ЩЕКОВАЯ ДРОБИЛКА, УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОГО МАТЕРИАЛА И СПОСОБ ОБРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОГО МАТЕРИАЛА
JAW CRUSHER, PLANT FOR PROCESSING OF MINERAL MATERIAL AND METHOD OF PROCESSING OF MINERAL MATERIAL

Область техники
Настоящее изобретение относится к обработке минерального материала. В частности, но не исключительно, изобретение относится к щековым дробилкам. В частности, но не исключительно, изобретение относится к приводному механизму щековой дробилки.
Уровень техники
Функционирование щековой дробилки основано на использовании силы, сжимающей обрабатываемый материал. Эксцентриковый вал прикреплен к корпусу щековой дробилки, с которым эксцентриковый вал соединен при помощи подвижной щеки, т.е. шатуна, совершающего эксцентрическое перемещение относительно неподвижной щеки.
Перемещение подвижной щеки имеет решающее значение для производительности и эффективности дробилки. Перемещение щеки в прямом направлении, т.е. ход дробления, зависит от перемещения подвижной щеки и часто включает в себя перемещение вверх и вниз, уменьшающее эффективность хода.
Раньше улучшения траектории перемещения подвижной щеки осуществлялись посредством прикрепления шатуна к качающейся балке, в результате чего траектория перемещения имела форму сплющенного овала. Такое конструктивное исполнение известно из публикации заявки на патент WO 2013/171361 А1. Однако такое конструктивное исполнение требует нежелательной величины пространства внутри шатуна и станины дробилки для качающихся балок и более сложной конструкции, требующей тщательной проработки, например, в отношении смазки.
Кроме того, улучшения траектории перемещения подвижной щеки раньше осуществлялись посредством прикрепления шатуна к ползуну, перемещающемуся в направлении, перпендикулярном осевой линии дробильной камеры, в результате чего траектория перемещения имела форму сплющенного овала. Такое конструктивное исполнение раскрыто в неопубликованной заявке на патент PCT/FI2013/051074.
Целью настоящего изобретения является создание альтернативной дробилки, при помощи которой можно устранить или по меньшей мере уменьшить недостатки, имеющие место в связи с известными дробилками.
Сущность изобретения
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается щековая дробилка, содержащая неподвижную щеку и подвижную щеку для образования между ними дробильной камеры, открытой сверху, при этом неподвижная щека содержит первую изнашиваемую деталь, прикрепляемую к ней, а подвижная щека содержит шатун (4) и вторую изнашиваемую деталь, прикрепляемую к ней; при этом шатун прикреплен с возможностью вращения к первом эксцентриковом валу, и при этом шатун дополнительно прикреплен с возможностью вращения ко второму эксцентриковом валу, выполненном с возможностью направления хода подвижной щеки для создания траектории перемещения с по существу линейным ходом дробления, причем эксцентриситет второго эксцентрикового вала больше, чем эксцентриситет первого эксцентрикового вала.
По существу горизонтальная линия, проходящая через центр первого эксцентрикового вала, может проходить через нижнюю или верхнюю мертвую точку второго эксцентрикового вала.
По существу горизонтальная линия, проходящая через центр первого эксцентрикового вала, может проходить через среднюю секцию дробильной камеры.
По существу горизонтальная линия, проходящая через центр первого эксцентрикового вала, может по существу проходить через осевую линию дробильной камеры, тем самым, разделяя дробильную камеру на две части равной высоты.
Второй эксцентриковый вал может быть выполнен с возможностью качаться вперед и назад в ответ на вращение первого эксцентрикового вала.
Второй эксцентриковый вал может быть расположен между первым эксцентриковым валом и дробильной камерой.
Второй эксцентриковый вал может быть установлен таким образом, чтобы его верхняя или нижняя мертвая точка была расположена на некотором расстоянии от горизонтальной линии.
Первый эксцентриковый вал и второй эксцентриковый вал могут быть прикреплены с помощью подшипниковой опоры к корпусу щековой дробилки и к шатуну.
Радиус второго эксцентрикового вала может по существу в 2-4 раза превышать радиус первого эксцентрикового вала.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предлагается установка для обработки минерального материала, содержащая щековую дробилку согласно первому аспекту изобретения.
