JP2734133B2 - 竪型粉砕機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は回転テーブルと粉砕ローラとの協働によりセ
メント原料や石炭，化学品などを粉砕する竪型粉砕機に
関するものである。

［従来の技術］ セメント原料や石炭，化学品などの粒体を細かく粉砕
し粉体とする粉砕機の一種として回転テーブルと粉砕ロ
ーラとを備えた竪型粉砕機が広く用いられている。この
種の粉砕機は、円筒状ケーシングの下部において減速機
付きモータで駆動されて低速回転する円盤状の回転テー
ブルと、その上面外周部を円周方向へ等分する箇所に油
圧等で圧接されて従動回転する複数個の粉砕ローラとを
備えている。

例えば、従来の竪型粉砕機を示す第３図において、全
体を符号１で示す粉砕機は外観上一つの塔体として形成
され、その基部には電動機（モータ）２によって回転さ
れる回転テーブル３が配置されている。そして、この回
転テーブル３に摺接して回転するように複数個の円錐状
の粉砕ローラ４が配置されており、この粉砕ローラ４は
支持アーム５に回転自在に軸承されている。支持アーム
５はその中央で粉砕機側に回転自在に軸承された支持軸
６に固定されており、さらにこの支持アーム５は回転テ
ーブル３を囲んでいるケーシング８の側方を通って下方
に延び、粉砕機の下部空間に臨んでいる。そして、この
支持アーム５の下端は粉砕機１のベースにその下端を回
動自在に軸承された圧力シリンダ９のロッドの先端に回
転自在に軸承されている。符号10はカップリングを示
す。

そして原料供給装置（図示せず）から回転テーブル３
の中心部へ供給管11で供給された原料としての粒体は、
テーブルの回転により従動するローラ４と回転テーブル
３との間へ噛込まれ粉砕される。一方、ケーシング８内
にはダクト（図示せず）によって熱風が導かれており、
この熱風が回転テーブル３の外周面とケーシング８の内
周面との間の環状空間部12から吹き上がることにより、
微粉体は乾燥されながら粉砕機１内を上昇し、熱風との
混合体として排出口13から排出され次の工程へ送られ
る。

なお、粒度の粗い粒子も、一部は粉砕機１内を上昇す
るが、上方のセパレータ14にて分級され、回転テーブル
３上へ戻される。

なお回転テーブル３は鉛直下方に延在する回転軸（図
示せず）を有しており、符号2Aで示す減速機のケーシン
グ内には、モータ２の回転力を減速してこの回転テーブ
ル３の回転軸に伝達する減速機のほか、回転テーブル３
を、その回転軸を介して支えるためのスラスト軸受機構
とラジアル軸受機構とが設けられている（いずれも図示
せず）。

［発明が解決しようとする課題］ 竪型粉砕機においては、前記の如く粉砕ローラが回転
テーブルとの間に原料を噛み込んで粉砕を行なうもので
あり、回転テーブルと粉砕ローラとの間に介在する原料
層厚および粉砕ローラの回転テーブル上面への緊張油圧
がその原料性状や粉砕機の型番（具体的には回転テーブ
ル径，回転数，回転テーブルや粉砕ローラの質量等）等
に応じて適正な値でなければならない。

一方、第４図に示すように、原料層厚を規制するもの
は、回転テーブルの最外周に回転テーブル３のテーブル
ライナ3aより高い円環状のダムリングであり、これが粉
砕される原料層の堰の役目を果していた。このため、原
料層は適切な高さに保持され良好な粉砕が確保される。

しかし、テーブルライナ3aや粉砕ローラのライナ本体
4aは摩耗による経時変化を起こし原料層厚が変化した
り、また、原料性状の変更による被粉砕性の変化や含有
水分の変化による噛み込み状態の変化に伴なって粉砕機
の製品の粒径分布が変化し、所要の粉末度とは異なる粉
末度になることがある。

もちろん、粉砕機の上部に装備されているセパレータ
の回転数を一定に保つことにより分級点が規制され、粗
粒はセパレータの羽根に叩き落とされて再度粉砕部へ返
送されるが、粒度分布が変化し平均粒径で代表される粉
末度は微妙に変化し、これが、それまでに貯蔵された製
品へ混入して製品粒径の分布が広がり製品全体の品質管
理に悪影響を及ぼすことになる。

