наконечника более устойчивым к износу.
Согласно варианту осуществления, поверхность удерживающая материал, сконфигурирована с возможностью непосредственного обращения к сегменту стенки ротора. Такой держатель изнашиваемого наконечника является относительно простым в изготовлении, при этом обеспечивая высокую способность захватывания материала.
Согласно варианту осуществления, боковая стенка содержит три по существу прямых сегмента боковой стенки, причем каждый сегмент боковой стенки снабжен поверхностью, удерживающей материал, обращенной при использовании к упомянутому сегменту стенки ротора.
Согласно варианту осуществления, площадь изнашиваемой поверхности по меньшей мере на 3% больше площади установочной поверхности. Это предусматривает увеличение способности поверхности, удерживающей материал, захватывать и удерживать материал, подлежащий дроблению.
Согласно варианту осуществления, установочная плита снабжена крепежной конструкцией для прикрепления держателя изнашиваемого наконечника к стенке ротора, причем крепежная конструкция размещена на нескошенном участке боковой стенки. Такое конструктивное исполнение предусматривает максимальную прочность крепежной конструкции.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, часть или все из вышеупомянутых проблем решены или по меньшей мере уменьшены с помощью способа уменьшения скорости износа ротора VSI дробилки, при этом упомянутый ротор содержит держатель изнашиваемого наконечника, прикрепленный к стенке ротора посредством установочной плиты, имеющей изнашиваемую поверхность и противоположную к изнашиваемой поверхности установочную поверхность, обращенную к сегменту стенки ротора, причем способ содержит захватывание материала, подлежащего дроблению, между сегментом стенки ротора и поверхностью, удерживающей материал, размещенной на боковой стенке установочной плиты и обращенной к сегменту стенки ротора. Тем самым, захваченный материал, подлежащий дроблению, будет по меньшей мере частично защищать ротор от износа.
Краткое описание чертежей
Вышеописанные, также как и дополнительные цели, признаки и преимущества настоящего изобретения будут более понятны с помощью следующего иллюстративного и неограничивающего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения посредством ссылки на приложенные чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции будут использоваться для подобных элементов, где:
фиг. 1 представляет собой трехмерный вид и изображает ротор для VSI дробилки;
фиг. 2 представляет собой трехмерный вид и изображает ротор согласно фиг. 1 с удаленным верхним диском;
фиг. 3 изображает вид согласно фиг. 2, видимый сверху в двумерной перспективе;
фиг. 4а представляет собой трехмерный вид держателя изнашиваемого наконечника в соответствии с первым вариантом осуществления;
фиг. 4b представляет собой другой трехмерный вид держателя изнашиваемого наконечника согласно фиг. 4а;
фиг. 5 представляет собой схематичный вид в разрезе, видимый сверху, элемент ротора согласно фиг. 3, при этом снабженный держателем изнашиваемого наконечника согласно фиг. 4а-b;
фиг. 6а представляет собой схематичный вид в разрезе, видимый сверху, держатель изнашиваемого наконечника согласно фиг. 1-5, установленного на стенке ротора;
фиг. 6b соответствует виду, показанному на фиг. 6а, и иллюстрирует держатель изнашиваемого наконечника, когда материал, подлежащий дроблению, находится в дробилке;
фиг. 7 представляет собой схематичный вид в разрезе, видимый сверху, согласно второму варианту осуществления держателя изнашиваемого наконечника, установленного на стенке ротора;
фиг. 8 представляет собой схематичный вид в разрезе, видимый сверху, согласно третьему варианту осуществления держателя изнашиваемого наконечника, установленного на стенке ротора;
фиг. 9 представляет собой вид в перспективе согласно четвертому варианту осуществления держателя изнашиваемого наконечника;
фиг. 10 представляет собой вид в перспективе согласно пятому варианту осуществления держателя изнашиваемого наконечника;
фиг. 11 представляет собой вид в перспективе согласно шестому варианту осуществления держателя изнашиваемого наконечника;
фиг. 12 представляет собой вид в перспективе согласно седьмому варианту осуществления держателя изнашиваемого наконечника.
