专利名称：磨损尖端保持器、包括它的套件及降低其磨损速度的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于保持磨损尖端的磨损尖端保持器，所述磨损尖端靠近VSI破 碎机的转子的竖直转子壁的流出口。本发明还涉及一种包括这种磨损尖端保持器的套件， 以及降低磨损尖端保持器的磨损速度的方法。
背景技术：
立轴冲击式破碎机(VSI破碎机)用于诸多应用，用于破碎硬质材料，例如岩石、矿 石等等。VSI破碎机包括壳体以及位于该壳体内部的水平转子。W02008133568(A1)公开了 VSI破碎机的转子的示例。待破碎的材料被垂直地供给到转子中，且材料在转动中的转子 的离心力的作用下被喷至壳体的内壁。在材料撞击壳体的壁时，材料被破碎成期望的尺寸。 壳体壁可设有砧座或具有残留材料形成的基床，加速的材料撞击在该砧座或残留材料基床 上而得以破碎。
VSI破碎机的转子通常具有水平上盘和水平下盘。该上盘具有用于将待破碎材料 供给到转子中的孔，以使材料落在下盘上。上盘和下盘通过竖直转子壁而互相连接，该竖直 转子壁将材料导向到绕着转子的周围的材料流出口。W02008133568的竖直转子壁在转子壁 中设有靠近流出口的多个磨损尖端，以保护转子壁不会由于以高速离开转子的材料而导致 受到磨损。磨损尖端设有用于减少对磨损尖端和转子壁的磨损的气流导向突脊。
当磨损尖端被磨损的时候就必须更换。更换磨损部件需要VSI破碎机停机相当长 的时间以进行检修。发明内容
本发明的目的是解决或者至少缓解以上提及的部分或全部问题。为此，提供了一 种用于保持磨损尖端的磨损尖端保持器，所述磨损尖端靠近VSI破碎机的转子的竖直转子 壁的流出口，所述磨损尖端保持器包括用于将磨损尖端保持器安装至所述转子壁的安装 板，所述安装板具有安装面和磨损面，所述安装面用于面向所述安装面所要被安装至的转 子壁，所述磨损面用于面向转子的内部，所述磨损面设有至少一个材料保持孔，所述至少一 个材料保持孔用于将耐磨插入件和待破碎材料中的至少之一保持于磨损面处。当在VSI破 碎机中使用这种磨损尖端保持器时，待破碎材料可能会被牢牢限制在所述至少一个材料保 持孔内，并从所述至少一个材料保持孔突出。可供选择地，耐磨插入件可能在启动破碎机之 前就已经定位于孔中。被限制的材料/耐磨插入件将充当磨损表面，从而使磨损尖端保持 板的磨损面免受磨损。被限制的材料/耐磨插入件还将明显增大磨损面的摩擦作用，从而 有助于在转子壁上和在磨损尖端保持器上形成和保持材料基床。由此，能减少对转子壁以 及对磨损尖端和磨损尖端保持器的磨损，从而能延长破碎机的维修间隔时间间隔。在此公 开中，术语“耐磨”解释为包括比所述安装板的磨损面耐磨性更高的材料。
根据实施例，所述至少一个材料保持孔覆盖所述磨损面的面积的至少10%。通过 覆盖磨损面的相对相当大部分，可实现安装板的磨损面摩擦作用的明显增大，从而增强磨损尖端保持器的材料基床保持能力。这甚至还能减少对安装板的磨损面的磨损。
根据实施例，所述材料保持孔为从磨损面至安装面穿透安装板的通孔。
根据实施例，所述至少一个材料保持孔的外围的至少一部分被斜切，形成面向转 子壁的保持表面，磨损尖端保持器将要被安装至转子壁。因此，在使用时，待破碎材料被楔 进保持表面与转子壁的面向安装板的安装表面的那一表面之间。可供选择地，在与耐磨插 入件一起使用时，不用胶合剂或其它单独的紧固装置就可将插入件保持在材料保持孔中。 另外，如果插入件例如由于待破碎的岩石块的冲击而裂成多个碎片，则这些碎片可通过所 述保持表面而仍保持在适当位置。
根据实施例，所述至少一个材料保持孔沿着从安装面朝磨损面的方向渐缩。这样 的设计根据情况将待破碎材料或者耐磨插入件更加牢固地楔进材料保持孔中。特别地，通 过材料保持孔的渐缩形状，任何破裂的插入件都将甚至更牢固地保持在适当位置。
根据实施例，所述至少一个材料保持孔为大致椭圆形(oval)。已经证实这种设计 的材料保持孔能有效保持材料，而且制造起来也相对可行。
