发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于超声波的油页岩颗粒破碎装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

这种基于超声波的油页岩颗粒破碎装置包括块状油页岩入料区、破碎仓固定保护壳、超声波发生器集合仓、超声波联合高频切削破碎仓、粉状颗粒储料仓、油页岩颗粒“V”形出料区；块状油页岩入料通道下端径直部分放置开合防尘挡板，入料过程受颗粒重力作用向下开合，结束静置时自动闭合，防止破碎仓中颗粒细粉溢出；破碎仓保护壳下板固定六组超声波发生器，每组超声波发生器沿换能器外壳竖直向下与超声波激励器通过电缆线相连，破碎仓固定保护壳内的数控电源电经超声波发生器生成高频交流电信号驱动超声波换能器产生高频震动；破碎仓设置切削轮、切削叶片、超声波激励器、环形导线通道、位移放大器、压电陶瓷换能器，切削轮沿轴向转动带动切削叶片高速旋转，配合携带齿槽的振协板与仓内块状颗粒非线性接触，利用合理共振破碎内部油页岩颗粒。

根据上述技术方案，换能器内壁排布六块振协板，振协板第一齿槽端固定在换能器外壳内壁上，第二齿槽端可做自由圆弧运动，做离心运动的块状油页岩作用在振协板内槽面，振协板齿槽面受到不均匀向外推靠力，会不同程度沿压力向外做圆弧运动，振协板背部受到超声波激励器与位移放大器支撑，3/4球体配合振针进行原位小幅度倾斜，给予振协板接触大块油页岩垂直于轴向的位移退让，使大块油页岩可通过第一齿槽的激励破碎，经旋转带动到第二齿槽，继而旋转转动到下一块振协板上，防止切削叶片与振协板的颗粒堵塞，损坏装置。

根据上述技术方案，大块油页岩从第一齿槽到第二齿槽移动过程中受到来自振协板的高频超声震动，大块油页岩承受高频周期性动力载荷的作用，此时疲劳破碎发挥作用，大块油页岩内部薄弱区域在应变力的作用下，逐渐发生损伤积累，进一步产生微小裂纹，此损伤积累过程在六块振协板循环运动时不断累计，当裂纹扩展达到一定程度后发生断裂，从局部区域开始损伤积累，到最终整体破碎。

根据上述技术方案，振协板配合切削叶片实现机械破碎，高频冲击切削叶与振协板同时接触油页岩时，刀刃面作用非常小区域，产生强大的瞬时冲击应力；第一齿槽与第二齿槽设置不用规格牙齿，在旋转作用下冲击接触区产生不同大小的拉应力和剪切力，同时超声波震动作用带动振协板做轴向振动，同步旋转切削和高频超声波能量冲击，使得不同大小粒度油页岩颗粒达到破碎效果，也实现油页岩颗粒粒径的逐渐减小。

根据上述技术方案，破碎仓底部设置滤筛板，被粉碎的油页岩颗粒分筛进入颗粒储料仓，所述储料仓下端安装重力感受器，收集定量颗粒油页岩重力感受器向下打开，开合频率与后续油页岩热解速率相匹配。

根据上述技术方案，油页岩颗粒破碎仓连接“V”形出料仓，出料仓内部空间从上向下口径逐渐减小，仓内颗粒缓速渗流，有效控制出料仓内油页岩颗粒出料流动速度，实现在上部装置间歇破碎的同时下部装置的持续不间断出料，给后续油页岩持续热解提供条件。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明设计的六组超声波装置、高频交流脉冲集成装置、切削齿等为油页岩破碎提供条件，六组超声波装置协同配合，加快油页岩颗粒疲劳损伤，减小破碎输出时长，优化颗粒破碎效果，提升油页岩破碎效率。

2.本发明破碎仓中轴部分设置切削轮和切削叶片，环六边形放置六组振协板，振协板的推靠作用联合切削轮的旋转切力，确保分散块状页岩在高速旋转破碎过程装置的振协平衡性能。

3.本发明下部“V”形出料仓口径由上到下逐渐减小，颗粒缓慢渗流，实现上部间歇破碎的同时出料口持续出料，确保后续油页岩不间断热解。

4.本发明采用超声波高频破碎油页岩颗粒技术，超声波作用在振协板容易实现，利用合理共振能量来提升破碎颗粒效率，降低切削轮机械能耗，一定程度上减少叶片磨损，降低能耗。