ДРОБИЛЬНЫЙ КОЖУХ С ПРОФИЛИРОВАННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ ДРОБЛЕНИЯ
CRUSHING SHELL WITH PROFILED CRUSHING SURFACE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к кольцевому дробильному кожуху гирационной дробилки и, в частности, хотя не исключительно, к последовательности аксиально продолжающихся клиньев, которые выступают радиально на поверхности дробления кожуха, причем клинья разнесены вокруг оси с каналами потока материала, образованными и размещенными между каждым из клиньев.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Гирационные дробилки используются для дробления руды, минерального и каменного материала до меньших размеров. Обычно, дробилка содержит дробильную головку, установленную на удлиненном главном валу. Первый дробильный кожух (обычно называемый подвижным конусом) устанавливается на дробильной головке, а второй дробильный кожух (обычно называемый неподвижным конусом) устанавливается на раме так, что первый и второй дробильные кожухи вместе образуют камеру дробления, через которую проходит материал, подвергаемый дроблению. Приводное устройство, размещенное в нижней области главного вала, выполнено с возможностью вращения эксцентрикового узла, размещенного вокруг вала, чтобы заставлять дробильную головку выполнять гирационное маятниковое движение и дробить материал, вводимый в камеру дробления. Примерные гирационное дробилки описаны в WO 2004/110626; WO 2008/140375, WO 2010/123431 и WO 2012/005651.
Первичные дробилки представляют собой машины тяжелого типа, выполненные с возможностью обработки больших размеров материала порядка одного метра. Однако вторичные и третичные дробилки предназначены для обработки относительно меньших подаваемых материалов, обычно размером менее пятидесяти сантиметров. Конусные дробилки представляют собой подкатегорию гирационных дробилок и могут быть использованы в качестве оборудования, расположенного дальше по технологической цепочке, для окончательной обработки материалов. Однако общим для всех типов гирационных дробилок является требование дробления материала согласно заданному измельчению так, чтобы получать требуемый размер частиц материала, выходящего из дробилки. WO 2006/101432 раскрывает внутренний дробильный кожух, имеющий последовательность выступающих поверхностей дробления, которые выступают радиально от обращенной наружу поверхности стенки кожуха, которые выполнены с возможностью обеспечения переменной величины щели от внешнего дробильного кожуха для вмещения и дробления диапазона разноразмерных кусков материала в пределах зоны дробления.
Одним из наиболее распространенных требований пользователя к гирационным дробилкам является высокое измельчение. Однако измельчение ограничивается ограничениями потребления энергии (приводной мощности) и гидравлического давления, которые оба связаны с усилием дробления. Динамика дробления главным образом включает в себя куски материала, захватываемые, сжимаемые и далее дробимые в зоне между подвижным конусом и неподвижным конусом, когда они падают через дробилку. Процесс дробления является сложным и производительность дробилки определяется рядом факторов, включающих в себя i) распределение размера материала, когда он входит в дробилку ii) динамику материала, когда он дробится и разрушается; iii) рабочие параметры машины, включая, например, минимальную ширину разгрузочной щели (CSS), максимальную ширину разгрузочной щели (OSS), ход и скорость, и iv) геометрию машины и зоны дробления, включая, в частности, разгрузочную щель между неподвижным конусом и подвижным конусом, в которую падает материал.
Одной проблемой с существующими дробилками является нежелательная частота, при которой дробилка «забивается». Это происходит, так как дробилка позволяет вход большего количества материала, чем может быть раздроблено в нижних зонах дробления (ниже точки забивания) из-за ограничения в доступном усилии дробления. Результат этого забивания заключается в том, что усилие является недостаточным, чтобы дробить материал в щели, и дробилка больше не может удерживать CSS. Далее дробилка должна открываться, как правило, при автоматизированном процессе, чтобы позволять забитому материалу выходить из дробилки, и дробилка эффективно перезапускается. Требуется гирационная дробилка, которая решает эти проблемы и нарушение, вызываемое забиванием.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является обеспечение гирационной дробилки и по меньшей мере одного дробильного кожуха, оптимизируемого для управления зонами забивания в пределах камеры дробления, и обеспечение дробилки, имеющей сбалансированную производительность с увеличенным потенциалом измельчения. Дополнительной целью является обеспечение гирационной дробилки для управления потоком материала, проходящего через зону дробления, чтобы позволять дробилке работать при уменьшенной минимальной ширине разгрузочной щели (CSS) без увеличения усилия дробления. Дополнительной целью настоящего изобретения является увеличение и оптимизации производительности дробления всего процесса дробления, особенно когда гирационная дробилка работает в замкнутом цикле дробления (будучи соединенной с расположенным дальше по технологической цепочке грохотом), производя последовательно дробимый материал, имеющий размер частиц или кусков в пределах заданного диапазона измельчения.