Подробное описание примерных вариантов осуществления
Фиг. 1 изображает ротор 10 для использования в дробилке ударного действия с вертикальным валом, т.е. VSI дробилке. Ротор 10 имеет крышку в виде горизонтального верхнего диска 12 и основание в виде горизонтального нижнего диска 14. Нижний диск 14 имеет ступицу 16, которая приварена к диску 14. Ступица 16 подлежит присоединению к валу (не показан) с возможностью вращения ротора 10 внутри корпуса VSI дробилки. Верхний диск 12 имеет центральное отверстие 18, через которое материал, подлежащий дроблению, может подаваться в ротор 10.
Как показано на фиг. 2, нижний диск 14 защищен от износа посредством нижних изнашиваемых плит 20. Распределительная плита 22 прикреплена к центру нижнего диска 14. Распределительная плита 22 распределяет материал, который подается через отверстие 18 в верхнем диске 12 (фиг. 1).
Верхний и нижний диски 12, 14 разделены и удерживаются вместе с помощью вертикальной стеновой конструкции 24 ротора, которая разделена на три отдельные стенки 26 ротора. Зазоры между стенками 26 ротора определяют выходные отверстия 28, через которые материал может выбрасываться к стенке корпуса (не показана). На каждом выходном отверстии 28 соответствующая стенка 26 ротора защищена от износа с помощью изнашиваемого наконечника 30, размещенного на переднем крае соответствующей стенки 26 ротора. Каждый изнашиваемый наконечник 30 прикреплен к соответствующей стенке 26 ротора посредством держателя 32 изнашиваемого наконечника, который будет дополнительно описан ниже. Каждая стенка 26 ротора также снабжена соответствующей парой 34 пустотелых изнашиваемых плит, которые защищают ротор 10 и, в частности, изнашиваемые наконечники 30 от материала, отскакивающего от стенки корпуса, и от выбрасываемого материала и взвешенной мелкой пыли, вращающейся около ротора 10.
Фиг. 3 изображает ротор 10, видимый сверху, и в работе. Для ясности верхний диск 12 не показан на фиг. 3. Стрелка R указывает направление вращения ротора 10 во время работы VSI дробилки. Во время работы ротора 10 образуется слой 36 материала внутри ротора 10 около каждой из трех стенок 26 ротора. На фиг. 3 показан только слой 36, размещенный смежно с одной из стенок 26 ротора. Слой 36, который состоит из материала, который был подан на ротор 10 и затем был захвачен внутри него, продолжается от задней опорной плиты 38 до изнашиваемого наконечника 30. Слой 36 защищает стенку 26 ротора и изнашиваемый наконечник 30 от износа и обеспечивает соответствующее направление для выбрасываемого материала. Слой 36 материала образует аутогенную поверхность износа, которая регенерируется по мере увеличения количества материала, подаваемого в дробилку. Стрелка А описывает типичную траекторию куска камня, подаваемого в ротор 10 через центральное отверстие 18 и выбрасываемого через выходное отверстие 28.
Фиг. 4а и 4b иллюстрируют первый вариант осуществления держателя 32 изнашиваемого наконечника. Держатель 32 изнашиваемого наконечника имеет изнашиваемое тело 40 с удлиненной выемкой 42, в которой должен быть размещен изнашиваемый наконечник 30 (фиг. 2). Изнашиваемый наконечник 30, который обычно содержит твердый материал, такой как карбид вольфрама, может, например, быть приварен или приклеен к изнашиваемому телу 40. Ребра 43 продолжаются поперек изнашиваемого тела 40 и служат для образования нерегулярного турбулентного воздушного потока рядом с изнашиваемым наконечником 30 с помощью способа, описанного более подробно в WO 2008/133568, таким образом, чтобы абразивное действие насыщенного пылью воздуха, идущего за изнашиваемым наконечником 30, было сведено к минимуму.
