专利名称：粉碎和分级装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种粉碎和分级装置，用于粉碎作为要处理物体的固体块(例如岩石或矿石)，并分级和排出粉碎物体中相对细小的粉末。
背景技术：
当要处理的物体(例如岩石或矿石)被粉碎或磨碎以便产生砂砾或碎石时，将不可避免地产生细小粉末。过高的细小粉末含量可能使得产品不合标准。因此，在制成粉碎物体后必须从该粉碎物体中除去细小粉末。如果可以在对物体进行粉碎或磨碎的同时将细小粉末除去，那么就可以省略用于从粉碎物体中除去细小粉末的装置或处理，并且可以降低用于除去细小粉末的装置的负载，从而增大生产率并使设备简化。
例如，在日本未审查专利申请公开文献No.57-7264(专利文献1)中公开了一种粉碎机，该粉碎机将细小粉末与要处理的粉碎物体一起除去。该粉碎机包括转子，该转子布置在壳体的上部，用于通过离心力来抛射出要处理的物体，该粉碎机使得物体与布置在壳体内侧上的推斥部件相撞并粉碎该物体，然后使用布置在转子外部的冲击器来粉碎该被推斥的物体或该粉碎物体。此外，该粉碎机具有柱形体，用于收集细小粉末，该柱形体布置在壳体中并与转子同轴，并且在它的上部开口。该柱形体通过由吹向柱形体上部开口的气流来携带该细小粉末而分离出包含于粉碎物体中的细小粉末，并通过与柱形体的下部连接的吸气导管而排出该细小粉末。
此外，在日本未审查专利申请公开文献No.2000-189822(专利文献2)中公开了另一种粉碎机。该粉碎机有转子，该转子布置在壳体的上部，用于通过离心力来抛射出要处理的物体，该粉碎机使得从转子抛射出的物体撞在布置于壳体内侧的静止床(堆积粉碎物体等的堆积部分)上，并使物体粉碎，且通过布置在壳体中心部分出的抽吸罩来抽吸包含于粉碎物体中的细小粉末，然后通过抽吸管来吸入和排出该细小粉末。顺便说明，在这些粉碎机中，用于吸入和排出细小粉末的吸气导管和抽吸管垂直于转子中心轴线而连接至壳体的侧壁。
专利文献1日本未审查专利申请公开文献No.57-7264专利文献2日本未审查专利申请公开文献No.2000-189822不过，根据在这些专利文献中公开的粉碎机，在壳体侧壁内表面附近或沿该内表面进行盘旋的细小粉末很难通过柱形体的上部开口和抽吸罩来收集，因此，对细小粉末的排出和除去是不充分的。特别是，因为盘旋气流的流速很快，且细小粉末的量在壳体的内表面附近增加，因此细小粉末的分级和排出效率并不好。而且，即使壳体中的盘旋气流的流速增加，该细小粉末也只随着盘旋气流在壳体内表面附近和沿该内表面进行盘旋，细小粉末的分级和排出并不会有太多增强。
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种粉碎和分级装置，它具有简单的结构，并且对于细小粉末具有良好的分级和排出效率。
发明内容
本发明的粉碎和分级装置是用于粉碎要处理的抛射物体的粉碎和分级装置，即通过使未处理的物体撞上碰撞部分而获得粉碎物体，并分级和排出粉碎物体的细小粉末，该装置包括壳体，该壳体带有供给口和排出口，该供给口布置在壳体的上部，用于供给物体，该排出口布置在壳体的下部，用于排出该粉碎物体；转子，该转子布置在壳体的上部，用于通过离心力而将从供给口供给的物体抛射向布置在壳体中的该碰撞部分；以及分级管，该分级管与壳体的侧壁连接，用于使细小粉末与盘旋气流一起排出，该盘旋气流是由于转子的旋转而产生于壳体中；其中，在与转子的旋转轴线垂直且经过一交叉点的平面中，θ1设置在从30°至90°的范围内，其中，该交叉点是该侧壁的连接有分级管的连接内表面与分级管的管轴线的交叉处，θ1表示经过该交叉点且经过该旋转轴线的线在该交叉点处与分级管的管轴线形成的角度。
