Ослаблення коливань тиску в дробарках

Реферат: Дробарна система (1) містить першу поверхню (6), що дробить, і другу поверхню (14), що дробить, для дроблення матеріалу між ними. Дробарна система (1) додатково містить гідравлічну систему (16) для регулювання зазору (12) між першою поверхнею (6), що дробить, і другою поверхнею (14), що дробить, шляхом регулювання положення першої поверхні (6), що дробить, за допомогою гідравлічного циліндра (10), з'єднаного з першою поверхнею, що дробить (6). Гідравлічна система (16) додатково містить акумулятор (26), з'єднаний з гідравлічним циліндром (10) за допомогою труби (20, 42) для робочої гідравлічної рідини. Акумулятор (26) має тиск попереднього навантаження, який щонайменше на 0,3 МПа нижчий, ніж середній робочий тиск в гідравлічному циліндрі (10). UA 100885 C2 (12) UA 100885 C2 UA 100885 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ОПИС Галузь техніки, до якої належить винахід Даний винахід стосується дробарної системи, яка містить першу поверхню, що дробить, і другу поверхню, що дробить, для дроблення матеріалу між ними, гідравлічну систему для регулювання зазору між першою поверхнею, що дробить, і другою поверхнею, що дробить, шляхом регулювання положення першої поверхні, що дробить, за допомогою гідравлічного циліндра, з’єднаного з вказаною першою поверхнею, що дробить. Крім того, даний винахід стосується способу дроблення матеріалу між першою поверхнею, що дробить, і другою поверхнею, що дробить. Попередній рівень техніки Дробарки використовуються в багатьох застосуваннях для дроблення твердого матеріалу, такого як каміння, руда і т. д. Один тип дробарки являє собою конусну дробарку, яка має конус дробарки, при цьому забезпечується примусове обертання конуса дробарки всередині нерухомого корпусу дробарки. Камера дроблення, в яку шматки скельної породи повинні подаватися, утворена між кожухом, що дробить, опорою для якого служить конус дробарки, і корпусом дробарки. Ширину камери дроблення, яка часто називається зазором або встановлюваним параметром дробарки, можна регулювати за допомогою гідравлічного пристрою. Під час дроблення скельної породи, руди і т. д. дробарка піддається впливу великих коливань навантаження. Подібні коливання навантаження викликають знос, включаючи утому металу, в дробарці і можуть призвести до зменшення терміну служби дробарки. У патенті Великобританії № 1 517 963 розкрита конусна дробарка, що має гідравлічний циліндр або пневматичний циліндр для запобігання ситуаціям перевантаження. Пристрій для демпфірування коливань тиску виконаний з можливістю пристосування до несподіваних значних змін навантаження в гідравлічній системі. Пристрій для демпфірування коливань тиску з’єднаний з гідравлічною системою за допомогою звужування, передбаченого між циліндром і пристроєм для демпфірування коливань тиску. Незважаючи на те, що пристрій для демпфірування коливань тиску за патентом Великобританії № 1 517 963 може функціонувати для зменшення негативних впливів несподіваних значних змін навантаження, він не ефективний при зниженні звичайних коливань навантаження, які спричиняють утомне руйнування в дробарці. Суть винаходу Мета даного винаходу полягає в створенні дробарної системи, в якій ризики утомного руйнування знижені. Додаткова мета даного винаходу полягає в створенні дробарної системи, в якій навантаження може бути збільшене без зменшення терміну служби дробарки. Дані цілі досягаються за допомогою дробарної системи, яка містить першу поверхню, що дробить, і другу поверхню, що дробить, для дроблення матеріалу між ними, гідравлічну систему для регулювання зазору між першою поверхнею, що дробить, і другою поверхнею, що дробить, шляхом регулювання положення першої поверхні, що дробить, за допомогою гідравлічного циліндра, з’єднаного з першою поверхнею, що дробить, при цьому дробарна система відрізняється тим, що гідравлічна система додатково містить акумулятор, з’єднаний з гідравлічним циліндром за допомогою труби для робочої гідравлічної рідини і утримуючу камеру для робочої гідравлічної рідини і камеру для газу, відділену від камери для робочої гідравлічної рідини, причому акумулятор попередньо навантажений до тиску попереднього навантаження, який являє собою тиск в камері для газу, коли камера для робочої гідравлічної рідини пуста, і, який щонайменше на 0,3 МПа нижчий, ніж середній робочий тиск в гідравлічному циліндрі, так, що акумулятор працює, і коливання гідравлічного тиску, які утворюються в гідравлічному циліндрі під час роботи дробарної системи, ослаблюються. Перевага даної дробарної системи полягає в тому, що утомні напруження в дробарній системі можуть бути суттєво зменшені, оскільки акумулятор, який знаходиться в гідравлічному сполучені з гідравлічним циліндром під час нормальної роботи дробарної системи, виконаний з можливістю ослаблення майже всіх змін навантаження, так, що навантаження на дробарну систему і, зокрема, тиск в гідравлічній системі будуть варіюватися в значно меншій мірі в порівнянні з відомою дробарною системою. Відповідно до одного варіанта здійснення даного винаходу тиск попереднього навантаження в акумуляторі на 0,3 1 МПа нижчий, ніж середній робочий тиск в гідравлічному циліндрі. Було встановлено, що такий тиск попереднього навантаження забезпечує ефективне ослаблення навантаження на дробарну систему без негативного впливу на дроблення матеріалу в дробарці. 