JP3668253B2 - ローラーミル - Google Patents

Description

発明の属する分野：
本発明はローラーミルに関する。該ローラーミルは、回転式の粉砕ボール上の実質的に水平な粉砕経路と、前記ボールの粉砕経路上に粉砕原料で形成された粉砕ベッド上を回転する固定式の粉砕ローラー、および保持部材を有する。該保持部材は粉砕ローラー間に位置して粉砕原料の動きに影響を与えるものである。
発明の背景：
気流式（エアスウェプト、ａｉｒ−ｓｗｅｐｔ）ローラーミルあるいはローラーボールミルとも言われるローラーミルにおいて、粉砕ボールの中心に供給される粉砕原料は遠心力によって粉砕ボールの端およびその後方を取り巻くリングに向かって動く。同粉砕原料は追加原料と、一般にローラーミルに内蔵されている分級器からの粗粒子とを含む。粉砕原料に働く遠心力は、粉砕ボールの径と回転速度に著しく依存する。
ローラーミルのスループットは、有効な粉砕表面、すなわち、使用される粉砕ローラーの数や寸法および粉砕速度によって、基本的に決定される。ただし、各ローラーには粉砕原料が十分に供給されているものと仮定されている。
原理的に、同一の規定形状でかつ同数の粉砕ローラーについては、速度の増加に応じて、ローラーミルのスループットが向上できる。したがって、使用するローラーミルを小型化することで低価格化が図られるはずである。
しかしながら、速度の増加は同時に遠心力の増加につながる。この結果、二連式の粉砕ローラー間の領域で、粉砕ボールが部分的あるいは完全に空になる事態が生じる。そのため、該粉砕ローラーはもはや粉砕原料が供給される状態になく、目的のスループットの向上を達成できない。
ＤＥ ３６ ４２ ８１４ Ａ１開示のローラーミルでは、２つの粉砕ローラー間に保持部材を備えて、粉砕経路上およびその付近の粉砕原料の動きの制御を行っている。保持部材はアーチ形のバッフルまたはデフレクタとして形成され、保持具でローラーミルケースに固定されて高さと傾きとを調整できるものである。
ドイツ特許１ ５０７ ５７９記載のローラーミルは、原料送給に対向しかつ２つの粉砕ローラー間に位置したデフレクタを備える。同デフレクタによって、ボール端の方向に移動する粉砕原料を類別することが意図されている。デフレクタの形状と高さが粉砕原料の分離をもたらし、微粉原料の流出と粗粉原料の粉砕経路上への保持とが別々に実行される。
以上の既存手段の欠点は、保持部材に用いたデフレクタと粉砕原料との間の摩擦が相対的に大きいことであり、これによって必要な駆動パワーが増加する。摩擦の増加により、デフレクタや保持具に摩耗が発生し、対策としてデフレクタや保持具の保守点検と表面硬化処理が必要になる。
ＤＥ ３９ ２１ ９８６ Ｃ１は、事前圧縮ローラーまたは平滑化ローラーを備えたローラーミルを開示する。これらの事前圧縮ローラーまたは平滑化ローラーは、粉砕ベッドの均等化および平準化のために提供され、それぞれが粉砕ローラーの上流に置かれる。平滑化ローラーまたは平準化ローラーは、粉砕ボールの粉砕経路上で外向きに動く粉砕材料のためではなく、その代わりに、粉砕ローラーに供給される粉砕材料の通気と平滑化のため、および特に粉塵混合物の「衝撃波」を排除するための保持部材として形成される。この目的の効果を得るために、事前圧縮ローラーまたは平滑化ローラーは、粉砕ローラーの上流に置かれる。しかし、この文献は、粉砕経路上の粉砕材料を保持するための事前圧縮ローラーまたは平滑化ローラーの形成および配置を開示するものではない。従って、平滑化ローラーまたは事前圧縮ローラーの保持効果は、このようなローラーの端面部について限定的な程度で可能であるにすぎない。
発明の要旨：
本発明は、摩耗が少なくて特に効率の高い保持部材を備えるローラーミルを提供することを目的とする。同保持部材により、標準、高速いずれの粉砕原料速度においても粉砕ローラーへの十分な粉砕原料の供給が確保され、その結果、少ない労力と投資でスループットの向上が得られる。
本発明において、上記目的は、請求項１の特徴によって達成される。好適で効果的な開発が、従属クレームと図面に関連する記載に示される。