通过本发明的粉碎和分级装置，包含在从转子中抛射出来且通过碰撞而粉碎的粉碎物体中的细小粉末与由于转子旋转而在壳体中产生的盘旋气流一起排出。另一方面，不能由盘旋气流传送的相对较重粉碎物体由于重力而螺旋下降，并从壳体的排出口排出。这时，例如如图2中所示，因为分级管以角度θ1与壳体的侧壁连接，因此沿壳体的内表面盘旋的盘旋气流可以具有朝着管轴线的相对于全流速基本上为0.5倍(当θ1＝30°时)或更高的速度分量，并且，在远离该内表面的位置上进行盘旋的气流可具有更大的速度分量。因此，与盘旋气流一起盘旋的细小粉末快速进入分级管，然后排出。另外，当盘旋气流的流速增加时，沿分级管的管轴线方向的流速分量增加。因此，通过增加盘旋气流的流速，能够与流速的增加相对应地提高细小粉末的分级和排出。而且，它只需要将分级管安装在壳体上，使得分级管的管轴线方向靠近盘旋气流的切向方向。因此，该结构可以很简单。
图1是表示第一实施例的粉碎和分级装置的主要部分的纵剖图。
图2是沿图1中的线A-A的剖视图。
图3是表示防流入部件的示例的透视图。
图4是表示防流入部件的另一实例的透视图。
图5是表示第二实施例的粉碎和分级装置的主要部分的纵剖图。
图6是表示弯曲分级管的连接部的主要部分的横剖图。
图7是表示用于砂砾生产的粉碎和分级装置的示例的示意图，用于通过粉碎要处理的物体(例如原料岩石)而产生砂砾或碎石，该装置有粉碎和分级装置以及分级装置，该分级装置通过气流筛分而对粉碎物体进行进一步的分级。
图8是表示用于砂砾生产的粉碎和分级装置的另一示例的示意图，用于通过粉碎要处理的物体(例如原料岩石)而产生砂砾或碎石，该装置有粉碎和分级装置以及分级装置，该分级装置通过筛网筛分而对粉碎物体进行进一步的分级。
图9是表示用于砂砾生产的粉碎和分级装置的示例的示意图，该装置通过返回管线而使得从具有筛网筛分的分级装置中排出的且粒径大于预定直径的粉碎物体返回至粉碎和分级装置，并产生作为粉碎物体的产品砂砾和细小粉末。
具体实施例方式
在本发明的粉碎和分级装置中，在θ1为90°或更小时，则θ1优选较大。将θ1设置在从60°至90°的范围内将使得沿分级管的管轴线方向的流速分量能够为至少(√3)/2倍(当θ1＝60°时)，从而进一步提高了分级和排出效率。此外，因为具有分级管的壳体侧壁为中心在转子的旋转轴线上的柱形形状，因此盘旋气流几乎不会被扰乱，从而提高了分级和排出效率。此外，因为抽吸单元(例如抽风机、抽吸风扇等)布置在分级管的下游，因此盘旋气流能够被吸向分级管，从而提高了细小粉末的排出。
此外，因为至少一个外部空气引入管布置在壳体上，用于将外部空气引入壳体中，因此能够增加盘旋气流。此外，在与旋转轴线垂直且经过交叉点的平面中(该交叉点是指侧壁的连接有外部空气引入管的连接内表面与外部空气引入管的管轴线的交叉处)，θ2设置在从30°至90°的范围内，优选是在从60°至90°的范围内，θ2表示经过该交叉点和经过旋转轴线的线在交叉点处与外部空气引入管的管轴线形成的角度。因此，引入壳体内的气流几乎不会扰乱壳体中的盘旋气流，从而进一步提高了分级和排出效率。此外，因为鼓风单元(例如鼓风机、鼓风风扇等)布置在外部空气引入管的上游，因此空气能够平滑送入壳体中，从而增加了盘旋气流并提高了细小粉末的排出。
此外，因为提供了用于控制在壳体中盘旋气流流速的流速控制器，因此能够很容易地控制由盘旋气流传送的细小粉末的粒径(分级点)。此外，因为用于防止粉碎物体从上方进入分级管进口的防流入部件布置在壳体中，因此能够防止具有较大直径的粉碎物体(该粉碎物体不能通过盘旋气流传送)从上方进入和堆积在分级管的进口处，从而提供了有效的分级。
