CN103068488B - 立式磨机 - Google Patents

Abstract

在立式磨机中，在机壳（11）内以沿着铅垂方向的旋转轴心可驱动旋转地支承磨盘（13），与该磨盘（13）的上方相对而配置能与磨盘（13）的旋转联动而进行旋转的磨辊（18），并且设置使磨辊（18）能沿着磨盘（13）的表面并且在与其旋转方向不同的方向上摇动的辊摇动机构（19），从而可以通过高效率地粉碎生物物质等固体物而提高粉碎效率。

Description

立式磨机

技术领域

本发明涉及将生物物质等固体物进行粉碎以粉末化的立式磨机。

背景技术

在锅炉发电等燃烧设备中，作为燃料大多使用煤炭或重油等化石燃料，但该化石燃料因CO₂排放的问题而成为地球暖化的原因。因此，作为化石燃料的替代品，人们不断谋求采用了生物物质的燃料的利用与促进。生物物质是起因于光合成的有机物，有木质类、草木类、农作物类、厨房垃圾类等。将此生物物质用作燃料的方法之一有将生物物质固体物进行粉碎而粉末化，向粉煤焚烧锅炉供给而用作燃料。这已知有将煤炭和生物物质分别单独地进行粉碎的单独粉碎方式；以及将煤炭和生物物质进行混合后进行粉碎的混合粉碎方式。无论在哪种方式中都需要用于粉碎生物物质固体物的生物物质粉碎装置。

在此情况下，煤炭使用立式辊磨机进行了粉碎，但由于生物物质固体物具有伸缩性，所以与煤炭相比其粉碎性较差，因而在煤炭用的立式辊磨机中难以粉碎至既定的大小。因此，以往使用锤式粉碎机或切碎机等粉碎机来粉碎生物物质固体物。但是，在使用了锤式粉碎机或切碎机等的生物物质固体物的粉碎方法中，需要很大的动力，不仅粉碎效率恶化，而且寿命较短，在短期间就需要进行维护，难以连续运转。

此外，作为使用了立式磨机的生物物质粉碎装置，人们提出下述专利文献等。例如，专利文献1中所记载的生物物质粉碎装置是，将供给到旋转驱动的粉碎工作台上的生物物质固体物，通过与工作台的旋转联动而动作的辊来进行碾压而粉碎，借助于来自下部的上吹气流向上方搬送生物物质粉碎物而分级成粗粉和微粉。另外，专利文献2中所记载的生物物质粉碎装置是，基于辊与工作台的距离来控制辊的碾压力及工作台的旋转速度以便处于使生物物质的碎片彼此的相互磨碎得以促进的一定范围内。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2009－291692号公报

【专利文献2】日本特开2008－043926号公报

发明内容

可是，生物物质固体物为纤维质、较软，仅用辊的压缩力很难高效率地粉碎该生物物质固体物，需要很多动力和时间，存在粉碎效率不佳这一问题。

本发明是要解决上述的课题，其目的是提供一种可以通过高效率地粉碎生物物质等固体物而提高粉碎效率的立式磨机。

用于达到上述目的的本发明的立式磨机，其特征是包括：磨盘，以沿着铅垂方向的旋转轴心可驱动旋转地支承于机壳内；磨辊，与该磨盘的上方相对而配置，并且能够与该磨盘的旋转联动而进行旋转；辊摇动机构，使所述磨辊能够沿着所述磨盘的表面并且在与所述磨盘的旋转方向不同的方向上摇动。

从而，当磨盘驱动旋转，向该磨盘上供给生物物质等固体物时，该固体物借助于离心力向外侧移动，进入磨盘与磨辊之间，由于磨辊通过磨盘的旋转而进行旋转，因而固体物被粉碎，此时，能够通过辊摇动机构来摇动磨辊，因而在固体物上作用剪切力而促进粉碎，可以通过高效率地粉碎生物物质等固体物而提高粉碎效率。