Установка для обработки минерального материала может являться передвижной обрабатывающей установкой.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предлагается способ обработки минерального материала в щековой дробилке согласно первому аспекту изобретения или в установке для обработки минерального материала согласно второму аспекту изобретения путем направления по существу линейного хода дробления к материалу, подлежащему дроблению в дробильной камере, путем качания второго эксцентрикового вала вперед и назад в ответ на вращение первого эксцентрикового вала.
Различные варианты осуществления настоящего изобретения будут или были проиллюстрированы только в связи с некоторыми аспектами изобретения. Специалисту ясно, что любой вариант осуществления одного аспекта изобретения может применяться к тому же аспекту изобретения, а также к другим аспектам, отдельно или в сочетании с другими вариантами осуществления.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение будет раскрыто в качестве примера со ссылкой на прилагаемые схематические чертежи, на которых:
на фиг. 1 показан вид сбоку установки для обработки минерального материала, в которой могут быть реализованы варианты осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2 показан вид сбоку приводного механизма в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 3 показан вид сбоку приводного механизма в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 4 показано изображение установки эксцентрикового вала в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
Подробное раскрытие изобретения
В нижеследующем описании сходные номера обозначают сходные элементы. Следует понимать, что приведенные чертежи не полностью показаны в реальном масштабе, и что они служат, главным образом, для иллюстрации некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 1 показана установка для обработки минерального материала, в которой реализованы варианты осуществления настоящего изобретения. На фиг. 1 показана дробильная установка 200, содержащая щековую дробилку 100. Дробильная установка 200 содержит питатель 103 для подачи материала к щековой дробилке 100 и ленточному транспортеру 106 для транспортировки раздробленного материала за пределы дробильной установки.
Ленточный транспортер 106, показанный на фиг. 1, содержит ленту 107, выполненную с возможностью прохождения вокруг по меньшей мере одного ролика 108. Дробильная установка 200 содержит также источник энергии и блок управления 105. Источник энергии представляет собой, например, дизельный двигатель или электродвигатель, обеспечивающий энергию для технологических блоков и гидравлических контуров (не показаны).
Питатель 103, дробилка 100, источник 105 энергии и транспортер 106 крепятся к корпусу 101 дробильной установки, в одном варианте осуществления дополнительно содержащей гусеничную базу 102 для перемещения дробильной установки 200. Дробильная установка, в дополнительном варианте осуществления, является полностью или частично колесной или перемещаемой на ножках или салазках. Альтернативно, в еще одном варианте осуществления, дробильная установка 200 может быть перемещаемой/буксируемой при помощи грузовика или другого внешнего источника энергии. В другом примере варианта осуществления дробильная установка представляет собой стационарную установку.
Минеральный материал, подлежащий обработке, представляет собой, например, горную массу, асфальт или отходы строительства и сноса, такие как бетон, кирпич или асфальт.
Варианты осуществления приводного механизма щековой дробилки 100, показанные на фиг. 2 и 3, применяются, например, в дробильной установке 200, показанной на фиг. 1.
Щековая дробилка 100, показанная на фиг. 1-3, содержит неподвижную щеку и подвижную щеку, между которыми образуется дробильная камера 3. Дробильная камера открыта сверху. Первая изнашиваемая деталь 1 прикреплена к неподвижной щеке, а вторая изнашиваемая деталь 2 прикреплена к шатуну 4. На фиг. 2 и 3 неподвижная щека представлена изнашиваемой деталью 1, прикрепленной к неподвижной щеке, а подвижная щека представлена изнашиваемой деталью 2, прикрепленной к шатуну 4. Дробильная камера 3 содержит верхнюю секцию 5, среднюю секцию 6 и нижнюю секцию 7, имеющие одинаковую высоту h. Приводной механизм щековой дробилки основан на прикреплении шатуна 4 к первому эксцентриковому валу 8 и ко второму эксцентриковому валу 9, т.е. шатун установлен на первом эксцентриковом валу 8 и на втором эксцентриковом валу 9. На фиг. 2 и 3 дополнительно показана вертикальная диагональ 10 дробильной камеры 3. В варианте осуществления по существу горизонтальная линия 11, проходящая через центр эксцентрикового вала 8, проходит через среднюю секцию 6 дробильной камеры 3.
