CN105142892B - 压辊 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于辊式压力机的压辊，特别是用于粒状物料的压块、压实或碾碎，包括一个压辊芯体(1)和一个固定在压辊芯体(1)的周边上的辊套，该辊套是由多个分布在周边上的、具有彼此面对的端面(3)的弓形部分(2)组合而成，各弓形部分(2)具有在正面环绕的夹紧凸肩(5)，该夹紧凸肩具有第一夹紧面(8)，并且弓形部分(2)在正面上分别利用至少一个固定环(6)可松开地固定在压辊芯体(1)上，该固定环搭接弓形部分(2)的夹紧凸肩(5)。弓形部分(2)在其正面(12)和/或夹紧凸肩(5)上在配置给端面(3)的正面边缘区域中具有外部的材料增强部(13)，这些材料增强部相对于第一夹紧面(8)沿径向和/或相对于正面(12)沿轴向朝外突出并且沿周向在它们之间形成具有第一夹紧面(8)的袋状成型部(14)，固定环(6)的第二夹紧面(9)贴靠在该第一夹紧面上。

Description

压辊

本发明涉及一种用于辊式压力机的压辊，特别用于粒状物料的压块、压实或碾碎，包括一个压辊芯体和一个固定在压辊芯体的周边上的辊套，该辊套是由多个分布在周边上的、具有彼此面对的端面的弓形部分组合而成，各弓形部分具有在正面环绕的夹紧凸肩，该夹紧凸肩具有第一夹紧面，并且弓形部分在正面上分别利用至少一个固定环可松开地固定在压辊芯体上，该固定环搭接弓形部分的夹紧凸肩。优选指的是用于一种用于热压块或热压实的辊式压力机的压辊，例如用于直接还原铁(DRI)的热压块或热压实。粒状物料在本发明范围内也指粉尘状料或粉末材料。所谓(两侧的)端面指的是沿着切向方向(周向)方向限定相关弓形部分的面。因此，一个弓形部分的一个端面面对一个沿切向方向相邻或相继的弓形部分的一个端面。这些端面都是与轴向平行地定向的，而且位于由压辊轴线和压辊半径构成的平面中，并通过弓形部分的内径和外径限定。

一台辊式压力机通常具有两个反向旋转的压辊。在压块或压实过程中，粒状散料在两个压辊之间被压实。为此，由弓形部分组合而成的辊套装备了压制工具，这些压制工具可以具有用于压块或压实的模槽。但本发明还包含配有这样的弓形部分的压辊，其配备惯常的防磨损保护层，例如用于物料的粉碎。特别在进行热压块或热压实时，压辊因被加工的物料而处于高温之下，从而也使得弓形部分本身承受高温。这例如在加工还原铁矿石或海绵铁时是这种情况，其所处温度可高达900℃。在高温下，弓形部分及其压制工具通常都得经受一定磨损。为了限制这种磨损，这些压制工具及其外套通常都须加以冷却，例如利用水冷却。早已熟知的是：例如在压辊的夹紧环中集成冷却通道。

由于(工具)弓形部分都得经受磨损，所以它们都是可松开的、因而是可更换地固定在压辊芯体上的。这种固定利用两侧的固定环实现，这些固定环也称为夹圈或夹紧环并且搭接弓形部分的两侧的夹紧凸肩。对这些弓形部分的稳定性在实际中提出很高的要求，因为它们经受很高的负荷。

例如在DE 25 36 670 A1中公开了一种利用配有弓形部分的压辊对粒状散料进行热压实和热压块的辊式压力机。其弓形部分都配有突缘或凸肩，在其上作用固定机构，再利用这些固定机构将弓形部分固定在压辊芯体上。按上述已知的实施形式，设置可翻转的、被安置在压辊芯体上的夹紧箍作为固定机构，这些夹紧箍经过一个拉紧螺栓而被压紧在弓形部分上。此外，作为固定机构替代地也建议采用冷却的收缩环、沿径向设置的螺钉等等。

利用那些搭接弓形部分的夹紧凸肩的固定环或夹紧环来固定弓形部分的方法在实际中已为人熟知。夹紧凸肩通常在弓形部分的整个圆周范围上都具有同样的横截面。拉紧螺栓被安置在两个彼此相邻的弓形部分之间的端面的区域内。为此，在这些端面上加工出合适的槽，这些槽容纳着拉紧螺栓。已知的实施形式都已原则上得到证明，然而它们就其稳定性和持久性而言是可以进一步发展的。本发明即以此处为着力点。