根据实施例，所述至少一个材料保持孔位于安装板的垂直中心。这种设计尤其适 用于这样的磨损尖端保持器，该磨损尖端保持器构造用于利用在安装板的平面中延伸的一 对螺杆来安装至转子壁，其原因是可将该对螺杆分别在所述至少一个材料保持孔的两侧上 旋拧到安装板内，而不会损害材料保持孔的完整性或耐磨性。另外，已经发现，安装板的垂 直中心附近的对耐磨性的要求最高。
根据实施例，所述至少一个材料保持孔包括一对材料保持孔，所述一对材料保持 孔被垂直地分开并分别位于所述安装板的垂直中心的两侧上。这种设计尤其适于构造用于 利用在安装板的平面上延伸的单个螺杆来安装至转子壁的磨损尖端保持器，其原因是该单 个螺杆可在安装板的垂直中心被旋拧到安装板中。
根据本发明的另一方面，通过包括如上所述的磨损尖端保持器以及至少一个耐磨 插入件的磨损尖端保持器套件而解决或至少缓解上述部分或全部问题，所述至少一个耐磨 插入件装配到所述至少一个材料保持孔中并包括比安装板的磨损面的耐磨性更高的材料。 例如可通过胶粘将插入件固定在孔中，或者该插入件可以适于可移除地被插入孔中。在要 求增强安装板的耐磨性，例如加工高度磨蚀工业矿物时，这种套件具有特殊价值。
根据实施例，所述至少一个耐磨插入件包括陶瓷材料。根据实施例，所述陶瓷材料 包括氧化招。
根据实施例，所述至少一个耐磨插入件的形状被形成为使得在使用时与安装板的 磨损面齐平或从安装板的磨损面突出。在要破碎很细小的材料，即平均直径小于IOmm的材 料时，这种设计尤其有用。
根据实施例，所述至少一个耐磨插入件具有渐缩的形状，用于与所述至少一个材 料保持孔的在从所述安装面朝所述磨损面的方向上渐缩的对应形状以形状配合的方式相 接合。因此，如果插入件例如由于待破碎的岩石块的冲击而裂成多个碎片，则这些碎片可通 过材料保持孔的渐缩形状而仍保持在适当位置。
根据本发明的又一方面，通过一种降低VSI破碎机的磨损尖端保持器的磨损速度 的方法来解决或至少缓解上述部分或全部问题，该方法包括将耐磨插入件以及待破碎的材 料中的至少之一限制(trap)在设置在磨损尖端保持器安装板的磨损面中的至少一个材料保持孔内。从而，耐磨插入件和/或被限制的待破碎材料将至少部分地保护安装板使其免 受磨损。
通过下面参照附图的本发明的优选实施例的非限制说明性详细说明能更好地理 解本发明的上述以及其它目的、特征和优点，附图中，相同的附图标记表示类似的元件，其 中
图1是透视图，并示出了用于VSI破碎机的转子；
图2是透视图，并示出了图1中上盘被移除的转子；
图3以二维视角示出了从上方看图2的图4a是根据第一实施例的磨损尖端保持器的透视图4b是图4a的磨损尖端保持器的另一透视图5是从上方看图3的转子的细节剖面图6是从上方看安装在转子壁的壁段上的磨损尖端安装板的剖面图7a是从上方看磨损尖端安装板被设置耐磨插入件的过程的剖面图7b是从上方看图7a的磨损尖端被设置耐磨插入件并被安装在转子壁的壁段上 的剖面图8是从上方看根据第二实施例的安装在转子壁的壁段上的磨损尖端安装板的 细节的剖面图9是从上方看根据第三实施例的安装在转子壁的壁段上的磨损尖端安装板的 细节的剖面图10是从上方看根据第四实施例的安装在转子壁的壁段上的磨损尖端安装板的 细节的剖面图11是从上方看根据第五实施例的安装在转子壁的壁段上的磨损尖端安装板的 细节的示意性透视图12是从上方看根据第六实施例的安装在转子壁的壁段上的磨损尖端安装板的 细节的剖面图13a是根据第七实施例的磨损尖端保持器的透视图13b是包括图13a所示类型的三个磨损尖端保持器的组合磨损尖端保持器的透 视图14是根据第八实施例的磨损尖端保持器的透视图；以及
图15是根据第九实施例的磨损尖端保持器的透视图。
具体实施方式
图1示出了在立轴冲击式破碎机、即VSI破碎机中使用的转子10。转子10具有 水平上盘12形式的顶部以及水平下盘14形式的底部。下盘14具有被焊接至盘14的轮毂 16。轮毂16将被连接至轴(未示出)，用于使得转子10在VSI破碎机的壳体内转动。上盘 12具有中心孔18，待破碎的材料能够经由该中心孔而被供给到转子10中。
