ПРЕДОТВРАЩАЮЩЕЕ ПРОВОРАЧИВАНИЕ ПЫЛЕЗАЩИТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ ДЛЯ КОНУСНЫХ И ГИРАЦИОННЫХ ДРОБИЛОК
DUSTPROOF SEAL FOR TAPER AND GYRATORY CRUSHERS PREVENTING TURNING

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к пылезащитному уплотнению для гирационной дробилки или конусной дробилки.
Конусные дробилки и гирационные дробилки представляют собой два типа камнедробильных систем, которые в целом дробят горную породу, камни или другой материал в дробильном зеве между неподвижным элементом и подвижным элементом. Конусная или гирационная дробилка состоит из приемника в сборе, включающего в себя конус дробилки, который совершает гирационное перемещение вокруг вертикальной оси внутри неподвижной чаши, прикрепленной к основной раме камнедробилки. Конус дробилки собран вокруг эксцентрика, который вращается вокруг неподвижного вала для придания гирационного перемещения конусу дробилки, которое дробит горную породу, камни или другой материал в дробильном зеве между конусом дробилки и чашей. Эксцентрик может быть приведен посредством различных силовых приводов, таких как прикрепленное зубчатое колесо, приводимое шестерней и промежуточным валом в сборе, и различных источников энергии, таких как электродвигатели или двигатели внутреннего сгорания.
Гирационное перемещение конуса дробилки по отношению к неподвижной чаше дробит горную породу, камни или другой материал, по мере их перемещения через дробильный зев. Дробленый материал выходит из конусной дробилки через нижнюю часть дробильного зева.
Пылезащитное уплотнение обычно предусмотрено между пыльником, который установлен на неподвижной рамной конструкции, и подвижным конусом дробилки для предотвращения попадания каменной пыли и тому подобного в рабочий механизм дробилки.
Проблемой, часто возникающей в конусных и гирационных дробилках, является факт того, что во время запуска дробилки и когда дробилка, по существу, не нагружена, конус дробилки не только совершает гирационное перемещение совместно с вращением эксцентриковой втулки, но также стремится к вращению с эксцентриковой втулкой из-за сопротивления подшипника между вращающейся эксцентриковой втулкой и конусом дробилки. Таким образом, например, эксцентриковая втулка может вращаться с некоторой частотой вращения, например, 300 об/мин, и сопротивление подшипника между ненагруженным конусом дробилки и вращающейся эксцентриковой втулкой может быть таким, что конус дробилки или центр конуса проворачивается с меньшей частотой вращения, чем частота вращения вращающейся эксцентриковой втулки. Это проворачивающееся вращение центра конуса в так называемом направлении холостого вращения является нежелательным, поскольку оно приводит к разбрасыванию и даже выбрасыванию из дробилки горной породы и камней, загружаемых в дробилку.
Тем не менее, когда дробилка нагружена, важно, чтобы конус дробилки обладал возможностью относительно медленного перемещения в направлении, обратном по отношению к направлению вращения эксцентриковой втулки, то есть, в так называемом направлении дробящего вращения.
В предшествующем уровне техники, предложены различные решения для предотвращения проворачивания конуса дробилки или центра конуса, когда дробилка не нагружена, при одновременном обеспечении обратного вращения конуса дробилки относительно вращающегося эксцентрика в нагруженном состоянии. В решениях предшествующего уровня техники используются муфты, карданы или фрикционные системы, взаимодействующие с неподвижной частью.
Например, в US 3,539,119 проиллюстрировано тормозное устройство, предусмотренное точно для этой цели, а в US 6,648,255 описан конус дробилки, содержащий одностороннюю муфту для подавления проворачивания и фрикционную моментную муфту для защиты односторонней муфты от избыточных нагрузок.
Тем не менее, когда конус или вал может изменять свое вертикальное расположение, решения становятся менее эффективными, более затратными и сложными. К тому же, когда в дробилке отсутствует вкладыш спайдера, уменьшающий проворачивание посредством образования трения между верхним вкладышем и валом, такие решения оказываются недостаточными.
