JP5265579B2 - ローラーミル - Google Patents

Description

本発明は、垂直ミル軸を備えるローラーミルに係る。

この種のミルについては、様々な構成のものが実用面および技術的文献から周知となっている。これらのローラーミルまたはローラー摩砕機は、弾性力ミルまたは外力ミルとも呼ばれ、例えばセメント原料、セメント・クリンカー、石炭、鉱石材料等の粉砕に使用される。ミルハウジングの内部に、ミルリングまたはミル盤と、複数のミルローラーまたはミルシリンダが設けられている。ミルリングまたはミル盤は、ミル軸の周りで回転自在に支持されており、その上にミルパスが形成されている。ミルローラーまたはミルシリンダは、ミルパスの周囲全体に配分されるように設けられ、該ミルパス上を転動する。粉砕動作時、粉砕対象となる材料は一般にミル盤またはミルリングに関して中心に供給され、ミルリングとミルローラーの間のミルパス上で、圧力部材によって粉砕される。このとき、圧力部材は、一般に調節可能である摩砕力が、当該領域において対応した大きさで生成されるようにする。

これを達成するために、周知のミル構造では、様々な方法でミルローラーをミルパスに接して案内および位置決めできるようにしている。例えば、各ミルローラーをそのローラー軸を対応する旋回レバーに置いた状態で支持し、それによってミルローラーをミルパスに形成された摩砕材料層に対して弾性バネにより機械的または流体圧式に押圧する。旋回レバーは一般的にミルハウジングの外部に配設され、ローラー軸に対して直角に配置された回転軸を有する。別の周知のミル構造では、付勢された圧力バネシステムの作用を受けてミルパスまたはその上にある摩砕材料層に対してミルローラーを押圧する押さえリングによって摩砕力を生成する。

また、特許文献１は旋回レバーを備えるローラーミルを開示している。この旋回レバーはミルローラーを回転自在に保持すると共に、ミルローラー軸と平行に配置される旋回軸を有している。しかしながら、これらのミルでは、処理量の大きい大型ミルが効率的に摩砕を行うために必要な大きな力をもたらすことはできない。また、異なる動作条件に合わせて直ちに力の変更を行うこともできない。

ＤＥ５０９，２１２

従って、本発明の目的は、この種のローラーミルをさらに改良して効率的な摩砕に必要な大きな力も生成できるようにすることである。

この目的は、以下に説明する本発明のローラーミルによって達成される。

本発明のローラーミルは、実質的に、ミルハウジングと、ミルハウジングの内部でミル軸の周りで回転自在に支持されているミルパスと、少なくとも１つのミルローラーとを備え、ミルローラーはミルローラー軸の周りで回転可能であると共に、転動動作に関してミルパスと係合している。さらに、ミルローラーを回転自在に保持するために旋回レバーが設けられており、旋回レバーはミルローラー軸と平行に配置された旋回軸を備え、ミルハウジングの外側で支持されている。さらに、ミルローラーの押圧圧力を調節するために、旋回レバーと動作接触する少なくとも１つの流体圧式弾性システムが備えられる。

流体圧式弾性システムを使用することで、これまで使用されて来た機械的弾性システムより実質的に大きな力を生成することが可能となり、特に処理量の大きなローラーミルにおいて効率的な摩砕が可能になる。従来のこの構造形式のローラーミルでは、押圧システムと旋回レバーの配置による力がミルハウジングを介して分散し、力を大きくした場合にはハウジングのコストが高くなったり、ローラーミルに振動の問題が生じたりすることがある。

従って、ミルハウジングから間隔を空けて旋回レバーを支持し、押圧システムが生成する力を直接に、または支柱を介してミルの基礎部に分散させるようにすることで、ミルハウジングの補強を不要とすることが提案される。力をミルの基礎部へと導くことで、関連するストレージシステムによりシリンダ出力を十分に調節することが可能になる。