如图2所示，下盘14通过下磨损板20来受到保护，以使其免受磨损。分配板22被紧固至下盘14的中心。分配板22分配通过上盘12中的孔18(图1)而供给的材料。
上盘12和下盘14通过被分成三个分离的壁段26的竖直转子壁24而被分开并保 持在一起。壁段26之间的间隙限定流出口 28，材料可经由所述流出口而喷至壳体壁(未示 出)。在每个流出口 28，各个壁段26通过位于各个壁段26的前缘的磨损尖端30而受到保 护，以使其免受磨损。每个磨损尖端30通过稍后将作说明的磨损尖端保持器32而被安装 至各个壁段26。每个壁段26还设有相应的一对空腔磨损板34，所述空腔磨损板保护转子 10、尤其是磨损尖端30，使其免受回弹自壳体壁的材料和在转子10周围旋转的喷射材料和 空中粉尘的损害。
图3示出了从上方看时的运行中的转子10。出于简明目的，图3中未示出上盘12。 箭头R表示转子10在VSI破碎机运行过程中的转动方向。在转子10运行期间，材料形成 的基床36顶靠着三个壁段26中的每一个聚集在转子10内部。图3中，只示出了位置靠近 其中一个壁段26的基床36。由已经被供给至转子10然后被限制在转子10内的材料构成 的基床36从后支承板38延伸至磨损尖端30。基床36保护壁段26和磨损尖端30，使使其 免于受到磨损，并提供正确的材料喷射方向。材料形成的基床36形成自生磨损表面,该自 生磨损表面随着将更多的材料供给至破碎机而重新生成。箭头A示出了通过中心孔18被 供给至转子10并通过流出口 28喷出的岩石块的代表性通道。
图4a和图4b示出了磨损尖端保持器32的第一实施例。磨损尖端保持器32具有 带细长凹槽42的磨损本体40，磨损尖端30(图2)将定位于该凹槽内。例如可将典型包括 硬质材料、如碳化钨的磨损尖端30焊接或胶粘至磨损本体40。突脊43横跨磨损本体40延 伸，并用于以W02008/133568中更详细描述的方式靠近磨损尖端30形成不规则的湍气流， 从而使得流过磨损尖端30的带尘空气的磨蚀作用降到最小。
当磨损尖端保持器32被安装至水平转子10(图1至图3)时，凹槽42和磨损尖端 30沿着磨损本体40在垂直方向上延伸。磨损尖端保持器32在使用过程中的垂直中心用虚 线C表示。
安装板44被附接至磨损本体40，安装板44是平坦的用于将磨损尖端保持器32安 装至转子10的垂直壁段26的矩形板。两个螺杆46、48从安装板44的一端伸出。通过这两 个螺杆46、48，磨损尖端保持器32能被安装至壁段26，并通过螺母50 (图2)固定。保持凸 缘52与安装板44距离一定距离并在与安装板44相同的大致方向上从磨损本体40伸出， 用于以在图5中更详细示出的方式夹持和保持壁段26。再次参照图4a-图4b，安装板具有 磨损面54 (图4a)，该磨损面在磨损尖端保持器32被附接至转子壁24时面向转子10的内 部，并该磨损面在其不受材料基床36 (图3)保护的任意位置均受到磨损。安装板44还具 有安装面56 (图4b)，该安装面在磨损尖端保持器32被附接至壁24时邻接壁段26的表面。
材料保持孔58从磨损面54至安装面56穿透安装板44。材料保持孔58具有在安 装板44的垂直方向上延伸的细长形状。在图4a-图4b的实施例中，材料保持孔58大致具 有椭圆形，或者具有带弯曲短边的矩形。此外，材料保持孔58在从安装面56朝磨损面54 的方向上渐缩，使得材料保持孔58的在安装面56上的孔口 60大于材料保持孔58的在磨 损面54上的孔口 64。
图5的顶视图示出了磨损尖端保持器32在使用时如何被安装至转子壁段26。安 装板44的安装面56坐靠在壁段26的第一部分26a上并与壁段26的第一部分26a邻接，使得磨损尖端保持器32的保持凸缘52夹持壁段26的边缘66。螺杆46、48穿过壁段的第 二部分26b，且螺母50被紧固在螺杆46、48上，使得保持凸缘52牢固夹持壁段26。
