ДРОБИЛЬНАЯ МАШИНА
CRUSHING MACHINE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к дробильной машине.
Более конкретно, настоящее изобретение относится к приводному механизму для дробильной машины.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Дробильные машины, такие как конусные дробильные машины и гирационные дробильные машины, используются для дробления руды и крупных камней в мелкие камни, гравий или пыль. Дробильные машины также могут использоваться для утилизации отходов, например, для дробления пластиковых материалов на более мелкие частицы. Обычно дробильная машина имеет корпус, на котором держится внешний дробильный конус, и в котором располагается дробящая головка, на которой держится внутренний дробильный конус. Дробящая головка перемещается для дробления исходной руды между внешним и внутренним дробильными конусами. Требуемый размер более мелких твердых частиц регулируется установкой минимальной ширины разгрузочной щели, образованной между внешним и внутренним дробильными конусами.
В конусной дробильной машине одного типа используется эксцентриковый элемент, который приводит в движение дробящую головку. Вал дробящей головки смонтирован в эксцентриковом элементе, и во время использования эксцентриковый элемент приводит вал в движение по заданной траектории, что, в свою очередь, приводит в движение дробящую головку. Примеры таких эксцентриковых приводов на предыдущем уровне техники можно увидеть в патентах US 5,115,991 и US 5,718,391. Одна из проблем, возникающих при использовании такого эксцентрикового элемента, заключается в том, что сложно изменить заданный путь движения вала, так как обычно для этого требуется демонтаж конусной дробильной машины, чтобы можно было заменить эксцентриковый элемент на другой. Также часто трудно отрегулировать минимальный размер разгрузочной щели между корпусом и дробящей головкой.
В конусной дробильной машине другого типа дробящая головка опирается на сферический подшипник, а ее вал удерживается в цилиндрической втулке, к которой прикреплена неуравновешенная масса. При вращении цилиндрической втулки неуравновешенная масса вращается, из-за чего она качается радиально наружу под действием центробежных сил, действующих на втулку, что, в свою очередь, заставляет дробящую головку вращаться внутри сферического подшипника. Путь вращения (и разгрузочную щель) можно выборочно изменять, либо регулируя скорость вращения муфты, либо регулируя неуравновешенную массу, либо изменяя расстояние между неуравновешенной массой и муфтой. Примеры таких приводов на неуравновешенной массе на предыдущем уровне техники можно увидеть в патентах US 8,870,105 и US 8,960,577. Одна проблема, с которой можно столкнуться при использовании неуравновешенной массы, заключается в том, что вращательное движение массы вызывает чрезмерные вибрации в конусной дробильной машине, что приводит к повышенному износу ее частей.
В CN 207102703 также описывается гирационная (инерционная) конусная дробильная машина, аналогичная той, которая описана выше, при этом она дополнительно оснащается устройством защиты полости. Ее приводной механизм включает в себя шкив, который приводит в движение трансмиссионный вал, так что крутящий момент передается на главный вал дробящей головки, что вызывает вращение неуравновешенной массы для создания разрушающего усилия. Устройство защиты полости выполнено в виде амортизатора, который располагается вокруг дробящей головки и предназначен для предотвращения прямого контакта дробящей головки с дробильным конусом, если движение дробящей головки становится слишком сильным. Описывается, что в предпочтительном варианте амортизаторы представляют собой эластичные резиновые пневмопружины, но они также могут представлять собой гидроцилиндры. Однако эти гидроцилиндры не оказывают движущего усилия на дробящую головку, поскольку любое такое усилие конфликтовало бы с разрушающим усилием, создаваемым неуравновешенной массой.
Следует понимать, что, если в настоящем документе приводится ссылка на какую-либо публикацию на предыдущем уровне техники, такая ссылка не означает признание того, что публикация представляет собой общедоступные сведения в этой области техники, в Австралии или любой другой стране.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно первому аспекту изобретения предлагается дробильная машина для дробления материала на более мелкие частицы, при этом дробильная машина включает корпус, поддерживающий внешний дробильный конус; дробящую головку, расположенную в корпусе и смонтированную на валу, при этом дробящая головка поддерживает внутренний дробильный конус, который вместе с внешним дробильным конусом образует разгрузочную щель; а также приводной механизм, включающий, как минимум, три приводных блока, соединенных с валом и предназначенных для создания движения внутреннего дробильного конуса относительно внешнего дробильного конуса.
Приводной механизм может быть предназначен для того, чтобы приводить в движение дробящую головку путем приложения к валу только тягового усилия. Дробящая головка может опираться на сферический подшипник, который может включать в себя одну или несколько подушек. Приводные блоки могут быть предназначены для выборочной активации, чтобы приводить в движение дробящую головку относительно корпуса. В некоторых вариантах осуществления приводные блоки расположены внутри корпуса, тогда как в других вариантах осуществления приводные блоки расположены вне корпуса.
Дробильная машина может включать в себя муфту, которая монтируется на валу, при этом каждый приводной блок соединяется с муфтой при помощи тяговой штанги. Каждая тяговая штанга может быть шарнирно соединена с муфтой и ее приводным блоком. Каждая тяговая штанга может быть соединена с муфтой и ее приводным блоком при помощи универсальных шарниров или шарниров равных угловых скоростей.
Дробильная машина может включать в себя противовес, который монтируется на валу, при этом противовес располагается на расстоянии от дробящей головки, а приводные блоки соединяются с валом дробящей головкой и противовесом. Противовес может быть соединен с валом и предназначен для вращения вместе с дробящей головкой. В альтернативном варианте противовес может быть присоединен к валу, но предназначен для вращения независимо от дробящей головки. В некоторых вариантах реализации противовес может быть выполнен как одно целое с муфтой.