本发明的任务在于提供一种开头所述类型的辊式压力机的压辊，这种压辊在结构简单和安装方便的同时还使得弓形部分具有高度稳定性和持久性，从而确保了弓形部分的高使用寿命。

为了解决上述任务，本发明针对开头所述类型的辊式压力机用的压辊设定：弓形部分在其正面和/或夹紧凸肩上在配置给端面的正面边缘区域中具有外部的材料增强部，这些材料增强部相对于第一夹紧面沿径向朝外突出和/或相对于正面沿轴向朝外突出并且沿周向(切向方向)在它们之间形成具有第一夹紧面的袋状成型部，固定环的第二夹紧面贴靠在该第一夹紧面上。在此有利的做法是：固定环具有多个分布在周边上的、分别配置给一个弓形部分的夹紧突起部，这些夹紧突起部例如具有第二夹紧面，并且仅在一个弓形部分的圆周的一部分上延伸，并且嵌入弓形部分的袋状成型部中。优选每个弓形部分都具有一个袋状成型部，并且夹紧环具有多个夹紧突起部，其中为每个弓形部分配置一个夹紧突起部。然而也在本发明范围内的是：一个弓形部分具有多个袋状成型部和/或为每个弓形部分配置多个夹紧突起部，或者为一个袋状成型部配置多个夹紧突起部。

在此本发明从这样的认识出发：如果各弓形部分针对性地配备(外部)材料增强部，则可借从提高弓形部分的稳定性，并进而提高其使用寿命。上述思考乃基于下述事实：固定环不必一定在整个周边上与弓形部分夹紧，从而利用例如所述的夹紧突起部实现一种局部限定的夹紧就足够的。因此，就能够对弓形部分配备附加的材料增强部和因此加厚部，因为在这些部位中不需要提供用于夹紧的夹紧面。通过这种方式弓形部分在特别关键的部位中的稳定性能显著改进，从而提高其使用寿命。夹紧环具有配有冠状突起部的冠形环形式的结构，这些冠状突起部优选沿径向朝内(即朝压辊轴线)从夹紧凸缘突出并且此外还沿与轴向平行方向朝内(即朝向弓形部分)从夹紧环或其基环突出。按这样一种设计结构，便能极好地实现前述的材料增强，这种材料增强不会损害弓形部分的夹紧，而且能提高弓形部分的稳定性。

特别优选利用与轴向平行的夹紧螺栓实现固定环的夹紧固定，换言之，就是固定环借助于与轴向平行的夹紧螺栓被夹紧在弓形部分上。也可做下述设定：第一夹紧面和/或第二夹紧面为了产生径向夹紧力，在与轴向平行的夹紧螺栓的夹紧过程中，相对于压辊轴线倾斜地定向。因此，按原则上已知的方式，夹紧凸肩具有第一夹紧面；夹紧环则按同样已知的方式具有第二夹紧面，换言之，就是夹紧环的夹紧面在装配过程中压紧在夹紧凸肩的夹紧面上，从而使弓形部分被夹紧在压辊芯体上。通过这些斜的夹紧面，沿着与轴向平行方向所施加的夹紧力会增强成径向力，从而保证了将弓形部分完善地固定在压辊芯体上。此外，除了这种力锁合的连接之外，还有利地设定：弓形部分也是形锁合地保持在压辊芯体上。为此，弓形部分在内圆周侧和压辊芯体在外圆周侧都可具有合适的形锁合元件(突起部和凹穴)，从而例如在弓形部分和压辊芯体之间实现了一种槽/榫连接。根据本发明的另一项建议，作了如下设定：弓形部分各自具有至少一个与轴向平行的贯通部以用于夹紧螺栓，该贯通部针对沿切向的延伸而言被安置在弓形部分的两个端面之间，例如在两个端面之间居中处。于此，本发明以下述认知为出发点：为了提高弓形部分的稳定性并进而提高其使用寿命，须做到：该夹紧螺栓(两个固定环在之间布置弓形部分的情况下利用该夹紧螺栓彼此夹紧)不是被安置在端面的区域内并且因此不是被安置在两个依次相继的弓形部分之间，而是将用于夹紧螺栓的贯通部集成到弓形部分中，例如针对沿切向的延伸而言被安置在两个端面之间居中处。这些可供选择的措施获得如下结构：在弓形部分的端面上不需要成形出与轴向平行的槽、突起部之类，后者在安装好的状态中容纳着夹紧螺栓。通过上述措施，便可避免可能产生的弓形部分的弱化位置，特别是端面区域内的弱化位置，从而可进一步提高弓形部分的稳定性。利用简单的工艺方式便可加工出与轴向平行的贯通部，例如作为穿孔，这不会影响弓形部分的稳定性。同样还可按照此方式实现简单的夹紧。另一方面还可考虑一些实施形式，据此夹紧螺栓按传统方式安置在弓形部分之间。