本発明は、目的とされる、特に効率の高い保持を得るため、事前圧縮ローラーまたは平滑化ローラーを所定のダム効果を有するダムロールとして形成するため、および粉砕材料を堰様に保持する目的で同ローラーを２つの粉砕ローラー間に置くために、事前圧縮ローラーまたは平滑化ローラーの特に低い摩擦を用いるとの着想に基づく。同摩擦は、既知のデフレクタに比較してはっきりと低減されている。
本発明によれば、ローラーミルは、回転式ダム壁面を２つの粉砕ローラー間に保持部材として備える。粉砕ボール（bowl）の粉砕経路上で外向きに動く粉砕材料には、該回転式ダム壁面はダム作用として働く。本発明によれば、ダム作用は、少なくとも１つのダムロールを備える回転式ダム壁面によって生じる。同ダムロールは、２つの粉砕ローラー間に隣接し、粉砕ボールの回転軸に面する内部の端面部上に形成されたダム面以外に、少なくとも更に１つのダム面を有する。本発明によれば、ダムロールは少なくとも１つのダムリングを有し、同ダムリング上には更にダム面が形成される。
２つ以上の更なるダム面を備えるダムロールを提供することも可能であり、同ダム面では数個のダムリングがダムロール上に置かれている。追加のダム面がダムリングの内側に形成され、前記ダムリングは、ダムロールの外周面から径方向に突き出ているのが好ましい。
好適には、ダムリングのダム面は、ダムロールの回転軸または外周面に対してほとんど直角をなす。
前記追加ダム面によりダムロールの保持効果はさらに強まる。粉砕原料は、遠心力の作用により、粉砕経路から粉砕ボール内のダム用リムの方向に動く。この移動は螺旋状の経路を描く。該粉砕原料は、先ず、ダムロールの内側端面部のダム面でブロックされ、次に、１つ以上の追加ダムリングのダム面で保持される。つまり、ダムリングは堰あるいはブロッキング部材として作用する。また、回転式のダム壁構造であるため、摩擦の発生はきわめて少ない。
特に効果的な構成においては、ダムロールが、内側ダム面に並んだダムリングを備える。このダムリングは、内側端面付近の、遠くともローラーミルのケース壁を向いた外側端面上に位置し、外周側の堰あるいはダム面を形成する。
ダムリングは二次的にダムロールに取り付け可能なことが好ましい。取り外し可能な構造にすることで、必要に応じダムリング式のダム面を装着できる。
好適には、ダムリングは耐摩耗性の材料で作製され、径方向の幅が比較的小さい円周面をもつ粉砕ベッド上を回転する。
代替の実施形態においては、ローラーミルは、各々が２つの粉砕ローラー間に、いくつか、例えば、２つのダムロールから形成される回転式ダム壁面を、保持部材として備える。いくつかのダムロールは、それらの壁面部は粉砕材料の流出に対する回転式堰を形成するように、位置付けられ、大きさが決められる。
回転式ダム壁面が粉砕ベッド上で回転するダムロールによって形成され、ダムロールの端面部が相互に隣接し、隣りの粉砕ローラーに対してきわめて狭い間隔で配置されるのは、特に好ましい。
原理的に、ダムロールには粉砕機能はない。したがって、一般にロールにはほとんどもしくは全く負荷が加わらず、その結果「ジャンプ」現象は生じない。このため、摩擦は著しく小さくなり、良好なダム作用に適した状態になる。この状態はエネルギーバランスの面で有利に働く。
著しく小さい摩擦で、意図されたダム作用あるいは粉砕原料流出止め用堰作用を得る上で、超軽量のダムロール構造が適当である。ダムロールには粉砕機能はないため、自重以外の荷重の付加は全く必要としない。好適には、スプリングダンピング方式を備えて、ダムロールを粉砕ベッド上に固定するようにする。
スプリングダンピング方式などによって下方に固定する力が働けば、ダムロールのジャンプ動作を避けることができる。
効果的であるのは、何らかの補助機構によりダムロールの可動性を粉砕ボール中の粉砕経路の下方に制限することである。特に簡便な制限装置は、止め具や止めねじあるいはバッファを備えたレバーを含む。
非常に緊密な堰あるいは緊密なダム壁面を得るためにダムロールを、その回転軸がミル回転径面に対する前縁角または後縁（後退）角より下になるように配置する。
