一种泥质物料专用的立式破碎混合机的制作方法

本实用新型涉及一种泥质物料专用的立式破碎混合机。属于破碎混合设备技术领域。

背景技术：

泥质物料是泥质废弃物作为原料时的简称。我国每年会产生巨量的泥质废弃物，泥质废弃物主要包括河道淤泥、市政污泥、建筑泥浆、盾构淤泥等。近年来随着环保政策的不断收紧，要求这类泥质废弃物的处理处置过程中必须严格遵循减量化—无害化—资源化。现有的无害化和资源化技术对泥质废弃物作为原料时的含水率和粒度都有一定的要求。例如目前应用前景最好的建材化利用技术一般要求泥质物料的含水率低于30％且粒径不大于20mm，以确保建筑材料制造过程中反应的均匀性和充分性，而土地利用同样需要将机械脱水后呈泥饼状的泥质物料破碎至小粒径方可利用。

泥质物料中含泥量高，其微观结构多为比表面积大的蜂窝状或层状结构，因此泥质物料是一类具有很好的吸水性和保水性的材料。当原料的含水率高于其塑限时，一般呈现明显的黏湿性，这为泥质物料在处理处置过程中的破碎和混合工序增加了不少难度。

现有的破碎混合机(如锤式破碎机、反击式破碎机、颚式破碎机等)大多只适用于砂、石类吸水率低的脆性物料，当用于破碎黏湿性的泥质物料时，原料不仅易黏附于设备内部构件，甚至还会造成破碎构件的卡死或料口的堵塞，这对设备的损耗是致命的。

技术实现要素：

本实用新型的目的是设计一种专门用于泥质物料的立式破碎混合机，该立式破碎混合机结构合理且占地面积小，对泥质物料高效破碎和混合均匀的同时，避免了黏壁、结块的问题。

为了达到上述目的，本实用新型设计了由板锤破碎、刀片粉碎与破碎齿板相结合的复合型的破碎装置，而且板锤、刀片和破碎齿板等破碎构件与原料的直接接触撞击面皆为面积较小、形状较为锋利的设计，实现了一机完成块状泥质物料的高效破碎、翻抛和混合。具体结构如下：

一种泥质物料专用的立式破碎混合机，包括支架、筒体、进料斗、出料口、立轴、破碎装置、振壁装置、弹性减振装置、皮带传动装置和电机。所述立轴包括上轴承、下轴承和旋转轴，所述的筒体为圆柱形，包括顶部的环形封板和封闭顶盖，封闭顶盖上开设进料斗和上中心轴承孔，上中心轴承孔内安装上轴承，筒体底部敞开成为出料口，筒体底端的筒壁端口上，位于筒体中心处设有一水平横梁作为底座，底座上有下中心轴承孔，下中心轴承孔内安装下轴承，封闭顶盖上的上轴承和底座上的下轴承之间安装旋转轴，旋转轴通过皮带传动装置与电机连接，电机与支架的垂直面固定相连，其结构要点是：破碎装置包括板锤式破碎机构、刀片式粉碎机构、破碎齿板，板锤式破碎机构安装在筒体内的旋转轴的上部分，其下部分安装刀片式粉碎机构，筒体内壁圆周上紧贴内壁，轴向等距离间隔均布安装破碎齿板；振壁装置设置于筒体外壁；弹性减振装置设置于筒体的底部，且弹性减振装置固定于支架的水平面上。

上述板锤式破碎机构是由沿旋转轴自上而下均匀分布并与旋转轴通过螺栓连接的2～5个转子体，以及在每个转子体的圆周上均匀分布的2～8块板锤构成；上下两相邻层的板锤在圆周方向上以20～180°的角度错位设置，且相邻层的板锤之间的间距相同；板锤的形状为直四棱柱和直四棱柱延伸而出的四棱锥所组成。直四棱柱和直四棱锥的四个棱边均作开刃处理；板锤以任一条棱向上、与旋转轴垂直的形式通过螺栓螺母与转子体连接，直四棱柱的柱体底端与转子体相连，其目的在于板锤在撞击物料时能够减小与物料的接触面积，防止泥料块黏附于板锤上。

