破碎机、矿物生产线及物料破碎方法与流程

本发明涉及一种物料加工设备，具体地，涉及一种破碎机。此外，本发明还涉及一种包括破碎机的矿物生产线。

对应地，本发明涉及一种物料加工工艺，具体地，涉及一种物料破碎方法。

背景技术：

破碎机用于物料的破碎加工，其在需要对物料进行破碎加工的领域应用普遍，例如矿物加工生产行业、建筑行业、食品加工行业等。破碎机应用较为广泛的是冲击式破碎机，其主要是通过机械冲击碰撞方式对物料进行破碎。冲击式破碎机在对物料进行破碎的过程中对破碎物料的成形形状(即粒型)往往也有要求，因此冲击式破碎机又可称为“破碎整形机”。例如，在砂石加工行业，由于国家对天然砂开采的禁止，采用矿石生产机制砂已经非常普遍，其中所采用的整形制砂机就是典型的破碎整形机。

典型地，破碎机的主要结构包括进料口、破碎腔、叶轮装置、主轴承、出料口、传动装置和电机等。物料(例如矿石)由进料口落入叶轮装置内，并经由叶轮装置的高速旋转的叶轮加速后甩出，与破碎腔内静止的砧铁(即反击衬板)或物料衬层产生高速碰撞而产生破碎，破碎后的物料通过自重力从破碎机的出料口排出。排出的物料经过筛分装置筛分，从而获得达到所要求粒度的成品后，而筛网的网孔规格以上的物料择再返回破碎整形机重新破碎，这样对粒度不符合要求的物料即可形成连续循环破碎。

目前的破碎机的破碎方式主要有“物料打物料”、“物料打砧铁”以及“物料和砧铁混打”等三种模式，例如在矿石加工生产行业，这三种破碎方式也 被形象地称为“石打石”、“石打铁”和“石铁混打”三种模式。

图1显示采用“物料打物料”模式的破碎机的原理结构图，其在破碎腔3a内未设置反击砧铁等破碎结构件，物料在破碎腔内的物料堆积板上堆积形成料衬层5a，从进料腔1a进入破碎腔3a内的物料经高速旋转的叶轮装置2a(安装在立式转轴4a上)加速后甩出，与破碎腔3a内的料衬层5a撞击实现物料的“物料打物料”破碎。采用“物料打物料”模式的破碎机的优点在于，在破碎过程中，物料(例如矿石)相互之间碰撞研磨，破碎后的物料棱角经过相互打磨形成准立方体类的破碎物料(例如砂石骨料)，针片状破碎物料的含量小，物料的粒型整形效果好。但是，由于料衬层5a属于一种亚刚性的结构，这种破碎机由于经叶轮装置2a加速的物料撞击料衬层5a后导致物料破碎动能大大衰减，从而使得破碎机的破碎效率降低，并且存在破碎物料颗粒级配不均匀的问题。

图2显示采用“物料打砧铁”模式的破碎机的原理结构图，其破碎腔3a内设置有反击砧铁6a等碰撞结构件，从进料腔1a进入破碎腔3a内的物料，经高速运转的叶轮装置2a加速后与反击砧铁6a撞击，从而实现物料的“物料打砧铁”破碎。采用“物料打砧铁”模式的破碎机的优点在于：物料与反击砧铁之间相互碰撞，能充分利用物料加速后的破碎动能，实现充分地破碎，并且破碎物料颗粒的粒度级配良好。但是，由于破碎后的物料没有经过物料与物料之间直接的相互研磨，使得成品物料的针片状含量多，成品物料(例如成品砂)的粒型较差。

鉴于上述两种破碎模式具有各自的优点和缺点，本领域一些技术人员提出了“物料和砧铁混打”的破碎模式，其初衷在于结合“物料打物料”和“物料打砧铁”两种破碎模式的优点，并克服各自的缺点。这种设想尽管较好，但是鉴于物料破碎碰撞过程的难以控制性，“物料和砧铁混打”的破碎模式并非将“物料打物料”和“物料打砧铁”两种破碎模式简单叠加就可实现较 好的破碎效果。这些现有技术的破碎机主要采用调整破碎腔内的料衬和砧铁的比例，希望以此来改善破碎效率和粒型效果，但是无论其如何调节，实践证实其破碎效率和粒型效果均难以达到相对理想的水平。

综上可知，鉴于现有技术的破碎机存在的上述缺陷和技术发展困境，需要一种能够实现技术突破的破碎机及其破碎方法。

技术实现要素：

通过上述分析可以看出，现有技术的破碎机存在比较难于克服的技术困境。尽管一些技术人员提出了“物料和砧铁混打”的破碎模式，实际上，“物料和砧铁混打”的破碎模式是非常难于实现的，其存在技术盲区和破碎效果的不确定性：

首先，“物料和砧铁混打”破碎模式的实现存在天然的技术障碍，在破碎腔的内周面的同一位置上一般只能设置反击砧铁和料衬层中的一者，即使在破碎腔内周面的同一位置将反击砧铁和料衬层相互重叠覆盖布置也是没有效果的，例如，即使在反击砧铁的表面覆盖料衬层，经叶轮装置加速甩出的物料只会与处于表面的物料衬层碰撞，并不会穿透物料衬层继续与料衬层后面的反击砧铁碰撞。也就是说，经叶轮装置加速甩出的物料不可能与反击砧铁和料衬层同时发生碰撞，即使在破碎机的破碎腔内人为地同时堆砌反击砧铁和料衬层，现有技术的这些破碎机实际上也无法实现真正有效的“物料和砧铁混打”模式，而仅是同时存在彼此相对分离、技术效果孤立的“物料打物料”和“物料打砧铁”两种破碎模式。本领域技术人员尽管提出了“物料和砧铁混打”的破碎模式设想，但是迄今为止并未真正形成能够实现“物料和砧铁混打”的破碎布置结构，这种技术瓶颈和技术困境长期以来难以突破，也由此导致破碎机的技术发展停滞不前。