円錐形ダムロール、筒形または逆円錐形ダムロールなどのダムロール構造に関することとして、ダムロールを、その回転軸の延長が粉砕ボールの回転軸あるいはローラーミルの長軸と交差するように配置する。
ミル形状、粉砕原料および所望のスループットに関することとして、ダムロールを、内面端面部のダム面が異なる径方向の隙間および（または）粉砕ボールの回転軸またはローラーミルの長軸に対して異なる傾きをもち、かつ前記ダム面が相互におよび（または）粉砕ローラーに対してオーバラップするように、配置することができる。
単なる回転動作以外にあるいは摺動動作と併せた回転動作に加えて、ダムロールの配列の関連事項として並びに粉砕経路平面の上または下でのダムロール回転軸と粉砕ボール回転軸との交差の関連事項として、ボールに加えてダムロールを回転式に動かすことができる。さらにダムロールが相応の重量をもつかまたは外力の作用を受けるようにすれば、ダムリング間に形成されたダムロールの外周面領域で粉砕ベッドの平準化あるいは平滑化および予備圧縮をも行なうことができる。
本発明のローラーミルは、保持部材となるダムロールを備えており、粉砕原料を粉砕ローラー間にきわめて効率よく保持できるという効果をもつ。粉砕原料がボールリムを越えてブレードリング近傍に侵入することを防ぐことができるので、粉砕不十分な粉砕原料による分級用気流への不都合な負荷は回避できる。これによりミル回路にかかる負荷が軽減されると共に配送に要する仕事量が低減し、エネルギーバランスが向上できる。ダムロールにより粉砕原料がきわめて効率よく保持されるため、粉砕ボールの回転速度を早めることができ、結果的にスループットが向上する。これに関連して、ミルの小型化と低価格化が図れるという効果がある。特にダムロールが自重で粉砕ベッド上に静止および回転する場合は、摩耗防止用に追加の表面効果処理を施す必要はない。
【図面の簡単な説明】
以下、添付図を参照して本発明を詳細に説明する。
図１ 粉砕ローラーと保持部材となるダムロールをもつローラーミル中の粉砕ボールの平面図。
図２ 粉砕ボール上を回転するダムロール付近におけるローラーミルの部分断面図。
図３ 図２のダムロールの別の構成を示す図。
図４ 筒状のダムロールの図。
発明の詳細な説明：
図１は駆動装置によって回転する粉砕ボール２の概略図である。粉砕原料は、上方または側方から粉砕ボール中の粉砕経路８に供給され、弾力的に加圧された粉砕ローラー６とボール２中の粉砕経路８の間で微粉砕される。該弾力的な加圧力は一般に、揺動レバーとこれに連動した水圧シリンダ（図示せず）によって生じる。
一般に、粉砕ローラー６は、粉砕経路上の粉砕ベッド７との摩擦結合によってのみ駆動され、独立した駆動機構はもたない。供給ダクトとなるブレードリング４（図２を併せて参照）を通して、一般に空気からなる流体が供給される。このブレードリング４を経た流体の流れによって粉砕原料混合物は搬送され、粉砕ローラー６で押圧された後結果的に分級器（図示せず）付近に侵入する。該粉砕原料混合物は粉砕経路８から遠心力により突進してくる微粉および粗粉からなる。微粉原料がローラーミルから取り出されるのに対し、粗粉原料は粗粉原料用出口（図示せず）を通して粉砕ボール中央に運ばれる。遠心力の作用によって、粗粉原料は、追加原料と共に、粉砕原料８上を進行して粉砕ベッド７を形成する。粗粉原料の少なくとも一部は、分級器あるいはミルから取り出され、送給機構により粉砕ローラー６の外部回路の上流に供給される。
粉砕ボール２の相応の高速回転時に、粉砕ローラー６間で粉砕不十分な原料がボールリム１１を越えてブレードリング４まで運ばれることを避けるために、保持部材状のダムロール１０が備わる。粉砕ローラー６と異なり、ダムロール１０は、自重のみまたは場合によりスプリングダンピング方式で、粉砕ベッド７上に位置する。ダムロール１０は原料の粉砕には寄与しない。ダムロール１０の主な機能は粉砕ローラー６間の空所を「封鎖」することであり、この機能により粉砕不十分な原料が粉砕経路８から振り落とされてミル回路に負荷をかけることが防止される。