以剖面清晰示出的材料保持孔58从安装面56至磨损面54渐缩。在磨损尖端保 持器32被安装至转子10时，转子壁段26的第一部分26a形成材料保持孔58的底部，使得 材料保持孔58只朝向磨损面54开口。
图6示出了材料保持孔58在转子10中存在待破碎材料时的作用。由于材料保持 孔58的渐缩形状的原因，孔58的倾斜内壁形成材料保持表面68，该材料保持表面倾斜地面 向转子壁段26。
尽管未示出，但应理解的是，安装板44的磨损面54上存在待破碎的材料形成的基 床36。待破碎的材料块70、例如岩石块通过运行破碎机而被限制到材料保持孔58中，并被 楔进保持表面68与转子壁段26之间。材料块70形成面向转子10内部的粗糙的结构表面 72，从而有助于防止材料基床36 (图3)滑过磨损尖端30并离开转子10。除此以外，表面 72与磨损尖端30的接近有助于使材料基床36极其靠近磨损尖端30延伸，从而保护磨损尖 端30免受磨损。
图7a_图7b示出了材料保持孔58的可选择应用。在将磨损尖端保持器32 (图5) 安装至转子壁段26之前，通过安装面56的孔口 60将耐磨插入件74插入材料保持孔58。 耐磨插入件74具有渐缩的形状，以通过贴合方式装配到材料保持孔58中。然后，如图7b 所示，磨损尖端保持器32被安装至转子壁段26，从而将插入件74限制在保持表面68与壁 段26之间。
耐磨插入件74包括比环绕插入件74的安装板44的材料的耐磨性更高的材料。因 此，插入件74将作用，减小磨损面54的磨损速度。该插入件还可具有比安装板44的磨损 面54更粗糙的表面76，以使安装板44的磨损面54与插入件74的表面76的组合摩擦作用 将大于不具有插入件74的磨损面54的摩擦作用。借此，插入件有助于将材料基床30 (图 3)保持在壁段26上。
插入件74例如可具有陶瓷表面76，该陶瓷表面例如包括氧化铝。事实上，整个插 入件可以是陶瓷插入件。插入件还可包含任何其它适当的耐磨材料，例如碳化钨、白口铁等坐 寸ο
耐磨插入件74可具有在加工高度磨蚀工业矿物时使安装板44免受磨损的特殊价 值。此外，能降低被磨损金属在任意下游工业加工过程中产生问题的风险。例如在改变待 破碎材料的成分或性质时，可根据需要插入和移除耐磨插入件74。例如，已经发现，在加工 湿润的细小材料，例如平均直径小于10_左右的材料时，耐磨插入件74可提供更好的磨损 尖端30和磨损尖端保持器32的耐磨性。在加工干燥材料或平均直径大于IOmm左右的材 料时，使用材料保持孔58而不用耐磨插入件74可提供最好的耐磨性。明显的是，材料保持 孔58的材料限制效率以及耐磨插入件74的表面76的摩擦作用取决于待破碎材料的性质。
图8至图12示出了材料保持孔158、258、358、458、558的示例性可替代实施例。如 上面参照图6所述，孔158、258、358、458和558中的每一个可用于保持待破碎材料形成的 自生耐磨层，或者用于保持已参照图7a至7b所述的耐磨插入件。
图8示出了设有材料保持孔158的安装板144的一部分的横截面，其中，只有孔 158的内壁的一部分被斜切,形成面向壁段26的材料保持表面168。
图9示出了设有材料保持孔258的安装板244的一部分的横截面，其中，材料保持 孔258设有形成在安装板244内的底部200。尽管与倾斜材料保持表面268相结合的底部 200可能使得难以插入单个实心的贴合配合的耐磨插入件，但是还是例如可以通过由多块 耐磨插入件组装在孔内来插入耐磨插入件，或者在孔158中固化液态插入件来插入耐磨插 入件。
图10示出了设有材料保持孔358的安装板344的一部分的横截面，其中，材料保 持孔358的外围的一部分被削去，形成周向凸缘302，该周向凸缘302具有面向转子壁段26 的保持表面368。
图11示出了设有材料保持孔458的安装板444的一部分的横截面。材料保持孔 458设有多个向内突出的材料保持挡块404，每个材料保持挡块404被斜切，形成面向转子 壁段26的材料保持表面468。
