ДРОБИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, СОДЕРЖАЩЕЕ УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ
CRUSHING DEVICE COMPRISING OVERLOAD PROTECTION DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к устройству защиты от перегрузки для использования во вращательной дробилке или конусной дробилке.
Конусные дробилки и вращательные дробилки представляют собой два типа систем дробления горной породы, которые обычно разбивают горную породу, камень или другой материал в размольной щели между неподвижным элементом и подвижным элементом. Конусная или вращательная дробилка содержит узел головки, включающий головку дробилки, которая вращается вокруг вертикальной оси внутри неподвижной чаши, прикрепленной к основной раме камнедробилки. Головка дробилки представляет собой сборный окружающий эксцентрик, который вращается вокруг неподвижного вала для передачи кругового движения к головке дробилки, которая дробит породу, камень или другой материал в размольной щели между головкой дробилки и чашей. Эксцентрик может приводиться в действие посредством различных силовых приводов, таких как прикрепленная шестерня, ведомая зубчатым колесом и узлом промежуточного вала, а также ряда механических источников энергии, таких, как электрические двигатели или двигатели внутреннего сгорания.
Вращательное движение головки дробилки относительно неподвижной чаши измельчает горную породу, камень или другой материал, когда он проходит через размольную щель. Измельченный материал выходит из конусной дробилки через нижнюю часть размольной щели.
Как правило, вращательные дробилки и конусные дробилки снабжены крестообразными ребрами. Эти крестообразные ребра защищают головку дробилки от повреждения, вызываемого большими воздействиями от материалов, которые должны попадать на головку дробилки. Например, в публикации WO 2014/135306 A1 описано защитное крестообразное ребро вращательной дробилки. Тем не менее, такие крестообразные ребра уменьшают способность приемного устройства дробилки.
Соответственно, необходимо уменьшать количество крестообразных ребер или полностью устранить необходимость в крестообразных ребрах.
Также необходимо лучше управлять перегрузкой материала, который должен быть измельчен, так чтобы не дробимый материал, такой как материал случайных примесей, мог проходить через устройство. Перегрузка может относиться к перегрузке измельчаемого материала и/или к загрузке не дробимого материала.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно настоящему изобретению, предусмотрено дробильное устройство, такое как конусная или вращательная дробилка. Дробильное устройство содержит вал; головку дробилки; и устройство защиты от перегрузки. Вал образует первое направление, параллельное его длине. Вал содержит верхний конец вала. Устройство защиты от перегрузки соединяет головку дробилки с верхним концом вала. Устройство защиты от перегрузки содержит смещающее устройство, выполненное с возможностью смещения головки дробилки от верхнего конца вала в первом направлении. Устройство защиты от перегрузки выполнено с возможностью обеспечения смещения головку дробилки вдоль первого направления относительно вала в ответ на силу, действующую на головку дробилки в первом направлении.
В настоящем описании, сила, действующая на головку дробилки в первом направлении, может быть результатом любой силы, действующей на головку дробилки, с силой, составляющая которой действует в первом направлении.
С такой конфигурацией, возможно, защитить головку дробилки от повреждений, вызванных большими воздействиями материалов, падающих на головку дробилки. Эта конфигурация особенно выгодна в бескрестообразном дробильном устройстве или дробильном устройстве с уменьшенным количеством крестообразных ребер, так что способность к приему дробилки может быть увеличена.
Также, с вышеприведенной конфигурацией возможно лучше управлять перегрузкой материала, который должен быть измельчен, так чтобы не дробимый материал, такой как материал случайных примесей, мог проходить через устройство.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеприведенные, а также дополнительные объекты, признаки и преимущества настоящего изобретения будут лучше поняты посредством нижеследующего иллюстративного и неограничивающего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, где одни и те же ссылочные позиции будет использоваться для аналогичных элементов, на которых:
Фиг.1 схематично показывает вращательную дробилку согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 схематично показывает устройство защиты от перегрузки типа баллонного аккумулятора согласно настоящему изобретению;
Фиг.3 схематично показывает устройство защиты от перегрузки с поршневым аккумулятором согласно настоящему изобретению;
Фиг.4 схематично показывает устройство защиты от перегрузки с мембранным аккумулятором согласно настоящему изобретению;
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг.1 схематично иллюстрирует вращательную дробилку 1 в разрезе. Вращательная дробилка 1 имеет вертикальный вал 2 и раму 4. Вал 2 имеет продольную ось, образующую первое направление, совпадающее с центральной осью А дробилки.