此外，因为该转子提供有碰撞部件，用于碰撞和粉碎从转子中抛射出的要处理物体和反弹的粉碎物体，因此能够增加粉碎效率，且粉碎物体能够很容易地形成颗粒，从而适用于进行砂砾生产的装置。此外，因为提供了对从壳体的排出口排出的粉碎物体进行进一步分级的分级装置，因此，通过粉碎该要处理物体，就能够不断地生产出带有均匀粒径的粉碎物体。特别是，通过使该分级装置与具有冲击部件的转子一起使用，能够提供具有良好生产率的砂砾生产装置。
下面将介绍本发明的实施例。
实施例1图1和2分别表示了第一实施例的粉碎和分级装置。该粉碎和分级装置用于砂砾生产设备，以便粉碎要处理的物体(例如原料岩石)，并产生砂砾或碎石。虽然图2是沿图1中的线A-A的纵剖图，但是图2中还表示了抽风机30和鼓风机31(后面将介绍)，以便表示它们的连接位置，但是这些风机在图1中并未示出。该粉碎和分级装置包括上部壳体1，该上部壳体1在上端部分处带有供给口2，该供给口2用于供给物体，上部壳体1的内部空间用作粉碎腔室3；以及下部壳体4，该下部壳体4同轴地连接在上部壳体1的下面，并在下端部分处带有排出口5，该排出口5用于在除去细小粉末后排出剩余的粉碎物体，下部壳体4的内部空间用作分级腔室6。上部壳体1和下部壳体4为柱形。用于分级和排出细小粉末的分级管8与下部壳体4的侧壁连接。多个外部空气引入管9(图中所示为两个管)连接在分级管8上方，用于将外部空气引入下部壳体4中。此外，裙缘10(该裙缘10的内径朝着下部减小)布置在下部壳体4的排出口5处。
在粉碎腔室3中，转子14安装在旋转轴15上，该转子14在上端处带有原材料进料口12并且在侧壁中带有抛射口13，该旋转轴15沿竖直方向可旋转地安装。滑轮16安装在旋转轴15的下端部分处，该滑轮16通过布置在它和马达(未示出)之间的皮带而与该马达联动并连接。旋转轴15的旋转使得转子14旋转，且充装到转子14的原材料(要被处理的物体)从抛射口13抛射向上部壳体1的内周。静止床21形成于上部壳体1的内周处，该静止床21用作碰撞部分来与从转子14抛射出的物体进行碰撞，这样，该静止床碰撞该物体并将其粉碎。显然，该碰撞部分可以并不是静止床21，而是可以提供其它合适的碰撞部件，包括类似于砧板的冲击器。转子14的旋转还能够在下部壳体4中产生沿转子14的旋转方向盘旋的盘旋气流。
作为抽吸单元的抽风机30(图2)布置在分级管8的下游，而作为鼓风单元的鼓风机31(图2)布置在外部空气引入管9的上游。用鼓风机31进行鼓风可以增大在分级腔室6中所产生的盘旋气流的流速，而用抽风机30进行抽吸可以促进细小粉末与盘旋气流一起排出。此外，因为在下部壳体4的排出口5处设置了该裙缘10，因此能够防止空气通过排出口5流入下部壳体4中，从而防止降低通过抽风机30抽吸和排出细小粉末的效率。此外，用于控制壳体中的盘旋气流的流速的流速控制器(例如风机转数控制器)布置在抽风机30或鼓风机31中，以便控制抽吸空气量或鼓入空气量。相应就控制了盘旋气流的流速，并控制了通过盘旋气流来分级和传送的细小粉末的粒径(分级点)。或者是也可选择，可以在分级管8或外部空气引入管9中设置作为流速控制器的流量控制阀，以便通过控制阀的打开量来控制该分级点。
如图2所示，分级管8或外部空气引入管9构造成这样，即，在经过交叉点P1或P2的水平平面(垂直于转子的旋转轴线的平面)中，θ1或θ2设置在从30°至90°的范围内，优选是在从60°至90°的范围内；其中，在该交叉点P1或P2处，分级管8或外部空气引入管9的管轴线(沿管的纵向方向延伸的假想轴线)与下部壳体4的侧壁的连接内表面(当管和侧壁的连接开口沿侧壁内表面闭合时所出现的假想内表面)交叉；θ1或θ2表示线m或n在交叉点P1或P2处与分级管8或外部空气引入管9的管轴线形成的角度，其中，该线m或n经过转子14(旋转轴15)的旋转轴线O1或O2并且经过交叉点P1或P2，该角度是指在下部壳体的侧壁外部沿气流的盘旋方向从线m或n朝着管轴线所测量的角度。