流体圧式弾性システムは、例えばストレージシステムを有する牽引シリンダまたはストレージシステムを有する圧力シリンダを備えることができる。

一実施形態によると、流体圧式弾性システムはミルローラー軸の下方で旋回レバーと係合する。別の構成では、ミルローラーを旋回レバーの一端において保持する一方、押圧システムを旋回レバーの他端に動作接触させ、旋回レバーを中心領域において支持する。旋回レバーの旋回軸は、ミルパスの回転方向においてミルローラー軸の上流側または下流側に配置される。また、旋回レバーの旋回軸をミルローラー軸に関して上方または下方に変位させることも考えられる。

本発明の第１の実施形態によるローラーミルの略側面図である。 図１ａのローラーミルの一部の平面図である。 本発明の第２の実施形態によるローラーミルの略側面図である。 図２ａのローラーミルの一部の平面図である。 本発明の第３の実施形態によるローラーミルの略側面図である。 図３ａのローラーミルの一部の平面図である。 本発明の第４の実施形態によるローラーミルの略側面図である。 図４ａのローラーミルの一部の平面図である。 本発明の第５の実施形態によるローラーミルの略側面図である。 図５ａのローラーミルの一部の平面図である。 本発明の第６の実施形態によるローラーミルの略側面図である。 図６ａのローラーミルの一部の平面図である。 本発明の第７の実施形態によるローラーミルの略側面図である。 図７ａのローラーミルの一部の平面図である。 本発明の第８の実施形態によるローラーミルの略平面図である。 本発明の第９の実施形態によるローラーミルの略平面図である。 旋回レバーの幾何学的形状寸法を示す概略図である。

図面を参照しながら、本発明の幾つかの実施形態について詳細に説明する。

図１ａと図１ｂに示すローラーミルは、実質的に、ミルハウジング１と、ミルハウジング内でミル軸２の周りで回転自在に支持されているミルパス３と、ミルローラー軸５の周りを回転可能であり、転動動作に関してミルパス３と係合する少なくとも１つのミルローラー４とを備える。さらに、ミルローラー４を回転自在に保持するための少なくとも１つの旋回レバー６も設けられており、該レバーはミルローラー軸５と平行に配設される旋回軸７を有し、ミルハウジング１の外側で支持されている。

ミルローラー４の押圧圧力を調節するための押圧システムは、旋回レバーと動作接触している。該押圧システムは流体圧式弾性システム８によって形成され、旋回レバー６は、押圧システムによって生成された力が直接または支柱９，１０を介してミルの基礎部１１に拡散されるように、ミルハウジング１から空間を空けて支持されている。

ローラーミル内には一般に、例えば２つ、４つ、６つなど複数のミルローラーが設けられている。各ミルローラーに個別の旋回レバーを設け、流体圧式弾性システム８と連携するようにしても良い。ただし、本発明の関連においては、２つのローラーを１つの旋回レバーにより保持するようにすることも考えられる。

図示の第１実施形態においては、旋回レバー６の一端に旋回軸７が設けられ、ストレージシステムを有する牽引シリンダを備えた流体圧式弾性システム８が旋回レバー６の他端に係合している。しかしながら、ローラは旋回レバー６の中心領域において保持されている。ミルローラー軸５がミルハウジング１に関して外向きに延びており、適宜のシールが設けられている。旋回レバー軸受は２つの旋回レバー６，６ａを有するダブル旋回レバー軸受であるが、両レバーとも共通の旋回軸７を有している。流体圧式弾性システム８は両方の旋回レバーと随意に係合することができるが、ミルローラー４に対してより近くに配設されている旋回レバー６と少なくとも係合するのが有利である。

旋回レバー軸受は、互いに間隔を空けて配置された第１の軸受１２ａと第２の軸受１２ｂとで形成される。軸受は任意にローラー軸受および／または滑り軸受として構成することができる。

ミルローラー４は、適宜の転がり軸受または滑り軸受を介してミルローラー軸５上に支持することができる。このミルローラー軸５は同速回転することはない。またミルローラーをミルローラー軸５上に回転自在に確実に保持し、ミルローラー軸５を旋回レバー６上に回転自在に支持するようにすることも可能である。