1 UA 100885 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Відповідно до одного варіанта здійснення даного винаходу частота а власних коливань акумулятора відповідає умові: а>102fr де fr - число обертів за секунду ексцентрика, виконаного з можливістю забезпечення обертання щонайменше однієї з першої і другої поверхонь, що дроблять. Перевага даного варіанта здійснення полягає в тому, що реакція акумулятора є дуже швидкою, так, що він може реагувати на дуже швидкі зміни навантаження. Відповідно до одного варіанта здійснення даного винаходу відстань L, видима вздовж шляху робочої гідравлічної рідини між гідравлічним циліндром і акумулятором, відповідає умові: Lv/(20fr) де v - швидкість звуку в робочій гідравлічній рідині і f r - число обертів за секунду ексцентрика, виконаного з можливістю забезпечення обертання щонайменше однієї з першої і другої поверхонь, що дроблять. Перевага даного варіанта здійснення полягає в тому, що реакція акумулятора на зміни навантаження не запізнюється на тривалий час, так, що дані зміни навантаження можуть впливати на акумулятор. Відповідно до одного варіанта здійснення даного винаходу частота n власних коливань системи, яка містить акумулятор і масу, переміщувану за допомогою гідравлічного циліндра, відповідає умові: n>4fr де fr - число обертів за секунду ексцентрика, виконаного з можливістю забезпечення обертання щонайменше однієї з першої і другої поверхонь, що дроблять. Перевага даного варіанта здійснення полягає в тому, що усуваються проблеми, пов'язані з резонансом, при ослабленні коливань тиску. Відповідно до одного варіанта здійснення дробарна система містить керуючий пристрій для регулювання тиску попереднього навантаження в акумуляторі з урахуванням фактичного середнього робочого тиску в гідравлічному циліндрі. Перевага даного варіанта здійснення полягає в тому, що тиск попереднього навантаження можна змінювати для його відповідності реальним умовам експлуатації дробарки. Ще одна мета даного винаходу полягає в створенні способу дроблення матеріалу, за допомогою якого утомні напруження в дробарці можуть бути зменшені. Дана мета досягається за допомогою способу дроблення матеріалу між першою поверхнею, що дробить, і другою поверхнею, що дробить, при цьому гідравлічна система виконана з можливістю регулювання зазору між першою поверхнею, що дробить, і другою поверхнею, що дробить, шляхом регулювання положення першої поверхні, що дробить, за допомогою гідравлічного циліндра, з’єднаного з першою поверхнею, що дробить, при цьому спосіб відрізняється тим, що коливання гідравлічного тиску, який утворюються в гідравлічному циліндрі, ослаблюються за допомогою акумулятора, що контактує за допомогою робочої гідравлічної рідини, з гідравлічним циліндром, який містить камеру для робочої гідравлічної рідини і камеру для газу, відділену від камери для робочої гідравлічної рідини і попередньо навантажуваного до тиску попереднього навантаження, який являє собою тиск в камері для газу, коли камера для робочої гідравлічної рідини пуста, і, який щонайменше на 0,3 МПа нижчий, ніж середній робочий тиск в гідравлічному циліндрі. Перевага даного способу полягає в тому, що коливання навантаження, що впливають на дробарку, ослаблюються за допомогою акумулятора. Завдяки цьому термін служби дробарки може бути збільшений і/або дробарка може працювати при більш високому середньому робочому тиску. Ці та інші аспекти винаходу будуть очевидними з формули винаходу і варіантів здійснення і роз'яснені з посиланням на формулу винаходу і варіанти здійснення, описані надалі. Короткий опис креслень Винахід буде описаний надалі більш детально і з посиланням на прикладені креслення. Фіг. 1 являє собою схематичний вигляд збоку і ілюструє дробарну систему. Фіг. 2а-d являють собою графіки, які ілюструють гідравлічний тиск і його складові в дробарці за попереднім рівнем техніки. Фіг. 3 являє собою схематичний вигляд збоку і ілюструє акумулятор. Фіг. 4а являє собою графік, який ілюструє криву тиску, одержану при роботі акумулятора з високим тиском попереднього навантаження. Фіг. 4b являє собою графік, який ілюструє криву тиску, одержану при роботі акумулятора з належним тиском попереднього навантаження. Фіг. 5а являє собою графік, який ілюструє залежність між об'ємом і тиском газу в акумуляторі. 2 UA 100885 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Фіг. 5b являє собою графік, який ілюструє ситуацію, в якій частота власних коливань акумулятора є дуже низькою. Фіг. 5с являє собою графік, який ілюструє ситуацію, в якій частота власних коливань акумулятора є належною. Фіг. 6 являє собою схематичний вигляд збоку та ілюструє систему, утворену за рахунок взаємодії між акумулятором і вантажем, переміщуваним за допомогою гідравлічного циліндра. Фіг. 7а являє собою графік, який ілюструє ситуацію, в якій частота власних коливань системи, що містить вказаний вантаж і акумулятор, є дуже низькою. Фіг. 7b являє собою графік, який ілюструє ситуацію, в якій частота власних коливань системи, що містить вказаний вантаж і акумулятор, є належною. Докладний опис переважних варіантів здійснення винаходу Фіг. 1 ілюструє дробарну систему 1. Дробарна система 1 містить конусну дробарку 2, яка сама по собі відома з попереднього рівня техніки, див., наприклад, патент Великобританії № 1 517 963. Конусна дробарка 2 містить конус 4 дробарки, який служить опорою для першої поверхні, що дробить, утвореної на кожусі 6 дробарки, і який прикріплений до вертикального вала 8. Конус 4 дробарки, прикріплений до вертикального вала 8, виконаний з можливістю переміщування у вертикальному напрямку за допомогою гідравлічного циліндра 10, з’єднаного з нижньою частиною вала 8. Гідравлічний циліндр 10 забезпечує можливість регулювання ширини зазору 12, утвореного між кожухом 6 дробарки і другою поверхнею, що дробить, яка утворена на стаціонарному корпусі 14 дробарки, що оточує кожух 6 дробарки. Дробарна система 1 додатково містить гідравлічну систему 16. Гідравлічна система 16 містить насос 