Цели достигаются путем обеспечения дробильного кожуха, имеющего множество клиньев, которые выступают радиально на поверхности дробления кожуха. Клинья разнесены в окружном направлении вокруг центральной продольной оси (вокруг которой кожух продолжается) так, что между клиньями на поверхности дробления создаются каналы. Клинья действуют, чтобы направлять поток материала в каналы (которые продолжаются между клиньями) так, чтобы управлять потоком материала, проходящего через зону дробления между противоположными внутренним и внешним дробильными кожухами. Согласно одному аспекту клинья обеспечены только на одном из внутреннего и внешнего дробильных кожухов. Однако согласно дополнительным вариантам выполнения клинья могут быть обеспечены на обоих внутреннем и внешнем дробильных кожухах.
Клинья размещены в аксиально верхней области кожуха так, чтобы продолжаться аксиально вниз вдоль корпуса кожуха и уменьшаться в радиальной протяженности в направлении аксиально вниз так, что клинья не продолжаются до аксиально нижних областей поверхности дробления. Соответственно клинья предназначены для управления потоком материала в аксиально нижних зонах дробления между внутренним и внешним дробильными кожухами. Клинья эффективно уменьшают полный объем в пределах «зоны забивания», и это служит подъему положения зоны забивания аксиально вверх в камере дробления. Клинья являются дополнительно предпочтительными, чтобы уменьшать количество материала, обрабатываемого в камере дробления, и позволять дробилке работать при меньшей CSS без требования в увеличении усилия дробления. Соответственно Уровень измельчения дробилки увеличивается вместе с производительностью процесса, так как необходимость «открывать» зону дробления (обычно с помощью гидравлических цилиндров) исключается, так как дробилка не испытывают забивания, как в случае с традиционными дробилками.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения обеспечен дробильный кожух гирационной дробилки, содержащий: основной корпус, устанавливаемый в пределах зоны дробления, образованной рамой гирационной дробилки, причем основной корпус продолжается вокруг центральной продольной оси; основной корпус имеет установочную поверхность для позиционирования противоположно раме или головке дробилки, установленной с возможностью вращения в пределах зоны дробления, и поверхность дробления для контактирования с подвергаемым дроблению материалом, стенку, образованную и продолжающуюся между установочной поверхностью и поверхностью дробления, причем стенка имеет аксиально верхний первый конец и аксиально нижний второй конец; множество клиньев, выступающих радиально на поверхности дробления и распределенных в окружном направлении вокруг оси, причем каждый клин продолжается аксиально вниз от области первого конца; отличающийся тем, что каждый клин заканчивается в окружном направлении парой продольных уступов; причем кожух дополнительно содержит множество аксиально продолжающихся каналов, образованных и размещенных в окружном направлении между уступами противоположных клиньев.
Соответственно радиальное расстояние поверхности дробления относительно центральной оси кожуха увеличивается и уменьшается согласно переменному профилю в окружном направлении вокруг оси в аксиальном положении клиньев и каналов. Продолжающийся по окружности переменный профиль поверхности дробления в аксиально верхней области кожуха является эффективным для управления объемом материала, который подается в аксиально нижнюю область дробления (между противоположными внутренним и внешним дробильными кожухами). То есть радиально расширенные стенки кожуха в области клиньев подают материал в каналы для эффективного аксиального подъема точки забивания зоны дробления. Это является предпочтительным для исключения нежелательного и преждевременного забивания дробилки. Уменьшенная функция площади (за счет наличия клиньев) в пределах зоны дробления является эффективной для обеспечения большего измельчения при поддержании и оптимизации распределения размеров частиц, выходящих из дробилки. Соответственно необходимость «открывать» зону дробления для очищения дробилки исключается.