В EP 2 775 176 A1 описано уплотнительное кольцо гирационной дробилки для обеспечения уплотнения между зоной выгрузки, расположенной под камерой дробления, и зоной рабочей части дробилки, которая содержит различные подшипниковые узлы и приводные компоненты, которые обеспечивают гироскопическую прецессию конуса и внутренней дробильной брони в дробилке.
Краткое изложение сущности изобретения
Цель настоящего изобретения заключается в разработке решения для предотвращения проворачивания конуса дробилки конусной или гирационной дробилки, которое также может быть применено к дробилкам, не имеющим вкладыш спайдера и/или имеющим конус или вал, выполненные с возможностью изменения их вертикального положения.
В виду изложенного выше, в настоящем изобретении разработаны пылезащитное уплотнение для гирационной или конусной дробилки по п. 1 прилагаемой формулы изобретения, и конусная или гирационная дробилка, включающая в себя такое пылезащитное уплотнение.
Согласно изобретению, пылезащитное уплотнение, предусмотренное в конусной или гирационной дробилке, модифицировано так, чтобы дополнительно выполнять функцию предотвращения проворачивания. Следовательно, решение для предотвращения проворачивания согласно настоящему изобретению использует существующие части вместо добавления сложной конструкции в дробилку. Решение согласно изобретению является конструктивно простым, а также экономичным. Более того, решение согласно изобретению в равной степени применимо к дробилкам, в которых конус дробилки или вал могут изменять свое вертикальное положение.
Необязательные признаки изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.
В частности, по меньшей мере один из выступов может быть выполнен так, чтобы сила трения, образованная между по меньшей мере одним выступом и пыльником у соприкасающейся с пыльником части и/или конусом дробилки у соприкасающейся с конусом дробилки части при вращении конуса дробилки, была выше в направлении холостого вращения, чем в направлении дробящего вращения. Предпочтительно, выступ имеет по существу треугольную форму, при виде в плоскости, параллельной плоскости, образованной пылезащитным уплотнением. К тому же, по меньшей мере один выступ может иметь толщину по меньшей мере 2 мм, предпочтительно по меньшей мере 4 мм, в направлении, перпендикулярном плоскости, образованной пылезащитным уплотнением. К тому же, может быть предусмотрено основание, и по меньшей мере один выступ может выступать по меньшей мере примерно на 5 мм, предпочтительно по меньшей мере на 10 мм, от основания. Предпочтительно, выступы содержат упругий материал, предпочтительно полиуретан. Количество выступов предпочтительно составляет 10 или более, более предпочтительно, более 30.
Краткое описание чертежей
Описанные выше, а также дополнительные цели, признаки и преимущества настоящего изобретения будут лучше поняты из прочтения последующего иллюстративного и неограничивающего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями, и на которых:
На Фиг. 1 схематично показана гирационная дробилка согласно первому варианту осуществления,
На Фиг. 2 схематично показан разрез пылезащитного уплотнения согласно изобретению,
Фиг. 3a и 3b представляют собой вид спереди и вид в перспективе, соответственно, пылезащитного уплотнения согласно настоящему изобретению,
Фиг. 4 представляет собой вид сверху пылезащитного уплотнения, и
Фиг. 5a и 5b представляют собой вид в перспективе пыльника и вид сверху пыльника и пылезащитного уплотнения, соответственно.
Подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения
На Фиг. 1 схематично в разрезе показана гирационная дробилка 1. Гирационная дробилка 1 имеет вертикальный вал 2 и чашу или раму 4. Вал 2 имеет продольную ось, и чаша 4 дробилки имеет центральную ось A.