このため、これを回避するために一時的に原料の供給
量を落としたり、また抜本的にこれらの対策を講じるた
め、ミル運転を休止してミル内の冷却を待って中へ入
り、人手によるダムリングの取り替えによるダムリング
高さ変更という煩雑な労務作業をしていた。また、運転
中止むなく原料性状や含有水分の変化に基づく被粉砕性
の変動で製品の粉末度が変化しても、運転中はセパレー
タ回転数変更や粉砕ローラの緊張油圧の変更を行ない得
るのみで、ダムリング高さの変更までは行なうことがで
きなかった。

［課題を解決するための手段］ 以上の課題を解決するために、本発明の竪型粉砕機
は、 上面が略水平になるように枢支され、駆動装置によっ
て鉛直軸回りに回転駆動される回転テーブルと、該回転
テーブル上に摺接配置される粉砕ローラおよび該粉砕ロ
ーラを該回転テーブル上へ圧接する緊張用油圧シリンダ
を備え、かつ、製品粉末の自動連続粉末度測定装置を製
品排出系統に装備した竪型粉砕機であって、 該回転テーブルの最外周に円環状のダムリングを上下
方向摺動自在に配設し、該ダムリングの上下方向摺動手
段として油圧シリンダ、空気圧シリンダ、電動シリンダ
のいずれかを該ダムリングの下方に円周複数個配設して
該ダムリングと連結するとともに、該上下方向摺動手段
として油圧シリンダ、空気圧シリンダを使用する場合に
おいては、該上下方向摺動手段への動力供給配管（油圧
配管、空気圧配管）を前記回転テーブルの軸心線上方の
固定配管に回転継手を介して連結するものとし、該上下
方向摺動手段として電動シリンダを使用する場合におい
ては、該上下方向摺動手段への電力配線を前記回転テー
ブルの軸心線上方の固定配線に摺動子（スリップリン
グ）を介して連結するものとし、 前記振動計の指示値（振動値）が予め設定された値を
越えたときに前記ダムリング高さと前記緊張用油圧シリ
ンダの緊張圧力を変更するための制御装置を備えた構成
とした。

［作用］ 本発明の竪型粉砕機は、回転テーブルの外周に円環状
のダムリングを上下方向摺動自在に配設して上下方向摺
動手段を設け、かつ、製品粉末の自動連続粉末度測定装
置を製品排出系統に装備した。したがって、運転中常時
粉砕機から排出される製品の粉末度を刻々測定し、予め
設定した粉末度の目標値を越えて粒度が粗くなったとき
には、運転中ダムリング高さおよび緊張用油圧シリンダ
の緊張圧力を変更して、粉末度に影響を与えた外乱に対
抗して粉砕条件を改善することによって粉末度を目標値
以下の細かさに戻すことができる。

［実施例］ 以下図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示し、第１図は
要部拡大縦断面図、第２図は第１図II−II視の平面図で
ある。第３図はダムリング高さや緊張油圧を変更する制
御装置のブロック線図である。

図において、３は回転テーブル、3aはテーブルライ
ナ、3bはライナ押え、3cはダムリング、3dはカバー、４
は粉砕ローラ、4aはローラ本体、4bは回転軸、50は油圧
シリンダ、50aはピストンロッド、50bは油圧配管、50c
はヘッダー、50dはクイックカップリング（配管継
手）、50eは油圧配管、50fは配管継手、51はサポート、
60は油圧配管（固定）、60aは配管の保護管（固定）、6
0bは陣笠である。また、Ｈは原料層厚、ｈはダムリング
高さ、ｌはダムリング内端面とローラ本体4a外径との距
離（隙間）である。