Предпочтительно, клинья продолжаются аксиально вниз от области по существу на или непосредственно ниже первого конца. Предпочтительно, клинья продолжаются аксиально к области, расположенной по существу посередине между первым и вторым концами, или выше области, расположенной посередине. Соответственно аксиально нижняя область и возможно аксиально нижняя половина дробильного кожуха лишены клиньев и каналов. Это обеспечивает, что нижняя область зоны дробления оптимизирована для дробления материала в соответствии с CSS.
Возможно, каждый из клиньев может содержать радиальную толщину, которая уменьшается в направлении от первого конца ко второму концу. Предпочтительно, стенка кожуха может содержать радиальную толщину, которая уменьшается в области каждого клина в аксиальном направлении от области первого конца ко второму концу. Предпочтительно, стенка кожуха содержит радиальную толщину, которая является по существу равномерной в области каждого клина в аксиальном направлении от области первого конца ко второму концу. Это является предпочтительным для обеспечения равномерной скорости охлаждения на стенке кожуха, что, в свою очередь, исключает или уменьшает пористость литого материала. Предпочтительно, радиальное расстояние между поверхностью дробления каждого клина и поверхностью дробления каждого канала уменьшается в направлении аксиально вниз от области первого конца ко второму концу.
Предпочтительно, каждый из клиньев содержит профиль сужающейся формы в аксиальном направлении так, что радиальная протяженность стенки в области каждого клина больше в аксиально верхней области каждого клина, чем в аксиально нижней области каждого клина относительно центральной оси. Эта уменьшение сужающейся радиальной протяженности клина от центральной оси (и, что важно, каждого соседнего канала) обеспечивает плавный переход для материала, текущего от аксиально верхней зоны дробления к аксиально нижней зоне дробления. Возможно, поверхность дробления в области каждого клина содержит профиль вогнутой формы в аксиальном направлении. То есть эффективная разница в радиальной протяженности поверхности дробления клина относительно радиального положения поверхности дробления в каждом канале уменьшается до нуля так, чтобы обеспечивать плавный переход на аксиально нижнюю поверхность дробления.
Предпочтительно, радиальная толщина каждого клина или радиальная толщина стенки в области каждого клина является по существу равномерной в окружном направлении между уступами. Возможно, радиальная толщина каждого канала или радиальная толщина стенки в области каждого канала является по существу равномерной в окружном направлении между уступами.
Уступы каждого клина могут быть образованы как радиально продолжающиеся поверхности, которые завершают каждый периферийный конец поверхности дробления в области каждого клина. То есть уступы могут рассматриваться как содержащие концевые поверхности каждого клина, которые образуют промежуточные каналы, которые радиально углублены относительно клиньев.
Согласно предпочтительному варианту выполнения уступы (концевые поверхности) каждого клина, которые образуют каждый канал, являются по существу равномерными по форме и конфигурации так, что каждый продольный край каждого клина и в связи с этим каждый канал являются по существу идентичными. В частности, сужающийся профиль каждой боковой поверхности каждого клина на каждой стороне каждого клина является по существу таким же или идентичным. Соответственно каждый канал образован и ограничен боковой поверхностью каждого клина, которая по существу является такой же или идентичной. Предпочтительно, каждый уступ содержит пару аксиально продолжающихся продольных боковых поверхностей, причем каждая боковая поверхность имеет профиль сужающейся формы в окружном направлении, чтобы обеспечивать плавный переход с соответственным каналом. Профиль сужающейся формы продольных боковых поверхностей каждого клина выполнен с возможностью обеспечения плавного перехода для потока материала от поверхности клина в промежуточный канал для последующей управляемой подачи к нижней зоне дробления. Предпочтительно, стороны (или уступы) клиньев также сужаются в аксиальном направлении так, чтобы уменьшаться до нуля в приблизительно средней области между верхним и нижним концами кожуха.