在本发明的立式磨机中，其特征是：所述辊摇动机构能够以所述磨盘上的所述磨辊的粉碎位置或者比该粉碎位置靠所述磨盘上的径向外侧的位置作为支点来摇动所述磨辊。

从而，通过将磨辊以其粉碎位置或者比该粉碎位置靠外侧的位置作为支点进行摇动，能够对生物物质等固体物高效率地赋予剪切力，能够切断生物物质的纤维质而高效率地粉碎固体物。

在本发明的立式磨机中，其特征是：设置有支承轴，该支承轴的基端部支承于所述机壳而前端部朝向所述磨盘的旋转轴心，在该支承轴的前端部经由沿着大致铅垂方向的联结轴摇动自如地联结摇动轴的基端部，所述磨辊旋转自如地支承于该摇动轴的前端部。

从而，通过相对于支承轴摇动摇动轴，磨辊将摇动，能够容易地以摇动自如的方式支承该磨辊。

在本发明的立式磨机中，其特征是：所述辊摇动机构具有能够摇动所述磨辊的致动器。

从而，能够通过致动器容易地摇动磨辊。在此情况下，致动器能够由液压缸、气缸、电动机等来构成。

在本发明的立式磨机中，其特征是：所述辊摇动机构具有对所述磨辊向所述磨盘的旋转方向的上游侧施力的施力部件。

从而，磨辊通过磨盘的旋转力被传递而向旋转方向的下游侧摇动，另一方面，在由于固体物的粉碎状况磨盘的旋转力降低时，磨辊通过施力部件施加的力而向旋转方向的上游侧摇动，能够以简单的构成容易地摇动磨辊。

根据本发明的立式磨机，与磨盘的上方相对而配置磨辊，并且通过辊摇动机构能使该磨辊沿着磨盘的表面并且在与其旋转方向不同的方向上摇动，从而能够通过高效率地粉碎生物物质等固体物来提高粉碎效率。

附图说明

图1是表示本发明实施例1的立式磨机中的磨辊的俯视图。

图2是表示实施例1的立式磨机中的磨辊的主视图。

图3是表示实施例1的立式磨机的概略构成图。

图4是表示本发明实施例2的立式磨机中的磨辊的俯视图。

符号的说明

11       机壳

12       生物物质供给管

13       磨盘

17       盘衬

18       磨辊

19、51   辊摇动机构

21       支承轴

23       摇动轴

24       联结轴

26       液压缸

41、42   液压缸（致动器）

52       拉伸弹簧（施力部件）

具体实施方式

下面参照附图，详细地说明本发明的立式磨机的优选实施例。此外，并非通过此实施例来限定本发明。

【实施例1】

图1是表示本发明实施例1的立式磨机中的磨辊的俯视图，图2是表示实施例1的立式磨机中的磨辊的主视图，图3是表示实施例1的立式磨机的概略构成图。

实施例1的立式磨机是用来粉碎生物物质（bio-mass）等固体物的。这里，生物物质是指来自于可再生的生物的有机性资源。例如间伐材、废木材、流木、草类、废弃物、污泥、轮胎以及以它们作为原料的循环燃料（颗粒或碎片)等，并且不限定于这里所提到的。此外，本实施例的立式磨机并不限定于粉碎生物物质固体物，还能够粉碎煤炭或生物物质固体物与煤炭的混合物。

如图1至图3所示，在实施例1的立式磨机中，机壳11呈圆筒的中空形状，在上部安装有生物物质供给管12。此生物物质供给管12从未图示的生物物质供给装置向机壳11内供给生物物质固体物，沿着上下方向（铅垂方向）配置于机壳11的中心位置，下端部延设至下方。

机壳11在下部配置有磨盘13。此磨盘13与生物物质供给管12的下端部相对而配置于机壳11的中心位置。另外，此磨盘13在下部联结具有沿着铅垂方向的旋转轴心的旋转轴14，旋转自如地被支承在机壳11上。此旋转轴14固结有作为驱动齿轮的涡轮15，机壳11上所搭载的驱动电动机（省略图示）的蜗杆齿轮16与此涡轮15啮合。从而，可通过驱动电动机经由蜗杆齿轮16、涡轮15、旋转轴14使磨盘13驱动旋转。