图12示出了材料保持孔558，该材料保持孔具有平直边缘，而且不具有面向转子 壁段26的材料保持表面。待破碎的材料10仍然可以被限制在材料保持孔558中，以此形 成保护安装板544的自生耐磨层。
图13a示出了在组合磨损尖端保持器组件中使用的磨损尖端保持器632。磨损尖 端保持器632具有安装板644，该安装板设有用于容纳螺杆(未示出)的单个螺纹孔647。 螺纹孔647位于磨损尖端保持器632的垂直中心C。一对材料保持孔658分别位于螺纹孔 647的两侧上。
图13b示出了包括三个磨损尖端保持器632的组合磨损尖端保持器组件606。每 个磨损尖端保持器632包括一对材料保持孔658。
明显的是，材料保持孔不是必需是椭圆形的。图14示出了磨损尖端保持器732，磨 损尖端保持器732具有设有两个矩形材料保持孔758的安装板744，而图15示出了磨损尖 端保持器832，磨损尖端保持器832具有设有三个材料保持孔858的安装板844。
上面已参照几个实施例对本发明进行了概述。但是，本领域的技术人员很容易理 解，只要是在所附权利要求书限定的本发明的范围内，除以上公开的其它实施例也是可能 的。
例如，本发明不限于在单个磨损尖端保持器安装板中的任意特定数量的材料保持 孔。此外，本发明不限于(多个)材料保持孔的任意特定大小或形状，原因是在使用磨损尖 端保持器时，诸多不同的孔大小和孔形状也适于保持耐磨插入件或者待破碎的材料。所有 这样的实施例都落入所附权利要求书的范围。
权利要求
1.一种用于保持磨损尖端(30)的磨损尖端保持器，所述磨损尖端靠近VSI破碎机的转子(10)的竖直转子壁(24)的流出口(28)，所述磨损尖端保持器(32 ；632 ；732 ；832)包括用于将所述磨损尖端保持器(32 ；632 ；732 ；832)安装至所述转子壁(24)的安装板(44 ；144 ；244 ；344 ；444 ；544 ；644 ；744 ；844)，所述安装板(44 ；144 ；244 ；344 ；444 ；544 ；644 ；744 ；844)具有安装面(56)和磨损面(54)，所述安装面用于面向所述安装面所要安装至的所述转子壁(24)，所述磨损面用于面向所述转子(10)的内部，其特征在于，所述磨损面(54)设有至少一个材料保持孔(58 ；158 ；258 ；358 ；458 ；558 ；658 ；758 ;858)，所述至少一个材料保持孔用于将耐磨插入件(74)和待破碎材料(70)中的至少之一保持于所述磨损面(54)处。
2.根据权利要求1所述的磨损尖端保持器，所述至少一个材料保持孔(58；158 ；258 ；358 ；458 ；558 ；658 ；758 ；858)覆盖所述磨损面(54)的面积的至少10%。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的磨损尖端保持器，所述材料保持孔(58；158 ；358 ；458 ；558 ；658 ；758 ；858)为从所述磨损面(54)至所述安装面(56)穿透所述安装板(44 ；144 ；344 ；444 ；544 ；644 ；744 ；844)的通孔。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的磨损尖端保持器，所述至少一个材料保持孔(58 ；158 ；258 ；358 ；458 ；658 ；758 ；858)的外围的至少一部分被斜切，形成面向所述转子壁(24)的保持表面(68 ；168 ；268 ；368 ;468)，所述磨损尖端保持器(32 ；632 ；732 ；832)将要被安装至所述转子壁。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的磨损尖端保持器，所述至少一个材料保持孔(58 ；258 ；358 ；458 ；658 ；758 ；858)沿着从所述安装面(56)朝所述磨损面(54)的方向渐缩。