Каждый приводной блок может быть представлен гидравлическим цилиндром, линейным двигателем или электромагнитом.
В тех случаях, когда приводные блоки представлены гидравлическими цилиндрами, приводной механизм может включать в себя гидравлический контур, предназначенный для выборочной активации каждого цилиндра. Гидравлический контур может включать в себя пропорциональный направляющий регулирующий клапан, предназначенный для управления потоком гидравлической жидкости в каждый цилиндр или из него. В одном варианте осуществления регулирующий клапан представляет собой трехпозиционный пропорциональный направляющий регулирующий клапан с сервоприводом. Регулирующий клапан может быть предназначен в отказоустойчивой конфигурации по умолчанию для открытия отверстия бака и закрытия отверстия насоса.
Гидравлический контур может быть предназначен для того, чтобы, когда один из цилиндров выборочно активировался, тяговое усилие, оказываемое этим активированным цилиндром, действовало на выпуск гидравлической жидкости из других цилиндров.
Гидравлический контур может включать в себя линию сброса жидкости, идущую от каждого цилиндра, при этом во время использования каждая линия сброса жидкости отводит часть гидравлической жидкости из своего цилиндра, и гидравлический контур пополняется свежей гидравлической жидкостью. Такая замена части гидравлической жидкости может способствовать регулированию температуры гидравлической жидкости в гидравлическом контуре.
Каждый цилиндр может быть связан с одной или несколькими подушками подшипника, и к каждой этой подушке идет линия сброса жидкости от соответствующего цилиндра, так что при использовании часть гидравлической жидкости, протекающей по линии сброса жидкости, выбрасывается между подушками подшипника и дробящей головкой. Линия сброса жидкости может идти к распределительному коллектору для распыления гидравлической жидкости на любую одну или несколько подушек подшипника. В таком случае дробильная машина может включать в себя одноходовые клапаны, которые располагаются между каждым цилиндром и распределительным коллектором, причем клапаны предназначены для предотвращения обратного потока гидравлической жидкости из распределительного коллектора в цилиндры.
Гидравлический контур может использоваться для регулирования давления гидравлической жидкости в цилиндрах. Таким образом, можно выбрать требуемое рабочее давление дробления, которое должна оказывать дробящая головка во время использования. Гидравлический контур может использоваться для регулирования объема гидравлической жидкости в цилиндрах. Таким образом, можно выбрать требуемую рабочую ширину разгрузочной щели во время использования.
Дробильная машина может включать в себя механизм позиционирования, предназначенный для определения рабочего положения дробящей головки в корпусе. Механизмом позиционирования может быть (a) любой приводной блок, который представляет собой приводной блок позиционирования, предназначенный для определения положения собственного привода; (b) датчик приближения, сопряженный с каждым приводным блоком, причем датчики приближения предназначены для определения близости вала к их сопряженным приводным блокам; и (c) датчик измерения угловой скорости, предназначенный для определения углового положения и ориентации вала в корпусе.
Дробильная машина может быть представлена конусной дробильной машиной или гирационной дробильной машиной.
Согласно второму аспекту изобретения предлагается муфта для использования в дробильной машине, как описывается в первом аспекте.
Согласно третьему аспекту изобретения предлагается тяговая штанга для использования в дробильной машине, как описывается в первом аспекте.
Согласно четвертому аспекту изобретения предлагается гидравлический цилиндр для использования в дробильной машине, как описывается в первом аспекте.
Согласно пятому аспекту изобретения предлагается способ эксплуатации дробильной машины, которая имеет корпус, поддерживающий внешний дробильный конус, и которая дополнительно имеет дробящую головку, расположенную в корпусе и смонтированную на валу, при этом дробящая головка поддерживает внутренний дробильный конус, который вместе с внешним дробильным конусом образует разгрузочную щель, причем способ включает следующие этапы: соединение приводного механизма, включающего, как минимум, три приводных блока, с валом для создания движения внутреннего дробильного конуса относительно внешнего дробильного конуса.
Способ может включать в себя этап, на котором приводной механизм приводит в движение дробящую головку путем приложения к валу только тягового усилия. Способ может включать в себя этап выборочной активации каждого приводного блока для приведения в движение дробящей головки относительно корпуса.
Каждый приводной блок может быть представлен гидравлическим цилиндром, линейным двигателем или электромагнитом. В тех случаях, когда приводные блоки представлены гидравлическими цилиндрами, то способ может включать в себя этап использования усилия, прикладываемого цилиндром, который выборочно активируется для выпуска гидравлической жидкости из других цилиндров. Способ может включать в себя этап замены части гидравлической жидкости, используемой в гидравлическом приводном механизме при выборочной активации каждого цилиндра. Такая замена части гидравлической жидкости может способствовать регулированию температуры гидравлической жидкости. Дробящая головка может опираться на подшипник, при этом способ включает в себя этап извлечения части гидравлической жидкости между подшипником и дробящей головкой.
Способ может включать в себя этап регулирования давления гидравлической жидкости, используемой в гидравлическом приводном механизме, чтобы, таким образом, выбрать требуемое давление дробления, которое должно прилагаться дробящей головкой.
Каждый цилиндр может включать в себя поршень, совершающий возвратно-поступательное движение между внутренним положением, близким к валу, и внешним положением, удаленным от вала, при этом способ дополнительно включает в себя этапы выборочной активации и деактивации каждого цилиндра для создания орбитального или вращательного движения дробящей головки относительно внешнего дробильного конуса, при этом каждый цилиндр активируется, когда его поршень перемещается из своего внутреннего положения к своему внешнему положению, и каждый цилиндр деактивируется, когда его поршень перемещается из своего внешнего положения к своему внутреннему положению.
