JP3901733B2 - ローラミル - Google Patents
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Description
モジュール式ローラミルは、二つ、三つ、あるいは四つ以上の粉砕ローラを備えた比較的大形のミルである。前記粉砕ローラは回転式粉砕パン上を回転する。このモジュール式ローラミルでは、モジュール構成の圧力ユニット(force unit)が利用されており、該圧力ユニットは、揺り子用軸受けを備えた支柱、揺り子、組み付けられた粉砕ローラ、ミルのケーシングの一部である揺り子の封体、およびバネ懸架ユニットを含む。前記バネ懸架ユニットは、油圧アキュームレータを備えたバネ懸架シリンダで形成される。この圧力ユニットは、二つの粉砕ローラ用の比較的小型の粉砕パン、三つの粉砕ローラ用の中程度の大きさの粉砕パン、および四つまたはそれ以上の粉砕ローラ用の大型粉砕パンと組み合わせて使用される。このモジュール構造によれば、別途構造に費用をかけることなく個々の要求に対応することが可能である。
図1に、公知のモジュール式ローラミルのケースなしの状態での側面図を詳細に示す。粉砕ローラ7は、支柱2中の揺り子軸28を中心とした揺り子8を用いて各ケース内に回転可能に搭載されて粉砕パン3上を回転し、粉砕パン3は歯車4を介して駆動軸27によって駆動される。
図中には一つの粉砕ローラ7のみが描かれているが、この図は二つ以上の粉砕ローラを備えたローラミルを示したものである。なお、揺り子シリンダ6と油圧アキュームレータまたはガススプリング16で構成された揺り子ユニットを示す。支柱2は、各ケース内で粉砕ローラ7に連結し、下端がミル基台13(通常コンクリート基台)近傍でボルト締めおよび(あるいは)溶接等によって、鋼製基台フレーム5に固定される。
公知のローラミルでは、各ケース内で支柱2毎に一つの基台フレーム5が備わり、フレーム5はローラミルの長軸14で規定されるミルの中心を向く。反対側に位置した二つの支柱2の基台フレーム5を延長した結果として、ローラミルが二つの粉砕ローラを備えた場合は、支柱2の基台フレーム5をミル中心部の歯車用基台フレーム11に接続し、もう一方の支柱2の基台フレーム5に貫通するまで延ばすことでミル基台フレーム18が形成される。また一般にミル歯車4は、中間板すなわち歯車用敷き板12を用いて歯車用基台フレーム11および貫通式ミル基台フレーム18に固定される。
三つおよび五つ以上の粉砕ローラを備えたローラミルの場合は、星形のミル基台フレーム18が形成される。この星形ミル基台フレーム18を図3の概略図に示す。このフレームについては、本発明による手法との関連の上で後述する。
四つの粉砕ローラ7を備えたローラミルの場合は、十字形のミル基台フレーム18が形成される。この十字形基台フレームは星形ミル基台フレームの一特殊形態と考えられる。
ローラミル、中でも気流式ローラミルは高い粉砕能力を有するが、粉砕能力をさらに高める上においては「パントグラフの原理」に基づく限界がある。この限界は次の事実に基づく。すなわち、ローラミルの径が大きくなり、かつ必要な生産能力をもつ三つ以上の粉砕ローラを用いた場合は、例えば駆動電力の増加を招き、さらに粉砕パンについても径の増加に加えて高さを増す必要が生じる。全高HG2を高めた歯車を使用することも必要になる(図2参照)。
また、粉砕パン3下の流体用空間を増やす必要があるために、該粉砕パンの全高HM2も高める必要がある。この理由は、気流式ローラミルの生産能力が高まるにしたがって、流体の流出量も増加するためである。したがって、支柱2の全高HS1はHΔSの量に応じて、図2のHS2の高さに達するまで増加する。図1および2における歯車4,粉砕パン3および支柱2の全高を比較すると、図2の支柱2の全高の増分HΔSは、より大きい図2のローラミルでの歯車4と粉砕パン3の全高の増加に基づくことが明らかである。
比較的小形のローラミル(例えば二つの粉砕ローラを備えたローラミル)と同じ断面積をもつ支柱を使用した場合、余儀なく全高を増加すると、安定性が著しく低下する。つまり、支柱2の全高HS2の増加は曲げモーメントと捻れモーメントの発生を招き、支柱2および基台フレーム18の強度に悪影響を及ぼす。