开头所述的对于本发明重要的材料增强部优选安置在(用于夹紧螺栓的)贯通部的两侧，从而使贯通部在材料增强部之间设置在袋状成型部的区域中。于是，所述的夹紧环以其夹紧突起部优选仅在一个中心区内作用于弓形部分，夹紧螺栓也是定位在该中心区内。

固定环(夹紧环)优选固定环具有搭接弓形部分的夹紧凸肩的夹紧凸缘，该夹紧凸缘具有所述第二夹紧面，该第二夹紧面被夹紧在弓形部分的夹紧凸肩的相对应的第一夹紧面上。夹紧突起部布置在夹紧凸缘上，夹紧突起部有利地沿径向从夹紧凸缘朝内突出且且沿着与轴向平行的方向从夹紧环或从夹紧环的一个基环朝内突出。

如前所述，固定环有利地利用夹紧螺栓加以夹紧。然而，本发明提出的具有所述材料增强部和弓形部分的安置在材料增强部之间的袋状成型部的设计结构也可以替代地利用这样的固定环予以实现，该固定环是通过热横向连接意义上的热套(乘其热胀时套上)进行固定。因此，本发明也包含这些一些实施形式，根据这些实施形式，固定环被热套地安装在弓形部分上或其夹紧凸肩上。

本发明的另一项建议涉及弓形部分的端面的设计结构。业已说明：在端面区域中可以放弃用于导引夹紧螺栓的槽或类似结构。当然，端面的一定轮廓仍可能是符合目标的，借以扩大弓形部分和压辊芯体之间的接触面的弧长，从而可减小在不对称负荷作用下产生倾倒的危险。因此，弓形部分的一个端面具有例如突起部并且弓形部分的另一个端面具有一个相对应的袋部，其中，一个弓形部分的突起部类似于槽/榫连接地嵌入邻接的或后继的弓形部分的一个相应袋部中。按此方式便可实现使弓形部分在压辊芯体上获得一个延长的支承面。这种类似于槽/榫连接的设计结构基本上涉及到端面的中心区。这些端面在那些配置给正面的端面边缘区域中，即在弓形部分的整个径向厚度上在突起部/袋部的两侧并且沿径向在突起部/袋部的上方在弓形部分的整个轴向厚度上都设计成形为平坦的和因而为无阶梯的。通过这些端面的边缘区域的这样一种基本上平坦/无阶梯的结构，便可避免弱化位置，从而实现一种特别稳定的结构。

本发明的主题也是一种包括两个所述类型的压辊的辊式压力机。因此，本发明提出的压辊特别优选通过在一个辊式压力机之内的组合而得到保护。这种辊式压力机可以优选用于粒状物料的压块和/或压实，特别用于热压块/热压实。

下面将参照仅示出一个实施例的附图，对本发明作详细说明。附图表示：

图1以一个透视图示出一个压辊的示意简化图；

图2图1所示主题的一个透视局部图；

图3图2所示主题的一个侧视图；

图4以一个透视图示出图1所示压辊的一个按照本发明的弓形部分；

图5图4所示主题的一个正面的侧视图。

图1示出一种用于辊式压力机的压辊，特别用于粒状物料的压块或压实、特别优选用于粒状物料的热压块或热压实。这种压辊就其基本结构而言包括一个压辊芯体1和一个固定在压辊芯体1上的辊套，该辊套由多个、分布在周边上的弓形部分2组合而成，这些弓形部分2具有与轴向平行的端面3。弓形部分2可以在外周边上设计成凹凸形状的；在该实施例中，这些弓形部分具有用于压块或压实用的模槽4。这些模具/模槽4都是整体式/一件式加工到相应的弓形部分2中。每个弓形部分2具有一个在正面环绕的夹紧凸肩5。