Предпочтительно, ширина каждого канала в окружном направлении вокруг оси по существу равняется ширине каждого клина в окружном направлении вокруг оси. Возможно, ширина каждого клина в окружном направлении вокруг оси и между уступами увеличивается в аксиальном направлении от первого ко второму концу. Возможно, ширина каждого клина в окружном направлении вокруг оси и между уступами является по существу равномерной вдоль аксиальной длины клина в направлении от первого ко второму концу. Возможно, ширина каждого канала в окружном направлении вокруг оси по существу равняется ширине каждого клина в окружном направлении вокруг оси в том же аксиальном положении.
Предпочтительно, кожух содержит от двух до десяти, от трех до десяти, от трех до восьми или от трех до шести клиньев, распределенных по окружности вокруг оси. Возможно, кожух содержит 3, 4, 5, 6 или 7 клиньев, распределенных по окружности вокруг оси.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения кожух представляет собой внешний дробильный кожух для позиционирования противоположно раме так, что клинья обеспечены на обращенной радиально внутрь поверхности кожуха. Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения кожух представляет собой внутренний дробильный кожух для позиционирования противоположно дробильной головке, и клинья обеспечены на обращенной радиально наружу поверхности кожуха.
Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения обеспечена гирационная дробилка, содержащая по меньшей мере один дробильный кожух, как заявлено здесь.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Далее будет описан конкретный вариант выполнения настоящего изобретения исключительно путем примера и со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
Фигура 1 представляет собой вид сбоку в сечении гирационной дробилки, имеющей противоположные внутренний и внешний дробильные кожухи с внутренним кожухом, содержащим множество клиньев, распределенных по окружности вокруг его поверхности дробления согласно конкретному варианту выполнения настоящего изобретения;
Фигура 2 представляет собой внешний вид в перспективе внутреннего дробильного кожуха на Фигуре 1;
Фигура 3 представляет собой вид сверху дробильного кожуха на Фигуре 2;
Фигура 4 представляет собой внешний вид в перспективе кожуха на Фигуре 2 со срезом аксиально верхней области кожуха, удаленной с иллюстративными целями;
Фигура 5 представляет собой вид сбоку в сечении по линии А-А на Фигуре 3;
Фигура 6 представляет собой иллюстрацию функции площади в зоне дробления между противоположными внутренним и внешним дробильными кожухами согласно конкретному варианту выполнения настоящего изобретения;
Фигура 7 представляет собой вид в перспективе сверху внешнего дробильного кожуха согласно дополнительному варианту выполнения заявленного изобретения, содержащего множество клиньев, выступающих из обращенной радиально внутрь поверхности дробления;
Фигура 8 представляет собой дополнительный вид в перспективе внутреннего дробильного кожуха на Фигуре 7.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фигуре 1 дробилка содержит раму 100, имеющую верхнюю раму 101 и нижнюю раму 102. Дробильная головка 103 установлена на удлиненном главном валу 107. Первый (внутренний) дробильный кожух 105 установлен с возможностью фиксации на дробильной головке 103, а второй (внешний) дробильный кожух 106 установлен с возможностью фиксации опосредованно на верхней раме 101 с помощью промежуточного уплотнительного кольца 114. Зона 104 дробления образована между противоположными дробильными кожухами 105, 106. Зона 109 разгрузки размещена непосредственно ниже зоны 104 дробления и образована частично нижней рамой 102.
Привод (не показан) соединен с главным валом 107 через приводной вал 108 и подходящее зацепление 131 так, чтобы вращать вал 107 эксцентрично вокруг продольной оси 115 и заставлять головку 103 выполнять гирационное маятниковое движение и дробить материал, вводимый в зону 104 дробления. Область 128 верхнего конца вала 107 поддерживается в аксиально вращаемом положении подшипниковым узлом 112 верхнего конца, размещенным между главным валом 107 и центральным выступом. Подобным образом, нижний конец 129 вала 107 поддерживается подшипниковым узлом 130 нижнего конца. Верхняя рама 101 разделена на верхний кожух 111, установленный на нижней раме 102 (альтернативно называемой нижним кожухом), и узел 113 крестовины, который продолжается от верхнего кожуха 111 и представляет собой верхний участок дробилки.