従来公知のミル構造の場合は、支柱内に発生する曲げモーメントは基台フレーム18で吸収する必要があった。前記基台フレーム18は、ミル中心に向かって延びて、歯車用基台フレーム11または歯車4の歯車用敷き板12まで達するものである。しかしながら、この従来ミル構造では、大型ミルに必要な安定性と強度の条件が満たされない。この理由は、ミル寸法の増加に伴って必然的に支柱長さが増加し、このために支柱接続部において高い曲げおよび捻れ応力が基台フレームに対して、および基台フレームの内部に発生するためである。
この大型ミルでの支柱長さの増加に伴う基台側面の曲げおよび捻れモーメントという問題は、いわゆる「捻れに強いリム」をもつローラミルでも生じるものであり、これについてドイツ特許第21 28 929号に記載がある。捻れに強いユニットを支柱の上部領域にのみ形成し、支柱用基台フレームを用いて捻れおよび曲げモーメントが基台内にのみ発生するようにされている。このように、前記公知のローラミル構造では、ローラミルの著しい大型化は支柱高さの増加と、それに伴う不安定さおよび動作信頼性の低下を招く。
本発明は、新規なローラミルを提供することを目的とし、このローラミルは、実証された(特に一定の)高さをもつ公知のこれまで使用された支柱システムあるいはモジュールを用いた場合に、必要な安定性を確保しつつローラミルの寸法を増加し、さらにパン径の大径化に伴い特に粉砕パンと歯車の高さを著しく増加させて、結果的に粉砕能力を著しく向上させたものである。
本発明によれば上記目的は請求項1の特徴をもつ形態により達成される。効果的で好適な実施形態を従属請求項および図面に関連した説明によって示す。
この発明は、ローラミルの支柱の基台側面のフレーム構造を適切に設計することによって十分な安定性を得るという基本的考えに基づくものであり、この考えは歯車および(あるいは)粉砕パンの全高を高める必要がある場合にも適用される。
本発明によれば、二つまたは三つ以上の粉砕ローラ並びに支柱のモジュールを備えたローラミルが周囲基台フレーム(circumferential foundation frame)をもち、この周囲基台フレームは全ての支柱用基台フレームと相互接続する。特に捻れに強い基台フレームが、個々の支柱用基台フレーム、並びに接続用フレーム部品によって形成される。前記接続用フレーム部品は各ケース内で隣接した二つの支柱用基台フレームの間に設置される。
安定した著しく捻れに強い支柱および基台フレームの構造が、周囲を閉じた、かつ好適には多角形配置の支柱用基台フレームおよび接続用フレーム部品によって確実に形成される。各支柱用基台フレームが、接続用フレーム部品あるいは基台フレーム用接続部材を用いて、周囲を閉じた構造物または接続体、あるいはU字形または馬蹄形の接続体に組み立てられることにより、各支柱の底部で基台フレーム内に発生する捻れおよび曲げモーメントを個々にあるいはまとめて支持することができる。
特に、支柱用周囲基台フレームと歯車用基台フレームとを分離構造にすることが好適である。このように周囲基台フレームと歯車用基台フレームとを分離することによって、ミル歯車の基台フレームの水準に対する支柱用周囲基台フレームの水準をきわめて効果的な具合に各々別個に選択することができる。
一般に歯車用基台フレームはミル中心部、すなわちミルの長軸近傍に設置される。粉砕パンの全高HM2と歯車の全高HG2で形成される全高との関連により、標準の全高の支柱を用いた上で必要な実用安定性と捻れ強度が得られるように、フレーム側面の基台が配置される。
例えば、ミル中のミル基台内の多角形フレーム(このフレームは歯車用基台フレームの周囲を明確に間隔を置いて取り巻く)を歯車用基台フレームに対してある異なる高さ水準に設置することができる。ミルが大型化し、それに伴って歯車の全高と粉砕パンの全高が顕著に増加した場合(これによって支柱寸法も相応に増加する)は、基台の高さ上昇を明確に区分して制限することによって、すなわち歯車用基台フレームを取り巻く環状の多角形またはU字形基台フレームの近傍に制限することによって、きわめて効率のよい方式が構築され、これにより標準の全高をもつ支柱を使用することができるようになる。
