CN112384301B - 用于辊磨机的分配计量装置、辊磨机及碾磨方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于辊磨机的分配计量装置(1)，其包括：具有至少一个碾磨物料入口(3)和至少一个碾磨物料出口(4)的壳体(2)；供料辊(5)，其设置在该壳体(2)中用于通过该碾磨物料出口(4)将碾磨物料计量送入该辊磨机的碾磨间隙，该供料辊能绕供料辊轴线(SA)旋转；传送轴(6)，其设置在该壳体(2)中用于沿该供料辊(5)分配碾磨物料，该传送轴能绕传送轴轴线(FA)旋转，其中该传送轴轴线(FA)基本平行于该供料辊轴线(SA)布置；第一料位传感器(7)，其布置在该壳体(2)中用于确定该壳体(2)的第一碾磨物料料位。根据本发明，设有布置在该壳体中用于确定壳体(2)的第二碾磨物料料位的第二料位传感器(8)，碾磨物料入口(3)和第一料位传感器(7)布置在供料辊(5)和传送轴(6)的第一端，第二料位传感器(8)布置在供料辊(5)和传送轴(6)的第二端。

Description

用于辊磨机的分配计量装置、辊磨机及碾磨方法

技术领域

本发明涉及用于辊磨机的分配计量装置以及具有根据本发明的分配计量装置的辊磨机。本发明还涉及用辊磨机碾磨碾磨物料的方法，该辊磨机包括根据本发明的分配计量装置，以及本发明涉及具有开关柜的辊磨机，该开关柜带有冷却装置。

背景技术

在现有技术辊磨机中，碾磨物料集中地被引入相应的碾磨通道的入口中并堆积。碾磨物料然后通过重力在适当的情况下借助桨叶辊被向外分配并通过供料辊被送入碾磨间隙。

在碾磨作业开始时，入口的料位首先被手动(例如由操作者)预设为期望水平。在此情况下须考虑到一方面存在足够的自由缓冲体积(水平高度尽可能低)，而另一方面碾磨物料达到排放单元的端部(水平高度尽可能高)。在工作中用测量装置(如力记录仪)对实际水平与期望水平之间偏差进行检测。控制装置确保这样调节排放，即，实际水平尽量接近地对应于期望水平。力记录仪所具有的缺点在于碾磨物料料位并非是直接测量而是间接测量的，由此须进行校准，这很大程度上取决于碾磨物料性能。在现有技术中的所有其它测量原理中也是这种情况(例如电容传感器)，尽管不那么明显。在现有技术中，在最简单情况下，碾磨物料仅因重力而朝向排放单元的端部流动。由此，在任何情况下均不可能保证碾磨物料存在于排放单元端部并且可被排放至辊端部。如果没有碾磨物料在辊端部被送入碾磨间隙，则会产生严重损坏。现有技术中还包括分配装置(如桨叶辊)，其帮助将碾磨物料传送至排放单元端部。属于现有技术的所有系统的缺点在于该分配功能在工作过程中并非自动地且与碾磨物料无关地被控制或调节。

这样的辊磨机的缺点在于操作者须手动将料位限定为期望水平。期望水平的这种“经验”设定也旨在确保碾磨物料保证沿着供料辊长度分布。对碾磨物料沿供料辊分布的检查/监测(如果有)仅通过视觉进行。在操作时，在未合理选择期望水平和/或未合理预设分配装置的情况下，碾磨物料不会到达排放单元端部。准确设定甚至对本领域技术人员而言也是很难做到的。在碾磨物料性能会在工作过程中发生改变的情况下，在借助现有技术的关键通过期间发生故障的风险仍然很高。另一方面重要的是，随着产品集中引入，因产品将不会在入口混合，故碾磨物料没有分离。尤其当不同等级的碾磨物料通过两个以上进料管流进入口时，存在着入口中有分离的碾磨物料的风险。

