ВНЕШНЯЯ ДРОБЯЩАЯ БРОНЯ ГИРАЦИОННОЙ ДРОБИЛКИ
EXTERNAL CRUSHING ARMOUR FOR GYRATORY CRUSHER

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к внешней дробящей броне гирационной дробилки и, в частности, хотя не только, к дробящему корпусу, содержащему выступающий радиально внутрь фланец, расположенный аксиально в промежутке между верхним участком подачи и нижним участком дробления, причем упомянутые впускной, фланцевый и дробильный участки оптимизированы так, чтобы увеличить производительность и эффект дробления дробилки.
Предпосылки к созданию изобретения
Гирационные дробилки используются для дробления руды, минерального и каменного материала до меньших размеров. Гирационная дробилка содержит дробящий конус, закрепленный на удлиненном главном валу. Первая дробящая броня (обычно называемая обшивкой) закреплена на дробящем конусе, а вторая дробящая броня (обычно называемая сводом) закреплена на станине так, что упомянутые первая и вторая дробящие брони совместно образуют дробильную камеру, через которую пропускают материал, подлежащий дроблению. Приводное устройство, расположенное в нижней части главного вала, приспособлено для вращения эксцентричного блока, расположенного вокруг упомянутого вала так, чтобы вынуждать дробящий конус совершать вращательное маятниковое движение и измельчать материал, вводимый в дробильную камеру. Примерные гирационные дробилки описаны в WO 2004/110626; WO 2008/140375, WO 2010/123431, US 2009/0008489, GB 1570015, US 6536693, JP 2004-136252, US 1791584 и WO 2012/005651.
Гирационные дробилки (включающие конусные дробилки) обычно приспособлены максимизировать эффективность дробления, которая представляет собой компромисс между производительностью дробилки (объемом материала, пропускаемого через дробилку) и степенью раздробления (разбивания материала до меньших размеров). Это особенно относится к мощным дробилкам первичного дробления, приспособленным для применения в горнодобывающей промышленности. Производительность и степень дробления можно регулировать посредством ряда факторов, включающих, в частности, размер дробильной камеры, эксцентричное закрепление главного вала и форму, конфигурацию и расположение противоположных дробящих корпусов.
Например, исполнение внешней дробящей брони оказывает значительный эффект на производительность и степень измельчения дробилки. В частности, внешняя дробящая броня с обращенной внутрь контактной поверхностью, которая уменьшается в толщину внутри относительно обшивки, ускоряет сквозной поток материала. Однако обычные исполнения данного типа не обеспечивают оптимизации производительности при увеличении степени измельчения, и поэтому существует потребность в усовершенствованном внешнем дробящем корпусе с улучшенными эксплуатационными характеристиками.
Краткая сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является создание внешней дробящей брони, которая оптимизирована так, чтобы регулировать пропускную способность и степень измельчения дробилки. Другой целью является ограничение пропускной способности в пользу степени измельчения и максимизировать общую полезную производительность для конкретного применения и типа дробимого материала.
Упомянутые цели достигаются, частично, посредством создания внешней дробящей брони, которая приспособлена для уменьшения пропускной способности через выступающий или фланцевый участок, который ограничивает перемещение материала через дробильную камеру в зазоре между противоположными дробящими бронями. Образование упомянутого выступающего участка является дополнительным преимуществом для уменьшения осевой длины корпуса, которое в свою очередь уменьшает доступную площадь поверхности дробления, которая ориентирована так, что обращена радиально внутрь к внутренней дробящей броне. Предпочтительно, обнаружено, что ограничение пропускной способности и участка дробящего усилия увеличивает давление в дробильной камере в зоне зазора, увеличивая эффект измельчения.