Верхнее и нижнее эксцентриковое кольцо 10, 11 эксцентрикового узла поддерживаются с возможностью вращения вокруг вала 2 посредством двух вращательных подшипников вала, таких как вращательные втулки скольжения. Однако, эксцентрик дробилки также может включать в себя один эксцентриковый элемент, имеющий непрерывную эксцентриковую форму вдоль его осевого удлинения, как это имеет место со многими дробилками, известными в данной области техники.
Головка 12 дробилки радиально поддерживается на и вращается вокруг эксцентриковых колец 10, 11 через другую пару вращательных подшипников, таких как другая пара вращательных втулок скольжения. Вместе, подшипники вала и подшипники головки образуют эксцентриковое подшипниковое устройство для направления головки 12 дробилки вдоль траектории вращения.
Приводной вал 14 соединен с приводным двигателем и снабжен шестерней 15. Приводной вал 14 выполнен с возможностью вращения нижнего эксцентрикового кольца 11 посредством шестерни 15, зацепляющей зубчатый венец 16, установленный на нижнем эксцентриковом кольце 11. Когда приводной вал 14 вращает нижнее эксцентриковое кольцо 11, во время работы дробилки 1, головка 12 дробилки, установленная на нем, будет выполнять вращательное движение.
Внутренняя дробильная оболочка или мантия 13 установлена на головке 12 дробилки. Внешняя дробильная оболочка или чаша 5 установлена на раме 4. Размольная щель 17 образована между двумя дробильными оболочками 13, 5. Когда дробилка 1 работает, материал, который должен быть раздроблен, вводится в размольную щель 17 и дробится между мантией 13 и чашей 5 в результате вращательного движения головки 12 дробилки, во время этого движения мантия 13 приближается к чаше вдоль образующей вращения и отходит от нее вдоль диаметрально противоположной образующей.
Головка 12 дробилки поддерживается на свободном верхнем концевом подшипнике 19, предусмотренном на свободном верхнем конце 2а вала 2 посредством устройства 30 защиты от перегрузки. Устройство 30 защиты от перегрузки содержит верхний элемент 33, прикрепленный к удлиненной части 12а (см. Фиг.2) головки 12 дробилки, так что перемещение головки 12 дробилки в первом направлении приводит к соответствующему перемещению верхнего элемента 33 устройства 30 защиты от перегрузки в первом направлении. Устройство 30 защиты от перегрузки содержит соединение 31, которое вращательно принимается в свободный верхний концевой подшипник 19 и смещающее устройство 32, расположенное между соединением 31 и верхним элементом 33. Смещающее устройство 32 действует для смещения соединения 31 и верхнего элемента 33 друг от друга таким образом, чтобы головка 12 дробилки смещалась от вала 2.
Подшипники головки позволяют головке 12 дробилки перемещаться в первом направлении относительно эксцентрика, то есть в настоящем варианте осуществления эксцентриковых колец 10, 11. Устройство 30 защиты от перегрузки выполнено с возможностью обеспечения смещения головки 12 дробилки вдоль первого направления относительно вала 2 в ответ на силу, действующую на головку 12 дробилки в первом направлении. Смещающее устройство 32 выполнено с возможностью возврата головки 12 дробилки в положение равновесия, когда постоянная сила прикладывается к головке 12 дробилки.
Воздействие на головку 12 дробилки от материалов, падающих на головку 12 дробилки, приводит к тому, что головка 12 дробилки смещается вдоль первого направления к валу 2. С такой конфигурацией, возможно, защитить головку 12 дробилки от повреждений, вызванных большими воздействиями от материалов, падающих на головку 12 дробилки.
Если нагрузка, действующая на головку 12 дробилки, освобождается, смещающее устройство 32 устройства 30 защиты от перегрузки возвращает головку 12 дробилки в положение равновесия. При такой конфигурации, головка 12 дробилки восстанавливается от воздействий, так что она может снова быть смещена к валу 2 в ответ на любые дальнейшие воздействия.
В том случае, если в размольную щель 17 подается не дробимый материал, устройство 30 защиты от перегрузки позволяет головке 12 дробилки перемещаться вдоль первого направления к валу 2 так, что расстояние между двумя дробильными оболочками 13, 5 увеличивается для того, чтобы, тем самым, позволить не дробимому материалу проходить через размольную щель 17. При такой конфигурации, дробилка 1 лучше способна обрабатывать перегруженный материал, подлежащий дроблению, так что не дробимый материал, такой как материал случайных примесей, может проходить через устройство, если он подан в размольную щель 17. Когда не дробимый материал проходит через размольную щель 17, смещающее устройство 32 устройства 30 защиты от перегрузки возвращает головку 12 дробилки в положение равновесия.