Конус 12 дробилки образован как единое целое с валом 2. Эксцентриковый элемент 11 предусмотрен для придания гирационного перемещения валу 2 и, посредством этого, конусу 12 дробилки, чтобы конус 12 дробилки осуществлял гирационное перемещение относительно чаши 4. Наружная периферийная поверхность эксцентрикового элемента 11, которая является концентричной относительно центральной оси A, поддерживается с возможностью вращения в окружающей конструкции посредством наружного вращающегося подшипника вала, такого как вращающаяся скользящая втулка. Внутренняя периферийная поверхность эксцентрикового элемента 11, которая расположена эксцентрично, поддерживается с возможностью вращения вокруг вала 2 через внутренний вращающийся подшипник, такой как другая вращающаяся скользящая втулка. Внутренний и наружный подшипники вместе образуют систему подшипников эксцентрика для направления конуса 12 дробилки по гирационному пути.
Ведущий вал 14 соединен с ведущим двигателем и предусмотрен с шестерней 15. Ведущий вал 14 выполнен с возможностью приведения во вращение эксцентрикового элемента (также называемого просто "эксцентриком") 11 посредством шестерни 15, находящейся в зацеплении с зубчатым венцом 16, установленным на эксцентрике 11.
Во время работы дробилки 1, когда ведущий вал 14 вращает эксцентрик 11, установленный на нем конус 12 дробилки выполняет гирационное перемещение.
Внутренняя дробильная броня 13 установлена на конусе 12 дробилки. Наружная дробильная броня 5 установлена на раме 4. Между двумя дробильными бронями 13, 5 образован дробильный зев 17. Во время работы дробилки 1, материал для дробления вводится в дробильный зев 17 и дробится между внутренней дробильной броней 13 и наружной дробильной броней 5 в результате гирационного перемещения конуса 12 дробилки, во время которого две дробильные брони 13, 5 приближаются друг к другу вдоль вращающейся образующей и удаляются друг от друга вдоль диаметрально противоположной образующей.
Пылезащитное уплотнение 20 предусмотрено между пыльником 19, который установлен на неподвижной рамной конструкции, и подвижным конусом 12 дробилки.
На Фиг. 2 проиллюстрирован второй вариант осуществления пылезащитного уплотнения 20 согласно настоящему изобретению. Несмотря на то, что вариант осуществления на Фиг. 2 имеет некоторые отличия от варианта осуществления на Фиг. 1, предусмотрение пылезащитного уплотнения 20 между пыльником 19 и конусом 12 дробилки является в основном одинаковым в обоих вариантах осуществления. Фиг. 2 представляет собой подробный вид пылезащитного уплотнения 20, на котором ясно видно, что пылезащитное уплотнение 20, в настоящем варианте осуществления, в основном состоит из четырех компонентов: держатель 27, фрикционную губку 26 (также называемую частью пылезащитного уплотнения, соприкасающейся с конусом дробилки) соединенную посредством винтов с держателем 27, зубчатое кольцо 22 (также называемое частью пылезащитного уплотнения, соприкасающейся с пыльником), также соединенное посредством винтов с держателем 27, и фасонную деталь 28, вмещающую держатель 27. Каждая из этих четырех составляющих имеет по существу кольцеобразную форму, и фасонная деталь 28 вмещает держатель 27 с геометрическим замыканием.
Для установки пылезащитного уплотнения 20 в дробилке и, в частности, между конусом 12 дробилки и ее пыльником 19, предусмотрена установочная конструкция. В настоящем варианте осуществления, установочная конструкция включает в себя первую установочную деталь 30 для соединения с корпусом 12 дробилки. Первая установочная деталь 30 является по существу кольцеобразной для соединения посредством винтов с венцом в нижней области конуса 12 дробилки, как показано на Фиг. 2. Установочная конструкция дополнительно включает в себя вторую установочную деталь 40, которая в настоящем варианте осуществления также является по существу кольцеобразной и которая соединяется с первой установочной деталью 30 снизу посредством винта 40a. Пылезащитное уплотнение 20 устанавливается между двумя установочными деталями 30, 40 так, чтобы фрикционная губка 26 соприкасалась с первой установочной деталью 30, в то время как фасонная деталь 28 соприкасается со второй установочной деталью 40. При установке пылезащитного уплотнения 20 между двумя установочными деталями 30, 40, фрикционная губка 26 отклоняется в некоторой мере для обеспечения определенного фрикционного поддерживания пылезащитного уплотнения 20 относительно установочной конструкции. Тем не менее, пылезащитное уплотнение 20 не полностью фиксируется посредством установочной конструкции, и обладает возможностью скольжения относительно первой 30 и второй установочных деталей 40, как более подробно описано далее.