其次，通过对上述现有技术的描述可以看出，本领域技术人员根本没有 意识到：“物料和砧铁混打”破碎模式存在物料破碎效果的不可确定性，鉴于物料破碎过程中物料运动的难以控制性，如果仅仅是实现一种物料与砧铁杂乱无章的混打，物料的破碎效果往往会更差。如上所述，破碎机的破碎工作至少具有破碎效率和整形效果(即粒型效果)的要求，即使假设某一工程师经过千辛万苦地设计工作发明出了一种能够相对较好地实现“物料和砧铁混打”的破碎布置结构，但是这种破碎布置结构是否能够有效地改善破碎效率和整形效果是难以确定的。实际上，物料的破碎和整形如果需要同时实现较高的破碎效率和粒型效果，其破碎过程和整形过程是需要符合物料的破碎和成形机理的，并非杂乱无章的“物料和砧铁混打”就必然能够实现良好的破碎效率和粒型效果。但是，长期以来，本领域技术人员对此基本没有研究和关注，其根本没有意识到物料的破碎和成形机理的重要性，或者即使认识到，但是鉴于物料的破碎和成形机理的复杂性，对此需要付出大量艰辛的创造性劳动和研究，一般的设计人员根本无从研究。这种状况也导致一些技术人员千辛万苦研发出的破碎机尽管可能不同程度上能够实现“物料和砧铁混打”，但是由于试制试验过程中发现破碎效率和破碎颗粒的粒型效果低劣而不得不中途放弃。也就是说，由于缺乏物料破碎和成形机理的研究和指导，目前本领域技术人员对“物料和砧铁混打”破碎布置结构的研究完全处于一种没有方向性的盲目状态，即尽管一些技术人员在努力地设计能够实现“物料和砧铁混打”的破碎布置结构，但是往往对这种破碎布置结构的破碎效果和粒型效果却毫无把握，这不但造成了破碎机研发过程的盲目性和研发成本损失的巨大风险，而且实际上也构成了限制破碎机技术发展的一个理论瓶颈和技术盲区。

为此，本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种破碎机，该破碎机不但能够相对有效地实现“物料和砧铁混打”破碎模式，而且具有相对良好的破碎效率和粒型整形效果。

进一步地，本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种矿物生产线，该矿物生长线不但加工效率较高，而且加工的物料颗粒具有相对优化的粒型。

本发明所要解决的第三个技术问题是提供一种物料破碎方法，该物料破碎方法不仅具有较高的破碎效率，而且破碎物料的粒型良好。

为了解决上述第一个技术问题，本发明提供一种破碎机，其中，该破碎机包括第一破碎腔和第二破碎腔，所述第一破碎腔内布置有第一物料加速装置和用于承受物料撞击的物料撞击部；所述第二破碎腔内布置有第二物料加速装置和用于形成供物料撞击的料衬层的料衬形成部，其中所述第一破碎腔与第二破碎腔之间设置有导流通道结构，以在所述破碎机工作过程中能够经由该导流通道结构使得在所述第一破碎腔内经过初步破碎的物料被引导至所述第二破碎腔内破碎整形，从而连续地使得至少部分物料与所述物料撞击部和料衬层顺序撞击。

具体地，所述导流通道结构包括设置在所述第一破碎腔与第二破碎腔之间的物料导流输送部，该物料导流输送部限定物流通道，以在所述破碎机工作过程中能够使得所述初步破碎的物料经过该物流通道被引导至所述第二破碎腔内。

优选地，所述物料撞击部为刚性的撞击部。

优选地，所述料衬形成部构造为能够积存进入所述第二破碎腔内的物料中的部分物料以形成所述料衬层。

作为一种优选方式，所述料衬形成部构造为使得所述料衬形成部的物料容留量限制为用于形成所述料衬层，以在所述第二物料加速装置驱动的物料与所述料衬层撞击过程中互撞物料中的部分物料能够从所述料衬形成部离开而输出。

典型地，所述第一破碎腔设置在所述破碎机的进料口的一侧，以接收输 入所述破碎机的物料；以及所述第二破碎腔设置在所述破碎机的出料口的一侧，以输出经过破碎整形的物料。

具体选择地，所述破碎机为制砂整形机。

作为一种优选结构形式，所述第一物料加速装置为第一叶轮装置，所述物料撞击部包括环绕所述第一叶轮装置且与该第一叶轮装置间隔的物料反击砧铁，所述第一叶轮装置的外周侧出口朝向所述物料反击砧铁。

进一步优选地，所述第一破碎腔的进口处设置有溢料调节装置，所述第一叶轮装置的进口朝向所述第一破碎腔的进口且处于该第一破碎腔的进口的区域范围内，从而所述第一叶轮装置与所述溢料调节装置之间的间隔形成为溢料口，所述溢料调节装置设置为能够调节相对于所述第一叶轮装置的距离以改变所述溢料口的大小。

更具体地，所述溢料调节装置包括设置所述第一破碎腔的进口端端面上的挡料板，所述挡料板的朝向所述第一破碎腔的中心区域的内端与所述第一叶轮装置的间隔形成所述溢料口，该挡料板设置为能够调节相对于所述第一叶轮装置的距离以改变所述溢料口的大小。

进一步优选地，所述第二物料加速装置为第二叶轮装置，所述料衬形成部环绕所述第二叶轮装置且与该第二叶轮装置间隔布置，以使得该料衬形成部能够形成环绕该第二叶轮装置且朝向该第二叶轮装置的外周侧出口的料衬层。

更优选地，，所述导流通道结构形成为能够使得在所述第一破碎腔内经过初步破碎的物料至少部分地被引导至所述第二叶轮装置的进口内。

可选择地，所述第一叶轮装置和第二叶轮装置布置在同一根传动转轴上，且该传动转轴通过设置在所述破碎机的进料口一侧或出料口一侧的传动机构和驱动装置驱动；或者所述第一叶轮装置布置在第一传动转轴上，所述第二叶轮装置布置在第二传动转轴上，所述第一传动转轴通过设置在所述破 碎机的进料口一侧的第一传动机构和第一驱动装置驱动，所述的第二传动转轴通过设置在所述破碎机的出料口一侧的第二传动机构和第二驱动装置驱动。