ミル基台中に異なる水準領域を設けること自体は公知である。すなわち、ドイツ特許第153 958号に八つの粉砕コーンをもつコーンミルについての記載がある。このコーンミルにおいて、各コーンの軸受けボックスはミル基台中の一段高い八角形の領域に設置される。
また、前記一段高いミル基台には、調整機構と連動したナットが設置され、このナットにより粉砕コーンと粉砕パンの仕事面が並列方向に位置設定される。この公知のコーンミル用の一段高い八角形領域をもつミル基台は、大型ミルに必要な基台フレームを備えていない。
上記公知の手法は小形ミルに対してのみ適用できるものであり、該小形ミルにおいては各ローラユニットを接続用基台フレームを用いて相互に併せて支持する必要がない。
ミル歯車の下方に一段高い領域をもつきのこ形のミル基台もまた公知である。基台フレームの構成、特に支柱用周囲基台フレームの構成については特に説明しない。通常、歯車近傍に基台フレームを有するのはこのきのこ形のミル基台だけであり、この理由は、支柱が吸収する力が鋼製フレームを一切介さずに直接ミル基台内に伝わるためである。
好適な構成においては、周囲基台フレームは、歯車用基台フレームや歯車用敷き板よりも高い位置に存在するコンクリート製壁内に設置される。
また、低い水準にある支柱用多角形フレームに対し、略きのこ形基台中の隆起部上に歯車用基台フレームを設置することも好適である。
本発明による新規な周囲基台フレーム構造の重要な効果は、前記環状の多角形またはU字形の支柱用基台フレームを、特に中心に位置した歯車用基台フレームから分離し、さらに曲げおよびに捻れに強い、特に大型ローラミル用の鋼製梁の基台フレームを作製して、その結果前記曲げおよび捻れ力を強化コンクリート内にのみ発生させる必要を無くすることができる、ことである。鋼製梁の代わりに、ほぼ環状またはかご状に構成された強化バーを使用することもできる。
本発明による基台フレームではミル支柱の全高が最小限に低減されるため、ミル支柱内で発生する曲げおよび捻れモーメントはある一定限以下に制限される。前記最小限の全高は、揺り子および関連の水圧および気圧式バネ懸架システムによってあらかじめ決定される。この結果、支柱およびローラミルの安定性と強度が向上する。さらなる効果として、重量が軽くなりかつ全高が減少することにより、より小さい機械加工用工具を使用することができること、並びに製造価格が減少することがある。
効果の基本となるのは、歯車とパンの高さを基台面上の(特に基台中の隆起部またはきのこ形構造物の上面の)支柱の高さに対して補正することができることである。
一般的なミルと歯車用フレームをもつミルにおける従来公知の手法、すなわち同一高さと水平方向の貫通路をもつ星形または十字形フレームによる手法では、基台側面高さの変更は不可能であったのに対し、本発明による周囲基台フレームおよび独立して中央に位置した歯車用基台フレームを有するミルでは、前記基台側面高さの変更が可能である。
以下、添付図面に関連して発明の詳細な説明を行う。
図1.公知のローラミルのケーシングなしの状態での側面図である。
図2.図1と同様の表示による、より大きい全高の支柱、粉砕パンおよび歯車をもつローラミルの側面図である。
図3.従来技術による星形基台フレームを表す概略図である。
図4.本発明による基台フレーム構造を表す概略図である。
図5.三つの支柱をもつ多角形フレームを表す概略平面図である。
図6.四つの支柱をもつ多角形フレームを表す概略平面図である。
図7.本発明による、周囲基台フレーム用の一段高いミル基台領域をもつローラミルのケーシングなしの状態における断面図である。
図8.きのこ形の歯車用基台フレームと周囲基台フレームをもつ別形態の本発明によるローラミルを表す断面図である。
図9.ミル基台中の一段高い壁状の領域内にU字形の基台フレームをもつ別形態の支柱構成を表す断面図である。