Согласно этому способу, этап активации каждого цилиндра может включать в себя впрыск гидравлической жидкости в каждый соответствующий цилиндр, чтобы, таким образом, приложить усилие движения к поршню, а этап деактивации каждого цилиндра может включать в себя разрешение пассивного движения поршня для выпуска гидравлической жидкости из цилиндра. Способ может включать в себя этапы активации каждого цилиндра после перемещения его поршня за положение внутренней мертвой точки и деактивации каждого цилиндра после перемещения его поршня за положение внешней мертвой точки.
Способ может включать в себя этапы, на которых предусматривается блок обработки, имеющий запоминающее устройство, а также сохранение данных по минимальному положению внутренней мертвой точки для каждого поршня и максимальному положению внешней мертвой точки для каждого поршня в запоминающем устройстве.
Способ может включать в себя этап программирования блока обработки на требуемое рабочее давление дробления, которое должна оказывать дробящая головка, при этом во время работы блок обработки приспосабливается для регулирования давления гидравлической жидкости, впрыскиваемой в цилиндры, для получения требуемого рабочего давления дробления.
В альтернативном варианте способ может включать в себя этап программирования блока обработки на требуемый рабочий объем дробящей головки, при этом во время работы блок обработки приспосабливается для регулирования объема гидравлической жидкости, впрыскиваемой в цилиндры, для получения требуемого рабочего объема. В таком случае объем гидравлической жидкости, впрыскиваемой в цилиндры, может быть выборочно увеличен чтобы, соответственно, увеличить степень перемещения дробящей головки, и уменьшен, чтобы, соответственно, уменьшить степень перемещения дробящей головки.
В альтернативном варианте способ может включать в себя этап программирования блока обработки на требуемое рабочее давление дробления, которое должна оказывать дробящая головка, на требуемый рабочий объем дробящей головки, а также на иерархию выбора между давлением дробления и рабочим объемом, таким образом, во время работы, блок обработки приспосабливается для регулирования, как давления, так и объема гидравлической жидкости, впрыскиваемой в гидравлические цилиндры, до тех пор, пока не будет достигнуто первое из требуемого давления дробления и требуемого рабочего объема.
Один или несколько датчиков положения могут быть сопряжены с приводными блоками, при этом способ может включать в себя этап определения рабочего положения дробящей головки в корпусе.
Приводные блоки могут быть расположены, главным образом, на одинаковом расстоянии вокруг вала. Способ может включать в себя этап активации приводных блоков в требуемом порядке вокруг вала. Приводной механизм может включать в себя, как минимум, пять приводных блоков, и в некоторых вариантах осуществления способ может включать в себя этап одновременной активации как минимум двух приводных блоков.
Способ может использоваться для эксплуатации конусной дробильной машины или гирационной дробильной машины.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеуказанные и другие признаки будут более понятны из следующего описания и со ссылкой на прилагаемые схематические чертежи. На чертежах, которые приведены только для целей иллюстрации и не предназначены для ограничения каким-либо образом, представлено следующее: Фигура 1 - вид сбоку в поперечном разрезе первого варианта осуществления конусной дробильной машины; Фигура 2 - частичный вид сверху приводного устройства для конусной дробильной машины, на которое указывают стрелки II-II на фигуре 1; Фигура 3 - схема гидравлического контура конусной дробильной машины; Фигура 4 - вид сбоку в поперечном разрезе второго варианта осуществления конусной дробильной машины; а также Фигура 5 - вид сбоку в поперечном разрезе гирационной дробильной машины.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Настоящее изобретение относится к дробильной машине, используемой для дробления твердого материала, такого как руда, а конкретнее - к приводному механизму такой дробильной машины. Дробильная машина, обычно, представляется конусной дробильной машиной или гирационной дробильной машиной.
На фигурах 1 и 2 чертежей представлен первый вариант осуществления конусной дробильной машины 10, которая используется, например, для дробления крупной руды в руду с более мелким размером частиц. Конусная дробильная машина 10 включает корпус 12, образующий камеру 14 для размещения различных рабочих частей конусной дробильной машины 10. Корпус 12 включает в себя нижнюю чашу 16, которая закрыта сверху съемной крышкой 18. Через крышку 18 проходит усеченно-коническое отверстие 20, по которому в камеру 14 может поступать исходная руда во время работы.
Усеченно-конический внешний дробильный конус 22 (также известный в этой области техники как износостойкий вкладыш) опирается на корпус 12, таким образом, обеспечивая облицовку для отверстия 20.
Дробящая головка 24 располагается внутри камеры 14, при этом она монтируется на вал 26. Дробящая головка 24 имеет коническую форму и, по меньшей мере, частично проходит в отверстие 20 и/или через него. Дробящий головка 24 поддерживает внутренний дробильный конус 28 (также известный в этой области техники как броня), который крепится на месте при помощи колпака 30, соединяемого с валом 26. В альтернативном варианте внутренний дробильный конус 28 может быть прикреплен к дробящей головке 24 любыми другими стандартными способами. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления внутренний дробильный конус 28 может представлять собой одну целую часть с дробящей головкой 24. Пространство между внешним дробильным конусом 22 и внутренним дробильным конусом 28 образует разгрузочную щель 32. Так как внешний дробильный конус 22 имеет более острый угол, чем таковой у внутреннего дробильного конуса 28, разгрузочная щель 32 является шире с внешней стороны крышки 18 и уже с внутренней стороны крышки 18.