此外，防流入板18布置在分级管8的连接开口的上部处，并处于下部壳体4的侧壁的内表面上，以便阻挡具有较大直径的粉碎物体(这些粉碎物体不能通过盘旋气流来传送)从上方朝着分级管8的进口掉落的通路。因此，能够防止具有较大直径的粉碎物体进入分级管8，且能够防止粉碎物体堆积在分级管8的进口附近，从而提高了分级和排出效率。
利用上述第一实施例的粉碎和分级装置，要处理的物体从上部壳体1的供给口2供给至转子14的原材料进料口12，该要处理的物体通过由转子14旋转所产生的离心力而沿径向抛射到抛射口13的外部，然后与静止床21碰撞并被其粉碎。当粉碎物体落下时，包含于粉碎物体中的细小粉末在下落的同时与在下部壳体4的分级腔室8中产生的盘旋气流一起盘旋，并通过分级管8而与传送空气一起排出至该装置外部，在该分级管8中，进口形成于下部壳体4的侧壁中。
在将细小粉末分级和排出后的粉碎物体——即不能通过盘旋气流传送的剩余粉碎物体(产品粉碎物体)——螺旋向下，并通过下部壳体4的排出口5而排出至该装置外部。
在分级细小粉末时，因为分级管8相对于下部壳体4的侧壁的连接角θ1如上所述设置在从30°至90°的范围内，优选是在从60°至90°的范围内，因此，盘旋气流沿分级管8的管轴线方向的速度分量基本上是全流速的0.5倍(当θ1＝30°时)或更高，从而有效地将细小粉末与盘旋气流一起抽吸并排出至分级管8中。此外，因为外部空气引入管9相对于下部壳体4的侧壁的连接角θ2如上所述设置在从30°至90°的范围内，优选是在从60°至90°的范围内，因此，盘旋气流沿从外部空气引入管9送向分级腔室6的盘旋气流的方向的速度分量基本上是全流速的0.5倍(当θ2＝30°时)或更高，因此增加了盘旋气流的流速，同时防止扰乱盘旋气流，并增强了细小粉末的排出。
如上所述，因为从下部壳体4的排出口5排出的产品粉碎物体只有附在(撒在)粉碎块上的很少细小粉末，因此该产品显示出良好的质量。即使在进一步除去细小粉末时，那么也能降低用于除去细小粉末的装置的负载。此外，因为包含在要处理物体中的湿气主要包含于细小粉末中，因此就降低了产品粉碎物体的含湿量，从而防止堵塞布置在下游的筛网装置或分级装置，并降低了它们的负载。
尽管根据第一实施例，两个外部空气引入管9布置在下部壳体4上并处于该粉碎和分级装置的预定位置和角度处，但是外部空气引入管9的连接位置、数目和连接方向可以并不是如上述实施例中所述。此外，尽管裙缘10布置在下部壳体4的排出口5处以防止外部空气从下面进入，并且，作为防流入部件的防流入板18布置成用于防止具有较大直径的粉碎物体从上方进入并堆积在分级管8的进口处，但是这些部件可以根据需要来提供，且它们的形状可以并不是如图中所示。
例如，作为防流入部件的另一示例，如图3所示(图3的透视图示出了从下部壳体4的内部看时该分级管的进口)，分级管8的上部弧形部分18A可以伸出至分级腔室6内部，以便用作防流入板。或者也可选择，如图4所示，分级管8的管端部8A可以伸出成使得它的进口布置在分级腔室6中，以便用作防流入板。
实施例2下面将参考图5介绍第二实施例的粉碎和分级装置。与第一实施例中相同的标号表示相同部件，并省略对它们的说明。下面将主要介绍不同部分。
在第二实施例的粉碎和分级装置中，碰撞体22布置在上部壳体1的内周上；并且，多个作为冲击部件的冲击器23布置在转子14的外周上且并不关闭抛射口13，该多个冲击器23用于冲击且粉碎从转子抛射出的要处理物体或者是反弹的粉碎物体。通过该结构，通过离心力而从转子14抛射出的物体与碰撞体22相撞并被其粉碎。而且，通过与碰撞体22碰撞而反弹向转子14的粉碎物体受到布置在转子14上的冲击器23的冲击并被粉碎。因此，该结构有良好的粉碎效率，并能够很容易地将物体粉碎成小碎块。因此，该装置适用于砂砾生产装置。