Пылезащитное уплотнение 20 удерживается посредством установочной конструкции так, чтобы зубчатое кольцо 22 - которое описано более подробно далее - соприкасалось с пыльником 19, обеспечивая уплотнение между подвижным конусом 12 и неподвижным пыльником 19, для предотвращения попадания каменной пыли или тому подобного в рабочий механизм дробилки.
Более конкретно, в вариантах осуществления, показанных на чертежах, пылезащитное уплотнение 20 выполнено с возможностью перемещения относительно пыльника 19 в тангенциальном направлении, и соприкасающаяся с пыльником часть 22 пылезащитного уплотнения 20 может вращаться вокруг пыльника 19. К тому же, между соприкасающейся с конусом дробилки частью 26 пылезащитного уплотнения 20 и конусом 12 дробилки, то есть, посредством отклонения фрикционной губки 26 и прижимания фасонной детали 28 ко второй установочной детали 40, обеспечивается настолько сильное трение между конусом 12 дробилки и пылезащитным уплотнением 20 (возможно после соответствующих регулировок), что конус 12 дробилки и пылезащитное уплотнение 20 в основном не вращаются относительно друг друга в тангенциальном направлении, то есть пылезащитное уплотнение 20 вращается вместе с конусом 12 дробилки. Иначе говоря, пылезащитное уплотнение 20 зажато между установочными деталями 30, 40 конуса 12 дробилки у соприкасающейся с конусом дробилки части 26, 28 пылезащитного уплотнения 20, в результате чего предотвращено относительное тангенциальное перемещение.
Естественно, по причине эксцентрикового перемещения конуса 12 дробилки во время гирационного перемещения, конус дробилки должен быть подвижным относительно пылезащитного уплотнения 20 в радиальном направлении. Это достигается посредством предусмотрения соединения между конусом 12 дробилки и пылезащитным уплотнением 20, которое обеспечивает их радиальные перемещения относительно друг друга. Как видно на Фиг. 2, соединение позволяет конусу 12 находиться в положении радиально вблизи от пыльника 19, и в положении радиально вдали от пыльника 19.
В варианте осуществления на Фиг. 2, предусмотрены наклонная верхняя поверхность установочной детали 40 и в основном параллельная наклонная нижняя поверхность установочной детали 30, причем установочные детали 30 и 40 в основном образуют углубление. Фасонная деталь 28 и губка 26 пылезащитного уплотнения 20 могут скользить вдоль этих наклонных поверхностей установочных деталей 40, 30 в радиальном направлении, соответственно. Следовательно, губка 26 и фасонная деталь 28 могут скользить вдоль двух установочных деталей 30, 40 конуса 12 между положением, в котором губка 26 и фасонная деталь 28 проходят далеко в углубление, образованное фасонными деталями 30, 40 (когда конус 12 находится в положении радиально вблизи от пыльника 19), и положением, в котором губка 26 и фасонная деталь 28 не проходят далеко в углубление, образованное фасонными деталями 30, 40 (когда конус 12 находится в положении радиально вдали от пыльника 19).
Предусмотрен такой наклон поверхностей установочных деталей 30, 40, чтобы уклон от наиболее отдаленной от центра в радиальном направлении части установочных деталей 30, 40 к наиболее приближенной к центру в радиальном направлении части, соответственно, был отрицательным. Следовательно, установочные детали 30, 40 имеют такой наклон, что сила, образуемая губкой 26 посредством ее прижимания к установочной детали 30, обеспечивает сохранение пылезащитного уплотнения 20 в его наиболее нижнем положении, в котором пылезащитное уплотнение соприкасается с соприкасающейся с пыльником частью 24, и исключение его следования за конусом 12 при удалении от пылезащитного уплотнения, например, во время гирационного перемещения. Следовательно, когда пылезащитное уплотнение 20 находится в его наиболее нижнем положении, обеспечивается соприкосновение с пыльником 19 и достаточно сильное трение у соприкасающейся с пыльником части 24 при вращении пылезащитного уплотнения 20 (вместе с конусом 12 дробилки) относительно пыльника 19 по меньшей мере в направлении холостого вращения.