Как внешний дробильный конус 22, так и внутренний дробильный конус 28 являются изнашиваемыми элементами и могут быть заменены при необходимости. Хотя это не показано на чертежах, положение крышки 18 и/или дробящей головки 24 можно регулировать, при этом крышку 18 можно перемещать ближе к дробящей головке 24 или дальше от нее. Это один из способов регулирования размера разгрузочной щели 32.
Дробящая головка 24 имеет подвижную опору внутри камеры 14 на сферической опоре или подшипнике 34, который смонтирован на внутренней раме 36. Подшипник 34 может иметь исполнение с одной подушкой или включать несколько подушек. В этом случае подушки подшипника могут быть расположены непосредственно рядом друг с другом или на небольшом расстоянии друг от друга.
Внутренняя рама 36 является по существу цилиндрической и стоит на дне 38 чаши 16. Внутренняя рама 36 имеет выступающий наружу фланец 40, находящийся в точке, соответствующей приблизительно половине ее высоты, и который расположен таким образом, что опирается на заплечик 42, выступающий внутрь от боковой стенки 44 корпуса 16, и соединяется с ним, обеспечивая крепление внутренней рамы 36 к корпусу 16.
Внутренняя рама 36 поддерживает приводной механизм 46, который соединяется с валом 26 для создания вращательного движения дробящей головки 24. Во время работы это движение обычно имеет планетарный или вращательный характер. Приводной механизм 46 включает ряд приводных блоков, которые, согласно примеру варианта осуществления, представляют собой гидравлические цилиндры 48 и поршни 50, располагающиеся вокруг вала 26. Предполагается, что приводной механизм 46 обычно имеет от трех до десяти цилиндров 48, однако для эксплуатации очень крупных конусных дробилок 10 может потребоваться установка дополнительных цилиндров. На фигуре 2 чертежей конусная дробильная машина 10 представлена с шестью цилиндрами 48, но обычно ожидается, что для большинства ситуаций будет достаточно пяти цилиндров, и на фигуре 3 гидравлический контур имеет только пять цилиндров. На фигуре 1 цилиндры 48 представлены как одна целая часть с внутренней рамой 36. Однако следует понимать, что в других вариантах осуществления цилиндры 48 могут иметь отдельное исполнение и впоследствии присоединяться к внутренней раме 36 или к корпусу 12 (пример последнего описывается ниже со ссылкой на фигуру 4).
В каждом цилиндре 48 находится поршневая головка 52, из которой ее поршневой шток 54 проходит через отверстие 56 во внутренней раме 36 к валу 26. Поршни 50 могут осуществлять возвратно-поступательное движение внутри цилиндров 48 между внутренним положением, близким к валу 26, и внешним положением, удаленным от вала 26. Уплотнительные кольца 58 соответственно окружают поршневую головку 52 и поршневой шток 54, и, таким образом, герметичная камера 60 цилиндра предусматривается на стороне поршневой головки 52, располагающейся максимально близко к валу 26. Уплотнительные кольца 58 предотвращают утечку гидравлической жидкости из камеры 60 цилиндра за поршневую головку 52 или за поршневой шток 54. На своем наконечнике поршневой шток 54 соединяется с одним концом тяговой штанги 62. Противоположный конец тяговой штанги 62 соединяется с муфтой 64, смонтированной на валу 26.
В этом примере варианта осуществления предлагается упрощенная конфигурация тяговой штанги 62 и муфты 64, при этом тяговая штанга 62 представляет собой тяговую штангу с двумя шаровыми головками (например, имеющую форму гантели), каждый из шариков которой удерживается в соответствующих сферических выемках в поршневом штоке 54 и в муфте 64. Противоположные сферические головки тяговой штанги 62 позволяют тяговой штанге 62 поворачиваться на ограниченное расстояние относительно как поршневого штока 54, так и муфты 64 во время рабочего возвратно-поступательного движения их поршней 50 внутри их цилиндров 48.
В альтернативных более сложных конфигурациях тяговой штанги 62 могут быть присоединены к поршневому штоку 54 и муфте 64 при помощи любого из известных универсальных шарниров или шарниров равных угловых скоростей, таких как шарнир Тракта, шарнир Рцеппа, шарнир Вейса, карданный шарнир или двойной карданный шарнир, муфта Томпсона или шарнир Мальпецци. В некоторых случаях тяговые штанги 62 могут быть соединены непосредственно с их поршневыми головками 52.
Следует понимать, что вышеописанная компоновка поршней 50 и тяговых штанг 62 предполагает, что во время работы поршни 50 будут передавать тяговое усилие на тяговые штанги 62 для перемещения вала 26 к соответствующим цилиндрам 48. Тем не менее, в рамках объема настоящего изобретения также рассматривается возможность изменения вышеописанной компоновки так, чтобы на тяговые штанги 62 могло передаваться обратное толкающее усилие для перемещения вала 26 к соответствующим цилиндрам 48. Этого можно достичь, просто разместив герметичную камеру 60 цилиндра на стороне поршневой головки 52, наиболее удаленной от вала 26. Однако тяговое усилие является более предпочтительным, чем толкающее усилие, так как оно уменьшает возможное повреждение тяговой штанги 62. Например, приложение толкающего усилия может привести к короблению или изгибу тяговых штанг 62. Кроме того, в некоторых случаях толкающее усилие может стремиться вращать муфту 64 вокруг вала 26, что может рассеивать часть энергии от гидравлического приводного механизма 46 и вызывать уменьшение дробящего усилия, оказываемого дробящей головкой 24.
В некоторых вариантах осуществления на валу 26 находится противовес 66, приспособленный для компенсации массы дробящей головки 24. Противовес 66 может быть соединен с валом 26 так, чтобы он вращался вместе с ним и, соответственно, с дробящей головкой 24. В альтернативном варианте противовес 66 может вращаться на валу 26 независимо от дробящей головки 24.