В частности, авторы настоящего изобретения установили, каким образом изменения различных физических параметров дробящей брони влияют на пропускную способность и степень измельчения, чтобы обеспечить оптимизацию геометрии брони. Можно считать, что дробящая броня настоящего изобретения содержит три участка, пространственно расположенные в осевом направлении между самым верхним концом корпуса и самым нижним концом корпуса. В частности, данная броня содержит впускной участок, продолжающийся аксиально вниз от упомянутого самого верхнего конца, участок дробления, продолжающийся аксиально вверх от упомянутого самого нижнего конца, и фланцевый участок, расположенный аксиально между впускным участком и участком дробления. Авторы изобретения заметили, что на пропускную способность и степень измельчения дробилки влияют перечисленные ниже параметры:
1. Угол наклона обращенной радиально внутрь поверхности на впускном участке;
2. Угол наклона обращенной радиально внутрь поверхности на фланцевом участке;
3. Толщина стенки на фланцевом участке между обращенной радиально внутрь поверхностью и обращенной радиально наружу поверхностью; и
4. Осевая длина участка дробления относительно общей осевой длины брони между ее верхним и нижним концами.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения описана внешняя дробящая броня гирационной дробилки, содержащая основной элемент, выполненный с возможностью закрепления в пределах зоны станины верхнего корпуса гирационной дробилки, причем упомянутый основной элемент продолжается вокруг центральной продольной оси, причем упомянутый основной элемент содержит опорную поверхность, обращенную наружу относительно упомянутой оси, для размещения около по меньшей мере части станины верхнего корпуса, и контактную поверхность, обращенную внутрь относительно упомянутой оси, для контакта с материалом, подлежащим дроблению, по меньшей мере одну стенку, образованную посредством и продолжающуюся между упомянутой опорной поверхностью и упомянутой контактной поверхностью, причем упомянутая стенка содержит первый верхний осевой конец и второй нижний осевой конец; причем упомянутая контактная поверхность, продолжающаяся от упомянутого первого конца, ориентирована под углом так, чтобы выступать радиально внутрь к оси в направлении аксиально вниз, чтобы образовать впускной участок, отличающаяся тем, что аксиально самая нижняя часть впускного участка заканчивается фланцевым участком, причем контактная поверхность во фланцевом участке расположена под углом так, чтобы выступать радиально внутрь к оси из контактной поверхности впускного участка в направлении аксиально вниз; причем угол наклона контактной поверхности впускного участка относительно упомянутой оси меньше угла наклона контактной поверхности фланцевого участка относительно упомянутой оси.
Дополнительно, угол наклона контактной поверхности впускного участка находится в пределах 1-40° относительно оси. Предпочтительно, угол наклона контактной поверхности впускного участка находится в пределах 4-12° относительно оси.
Дополнительно, угол наклона контактной поверхности фланцевого участка находится в пределах 45-90° относительно оси. Предпочтительно, угол наклона контактной поверхности фланцевого участка находится в пределах 65-75° относительно оси.
Дополнительно, угол наклона контактной поверхности фланцевого участка в 3-5 раз больше угла наклона контактной поверхности впускного участка относительно оси. Предпочтительно, впускной участок продолжается непосредственно из первого верхнего осевого конца в осевом направлении, а фланцевый участок продолжается непосредственно из аксиально самой нижней части впускного участка в осевом направлении так, что контактная поверхность содержит два участка поверхности с разным наклоном в осевом направлении на протяжении впускного участка и фланцевого участка от первого верхнего осевого конца.
Дополнительно, контактная поверхность от аксиально самой нижней части фланцевого участка до второго нижнего осевого конца образует поверхность дробления и имеет осевую длину в пределах 40-85% общей осевой длины основного элемента от первого нижнего осевого конца до второго нижнего осевого конца. Предпочтительно, упомянутая поверхность дробления ориентирована нисходящей, чтобы выступать радиально наружу относительно упомянутой оси в направлении вниз от фланцевого участка до второго нижнего осевого конца.
Расстояние, на которое контактная поверхность на фланцевом участке выступает радиально внутрь из радиально самого внутреннего участка контактной поверхности впускного участка, по желанию, находится в пределах от 5% до 90%, и предпочтительно, от 20% до 80%, от 30% до 70%, от 40% до 70%, от 40% до 60%, от 50% до 60% общей радиальной толщины стенки между радиально самой внутренней фланцевой частью и опорной поверхностью.
По желанию, радиально самая внутренняя часть фланцевого участка расположена в верхних 45%, 50% или 60% осевой длины основного элемента, ближайшей к первому концу, и, предпочтительно, в пределах от 5% до 30% осевой длины основного элемента, ближайшей к первому концу, или от 5% до 45%, от 5% до 50% или от 5% до 60%.
По желанию, радиально самая внутренняя часть фланцевого участка расположена на участке в пределах 20-60% и, предпочтительно, 20-45% осевой длины основного элемента от первого конца.
Предпочтительно, упомянутый корпус содержит впускной участок и один фланцевый участок так, что корпус содержит две расположенные под углом относительно оси контактные поверхности и одну нисходящую контактную поверхность относительно оси.
В соответствии с вторым аспектом настоящего изобретения описана гирационная дробилка, содержащая дробящую броню, которая описана в данном документе.
В описании ссылка на гирационную дробилку включает дробилки первичного, вторичного и третичного дробления, помимо включения конусных дробилок.
