冲击波碎石机冲击式的结构特征

HX型立式冲击破碎机由进料斗、分料器、涡动破碎腔、叶轮体、主轴总成、底座、传动装置及电机等七部分组成。

1、进料斗

进料斗的结构为一倒立的棱台体(或圆筒体)，进料口设置耐磨环，从给料设备的来料经给料斗进入破碎机。

2、分料器

分料器安装在涡动破碎腔的上部,分料器的作用就是将从给料斗来料进行分流,使一部分物料经由中心入料管直接进入叶轮被逐渐加速到较高速度抛射出去，使另一部分物料从中心入料管的外侧，旁路进入涡动破碎腔内叶轮的外侧，被从叶轮抛射出来的高速度物料冲击破碎，不增加功率消耗，增大生产能力，提高破碎效率。

3、涡动破碎腔

涡动破碎腔的结构形状为上、下两段圆柱体组成的环形空间，叶轮在涡动破碎腔内高速旋转，涡动破碎腔内也能驻留物料，形成物料衬层，物料的破碎过程发生在涡动破碎腔内，由物料衬层将破碎作用涡动破碎腔壁隔开，使破碎作用仅限于物料之间，起到耐磨自衬的作用。观察孔是观察叶轮流道发射口处耐磨块的磨损情况及涡动破碎腔顶部衬板的磨损情况，破碎机工作时必须将观察孔密封关严。分料器固定在涡动破碎腔的上部圆柱段。叶轮高速旋转产生气流，在涡动破碎腔内通过分料器、叶轮形成内部自循环系统。

4、叶轮

叶轮结构由特殊材料制作的一空心圆柱体，安装在主轴总成上端轴头上，用圆锥套和键联接传递钮距，高速旋转，叶轮是HX立式冲击破碎机的关键元件。物料由叶轮上部分料器的中心入料管进入叶轮的中心。由叶轮中心的布料锥体将物料均匀的分配到叶轮的各个发射流道，在发射流道出口，安装有特殊材料制成的耐磨块，可以更换。叶轮将物料加速到60~75m/s速度抛射出去，冲击到涡动破碎腔内的物料衬层，进行强烈的自粉碎，在锥帽和耐磨块之间装有上、下流道板，保护叶轮不受磨损。

5、主轴总成

主轴总成安装在底座上，用以传递电动机经由三角皮带传来的动力及支撑叶轮旋转运动。主轴总成由轴承座、主轴、轴承等组成。

6、底座

涡动破碎腔、主轴总成、电动机、传动装置均安装在底坐上，底座结构形状，中部为四棱柱空间，四棱柱空间的中心，用于安装主轴总成，两侧形成排料通道。双电动机安装在底座纵向两端，底座可安装在支架上，也可直接安装在基础上。

7、传动装置

采用单电机或双电机驱动的皮带传动机构(75KW以上，为双电机传动),双电机驱动两台电动机分别安装在主轴总成两侧,两电机皮带轮用皮带与主轴皮带轮相连,使主轴两侧受力平衡，不产生附加力矩。

8、支架

根据破碎机工作场所不同--露天作业或室内作业，可以考虑配置支架或不配置支架。

9、润滑系统

采用美孚车用润滑脂特级集中润滑，润滑部位为主轴总成上部轴承和下部轴承两处，为使注油方便，用油管引到机器外侧，用于油泵定期加油。

这类仪器按其震波源的不同一般分为三种:液电式、电磁式和压电式。

液电式应用较早，于1980年2月2日在德国慕尼黑首次使用于临床。这种碎石机是用水下电极的尖端通过瞬间高压放电产生冲击波，毫微秒级的强脉冲放电产生的液电效应，冲击波经半椭圆球反射体聚焦后，通过水的传播进入人体，其能量作用于第二焦点，结石在冲击波的拉应力和压应力的多次联合作用下粉碎。

压电式是由许多安装在约50cm球冠上的陶瓷晶体元件，在电脉冲作用下产生压电效应，使晶体快速变形产生机械振动，即电效应转变为机械效应，振动产生冲击波到达球心聚焦进行碎石。