作为一种优选具体结构形式，所述破碎机为立轴式破碎机，所述第一破碎腔位于所述第二破碎腔的上方，且所述第一叶轮装置与第二叶轮装置的旋转轴线呈竖直状态且同轴。

作为进一步优选的具体结构形式，所述物料导流输送部为设置在所述第一破碎腔与第二破碎腔之间的环形引导隔板，该环形引导隔板的中间通孔的至少一部分形成为所述物流通道，且该环形引导隔板的内端向内延伸至所述第二叶轮装置的顶端进口上方的限流位置，以在所述破碎机工作过程中能够限定所述初步破碎的物料的一部分在自身重力作用经过所述物流通道被引导至所述第二叶轮装置的顶端进口内，且所述初步破碎的物料的另一部分经由所述物料导流输送部与所述第二叶轮装置之间的间隔在自身重力作用下下落到所述第二破碎腔内。

具体地，所述料衬形成部为位于所述第二破碎腔底部的环形物料支撑部，该环形物料支撑部的中间通孔形成为所述第二破碎腔的出口。

典型地，所述破碎机的顶部设有入料腔，所述第一破碎腔顶部的进口处于该入料腔的下部出口下方，所述第二破碎腔的下部设置有出料腔，该出料腔的顶部进口处于所述第二破碎腔的出口的下方。

在上述破碎机的技术方案的基础上，为了解决上述第二个技术问题，本发明还提供一种矿物生产线，其中，该矿物生产线包括上述任一种破碎机。

与本发明的上述破碎机的技术方案相对应，为了解决上述第三个技术问题，本发明提供一种物料破碎方法，其中，该物料破碎方法至少包括顺序破碎工艺，该顺序破碎工艺依次包括如下步骤：第一，通过第一物料驱动装置驱动待破碎物料的至少一部分加速并撞击到物料撞击部上，从而通过初步破 碎获得初步破碎物料；第二，通过第二物料驱动装置驱动所述初步破碎物料的至少一部分加速并撞击到料衬层上，以通过所述初步破碎物料与所述料衬层中的物料相互撞击摩擦而对所述初步破碎物料进一步破碎整形，其中所述料衬层中的所述物料与所述初步破碎物料为相同类型的物料。

优选地，在所述第一步骤中，在所述第一步骤中，使得所述待破碎物料的至少一部分与刚性的所述物料撞击部撞击。

更优选地，在所述第一步骤中，所述第一物料加速装置为第一叶轮装置，所述物料撞击部为环绕所述第一叶轮装置布置的物料反击砧铁；以及在所述第二步骤中，所述第二物料加速装置为第二叶轮装置，并且所述料衬层环绕所述第二叶轮装置布置。

尤其优选地，在所述第一步骤中，通过所述第一物料驱动装置驱动所述待破碎物料的一部分而形成加速待破碎物料，并使得该加速待破碎物料中的一部分加速并撞击到所述物料撞击部上，另一部分撞击到所述待破碎物料中的未经所述第一物料驱动装置驱动的待破碎物料上，从而获得所述初步破碎物料；以及在所述第二步骤中，所述初步破碎物料包括第一部分初步破碎物料和第二部分初步破碎物料，通过所述第二物料驱动装置驱动所述第一部分初步破碎物料，而使得该第一部分初步破碎物料中的一部分加速并撞击到所述料衬层上，另一部分撞击到所述第二部分初步破碎物料上。

通过上述技术方案，本发明的破碎机由于同时第一破碎腔和第二破碎腔，其中第一破碎腔内布置的第一物料加速装置和物料撞击部用于物料的初步破碎，第二破碎腔内布置的第二物料加速装置和能够形成料衬层的料衬形成部用于物料进行破碎和整形，更关键地是，在本发明的破碎机中，第一破碎腔和第二破碎腔通过导流通道结构形成一种顺序破碎工艺结构：其在破碎机的破碎工作过程中，使得在第一破碎腔内经过初步破碎的物料能够通过导流通道结构输送到到第二破碎腔内，从而连续地使得至少部分物料依次与物 料撞击部和料衬层实现顺序撞击，实现了一种“物料与砧铁顺序混打”的全新破碎模式。也就是说，本发明的破碎机本质上开创性地实现了一种“顺序撞击”的破碎工艺，使得物料先与物料撞击部进行撞击，进而使得初步破碎的物料输送到第二破碎腔内并至少部分地经由第二物料加速装置加速后与料衬层进行撞击，从而使得物料在破碎过程中先后实现了物料撞击部(例如反击砧铁)和料衬层的依次连续撞击，其利用物料撞击部与物料的撞击进行初步破碎，具有相对较高的破碎效率并初始形成良好的破碎颗粒粒度级配，进而在第二破碎腔内利用料衬层对初步破碎的物料进行进一步的破碎整形，从而具有良好的粒型效果。本发明的破碎机的破碎整形结构通过独创性的顺序撞击的方式不仅真正实现了“物料和砧铁混打”破碎模式，而且这种破碎机的破碎效率高、破碎粒型和破碎颗粒粒度级配良好，本质上已经构成了破碎机领域的巨大技术突破。

尤其是，在本发明的破碎机的优选方式下，第一物料加速装置和第二物料加速装置分别为第一叶轮装置和第二叶轮装置，并采用环绕第一叶轮装置的反击砧铁作为物料撞击部，同时使得用于形成料衬层的料车形成部也环绕第二叶轮装置布置，并通过导流通道结构的巧妙设计而使得在第一破碎腔内与反击砧铁撞击而初步破碎的物料，基本全部输送到第二破碎腔内的第二叶轮装置内，从而使得基本所有的物料均遵循顺序撞击的破碎模式，使得破碎效果更为优化。实际生产的现场检测结果显示，本发明优选方式的破碎机的物料破碎率较高，破碎效率和破碎颗粒粒度级配高于或基本与采用“物料打砧铁”模式的破碎机相当，而且破碎物料的粒型良好，破碎物料的空隙率小于44％，甚至达到30％以下。

另外，本发明的矿物生产线包括上述破碎机，并且本发明的物料破碎方法与上述破碎机的顺序破碎过程相对应，因此，本发明的矿物生产线以及物料破碎方法也具有上述破碎机的技术优点，其均属于本发明总的技术构思范 围之内。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