Устройство 30 защиты от перегрузки, изображенное на фиг.1, представляет собой устройство защиты от перегрузки с баллонным аккумулятором, которое далее описывается ниже. Однако устройство 30 защиты от перегрузки может содержать смещающее устройство любой формы, способное смещать головку 12 дробилки от верхнего свободного конца 2а вала 2. Неограничивающие примеры подходящих смещающих устройств для использования в устройстве защиты от перегрузки согласно настоящему изобретению представляют собой баллонные аккумуляторы; поршневые аккумуляторы; мембранные аккумуляторы; и пружины.
При желании, устройство защиты от перегрузки может быть сконфигурировано так, чтобы обеспечить «мягкий возврат» головки дробилки из смещенного положения. Другими словами, устройство защиты от перегрузки может быть сконфигурировано так, чтобы демпфировать возврат головки 12 дробилки из смещенного положения в положение равновесия, так чтобы возврат осуществлялся медленнее, чем быстрое и резкое смещение, которому головка 12 дробилки подвергается при воздействии. Гидравлическое демпфирование, демпфирование сопротивления трения и магнитное демпфирование являются неограничивающими примерами типов демпфирования, подходящих для использования в устройстве защиты от перегрузки в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.2 схематично иллюстрирует устройство 40 защиты от перегрузки с баллонным аккумулятором согласно настоящему изобретению; Устройство 40 защиты от перегрузки с баллонным аккумулятором содержит соединение 41, которое вращательно принимается в свободный верхний концевой подшипник 19. Устройство 40 защиты от перегрузки с баллонным аккумулятором содержит верхний элемент 43 и баллон 42, расположенный между соединением 41 и верхним элементом 43.
Верхний элемент 43 устройства 40 защиты от перегрузки прикреплен к удлиненной части 12а головки 12 дробилки таким образом, что перемещение головки 12 дробилки в первом направлении приводит к соответствующему перемещению верхнего элемента 43 в первом направлении. Удлиненная часть 12а головки 12 дробилки является скользящей относительно соединения 41. Удлиненная часть 12а, соединение 41 и верхний элемент 43 взаимодействуют для образования полости С, которая содержит жидкость 44, которая окружает баллон 42. Соединение 41 и верхний элемент 43 являются подвижными относительно друг друга таким образом, что объем полости С может быть увеличен или уменьшен. Уменьшение объема полости С приводит к тому, что жидкость 44 сжимает баллон 42. Сжатие баллона 42 приводит к сжатию газа 45, содержащегося в баллоне 42, который, таким образом, действует для смещения верхнего элемент 43 от соединения 41.
Смещение головки 12 дробилки по направлению к валу 2 приводит к смещению верхнего элемента 43 к соединению 41. Это приводит к уменьшению объема полости С. Уменьшение объема полости С оказывает давление, по меньшей мере, на жидкость 44, которая действует для сжатия баллона 42 и газа 45. Баллон 42, содержащий газ 45, действует как смещающее устройство для смещения головки 12 дробилки от вала 2.
Фиг.3 схематично иллюстрирует устройство защиты от перегрузки с поршневым аккумулятором согласно настоящему изобретению; Устройство 50 для защиты от перегрузки с поршневым аккумулятором содержит соединение 51, которое вращательно принимается в свободный верхний концевой подшипник 19. Устройство 50 для защиты от перегрузки с поршневым аккумулятором содержит нижний элемент 58, прикрепленный к соединению 51. В устройстве 50 защиты от перегрузки с поршневым аккумулятором, верхний элемент представляет собой элемент 53 камеры. Поршень Р скользящим образом расположен внутри элемента 53 камеры. Газ 59 содержится внутри полости С, образованной между элементом 53 камеры и поршнем Р. Поршень Р может скользить относительно элемента 53 камеры, чтобы тем самым сжать газ 59. Клапанный узел 55 прикреплен к элементу 53 камеры. Элемент 53 камеры, поршень Р и клапанный узел 55 взаимодействуют для образования первой камеры С1 между ними. Удлиненная часть 12а, клапанный узел 55 и нижний элемент 58 взаимодействуют для образования второй камеры С2 между ними. Первая камера C1 и вторая камера C2 сконфигурированы так, чтобы содержать жидкость 54.