18, який виконаний з можливістю нагнітання робочої гідравлічної рідини в гідравлічний циліндр 10 або з гідравлічного циліндра 10 за допомогою труби 20. Клапан 22 скидання тиску виконаний з можливістю швидкого скидання робочої гідравлічної рідини з гідравлічного циліндра 10, зокрема, в ситуаціях, коли конусна дробарка 2 стає перевантаженою. Клапан 22 скидання тиску виконаний з можливістю скидання робочої гідравлічної рідини в резервуар 24, який також служить як зумпф для насоса 18. Гідравлічна система 16 також містить акумулятор 26, який надалі буде описаний більш детально. Дробарна система 1 додатково містить систему 28 керування. Система 28 керування містить керуючий пристрій 30, який виконаний з можливістю прийому різних сигналів, які характеризують роботу конусної дробарки 2. Таким чином, керуючий пристрій 30 виконаний з можливістю прийому сигналу від датчика 32 положення, який забезпечує індикацію поточного вертикального положення вертикального вала 8. Ширина зазору 12 може бути розрахована виходячи з даного сигналу. Крім того, керуючий пристрій 30 виконаний з можливістю прийому сигналу від датчика 34 тиску, що забезпечує індикацію гідравлічного тиску в гідравлічному циліндрі 10. На основі сигналу від датчика 34 тиску керуючий пристрій 30 може розрахувати фактичний середній робочий тиск і максимальний тиск в конусній дробарці 2. Керуючий пристрій 30 також може приймати сигнал від датчика 36 потужності для вимірювання потужності, що подається до конусної дробарки 2 від двигуна 38, що забезпечує обертання вертикального вала 8 відомим чином. Обертальний рух вертикального вала 8 виконується за допомогою двигуна 38, який забезпечує приведення в дію ексцентрика 39, який розташований навколо вертикального вала 8 відомим чином і схематично проілюстрований на фіг. 1. Датчик 36 потужності також може передавати сигнал керуючому пристрою 30, що забезпечує індикацію числа обертів за секунду (з одиницею вимірювання 1/с або Гц) fr ексцентрика 39. Керуючий пристрій 30 виконаний з можливістю керування роботою насоса 18, наприклад, в режимі вмикання/вимикання або в режимі пропорційного регулювання, так, що насос 18 буде подавати деяку кількість робочої гідравлічної рідини в гідравлічний циліндр 10, який забезпечує задане вертикальне положення вертикального вала 8 і задану ширину зазору 12. Керуючий пристрій 30 також виконаний з можливістю керування відкриттям клапана 22 скидання тиску. Піки високого тиску, такі як піки, які викликаються випадковим предметом, що потрапив в зазор 12, обробляються керуючим пристроєм 30, який передає сигнал клапану 22 скидання тиску про те, що потрібне негайне відкривання. Таким чином, в дробарній системі 1 проблема, пов'язана з тривалими коливаннями гідравлічного тиску, наприклад, коливаннями, які відбуваються протягом проміжків часу, які становлять 1 секунду і більше, усувається за допомогою керуючого пристрою 30, який керує насосом 18. Проблема великих і несподіваних піків тиску, що викликаються, наприклад, випадковим предметом, усувається за допомогою керуючого пристрою 30, який керує клапаном 22 скидання тиску. Фіг. 2а схематично ілюструє тиск робочої гідравлічної рідини, виміряний датчиком тиску, аналогічним датчику 34, при роботі конусної дробарки, яка аналогічна конусній дробарці 2, 3 UA 100885 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 відповідно до ідей попереднього рівня техніки. По осі Y графіка за фіг. 2а відкладений тиск Р, виражений в Паскалях, а по осі Х графіка відкладений час в секундах. Повний проміжок часу, який проілюстрований на графіку за фіг. 2а, становить приблизно 1 секунду. При аналізі кривої тиску за фіг. 2а було встановлено, що вона містить три складові. Фіг. 2b ілюструє першу складову тиску, а саме середній робочий тиск. Високий середній робочий тиск характеризує ефективну роботу конусної дробарки, означаючи більш високі ступені зменшення розміру скельної породи/каменю, і з цієї причини бажано підтримувати середній робочий тиск як можна вищим. На середній робочий тиск накладені інші, небажані складові, як буде проілюстровано з посиланням на фіг. 2с і 2d. Фіг. 2с ілюструє другу складову тиску, а саме те, що може бути названо синхронною або синусоїдальною/гармонічною складовою. Синусоїдальна складова викликається обертальним рухом вертикального вала, що обумовлює появу синусоїдальної складової, яка має таку ж частоту, як частота обертання вертикального вала. Отже, період синусоїдальної складової відповідає одному обороту ексцентрика, що забезпечує обертання вертикального вала. Синусоїдальна складова викликається головним чином нерівномірним розподілом матеріалу, який подається в дробарку, геометричним ексцентриситетом кожуха, що дробить, і/або корпусу дробарки і т. д. Якщо, наприклад, велика частина матеріалу, який підлягає дробленню, подана з одного боку зазору, то тиск буде мати пік, відповідний у часі випадкам, коли зазор в результаті обертального руху вертикального вала має найменшу ширину з вказаного одного боку. Піки синусоїдальної складової, позначені Т на фіг. 2с, відповідають найвищим рівням тиску в конусній дробарці і призводять до виникнення найбільшого навантаження, діючого на конусну дробарку. Керуючий пристрій, який керує роботою відомої конусної дробарки, виконаний з можливістю керування гідравлічним насосом, що аналогічний насосу 18, для подачі гідравлічного робочого тиску, який є як можна вищим, без нанесення шкоди конусній дробарці. Піки Т синусоїдального тиску звичайно визначає верхня межа подібного гідравлічного робочого тиску. Фіг. 2d ілюструє третю складову тиску, а саме високочастотну складову. Дана складова зумовлена характером самого процесу дроблення. Як можна бачити з фіг. 