下列附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明，但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中：

图1是现有技术中典型的采用“物料打物料”模式的破碎机的原理结构图。

图2是现有技术中典型的采用“物料打砧铁”模式的破碎机的原理结构图。

图3是本发明一种具体实施方式的破碎机的结构示意图。

图4是本发明另一种具体实施方式的破碎机的结构示意图。

图5是本发明又一种具体实施方式的破碎机的结构示意图。以及

图6是本发明具体实施方式的物料破碎方法的步骤框图。

本发明的附图标记说明：

1入料腔； 2第一叶轮装置；

3第二叶轮装置； 4第一破碎腔；

5第二破碎腔； 6物料撞击部；

7料衬层； 8溢料调节装置；

9立轴； 10带轮传动机构；

9a第一立轴； 9b第二立轴；

10a第一带轮传动机构； 10b第二带轮传动机构；

11物料导流输送部； 12进料口；

13出料腔； 14出料口；

15入料斗； 16物流通道；

17进口； 18溢料口；

19料衬形成部

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

预先需要说明的是，在以下本发明具体实施方式的描述中，“砧铁”或“反击砧铁”等并不表示本发明的这种砧铁件仅能由金属铁构成，所谓“砧铁”、“反击砧铁”等仅是本领域技术人员对破碎机内部物料撞击部件的通称，其可以由硬度足以破碎物料的各种材料制成，例如钢、镍合金等。另外，在本发明的以下说明中，所涉及的方位词，例如上、下等均是按照竖直方向的正常方位所进行的方位区分，有关“内”、“外”等的区分一般是指相对更靠近破碎腔中心的部位为内侧或内端，相对远离破碎腔中心的部位为外侧或外端。

如上所述，现有的破碎机并未真正形成能够实现“物料和砧铁混打”模式的破碎布置结构，而且由于现有技术缺乏物料破碎和成形机理的研究和指导，即使盲目地研发出一些能够实现“物料和砧铁混打”破碎模式的破碎机，这些破碎机实现的混乱破碎过程也并不必然会带来优化的破碎效率和破碎粒型效果。也就是说，只有采用了更为科学的物料破碎整形结构而实现的“物料和砧铁混打”破碎模式，才能真正兼顾破碎效率和破碎粒型效果。因此，在破碎机的研发过程中，物料破碎和成形机理的研究非常重要。

在本发明的研发过程中，本发明的发明人深入分析了多种物料破碎模式，研究发现：就物料的破碎而言，只要物料具有足够的动能并撞击到足够 硬度的物料撞击部上，物料的破碎效率理论上应当是高效可行的，并且能够获得相对良好的破碎粒度级配。另外，传统的“物料打物料”的破碎模式之所以能够获得粒型良好的破碎物料，在于使得物料撞击物料形成的料衬层，料衬层本身是一个相对松散的亚刚性的结构，高速运动的物料撞击到料衬层上，料衬层上的物料承受撞击并能够在承受撞击之后退避或飞溅，从而形成物料之间的撞击、摩擦，使得物料表面进行自研磨，因而获得的破碎物料粒型质量较好。但是，问题的难点在于：如何通过科学合理的物料破碎整形结构将上述优点结合起来，兼顾破碎效率和破碎粒型效果？为此，本发明的发明人进行了大量的物料破碎模拟试验，并研究了多种颗粒物(例如河砂)的自然成形过程，应当说，自然颗粒物尽管粒型较好，但是其成形过程是比较复杂、漫长且没有明显规律的，因而在工业生产中完全模仿自然颗粒物的成形过程是不现实的。在破碎模拟试验中，发明人也找到了其它一些破碎效率较高、且粒型优良的颗粒成形过程，但是如果应用于工业生产，将会导致生产工序过于复杂、生产成本较高。在发明人总结了大量破碎模拟试验的数据并进行了概括性的过程分析之后，发明人认为“先破碎、后整形”的顺序破碎过程在很大程度上是能够兼顾破碎效率和破碎粒型效果的。

但是，这种“先破碎、后整形”的顺序破碎过程在破碎整形布置结构的实现方面非常困难，如何使得物料先进行初步破碎，然后再进行后续破碎和整形，并且要尽量避免经过整形后的破碎物料在破碎机内不适当地被重复破碎而破坏整形效果，均对破碎机的破碎整形结构的设计提出了较高的要求。

参见图2所示，在上述研究成果的指导下，本发明独创性地采用双破碎腔来设计本发明破碎机的破碎整形结构，从而形成“先破碎、后整形”的顺序破碎过程。具体地，作为本发明破碎机的基本实施方式，本发明的破碎机包括第一破碎腔4和第二破碎腔5，其中第一破碎腔4内布置有第一物料加速装置和用于承受物料撞击的物料撞击部6，第二破碎腔内布置有第二物料 加速装置和用于形成料衬层7的料衬形成部19，其中第一破碎腔4与第二破碎腔5之间设置有导流通道结构，以在破碎机工作过程中经由该导流通道结构能够使得在第一破碎腔4内经过初步破碎的物料被引导至第二破碎腔5内破碎整形，从而连续地使得至少部分物料与物料撞击部6和料衬层7顺序撞击。

在此需要注意的是，在本发明破碎机上述基本实施方式的技术构思范围内，本发明的破碎机驱动物料运动或加速的方式可以采用形式，而并不限于常规的离心甩出撞击的形式，也可以采用推射等直线驱动形式，即第一物料加速装置和第二物料加速装置可以采用物料破碎领域各种物料加速驱动装置，例如叶轮装置，石料泵等。