В другом варианте осуществления по существу горизонтальная линия 11, проходящая через центр эксцентрикового вала 8, по существу проходит через горизонтальную осевую линию 3 дробильной камеры 3, тем самым, разделяя дробильную камеру на две части равной высоты Н.
Первый эксцентриковый вал 8 с помощью подшипников прикреплен с возможностью вращения к шатуну 4 и к корпусу (не показан на фиг. 2 и 3) щековой дробилки. В другом варианте осуществления, вместо корпуса щековой дробилки, первый эксцентриковый вал 8 прикреплен к дополнительной опорной конструкции щековой дробилки. Эксцентриситет первого эксцентрикового вала используется для формирования хода шатуна 4 и, тем самым, подвижной щеки. В одном варианте осуществления эксцентриситет первого эксцентрикового вала 8 равен половине длины хода подвижной щеки.
Шатун 4 дополнительно поддерживается телом второго эксцентрикового вала 9. Второй эксцентриковый вал 9 с помощью подшипников прикреплен с возможностью вращения к шатуну 4 и к корпусу (не показан на фиг. 2 и 3) щековой дробилки. В другом варианте осуществления, вместо корпуса щековой дробилки, второй эксцентриковый вал 9 прикреплен к той же дополнительной опорной конструкции щековой дробилки, что и первый эксцентриковый вал 8. Эксцентриситет второго эксцентрикового вала 9 используется, как объясняется ниже со ссылкой на фиг. 4, для направления перемещения шатуна, т.е. хода шатуна 4, и, таким образом, подвижной щеки, тем самым, создавая требуемую траекторию перемещения для подвижной щеки.
В варианте осуществления радиус второго эксцентрикового вала 9 приблизительно в 2-4 раза превышает радиус первого эксцентрикового вала 8, т.е. эксцентриситет второго эксцентрикового вала 9 больше, чем эксцентриситет первого эксцентрикового вала 8, для создания требуемой траектории перемещения. Второй эксцентриковый вал 9 расположен между первым эксцентриковым валом 8 и дробильной камерой. В варианте осуществления вертикальное положение второго эксцентрикового вала 9 выбирают таким образом, чтобы мертвая точка эксцентрического перемещения по существу располагалась на горизонтальной линии 11, т.е. на том же уровне, что центр первого эксцентрикового вала 8, что приводит к по существу горизонтальному ходу дробления. В варианте осуществления настоящего изобретения соотношение между диаметрами или радиусами первого эксцентрикового вала 8 и второго эксцентрикового вала 9 составляет предпочтительно 1/2.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 2, второй эксцентриковый вал расположен выше горизонтальной линии 11 таким образом, что нижняя мертвая точка находится по существу на линии 11. В варианте осуществления, показанном на фиг. 3, второй эксцентриковый вал расположен ниже горизонтальной линии 11 таким образом, что верхняя мертвая точка находится по существу на линии 11. В другом варианте осуществления второй эксцентриковый вал наклонен относительно горизонтальной линии 11 таким образом, что точка крепления на корпусе и на шатуне 4 не находятся на одной и той же вертикальной линии. В еще одном примере варианта осуществления, если требуется негоризонтальный ход дробления шатуна, второй эксцентриковый вал 9 устанавливают на другом вертикальном уровне по сравнению с первым эксцентриковым валом 8 таким образом, что мертвая точка расположена на некотором расстоянии от горизонтальной линии 11.
Первый 8 и второй 9 эксцентриковые валы прикреплены к корпусу дробилки и к шатуну традиционным способом, с возможностью вращения с помощью подшипников, т.е. с подшипниковой опорой. В одном из вариантов осуществления аналогичные подшипники и дополнительные конструкции, такие как средства пылезащитного уплотнения, используются для обоих валов.
В еще одном варианте осуществления (не показанном на чертежах) первый эксцентриковый вал 8 и второй эксцентриковый вал 9 расположены по разные стороны дробильной камеры, при этом ход, создаваемый первым эксцентриковым валом 8, передается шатуну 4 и подвижной щеке с использованием средств передачи, таких как стержни или балки, а эксцентриситет второго эксцентрикового вала 9 используется для направления перемещения шатуна, т.е. хода шатуна 4, и, таким образом, подвижной щеки, тем самым, создавая требуемую траекторию перемещения для подвижной щеки способом, аналогичным объясняемому ниже со ссылкой на фиг. 4.