发明内容

由此，本发明的目的是提供一种用于辊磨机的分配计量装置和一种辊磨机，该辊磨机避免已知系统的缺点且尤其允许沿计量分配轴最佳分配碾磨物料。另外，也应该支持碾磨物料在入口区域中的混合。

该目的通过具有独立权利要求的特征的分配计量装置、辊磨机和方法来实现。

该分配计量装置包括壳体和供料辊，该壳体具有至少一个碾磨物料入口和至少一个碾磨物料出口，供料辊布置在壳体内用于计量经过碾磨物料出口计量送入辊磨机碾磨间隙的碾磨物料，该供料辊可绕供料辊轴线旋转。

该分配计量装置还包括布置在壳体中的传送轴和第一料位传感器，该传送轴用于沿供料辊分配碾磨物料且该传送轴可绕传送轴轴线旋转，其中该传送轴轴线平行于供料辊轴线布置，该第一料位传感器用于确定壳体的第一碾磨物料料位。显而易见的是一些传感器(如传感器板条)也可以互相连接以便例如能够利用这种组合的料位传感器覆盖更大的高度。

根据本发明，该分配计量装置还包括布置在壳体中用于确定壳体的第二碾磨物料料位的第二料位传感器，其中，碾磨物料入口和第一料位传感器布置在供料辊的和传送轴的第一端处，第二料位传感器布置在供料辊的和传送轴的第二端处。

按照本发明的意义，“在第一端处”或“在第二端处”是指第一或第二传感器分别布置在供料辊的前三分之一处或后三分之一处。料位传感器优选分别布置在供料辊的前四分之一处和后四分之一处。该范围说明涉及供料辊的轴向长度。

该分配计量装置通常布置在辊磨机的碾磨辊的上方。碾磨物料被供给至分配计量装置的壳体并在那里形成可作为辊磨机工作用缓冲器的储存器，从而可消除小的物料流量波动。接着，供料辊将碾磨物料传送至分配计量装置的碾磨物料出口并从那里将其传送入碾磨间隙。供料辊轴线优选与辊磨机碾磨辊的辊轴线平行布置。

为了确保碾磨物料沿着供料辊分布，设置有传送轴。通过旋转该传送轴，确保碾磨物料沿传送轴轴线的方向来输送，由此碾磨物料分布得到重力的支持。在此，传送轴优选呈螺杆传送机构或桨叶辊的形式。进一步优选地，传送轴的传送区域、即引起碾磨物料被传送的传送轴区域在供料辊的至少一半轴向长度上延伸，优选在供料辊的整个轴向长度上延伸。

因此，通过该结构确保了供料辊在其整个长度均被供应碾磨物料，因此碾磨间隙没有在局部未得到碾磨物料供给的情况下工作。另外，传送轴也引起碾磨物料在分配计量装置中的混合，其因散料锥堆形成(尤其是通过筛分效应)而抵消分离。

碾磨物料入口布置在供料辊的和传送轴的第一端。这意味着碾磨物料并非如现有装置中那样在供料辊中心被供给，而是在供料辊的和传送轴的端部区域被供给。用于确定第一碾磨物料料位的第一料位传感器也布置在这个端部区域中。碾磨物料的高度可通过第一料位传感器来确定。

第二料位传感器布置在供料辊的和传送轴的另一端。可由此确定第二碾磨物料料位，即碾磨物料的高度。

因此，在供料辊(和传送轴)的两端各设置有一个料位传感器。碾磨物料入口的侧向布置以及根据本发明的料位传感器布置允许推断出供料辊在其整个长度上是否被足量供应碾磨物料。

如果碾磨物料入口未根据本发明居中布置，则该分配计量装置镜像布置。第一料位传感器布置在碾磨物料入口的下方，两个第二料位传感器布置在供料辊的和传送轴的两端。于是，传送轴被设计成通过旋转将碾磨物料从传送轴中心送至两端。传送轴优选设计成是两件式的，因此总是一半可独立于另一半运动。显然这样的设计形式只是反映本文所述的分配计量装置。