Краткое описание чертежей
Конкретная реализация настоящего изобретения будет описана ниже, только в качестве примера, и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 представляет собой вертикальную проекцию в поперечном разрезе гирационной дробилки, содержащей внешнюю дробящую броню (свод) и внутреннюю броню дробилки (обшивку) в соответствии с конкретной реализацией настоящего изобретения;
Фиг.2 представляет собой увеличенный вид участка дробилки, показанной на фиг.1, показывающий внешний и внутренний дробящие корпусы;
Фиг.3 представляет собой вертикальную проекцию в поперечном разрезе внешнего дробящего корпуса в соответствии с фиг.2;
Фиг.4 представляет собой увеличенную вертикальную проекцию в поперечном разрезе верхнего участка дробящей брони в соответствии с фиг.3.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления
Ссылаясь на фиг.1, дробилка содержит станину 100, содержащую верхнюю станину 101 и нижнюю станину 102. Дробящая броня 103 закреплена на удлиненном валу 107. Первая (внутренняя) дробящая броня 105 прочно закреплена на дробящем конусе 103, а вторая (внешняя) дробящая броня 106 прочно закреплена на верхней станине 101. Между противоположными дробящими бронями 105, 106 образована зона 104 дробления. Зона 109 выпуска расположена непосредственно под зоной 104 дробления и образована, частично, посредством нижней станины 102.
Привод (не показанный) соединен с главным валом 107 посредством приводного вала 108 и соответствующего зубчатого механизма 116 так, чтобы вращать вал 107 эксцентрично вокруг продольной оси 115 и вынуждать конус 103 и обшивку 105 осуществлять вращательное маятниковое движение и дробить материал, вводимый в дробильную камеру 104. Верхний концевой участок вала 107 закреплен в осевом положении с возможностью вращения посредством верхнего концевого подшипникового узла 112, расположенного между главным валом 107 и центральной втулкой 117. По аналогии, нижний конец 118 вала 107 поддерживается посредством нижнего концевого подшипникового узла 119.
Верхняя станина 101 разделена на верхний корпус 111, установленный на нижней станине 102 (в качестве альтернативы, называемый нижним корпусом), и узел 114 крестовины, который продолжается из верхнего корпуса 111 и представляет собой верхнюю часть дробилки. Крестовина 114 содержит две диаметрально противоположные консоли 110, которые продолжаются радиально наружу из центральной втулки 117, расположенной на продольной оси 115. Консоли 110 прикреплены к верхнему участку верхнего корпуса 111 посредством промежуточного кольцевого фланца (или кольца) 113, который центрирован на оси 115. Консоли 110 и верхний корпус 111 обычно образуют цельную структуру и выполняются за одно целое.
В данном примерном варианте осуществления размещение внешней дробящей брони 106 на верхнем корпусе 111 достигается посредством промежуточного распорного кольца 120, которое продолжается в окружном направлении вокруг оси 115 и расположено аксиально в промежутке между крестовиной 114 и верхним корпусом 111. Следовательно, аксиально самый верхний первый конец 124 внешней брони 106 распложен радиально внутри в пределах периметра распорного кольца 120. Аксиально самый нижний второй конец 125 брони 106 расположен прямо под самой нижней частью верхнего корпуса 111 и приблизительно на стыке между нижним корпусом 102 и верхним корпусом 111.
Внешняя броня 106 преимущественно содержит три участка в осевом направлении: самый верхний впускной участок 121, продолжающийся из первого конца 124; участок 123 дробления, продолжающийся из второго конца 125, и фланцевый участок 122, расположенный аксиально в промежутке между впускным участком 121 и участком 123 дробления.
Ссылаясь на фиг.2, впускной участок 121 содержит обращенную радиально наружу опорную поверхность 201, которая расположена по существу параллельно с осью 115. Противоположная, обращенная радиально внутрь, контактная поверхность 200 расположена под углом радиально внутрь от первого конца 124 так, что толщина корпуса 106 на впускном участке непрерывно увеличивается от первого конца 124 до аксиально самого нижнего базового участка 401, который показан на фиг.4. Базовый участок 401 впускного участка 121 заканчивается во фланцевом участке 122. Фланцевый участок 122 содержит соответствующую обращенную внутрь контактную поверхность 203, которая выступает радиально внутрь из впускной контактной поверхности 200, чтобы образовать выступ 204, который представляет собой радиально самый внутренний участок корпуса 104. Участок 123 дробления расположен непосредственно под фланцевым участком 122 и также содержит обращенную внутрь контактную поверхность 205 и противоположную обращенную наружу опорную поверхность 206. Контактная поверхность 205 ориентирована нисходящей и выступает в сторону от оси 115 и к верхнему корпусу 111. Аксиально самая нижняя часть 209 участка 123 дробления содержит обращенную радиально наружу опорную поверхность 207, приспособленную для замыкания стыкового контакта с обращенной радиально внутрь поверхностью 208 нижнего участка верхнего корпуса 111 так, что корпус 106 закреплен на верхнем корпусе 111 посредством контакта между противоположными поверхностями 207, 208.