Кожух 106 содержит кольцевой верхний конец 121 и противоположный нижний кольцевой конец 122 со стенкой 110, продолжающейся аксиально между концами 121, 122. Кожух 106 дополнительно содержит обращенную радиально наружу установочную поверхность 132 и противоположную обращенную радиально внутрь поверхность 125 дробления. Подобным образом, внутренний дробильный кожух 105 содержит обращенную радиально наружу поверхность 117 дробления и противоположную обращенную радиально внутрь установочную поверхность 118. Зона 104 дробления образована между поверхностями 125, 117 дробления противоположных кожухов 106, 105 соответственно. Внешний кожух 106 дополнительно содержит первую выступающую верхнюю область 126 контакта и вторую выступающую нижнюю область 124 контакта, причем области 126, 124 контакта выступают радиально наружу от стенки 110 кожуха 106 так, чтобы быть аксиально отделенными и образовывать кольцевой канал 123, продолжающийся по окружности вокруг кожуха 106 между верхней и нижней областями 126, 124. Кожух 106 выполнен с возможностью контактирования с разделительным кольцом 114 в областях 126, 124.
Подобным образом, внутренний кожух 105 содержит кольцевой верхний конец 119 и противоположный кольцевой нижний конец 120 со стенкой 116, продолжающейся аксиально между концами 119, 120. Кожух 105 установлен на головке 103 посредством контакта с аксиально нижней областью установочной поверхности 118, которая расположена на обращенной радиально наружу поверхности 133 головки 103.
Кожух 105 дополнительно содержит множество клиньев 127, которые выступают радиально наружу от стенки 116, чтобы представлять собой выступающие ребра на поверхности 117 дробления. Клинья 127 выступают радиально в зону 104 дробления от поверхности 117 дробления так, чтобы уменьшать объем зоны 104 дробления в аксиально верхней области кожуха 105 и 106. Как проиллюстрировано на фигуре 1, радиальная протяженность каждого клина 127 от оси 115 уменьшается в аксиальном направлении так, что клинья 127 сужаются радиально внутрь так, чтобы уменьшаться и эффективно заканчиваться приблизительно аксиально посередине между верхним и нижним концами 119, 120.
На фигурах 2-5 внутренний дробильный кожух 105 содержит в общем кольцевую конфигурацию, продолжающуюся вокруг оси 115 от верхнего к нижнему кольцевым концам 119, 120. Кожух 106 может быть рассмотрен разделяемым аксиально на верхнюю половину 201, начинающуюся на верхнем конце 119, и нижнюю половину 202, заканчивающуюся на нижнем конце 120. Аксиально самая нижняя область поверхности 117 дробления заканчивается кольцевым краем 215. Самая нижняя скошенная поверхность 216 продолжается аксиально между краем 215 и самым нижним кольцевым концом 120, чтобы позволять дробленому материалу выходить из зоны 104 дробления. Клинья 127 размещены в пределах верхней половины 201 и продолжаются аксиально вниз от области 212, размещенной непосредственно ниже верхнего конца 119. Каждый клин 127 заканчивается в самой нижней области 204 в соединении между верхней и нижней половинами 201, 202. Как проиллюстрировано на фигуре 3, согласно конкретному варианту выполнения кожух 106 содержит пять клиньев, распределенных по окружности вокруг оси 115 и выступающих радиально наружу от стенки 116. Каждый клин 127 выступает радиально наружу в области 212, чтобы образовывать верхнюю концевую поверхность 203, продолжающуюся на короткое расстояние в окружном направлении вокруг оси 115. Поверхность 203 продолжается на короткое радиальное расстояние от оси 115 и заканчивается на ее периферийных концах радиальными краями 213. Поверхность 203 образована на ее радиально самом наружном конце изогнутым краем 209, который продолжается в окружном направлении вокруг оси 115, причем радиус кривизны края 209 соответствует верхнему кольцевому концу 119. Каждый клин 127 дополнительно образован парой противоположных аксиально продолжающихся продольных боковых краев 205. Каждый боковой край 205 продолжается от каждого конца края 209, чтобы заканчиваться в самой нижней области 204. Боковая поверхность 207 выступает назад от каждого бокового края 205, чтобы обеспечивать переход к каналу 200, размещенному по окружности между каждыми соседними клиньями 127. Края 205, 213 и боковая поверхность 207 совместно образуют уступ, продолжающийся аксиально вдоль продольной стороны каждого клина 127. В связи с этим каждый уступ образует концевые области каждого клина 127 в окружном направлении вокруг оси 115. Уступы 218 соседних клиньев 126 соответственно образуют каждый канал 200, который углублен радиально относительно каждого клина 127. Каждый уступ 218 и соответственно каждая боковая поверхность 207 каждого клина 127 являются по существу идентичными так, что каждый канал 200 является по существу идентичным по форме и конфигурации на обеих его продольных сторонах 206. Каждая боковая поверхность 207 содержит вогнутый изгиб так, чтобы обеспечивать плавный переход между поверхностью 208 дробления каждого клина 127 и поверхностью 214 дробления каждого канала 200.