2d, амплітуда третьої складової досить мала в порівнянні з другою складовою, проілюстрованою з посиланням на фіг. 2с. Проте, оскільки три складові насправді складаються одна з одною, третя складова також складається з піками синусоїдальної складової, тим самим спричиняючи додаткове посилення коливань тиску. Даний винахід стосується дробарної системи 1, в якій коливання тиску, які викликаються другою складовою, тобто, синхронною або синусоїдальною складовою, і третьою складовою, тобто, високочастотною складовою, мінімізуються і, в якій перша складова, тобто, середній робочий тиск, може бути максимізована, так, що конусна дробарка 2 буде працювати ефективним чином без піддавання її великим утомним навантаженням. У дробарній системі 1 акумулятор 26 має особливу конструкцію, яка повинна забезпечувати можливість відфільтровувати малі і швидкі зміни тиску, тобто, зміни тиску, які не можуть «оброблятися» ні насосом 18, ні клапаном 22 скидання тиску. Можливість виконання даної функції акумулятора 26 була забезпечена за допомогою конструкції акумулятора 26, яка буде описана надалі і забезпечує підвищену ефективність дроблення і збільшений термін служби конусної дробарки 2 завдяки зменшеним коливанням тиску. Фіг. 3 ілюструє акумулятор 26 більш детально. Акумулятор 26 містить корпус 40 акумулятора, який з’єднаний з трубою 20, описаною вище з посиланням на фіг. 1, за допомогою з'єднувальної труби 42. Корпус 40 акумулятора має гнучку внутрішню мембрану 44, яка відділяє камеру 46 для робочої гідравлічної рідини від камери 48 для газу під тиском. Труба 20 з’єднана з гідравлічним циліндром 10, проілюстрованим вище з посиланням на фіг. 1. Таким чином, зміни тиску, які відбуваються в гідравлічному циліндрі 10 в результаті дроблення матеріалу в конусній дробарці 2, будуть поширюватися по трубі 20 і далі по з'єднувальній трубі 42 і будуть впливати на камеру 46 для робочої гідравлічної рідини, передбачену в корпусі 40 акумулятора. Перший параметр в конструкції акумулятора 26 являє собою тиск попереднього навантаження. Камера 48 для газу під тиском заповнена газом, який часто являє собою газоподібний азот, але також може являти собою повітря або інший газ. Тиск попереднього навантаження в акумуляторі 26 являє собою тиск газу в камері 48 для газу під тиском, коли камера 46 для робочої гідравлічної рідини абсолютно пуста. Коли тиск попереднього навантаження прикладений до камери 48 для газу під тиском і камера 46 для робочої гідравлічної рідини знаходиться під тиском, більш низьким, ніж тиск попереднього навантаження, гнучка внутрішня мембрана 44 буде примусово зміщуватися під дією газу під тиском у бік нижньої частини корпусу 40 акумулятора, тобто, до місця, в якому з'єднувальна 4 UA 100885 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 труба 42 з’єднана з корпусом 40 акумулятора, і всередині корпусу 40 акумулятора по суті не буде жодної робочої гідравлічної рідини. Отже, коли тиск в гідравлічній системі 16 буде нижчим за тиск попереднього навантаження, акумулятор 26 не працює. Тиск попереднього навантаження заданий на рівні такої величини, щоб акумулятор 26 активно функціонував під час роботи конусної дробарки 2. Таким чином, тиск попереднього навантаження, переважно, щонайменше на 0,3 МПа нижчий за найнижчі середні робочі тиски в конусній дробарці 2. В деяких випадках робота при найнижчому середньому робочому тиску має місце виключно рідко. У подібних випадках тиск попереднього навантаження може бути заданий таким, що він буде щонайменше на 0,3 МПа нижчим, ніж нормальний середній робочий тиск в конусній дробарці 2. Переважно, тиск попереднього навантаження повинен бути на 0,31,0 МПа нижчим, ніж найнижчий середній робочий тиск, або на 0,3-1,0 МПа нижчим, ніж нормальний середній робочий тиск в конусній дробарці 2, в залежності від обставин. Таким чином, якщо конусна дробарка 2 буде працювати при середньому робочому тиску в діапазоні 35 МПа (абсолютному тиску), тобто, при найнижчому середньому робочому тиску (абсолютному тиску), що становить 3 МПа, то тиск попереднього навантаження (абсолютний тиск) в акумуляторі 26 повинен становити, наприклад, максимум 2,7 МПа. Якщо, з одного боку, робота при найнижчому середньому робочому тиску (абсолютному тиску), що становить 3 МПа, має місце досить рідко, і дробарка звичайно працює при середньому робочому тиску (абсолютному тиску), який становить 4 МПа, то тиск попереднього навантаження в акумуляторі 26 може максимально становити 3,7 МПа (абсолютного тиску). Як очевидно з вищевикладеного, завдяки заданому тиску попереднього навантаження акумулятор 26 буде функціонувати для ослаблення коливань тиску, які в більшій або меншій мірі безперервно відбуваються в гідравлічному циліндрі 10 в результаті звичайного процесу дроблення. Оскільки тиск попереднього навантаження в акумуляторі 26 щонайменше на 0,3 МПа нижчий середніх робочих тисків, під час нормальної роботи конусної дробарки 2 в камері 46 для робочої гідравлічної рідини в акумуляторі 26 завжди буде знаходитися деяка кількість робочої гідравлічної рідини, так, що як підвищення, так і пониження гідравлічного тиску в гідравлічному циліндрі 10 може бути зменшене. Як проілюстровано, наприклад, на фіг. 1, відсутній клапан або аналогічний пристрій, розташований в трубі 20 між гідравлічним циліндром 10 і акумулятором 26, що означає, що акумулятор 26 буде знаходитися в постійному контакті по гідравлічному текучому середовищу з гідравлічним циліндром 10 під час нормальної роботи дробарної системи 1 при дробленні і буде функціонувати для ослаблення коливань нормального тиску, які відбуваються в гідравлічному циліндрі 10. Відповідно до альтернативного варіанта здійснення, також проілюстрованого з