通过对本发明破碎机上述基本实施方式的描述可以看出，本发明的破碎机由于同时第一破碎腔4和第二破碎腔5，并且在第一破碎腔4和第二破碎腔5之间通过导流通道结构形成一种“顺序破碎”工艺结构，其中在第一破碎腔4内使得待破碎物料先与物料撞击部6进行撞击，进而使得初步破碎的物料输送到第二破碎腔5内并使得初步破碎的物料至少部分地经由第二物料加速装置加速后与料衬层7进行撞击，从而使得物料在破碎过程中先后实现了物料撞击部6(例如反击砧铁)和料衬层7的依次连续撞击。本发明的破碎机首先在第一破碎腔4内利用物料撞击部6与物料的撞击进行初步破碎，从而具有相对较高的破碎效率并初始形成良好的破碎颗粒粒度级配，进而在第二破碎腔内利用料衬层7等对初步破碎的物料进行进一步的破碎整形，从而具有良好的粒型效果。实际生产的现场检测结果显示，本发明破碎机的物料破碎率较高，破碎效率高于或基本与采用“物料打砧铁”模式的破碎机相当，破碎颗粒的力度级配良好，而且破碎物料的粒型良好，破碎物料的空隙率基本小于44％。

在本发明破碎机的上述技术方案的基础上，参见图3至图5，所述导流 通道结构可以包括设置在第一破碎腔4与第二破碎腔5之间的物料导流输送部11，该物料导流输送部限定物流通道16，以在所述破碎机工作过程中能够使得初步破碎的物料经过该物流通道16被引导至第二破碎腔5内。在本发明的破碎机为典型的立轴式破碎机的情形下，由于物料的运动方向基本是利用重力依次沿从上到下的方向，因此物料导流输送部11可以简单地为设置在第一破碎腔4与第二破碎腔5之间的环形引导隔板，该环形引导隔板的中间通孔的至少一部分形成为物流通道16，从而使得初步破碎的物料能够在环形引导隔板的限制下经由物流通道16下落到第二破碎腔5内。但是在此需要注意的是，本发明的破碎机的技术构思并不局限于应用于立轴式破碎机，其可以是其它布置形式(例如卧式)的破碎机，在此情形下，本发明的物料导流输送部11可以包括输送装置(例如螺旋输送装置、皮带输送装置等)，只要其能够形成物流通道16并将初步破碎的物料输送到第二破碎腔5内即可，这些结构形式在本发明技术启示下对于本领域技术人员是能够想到的，因此均应该属于本发明的保护范围。

参见图3至图5所示，优选地，在本发明的破碎机中，上述第一物料加速装置可以采用第一叶轮装置2，物料撞击部6可以包括环绕第一叶轮装置2且与该第一叶轮装置2间隔的物料反击砧铁，第一叶轮装置2的外周侧出口朝向所述物料反击砧铁。在此情形下，由于反击砧铁在围绕第一叶轮装置2的方向上可以基本均匀布置，使得第一叶轮装置2距离环绕的反击砧铁的距离大致相同，同时由于第一叶轮装置2旋转时沿旋转方向甩出的物料基本也是均匀的，两者相互配合，这种采用第一叶轮装置和反击砧铁的初步破碎机构将使得物料在第一叶轮装置的旋转方向的各个部位所实现的顺序撞击过程基本相同，从而从整体上使得物料的破碎效率更加均衡，并且破碎效率显著提高。

尽管在本发明的技术构思范围内，输入到第一破碎腔4内的待破碎物料 可以全部输入到第一叶轮装置2内，从而经过第一叶轮装置2加速后均与反击砧铁碰撞破碎。但是，在本发明的技术构思范围内，更优选，参见图3至图5，第一破碎腔4的进口17处可以设置有溢料调节装置8，第一叶轮装置2的进口朝向第一破碎腔4的进口17且处于该第一破碎腔4的进口17的区域范围内，这样第一叶轮装置2与溢料调节装置8之间的间隔可以形成为溢料口18，溢料调节装置8可以设置为能够调节相对于第一叶轮装置2的距离以改变溢料口18的大小。如上所述，在第一破碎腔4内主要实现的是待破碎物料的初步破碎，为了实现根据破碎物料的应用需要实现破碎颗粒的粒度级配要求，输入到第一破碎腔4内的物料可以不全部输送到第一叶轮装置3内，以防止破碎过度难以实现破碎颗粒粒度的连续分布，为此可以使得部分待破碎物料输送到第一叶轮装置3内加速，另一部分不经过第一叶轮装置3加速而直接输入到第一破碎腔4内，而使其与被加速的待破碎物料的一部分碰撞，从而在第一破碎腔4内可以使得加速的待破碎物料中的一部分与反击砧铁碰撞，另一部分与未被加速的待破碎物料碰撞，这种同时使得待破碎物料不同部分同时与物料撞击部6和其它待破碎物料撞击的优选初步破碎进程，实际上是使得待破碎物料同时刚性结构和亚刚性物料碰撞，从而使得破碎程度不同，由此实现初步破碎进程中的破碎颗粒粒度级配的匹配。另外，通过调整溢料调节装置8方便地改变溢料口18的大小，从而改变进入第一叶轮装置2和溢料口18的比例，有效地根据破碎颗粒的应用场合实现粒度级配的调整。

具体地，例如，参见图4，溢料调节装置8可以包括设置第一破碎腔4的进口端端面上的挡料板，该挡料板的朝向第一破碎腔4的中心区域的内端与第一叶轮装置2的间隔形成溢料口18，该挡料板可以设置为能够调节相对于第一叶轮装置2的距离以改变溢料口18的大小。这种挡料板可以多块挡板件配置为环形等形状，其可调节安装方式可以多种多样，例如，可以沿各 个挡板件从内端朝向外端的方向形成一列螺纹紧固件安装孔，而在第一破碎腔4的进口端端面上形成一个螺纹孔，在安装时根据需要调节挡板件，使得其中一个螺纹紧固件安装孔与第一破碎腔4的进口端端面上的螺纹孔对准并进行紧固即可。再如，构成挡料板的挡板件的安装位置可调节的安装方式还可以采用定位孔与定位销的定位方式、卡槽和卡凸的配合方式等，无论其采用何种公知的可调节安装位置的安装形式，均应认为属于本发明的保护范围。