На Фиг. 3a и 3b проиллюстрировано пылезащитное уплотнение 20 в состоянии, в котором оно снято с дробилки. Как описано выше со ссылкой на Фиг. 2, пылезащитное уплотнение 20 по существу состоит из фасонной детали 28, держателя 27, фрикционной губки 26 и зубчатого кольца 22.
Также на Фиг. 3a и 3b показано крепежное кольцо 25, предусмотренное для прикрепления зубчатого кольца 22 к держателю 27 посредством винтов 25a, а также винтов 26a, используемых для прикрепления фрикционной губки 26 к держателю 27.
На Фиг. 3b более подробно показана конфигурация зубчатого кольца 22: оно включает в себя кольцеобразную основную часть 23 и серию зубьев 24, выступающих вовнутрь из от основной части 23, то есть, выступающих к пыльнику 19 в установленном состоянии пылезащитного уплотнения 20. Следовательно, зубья 24 образуют соприкосновение между пылезащитным уплотнением 20 и пыльником 19, то есть, соприкасающуюся с пыльником часть.
Согласно изобретению, дробилка предусмотрена со средством для уменьшения проворачивания конуса 12 дробилки, которое является эффективным по существу только во время ненагруженной или холостой работы дробилки. Согласно изобретению, эта функция предотвращения проворачивания связана с пылезащитным уплотнением 20, как это описано далее.
Как можно лучше всего видеть на Фиг. 4, которая представляет собой вид сверху части пылезащитного уплотнения 20, зубья 24 имеют специальную конфигурацию, которая позволяет использовать зубья 24 не только как конструкцию пылезащитного уплотнения, но и, в частности, для осуществления функции предотвращения проворачивания для предотвращения проворачивания конуса 12 дробилки. Как видно на Фиг. 4, зубья 24 не выступают точно в радиальном направлении зубчатого кольца 22, то есть, к центральной точке кольца 22, а наклонены в некоторой мере относительно радиального направления и к окружности зубчатого кольца 22.
При установке пылезащитного уплотнения 20 в дробилке, пылезащитное уплотнение 20 расположено так, чтобы наклон зубьев 24 обеспечивал сильное взаимодействие между конусом 12 дробилки и пыльником 19, когда конус 12 дробилки и установленное на нем пылезащитное уплотнение 20 стремятся к вращению в холостом направлении: в этом случае, наклонные зубья 24 обеспечивают сильное трение между конусом 12 и пыльником 19, поскольку они наклонены к направлению холостого вращения. Если конус 12 дробилки и пылезащитное уплотнение 20 стремятся к вращению в дробильном направлении, посредством пылезащитного уплотнения 20 создается лишь слабое взаимодействие (слабое трение), поскольку зубья 24 наклонены от направления дробящего вращения.
Угол α наклона одного зуба 24 относительно радиального направления, которое обозначено R на Фиг. 4, задан соответствующим образом.
Пыльник 19 показан более подробно на Фиг. 5. Кольцеобразный пыльник 19 содержит множество углублений 29, являющихся ответными по отношению к выступам 24 пылезащитного уплотнения 20 и образованных в радиально наружной стороне пыльника 19, обращенной к соприкасающейся с пыльником части 24 пылезащитного уплотнения 20. Угол между нижней частью углубления 29 и наружной поверхностью кольцеобразного пыльника 19 является разным у передней 29a и задней 29b кромки углубления 29 при виде в тангенциальном направлении. Углы заданы так, чтобы выступы 24 пылезащитного уплотнения 20 могли зацепляться с углублениями 29, чтобы образовывать более сильное сопротивление при вращении конуса 12 дробилки в направлении холостого вращения, чем при вращении конуса дробилки в направлении дробящего вращения. Это дополнительное сопротивление увеличивает силу трения между пылезащитным уплотнением 20 и пыльником 19 при вращении конуса дробилки в направлении холостого вращения, для более надежного предотвращения проворачивания.