посиланням на фіг. 1, тиск попереднього навантаження в акумуляторі 26 може бути змінним. На фіг. 1 система 27 подачі газоподібного азоту під тиском схематично проілюстрована пунктирними лініями. Керуючий пристрій 30 може бути виконаний з можливістю керування системою 27 подачі газоподібного азоту під тиском для подачі відповідного тиску азоту в камеру 48 для газу під тиском в акумуляторі 26. Отже, керуючий пристрій 30 може бути виконаний з можливістю регулювання тиску попереднього навантаження в акумуляторі 26 так, що тиск попереднього навантаження завжди буде нижчим фактичного середнього робочого тиску в даному конкретному випадку. Наприклад, якщо керуючий пристрій 30 на основі інформації від датчика 34 тиску визначить, що середній робочий тиск (абсолютний тиск) становить 4 МПа, то він може видати команду системі 27 подачі газоподібного азоту під тиском на подачу тиску попереднього навантаження (абсолютного тиску), що становить 3,5 МПа, в акумулятор 26. У іншому випадку керуючий пристрій 30 розраховує середній робочий тиск (абсолютний тиск), який становить 3,7 МПа, і потім видає команду системі 27 подачі газоподібного азоту під тиском на подачу тиску попереднього навантаження (абсолютного тиску), що становить 3,2 МПа, в акумулятор 26. Отже, незалежно від фактичного середнього робочого тиску, керуючий пристрій 30 відповідно до даної опції буде забезпечувати те, що тиск попереднього навантаження в акумуляторі 26 завжди буде нижчим середнього робочого тиску і буде відповідати середньому робочому тиску, який розглядається. Потрібно розуміти, що зміни тиску попереднього навантаження звичайно здійснюють до початку роботи дробарки 2. Тим не менше, зміни тиску попереднього навантаження також можуть бути виконані під час роботи конусної дробарки 2, при цьому в цьому випадку в керуючому пристрої 30 повинна бути врахована та обставина, що робоча гідравлічна рідина знаходиться під тиском, який перевищує атмосферний тиск, при визначенні тиску газу, що підлягає подачі в камеру 48 для газу під тиском в акумуляторі 26. Додаткова опція включає в себе перекриваючий пристрій в з'єднувальній трубі 42, так, що акумулятор 26 може бути тимчасово ізольований/відсічений, коли тиск в гідравлічній системі 16 буде дуже низьким, при цьому «дуже низький» означає, що тиск в гідравлічній системі 16 буде такий, що 5 UA 100885 C2 5 10 15 20 25 30 майже дорівнює тиску попереднього навантаження, або буде нижчий тиску попереднього навантаження в акумуляторі 26, для уникнення ситуації, при якій гнучка внутрішня мембрана 44 акумулятора 26 буде продовжувати стикатися з нижньою частиною корпусу 40 акумулятора 40, що викликає ризик пошкодження мембрани 44. Фіг. 4а ілюструє криву Р тиску робочої гідравлічної рідини, яка утворюється в результаті роботи при наявності акумулятора, що має тиск РР попереднього навантаження, який вищий фактичного середнього робочого тиску М в дробарці. У порівнянні з кривою тиску, проілюстрованою на фіг. 2а, найбільші піки «відсічені» за допомогою даного акумулятора, але тиск як і раніше змінюється в значних межах. Фіг. 4b ілюструє криву Р тиску робочої гідравлічної рідини, яка утворюється в результаті роботи при наявності акумулятора 26, проілюстрованого на фіг. 1, що має тиск РР попереднього навантаження, який приблизно на 0,5 МПа нижчий найнижчого середнього робочого тиску LM, відповідно до принципів задання переважних тисків попереднього навантаження, як описано вище. У випадку, проілюстрованому на фіг. 4b, фактичний середній робочий тиск М буде вищий найнижчого середнього робочого тиску LM. Як можна бачити при розгляді фіг. 4b, акумулятор 26 забезпечує одержання в результаті кривої Р тиску робочої гідравлічної рідини дуже плавного вигляду. Подібний плавний характер зміни тиску забезпечує зменшення утомних напружень в конусній дробарці 2, а також забезпечує можливість роботи при більш високому середньому робочому тиску без перевищення максимальних меж тиску. Для забезпечення належної роботи акумулятора 26 також переважно, щоб акумулятор 26 мав дуже швидку реакцію на зміни тиску. Під цим розуміється те, що зміни об'єму робочої гідравлічної рідини в акумуляторі 26 повинні відбуватися якнайшвидше після того, як в гідравлічному циліндрі 10 сталася зміна тиску, що було описано вище з посиланням на фіг. 1. Частота власних коливань акумулятора 26 залежить від маси робочої гідравлічної рідини всередині корпусу 40 акумулятора і в з'єднувальній трубі 42, при цьому обидва даних елементи були проілюстровані вище з посиланням на фіг. 3, і від динамічної жорсткості акумулятора 26 в робочій точці. Частота власних коливань акумулятора 26 повинна бути суттєво вищою за частоту обертання ексцентрика 39, проілюстрованого вище з посиланням на фіг. 1. Частота власних коливань акумулятора 26 може бути розрахована виходячи з наступного рівняння: 2 P A p [рівняння 1.1] V m У дане рівняння включені наступні параметри: а - частота власних коливань акумулятора 26, що включає в себе з'єднувальну трубу 42, одиниця вимірювання: [рад/с]; Ар - площа поперечного перерізу з'єднувальної труби 42, див. фіг. 3, одиниця вимірювання: 2 [м ]; m - маса робочої гідравлічної рідини в з'єднувальній трубі 42, включаючи робочу гідравлічну рідину в камері 46 для рідини, одиниця вимірювання: [кг]; Р/V – відношення зміни тиску до зміни об'єму газу в акумуляторі при певному середньому 3 тиску, одиниця вимірювання: [Па/м ]. Фіг. 5а ілюструє залежність між об'ємом газу в камері 48 для газу в акумуляторі 26 і тиском 3 газу в камері 48 для газу. Отже, по осі х відкладений об'єм газу в м , а по осі у - тиск в Па. Суцільна крива ілюструє залежність між тиском і об'ємом газу в камері 48 для газу. Тиск попереднього навантаження