Ссылаясь на фиг.3 и 4, толщина стенки корпуса 106 увеличивается от самого верхнего первого конца 124 на протяжении осевой длины впускного участка 121 благодаря наклонной (или сужающейся радиально внутрь) контактной поверхности 200. Толщина стенки корпуса увеличивается дополнительно на фланцевом участке 122 посредством сужающейся радиально внутрь контактной поверхности 203. Затем толщина стенки корпуса 106 остается приблизительно одинаковой вдоль осевой длины участка 123 дробления до самого нижнего участка 209, где толщина стенки выступает радиально наружу так, чтобы образовать монтажный фланец 210 для контакта и прикрепления к верхнему корпусу 111.
Как будет понятно, корпус 106 продолжается в окружном направлении вокруг оси 115. Что касается внешнего вида, определяемого соответствующими опорными поверхностями 201, 206 и 207, то впускной участок 121 является по существу цилиндрическим, а фланцевый участок 122 и участок 123 дробления имеют преимущественно форму усеченного конуса.
Как показано, выступ 204 расположен на аксиально самой верхней части корпуса 106 и, в частности, в верхнем 25%-ном участке, ближайшем к первому концу 124, ссылаясь на относительные осевые длины С и D (где С - расстояние между выступом 204 и вторым самым нижним концом 125, а D - расстояние аксиально между первым самым верхним концом 124 и вторым концом 125).
Ссылаясь на фиг.4, угол наклона a контактной поверхности 200 составляет приблизительно 10° от центральной оси 115, а угол наклона b контактной поверхности 203 составляет приблизительно 70° от центральной оси 115. Как показано, обе контактные поверхности 200, 203 по существу прямолинейные и продолжаются в окружном направлении вокруг оси 115. Стык между поверхностями 200, 203 содержит небольшое закругление. Расстояние F характеризует максимальную толщину стенки корпуса 106 на впускном участке 121. Расстояние F образовано как расстояние между обращенной наружу опорной поверхностью 201 и обращенной радиально внутрь контактной поверхностью 200 на впускном базовом участке 401, характеризующем точку пересечения соответствующих контактных поверхностей 200, 203. Радиальное расстояние Е определяется как расстояние между точкой 400 пересечения и радиально самой внутренней точкой 204 фланцевого участка 122. Отношение Е к F, соответствующее конкретной реализации, составляет 1:0,8. То есть расстояние Е составляет приблизительно 55% общей толщины (E+F) стенки между опорной поверхностью 201 и радиально самой внутренней точкой фланцевого участка 204.
Предпочтительно, объединение и соответствующий наклон поверхностей 200 и 203 посредством углов a и b служат для ускорения пропускной способности, когда материал падает через впускной участок 121 и направляется радиально внутрь по выступу 124. Однако увеличение радиальной длины Е выступа 204 уменьшает производительность дробилки. Таким образом, конфигурация настоящего изобретения, показанная на фиг.1-4, оптимизирована так, чтобы регулировать производительность дробилки и обеспечивать заданный уровень, характерный для конкретного применения. Дополнительно, включение впускного участка 121 и фланцевого участка 122 уменьшает осевую длину поверхности 205 дробления от длины D до длины С. Таким образом, площадь поверхности дробления 205 (которая имеет приблизительно форму усеченного конуса) уменьшается, что приводит к увеличению давления в участке 104 дробления, где усилия дробления прикладываются во время работы. Это в свою очередь увеличивает эффект измельчения дробилки. Авторы изобретения заметили, что данные относительные конфигурации впускного участка 121, фланцевого участка 122 и участка 123 дробления с учетом радиальных толщин стенок, углов наклона контактных поверхностей и осевых длин обеспечивают способность пропускания материала и степень измельчения и, следовательно, производительность дробилки. В частности, было замечено, что на работу корпуса 106 в части пропускной способности и измельчения влияют следующие четыре параметра: i) угол a контактной поверхности 200; ii) угол b контактной поверхности 203; iii) радиальное расстояние Е выступа 204; и iv) осевая длина С поверхности 205 дробления.
В частности, угол a контактной поверхности 200 относительно угла b контактной поверхности 203 определяет участки впуска 121 и фланца 122, при этом данные участки имеют большое значение для регулирования производительности.