上述刀片式粉碎机构分为第一和第二两个粉碎单元，其中第一粉碎单元置于板锤式破碎机构下面，第二粉碎单元设置于第一粉碎单元之下；第一粉碎单元由沿旋转轴自上而下均匀分布并与旋转轴相连的2～8个刀片固定环，以及每个刀片固定环上圆周均匀分布的2～8把刀片构成，刀片自身轴线垂直于旋转轴，称为水平刀片；第二粉碎单元由沿旋转轴自上而下均匀分布并与旋转轴相连的1～4个刀片固定环，以及每个刀片固定环上圆周均匀分布的2～8把刀片构成，刀片自身轴线与旋转轴之间形成70～85°的倾角斜向上设置，称为上扬刀片，其目的在于粉碎物料的同时，还能将物料上扬翻抛，进一步细碎的时候还能完成物料间的混合；上下两相邻层的刀片在圆周方向上以20～180°的角度错位设置，相邻层的刀片之间的间距相同；相邻层的刀片之间的间距小于相邻层板锤式破碎机构的板锤之间的间距，其目的在于物料经过板锤式破碎机构的初破之后，进入层间更紧密、破碎效率更高的刀片式粉碎机构，实现高效破碎；刀片式粉碎机构中的每把水平刀片和上扬刀片两侧均开设有刀刃，且刀刃沿自身轴线旋转5～85°，其目的在于破碎时对物料有更好的剪切力。

上述破碎齿板由3～16条齿形板构成，采用耐磨材料制成，通过焊接或螺栓与筒体内壁相连，纵向贯穿于整个筒体内部，每一条破碎齿板的横截面是钝角三角形，构成钝角的其中一条侧边为弧形，以便使破碎齿板与筒壁牢固契合，破碎齿板的齿尖开刃，开刃方向与旋转轴的旋转方向相反，其目的在于能够对破碎时受离心力作用而向外抛射的物料进行再一次的撞击和细碎。

破碎齿板的的齿尖与板锤式破碎机构的板锤端面以及刀片式粉碎机构的刀片顶端之间的间隙为5mm～50mm，间隙大小的选择应根据原料的大小、性质和需求确定，从而保证相互碰撞时破碎机不易卡死。

所述的振壁装置为市售的仓壁振动器，设置于筒体外壁，其目的在于当物料黏附于筒壁或破碎机构能够依靠振壁装置的高频振动实现有效清洁，并减小进料与出料的误差，同时也有益于出料的顺畅。

所述的弹性减振装置为市售的钢丝压缩弹簧、橡胶弹簧、复合弹簧或空气囊弹簧的任何一种，设置于筒体的底部，且弹性减振装置固定于支架的水平面上，其目的在于有效降低破碎机产生的噪音和振动污染，提升破碎机的环保性能。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1.由于本实用新型提供的一种泥质物料专用的立式破碎混合机的破碎装置包括了板锤式破碎机构和刀片式粉碎机构等，因此实现了一机多形式的破碎，即先初破碎后粉碎，解决了由于泥质物料的黏湿性所带来的单一的锤式破碎造成的破碎效果差，或单一的刀片式破碎造成的刀片损耗大等问题。

2.本实用新型中的板锤式破碎机构是针对泥质物料的塑性问题，将由盘型转子和锤头所组成的传统锤式破碎机的锤头改成了锤板，将盘型转子改成了更为小巧的转子体，增大了对物料的有效撞击范围和物料可活动的空间，克服了传统盘型转子占据了破碎腔的大部分空间，即破碎过程仅发生在锤头运动的范围内，而泥质物料极易堵塞锤头和破碎腔内壁之间的空隙的缺陷，本实用新型避免了物料在板锤面上的堆积，而且本实用新型还设计了侧放的直四棱柱形状的板锤，减小了板锤运动时对物料的直接撞击面积，增大了单位面积对物料的撞击力，特别适用于泥质物料的破碎和混合。

3.本实用新型设计了两级粉碎机构，物料经过板锤式破碎机构的初破之后，进入层间更紧密、破碎效率更高的刀片式粉碎机构，并且通过调整第二粉碎单元中刀片上翘角度，实现物料的翻抛、再粉碎和混合，提高了物料的粉碎效率和物料间的混合均匀度，从而实现高效破碎。