此外，分级管8与下部壳体4的侧壁连接，这与第一实施例类似。不过，第二实施例的分级管8的管端部是倾斜管端部8B，其中，它的管轴线朝着下部壳体4向下倾斜。因此，从上方直接跳入到分级管8进口中的粉碎物体将不会向下游排出，而会由于其重力而在倾斜管端部8B处落入分级腔室6，以便从下部壳体4的排出口5排出。这样，因为粉碎物体并不会堆积在分级管8的进口附近，因此即使长期工作也不会干扰细小粉末的抽吸和排出。因此，分级效率不会降低。
尽管根据第二实施例，分级管8的连接部分为倾斜管端部8B，但是该连接部分也可以与第一实施例类似地为水平(即垂直于旋转轴线)。或者也可选择，第一实施例的分级管8的管端部的连接部分可以倾斜。显然，在第二实施例中，防流入部件(例如图1的防流入板18)可以布置在分级管8的进口附近。或者也可选择，在第一实施例中，可以在转子14上布置该冲击器23。由此可以提高粉碎效率。此外，分级管8并不必须为直管。例如，如图6所示，在第一或第二实施例中，分级管8可以沿下部壳体4的侧壁弯曲。这时，θ1表示线m在交叉点P1处与管轴线的切线形成的角度。类似地，外部空气引入管9也可以是弯曲的。
此外，在第一或第二实施例中，当在下部壳体4的下游提供合适的分级装置时，可以提供各种粒径的粉碎物体，由此而优选用于砂砾生产装置中。该分级装置可以是用于通过筛网筛分或气流筛分来分级粉碎物体的已知装置。例如，可以使用在日本未审查专利申请公开文献No.2001-205197中所公开的分类装置或者在日本未审查专利申请公开文献No.2002-254035中所公开的筛分和分级装置。此外，当具有预定粒径或更大粒径的粉碎物体从该分级装置中排出时，该粉碎物体可以返回至该粉碎和分级装置，这样，可以将粉碎物体控制成具有预定粒径。
图7是表示用于砂砾生产的一种粉碎和分级装置示例的示意图，用于通过粉碎要处理物体(例如原料岩石)来生产砂砾或碎石，该装置具有上述的粉碎和分级装置以及一种分级装置32，该分级装置32通过气流筛分来对该粉碎物体进一步分级。通过用于砂砾生产的该粉碎和分级装置，从分级装置32中排出的具有预定粒径或更大粒径的粉碎物体经由返回管线36而返回至该粉碎和分级装置，且产品砂砾34和细小粉末35能够作为粉碎物体而提供。
此外，图8是表示用于砂砾生产的粉碎和分级装置另一示例的示意图，用于通过粉碎要处理物体(例如原料岩石)来生产砂砾或碎石，该装置具有上述的粉碎和分级装置以及一种分级装置33，该分级装置33通过筛网筛分来对该粉碎物体进一步分级。图9表示了从分级装置33中排出的具有预定粒径或更大粒径的粉碎物体经由返回管线36而返回至该粉碎和分级装置，以便提供作为粉碎物体的产品砂砾34和细小粉末35。
工业实用性根据本发明的粉碎和分级装置，因为角度θ1设置在从30°至90°的范围内，该角度θ1表示分级管的管轴线与经过转子的旋转轴线且经过交叉点(在此处，用于使细小粉末与盘旋气流一起排出的分级管的管轴线与侧壁的连接内表面进行交叉)的线形成的角度。因此，能够提高盘旋气流的朝着分级管的流速分量，使得与盘旋气流一起盘旋的细小粉末能够快速进入分级管并排出，从而为细小粉末提供了良好的分级和排出效率。此外，只需要将分级管安装在壳体上，使得分级管的管轴线方向被设置为θ1。因此该结构很简单。
权利要求
1.一种粉碎和分级装置，用于粉碎要处理的抛射物体，通过使该物体撞上碰撞部分而获得粉碎物体，并分级和排出粉碎物体的细小粉末，该装置包括壳体，该壳体带有供给口和排出口，该供给口布置在壳体的上部，用于供给物体，该排出口布置在壳体的下部，用于排出该粉碎物体；转子，该转子布置在壳体的上部，用于通过离心力而将从供给口供给的物体抛射向布置在壳体中的该碰撞部分；以及分级管，该分级管与壳体的侧壁连接，用于使细小粉末与盘旋气流一起排出，该盘旋气流是由于转子的旋转而产生于壳体中，其中，在与转子的旋转轴线垂直且经过一交叉点的平面中，θ1设置在从30°至90°的范围内，其中，在该交叉点处，该侧壁的连接有分级管的连接内表面与分级管的管轴线相交叉，θ1表示经过该交叉点且经过该旋转轴线的线在该交叉点处与分级管的管轴线形成的角度。