був позначений праворуч на кривій. При тиску попереднього навантаження об'єм газу в камері 48 для газу є максимальним. Вираз Р/V у вищенаведеному рівнянні 1.1 розраховують як похідну функції залежності об'єму від тиску, представленої кривої за фіг. 5а, при середньому тиску. Дана похідна проілюстрована прямою пунктирною лінією на фіг. 5а. Отже, вираз Р/V до деякої міри залежить від середнього робочого тиску. При розрахунку а відповідно до рівняння 1.1 звичайно найкраще розраховувати Р/V при середньому робочому тиску, який знаходиться між максимальним і мінімальним середнім робочим тиском, при яких дробарка буде нормально працювати. Отже, якщо дробарка може працювати при середньому робочому тиску, який становить 3-5 МПа, вираз Р/V, переважно, розраховується при середньому робочому тиску, що становить 4 МПа. Частота власних коливань акумулятора 26 задана такою, щоб вона відповідала наступній умові: а>102fr [рівняння 1.2] У дане рівняння включені наступні параметри: a  35 40 45 50 55 6 UA 100885 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 а - частота власних коливань акумулятора 26, що включає в себе з'єднувальну трубу 42, одиниця вимірювання: [рад/с]; fr - число обертів за секунду ексцентрика 39, див. фіг. 1, одиниця вимірювання: [Гц]. У цьому випадку частота а власних коливань акумулятора 26, виражена в рад/с, задана такою, щоб вона була щонайменше в 10 разів більшою частоти обертання ексцентрика 39 (розрахованої як число обертів за секунду, помножене на 2π), вираженої в рад/с, тобто, щоб вона була щонайменше в 10 разів більшою частоти обертального руху вертикального вала 8, вираженої в рад/с. В конусній дробарці 2 число обертів за секунду ексцентрика 39, як правило, становить 3-7 обертів за секунду. Фіг. 5b ілюструє ситуацію, в якій частота а власних коливань акумулятора 26 є дуже низькою, тобто, вона суттєво в більшій мірі, ніж в 10 разів, менша частоти обертання ексцентрика 39, вираженої в рад/с. Як можна бачити з фіг. 5b, фактичний робочий тиск Р коливається значною мірою навколо середнього робочого тиску М. Фіг. 5с ілюструє ситуацію, в якій частота а власних коливань акумулятора 26 відповідає вимозі рівняння 1.2. Як можна бачити з порівняння з фіг. 5b, на фіг. 5с майже немає жодного сліду синусоїдальної форми, яка значною мірою помітна на фіг. 5b. Таким чином, робочий тиск Р на фіг. 5с завжди досить близький до середнього робочого тиску М. Додаткова умова забезпечення короткого часу реагування акумулятора 26 полягає в тому, що акумулятор 26 повинен бути розташований близько від гідравлічного циліндра 10. Повинна виконуватися наступна умова: Lv/(20fr) [рівняння 2.1] У дане рівняння включені наступні параметри: v - швидкість звуку в робочій гідравлічній рідині, одиниця вимірювання: [м/с]; fr - число обертів за секунду ексцентрика, див. фіг. 1, одиниця вимірювання: [Гц]; L - відстань, видима вздовж шляху робочої гідравлічної рідини між гідравлічним циліндром 10 і акумулятором 26, які обидва були описані з посиланням на фіг. 1, одиниця вимірювання: [м]. Відстань L також схематично проілюстрована на фіг. 1. Оскільки хвиля тиску, утворена в гідравлічному циліндрі 10, має кінцеву швидкість, акумулятору 26 знадобиться деякий час для реагування на зміну тиску, що має місце в гідравлічному циліндрі 10, в результаті чого виникає запізнення реакції. Рівняння 2.1 визначає конструкцію, яка забезпечує мале запізнення реагування і, таким чином, швидку реакцію акумулятора 26 на коливання тиску, що відбуваються в гідравлічному циліндрі 10. Фіг. 6 схематично ілюструє систему, утворену акумулятором 26 і вертикальним валом 8 конусної дробарки 2, причому в цьому випадку вертикальний вал 8 включає в себе вагу конуса 4 дробарки і кожуха 6 дробарки. Як проілюстровано, акумулятор 26 знаходиться в постійному сполучені за гідравлічним текучим середовищем з гідравлічним циліндром 10 під час нормальної роботи дробарної системи при дробленні і буде функціонувати для ослаблення коливань нормального тиску, що відбуваються в гідравлічному циліндрі 10. Дробарна система 1 за фіг. 1 повинна мати конструкцію, що дозволяє запобігти коливанням системи, утвореної за допомогою взаємодії між акумулятором 26 і вертикальним валом 8. Як проілюстровано на фіг. 6, сила F створюється за рахунок дроблення матеріалу в конусній дробарці. Дана сила діє на вертикальний вал 8, який, в свою чергу, взаємодіє з гідравлічним циліндром 10. Сила F має синусоїдальну складову при частоті обертання ексцентрика 39, як проілюстровано вище на фіг. 2с. Якщо частота власних коливань системи, утвореної вертикальним валом 8, конусом 4 дробарки, кожухом 6 дробарки, гідравлічним циліндром 10, акумулятором 26 і трубами 20, 42, буде дуже низькою і близькою до частоти обертання ексцентрика 39, тобто, дуже близькою до частоти обертального руху вертикального вала 8, то існує ризик резонансу системи, що призводить до великих коливань. Частота власних коливань системи може бути розрахована таким чином: 2 P A h [рівняння 3.1] V M У дане рівняння включені наступні параметри: n - частота власних коливань системи, що включає в себе вертикальний вал 8, конус 4 дробарки, кожух 6 дробарки і акумулятор 26, одиниця вимірювання: [рад/с]; Аh - площа поперечного перерізу поршня гідравлічного циліндра 10, див. фіг. 6, одиниця 2 вимірювання: [м ]; M - повна маса вертикального вала 8, конуса 4 дробарки і кожуха 6 дробарки, одиниця вимірювання: [кг]; n  55 7 UA 100885 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Р/V – відношення зміни тиску до зміни об'єму завдяки акумулятору 26, роз'яснене вище з 3 посиланням на фіг. 5а, одиниця вимірювання: [Па/м ]. Частота власних коливань системи, що включає в себе вертикальний вал 8, конус 