电磁式碎石机是通过高压电容器对一个线圈放电，放电产生的脉冲电流形成一很强的脉冲磁场，引起机械振动并在介质中形成冲击波，经声透镜聚焦得到增强而粉碎结石。

无论是液电式、电磁式或压电式波源都要求有一套充电和瞬时放电的电路，要求放电时间1弘s左右，放电电流达几千mA。

此电路分充电电路和放电电路两部分，交流电经调压路T1调压后经变压器T2升压，电压可达几kV至十几kV，经整流后向电容器C充电储能。当触发器S导通，电容的电荷向冲击波源装置W瞬时放电而产生冲击波，为取得良好的冲击波形，放电时间要求在1us以内。产生冲击波的能量决定于电容储存的能量，其能量公式为E:1/2CU2，式中，E一能量，单位焦耳(J);C-电容量，单位法拉(F);U一充电电压，单位伏特(V)。如一台碎石机的电容 0.5uF，使用电压10kV，则其能量为E:1/2X (0.5X10^-6)X(10X10^3)=25J，若放电时间t为 2uS，根据放电电流公式I=CU/t算得瞬时放电电流为I=(0.5X10^-6)X(10X10^3)÷(2X10^-6)= 2500A。从以上分析可知，冲击波的能量取决于充电电压U和电容C的值，因各种碎石机的电容C在 0.3-1.0uF之间，变化不大，但能量与电压U的平方成正比，所以能量的高低主要取决于高压，电压越高，能量越大，焦点处冲击波压强也越大，结石就越容易粉碎。但太大的能量容易给患者造成损伤，因此碎石机均向低能高效、低副作用的方向发展。

目前碎石机的波源以液电式居多，因其发展早、技术成熟、碎石效果好而被广泛采用。

液电式冲击波源是一个半椭圆形金属反射体内安置电极，反射体内充满水，当高压电在水中放电时，在电极极尖处产生高温高压，因液电效应而形成冲击波，冲击波向四周传播，碰到反射体非常光滑的内表面而反射，电极极尖处于椭球的第一焦点处，所以在第一焦点(f1)发出的冲击波经反射后就会在第二焦点(f2)聚集，形成压力强大的冲击波焦区，当人体结石处于第二焦点时，就会被粉碎。

压电式冲击波波源是一个半球的内壁安装很多压电晶体，当有高频高压电通过压电晶体时，压电晶体就会伸缩产生振动，从而使水介质产生超声冲击波，冲击波在圆球的球心f处聚焦，当结石处于焦点处时，就会被强大的冲击波粉碎。

电磁式冲击波波源可分为平板式和圆筒式两种。

平板式电磁波源是一个中空圆柱体，圆柱体一端有组高频线圈，当高频高压脉冲电流通过时，线圈产生脉振磁场，根据电磁场感应定律可知，靠近线圈前端的平板金属膜就会发生振动，从而使水介质产生冲击波，平行直线传播的冲击波穿过双面凹的声透镜后在透镜的焦点(f)处聚焦，强大的冲击波可把处于焦点处的结石粉碎。

圆筒式电磁波波源是一个圆筒形绝缘体外壁安装若干组高频线圈，线圈外是一个圆筒形金属振膜，整个装置安放在一个旋转抛物线形成反射体底部，当有高频高压电流通过线圈时，线圈周围产生脉振磁场，根据电磁感应原理，圆筒形金属振膜就会产生震动，从而使水介质产生冲击波，冲击波平行向四周传播，碰到反射体非常光滑的内表面而反射，然后在抛物面的焦点f处聚焦，当结石处于焦点处时，就会被强大的冲击波粉碎。

液电式冲击波波源是最早使用的波源，发展时间长，技术也比较成熟，已广泛应用于临床，其冲击波能量大，但噪声也较大，消耗电极。液电式的冲击波属球面波，对组织的损伤较压电式和电磁式稍大。压电式和电磁式冲击波能量不如液电式，但噪声较小，压电式的噪声更小，都有不需消耗电极和治疗成本低的优点。

从碎石效果来看，液电式产生的能量较强，可调范围大，效果较好。压电式产生的是窄脉冲冲击波，功率较小;但波长短，结石粉碎的颗粒小，可以成细砂状粉末，有利于排出体外。电磁式每次转换的能量有一定损失，但能量稳定和重复性较好，能达到较好的碎石效果，其产生的冲击波属平面波，避免厂直达波的损伤。就人体的安全来说压电式和电磁式较好，对人体的影响较小。从设备的制造工艺和要求方面，压电式晶体的质量和寿命及安装都要求较高，否则每个晶体触发脉冲难以同步。而电磁式的充电电压较高，所以线圈绝缘要求高，如放电次数多易产生短路现象。

体外冲击波碎石机(extracorporealshoekwavelithotripsy，ESWL)的优点在于它的治疗过程基本是非侵人性的，患者易于接受，而且它的治疗成功率高，对人体组织的损伤较少，目前在临床上已得到广泛的应用。

体外冲击波碎石机的定位，就是要求结石能准确地移动到并固定在冲击波焦区范围内，达到有效碎石的目的。目前碎石机均采用医用X线或者B超进行定位。