Установочная плита 44, которая представляет собой плоскую прямоугольную плиту с возможностью прикрепления держателя 32 изнашиваемого наконечника к вертикальной стенке 26 ротора 10, прикрепляется к изнашиваемому телу 40. Два резьбовых стержня 46, 48 (фиг. 4а) продолжаются от одного конца установочной плиты 44. Посредством этих двух стержней 46, 48 держатель 32 изнашиваемого наконечника может быть прикреплен к стенке 26 ротора и зафиксирован с помощью гаек 50 (фиг. 2). Фиг. 4b иллюстрирует держатель 32 изнашиваемого наконечника без резьбовых стержней 46, 48, вместо этого показывая пару резьбовых отверстий 47, 49 для вмещения резьбовых стержней 46, 48 согласно фиг. 4а. Удерживающий фланец 52, продолжающийся от изнашиваемого тела 40 на некотором расстоянии и в том же основном направлении, что и установочная плита 44, служит для захватывания и удерживания стенки 26 ротора с помощью способа, который будет проиллюстрирован более подробно на фиг. 5. Опять со ссылкой на фиг. 4а-b установочная плита имеет изнашиваемую поверхность 54 (фиг. 4а), которая обращена к внутренней части ротора 10 при прикреплении держателя 32 изнашиваемого наконечника к стеновой конструкции 24 ротора и которая подвергается износу в любом месте, в котором она не защищена посредством слоя 36 материала (фиг. 3). Установочная плита 44 также имеет установочную поверхность 56 (фиг. 4b), которая опирается на поверхность стенки 26 ротора, когда держатель 32 изнашиваемого наконечника прикрепляется к конструкции 24 стенки ротора.
Первый сегмент 58а боковой стенки, второй сегмент 58b боковой стенки и третий сегмент 58с боковой стенки продолжаются между установочной поверхностью 56 и изнашиваемой поверхностью 54. Вместе сегменты 58а-с боковых стенок образуют боковую стенку 58, продолжающуюся от положения 40а изнашиваемого тела 40 и обратно вновь к изнашиваемому телу 40 в положении 40b, при этом длина боковой стенки определяется длиной ее проекции на плоскость установочной поверхности 56. Боковая стенка 58 и установочная поверхность 56 пересекаются вдоль края 60, который частично скашивается с возможностью образования, на каждой стороне сегмента 58а-с боковой стенки, соответствующей скошенной поверхности 62а-с, удерживающей материал. Поверхности 62а-с, удерживающие материал, размещены под углом относительно нескошенных участков соответствующих сегментов 58а-с боковой стенки и выполнены с возможностью образования выемки, идущей вдоль соответствующего сегмента 58а-с боковой стенки, когда держатель 32 изнашиваемого наконечника прикреплен к стенке 26 ротора, вместе со стенкой 26 ротора. Два участка 64, 66 вдоль длины третьего сегмента 58с боковой стенки являются нескошенными для того, чтобы обеспечить максимальную целостность и прочность резьбовых отверстий 47, 49. В варианте осуществления согласно фиг. 4а-b поверхности 62а-с, удерживающие материал, вместе образуют общую поверхность 62, удерживающую материал, продолжающуюся вдоль около 80% длины боковой стенки 58. Даже если нет необходимости, предпочтительно, что поверхность 62, удерживающая материал, продолжается по меньшей мере вдоль около 1/3 длины боковой поверхности.