类似地，上述第二物料加速装置也可以采用叶轮装置，即第二叶轮装置3，料衬形成部19环绕所述第二叶轮装置3且与该第二叶轮装置3间隔布置，以使得该料衬形成部19能够形成环绕第二叶轮装置3且朝向该第二叶轮装置3的外周侧出口的料衬层7。类似地，在此情形下，由于在第二破碎腔5形成的破碎整形结构可以在围绕第二叶轮装置3的周向上基本均匀布置，使第二叶轮装置3在径向上距离料衬层7的距离大致相同，同时由于第二叶轮装置3旋转时沿旋转方向甩出的物料基本也是均匀的，这使得物料在其周向上的各个部位所实际的顺序撞击过程基本相同，从而从整体上使得物料整形效果更加均衡，不会存在一个部位破碎整形效果良好、另一部分破碎整形效果相对较差的不均衡现象。

在本发明的技术构思范围内，输入第二破碎腔5内的初步破碎物料可以全部输送到第二叶轮装置3的进口内，从而由第二叶轮装置3加速均与料衬层7碰撞而进行破碎整形。但是，在本发明的技术构思范围内，物料导流输送部11可以形成为能够使得在第一破碎腔4内经过初步破碎的物料部分地被引导至第二叶轮装置2的进口内。这样，在第一破碎腔4内获得初步破碎物料可以在进入第二破碎腔5内时可以分为第一部分初步破碎物料和第二部分初步破碎物料，其中所述第一部分初步破碎物料输入到第二叶轮装置3内进行加速驱动，第二部分初步破碎物料不经过第二叶轮装置3的加速而直接 输入到第二破碎腔5内，并使得该第一部分初步破碎物料中的一部分被加速后发射并撞击到料衬层7上，第一部分初步破碎物料中的另一部分则被加速后发射撞击到第二部分初步破碎物料上。这种经过第二叶轮装置3加速的初步破碎物料的一部分与自由下落的另一部分初步破碎物料的撞击也能够辅助本发明破碎颗粒整形效果的实现，并且更有利地，其能够显著节省第二叶轮装置3的能量消耗。

具体地，例如，在上述物料导流输送部11采用环形引导隔板的具体实施方式中，该环形引导隔板的内端向内可以延伸至第二叶轮装置3的顶端进口上方的限流位置，以在所述破碎机工作过程中能够限定所述初步破碎的物料的一部分在自身重力作用经过物流通道16被引导至第二叶轮装置的顶端进口内，且所述初步破碎的物料的另一部分经由物料导流输送部11与第二叶轮装置3之间的间隔在自身重力作用下下落到第二破碎腔5内。在此情形下，环形引导隔板也可以如同上述的挡料板设置为可调节的安装方式，从而改变物料导流输送部11与第二叶轮装置3之间的间隔大小，由此改变进入第二叶轮装置3和经由所述间隔进入第二破碎腔5内的物料比例，从而调节破碎颗粒的整形效果。

实际的现场试制生产中，在本发明的破碎机的第一物料加速装置和第二物料加速装置均采用叶轮装置的情形下，检测结果证实其破碎效率已经超过了常规的“物料打砧铁”模式的破碎机，而且破碎粒型的整形效果更加优化，破碎机最终输出的破碎物料的空隙率达到30％以下。在进一步地增加上述溢料调节装置8的优选方式下，本发明的破碎机的破碎颗粒的粒度级配相对于现有的破碎机具有显著的提高，并且能够适应不同的破碎颗粒的应用需要。

另外，上述料衬形成部19的结构形式可以多种多样，只要能够有效地形成料衬层7即可，例如，参见图3至图5，料衬形成部19可以为位于第二破碎腔5底部的环形物料支撑部，该环形物料支撑部的中间通孔形成为第二 破碎腔5的出口。实际上，这种环形物料支撑部可以简单通过破碎机壳体的环形止挡台阶直接形成。

在本发明破碎机的技术构思范围内，有关第一叶轮装置2和第二叶轮装置3的驱动形式可以采用多种形式。参见图3和图4，第一叶轮装置2和第二叶轮装置3可以布置在同一根传动转轴上，且该传动转轴通过设置在破碎机的进料口12一侧或出料口14一侧的传动机构(例如带轮传动机构10)和驱动装置(例如电机等)驱动。在本发明的破碎机为立轴式破碎机的情形下，所述第一破碎腔5位于第二破碎腔6的上方，此时传动转轴即为立轴9，传动机构和驱动装置可以布置在破碎机的进料口12所处的上方侧(例如图4)，也可以布置在破碎机的出料口14所处的下方侧(例如图3)，此时第一叶轮装置2与第二叶轮装置3的旋转轴线呈竖直状态，当然，第一叶轮装置2与第二叶轮装置3的旋转轴线可位于同一轴线上，也可以不在同一轴线，即可以相互偏离一定的距离。这种具体结构的叶轮装置的驱动结构能够精简传动转轴的驱动结构，更有利于结构的精简，降低设备成本。

可选择地，参见图5，第一叶轮装置2可以布置在第一传动转轴上，第二叶轮装置3可以布置在第二传动转轴上，所述第一传动转轴通过设置在所述破碎机的进料口12一侧的第一传动机构和第一驱动装置驱动，第二传动转轴通过设置在破碎机的出料口14一侧的第二传动机构和第二驱动装置驱动。类似地，在本发明的破碎机为立轴式破碎机的情形下，所述第一破碎腔5位于第二破碎腔6的上方，此时第一传动转轴即为第一立轴9a，第一传动机构(例如第一带轮传动机构10a)和第一驱动装置(例如电机等)可以布置在破碎机的进料口12所处的上方侧，而第二传动转轴即为第二立轴9b，第二传动机构(例如第二带轮传动机构10b)和第二驱动装置可以布置在破碎机的出料口14所处的下方侧。在这种驱动结构形式中，优选地可以使得第一叶轮装置2与第二叶轮装置3的旋转轴线呈竖直状态且同轴。这种可选 择的优选具体结构由于第一叶轮装置2和第二叶轮装置3采用不同的驱动机构进行驱动，因此在破碎工作过程中可以根据需要分别控制第一叶轮装置和第二叶轮装置的转速等参数，从而方便地调整破碎机的破碎效果。例如，根据破碎需要，其可以严格控制第一叶轮装置2和第二叶轮装置3的转动同步性和转速一致性，也可以根据需要使得第一叶轮装置2和第二叶轮装置3的转动不同步且转速不一致，从而调整破碎效率、粒度级配和整形效果。