Линия 68 для гидравлической жидкости идет от расширительного бака (не представлен) к каждой камере 60 цилиндра, и, таким образом, гидравлическая жидкость может быть закачана в камеру 60 цилиндра или выпущена из нее, тем самым вызывая движение поршня 50.
На фигуре 3 представлен вариант осуществления гидравлического контура 70 для конической дробильной машины 10, в которой приводной механизм 46 предназначен для достижения тягового усилия приблизительно 40 кН на тяговых штангах 62. Адресат, обладающий навыками в этой области техники, сможет приспособить гидравлический контур таким образом, чтобы обеспечить тяговое усилие до 150 кН. Гидравлический насос 72, приводимый в действие двигателем 74, подает гидравлическую жидкость в гидравлический контур 70 под давлением приблизительно 300 бар. Предполагаются некоторые потери давления в тех или иных клапанах в гидравлическом контуре 70 в зависимости от типов выбранных клапанов, в результате чего давление в цилиндрах 48 составит приблизительно 255 бар.
Выходной поток насоса 72 направляется по жидкостной линии 76 через фильтр 78, после чего жидкостная линия 76 разделяется по коллекторной линии 80 на необходимое количество параллельных рядов регулирующих клапанов 82. Следует понимать, что каждый цилиндр 48 имеет уникальный регулирующий клапан 82, сопряженный с ним, т.е., в тех случаях, когда приводной механизм 46 включает в себя шесть цилиндров 48 (как представлено на фигурах 1 и 2), предусматривается шесть регулирующих клапанов 82, а в тех случаях, когда приводной механизм 46 включает в себя пять цилиндров 48, предусматривается пять регулирующих клапанов 82 (как представлено на фигуре 3). В других вариантах осуществления каждый цилиндр 48 может работать с двумя регулирующими клапанами.
Каждый регулирующий клапан 82 представляет собой трехпозиционный пропорциональный направляющий клапан с сервоприводом, предназначенный для управления потоком гидравлической жидкости в соответствующую камеру 60 цилиндра. Золотник регулирующего клапана 82 смещается пружиной 84 в свое первое (левое) положение по умолчанию, чтобы закрыть отверстие насоса P, и, таким образом, жидкость в камере 60 цилиндра может быть выпущена через отверстие цилиндра A и отверстие бака T по жидкостной линии 68, идущей из камеры 60 цилиндра, и жидкостной линии 86, идущей к расширительному баку. Во втором (центральном) положении регулирующего клапана 82 все его отверстия A, P и T открыты, и, таким образом, давление жидкости на регулирующем клапане 82 выравнивается. В третьем (правом) положении регулирующего клапана 82 отверстие бака Т закрыто, а отверстие насоса Р открыто, чтобы позволить жидкости течь через отверстие цилиндра А и жидкостную линию 68 в камеру 60 цилиндра. Движение золотника клапана контролируется управляющей головкой 88 с электромагнитным приводом, которая, при соответствующем давлении, преодолевает смещающее усилие пружины 84. Следует понимать, что среднее и правое положения по существу одинаковы, поскольку регулирующий клапан 82 является пропорциональным, что означает, что он не может быть просто открыт или закрыт; среднее и правое положения обозначают частичное открытие регулирующего клапана 82 до степени, при которой он смещается из полностью среднего положения в полностью правое положение.
Каждый цилиндр 48 дополнительно снабжен линией сброса жидкости 90 (не представлена на фигурах 1 и 2), которая предназначена для отвода небольшой части объема гидравлической жидкости из камеры 60 цилиндра, которая выпускается в расширительный бак. Этот выпуск гидравлической жидкости предназначен для замены небольшого процентного объема гидравлической жидкости, чтобы обеспечить поступление эквивалентного объема свежей гидравлической жидкости из расширительного бака в гидравлический контур 70. В некоторых вариантах осуществления предполагается, что температура гидравлической жидкости будет расти во время работы под действием высокого давления, оказываемого на нее. Замена гидравлической жидкости будет способствовать регулированию температуры гидравлической жидкости и поддержанию ее на более постоянном уровне, поскольку свежая гидравлическая жидкость, поступающая из расширительного бака, будет иметь более низкую температуру, чем гидравлическая жидкость, отводимая из камеры 60 цилиндра. В некоторых вариантах осуществления линия сброса жидкости 90 может быть снабжена клапаном для закрытия линии, чтобы останавливать поток гидравлической жидкости. Однако в примере варианта осуществления линия сброса жидкости 90 не имеет клапана, и гидравлическая жидкость может течь все время, при этом объем гидравлической жидкости, протекающей по линии сброса жидкости 90, зависит от размера поперечного сечения линии сброса жидкости 90 и давления гидравлической жидкости в камере 60 цилиндра. Таким образом, в рамках настоящего примера, больше гидравлической жидкости будет протекать по линии сброса жидкости 90, когда активирован соответствующий цилиндр 48 (то есть, когда его регулирующий клапан 82 находится в своем среднем или правом положении), и меньше гидравлической жидкости будет протекать по линии сброса жидкости 90, когда производится опорожнение соответствующего цилиндра 48 (то есть, когда его регулирующий клапан 82 находится в своем левом положении). Линия сброса жидкости 90 может дополнительно включать в себя одноходовой клапан для остановки потока гидравлической жидкости от линии сброса жидкости 90 в камеру 60 цилиндра.