Клапанный узел 55 позволяет жидкости 54 течь из первой камеры С1 во вторую камеру С2 и наоборот. Клапанный узел 55 содержит, по меньшей мере, один порт 55с низкого сопротивления и, по меньшей мере, один порт 55d высокого сопротивления. Порт 55с низкого сопротивления имеет более низкое сопротивление текучей среды, чем сопротивление текучей среды порта 55d высокого сопротивления для текучей среды 54, протекающей через порты. Порты 55с и 55d позволяют жидкости 54 течь из первой камеры С1 во вторую камеру С2 и наоборот. Клапанный узел 55 дополнительно содержит клапан, который включает в себя пружину 55a и уплотнительный элемент 55b. Уплотнительный элемент 55b расположен внутри первой камеры С1 и смещается пружиной 55a в направлении порта 55c низкого сопротивления с тем, чтобы уплотнить порт 55c низкого сопротивления. Такая конфигурация позволяет жидкости 54 течь из второй камеры С2 в первую камеру С1 с низким сопротивлением текучей среды, но обеспечивает высокое сопротивление текучей среде для протекания из первой камеры С1 во вторую камеру С2.
Сила на головке 12 дробилки в первом направлении к валу 2 приводит к перемещению элемента 53 камеры к нижнему элементу 58. Перемещение элемента 53 камеры к нижнему элементу 58 приводит к тому, что жидкость 54, содержащаяся во второй камере С2, течет с низким сопротивлением в первую камеру С1 через клапанный узел 55. В этом направлении потока, клапан в клапанном узле открыт, так что жидкость 54 может проходить через порт 55с низкого сопротивления. Повышенное давление в первой камере С1 из-за потока жидкости 54 приводит к смещению поршня Р, так что газ 59, содержащийся в полости С, сжимается из-за уменьшения объема полости С. Это сжатие газа 59, содержащегося в полости С, приводит к смещающей силе, которая действует для смещения головки 12 дробилки от вала 2.
Когда сила снимается от головки 12 дробилки, давление в полости С приводит к смещению поршня Р, так что объем полости С увеличивается, а объем первой камеры С1 уменьшается. Уменьшение объема первой камеры С1 приводит к тому, что жидкость 54 течет с высоким сопротивлением из первой камеры С1 во вторую камеру С2 через клапанный узел 55. В этом направлении потока, клапан в клапанном узле закрыт так, что жидкость 54 не течет через порт 55с низкого сопротивления, а может протекать только через порт 55d высокого сопротивления. Это приводит к тому, что устройство 50 защиты от перегрузки медленно возвращается в равновесную конфигурацию. Это устройство 50 защиты от перегрузки, таким образом, обеспечивает мягкое возвращение головки 12 дробилки из смещенного положения.
Фиг.4 схематично показывает устройство защиты от перегрузки с мембранным аккумулятором согласно настоящему изобретению. Устройство 60 для защиты от перегрузки с мембранным аккумулятором, по существу, аналогично устройству 50 для защиты от перегрузки с поршневым аккумулятором, однако поршень Р заменен диафрагмой D. Периметр диафрагмы D прикреплен к элементу 53 камеры, так что давление в первой камере C1 деформирует диафрагму D от клапанного узла. Фиг.4 показывает мембрану D в деформированной конфигурации.
Изобретение не ограничивается вышеприведенными вариантами осуществления.
Например, в вышеприведенных вариантах осуществления описывается конкретная конфигурация, в которой устройство защиты от перегрузки соединено с дробильным устройством. Однако устройство защиты от перегрузки просто должно соединить головку 12 дробилки с верхним концом 2а вала таким образом, чтобы оно позволяло смещать головку 12 дробилки вдоль первого направления.
Кроме того, дробилки, описанные выше и проиллюстрированные на чертежах, имеют головку 12 дробилки, опирающуюся на эксцентриковую внешнюю поверхность эксцентрика 10, 11, тогда как вал 2 продолжается вдоль основной оси А дробилки, так что эксцентрик вращается вокруг вала 2 и применяет вращательное движение к головке 12 дробилки. Однако настоящее изобретение также применимо к дробилкам, которые имеют головку дробилки, опирающуюся на вал, который, в свою очередь, опирается на эксцентриковую внутреннюю поверхность эксцентрика, так что вращательное движение прикладывается к валу.
Хотя описанные выше варианты осуществления относятся к стационарной дробилке, решение согласно настоящему изобретению также применимо к передвижным дробильным установкам. Обеспечение системы защиты от перегрузки по настоящему изобретению позволит снизить пики воздействия, вызванные падением пород и операцией дробления на опорную раму. Это может быть особенно выгодным для мобильного оборудования, которое имеет менее жесткую опору, чем стационарная дробилка.