他の実施形態について他の図を参照して説明するが、同様の構成要素については同じ参照符号を用いる。

図２ａと図２ｂの実施形態によるローラーミルが第１の実施形態と異なる点は、実質的に、流体圧式弾性システム８がミルローラー軸５の下方で旋回レバー６と係合する点のみである。この場合、流体圧式弾性システムは牽引シリンダとしても構成される。ミルローラーには小型レバーしか設けられないので、直接的な力の伝達が得られる。

図３ａと図３ｂの実施形態では、ミルローラー４が旋回レバー６の一端に保持され、流体圧式弾性システム８は移動して旋回レバー６の他端と動作接触する、旋回レバー６は中心領域において支持されている。本実施形態では、流体圧式弾性システム８がストレージシステムを有する圧力シリンダとして構成されている。圧力シリンダは、その構造形状が簡単であることから牽引シリンダに比べて安価である。

旋回軸７、ミルローラー軸５、および流体圧式弾性システム８の係合点の配置に関する様々な変形例に係るその他の実施形態について、以下ごく概略的な図を参照して説明する。

図４ａと図４ｂの実施形態では、旋回レバーの旋回軸７が回転方向１３においてミルローラー軸５の上流に配置されている。図５ａと図５ｂの実施形態では、その関係が入れ替わって、旋回軸７がミルパス３の回転方向１３においてミルローラー軸５の下流に配置されている。

旋回レバー６は実質的に水平に配置する他に、傾斜して配置することも可能であり、その場合、旋回軸７はミルローラー軸５の上方（図６ａ，図６ｂ参照）に配置しても、ミルローラー軸５の下方（図７ａ，図７ｂ参照）に配置しても良い。実施形態６ａ〜７ｂによる旋回レバー６の位置決めによって、旋回軸領域の軸受力が減少する。

これまでに説明した実施形態では、旋回軸７とミルローラー軸５とは相互に平行に配向されているのに対して、図８の実施形態では旋回軸７がミルローラー軸５に対して（やや）傾斜している。こうすることで、ミルローラー４の動学的特性を向上することができる。

また、図９の実施形態に示すように、ミルローラー軸５をミル軸３に関して変位できるように配置しても良い。そうすることで、追加的な摩擦によって摩砕材料をより良く粉砕することが随意に可能となる。

旋回の幾何学的形状寸法を図１０に概略的に示す。レバーの関係と各種の距離を変更することによって、様々な力関係を生み出すことができる。

本発明の基礎を形成するテストの中で、２つの軸受１２ａ，１２ｂ間の距離Ｌ１に対するミルローラー４と第１の軸受１２ａとの間の距離Ｌ２の比は、１：０．５から１：２の範囲、好ましくは１：０．７から１：１とするのが特に有利であることが判明した。旋回軸７と流体圧式弾性システム８の動作接点との間の距離Ｌ４に対する旋回軸７とミルローラー軸５との間の距離Ｌ３の適切な比についても、１：０．８から１：２の範囲、好ましくは１：０．９から１：１．２の範囲であることが立証された。

流体圧式弾性システム８を使用することで、最大限の粉砕力を達成することができ、その力を直接または支柱９，１０を介してミルの基礎部１１に容易に分散させることができる。旋回レバー６によってミルローラー４をミルパス３に関して平行に移動させることが可能となるため、ミルローラーに摩耗が生じた場合でも形状寸法の関係が変化することはない。さらに、このような構成とレバーの関係を適切に選択することによって、ミルローラーが生成した力と等しいかそれ以下の力を導入することが可能となる。形状寸法の関係が適正であるため、２つの軸受１２ａ，１２ｂにおける力をミルローラーにおける力よりも小さくすることができる。このようなミルローラー軸受は、摩砕動作から生まれる接線分力がミルローラーにおける垂直方向の力を大きくすることを可能にする。

１ ミルハウジング
２ ミル軸
３ ミルパス
４ ミルローラー
５ ミルローラー軸
６ 旋回レバー
７ 旋回軸
８ 流体圧式弾性システム
９，１０ 支柱
１１ 基礎部
１２ａ 第１の軸受
１２ｂ 第２の軸受
１３ 回転方向

Claims (14)