Согласно конкретному варианту выполнения радиальная толщина каждого клина 127 является наибольшей в его аксиально самой верхней области, соответствующей аксиальному положению на крае 209. «Радиальная толщина» каждого клина 127 образована со ссылкой на радиальное положение поверхности 218 дробления на каждом клине относительно радиального положения поверхности 214 дробления в каждом канале 200. Далее радиальная толщина уменьшается в аксиальном направлении к самой нижней области 204. То есть радиальное расстояние области 204 поверхности равно по существу радиальному расстоянию в самой нижней области 211 поверхности канала 200 (относительно оси 115), причем области 204, 211 находятся в одинаковом аксиальном положении. Дополнительно, кожух 106 содержит множество выемок 219, включенных в пределах установочной поверхности 118, имеющих положение, соответствующее положению непосредственно за клиньями 127. Эти выемки 219 обеспечивает то, что толщина стенки кожуха является по существу равномерной в направлении по окружности вокруг оси. Это является предпочтительным для уменьшения скорости охлаждения на стенке кожуха и исключения пористости материала литого кожуха.
На фигуре 4 радиальное расстояние поверхности 117 дробления относительно центральной оси 115 кожуха 106 увеличивается и уменьшается согласно переменному профилю в окружном направлении вокруг оси на его самой верхней половине 201. То есть радиальное положение поверхности 208 дробления на каждом клине 127 больше, чем соответствующее радиальное положение поверхности 214 дробления на каждом канале 200 (в том же аксиальном положении). Согласно конкретному варианту выполнения ширина каждого клина в окружном направлении вокруг оси 115 приблизительно равна соответствующей ширине каждого канала 200 в том же аксиальном положении.
Как проиллюстрировано на фигуре 5, каждый клин 127 представляет собой выступ, выступающий радиально от обращенной радиально наружу поверхности 214 каждого канала 200 в пределах аксиально верхней половины 201 кожуха 106. Обращенная радиально наружу поверхность 208 каждого клина 127 представляет собой составную часть совокупной поверхности 117 дробления кожуха 106 в пределах области 201. Соответствующая поверхность 214 каждого канала 200 также образует составную часть поверхности 117 дробления в пределах верхней половины 201.
Поверхность 208 является по существу вогнутой в аксиальном направлении так, чтобы обеспечивать плавный переход радиального положения поверхности 208 дробления в самой нижней области 204 каждого клина 127 и нижней половины 202. Дополнительно и как проиллюстрировано на фигуре 5, радиальная толщина каждого клина 127 (относительно поверхности 214) уменьшается от области края 209 до самой нижней области 204. Как указано, эта радиальная толщина каждого клина 127 представлена радиальной разницей между поверхностью 214 канала и поверхностью 208 клина. То есть радиальная протяженность каждого клина 127 от оси 115 является независимой от толщины стенки 116 кожуха. В частности, толщина стенки кожуха является по существу равномерной в окружном направлении вокруг оси 115 в пределах верхней области 201.
Как проиллюстрировано, ширина в окружном направлении поверхности 208 увеличивается аксиально вниз от верхней области 212 до самой нижней области 204. Соответственно площадь боковых поверхностей 207 уменьшается аксиально вниз от края 213 до самого нижнего конца 204.