在此，供料辊和传送轴优选能够彼此无关地运动。这意味着供料辊和/ 或传送轴具有专用驱动机构，并且没有像从现有技术中已知的那样供料辊和传送轴可被联合驱动。供料辊和传送轴优选具有其各自的驱动机构。

优选取决于第一物料料位地控制或调节该供料辊的转速。这意味着供料辊的转速根据由第一料位传感器确定的第一碾磨物料料位被调节。

优选地，如果第一碾磨物料料位较低，那么供料辊被低速驱动。如果第一碾磨物料料位升高，则转速也提高。

尤其可以规定，借助对应的控制单元将第一碾磨物料料位基本保持不变。为此，理论值可被固定编程到控制单元中，可根据其它参数或者是能够通过操作者来调设。在此，取决于第一碾磨物料料位的理论值与实际值之间的偏差地调节供料辊转速。

传送轴的转速也可优选取决于第二碾磨物料料位来控制或调节。这表示传送轴转速根据由第二料位传感器确定的第二碾磨物料料位被调节。

如果第二碾磨物料料位较低，那么传送轴优选以第一转速被驱动。如果第二碾磨物料料位升高，则转速降低。

尤其可以规定，借助对应的控制单元将第二碾磨物料料位基本保持不变。为此，理论值可被固定编程到控制单元中，可根据其它参数或者是能够通过操作者来调设。在此，传送轴转速取决于第二碾磨物料料位的理论值与实际值之间的偏差进行调节。

通过改变供料辊转速，相应地导致更多或更少的碾磨物料被排出。第二碾磨物料料位的测量以及相应的传送轴旋转确保碾磨物料在供料辊的整个长度上分布。另外，碾磨物料通过传送轴被混合。

碾磨物料出口优选被设计为供料辊和节流装置之间的间隙。

在此，该节流装置优选包括横截面呈圆弧段形状的可旋转型材。这样的型材例如可由圆形型材简单地通过去除/磨削掉一个圆弧段来得到。在此有利的是，该型材的计量边缘比已知方案更具刚性，在已知方案中该节流装置包括挡板，其由多个元件构成。这些元件于是必须被定向以形成直线计量边缘。另外，横截面呈圆弧段形状的型材比已知方案更加抗弯曲。

在这样的具有作为供料辊与节流装置之间间隙构成的碾磨物料出口的装置中，该间隙的间须宽度优选取决于第一碾磨物料料位来控制或调节。尤其优选的是，在此情况下供料辊以恒定转速运行并且碾磨物料排出量仅经依据间隙宽度来调设。

该分配计量装置优选包括导向机构用于将碾磨物料导向至供料辊。该导向机构优选呈滑槽面形式。该导向机构以如下边缘结束，该边缘被布置为距离供料辊0.001mm至5mm。在此，该边缘在供料辊径向截面中相对于经过供料辊轴线的垂线以0°至90°的角间距布置。换句话说，该边缘被布置在9 点钟位置至12点钟位置之间。

这种边缘布置允许最小化供料辊周围的死角，从而允许改善分配计量装置的卫生。另外，该分配计量装置的清洁/余料排空得到简化。

该分配计量装置还包括控制单元，其可操作连接至第一和第二料位传感器，且供料辊和/或传送轴可借助该控制单元被控制/调节。在此，该控制单元布置在具有冷却装置的开关柜中，冷却装置包括至少一个珀尔帖元件。

该控制单元用于控制/调节供料辊和传送轴的旋转并且尤其根据第一或第二碾磨物料料位来控制/调节它们。当然，其它传感器也能可操作连接至控制单元，这些传感器也被考虑用于控制/调节供料辊和传送轴。