弓形部分2在压辊芯体1上的固定是利用两个固定环6实现的，这些固定环也称作夹圈或夹紧环，见图2中所示。两个固定环6在两边的正面上安置，从而这两个固定环搭接弓形部分2的夹紧凸肩5。在此，两个固定环6利用与轴向平行的夹紧螺栓7彼此相对地夹紧，并且借此也朝向安置在这两个固定环之间的弓形部分2夹紧。在此夹紧凸肩5具有第一夹紧面8；夹紧环6具有第二夹紧面9。为了在与轴向平行的夹紧螺栓7的夹紧过程中，能够产生一种径向夹紧力，第一夹紧面8和第二夹紧面9都倾斜于压辊轴线定向。利用夹紧螺栓7所施加的轴向的或与轴向平行的夹紧力被增强地转化成一种径向夹紧力，从而保证弓形部分2完善地固定在压辊芯体1上。在此还可在弓形部分2和压辊芯体1之间实现一种形锁合的连接，为此例如使弓形部分2的内圆周侧的(或下侧的)形锁合元件嵌接到压辊芯体1的外圆周侧的形锁合元件中(和/或反之)。总之，在所示的实施例的范围中，利用固定环6和夹紧螺栓7实现弓形部分2的夹紧具有特别重要的意义。固定环6设计成在横截面上具有凹凸轮廓的环。固定环一方面具有一个环绕的基环6a，另一方面还具有一个环绕的夹紧凸缘6b，从而固定环具有一个基本上呈L形的横截面。该环绕的夹紧凸缘6b以第二夹紧面9搭接弓形部分2的夹紧凸肩5，从而使夹紧环6的第二夹紧面9被压紧到夹紧凸肩5的第一夹紧面8上。

弓形部分2各自具有一个与轴向平行的贯通部10，夹紧螺栓7被引导穿过该贯通部。该与轴向平行的贯通部10就沿着切向的延伸而言分别布置在一个弓形部分2的两个端面3之间。在该实施例中，一个弓形部分2的贯通部10就沿着切向的延伸而言居中地布置在该弓形部分的两个端面3之间。贯通部10设计成穿孔并且在弓形部分2的整个宽度上，从而使夹紧螺栓完全穿过弓形部分。两个固定环6于是可以在弓形部分两侧在中间布置弓形部分2的情况下彼此相互夹紧。

在该实施例中，夹紧环6并不是在整个周边上都具有一种恒定的横截面，而是夹紧环6具有局部限定的夹紧突起部11。夹紧环6具有多个分布在周边上的、分别配置给一个弓形部分2的夹紧突起部11，夹紧突起部11各自具有第二夹紧面9。因此，夹紧突起部11只在一个弓形部分2的弧长的一部分上延伸，从而使得由夹紧环6的传力不是满周边地(不是全面地)实现的，而仅是局部有限地在夹紧突起部11的区域内实现。

弓形部分2在其正面12上和在其夹紧凸肩5上(即在正面12和夹紧凸肩5之间的过渡区域中)具有外部的材料增强部13。这些材料增强部13相对于第一夹紧面8沿径向和相对于正面12沿轴向朝外突出，从而沿着切向(周向)在一个弓形部分2的两个材料增强部13之间分别设置一个袋状的成型部14。弓形部分2的第一夹紧面8布置在袋状成型部14中，也就是说，夹紧环6以其局部限定的夹紧突起部11嵌入到弓形部分的袋状成型部14中。设置在弓形部分2的配置给端面的正面边缘区域中的材料增强部13因此不妨碍完善的夹紧。材料增强部还有利于提高弓形部分的特别受载的部位的区域内的稳定性。因此，夹紧环6基本上是设计呈类似冠状的。在这些局部限定的夹紧突起部11的区域中在底侧实现第二夹紧面9，该第二夹紧面9以及弓形部分2的在袋状成型部14内的第一夹紧面8都相对于压辊轴线倾斜地布置。

此外，在附图中还可看出：两个沿切向依次布置的弓形部分彼此相啮合。为此，一个弓形部分2的一个端面3具有一个沿切向突出的突起部15，而同一个弓形部分2的那个相对置的端面3则具有一个相应的并沿切向回缩的袋部16，从而使一个弓形部分的突起部15类似于一种槽/榫连接而嵌入沿切向邻接的弓形部分的相应袋部16中。除了上述元件(突起部15/袋部16)之外，端面3设计成形为平坦的或平整的和因而无阶梯的。尤其可以放弃用于夹紧螺栓或夹紧杆7的成型部，因为这些夹紧螺栓按照本发明是被引导通过弓形部分2内的中心贯通部的。端面3可以特别在属于正面的端面边缘区域中，即在弓形部分的整个径向厚度上在突起部和袋部的两侧并且沿径向在突起部/袋部的上方在弓形部分的整个轴向厚度上都设计成形为平坦的和因而为无阶梯的。由此避免了槽沟和凸点，这有利于各个弓形部分的强度增大和耐用性提高。