Каждый клин 127 является по существу симметричным относительно вертикально продолжающейся плоскости, представленной как B-B. То есть радиальная протяженность каждого клина 127 является симметричной относительно плоскости B-B. Подобным образом, радиальная протяженность стенки 116 кожуха в области каждого канала 200 является симметричной относительно соответствующей вертикальной плоскости, представленной как C-C.
Клинья 127 уменьшают доступный объем зоны 104 дробления между кожухами 105, 106 выше нижней области 202 кожуха 106. Клинья 127 являются эффективными для направления подвергаемого дроблению материала в каналы 200 и в контакт с боковыми поверхностями 207 и поверхностью 214 канала, размещаемой противоположно поверхности 125 дробления внешнего кожуха 106. В частности, клинья 127 являются эффективными для управления подачей материала, подвергаемого дроблению, в нижнюю область зоны 104 дробления, соответствующую нижней области 202 кожуха 106.
Фигура 6 схематически иллюстрирует сечение зоны 104 дробления, где линия 600 представляет собой профиль формы поверхности 125 дробления кожуха 106, а линия 601 представляет собой профиль формы поверхности 117 дробления кожуха 105. Линия 602 представляет собой положение минимального разделения между кожухами 105, 106, когда головка 103 колеблется вокруг оси 115 согласно гироскопической прецессии под действием вала 108, в то время как линия 601 иллюстрирует максимальное расстояние разделения. Расстояния разделения на осях x и y соответствуют направлениям A и B на фигуре 1 и проиллюстрированы в 100 мм интервалах.
Функция площади в каждом аксиальном положении между поверхностями 125, 117 представлена линией 605. Минимум 606 в функции площади представляет собой «точку забивания» традиционных дробильных кожухов без направляющих клиньев 127, и это представлено линией 608. Согласно этой традиционной конфигурации горизонтальная средняя линия 607 образует верхнюю область 603 дробления выше точки 607 забивания и нижнюю область 604 дробления ниже точки 607 забивания.
Эффект конфигурирования кожуха 106 с множеством разнесенных по окружности клиньев 127 в верхней области 201 заключается в уменьшении функции площади, и это представлено линией 609. Как будет отмечено, точка забивания соответственно смещена аксиально вверх в направлении A на фигуре 1. В частности, верхняя зона 603 дробления перемещается аксиально вверх, чтобы продлять аксиальную длину нижней зоны 604 дробления ниже смещенной зоны 611 забивания.
Авторы определили с помощью оценки динамики дробилки и сравнений с испытанием в условиях эксплуатации, что производительность дробилки определяется объемом зоны забивания. Важно отметить, что оценка динамики дробилки подтвердила, что большая часть дробления в дробилке в пределах зоны 104 происходит за счет истирания (дробления между частицами). Дополнительно, материал, раздробленный в пределах верхней зоны 603, передается к нижней зоне 602 под действием силы тяжести, и соответственно имеется массовый баланс между зонами 603, 604 дробления. Вследствие этого, авторы определили, что объем материала, который требуется для дробления в пределах нижней зоны 604, управляется с помощью зоны 607 забивания. Если степень сжатия материала в зоне 604 приводит к более высокому усилию, чем заданное значение системы управления дробилки, система будет открывать зону 104 дробления путем эффективного разделения кожухов 105, 106. Соответственно имеются два механизма увеличения сжатия, во-первых, усилие дробления между областями 600, 601, 602 должно быть увеличено, или, во-вторых, объем материала в пределах нижней зоны 604 дробления должен быть уменьшен.
Соответственно авторы определили, что проблема достижения измельчения в пределах дробилки обусловлена тем, что, когда дробилка уменьшает разгрузочную щель во время гироскопической прецессии, размер зоны 607 забивания и размер закрытой зоны 604 дробления не уменьшаются на одинаковые величины. Результатом является то, что в итоге традиционная дробилка будет позволять передачу большего количества материала от верхней зоны 603 к нижней зоне 604, чем может быть раздроблено в нижней зоне 604 из-за ограничений в доступном усилии дробления в этой зоне 604.