図１にダムロール１０の第１の形態を示す。ダムロール１０は内側端面１４にのみダム面１２をもつ。内側端面１４付近の全ダム面１２は、ほとんど隙間のないダム壁面１３または堰を形成し、これによって粉砕原料は粉砕ローラー６間に保持されて隣接の粉砕ローラー６の粉砕経路８に供給される。粉砕ローラー６の近傍でのみ、かつ結果的に粉砕工程に続いて、粉砕原料はブレードリング４の方向に移送され、分級容器中に運ばれる。図１は、ダムロール１０が、同ロールの前縁角または後縁角が螺旋状の経路上を動く粉砕原料に対して効率よいダム作用をもたらすように配列されていることを示す。
図２は、第２の、特に効率の高い形態のダムロール１０の縦断面図であり、同ロール１０の回転軸２０の延長がボール２の回転軸３と交差しその後方でボール面と同じ高さになることを示す。ダムロール１０の台と軸受け（図示せず）は、粉砕ローラー６の台および軸受けと同様の方法で設置することができる。複数個のダムロール１０が存在し、それらが粉砕ローラーに比べて著しく軽量であるなら、ロール１０をケースに取付けることも可能である。図２のダムロール１０は、ダムリング１７と共に内側端面部１４上にダム面１２をもつ。ダムリング１７の外側端面部１８がローラーミルのケース壁５に面しており、追加のダム面１５がボールの回転軸３の方を向いている。同一の部位については同一の参照数字が付いている。図２のダムロール１０は、円錐台形の構造であり、２つのダム面、すなわち内側ダム面１２とダムリング１７で形成される外側ダム面１５を具備した結果、きわめて良好な保持機能を有する。
図３はダムロール１０の別の形態である。この円錐形のダムロール１０は、構造上３つのダムリング１７をもつ。ダムロール１０の外周面１９にダムリングを可換式に取付けることも可能である。一群のダム面１５はダムロール１０の外周面１９から径方向に外側に延び、各々が平行に配列している。ダムリング１７に形成されるダム面１５は、ダムロール１０の回転軸２０に対してほぼ直角方向にあり、そのために、粉砕ボール２中のボールリム１１まで移動してくる粉砕原料はブロック並びに保持される。
効果的であるのは、粉砕経路８とダムロール１０の外周面１９間の空隙が補助装置（図示せず）で調整でき、同空隙の調整により外周面１９が粉砕ベッドの平準化または圧縮をも行えるようにすることである。ダムリング１７は耐摩耗性の材料で作製される。ダムリング１７のダム面１５は平面、凹面あるいは凸面のいずれでも可能である。
図４の筒状ダムロール１０は、粉砕経路８に平行な回転軸２０を持つ。ダムロール１０は２つのダムリング１７を備え、その結果、内側端面１４上のダム面１２を併せて合計３つのダム領域１２、１５が形成される。ダムロール１０と粉砕ローラー１６が実質的に隣接して配列している場合は、粉砕ボール２が高速回転している場合においても、効率のよい保持と粉砕が確実に行なわれる。結果として、この方式のローラーミルにより、低い投入エネルギでスループットが向上し、かつ保持部材の摩耗が減少し、さらにメンテナンスの費用が安くなる。

Claims (14)

1. 回転式の粉砕ボール（２）上の実質的に水平な粉砕経路（８）と、
   前記粉砕ボール（２）の前記粉砕経路（８）上の粉砕原料によって形成される粉砕ベッド（７）上で回転する固定式の粉砕ローラー（６）と、
   前記粉砕原料の動きに影響を与えるために前記粉砕ローラー（６）間に置かれた保持部材（１０）と、
   を有するローラーミルであって、
   前記保持部材（１０）として、ダムロール（１０）を有する回転式ダム壁面（１３）が備えられ、
   前記粉砕ローラー（６）間の前記粉砕ベッド（７）上で回転し、前記粉砕ボール（２）の回転軸（３）に面する内側端面部（１４）上にダム面（１２）を有する前記ダムロール（１０）が、少なくとも１つのダムリング（１７）を備え、該ダムリング上で更にダム面（１５）が形成され、
   各ダムロールは、ダム面（１２）を有するその内側端面部（１４）によって実質的に互いに近接し、隣接の前記粉砕ローラー（６）に対して最小の隙間を備えて配置されること、
   を特徴とするローラーミル。
2. 回転式の粉砕ボール（２）上の実質的に水平な粉砕経路（８）と、