另外，磨盘13在外周侧固定有呈环形状的盘衬17。此盘衬17其表面（上表面）为越往磨盘13的外周侧越高的倾斜面。而且，与此磨盘13（盘衬17）的上方相对而配置有多个磨辊18。各磨辊18通过辊摇动机构19能沿着磨盘13（盘衬17）的表面并且在与磨盘13的旋转方向不同的方向上摇动。在此情况下，辊摇动机构19能以磨盘13上的磨辊18的粉碎位置或者较此粉碎位置靠磨盘13上的径向外侧的位置作为支点来摇动磨辊18。

即、支承轴21其后端部被耳轴22支承于机壳11的侧壁部，故其前端部可以在上下方向进行摇动。该支承轴21被配置成其前端部朝向磨盘13的旋转轴心方向且朝下方倾斜。摇动轴23其基端部经由沿着大致铅垂方向的联结轴24摇动自如地与支承轴21的前端部联结，磨辊18通过未图示的轴承旋转自如地安装于此摇动轴23的前端部。

在此情况下，理想的是，联结轴24沿着与磨辊18的外周面所相对的磨盘13（盘衬17）的表面大致正交的方向，据此磨辊18能够一边和磨盘13确保后述的既定间隙一边进行摇动。另外，联结支承轴21和摇动轴23的联结轴24的位置为磨辊18的摇动中心，此摇动中心靠近于磨盘13上的磨辊18的粉碎位置较为理想，据此磨辊18能够对生物物质等固体物赋予适当的剪切力。

另外，支承轴21设置向上方延伸的上部臂25，被固定在机壳11上的作为按压装置的液压缸26的按压杆27的前端部与上部臂25的前端部联结。支承轴21设置向下方延伸的下部臂28，下部臂28的前端部可与被固定在机壳11上的定程挡块29抵接。从而，当通过液压缸26使按压杆27前进时，能够按压上部臂25，使支承轴21以耳轴22为支点在图3中绕顺时针方向进行回转。此时，因下部臂28与定程挡块29抵接，故支承轴21的回转位置得以规定。

也就是说，磨辊18在与磨盘13（盘衬17）之间对生物物质固体物进行粉碎，需要在磨辊18的表面与磨盘13（盘衬17）的表面之间确保既定间隙。因此，支承轴21通过液压缸26被规定既定的回转位置，从而在磨辊18的表面与磨盘13的表面之间确保可放入生物物质固体物而进行粉碎的既定间隙。

在此情况下，磨盘13一旋转，供给到此磨盘13上的生物物质固体物就借助于其离心力而向外周侧移动，进入磨辊18与磨盘13之间。由于磨辊18被压向磨盘13侧，所以磨盘13的旋转力经由生物物质固体物进行传递，磨辊18能够与此磨盘13的旋转联动而进行旋转。

另外，还设置有构成辊摇动机构19的两个液压缸41、42，此液压缸41、42安装于支承轴21与摇动轴23（磨辊18）之间。即、液压缸41、42被配置于支承轴21和摇动轴23的水平方向上的各侧方，基端部通过联结销44回转自如地联结于与支承轴21一体的支承装置43。另外，液压缸41、42其驱动杆45、46的前端部通过联结销47回转自如地联结于摇动轴23的前端部（磨辊18）。在此情况下，各联结销44、47被设置成与联结轴24相平行。

从而，通过使各液压缸41、42交替地伸缩，能够使磨辊18在磨盘13上摇动、也就是使其扭转。在此情况下，磨辊18可以摇动至图1中用双点划线所表示的18a～18b的位置，设定以中心O为中心的摇动角度θ。另外，理想的是，磨辊18的摇动中心设定于磨辊18的粉碎位置、也就是磨辊18和磨盘13的接触位置。但是，在本实施例中，因简化构造的目的，磨辊18的摇动中心设定在处于比磨辊18的粉碎位置更靠磨盘13的径向外侧的联结支承轴21和摇动轴23的联结轴24。但将此联结轴24设于比把支承轴21和摇动轴23合在一起的轴向长度的中间位置靠磨辊18的粉碎位置侧。