在本发明破碎机的上述基本实施方式和各个优选实施方式中，优选地，为了充分可靠地保证物料初步破碎的效率，确保初步破碎的破碎率，物料撞击部10一般可以为刚性的撞击部。当然，物料撞击部10的硬度和刚度一般只要保证能够通过撞击破碎物料即可，可以采用常规的金属(例如铁、钢、合金、硬质高分子材料等)。

另外，在本发明的技术构思范围内，本发明的破碎机的料衬形成部19主要用于在工作过程中形成堆积物料形成料衬层7，这种料衬层7可以在启动破碎机前预先积存到料衬形成部19上，但是料衬形成部19优选地可以构造为能够积存进入第二破碎腔5内的物料中的部分物料，从而形成料衬层7。

此外，为了便利物料的输入以及经过破碎整形的物料的输出能够连续地进行，第一破碎腔4和第二破碎腔5的布置一般可以采用顺序布置结构，典型地，第一破碎腔4可以设置在破碎机的进料口12的一侧，以便于接收输入破碎机的物料，第二破碎腔5可以设置在破碎机的出料口14的一侧，以便于输出经过破碎整形的物料。在破碎机为典型的立轴式破碎机的情形下，进料和出料一般可以按照从上到下的方向顺序布置，这样在物料加工过程中能够巧妙地利用物料自身的重力从上到下实现物料的顺序输送。具体地，所述破碎机的入料腔1可以设置在顶部，第一破碎腔4顶部的进口处于该入料腔1的下部出口下方，第二破碎腔5的下部可以设置有出料腔13，该出料腔13的顶部进口可以处于第二破碎腔6的出口的下方。

为了确保依次经过初步破碎和进一步破碎整形的物料能够连续地从破碎机内动态输出，优选地，料衬形成部19的物料容留量设计为预定容量，料衬形成部19可以构造为使得料衬形成部19的物料容留量限制为用于形成料衬层7，从而在所述第二物料加速装置驱动的物料与料衬层7撞击过程中互撞物料中的部分物料能够从料衬形成部19离开而输出，例如飞溅或下落到破碎机的出料仓13并输出。

本发明的破碎机的上述技术构思可以适用于各种形式的冲击式破碎机，例如食品颗粒加工行业用的破碎机、矿物加工行业采用的破碎机(例如制砂整形机)等。无论何种破碎机，只要其采用本发明的上述技术构思，均应属于本发明的保护范围。

在本发明破碎机的上述技术方案基础上，本发明还提供一种矿物生产线。对于本领域技术人员熟知地，例如制砂生产线，其在整条生产线上根据需要设置破碎机，本发明的矿物生产线包括本发明上述基本实施方式或优选实施方式的破碎机。

与本发明的上述破碎机的技术方案相对应，以下描述本发明的物料破碎方法，需要说明的是，尽管本发明的上述破碎机能够实现本发明的下述物料破碎方法，但是本发明的破碎方法并不局限于采用上述破碎机实现，任何破碎装置或物料破碎工艺，只要其破碎过程采用了本发明下述的物料破碎方法的顺序撞击的技术构思，均应当属于本发明的物料破碎方法的保护范围之内。

具体地，参见图6所示，本发明的物料破碎方法至少包括顺序破碎工艺，该顺序破碎工艺依次包括如下步骤：第一，通过第一物料驱动装置驱动待破碎物料的至少一部分加速并撞击到物料撞击部6上，从而通过初步破碎获得初步破碎物料；第二，通过第二物料驱动装置驱动所述初步破碎物料加速并撞击到料衬层7上，以通过所述初步破碎物料与料衬层7中的物料相互撞击 摩擦而对所述初步破碎物料进一步破碎整形，其中料衬层7中的所述物料与所述初步破碎物料为相同类型的物料。

在本发明的上述物料破碎方法中，料衬层7中的物料一般与破碎物料为相同类型的物料，以防止输出的破碎物料混杂有其它物料。如上所述，本发明的物料破碎方法可以通过本发明的上述破碎机实现，但是并不局限于此，再如，在本发明的物料破碎方法的技术构思的启示下，一些潜在的竞争对手甚至可以采用两台传统的破碎机来实现本发明的物料破碎方法，这两台破碎机中一台为传统的“物料打砧铁”模式的破碎机，另一台为传统的“物料打物料”模式的破碎机，在将物料经过“物料打砧铁”模式的破碎机初步破碎后，再将经过初步破碎的物料输送到另一台“物料打物料”模式的破碎机中进行进一步的破碎和整形。但是，无论其采用何种破碎装置或物料破碎工艺，只要其破碎过程采用了本发明上述顺序撞击的技术构思，均应当属于本发明的物料破碎方法的保护范围之内。

在本发明物料破碎方法的上述技术构思的基础上，优选地，在所述第一步骤中，使得待破碎物料的至少一部分与刚性的物料撞击部6撞击，这样可以更加可靠地为了保证物料初步破碎的效率，使得初步破碎更加充分，并通过刚性的物料撞击部6与物料的碰撞，确保物料在初步破碎过程中初始获得良好的破碎颗粒粒度级配。

另外，优选地，在所述第一步骤中，可以通过第一叶轮装置2作为第一物料加速装置驱动待破碎物料的至少一部分运动，并以环绕第一叶轮装置2布置的物料反击砧铁作为物料撞击部6，使得待破碎物料的至少一部分与反击砧铁碰撞；以及在所述第二步骤中，第二物料加速装置采用第二叶轮装置3，并且料衬层4环绕所述第二叶轮装置3布置。在这种优选方式下，第一物料加速装置和第二物料加速装置均采用叶轮装置，并且反击砧铁和料衬层7围绕各自对应的叶轮装置布置，由于叶轮装置的加速的物料输出从叶轮装 置的外周侧出口甩出，如上所述，这样能够使得物料的破碎效果沿叶轮装置的旋转方向更加均匀，并且使得破碎工作的效率更高。