基于辊磨机的环境特性，一方面，必须保护控制单元免受外部影响(粉尘)，另一方面，出于安全原因(粉尘爆炸风险)，其作为可能的火源必须被安全放置并与环境隔离。先前的解决方案提出一个中央开关柜，借此可以对整个设备(多个辊磨机)进行供电和控制/调节。安装工作量很大，因为许多线路须从开关柜铺设到对应的机器。通过将开关柜直接布置在分配计量装置上可省去这种安装工作。尤其仅有3条线路需被连接至控制单元(电源、数据传输如总线；安全断电线路)。由此，该装置已可以在工厂进行安装和配置并且仅需在组装现场根据“即插即用概念”将其与对应线路连接。为了消除操作过程中产生的热，开关柜包括至少一个帕尔帖元件用于冷却开关柜内部。

在此，外部空间与内部空间之间的隔绝是有利的，从而可能的火源不会与辊磨机环境相通。

本发明还涉及一种具有本发明的分配计量装置的辊磨机。分配计量装置的上述所有优点和改进方案均可由此对应地应用于根据本发明的辊磨机。

辊磨机包括至少两个限定出用于碾磨碾磨物料的辊缝的辊，其中，来自分配计量装置的碾磨物料出口的碾磨物料被供应至该辊缝。

本发明还涉及一种用于在辊磨机中碾磨碾磨物料的方法。在此，辊磨机包括根据本发明的分配计量装置。分配计量装置和辊磨机的上述所有优点和改进方案均可由此对应地应用于根据本发明的方法。

根据本发明，碾磨物料通过本发明的分配计量装置被供应给辊磨机。

碾磨物料通过碾磨物料入口被供应给分配计量装置并且通过碾磨物料出口离开分配计量装置。

优选地，供料辊转速取决于第一碾磨物料料位来控制或调节。供料辊转速尤其与第一碾磨物料料位的理论值与第一碾磨物料料位的实际值之间偏差成比例地被调节。

优选地，传送轴转速取决于第二碾磨物料料位进行控制或调节。传送轴转速尤其与第二碾磨物料料位的理论值与第二碾磨物料料位的实际值之间偏差成反比地被调节。

优选地，如果分配计量装置被设计成具有呈在供料辊与节流装置之间间隙形式的碾磨物料出口，则该间隙的间隙宽度根据第一碾磨物料料位来控制或调节。在此，供料辊转速尤其保持恒定(即在工作过程中不变)。在此，间隙宽度尤其与第一碾磨物料料位的理论值与第一碾磨物料料位的实际值之间偏差成比例地被调节。

本发明还涉及一种辊磨机，其包括布置在壳体中的至少两个辊、碾磨物料入口、碾磨物料出口和用于控制和/或调节辊磨机的控制单元。在此，该控制单元布置在具有冷却装置的开关柜中，其中该开关柜被布置在辊磨机、尤其是壳体上。该冷却装置包括至少一个帕尔帖元件。

由于辊磨机的环境特性，一方面，必须保护控制单元免受外部影响(粉尘)，另一方面，出于安全原因(粉尘爆炸风险)，其作为可能火源必须被安全放置并与环境隔离。先前的解决方案提出一个中央开关柜，借此可以对整个设备(多个辊磨机)进行供电和控制/调节。安装工作量很大，因为许多线路须从开关柜铺设到对应的机器。通过将开关柜直接布置在分配计量装置上可省去安装工作。尤其仅有3条线路需被连接至控制单元(电源、数据传输如总线BUS、安全断电线路)。由此，该装置已可以在工厂进行安装和配置并且仅在组装现场根据“即插即用概念”将其与对应线路连接。为了消除在工作过程中产生的热，开关柜包括至少一个帕尔帖元件用于冷却开关柜内部。

除机器控制元件之外，开关柜还包括至少一个功率电子器件，其用于操作辊磨机的辊的主驱动马达和/或辊磨机的供料单元的驱动马达。功率电子器件优选选自安全开关、主开关、软起动器、变频器(逆变器)和大电流电力线。