Гидравлический контур 70 дополнительно включает в себя гидравлические компоненты, которые обычно располагаются в месте, обозначенном стрелкой 92 (такие как клапаны, аккумуляторы и насосы), которые предназначены для приведения в действие соответствующих управляющих головок 88 регулирующих клапанов 82.
На фигуре 4 представлен второй вариант осуществления конусной дробильной машины 400, который включает в себя, в сущности, те же признаки, что и конусная дробильная машина 10 на фигуре 1, и, соответственно, аналогичные части будут иметь аналогичные позиционные обозначения.
В конусной дробильной машине 400 дробящая головка 24 имеет подвижную опору внутри камеры 14 на сферической опоре или подшипнике 34, который опирается на чашу 16. Подшипник 34 включает в себя несколько подушек 94, имеющих отверстия для впрыска гидравлической жидкости между подшипником 34 и дробящей головкой 24. Согласно описанию ниже, гидравлическая жидкость используется для смазки и подъема дробящей головки 24 с подшипника 34, что способствует уменьшению трения между этими частями. Гидравлическая жидкость подается к подушкам 94 подшипника по жидкостной линии 96. Вокруг дробящей головки 24 проходит уплотнение по периметру 98, предназначенное для предотвращения утечки гидравлической жидкости в область разгрузки 100 камеры 14, принимающей измельченную руду, которая проходит через разгрузочную щель 32.
Кроме того, в конусной дробильной машине 400, гидравлический приводной механизм 46 опирается непосредственно на корпус 12 с его внешней стороны, то есть за пределами камеры 14. Наличие цилиндров 48, смонтированных снаружи на корпусе 12, обеспечивает более легкий доступ к цилиндрам 48 по сравнению с цилиндрами первого варианта осуществления, представленного на фигуре 1, например, в случае, если требуется техническое обслуживание. Кроме того, обеспечивается более простое соединение гидравлических труб и трубопроводов с цилиндром 48. В этом случае поршневые штоки 54 и тяговые штанги 62 простираются от каждого цилиндра 48 по каналам 102, проходящим через чашу 16 к валу 26.
На фигуре 4 также представлена линия сброса жидкости 104 (аналогичная линии сброса жидкости 90 на фигуре 3), идущая от камеры 60 цилиндра и простирающаяся через чашу 16 для соединения с потоком, сообщающимся с жидкостной линией 96.
Конусная дробильная машина 400 имеет одну подушку 94 подшипника, сопряженную с каждым из цилиндров 48, благодаря чему во время работы гидравлическая жидкость, выходящая из камеры 60 цилиндра по линии сброса жидкости 104, перекачивается в соответствующую подушку 94 подшипника и используется для подъема дробящей головки 24. При необходимости в линии сброса жидкости 104 может быть предусмотрен регулятор давления, чтобы снижать давление гидравлической жидкости в нем. В других вариантах осуществления каждый цилиндр 48 может быть сопряжен с несколькими подушками 94 подшипника с линией сброса жидкости 104, выполненной с возможностью распыления гидравлической жидкости между всеми подушками 94 подшипника, сопряженными с ней. В некоторых примерах линия сброса жидкости 104 может идти к распределительному коллектору (не представлен), в котором гидравлическая жидкость может быть распылена на любую одну или несколько подушек 94 в подшипнике 34. В таком случае между каждым цилиндром 48 и распределительным коллектором предусматриваются одноходовые клапаны, при этом клапаны предназначены для предотвращения потока гидравлической жидкости от распределительного коллектора обратно к цилиндрам 48; это необходимо для предотвращения потока гидравлической жидкости от активированного цилиндра к другим цилиндрам, из которых гидравлическая жидкость сливается в расширительный бак.
Во время работы гидравлический контур 70 выборочно активирует и деактивирует каждый цилиндр 48 последовательно по порядку, то есть соседние цилиндры 48, чтобы заставить отдельные цилиндры 48 приводного механизма 46 циклически оттягивать свои поршни 50 от вала 26. При этом поршни 50, соответственно, циклически оттягивают вал 26 от его центральной оси к соответствующим цилиндрам 48, что заставляет дробящую головку 24 вращаться по кругу внутри сферического подшипника 34, чтобы закрыть разгрузочную щель 32 между внутренним дробильным конусом 28 и внешним дробильным конусом 22. В альтернативном варианте гидравлический контур 70 может быть отрегулирован для выборочной активации и деактивации каждого цилиндра 48 последовательно в звездообразном или крестообразном порядке, чтобы поршни 50 соответственно оттягивали вал 26 от его центральной оси к соответствующим цилиндрам 48 и, тем самым, заставляли дробящую головку 24 вращаться или хаотично перемещаться внутри сферического подшипника 34.
Когда требуется движение по кругу, активируется каждый цилиндр 48, а его поршень 50 перемещается из своего внутреннего положения к своему внешнему положению, и каждый цилиндр 48 деактивируется, а его поршень перемещается из своего внешнего положения к своему внутреннему положению. Этап активации каждого цилиндра 48 выполняется путем впрыска гидравлической жидкости в каждый соответствующий цилиндр 48, тем самым прикладывая движущее усилие к его поршню 50. И наоборот, этап деактивации каждого цилиндра 48 выполняется путем остановки такого впрыска жидкости и обеспечения возможности движения каждого поршня 50 для выпуска гидравлической жидкости из его цилиндра 48. Соответственно, каждый цилиндр 48 активируется после того, как его поршень 50 перемещается за положение внутренней мертвой точки, и деактивируется после того, как его поршень 50 перемещается за положение внешней мертвой точки.
Исходная руда откладывается через отверстие 20, так что она попадает в разгрузочную щель 32, где дробится между внутренним дробильным конусом 28 и внешним дробильным конусом 22 и распадается на более мелкие частицы, которые затем отводятся из конусной дробильной машины 10, то есть из области разгрузки 100 стандартным способом.