以上描述了本发明的破碎机、矿物生产线以及物料破碎方法的基本实施方式以及相关优选实施方式。为了帮助本领域技术人员更加深刻地理解本发明的技术方案，以下结合图3至图5所示的本发明优选实施方式的破碎机从整体上描述本发明的破碎工作过程。

参见图3至图5所示，本发明的破碎机所实现的物料破碎过程本质上属于一种更接近天然颗粒破碎成形原理的工艺过程，其独创性地采用了“物料与砧铁顺序混打”全新破碎模式。在图3至图5所示的优选实施方式的破碎机除了第一叶轮装置2和第二叶轮装置3的驱动结构形式有所区别之外，其它结构基本相同，具体地，所述破碎机属于立轴式破碎机，其包括上方的入料腔1、处于入料腔1下方且内部设有反击砧铁和第一叶轮装置2的第一破碎腔4、处于第一破碎腔4下方且内部设有料衬形成部19和第二叶轮装置3的第二破碎腔5以及溢料调节装置8等，其中，第二破碎腔5的料衬形成部19通过积存从第二叶轮装置3飞出的物料而形成料衬层7。

参见图3至图5，在破碎机的连续工作过程中，破碎机的破碎工作主要分为两个进程：

第一进程：从顶部入料腔1落入的待破碎物料(如碎石等)进入第一破碎腔4，一部分进入第一叶轮装置2顶部的进口，通过该第一叶轮装置2的驱动持续不断地将待破碎物料快速加速，并从该第一叶轮装置2的外周侧出口以巨大动能激射到环绕第一叶轮装置2布置的反击砧铁上，从而达到体积破碎的效果，因此通过这种形式的“物料打砧铁”的初步破碎过程，能够获得优良的破碎效率，并在初步破碎过程中初始获得良好的破碎颗粒粒度级配；另一部分则通过溢料口18落下与从第一叶轮装置飞出的物料相撞击而达到破碎的目的，通过调节溢料调节装置8的开口，可以控制进入第一叶轮 装置2及溢料口18的待破碎物料的比例，从而能够有效地调整初步破碎过程中获得的破碎物料颗粒级配。即在该第一进程中中，通过所述第一物料驱动装置驱动待破碎物料的一部分而形成加速待破碎物料，并使得该加速待破碎物料中的一部分加速并撞击到物料撞击部6上，另一部分撞击到所述待破碎物料中的未经所述第一物料驱动装置驱动的待破碎物料上，从而获得所述初步破碎物料

第二进程：在上述第一进程中经过初步破碎的初步破碎物料在物料导流输送部11的引导在自身重力作用下经过物流通道落入第二破碎腔5，一部分落入到第二叶轮装置3快速加速激射，而以巨大动能撞击到环绕第二叶轮装置3的料衬层7上，从而与料衬层7互相冲击与研磨以进行破碎颗粒整形，从而获得良好的产品粒型。另一部分可以通过物料导流输送部11与第二叶轮装置3之间的间隔落下而与从第二叶轮装置3飞出的物料相撞击而达到破碎整形的目的，这种经过第二叶轮装置3加速的初步破碎物料的一部分与自由下落的另一部分初步破碎物料的撞击也能够辅助本发明破碎颗粒整形效果的实现，并且有助于节省第二叶轮装置3的能量消耗。也就是说，在这种优选方式下，在第一破碎腔4内获得初步破碎物料可以在进入第二破碎腔5内时可以分为第一部分初步破碎物料和第二部分初步破碎物料，其中所述第一部分初步破碎物料输入到作为第二物料驱动装置的第二叶轮装置3内进行驱动，第二部分初步破碎物料不经过第二叶轮装置3的加速而输入到第二破碎腔5内，并使得该第一部分初步破碎物料中的一部分加速并撞击到料衬层7上，另一部分则撞击到第二部分初步破碎物料上。

由上描述可以看出，本发明的破碎机在同一时间保持了先“物料打砧铁”、后“物料打物料”复合模式的破碎与研磨连续进行，由此独创性地形成了一种“物料砧铁顺序混打”全新破碎模式，其先经过高速运动的带破碎物料撞击反击砧铁进行初步破碎，充分利用其初始较大的动能，然后经过第 二叶轮装置3加速的初步破碎物料进一步撞击料衬层7或自由下落的另一部分初步破碎物料，实现了物料与物料之间的相互研磨，从而获得良好的粒型。

也就是说，本发明的本质上开创性地实现了一种“顺序撞击”的破碎工艺，其在破碎机的破碎工作过程中，使得在第一破碎腔4内经过初步破碎的物料能够通过导流通道结构输送到到第二破碎腔5内，从而连续地使得物料依次与物料撞击部6和料衬层7实现顺序撞击，实现了一种“物料与砧铁顺序混打”的全新破碎模式。也就是说，本发明的破碎机本质上开创性地实现了一种“顺序撞击”的破碎工艺，其利用物料撞击部6与物料的撞击进行初步破碎，具有相对较高的破碎效率并初始形成良好的破碎颗粒粒度级配，进而在第二破碎腔5内利用料衬层7对初步破碎的物料进行进一步的破碎整形，从而具有良好的粒型效果。本发明的破碎机的破碎整形结构通过独创性的顺序撞击的方式不仅真正实现了“物料和砧铁混打”破碎模式，而且这种破碎机的破碎效率高、破碎粒型和破碎颗粒粒度级配良好，本质上已经构成了破碎机领域的巨大技术突破。实际生产的现场检测结果显示，本发明的破碎机的物料破碎率较高，破碎效率明显高于现有技术的破碎机，或者至少与采用“物料打砧铁”模式的破碎机相当，并且破碎颗粒的力度级配优良，破碎物料的粒型良好，破碎物料的空隙率小于44％，甚至达到30％以下。本发明通过独创性的顺序撞击的方式不仅真正实现了“物料和砧铁混打”破碎模式，本质上已经突破了破碎机领域的技术瓶颈和技术障碍，形成了破碎机领域的巨大技术突破。

另外，本发明的破碎机与现有技术相比较，由于本发明采用两级物料加速装置，其处理能力远超普通的破碎设备，其破碎效率更高，产率更大。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。