4.本实用新型在筒体内壁上设计多条破碎齿板，破碎齿板的齿尖开刃，破碎齿板的设置方向是迎着旋转轴的旋转方向的，物料受离心力外抛后，破碎齿板的破碎齿能够对经过板锤的撞击或刀片的剪切后的物料进行再次撞击、细碎和反弹，避免了粘塑性的泥质物料黏附于内壁而造成粉碎效率低等缺点，提高破碎混合效率。

附图说明

图1为本实用新型的一种泥质物料专用的立式破碎混合机的结构示意图。

图2为本实用新型的一种泥质物料专用的立式破碎混合机的a-a剖视图。

图3为图1和图2中板锤11-1的示意图。

图1-图3中：

1—进料斗，2—皮带传动装置，3—振壁装置，4—电机，5—筒体，6—破碎齿板，7—支架，8—出料口，9—弹性减振装置，10—刀片式粉碎机构，10-1—刀片固定环，10-2—上扬刀片，10-3—水平刀片，11—板锤式破碎机构，11-1—转子体，11-2—板锤，12—立轴。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型所述的一种泥质物料专用的立式破碎混合机的结构作进一步说明

图1-图3所示的是一种满足泥质物料破碎处理目标设计的立式破碎混合机。先按照设计规格要求购买立轴12、振壁装置3、弹性减振装置9、皮带传动装置2和电机4。

然后制作圆柱形的筒体5、进料斗1、出料口8、板锤式破碎机构11、刀片式粉碎机构10、破碎齿板6和支架7。筒体5为圆柱形，包括环形封板、封闭顶盖和底座，其中筒体5顶盖上开设上中心轴承孔，筒体5底端的筒壁端口上，位于中心处设有一水平横梁作为底座，底座上有下中心轴承孔，进料斗1设于筒体5封闭顶盖上，出料口8为筒体底部敞开成为出料口。筒体5顶盖上的上中心轴承孔和底座上的下中心轴承孔之间安装立轴12，立轴包括上轴承、下轴承和旋转轴，在筒体5的顶盖上安装上轴承，在筒体5的底座下安装下轴承，上下轴承中安装旋转轴，所述的上轴承、下轴承和旋转轴为市售的产品，其中旋转轴的截面形状为圆形或正多边形。旋转轴的上端外伸出筒盖并安装皮带传动装置2的从动皮带轮，皮带传动装置2中的主动皮带轮与电机4的动力输出端相连。电机4固定连接于支架7的垂直面。旋转轴的上部分安装板锤式破碎机构11，下部分安装刀片式粉碎机构10。破碎齿板6轴向紧贴筒体5内壁安装，并按一定的间隔距离圆周均布。振壁装置3设置于筒体5外壁，其目的在于当物料黏附于筒壁或破碎机构能够依靠振壁装置的高频振动实现有效清洁，并减小进料与出料的误差，同时也有益于出料的顺畅。弹性减振装置9设置于筒体5的底部，且弹性减振装置8固定于支架7的水平面上其目的在于有效降低破碎机产生的噪音和振动污染，提升破碎机的环保性能。所述的振壁装置为市售的仓壁振动器。所述的弹性减振装置为市售的钢丝压缩弹簧。

按照使用要求设计筒体5规格后制作12块破碎齿板6，破碎齿板6由耐磨材料制成，通过焊接或螺栓螺母将其与筒体内壁固定连接。相邻两块破碎齿板6之间的间距相同，每一块破碎齿板6与筒体中心线平行。每一块破碎齿板6的横截面形状是钝角三角形，构成钝角三角形的两条边中的一条制成与筒体内壁形状一致的弧形，目的是使破碎齿板6的一个侧面与筒体内壁完全契合，提高安装和使用稳固性能和牢度。破碎齿板6的齿尖开刃，开刃方向与主轴的旋转方向相反，其目的在于能够对破碎时受离心力作用而向外抛射的物料进行再一次的撞击、细碎和混合。