此外，在本实施例中，将磨辊18形成为前端部侧的直径变小这样的圆锥台形状，将磨辊18的表面形成为平坦来构成，但并不限定于这一形状。例如，磨辊18也可以形成为轮胎形状。另外，在本实施例中，磨辊18设置多个（3个），沿着磨盘13的旋转方向而等间隔地配置。在此情况下，磨辊18的数量及配置依照磨盘13、磨辊18等的大小等适当设定即可。

机壳11在下部设置有位于磨盘13的外周边而送入一次空气的入口孔31。另外，机壳11在上部设置有位于生物物质供给管12的外周边而排出粉碎后的生物物质的出口孔32。而且，机壳11在此出口孔32的下方设置有作为对粉碎后的生物物质进行分级的分级装置的旋转式分选机33。此旋转式分选机33设置于生物物质供给管12的外周部，可通过驱动装置34进行驱动旋转。另外，机壳11在下部设置有异物排出管35。此异物排出管35使混入生物物质固体物中的砾石及金属片等异物（溢出物）从磨盘13的外周部落下而排出。

在如此构成的本实施例的立式磨机中，当生物物质等固体物从生物物质供给管12向机壳11内供给时，此固体物在生物物质供给管12内落下，向磨盘13上的中心部供给。此时，由于磨盘13以既定的速度进行旋转，所以被供给到磨盘13上的中心部的固体物，在离心力的作用下以向四方分散的方式移动，在磨盘13的整个面上形成一定的层。即、生物物质等固体物进入磨辊18与磨盘13之间。

于是，磨盘13的旋转力经由生物物质等固体物向磨辊18传递，磨辊18伴随着磨盘13的旋转而进行旋转。此时，由于磨辊18通过液压缸26被按压支承于磨盘13侧，所以磨辊18一边旋转一边碾压此固体物进行粉碎。另外，此时，磨辊18以构成辊摇动机构19的各液压缸41、42交替地反复进行伸展和收缩的方式而动作，从而磨辊18在磨盘13上左右摇动。因此，此磨辊18一边旋转一边摇动，能够一边碾压固体物一边赋予剪切力，将纤维质等切断、粉碎。

被磨辊18粉碎了的固体物通过从入口孔31送入到机壳11内的一次空气干燥且上升。上升了的已粉碎固体物通过旋转式分选机33进行分级，粗粉落下而再次返回到磨盘13上进行再粉碎。另一方面，细粒粉通过旋转式分选机33而随着气流从出口孔32排出。另外，混入生物物质等固体物中的砾石及金属片等溢出物借助于磨盘13的离心力从外周部向外落下，通过异物排出管35而排出。

这样在实施例1的立式磨机中，在机壳11内以沿着铅垂方向的旋转轴心可驱动旋转地支承磨盘13，与此磨盘13的上方相对而配置能够与磨盘13的旋转联动而进行旋转的磨辊18，并且设置有使磨辊18能沿着磨盘13的表面并且在与其旋转方向不同的方向上进行摇动的辊摇动机构19。

从而，当磨盘13进行驱动旋转，向此磨盘13上供给生物物质等固体物时，此固体物借助于离心力向外侧移动，进入磨盘13与磨辊18之间。而且，因磨辊18通过磨盘13的旋转而进行旋转故固体物被粉碎，此时，通过辊摇动机构19摇动磨辊18从而在固体物上作用剪切力以促进粉碎，可以通过高效率地粉碎生物物质等固体物而提高粉碎效率。另外，因磨辊18相对于旋转的磨盘13在不同的方向上摇动，故磨辊18的外周面及磨盘13（盘衬17）的表面均匀地磨损，能够延长寿命。

另外，在实施例1的立式磨机中，其特征是：辊摇动机构19能以磨盘13上的磨辊18的粉碎位置或者比此粉碎位置靠磨盘13上的径向外侧的位置为支点来摇动磨辊18。从而，能够通过磨辊18对生物物质等固体物高效率地赋予剪切力，能够切断生物物质的纤维质而高效率地粉碎固体物。