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的磨损尖端保持器，所述至少一个材料保持孔(58 ；158 ；258 ；358 ；458 ；558 ；658)为大致椭圆形。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的磨损尖端保持器，所述至少一个材料保持孔(58 ；158 ；258 ；358 ；458 ；558 ；858)位于所述安装板(44 ；144 ；244 ；344 ；444 ；544 ；844)的垂直中心(C)。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的磨损尖端保持器，所述至少一个材料保持孔(658 ；758 ；858)包括一对材料保持孔(658 ；758 ;858)，所述一对材料保持孔(658 ；758 ；858)被垂直地分开并分别位于所述安装板(644 ；744 ；844)的垂直中心(C)的两侧上。
9.一种包括根据前述权利要求中的任一项所述的磨损尖端保持器(32 ；632 ；732 ；832)和至少一个耐磨插入件(74)的磨损尖端保持器套件，所述至少一个耐磨插入件(74)装配于所述至少一个材料保持孔(58 ；158 ；258 ；358 ；458 ；558 ；658 ；758 ；858)中并包括比所述安装板(44 ；144 ；244 ；344 ；444 ；544 ；644 ；744 ；844)的所述磨损面的耐磨性更高的材料。
10.根据权利要求9所述的磨损尖端保持器套件，其中所述至少一个耐磨插入件包括陶瓷材料。
11.根据权利要求10所述的磨损尖端保持器套件，其中所述陶瓷材料包括氧化铝。
12.根据权利要求9-11中的任一项所述的磨损尖端保持器套件，所述至少一个耐磨插入件被成形为在使用过程中与所述安装板(44 ；144 ；244 ；344 ；444 ；544 ；644 ；744 ；844)的所述磨损面(54)齐平或从所述安装板(44 ；144 ；244 ；344 ；444 ；544 ；644 ；744 ；844)的所述磨损面(54)突出。
13.根据权利要求9-12中的任一项所述的磨损尖端保持器套件，所述至少一个耐磨插入件(74)具有渐缩的形状，用于与所述至少一个材料保持孔(58)的在从所述安装面(56)朝所述磨损面(54)的方向上渐缩的对应形状￠8)以形状配合的方式相接合。
14.一种降低VSI破碎机的磨损尖端保持器(32 ；632 ；732 ；832)的磨损速度的方法，其特征在于，将耐磨插入件(74)以及待破碎的材料(70)中的至少之一限制在设置在磨损尖端保持器的安装板(44 ；144 ；244 ；344 ；444 ；544 ；644 ；744 ；844)的磨损面(54)中的至少一个材料保持孔(58 ；158 ；258 ；358 ；458 ；558 ；658 ；758 ；858)内。
全文摘要
本发明提供一种用于保持磨损尖端的磨损尖端保持器，所述磨损尖端靠近VSI破碎机的转子的竖直转子壁的流出口，所述磨损尖端保持器包括用于将所述磨损尖端保持器(32)安装至所述转子壁的安装板(44)，所述安装板(44)具有安装面和磨损面(54)，所述安装面用于面向所述安装面所要安装至的所述转子壁，所述磨损面向用于面向所述转子的内部。所述磨损面(54)设有至少一个材料保持孔(58)，所述至少一个材料保持孔用于将耐磨插入件和待破碎材料中的至少之一保持于所述磨损面(54)处。
文档编号B02C13/18GK103008057SQ20111037830
公开日2013年4月3日 申请日期2011年11月24日 优先权日2011年9月23日
发明者罗恩·达利莫尔, 克努特·凯兰, 安德烈亚斯·福斯伯格 申请人:山特维克知识产权股份有限公司