   前記粉砕ボール（２）の前記粉砕経路（８）上の粉砕原料によって形成される粉砕ベッド（７）上で回転する固定式の粉砕ローラー（６）と、
   前記粉砕原料の動きに影響を与えるために粉砕ローラー（６）間に置かれた保持部材（１０）と、
   を有するローラーミルであって、
   前記保持部材（１０）として、回転式ダム壁面（１３）が備えられ、
   前記回転式ダム壁面（１３）は少なくとも２つのダムロール（１０）によって形成され、当該ダムロールは、ダム面（１２）を有するその端面部（１４）によって実質的に互いに近接し、隣接の前記粉砕ローラー（６）に対して最小の隙間を備えて配置されること、
   を特徴とするローラーミル。
3. 請求項１または請求項２に記載のローラーミルにおいて、
   少なくとも更に１つのダム面（１５）を形成するために前記ダムロール（１０）上に形成された少なくとも１つのダムリング（１７）が前記ダムロール（１０）の外周面（１９）から径方向に突き出ていることを特徴とするローラーミル。
4. 請求項１または請求項３に記載のローラーミルにおいて、
   ダムリング（１７）がミルケース（５）に面した前記ダムロール（１０）の外側端面部（１８）上に形成されることを特徴とするローラーミル。
5. 請求項３または請求項４に記載のローラーミルにおいて、
   前記ダムリング（１７）が数個配置され、前記ダムロール（１０）の外周面領域（１９）がダムリング（１７）と内側ダム面（１２）の間に設けられ、当該外周面領域（１９）が保持された粉砕原料を平準化または圧縮すること、
   を特徴とするローラーミル。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のローラーミルにおいて、
   前記ダムロール（１０）が自重でのみ前記粉砕ベッド（７）上に位置することを特徴とするローラーミル。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１つに記載のローラーミルにおいて、
   前記ダムロール（１０）の重さが前記粉砕ローラー（６）の重さの数分の一であることを特徴とするローラーミル。
8. 請求項１から請求項６のいずれか１つに記載のローラーミルにおいて、
   前記ダムロール（１０）が下方に固定する力の作用を受けることが可能なことを特徴とするローラーミル。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１つに記載のローラーミルにおいて、
   前記ダムロール（１０）の前記外周面領域部（１９）と前記粉砕ベッド（７）間の隙間の高さを調整および／あるいは制限することができる機構が備わっていることを特徴とするローラーミル。
10. 請求項１から請求項９のいずれか１つに記載のローラーミルにおいて、
    前記ダムロール（１０）と前記粉砕ローラー（６）がそれら各々の回転軸の延長が常に前記粉砕ボール（２）の回転軸（３）と交差するように配置されていることを特徴とするローラーミル。
11. 請求項１から請求項９のいずれか１つに記載のローラーミルにおいて、
    前記ダムロール（１０）は、その回転軸（２０）の延長が前記粉砕ボール（２）の回転軸（３）と交差しその後方で前記粉砕ボールの内面と同じ高さになるように配置されることを特徴とするローラーミル。
12. 請求項１、請求項３から請求項１１のいずれか１つに記載のローラーミルにおいて、
    前記ダムリング（１７）が耐摩耗性材料で作製されることを特徴とするローラーミル。
13. 請求項１、請求項３から請求項１２のいずれか１つに記載のローラーミルにおいて、
    前記ダムリング（１７）が平坦なあるいは湾曲したダム面（１５）をもつことを特徴とするローラーミル。
14. 請求項１、請求項３から請求項１３のいずれか１つに記載のローラーミルにおいて、
    前記ダムリング（１７）が取り外し可能および／あるいは二次的に取り付けられることを特徴とするローラーミル。

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