Предпочтительно, вертикальная диагональ 10 дробильной камеры 3 имеет направление силы тяжести, как показано на фиг. 2-3. Таким образом, дробильная камера 3 может быть выполнена так, чтобы изнашиваемые детали 1, 2 неподвижной щеки и подвижной щеки изнашивались одинаково, например, когда противоположные изнашиваемые детали 1, 2 имеют равный угол наклона в противоположных направлениях относительно вертикали. Как правило, вертикальная диагональ 10 дробильной камеры 3 имеет направление линии, делящей пополам угол захвата дробильной камеры 3, т.е. направление средней линии дробильной камеры. Чертежи настоящего описания представлены в предпочтительной ситуации, когда средняя линия дробильной камеры имеет направление силы тяжести.
При дроблении минерального материала разгрузочная щель и угол между щеками (угол захвата) дробильной камеры должны на практике иметь определенный размер, например, для загрузки камней в дробильную камеру. Регулируя угол захвата дробильной камеры, можно воздействовать на эффективность дробления таким образом, чтобы подлежащий дроблению материал удерживался на месте и не перемещался вверх по поверхностям изнашиваемых деталей, прикрепленных к неподвижной щеке и шатуну. Шатун 4 можно перемещать по существу перпендикулярно относительно диагонали 10 дробильной камеры 3 при дроблении при помощи дробилок в соответствии с предпочтительными вариантами осуществления изобретения, причем угол захвата может в некоторых случаях быть увеличен по сравнению с известным уровнем техники. В этом случае дробилка может также быть опущена, если необходимо.
Ширина разгрузочной щели и угол захвата щековой дробилки можно регулировать при помощи регулирующих приспособлений (не показанных на чертежах), предпочтительно расположенных на верхнем конце и нижнем конце неподвижной щеки. Предпочтительно в эти регулирующие приспособления встроены устройства для защиты от перегрузки.
Приводной механизм подвижной щеки обеспечивает возможность оптимального хода в направлении, перпендикулярном диагонали 10 дробильной камеры 3. Принцип действия настоящего изобретения показан на фиг. 4. Принцип описан с использованием такого положения второго эксцентрикового вала 9, как в варианте осуществления, показанном на фиг. 2. На фиг. 4 показана горизонтальная линия 11 в варианте осуществления с разделением на две равные части дробильной камеры 3 и вертикальной диагонали 10 дробильной камеры 3. Первый эксцентриковый вал поворачивают в направлении по часовой стрелке, что вызывает перемещение шатуна 4 (не показанного на фиг. 4). Второй эксцентриковый вал 9, имеющий больший диаметр, чем первый эксцентриковый вал 8, не поворачивается, а раскачивается, или колеблется, вперед и назад по криволинейному пути, т.е. части полного цикла, относительно нижней мертвой точки второго эксцентрикового вала. Путь и перемещение вперед и назад показаны пунктирной линией и стрелкой. Величина раскачивания и длина пути зависят от соответствующих размеров и расстояния первого 8 и второго 9 эксцентриковых валов и выбираются для требуемой траектории хода перемещения в соответствии с ситуацией.
Траектория 14 перемещения подвижной щеки, как видно на вертикальной диагонали 10 дробильной камеры, показана на фиг. 4 со ссылкой на буквы А, В, С и D. Буквы, или точки А, В и С иллюстрируют траекторию (путь) хода дробления шатуна 4, а буквы, или точки, С, D и А иллюстрируют обратный путь шатуна 4. Следует отметить, что в целях иллюстрации кривизна хода дробления и обратного пути показаны в преувеличенном масштабе. Траектория перемещения показывает, что ход дробления подвижной щеки является по существу линейным и перпендикулярным вертикальной диагонали 10 дробильной камеры. Кроме того, обратный путь шатуна содержит вертикальный элемент между точками С и D, причем этот путь эффективно направлен вниз, в направлении падения раздробленного материала после хода дробления. В варианте осуществления на фиг. 3 первый эксцентриковый вал 8 вращается против часовой стрелки, а второй эксцентриковый вал 9 раскачивается вперед и назад по криволинейному пути относительно верхней мертвой точки, что приводит к по существу линейному ходу дробления, перпендикулярному вертикальной диагонали дробильной камеры. Обратный путь подвижной щеки является криволинейным, при этом авторы изобретения установили, что линейный ход дробления значителен, а криволинейный обратный путь не оказывает существенного влияния на процесс дробления. Кроме того, в варианте осуществления на фиг. 3 верхняя часть шатуна обеспечивает преимущество, состоящее в том, что она начинает дробление материала раньше, чем нижняя часть, т.е. угол захвата не увеличивается во время начала хода дробления.