ダムリング3cは円環状の形状をしており、回転テーブ
ル３の外周に嵌装され、回転テーブル３の下側に取り付
けられたサポート51に固設された４個の油圧シリンダ50
のピストンロッド50aと連結され、上下方向に摺動可能
に構成されている。そして、油圧シリンダ50の上下の油
圧配管50bは第２図に示すとおり、両隣りの油圧シリン
ダ50,50の中間位置においてヘッダー50cと連結され、さ
らに、回転テーブル軸心に沿設される油圧配管50e,配管
継手50f,油圧配管50gを経由して回転テーブル３のライ
ナ押え3b頂部でクイックカップリング（配管継手）50b
に連結され、ミル外の油圧ユニット（図示せず）からの
配管60に接続されることによって、油圧シリンダ50のピ
ストンロッド50aの上下運動を制御できるようになって
いる。

さらに、ダムリング3cの高さを検知するために、図示
しないポテンショメータやその他非低触型の位置センサ
（たとえば、磁気スケール）を竪型粉砕機内に配設し、
遠隔の操作室でモニタリングすることができるようにな
っている。

以上のように構成することによって、運転負荷や原料
性状（被粉砕性）の変動やローラタイヤ，テーブルライ
ナ等の摩耗，粉砕原料の変更等粉砕条件の変動に伴なっ
て、ダムリング高さｈを適正な値に変更したいときに
は、運転中必要に応じて速やかに油圧ユニットを操作す
ることによって、ダムリング3cを上下の任意の位置まで
高さの変更を行なうことができる。

また、油圧シリンダの代りに、空気圧シリンダや電動
シリンダを使用することもでき、各々空気圧配管や電気
配線の接続によってダムリングを上下動できることは油
圧シリンダの場合と同様である。電気配線の回転部分と
固定の電気配線の接続には摺動子（スリップリング）機
構を用いることができる。

次に、粉砕機に装着した振動計の指示値（振動値）が
予め設定された値を越えたときに、ダムリング高さと粉
砕ローラの回転テーブル面への押圧する油圧シリンダの
緊張圧力を変更するための制御装置について、第３図を
参照しながら説明する。

第３図は、上記制御装置の制御系統を説明するブロッ
ク線図である。

粉砕機は、同一の被粉砕性をもつ原料を同一の運転条
件（型番，供給量，回転テーブルの回転数，粉砕ローラ
の緊張油圧，ダムリング高さによって定まってくる原料
層厚，セパレータの回転数によって規制される分級点
等）で運転する限り、ほぼ同一の粒度構成（粒度分布）
や粉末度を有する製品粉末を継続的に生産する。しか
し、供給する原料は、採掘現場の変化や貯槽中の滞留時
間によって、原料性状や含有水分が変化し、このため原
料の被粉砕性が微妙に変化し、これが製品の粉末度を変
化させる要因となる。

したがって、本発明では、粉砕機の製品排出系統、す
なわち、粉砕機の後のサイクロンやバッグフィルタで捕
集された製品サイロへ輸送する経路の途中に、サンプル
採取し、これを後述する自動連続粉末度測定装置（以
下、測定装置と呼称する）で粉末度を時々刻々検出し、
第３図に示すように、予め設定器にセットされた粉末度
の最大許容値を目標値（設定値）として与え、測定装置
からの実測値を変換器で電流または電圧等の電気信器に
変えたうえで、比較器で目標値との比較を行ない、設定
値を越えたときには制御器を介してダムリング高さや緊
張油圧を変更するため各々の駆動装置に変更の指令を発
信する。制御器は調節器と操作器とから構成され、調節
器は粉末度の設定値に設定値に対する超過量に応じてダ
ムリング高さや緊張油圧の増減の幅を指示するもので、
その制御動作には比例動作（Ｐ動作），積分動作（Ｉ動
作），微分動作（Ｄ動作），比例積分動作（PI動作），
比例微分動作（PD動作），比例積分微分動作（PID動
作）等製品粉末度の変化の状況に応じて使い分けること
ができる。操作器はこの調節器からの指示に基づいて各
々の駆動装置へ動作指令を伝達する。図中矢印のついた
線は信号の流れを示す。このようにして、動作変更した
あとタイマによる一定時間経過後、再び製品粉末度の実
測値と設定値とを比較し、設定値以内に収まるまでこの
動作を繰り返す。以上のようなフィードバック機構を有
する自動制御により、運転中何らかの外乱により粉末度
が粗く製品として望ましくない状態に一時的に陥っても
容易にこの状態から脱出することができる。