4 дробарки, кожух 6 дробарки і акумулятор 26, задана такою, щоб вона відповідала наступній умові: n>4fr [рівняння 3.2] У дане рівняння включені наступні параметри: n - частота власних коливань системи, що включає в себе вертикальний вал 8, конус 4 дробарки, кожух 6 дробарки і акумулятор 26, одиниця вимірювання: [рад/с]; fr - число обертів за секунду ексцентрика 39, (див. фіг. 1), одиниця вимірювання: [Гц]. Отже, власна частота n системи, що містить вертикальний вал 8, конус 4 дробарки, кожух 6 дробарки і акумулятор 26, задана такою, щоб вона приблизно в 2 рази перевищувала частоту обертання ексцентрика 39 (розраховану як число обертів за секунду, помножене на 2π), виражену в рад/с, тобто, щоб вона була приблизно в 2 рази більше частоти обертального руху вертикального вала 8, вираженої в рад/с. Фіг. 7а ілюструє ситуацію, в якій власна частота n (частота n власних коливань) системи, що містить вертикальний вал 8, конус 4 дробарки, кожух 6 дробарки і акумулятор 26, є дуже низькою, тобто, вона в значно більшій мірі, ніж в 2 рази, менша частоти обертання ексцентрика 39, вираженої в рад/с. Як показано на фіг. 7а, фактичний робочий тиск Р коливається значною мірою навколо середнього робочого тиску М. При порівнянні фіг. 7а і 2а можна бачити, що насправді робочий тиск має більший розмах коливань при такому акумуляторі неправильної конструкції, що проілюстровано з посиланням на фіг. 7а, в результаті явища резонансу, ніж в тому випадку, коли взагалі не використовується жодний акумулятор, як проілюстровано на фіг. 2а. Фіг. 7b ілюструє ситуацію, в якій частота n власних коливань системи, що містить вертикальний вал 8, конус 4 дробарки, кожух 6 дробарки і акумулятор 26, відповідає вимозі рівняння 3.2. Як можна бачити з порівняння з фіг. 7а, на фіг. 7b взагалі немає жодного резонансу, і синусоїдальна складова, проілюстрована вище з посиланням на фіг. 2с, була майже повністю демпфірована. Таким чином, робочий тиск Р постійно буде досить близьким до середнього робочого тиску М. При належній конструкції акумулятора 26, виконаній відповідно до умов, описаних вище, він буде працювати як пружина, яка забезпечує загасання коливань тиску. Коли має місце нерівномірна подача матеріалу, розділення матеріалу на дрібні і великі фракції на завантажувальному стрічковому транспортері і геометричний ексцентриситет кожуха 6 дробарки і/або корпусу 14 дробарки, тиск в гідравлічному циліндрі 10 має тенденцію до коливання, як описано вище з посиланням на фіг. 2а-2d. Піки тиску в гідравлічному циліндрі 10 зменшуються за допомогою робочої гідравлічної рідини, що проходить з гідравлічного циліндра 10 в акумулятор 26. Падіння тиску в гідравлічному циліндрі 10 зменшуються за допомогою робочої гідравлічної рідини, що проходить з акумулятора 26 в гідравлічний циліндр 10. Отже, тиск в гідравлічному циліндрі 10 підтримується більш рівномірним в порівнянні з попереднім рівнем техніки. Об'єм акумулятора 26 не був описаний детально. Об'єм акумулятора 26 залежить від об'єму робочої гідравлічної рідини, яка буде надходити в акумулятор 26 або виходити з акумулятора 26, коли акумулятор 26 забезпечує ослаблення коливань тиску. Таким чином, об'єм акумулятора 26 буде залежати від розміру дробарки і очікуваної величини коливань тиску, які повинні бути ослаблені. Фахівець в даній галузі техніки за допомогою звичайних експериментів зможе визначити відповідний об'єм акумулятора для певного типу дробарки. Як описано вище, акумулятор 26 забезпечує більш рівномірний тиск в гідравлічному циліндрі 10, що призводить до збільшеного терміну служби дробарки в результаті зменшених утомних напружень в конусній дробарці 2. Крім того, як альтернатива збільшеному терміну служби або в поєднанні з ним можна забезпечити роботу конусної дробарки 2 при більш високому робочому тиску, в результаті чого забезпечується підвищена ефективність дроблення в конусній дробарці 2. З сильними і раптовими змінами тиску «справляється» клапан 22 скидання тиску, як було згадано вище. Як альтернатива керуючому пристрою 30, керуючим клапаном 22 скидання тиску, клапан 22 скидання тиску може являти собою автоматичний клапан, який автоматично відкривається при певному тиску. У ситуаціях, коли подача матеріалу в конусну дробарку 2 раптово припиняється, тиск в гідравлічному циліндрі 10 швидко падає. У такій ситуації акумулятор 26 забезпечує переміщення робочої гідравлічної рідини в гідравлічний циліндр 10, що може спричинити 8 UA 100885 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 переміщення вертикального вала 8 у вертикальному напрямку вгору. Подібне вертикальне переміщення небажане, оскільки воно може викликати контакт між кожухом 6 дробарки і корпусом 14 дробарки. У цьому випадку керуючий пристрій 30, переважно, буде виконаний з можливістю, крім реалізації вищевказаної функції відкривання клапана 22 скидання тиску в ситуаціях, коли тиск робочої гідравлічної рідини буде вище заданого тиску, забезпечення відкривання клапана 22 скидання тиску, коли ширина зазору 12 буде менша заданого граничного значення, так, що робоча гідравлічна рідина з акумулятора 26 буде зливатися в резервуар 24 замість переміщення її в гідравлічний циліндр 10 в таких ситуаціях, коли вертикальний вал 8 має тенденцію переміщуватися вгору. Потрібно розуміти, що в межах об'єму претензій прикладеної формули винаходу можливі численні модифікації варіантів здійснення, описаних вище. Вище було описано ослаблення коливань тиску в конусній дробарці. Потрібно розуміти, що даний винахід також може бути використаний для дробарок інших типів, в яких щонайменше одна поверхня, що дробить, з’єднана з гідравлічним циліндром, коливання тиску в якому повинні бути ослаблені. Даний винахід