Изобретение обеспечивает возможность создания значительно улучшенного пути 14 перемещения подвижной щеки щековой дробилки 100 в отношении эффективности и износа изнашиваемых деталей. Достигается по существу линейный ход дробления, как объясняется выше, перпендикулярный диагонали дробильной камеры. По существу линейный ход дробления в контексте настоящего документа означает ход дробления с меньшим перемещением щеки вверх и вниз во время хода дробления, чем на обратном пути.
Кроме того, изобретение обеспечивает больший угол вращения, составляющий десятки градусов, например, 50 градусов, когда ход шатуна равен 20 мм, и, таким образом, обеспечивает достаточную смазку для подшипников второго эксцентрикового вала 9. Выбор расстояния второго эксцентрикового вала 9 от диагонали 10 щеки является более универсальным и обеспечивает бóльшую свободу при проектировании дробилки, например, для оптимизации X/Y (см. Фиг. 4) соотношение предпочтительно составляет от 2/3 до 4/1.
Кроме того, в конструктивном исполнении согласно настоящему изобретению проще создать пылезащитное уплотнение подшипников уже вследствие того, что при меньшем количестве подшипников меньше необходимость в уплотнении.
Эксцентриковые валы в соответствии с настоящим изобретением с подшипниковой опорой могут быть рассчитаны достаточно прочными, чтобы выдерживать высокие дробящие усилия. Траектория перемещения во время хода А, В, С дробления является по существу линейной при минимальной величине изменения вертикальной высоты, вызывая меньший сдвиг между дробящими деталями и раздробленным материалом и обеспечивая менее неравномерный износ деталей дробилки. При перемещении шатуна 4 в противоположном направлении С, D, А изменение вертикальной высоты не оказывает значительного воздействия на этап дробления.
Соответственно, не ограничивая каким-либо образом объем, интерпретацию или применение формулы изобретения, приведенной ниже, технический эффект одного или более вариантов осуществления, раскрытых в настоящем документе, состоит в увеличении производительности дробилки вследствие эффективного хода дробления. Другой технический эффект одного или более вариантов осуществления, раскрытых в настоящем документе, состоит в уменьшении износа изнашиваемых деталей вследствие по существу линейного хода дробления. Другой технический эффект одного или более вариантов осуществления, раскрытых в настоящем документе, состоит в упрощенной конструкции дробилки, так как второй эксцентриковый вал легче монтировать по сравнению с предшествующими вариантами конструктивного исполнения. Еще один технический эффект одного или более вариантов осуществления, раскрытых в настоящем документе, состоит в улучшенном пылезащитном уплотнении дробилки благодаря тому, что точки крепления эксцентрикового вала легко уплотнять. Еще один технический эффект одного или более вариантов осуществления, раскрытых в настоящем документе, состоит в экономии затрат вследствие того, что конструкция эксцентрикового вала может быть реализована при помощи стандартных деталей.
Приведенное выше описание содержит неограничивающие примеры некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения. Специалисту понятно, что изобретение не ограничивается приведенными деталями и может быть реализовано с помощью других эквивалентных средств.
Некоторые из признаков раскрытых выше вариантов осуществления могут успешно использоваться без применения других признаков. По существу, приведенное выше описание должно рассматриваться просто в качестве иллюстрации принципов изобретения, но не в качестве его ограничения. Таким образом, объем настоящего изобретения ограничивается только прилагаемой формулой изобретения.