在附图中示出一个实施形式，固定环6是利用夹紧螺栓7被朝向弓形部分2夹紧。但本发明也包含一些实施形式，根据这些实施形式，固定环是被热套地安置到弓形部分上或者弓形部分的夹紧凸肩上。这一情况在附图中未示出。

Claims (11)

1.一种用于辊式压力机的压辊，用于粒状物料的压块、压实或碾碎，包括一个压辊芯体(1)和一个固定在压辊芯体(1)的周边上的辊套，该辊套是由多个分布在周边上的、具有彼此面对的端面(3)的弓形部分组合而成，各弓形部分(2)具有在正面环绕的夹紧凸肩(5)，该夹紧凸肩具有第一夹紧面(8)，并且弓形部分(2)在正面上分别利用至少一个固定环(6)可松开地固定在压辊芯体(1)上，该固定环搭接弓形部分(2)的夹紧凸肩(5)，其特征在于：弓形部分(2)在其正面(12)和/或夹紧凸肩(5)上在配置给端面(3)的正面边缘区域中具有外部的材料增强部(13)，这些材料增强部相对于第一夹紧面(8)沿径向朝外突出并且相对于正面(12)沿轴向朝外突出，使得沿周向在两个材料增强部(13)之间分别形成一个袋状成型部(14)，第一夹紧面(8)设置在袋状成型部(14)中，固定环(6)的第二夹紧面(9)贴靠在该第一夹紧面上。

2.按权利要求1所述的压辊，其特征在于：固定环(6)通过热套安装在弓形部分(2)或其夹紧凸肩(5)上。

3.按权利要求1所述的压辊，其特征在于：固定环(6)借助于与轴向平行的夹紧螺栓(7)被夹紧在弓形部分(2)上。

4.按权利要求1至3中任一项所述的压辊，其特征在于：第一夹紧面(8)和/或第二夹紧面(9)为了产生径向夹紧力而相对于压辊轴线倾斜地定向。

5.按权利要求1至3中任一项所述的压辊，其特征在于：固定环(6)具有多个分布在周边上的、分别配置给一个弓形部分(2)的夹紧突起部(11)，这些夹紧突起部具有第二夹紧面(9)，并且仅在一个弓形部分(2)的弧长的圆周的一部分上延伸，并且嵌入弓形部分(2)的袋状成型部(14)中。

6.按权利要求3所述的压辊，其特征在于：弓形部分(2)分别具有至少一个与轴向平行的、用于夹紧螺栓(7)的贯通部(10)，该贯通部就其沿周向的延伸而言设置在弓形部分的两个端面(3)之间。

7.按权利要求6所述的压辊，其特征在于：材料增强部(13)设置在贯通部(10)的两侧，从而使贯通部(10)在材料增强部(13)之间设置在袋状成型部(14)的区域中。

8.按权利要求1至3中任一项所述的压辊，其特征在于：固定环(6)具有与弓形部分(2)的夹紧凸肩(5)搭接的夹紧凸缘(6b)，该夹紧凸缘具有所述第二夹紧面(9)，该第二夹紧面被夹紧在弓形部分(2)的夹紧凸肩(5)的相对应的第一夹紧面(8)上。

9.按权利要求5所述的压辊，其特征在于：固定环(6)具有与弓形部分(2)的夹紧凸肩(5)搭接的夹紧凸缘(6b)，该夹紧凸缘具有所述第二夹紧面(9)，该第二夹紧面被夹紧在弓形部分(2)的夹紧凸肩(5)的相对应的第一夹紧面(8)上，并且夹紧突起部(11)设置在夹紧凸缘(6b)上，并且沿径向从夹紧凸缘(6b)朝内突出且沿着与轴向平行的方向从固定环(6)或从固定环(6)的基环(6a)朝内突出。

10.按权利要求1至3中任一项所述的压辊，其特征在于：在固定环中设置至少一个冷却通道。

11.一种辊式压力机，其包括两个按权利要求1至10中任一项所述的压辊。