另外，在实施例1的立式磨机中，将支承轴21的基端部支承于机壳11而使其前端部朝向磨盘13的旋转轴心，经由联结轴24将摇动轴23的基端部摇动自如地与支承轴21的前端部联结，磨辊18旋转自如地支承于此摇动轴23的前端部。从而，通过相对于支承轴21摇动摇动轴23，磨辊18将摇动，能够容易地以摇动自如的方式来支承此磨辊18。

另外，在实施例1的立式磨机中，作为辊摇动机构19设置有可摇动磨辊18的液压缸（致动器）41、42。从而，能够通过液压缸41、42容易地摇动磨辊18。在此情况下，构成辊摇动机构19的致动器并不限于液压缸41、42，还可以是气缸，另外，还可以利用电动机以及凸轮机构来构成等。

【实施例2】

图4是表示本发明的实施例2的立式磨机中的磨辊的俯视图。此外，对具有与上述的实施例同样功能的部件附加同一标记并省略详细的说明。

如图4所示，在实施例2的立式磨机中，与磨盘13（盘衬17）的上方相对而配置多个磨辊18，各磨辊18通过辊摇动机构51，能沿着磨盘13（盘衬17）的表面并且在与此磨盘13的旋转方向不同的方向上进行摇动。

即、支承轴21在其前端部通过联结轴24摇动自如地联结摇动轴23，在此摇动轴23的前端部旋转自如地安装有磨辊18。另外，还设置有构成辊摇动机构51的作为施力部件的拉伸弹簧52，此拉伸弹簧52安装于支承轴21和摇动轴23（磨辊18）之间。即、拉伸弹簧52被配置在支承轴21和摇动轴23的水平方向上的一侧方、也就是磨盘13的旋转方向的上游侧，一端部与支承装置43的托架53联结，另一端部与摇动轴23（磨辊18）的托架54联结。

在如此构成的本实施例的立式磨机中，当生物物质等固体物从生物物质供给管12向磨盘13上的中心部供给时，由于磨盘13进行旋转，因而此固体物借助于离心力以向四方分散的方式移动，进入磨辊18与磨盘13之间。于是，磨盘13的旋转力经由固体物向磨辊18传递，磨辊18进行旋转。此时，由于磨辊18通过液压缸26被按压支承，所以磨辊18一边旋转一边碾压此固体物进行粉碎。

另外，此时，磨辊18可与摇动轴23一起相对于机壳11（支承轴21）进行摇动，并且通过构成辊摇动机构51的拉伸弹簧52被施力支承于磨盘13的旋转方向的上游侧。因此，当磨盘13的旋转力经由固体物而向磨辊18传递时，若所传递的力大于拉伸弹簧52所施加的力，磨辊18就在磨盘13上向磨盘13的旋转方向的下游侧摇动。而且，若由于磨辊18形成的固体物的粉碎状态，从磨盘13经由固体物被传递到磨辊18的力小于拉伸弹簧52所施加的力，那样磨辊18通过拉伸弹簧52施加的力在磨盘13上向磨盘13的旋转方向的上游侧摇动。这样磨辊18一边旋转一边摇动，能够一边碾压固体物一边赋予剪切力，将纤维质等切断、粉碎。

之后，被磨辊18粉碎了的固体物通过从入口孔31送入机壳11内的一次空气而干燥且上升。上升了的已粉碎固体物通过旋转式分选机33进行分级，粗粉落下而再次返回磨盘13上进行再粉碎。另一方面，细粒粉通过旋转式分选机33，随着气流从出口孔32排出。另外，混入生物物质等固体物中的砾石及金属片等溢出物借助于磨盘13的离心力从外周部向外落下，通过异物排出管35而排出。

这样在实施例2的立式磨机中，在机壳11内以沿着铅垂方向的旋转轴心可驱动旋转地支承磨盘13，与此磨盘13的上方相对而配置能与磨盘13的旋转联动而进行旋转的磨辊18，并且设置有使磨辊18能沿着磨盘13的表面并且在与其旋转方向不同的方向上进行摇动的辊摇动机构51。