Настоящая конфигурация клина 127 и канала 200 кожуха 106 является эффективной, чтобы уменьшать количество материала в пределах верхней зоны 603 дробления, доступное для подачи к нижней зоне 604 дробления. Соответственно Настоящая конфигурация кожуха ограничивает объем материала, дробимый в зоне 603 дробления, и эффективно перемещает зону 610, 611 забивания аксиально вверх. Соответственно зона 611 забивания заявленного изобретения пропорционально меньше, чем зона 607 традиционных кожухов, чтобы сбалансировать производительность дробления с эффективным увеличением измельчения. Важно отметить, что клинья 127 не продолжаются в нижнюю половину 202 поверхности 117 дробления так, что объем нижней зоны 604 дробления не изменяется относительно конструкции традиционной дробилки.
В связи с этим клинья 127 эффективно позволяют дробилке работать при меньшей CSS без необходимости увеличения усилия дробления. Когда дробилка работает согласно замкнутому циклу дробления (соединенная с расположенным дальше по технологической цепочке грохотом), увеличение производительности процесса достигается, когда распределение размера материала, выходящего из дробилки, является по существу равномерным и находится в пределах заданного диапазона измельчения. То есть необходимость очищения дробилки из-за забивания исключается вместе с созданием очень «мелких» частиц (из-за излишнего дробления в пределах нижней зоны 604 дробления), получающихся в результате забивания дробилки.
Фигуры 7 и 8 иллюстрируют дополнительный вариант выполнения заявленного изобретения, в котором внешний дробильный кожух 106 содержит множество аксиально продолжающихся клиньев 127, выступающих радиально внутрь от поверхности 125 дробления. Как будет отмечено, клинья 127, уступы 218 и каналы 200 содержат одинаковую геометрию и общую конфигурацию, как описано со ссылкой на фигуры 2-5. То есть радиальная протяженность клиньев 127 уменьшается от аксиально верхней области, соответствующей верхнему краю 209, до аксиально самой нижней области 204. В связи с этим поверхность 208 дробления каждого клина 127 наклонена под большим углом, чем соответствующая поверхность 214 дробления каналов 200, которые продолжаются по окружности между клиньями 127. Как подробно описывалось ранее, клинья 127 в совокупности с областями каналов 200 обеспечивают то, что кожух 106 содержит поверхность дробления, имеющую радиальное положение относительно оси 115, которое увеличивается и уменьшается согласно однородному переменному профилю в окружном направлении вокруг оси 115.
В частности, каждый клин 127 образован парой аксиально продолжающихся боковых поверхностей 207, которые представляют собой уступы 218, образующие каждый канал 200. Каждая из левой и правой боковых поверхностей 207 являются идентичными друг другу так, что каждый клин 127 является симметричным относительно вертикальной плоскости B-B, продолжающейся аксиально через стенку 110 кожуха. Подобным образом, каждый канал 200 является по существу симметричным относительно вертикальной плоскости C-C, продолжающейся аксиально через стенку 110 кожуха.
Каждый канал 200 соответственно образован парой противоположных боковых поверхностей 207 уступов 218 соседних клиньев 127. Каждая боковая поверхность 207 содержит в общем клинообразный профиль, имеющий заостренный самый нижний конец 217 и самый верхний конец, образованный передним радиальным краем 213. Так как каждая поверхность 208 клина сужается по направлению к радиальному положению каждой поверхности 214 канала в аксиальном направлении от периферийного края 209 до самой нижней области 204, боковые поверхности 207 также уменьшаются по площади от самого верхнего радиального края 213 до самого нижнего и самого тонкого конца 217. Соответственно площадь поверхности каждой боковой поверхности 207, которая частично образует каждый канал 200, является по существу идентичной так, что каждый канал 200 является симметричным относительно плоскости C-C. Соответственно материал направляется, чтобы течь аксиально в пределах каждого канала 200 и предотвращается от прохождения по окружности наружу из каждого канала 200 аксиально продолжающимися уступами 218. В связи с этим каждый клин 127 действует, чтобы направлять материал для прохождения аксиально вниз через каждый канал 200, представляя препятствие для любого периферийного потока материала в пределах каждого канала 200. В частности, уступы 218 обеспечивают, что поток материала аксиально вниз поддерживается, и обеспечивают средство направления и удержания потока материала вдоль каждого канала 200 от верхнего конца 210 к нижнему концу 211.