Конусная дробильная машина 10 позволяет дробящей головке 24 прикладывать переменное давление дробления, регулируя тяговое усилие, оказываемое на вал 26 поршнями 50, например, путем изменения рабочего давления гидравлической жидкости, которая закачивается в камеры 60 цилиндра. Аналогично конусная дробильная машина 10 обеспечивает возможность регулирования размера разгрузочной щели 32, контролируя расстояние, на которое вал 26 тянется к цилиндрам 48, например, путем изменения объема гидравлической жидкости, которая закачивается в камеры 60 цилиндра. Например, в одной конфигурации перемещение поршней 50 на их полную длину через цилиндры 48 приводит к закрытию разгрузочной щели 32, и внутренний дробильный конус 28 соприкасается с внешним дробильным конусом 22; при этом перемещение поршней 50 только на половину через цилиндры 48 заставляет разгрузочную щель 32 оставаться открытой, а внутренний дробильный конус 28 по-прежнему остается на расстоянии от внешнего дробильного конуса 22. Размер разгрузочной щели 32 также может быть отрегулирован стандартным способом, путем перемещения крышки 18 ближе к дробящей головке 24 (или наоборот).
Требуемое давление дробления может быть рассчитано по материальному составу исходной руды, подаваемой через отверстие  20. Давление дробления может быть увеличено для исходной руды высокой плотности или твердости или уменьшено для исходной руды с меньшей плотностью или твердостью.
Работа гидравлического контура упрощается тем, что цилиндры находятся на расстоянии друг от друга вокруг вала 26. В некоторых примерах цилиндры 48 могут быть расположены, в сущности, на одинаковом расстоянии друг от друга вокруг вала 26, например, по радиусу (в некоторых случаях). В других примерах цилиндры 48 могут быть расположены на определенных разных расстояниях друг от друга вокруг вала 26. Соответственно, необязательно, чтобы гидравлический контур 70 активно выкачивал гидравлическую жидкость из цилиндрических камер 60. Скорее, тяговое усилие, прилагаемое активированным цилиндром, обеспечивает выпуск гидравлической жидкости из цилиндров. Это можно более четко понять по фигуре 2, на которой, когда первый цилиндр 48.1 (у которого на фигуре 2 изображен только его поршневой шток 54.1) активируется, чтобы тянуть вал 26, то есть, когда регулирующий клапан 92 переключается на свое второе (центральное) или третье (правое) положение, регулирующие клапаны 82 остальных цилиндров 48.2-48.6 переключатся в свое первое (левое положение), и, таким образом, вытягивание, производимое первым цилиндром 48.1, приведет к тому, что гидравлическая жидкость будет отведена из некоторых оставшихся цилиндров. Следует понимать, что в таком случае цилиндр 48.4, наиболее удаленный от первого цилиндра 48.1 или диаметрально противоположный ему, будет испытывать наибольшую скорость выпуска. Данная операция будет циклически повторяться с тем, как активируется каждый цилиндр 48 по очереди.
Как указано выше, с тем, как гидравлическая жидкость выпускается из камер 60 цилиндра, ее большая часть выходит по жидкостной линии 68, а малая часть удаляется по линии сброса жидкости 104, при этом ее меньшая часть перекачивается в подушку 94 подшипника, сопряженную с ней, и используется для подъема дробящей головки 24.
В другом примере, цилиндр 48.n, поршень 50.n которого полностью втянут, может удерживать поршень 50.n в таком полностью втянутом положении до тех пор, пока поршень 50.n+1 рабочего цилиндра 48.n+1 не достигнет полностью втянутого положения. Например, как только поршень 50.1 полностью втянется в положении внешней мертвой точки в цилиндре 48.1, поршень 50.1 удерживается в этом положении внешней мертвой точки до тех пор, пока поршень 50.2 не достигнет своего положения внешней мертвой точки в цилиндре 48.2 и не будет зафиксирован в нем, после чего поршень 50.1 отпускается, а поршень 50.2 удерживается в положении внешней мертвой точки до тех пор, пока поршень 50.3 не будет втянут и не достигнет своего положения внешней мертвой точки.
Конусная дробильная машина 10 дополнительно включает в себя блок обработки (не представлен), используемый для управления гидравлическим контуром 70. В одном варианте осуществления блок обработки может определять статус положения поршней 50 в их цилиндрах 48 и, таким образом, вычислять положение дробящей головки 24 на сферическом подшипнике 34 или в нем при помощи алгоритма для определения положения. Как правило, это делается путем прикрепления одного или нескольких датчиков положения к некоторым или всем цилиндрам 48 для определения положения поршневых головок 52 в их соответствующих цилиндрах 48. В другом варианте осуществления конусная дробильная машина 10 дополнительно включает в себя механизм позиционирования, предназначенный для определения рабочего положения дробящей головки 24 на сферическом подшипнике 34 или в нем, при этом в альтернативном варианте это делается путем определения углового положения и ориентации вала 26 в корпусе 12. В одном примере механизм позиционирования может включать в себя датчик приближения, предназначенный для определения близости тяговых штанг 62 и/или вала 26 к цилиндрам 48, сопряженным с ними. В другом примере механизм позиционирования может включать в себя датчик угла, предназначенный для определения углового положения вала 26. В еще одном дополнительном примере механизм позиционирования может включать в себя камеру, предназначенную для выполнения визуального анализа для определения положения дробящей головки 24.