从而，供给到磨盘13上的生物物质等固体物借助于离心力进行移动而进入磨盘13与磨辊18之间。而且，由于磨辊18通过磨盘13的旋转而进行旋转因而固体物被粉碎，此时，通过辊摇动机构51使磨辊18摇动从而在固体物上作用剪切力以促进粉碎，可以通过高效率地粉碎生物物质等固体物而提高粉碎效率。

另外，在实施例2的立式磨机中，作为辊摇动机构51设置有对磨辊18向磨盘13的旋转方向的上游侧施力的拉伸弹簧（施力部件）52。从而，磨辊18因磨盘13的旋转力被传递而向旋转方向的下游侧摇动，另一方面，在由于固体物的粉碎状况磨盘13的旋转力降低了时，磨辊18通过拉伸弹簧52施加的力而向旋转方向的上游侧摇动，能够以简单的构成容易地摇动磨辊18。

此外，在此实施例中，拉伸弹簧52施加的力根据磨辊18和固体物和磨盘的摩擦力来设定。此摩擦力根据磨辊18形成的固体物的粉碎状态、也就是进入磨辊18与磨盘之间的固体物的数量、大小等而变化。而且，若此摩擦力变大，那么磨辊18向磨盘13的旋转方向的下游侧摇动，若摩擦力变小，那么磨辊18通过拉伸弹簧52施加的力而向磨盘13的旋转方向的上游侧摇动。

在此情况下，还可以将拉伸弹簧52配置于支承轴21和摇动轴23的水平方向上的两侧方，将配置在磨盘13的旋转方向的上游侧的拉伸弹簧52施加的力设定得较大。另外，还可以将实施例1中所说明的液压缸41、42和拉伸弹簧52组合起来使用。

另外，在上述的各实施例中，在支承于机壳11的支承轴21的前端部通过联结轴24摇动自如地支承摇动轴23，在此摇动轴23的前端部安装磨辊18，但不限定于此构成。例如，还可以使用四连杆机构将磨辊18支承于机壳11。另外，还可以将磨辊18在其正上方通过铅垂轴回旋（摇动）自如地进行支承。

进而，在上述的各实施例中，还可以使用陶瓷或耐磨钢在磨辊18的外周面形成槽或凹凸部（凹痕）。

【产业上的可利用性】

本发明的立式磨机，通过使磨辊能沿着磨盘的表面并且在与磨盘的旋转方向不同的方向上进行摇动，可高效率地粉碎生物物质等固体物而提高粉碎效率，能够适用于对生物物质等固体物进行粉碎的装置。

Claims (4)

1.一种立式磨机，包括：

磨盘，以沿着铅垂方向的旋转轴心可驱动旋转地支承在机壳内；

磨辊，与该磨盘的上方相对而配置，并且能够与该磨盘的旋转联动而进行旋转；以及

辊摇动机构，使所述磨辊能够沿着所述磨盘的表面并且在与所述磨盘的旋转方向不同的方向上摇动，

其特征在于，

设置有支承轴，该支承轴的基端部支承于所述机壳而前端部朝向所述磨盘的旋转轴心，在该支承轴的前端部经由沿着大致铅垂方向的联结轴摇动自如地联结摇动轴的基端部，所述磨辊旋转自如地支承于该摇动轴的前端部。

2.如权利要求1所述的立式磨机，其特征在于：

所述辊摇动机构能够以所述磨盘上的所述磨辊的粉碎位置或者比该粉碎位置靠所述磨盘上的径向外侧的位置作为支点来摇动所述磨辊。

3.如权利要求1或2所述的立式磨机，其特征在于：

所述辊摇动机构具有能够摇动所述磨辊的致动器。

4.如权利要求1或2所述的立式磨机，其特征在于：

所述辊摇动机构具有对所述磨辊向所述磨盘的旋转方向的上游侧施力的施力部件。