1. ミルハウジング（１）と、
   前記ミルハウジングの内部においてミル軸（２）の周りで回転自在に支持されているミルパスと、
   ミルローラー軸（５）の周りで回転可能であり、転動動作に関して前記ミルパスと係合する少なくとも１つのミルローラー（４）と，
   前記ミルローラー（４）を回転自在に保持し、前記ミルハウジングの外側で支持されている少なくとも１つの旋回レバー（６）と，
   前記ミルローラー（４）の押圧圧力を調節するべく前記旋回レバーと動作接触している少なくとも１つの押圧システムと、
   を備えるローラーミルであって、
   前記押圧システムが流体圧式弾性システム（８）により形成され、前記旋回レバー（６）は、押圧システムにより生成される力が直接または支柱を介してミルの基礎部に分散されるように、ミルハウジング（１）から間隔を空けて支持されており、前記旋回レバー（６）の軸受が、前記ミルローラー軸（５）と平行に配設されている共通の旋回軸（７）を有し間隔を空けて配置された第１及び第２の軸受（１２ａ、１２ｂ）を備え、前記第１及び第２の軸受（１２ａ、１２ｂ）間の距離（Ｌ１）に対する前記ミルローラー（４）と前記第１の軸受（１２ａ）との間の距離（Ｌ２）の比が１：０．５から１：２であることを特徴とするローラーミル。
2. 前記流体圧式弾性システム（８）が、少なくとも１つの牽引シリンダを備えることを特徴とする、請求項１記載のローラーミル。
3. 前記流体圧式弾性システム（８）が、前記ミルローラー軸の下方で前記旋回レバー（６）と係合することを特徴とする、請求項１記載のローラーミル。
4. 前記流体圧式弾性システム（８）が、少なくとも１つの圧力シリンダを備えることを特徴とする、請求項１記載のローラーミル。
5. 前記ミルローラー（４）が前記旋回レバー（６）の一端に保持される一方、前記流体圧式弾性システム（８）が移動して該旋回レバー（６）とその他端において動作接触し、前記旋回レバーは中心領域において支持されていることを特徴とする、請求項１記載のローラーミル。
6. 前記旋回レバー（６）の旋回軸（７）が、ミルパス（３）の回転方向（１３）において前記ミルローラー軸（５）の上流に配設されていることを特徴とする、請求項１記載のローラーミル。
7. 前記旋回レバー（６）の旋回軸（７）が、ミルパス（３）の回転方向（１３）において前記ミルローラー軸（５）の下流に配設されていることを特徴とする、請求項１記載のローラーミル。
8. 前記旋回レバー（６）の旋回軸（７）が、前記ミルローラー軸（５）に関して上方に変位するように配設されていることを特徴とする、請求項１記載のローラーミル。
9. 前記旋回レバー（６）の旋回軸（７）が、前記ミルローラー軸（５）に関して下方に変位するように配設されていることを特徴とする、請求項１記載のローラーミル。
10. 前記旋回レバー（６）の旋回軸（７）が、前記ミルローラー軸（５）に関して傾斜するように配設されていることを特徴とする、請求項１記載のローラーミル。
11. 前記ミルローラー軸（５）が前記ミル軸（２）に関して変位するように配設されていることを特徴とする、請求項１記載のローラーミル。
12. 前記旋回レバー（６）の軸受（１２）がローラー軸受及び／又は滑り軸受を備えることを特徴とする、請求項１記載のローラーミル。
13. 前記２つの軸受（１２ａ、１２ｂ）間の距離（Ｌ１）に対する前記ミルローラー（４）と前記第１の軸受（１２ａ）との間の距離（Ｌ２）の比が１：０．７から１：１であることを特徴とする、請求項１記載のローラーミル。
14. 前記旋回軸（７）と前記流体圧式弾性システム（８）の動作接点との間の距離（Ｌ４）に対する前記旋回軸（７）と前記ミルローラー軸（５）との間の距離（Ｌ３）の比が１：０．８から１：２、好ましくは１：０．９から１：１．２であることを特徴とする、請求項１記載のローラーミル。

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