Блок обработки конусной дробильной машины 10 может быть запрограммирован на обнаружение забивания в разгрузочной щели 32. Такое забивание, как правило, возникает из-за попадания постороннего материала через отверстие  20 и застревания между внутренним дробильным конусом 28 и внешним дробильным конусом 22. Такое забивание может быть обнаружено путем сравнивания фактического положения дробящей головки 24, определенного механизмом позиционирования, с предполагаемым положением, в котором дробящая головка 24 должна находиться, когда конкретные регулирующие клапаны 82 полностью или частично открыты. Если наблюдается разница между фактическим положением и предполагаемым положением, то в блоке обработки будет определено, что присутствует забивание, после чего блок обработки может ограничить поток или давление гидравлической жидкости во избежание чрезмерного повреждения внутреннего дробильного конуса 28 и внешнего дробильного конуса 22. Такое регулирование потока или давления гидравлической жидкости обеспечивает форму активного управления. В другом примере, где предусматривается пассивное управление, гидравлический контур 70 может включать в себя разгрузочный клапан, в котором давление гидравлической жидкости ограничивается до определенного значения, а именно, гидравлическая жидкость, текущая к цилиндрам 48, отводится через разгрузочный клапан обратно в расширительный бак, чтобы поршни 50 не тянули вал 26 в предварительно выбранное положение.
Блок обработки может быть запрограммирован на требуемое рабочее давление дробления, которое должна оказывать дробящая головка 24, при этом во время работы блок обработки приспосабливается для регулирования давления гидравлической жидкости, впрыскиваемой в гидравлические цилиндры 48, для получения требуемого рабочего давления дробления.
В альтернативном варианте блок обработки может быть запрограммирован на требуемый рабочий объем дробящей головки 24, при этом во время работы блок обработки приспосабливается для регулирования объема гидравлической жидкости, впрыскиваемой в цилиндры 48, для получения требуемого рабочего объема. В этом случае объем гидравлической жидкости, впрыскиваемой в цилиндры 48, может быть увеличен, чтобы увеличить движение дробящей головки 24 по кругу, и уменьшен, чтобы уменьшить степень движения дробящей головки 24 по кругу.
В еще одном альтернативном варианте блок обработки может быть запрограммирован как на требуемое рабочее давление дробления, которое должна оказывать дробящая головка 24, так и на требуемый рабочий объем дробящей головки 24. В этом случае блок обработки также будет запрограммирован с иерархией выбора между давлением дробления и рабочим объемом, при этом во время работы блок обработки приспосабливается для регулирования, как давления, так и объема гидравлической жидкости, выпрыскиваемой в цилиндры 48, до тех пор, пока не будет достигнуто требуемое давление дробления или требуемый рабочий объем.
На фигуре 5 вариант осуществления гирационной дробильной машины 500, который включает в себя в сущности те же признаки, что и конусная дробильная машина 10, 400 на фигурах 1 и 4, и, соответственно, аналогичные части будут иметь аналогичные позиционные обозначения. В гирационной дробильной машине 500 усеченно-конический конус 12 перевернут, и, таким образом, отверстие  20 имеет самую широкую часть вверху и самую узкую часть внизу. Крышка 18 опирается на корпус 12 и предназначена для обеспечения точки опоры для вала 26 на шарнире 106. Вал 26 имеет сферически изогнутую основу, которая опирается на сферический Подшипник 34. Во время работы приводной механизм 46 тянет вал 26, что вызывает вращение дробящей головки 24 на подшипнике 34 вокруг шарнира 106 и раздробление руды между внешним дробильным конусом 22 и внутренним дробильным конусом 28. Подшипник 34 смонтирован на регулировочном поршне 108, который можно поднимать или опускать обычным образом, чтобы тем самым поднимать и опускать вал 26 и дробящую головку 24 в корпусе 12 для регулирования рабочей ширины разгрузочной щели 32. Дальнейшая работа приводного механизма 46 будет такой же, как описано выше со ссылкой на фигуры 1-4.
Специалисты в этой области техники смогут понять, что в дробильную машину могут быть внесены многочисленные изменения и/или модификации, как представлено в конкретных вариантах осуществления, не отклоняясь от сущности или объема изобретения, без отступления от существа и объема настоящего изобретения, как описано в общих чертах. Таким образом, настоящие варианты осуществления должны рассматриваться во всех отношениях как иллюстративные, а не ограничительные.
Например, тяговые штанги 62 могут быть представлены любой другой формой, обеспечивающей шарнирное соединение для поршневых штоков 54 с муфтой 64. При этом тяговые штанги 62 могут иметь шарнирное соединение как с поршневыми штоками 54, так и с муфтой 54. В альтернативном варианте тяговые штанги 62 могут иметь концевые крепежные элементы в виде шаровых шарниров, которые находятся на рычагах трехточечной сцепки для монтажа на штифт.
Кроме того, следует понимать, что гидравлические цилиндры могут быть заменены подходящими альтернативными приводными блоками, при этом, например, приводные блоки представляют собой подходящие механические или электрические приводные блоки, такие как линейный двигатель или электромагнит. В этом случае каждый приводной блок будет иметь привод, соединенный с тяговыми штангами 62.
В пунктах формулы изобретения ниже и в предшествующем описании, за исключением случаев, когда в целях контекста требуется иное из-за выраженного языка или необходимого значения, слово «включать» или варианты, такие как «включает» или «включая», используется в неограниченном и охватывающем смысле, то есть, для обозначения наличия указываемых признаков, но не для исключения наличия или добавления дополнительных признаков в различных вариантах осуществления дробильной машины. Ссылка на неопределенный элемент не исключает возможность того, что присутствуют несколько таких элементов, если только контекст не предполагает наличия исключительно одного элемента.