Более того, углубления 29 образованы как канавки, по существу или в основном проходящие параллельно основной оси A дробилки и основному валу 2, то есть, в вертикальном направлении, чтобы пылезащитное уплотнение 20 могло перемещаться вертикально в канавках. Следовательно, пылезащитное уплотнение 20 может быть перемещено вертикально вместе с конусом 12 дробилки относительно пыльника 19 и рамы 4 без ухудшения функции пылезащитного уплотнения 20.
Решение для предотвращения проворачивания согласно настоящему изобретению использует существующее пылезащитное уплотнение вместо добавления сложной конструкции в дробилку. Решение согласно изобретению является конструктивно простым, а также экономичным.
Пылезащитное уплотнение и дробилка согласно настоящему изобретению не ограничены описанными выше вариантами осуществления и могут иметь альтернативные конфигурации в рамках объема изобретения, определенного в формуле изобретения.
Например, описанные выше и показанные на чертежах дробилки имеют конус 12 дробилки, шарнирно соединенный с эксцентриковой наружной поверхностью эксцентрика 11, тогда как основной вал 2 проходит вдоль основной оси A дробилки, в результате чего эксцентрик вращается вокруг основного вала 2 и сообщает гирационное перемещение конусу 12 дробилки. Тем не менее, настоящее изобретение в равной степени применимо к дробилкам, которые имеют конус дробилки, шарнирно соединенный с основным валом, который в свою очередь шарнирно соединен с эксцентриковой внутренней поверхностью эксцентрика, в результате чего гирационное перемещение сообщается основному валу.
В модифицированном варианте осуществления описанного выше пылезащитного уплотнения, содержащего держатель 27, фрикционную губку 26, соединенную с держателем 27 посредством винтов, зубчатое кольцо 22 и фасонную деталь 28, вмещающую держатель 27, по меньшей мере две из этих частей выполнены как единое целое. Также возможно объединить все эти части друг с другом, чтобы получить неразъемную конструкцию.
К тому же, настоящее изобретение подробно описано на основе вариантов осуществления, в которых пылезащитное уплотнение 20 вращается вместе с конусом 12 дробилки и относительно пыльника 19, так что наклонные зубья для предотвращения проворачивания предусмотрены у части пылезащитного уплотнения, соприкасающейся с пыльником. Тем не менее, настоящее изобретение также относится к вариантам осуществления, в которых конус дробилки вращается относительно пылезащитного уплотнения, и пылезащитное уплотнение не вращается относительно пыльника, когда пылезащитное уплотнение и пыльник выполнены так, чтобы было предотвращено тангенциальное перемещение между пыльником и пылезащитным уплотнением. В таких ʺобратныхʺ вариантах осуществления, наклонные зубья могут быть предусмотрены у части пылезащитного уплотнения, соприкасающейся с конусом дробилки, а углубления могут быть предусмотрены, например, у установочной части конуса дробилки. К тому же, предпочтительные варианты осуществления, определенные в зависимых пунктах формулы изобретения, также применимы к таким ʺобратнымʺ вариантам осуществления, то есть признаки, определенные в отношении части пылезащитного уплотнения, соприкасающейся с пыльником, и пыльника в зависимых пунктах формулы изобретения, могут быть предусмотрены у соприкасающейся с конусом дробилки части и у конуса дробилки или установочной части конуса дробилки, соответственно.
Наконец, несмотря на то, что дробилка, показанная на Фиг. 1, включает в себя спайдер, поддерживающий вал 2 у его верхнего конца, пылезащитное уплотнение согласно настоящему изобретению также может быть применено к дробилкам, не использующим такой спайдер.