本发明还涉及一种具有多个辊磨机的碾磨设备，其中每个辊磨机包括布置在壳体中的至少两个辊、碾磨物料入口、碾磨物料出口、分配计量装置和用于控制和/或调节该辊磨机的控制单元，其特点是，在每个辊磨机中，该控制单元布置在具有冷却装置的开关柜中，该冷却装置直接布置在相应的辊磨机上的分配计量装置上，该冷却装置尤其包括至少一个帕尔帖元件，所有相应的辊磨机的连接线路都通过其控制单元在辊磨机的开关柜中进行连接。

因此，外部空间与内部空间的隔绝是有利的，从而可能的火源不会与辊磨机环境相通。

附图说明

下面基于优选实施例并结合附图对本发明进行更好的描述，其中：

图1示出在平行于供料辊轴的平面内的根据本发明的分配计量装置的截面示意图；

图2示出在垂直于供料辊轴的平面内的根据本发明的分配计量装置的截面示意图；

图3示出带有分配计量装置和开关柜的根据本发明的辊磨机的立体示意图。

具体实施方式

在图1和图2中示意性示出了分配计量装置1。分配计量装置1包括壳体2，该壳体具有碾磨物料入口3和碾磨物料出口4。在壳体2中布置有能绕供料辊轴线SA旋转的供料辊5并且在碾磨物料流动方向上在供料辊5上方布置有传送轴6。在此情况下，该传送轴以螺杆传送机构形式构成并能绕平行于供料辊轴线SA的传送轴轴线FA旋转。分别设置有马达15、16用于驱动供料辊5和传送轴6。马达15、16可操作地连接至控制单元12(由虚线示意性示出)。

在壳体2中布置有两个料位传感器7和8，它们被设计用于确定壳体内的碾磨物料料位并同样可操作地连接至控制单元12。

第一料位传感器7在碾磨物料入口3的区域内布置在供料辊5的和传送轴6的第一端处。第二料位传感器8布置在供料辊5的和传送轴6的另一端处。因此，两个料位传感器7、8布置在供料辊5的和传送轴6的两端处。碾磨物料入口3同样不像在已知装置中那样居中布置，而是布置在供料辊5 的和传送轴6的第一端的上方。

还可以从图2中看见节流装置10的结构，其被用来调节用作壳体2的碾磨物料出口4的间隙9。除了致动器和轴承之外，节流装置10还包括横截面呈圆弧段形状的长条形型材11。型材11的旋转(由虚线位置示意性地示出) 可以调节该间隙9的间隙宽度。

还可以从图2中看见导向机构18的布置，其呈滑槽形式构成。该导向机构以靠近供料辊5表面的边缘19结束。边缘19如此布置，即，没有碾磨物料会达到供料辊5的下方或者没有碾磨物料会遗留在供料空间内；为此，边缘19例如相对于经过供料辊轴线SA的垂线能以0°至90°的角间距布置。这种布置减少供料辊周围的死角空间并且方便分配计量装置1的余料排空/ 清洁。为了密封，罩20邻接边缘19。在现有技术中，供料空间围绕供料辊(卸料辊)的大部分，由此在供料辊(卸料辊)下方形成死角区域，在工作中该死角区域无法被完全排空且由此必须在停机时人工清理。死角区域为不期望的昆虫等的居所。因此在边缘19布置时应理想地针对不留死角区域给予考虑。

当分配计量装置1操作时，碾磨物料通过碾磨物料入口3被供给。传送轴6的旋转使碾磨物料从供料辊6的第一端被送向第二端。分配由第二料位传感器8监测。如果由第二料位传感器8测得的第二碾磨物料料位(实际值) 与第二碾磨物料料位的理论值有偏差，则相应调整传送轴6的转速，使得更多或更少的碾磨物料被传送至供料辊5的另一端。

同时，供料辊5被驱动。如果由第一料位传感器7测得的第一碾磨物料料位(实际值)与第一碾磨物料料位的理论值有所偏差，则相应调整供料辊5 的转速，使得更多或更少的碾磨物料被排出以使壳体的料位保持恒定。