板锤式破碎机构11包括3个转子体11-1和均匀安装于转子体周边的共9个板锤11-1组成3层板锤结构，每个转子体11-1周围设有沿圆周均布的3个板锤11-2。相邻层的板锤结构的板锤11-2在圆周方向上错位60°设置。各转子体11-1沿旋转轴自上而下、均布间隔地排布，并通过螺栓与旋转轴连接。所述的板锤11-2为长度为a的正四棱柱和正四棱柱延伸而出的、高为b的四棱锥所组成，其中a>b(见图3)；所述的板锤11-2以正四棱柱的任一条棱向上并与旋转轴垂直的形式安装，其目的在于板锤在撞击物料块时能够减小与物料的接触面积，防止泥料块黏附于板锤上；所述的转子体为市售的产品，其内圈形状与旋转轴匹配，豁口形状为正方形，与板锤正四棱柱的横截面形状一致，通过通孔以螺栓、螺母将板锤和转子体固定成为一体。

刀片式粉碎机构10包括8个刀片固定环10-1和均匀分布于刀片固定环周边的共24把刀片组成8层刀片结构，各刀片固定环10-1沿旋转轴自上而下、均匀分布并通过螺栓与旋转轴固定连接，每个刀片固定环10-1上装有圆周均布的3把刀片，每个刀片固定环10-1与周围的刀片组成了8层刀片结构，每把刀片两侧均开设有刀刃。邻层的刀片在圆周方向上错位60°，所述的刀片式粉碎机构的刀刃沿自身轴线向上旋转45°，其目的在于破碎时对下落的物料有更好的剪切作用。所述的刀片式粉碎结构10分为两个粉碎单元，其中第一粉碎单元有6层，置于板锤式破碎机构11下面，第一粉碎单元包括刀片固定环10-1和水平刀片10-3，水平刀片10-3的刀身轴线与旋转轴垂直。第二粉碎单元设置于第一粉碎单元之下，有2层，包括刀片固定环10-1和上扬刀片10-2，上扬刀片10-2的刀身轴线与旋转轴之间呈70～85°的倾斜向上方向安装，其目的在于物料落至第二粉碎单元时，上扬刀片能将物料翻抛向上，从而进一步细碎和混合。所述的刀片为市售的耐磨破碎刀片。所述的刀片固定环为市售的产品，其内圈形状与旋转轴匹配，其外圈形状为正多边形，以正十二边为佳。

刀片式粉碎机构10相邻层的刀片之间的间距小于相邻层板锤式破碎机构11的板锤之间的间距：如果将板锤式破碎机构11的层间距设定为f1，刀片式粉碎结构10的层间距为f2，则f2<f1，其目的在于物料经过板锤式破碎结构11的初破之后，进入层间更紧密、破碎效率更高的刀片式粉碎结构10，从而实现高效破碎和均匀混合。

板锤式破碎机构11的板锤端面或刀片式粉碎机构10的刀片端面与破碎齿板的开刃角之间的径向间隙为5mm～50mm，径向间隙大小的选择应根据原料的大小、性质和需求确定，从而保证相互碰撞时破碎机不易卡死。

工作时，皮带驱动装置2通过皮带带动立轴12高速旋转，旋转方向为逆时针方向，安装在立轴12上的板锤式破碎机构11和刀片式粉碎机构10随之高速转动。块状泥料从进料斗1进入筒体5后，首先受到板锤式破碎机构中板锤11-2的撞击而实现初步破碎，而后物料将先后落至层间距更加紧密、刀片密度高的刀片式破碎机构10进行多次的粉碎、上抛、再粉碎和混合过程。在整个破碎混合过程中，物料除了受到板锤式破碎机构11的击打和刀片式粉碎结构的10的剪切作用实现多级破碎外，还会由于旋转产生的离心力向外抛射至筒体5的内壁或固定于筒壁上的破碎齿板6，其中部分物料会随机反弹回临近的板锤或刀片，而部分物料会撞击破碎齿板的刃边再一次破碎和反弹，如此往复的冲击、反弹和破碎作用使得物料得以细碎和均匀混合。此外，由于泥质物料的黏湿性，破碎过程中不可避免地会黏附于筒体内，可通过筒体外部设置的振壁装置3将黏附的物料振落。