також може бути застосований для дробарок, в яких дві або більше поверхонь, що дроблять, з’єднані з окремими гідравлічними циліндрами. Вище було описано, що акумулятор 26 знаходиться в постійному контакті по гідравлічному текучому середовищу з гідравлічним циліндром 10 для забезпечення функціонування акумулятора 26 для ослаблення коливань тиску, що відбуваються під час нормальної операції дроблення. Як було розкрито, див., наприклад, фіг. 1 і фіг. 6, акумулятор 26 з’єднаний безпосередньо з гідравлічним циліндром 10, і відсутній будь-який клапан, розташований в трубі 20 між гідравлічним циліндром 10 і акумулятором 26. Потрібно розуміти, що відсічний клапан може бути розміщений в даній трубі 20 або більш переважно в з'єднувальній трубі 42 з метою ізоляції акумулятора 26 від гідравлічної системи 16, коли обслуговування або ремонт повинні бути виконані для акумулятора 26. Крім того, потрібно розуміти, що при перекритті подібного відсічного клапана акумулятор 26 не буде виконувати жодні функції ослаблення, що означає, що періоди, протягом яких подібний відсічний клапан буде перекритий, повинні бути як можна більш короткими. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Дробарна система, яка містить першу поверхню (6), що дробить, і другу поверхню (14), що дробить, для дроблення матеріалу між ними, гідравлічну систему (16) для регулювання зазору (12) міжпершою поверхнею (6), що дробить, і другою поверхнею (14), що дробить, шляхом регулювання положення першої поверхні (6), що дробить, за допомогою гідравлічного циліндра (10), з'єднаного з першою поверхнею (6), що дробить, яка відрізняється тим, що гідравлічна система (16) додатково містить акумулятор (26), з'єднаний з гідравлічним циліндром (10) за допомогою труби (20, 42) для робочої гідравлічної рідини, і містить камеру (46) для робочої гідравлічної рідини і камеру (48) для газу, відділену від камери (46) для робочої гідравлічної рідини, причому акумулятор (26) має тиск попереднього навантаження, який являє собою тиск в камері (48) для газу, коли камера (46) для робочої гідравлічної рідини пуста, і який щонайменше на 0,3 МПа нижчий, ніж середній робочий тиск в гідравлічному циліндрі (10), так, що акумулятор (26) виконаний з можливістю активно функціонувати, і коливання гідравлічного тиску, який створюється в гідравлічному циліндрі (10) під час роботи дробарної системи (1), ослаблюються. 2. Дробарна система за п. 1, в якій тиск попереднього навантаження в акумуляторі (26) на 0,31 МПа нижчий, ніж середній робочий тиск в гідравлічному циліндрі (10). 3. Дробарна система за п. 1 або 2, в якій частота ωа власних коливань акумулятора (26) відповідає умові: ωа>10*2π*fr, де: fr - число обертів за секунду ексцентрика (39), виконаного з можливістю забезпечення обертання щонайменше однієї з першої і другої поверхонь (6, 14), що дроблять. 4. Дробарна система за будь-яким з пп. 1-3, в якій відстань L, видима вздовж шляху (20, 42) робочої гідравлічної рідини між гідравлічним циліндром (10) і акумулятором (26), відповідає умові: L≤v/(20*fr), де: v - швидкість звуку в робочій гідравлічній рідині і 9 UA 100885 C2 5 10 15 20 25 30 fr - число обертів за секунду ексцентрика (39), виконаного з можливістю забезпечення обертання щонайменше однієї з першої і другої поверхонь (6, 14), що дроблять. 5. Дробарна система за будь-яким з пп. 1-4, в якій частота ωn власних коливань системи, яка включає в себе акумулятор (26) і масу (4, 6, 8), переміщувану за допомогою гідравлічного циліндра (10), відповідає умові: ωn>4π*fr, де: fr - число обертів за секунду ексцентрика (39), виконаного з можливістю забезпечення обертання щонайменше однієї з першої і другої поверхонь (6, 14), що дроблять. 6. Дробарна система за будь-яким з пп. 1-5, яка містить керуючий пристрій (30) для регулювання тиску попереднього навантаження в акумуляторі (26) з урахуванням фактичного середнього робочого тиску в гідравлічному циліндрі (10). 7. Дробарна система за будь-яким з пп. 1-6, яка містить конусну дробарку (2), гідравлічний циліндр (10) для регулювання вертикального положення конуса (4) дробарки, призначеного для опори першої поверхні (6), що дробить. 8. Спосіб дроблення матеріалу між першою поверхнею (6), що дробить, і другою поверхнею (14), що дробить, при цьому гідравлічна система (16) виконана з можливістю регулювання зазору (12) між першою поверхнею (6), що дробить, і другою поверхнею (14), що дробить, шляхом регулювання положення першої поверхні (6), що дробить, за допомогою гідравлічного циліндра (10), з'єднаного з першою поверхнею (6), що дробить, який відрізняється тим, що коливання гідравлічного тиску, які утворюються в гідравлічному циліндрі (10), ослаблюються за допомогою акумулятора (26), що контактує за допомогою робочої гідравлічної рідини з гідравлічним циліндром (10), причому акумулятор (26) містить камеру (46) для робочої гідравлічної рідини і камеру (48) для газу, що відділена від камери (46) для робочої гідравлічної рідини і має тиск попереднього навантаження, який являє собою тиск в камері (48) для газу, коли камера (46) для робочої гідравлічної рідини пуста, і який щонайменше на 0,3 МПа нижчий, ніж середній робочий тиск в гідравлічному циліндрі (10). 9. Спосіб дроблення матеріалу за п. 8, в якому тиск попереднього навантаження в акумуляторі (26) на 0,3-1 МПа нижчий, ніж середній робочий тиск в гідравлічному циліндрі (10). 10. Спосіб дроблення матеріалу за п. 8 або 9, в якому фактичний тиск попереднього навантаження акумулятора (26) регулюють з урахуванням фактичного середнього робочого тиску в гідравлічному циліндрі (10). 10 UA 100885 C2 11 UA 100885 C2 12 UA 100885 C2 13 UA 100885 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 14