Вид сверху согласно фиг. 5 подробно иллюстрирует, как держатель 32 изнашиваемого наконечника прикреплен к стенке 26 ротора. Установочная поверхность 56 установочной плиты 44 находится и опирается на первый сегмент 26а стенки 26 ротора таким образом, чтобы удерживающий фланец 52 держателя 32 изнашиваемого наконечника захватывал край 68 стенки 26 ротора. Резьбовые стержни 46, 48 проходят через второй сегмент 26b стенки 26 ротора, и гайки 50 затянуты на резьбовых стержнях 46, 48 так, чтобы удерживающий фланец 52 прочно захватывал край 68 и стенку 26 ротора. Сечение согласно фиг. 5 также изображает выемку 70, образованную поверхностью 62с, удерживающей материал, и первым сегментом 26а стенки 26 ротора. Предпочтительно, что выемка 70 имеет по меньшей мере 10 мм в глубину. Хотя на фиг. 5 не показано, следует понимать, что поверхности 62а-b, удерживающие материал (фиг. 4ф-b), также образуют, вместе со стенкой 26 ротора, подобные углубления.
Увеличенный вид согласно фиг. 6а иллюстрирует установочную плиту 44 более подробно. Для ясности резьбовые стержни 46, 48 не показаны. Поверхность 62с, удерживающая материал, третьего сегмента 58с боковой стенки обращена к первому сегменту 26а стенки 26 ротора и образует угол α около 135° с установочной поверхностью 56. Хотя любой угол α, превосходящий 90°, будет помогать удерживать слой 36 материала на стенке 26 ротора, предпочтительно, чтобы угол α превосходил 100° и даже более предпочтительно превосходил 120°. С точки зрения захватывания материала предпочтительно, хотя и необязательно, чтобы высота Н1 поверхности 62с, удерживающей материал, над первым сегментом 26а стенки 26 ротора была по меньшей мере 1/3 общей высоты Н2 установочной плиты 44. С точки зрения продолжительности срока службы также предпочтительно, чтобы высота Н1 поверхности 62с, удерживающей материал, над первым сегментом 26а стенки 26 ротора была менее 80% общей высоты Н2 установочной плиты 44 так, чтобы выемка 70 не слишком разупрочняла изнашиваемую поверхность 54. Поверхность 62с, удерживающая материал, согласно фиг. 6а, обращена непосредственно к первому сегменту 26а стенки 26 ротора, т.е. нет промежуточных конструкций или компонентов между поверхностью 62с, удерживающей материал, и первым сегментом 26а стенки 26 ротора, как видно вдоль направления, перпендикулярного к первому сегменту 26а стенки 26 ротора.
Хотя не показано в сечении согласно фиг. 6а, поверхности 62а-b, удерживающие материал, первого и второго сегментов 58a-b боковой стенки также скошены таким же образом, с учетом необходимых изменений, как и третья поверхность 62с, удерживающая материал.
Фиг. 6b изображает функцию поверхности 62с, удерживающей материал, когда материал, подлежащий дроблению, находится в роторе 10. Куски 72 материала, подлежащего дроблению, захвачены и заклинены между поверхностью 62с, удерживающей материал, и первым сегментом 26а стенки 26 ротора. Куски 72 материала образуют неровную, структурированную поверхность 74, обращенную к внутренней части ротора 10, посредством чего помогающую предотвратить скольжение слоя 36 материала (фиг. 3) вдоль изнашиваемого наконечника 30 и выхода из ротора 10.
Фиг. 7 иллюстрирует второй вариант осуществления установочной плиты 144 держателя 132 изнашиваемого наконечника. Установочная плита 144 имеет боковую стенку 158, содержащую поверхность 162, удерживающую материал. Опять же поверхность 162, удерживающая материал, непосредственно обращена к стенке 26а ротора, обращенной к установочной поверхности 156. В варианте осуществления согласно фиг. 7 поверхность 162, удерживающая материал, является параллельной, т.е. образует угол α в 180° с установочной поверхностью 156.
Поверхность 162, удерживающая материал, может быть видна как скос боковой стенки 158 или как выполненная в виде выступа 176, продолжающегося от боковой стенки 158; это лишь дело вкуса.