なお、ダムリング高さを高くした場合には原則的には
同時に緊張油圧をこれに比例して高くするが、ダムリン
グ高さのみの変更によって粉末度を低減できる場合に
は、緊張油圧を敢えて変更しなくてもよい。

自動連続の粉末度測定装置としては、各種のものがあ
り、その原理は、たとえば、精粉をスネッキ採取器によ
り採取し、秤量ベルトを通してテストセパレータへ送入
し、ここで２次空気を導入して分離径の微調整を行ない
ながら、テストセパレータが粗粉を分離して秤量ベルト
で秤量する。そして粗粉量／供給量の比を求めて、これ
を電流に変換して精粉の粉末度として連続表示する（西
独クルップ社）。あるいは、精粉をスクリュフィーダで
試料採取し、ベルトコンベヤ上に1.5mmの層厚に拡げ
て、その粉体層上を薄い針金で走査させ、圧電効果によ
る電流が粉体の細かさに比例する原理を応用して、その
電流値で試料粉体の粉末度を連続的に表示する方法（西
独ポリジウス社）もある。

また、レーザ光線を用いた粉体の粒径分布の自動連続
測定装置も開発されている（仏セリウ社）。

［発明の効果］ 本発明の竪型粉砕機は、ダムリング高さを運転中任意
に上下動できる構成とし、かつ、製品粉末の粉末度を制
御量とする制御装置を備えて、ダムリング高さや緊張油
圧を自動的にコントロールする構成としたので、原料の
性状や水分が変化してもそれに対応して粉砕条件を変化
させて粉末度を許容範囲以内のものに制御できるので、
製品品質が安定し、かつ、メインテナンス性が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の１実施例を示し、第１図は要
部拡大縦断面図、第２図は第１図II−II視の平面図、第
３図は制御装置のブロック線図である。第４図〜第５図
は従来の竪型粉砕機の実施例を示し、第４図は全体縦断
面図、第５図は要部拡大縦断面図である。 １……竪型粉砕機、３……回転テーブル、3a…テーブル
ライナ、3b…ライナ押え、3c…ダムリング、3d…カバ
ー、４……粉砕ローラ、4a…ローラ本体、4b…回転軸、
９……油圧シリンダ（粉砕ローラ緊張用）、50……油圧
シリンダ（ダムリング上下用）、50a…ピストンロッ
ド、50b…油圧配管、50c…ヘッダー、50d…クイックカ
ップリング（回転継手）、50e…油圧配管、50f…配管継
手、50g…油圧配管、51……サポート、60……油圧配管
（固定）、60a…保護管（固定）、60b…陣笠、Ｈ……原
料層厚、ｈ……ダムリング高さ、ｌ……隙間。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上面が略水平になるように枢支され、駆動
   装置によって鉛直軸回りに回転駆動される回転テーブル
   と、該回転テーブル上に摺接配置される粉砕ローラおよ
   び該粉砕ローラを該回転テーブル上へ圧接する緊張用油
   圧シリンダを備え、かつ、製品粉末の自動連続粉末度測
   定装置を製品排出系統に装備した竪型粉砕機であって、 該回転テーブルの最外周に円環状のダムリングを上下方
   向摺動自在に配設し、該ダムリングの上下方向摺動手段
   として油圧シリンダ、空気圧シリンダ、電動シリンダの
   いずれかを該ダムリングの下方に円周複数個配設して該
   ダムリングと連結するとともに、 該上下方向摺動手段として油圧シリンダ、空気圧シリン
   ダを使用する場合においては、該上下方向摺動手段への
   動力供給配管（油圧配管、空気圧配管）を前記回転テー
   ブルの軸心線上方の固定配管に回転継手を介して連結す
   るものとし、 該上下方向摺動手段として電動シリンダを使用する場合
   においては、該上下方向摺動手段への電力配線を前記回
   転テーブルの軸心線上方の固定配線に摺動子（スリップ
   リング）を介して連結するものとし、 前記測定装置の指示値（粉末度）が予め設定された値を
   越えたときに前記ダムリング高さと前記緊張用油圧シリ
   ンダの緊張圧力を変更するための制御装置を備えてなる
   竪型粉砕機。