在图3中可以看到具有分配计量装置1的辊磨机14。应强调下述开关柜 13，其布置在辊磨机上、容置控制单元12并且由帕尔帖元件17冷却(只能看见其散热片)。也可以想到其它符合ATEX的冷却装置，例如液体冷却尤其是水冷却装置、符合ATEX的风扇等等。

Claims (14)

1.一种用于辊磨机的分配计量装置(1)，包括：

-壳体(2)，其具有至少一个碾磨物料入口(3)和至少一个碾磨物料出口(4)，

-供料辊(5)，其设置在该壳体(2)中用于通过该碾磨物料出口(4)将碾磨物料计量送入该辊磨机的碾磨间隙中，该供料辊能绕供料辊轴线(SA)旋转，

-传送轴(6)，其设置在该壳体(2)中用于沿该供料辊(5)分配碾磨物料，所述传送轴能绕传送轴轴线(FA)旋转，其中所述传送轴轴线(FA)基本平行于所述供料辊轴线(SA)布置，和

-第一料位传感器(7)，其布置在所述壳体(2)中用于确定所述壳体(2)的第一碾磨物料料位，

其特征是，所述分配计量装置(1)还包括：

-第二料位传感器(8)，其布置在所述壳体中用于确定所述壳体(2)的第二碾磨物料料位，其中，

-所述碾磨物料入口(3)和所述第一料位传感器(7)布置在所述供料辊(5)和所述传送轴(6)的前三分之一处，和

-所述第二料位传感器(8)布置在所述供料辊(5)和所述传送轴(6)的后三分之一处。

2.根据权利要求1所述的分配计量装置(1)，其特征是，所述供料辊(5)的转速能与所述传送轴(6)无关、但取决于所述第一碾磨物料料位和/或第二碾磨物料料位被控制或调节。

3.根据权利要求1或2所述的分配计量装置(1)，其特征是，所述传送轴(6)的转速能与所述供料辊(5)无关、但取决于所述第一碾磨物料料位和/或第二碾磨物料料位被控制或调节。

4.根据权利要求1所述的分配计量装置(1)，其特征是，所述碾磨物料出口(4)被设计为在所述供料辊(5)与节流装置(10)之间的间隙(9)。

5.根据权利要求4所述的分配计量装置(1)，其特征是，所述节流装置(10)包括横截面呈圆弧段形状的可旋转型材(11)。

6.根据权利要求4所述的分配计量装置(1)，其特征是，所述间隙(9)的间隙宽度能与所述供料辊(5)和/或所述传送轴(6)无关、但取决于所述第一碾磨物料料位和/或第二碾磨物料料位被控制或调节。

7.根据权利要求1所述的分配计量装置(1)，其中所述分配计量装置(1)还包括用于将碾磨物料引导至所述供料辊(5)的导向机构(18)，其特征是，所述导向机构以边缘(19)结束，所述边缘被布置成在所述供料辊(5)的下方不会形成在工作中无法被完全排空的死角区域，因为该边缘以在0.001mm至5mm之间的距离距该供料辊布置。

8.一种具有限定出辊缝的至少两个辊的辊磨机(14)，其特征是，所述辊磨机还包括根据前述权利要求中任一项所述的分配计量装置(1)。

9.一种用于在辊磨机中碾磨碾磨物料的方法，其包括通过根据权利要求1至6中任一项所述的分配计量装置(1)将碾磨物料供应给该辊磨机的步骤。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征是，所述供料辊(5)的转速取决于所述第一碾磨物料料位被控制或调节。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征是，所述供料辊(5)的转速与所述第一碾磨物料料位的理论值同所述第一碾磨物料料位的实际值之间偏差成比例地被调整。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征是，所述传送轴(6)的转速取决于所述第二碾磨物料料位被控制或调节。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征是，所述传送轴(6)的转速与所述第二碾磨物料料位的理论值同所述第二碾磨物料料位的实际值之间偏差成反比地被调整。

14.根据权利要求9所述的方法，其特征是，所述间隙(9)的间隙宽度取决于所述第一碾磨物料料位被控制或调节。

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