Фиг. 8 изображает третий вариант осуществления установочной плиты 244 держателя 232 изнашиваемого наконечника. Опять же установочная плита 244 имеет боковую стенку 258, содержащую поверхность 262, удерживающую материал. В отличие от вариантов осуществления, показанных на фиг. 1-7, поверхность 262, удерживающая материал, не обращена непосредственно к стенке 26а ротора. Вместо этого боковая стенка 258 выполнена, как видно в сечении, с выемкой 270 с возможностью образования верхнего выступа 276, имеющего установочную поверхность 262, обращенную вниз к первому сегменту 26а стенки 26 ротора, и нижнего выступа 278, размещенного между установочной поверхностью 262 и первым сегментом 26а стенки 26 ротора таким образом, чтобы поверхность 162, удерживающая материал, была лишь опосредованно обращена к упомянутому первому сегменту 26а стенки ротора.
Фиг. 9 иллюстрирует в перспективе четвертый вариант осуществления держателя 332 изнашиваемого наконечника, имеющего установочную плиту 344, снабженную поверхностью 362, удерживающей материал. Поверхность 362, удерживающая материал, образована множеством сегментов поверхности 362а-с, удерживающей материал, при этом каждая размещена на соответствующем захвате 380а-с, удерживающем материал, выступающем из боковой стенки 358 установочной плиты 344. Следует понимать, что боковая стенка 358 может быть снабжена любым подходящим количеством захватов 380а-с, удерживающих материал.
Фиг. 10 изображает в перспективе пятый вариант осуществления держателя 432 изнашиваемого наконечника, имеющего установочную плиту 444, снабженную поверхностью 462, удерживающей материал. Поверхность 462, удерживающая материал, образована в виде наклонного скоса боковой стенки 458 установочной плиты 444.
Фиг. 11 иллюстрирует в перспективе шестой вариант осуществления держателя 532 изнашиваемого наконечника, имеющего установочную плиту 544, снабженную поверхностью 562, удерживающей материал. Поверхность 562, удерживающая материал, образована парой наклонных скосов 562а первого сегмента 558а боковой стенки и прямого скоса 562b второго сегмента 558b боковой стенки.
Фиг. 12 изображает в перспективе седьмой вариант осуществления держателя 632 изнашиваемого наконечника, имеющего установочную плиту 644, снабженную поверхностью 662, удерживающей материал. Держатель изнашиваемого наконечника, показанный на фиг. 12, отличается от держателей изнашиваемого наконечника, изображенных на фиг. 1-11, тем, что боковая стенка 658 установочной плиты 644 состоит только из одного единственного криволинейного сегмента 658а боковой стенки, продолжающегося от положения 640а изнашиваемого тела 640 и обратно вновь до положения 640b изнашиваемого тела 640.
Каждая из поверхностей 62, 162, 262, 362, 462, 562, 662, удерживающих материал, описанных выше, может быть использована для удерживания аутогенного слоя износа из материала, подлежащего дроблению, с помощью способа, подробно описанного со ссылкой на фиг. 6b.
Настоящее изобретение было описано выше, главным образом посредством ссылки на несколько вариантов осуществления. Однако как легко понятно специалисту в данной области техники, другие варианты осуществления, кроме описанных выше, также возможны в пределах объема настоящего изобретения, как определено приложенной формулой изобретения.
Например, настоящее изобретение не ограничено каким-либо конкретным количеством сегментов поверхностей, удерживающих материал, на любой отдельной боковой стенке установочной плиты. Кроме того, настоящее изобретение не ограничено каким-либо конкретным размером или формой поверхностей, удерживающих материал, поскольку множество разных размеров и форм являются пригодными для удерживания материала, подлежащего дроблению, при работе держателя изнашиваемого наконечника. Все такие варианты осуществления попадают в пределы объема приложенной формулы изобретения.