2.根据权利要求1所述的粉碎和分级装置，其中θ1设置在从60°至90°的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的粉碎和分级装置，其中与分级管连接的壳体侧壁为中心在转子的旋转轴线上的柱形形状。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的粉碎和分级装置，其中在分级管的下游设有抽吸单元。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的粉碎和分级装置，其中至少一个外部空气引入管布置在壳体上，用于将外部空气引入壳体中。
6.根据权利要求5所述的粉碎和分级装置，其中该外部空气引入管与壳体的侧壁连接；以及在与转子的旋转轴线垂直且经过一交叉点的平面中，θ2设置在从30°至90°的范围内，其中，在该交叉点处，该侧壁的连接有外部空气引入管的连接内表面与该外部空气引入管的管轴线相交叉，θ2表示经过该交叉点且经过该旋转轴线的线在该交叉点处与该外部空气引入管的管轴线形成的角度。
7.根据权利要求6所述的粉碎和分级装置，其中θ2设置在从60°至90°的范围内。
8.根据权利要求5至7中任意一项所述的粉碎和分级装置，其中在外部空气引入管的上游设有鼓风单元。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的粉碎和分级装置，其中提供有流速控制器，该流速控制器用于控制壳体中的盘旋气流的流速。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的粉碎和分级装置，其中在壳体中设有防流入部件，用于防止不能通过盘旋气流传送的粉碎物体从上方进入分级管的进口。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的粉碎和分级装置，其中在转子处设有冲击部件，用于冲击和粉碎从转子中抛射出来的要处理物体或者反弹的粉碎物体。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的粉碎和分级装置，其中在壳体的下游设有分级装置，用于对从壳体的排出口排出的粉碎物体进行进一步分级。
13.一种用于砂砾生产的粉碎和分级装置，用于粉碎要处理的物体例如原料岩石，并产生砂砾和碎石，该装置包括如权利要求1至12中任意一项所述的粉碎和分级装置。
全文摘要
一种粉碎和分级装置有转子(14)，用于通过离心力将要处理的物体抛射向安装在壳体中的碰撞部分，从而粉碎该要处理的物体；该粉碎和分级装置还有分级管(8)，该分级管与壳体(4)的侧壁连接，并使得细小粉末与盘旋气流一起排出，该盘旋气流通过转子(14)的旋转而产生于壳体(4)中。在经过分级管(8)的管轴线和侧壁的连接内表面之间的交叉点P1的水平平面中，θ1设置在从30°至90°的范围内，θ1是经过转子(14)的旋转轴线O1且经过交叉点P1的直线m在交叉点P1处与分级管(8)的管轴线形成的角度。
文档编号B02C13/18GK1938095SQ200580010849
公开日2007年3月28日 申请日期2005年3月24日 优先权日2004年3月31日
发明者天宅俊造, 浜口正记, 山形一弘 申请人:日本阿尔斯泰克