図1は二つの粉砕ローラをもつ公知のローラミルの側面図であり、図では一方の粉砕ローラ7のみを、揺り子軸28と揺り子8をもつ支柱2、並びに水圧および気圧式懸架ユニット6,16と共に示す。支柱2は、下端がミル基台13の基台フレーム5に固定される。基台フレーム5はミル中心まで(すなわち歯車用基台フレーム11まで)延びており、反対側に位置した第二の粉砕ローラと支柱ユニットの基台フレーム5(図示せず)と共に一定の高さ水準の貫通式ミル基台フレーム18を形成する。
図2に四つの粉砕ローラをもつローラミルを示す。図中では、二つの粉砕ローラ7と粉砕ローラ7を備えた一つの支柱2のみを示す。同一の構成物については同一の参照数字で示す。図2の四連式ローラミルは、支柱長さをHΔSの分延長して、支柱2の高さを必要な全高HS2に到達させる必要があることを示したものである。前記支柱延長の必要は、粉砕パン3の全高HM2と歯車4の全高HG2が図1の場合に比べて大きいことに基づく。
図2に示した支柱2高さの延長は不安定さを招き、結果として動作信頼性を低下させる。
図3および4は、本発明の基本的な手段と機構の関係を示したものである。図3のローラミルは、支柱2から明らかなように三連式ローラミルとして構成されており、従来形の星形ミル基台フレーム18をもつ。フレーム18は、支柱2の基台フレーム5および歯車(図示せず)の歯車用基台フレーム11で構成される。図2との関連で述べた公知の設計手法の概念で示したように、図4の新規構造によるローラミルの支柱2に比べて支柱2の全高が高く、そのために捻れ強さと安定性が低い。
より高い能力をもつローラミルにおいて、安定性を低下させずに、特に公知の実証された寸法形状をもつ粉砕ローラと支柱のモジュールを使用できるようにするために、本発明により周囲基台フレーム9が提供される。前記フレーム9は、中心に位置した歯車用基台フレーム11の周囲を間隔を置いた独立フレーム方式で取り囲む。図4に、新規発明による、分離した歯車用基台フレーム11と周囲基台フレーム9を示し、この構成によって安定な支柱と基台フレームの組み合わせが実現される。歯車用基台フレーム11と周囲基台フレーム9とはミル基台領域内で各々独立に異なる高さで配置され、その結果公知の実証された高さをもつ支柱を使用することができるようになる。
図5に、三つの粉砕ローラをもつローラミル中の多角形フレーム10の形状に合わせて作製された周囲基台フレーム9の平面図を示す。多角形フレーム10は三つの隅部22をもち、この隅部に基台フレーム5が設置される。基台フレーム5に、支柱基材20を用いて支柱(図示せず)がボルト締め等によって固定される。多角形フレーム10を捻れに強い構造にするために、接続用フレーム部品17が各基台フレーム5間に設置される。これによりフレーム10は例えば方形構造をもつようになる。
中心部には歯車用基台フレーム11が配置され、フレーム11の基台フレーム側面は多角形フレーム10に接続されない。これにより多角形フレーム10と歯車用基台フレーム11をミル基台13内で必要に応じて種々の高さ水準で設置することが可能になる(図7または8参照)。
さらなる発明形態として図6に四連式ローラミルを示す。この場合も四つの隅部22に略方形構造の基台フレーム5が位置し、基台フレーム5は接続用フレーム部品を用いて多角形フレーム10に接続される。接続用フレーム部品17は鋼製梁19、特に基台領域13および15上でほぼ平行に位置した二重T形梁を含む。
図7および8に、支柱2用基台フレーム5用の多角形フレーム10と接続用フレーム部品17(図示せず)をもつ代表的なローラミルの要部断面を示す。フレーム10および17の高さ水準は中心に位置した歯車用基台フレーム11の高さ水準と異なる。
図7において、多角形フレーム10は壁を構成する基台隆起部15に位置する。歯車用基台フレーム11はミル基台13中の相応に形成された領域25内のかなり低い位置に存在する。ローラミルの能力を高めるために、より大形でかつ高さの高い粉砕パン3および(あるいは)より大形でかつ高さの高い歯車4を使用することができ、さらに公知の実証された寸法の支柱2を効果的に使用することができる。
図8に歯車用基台フレーム11中の領域15内の一段高い水準に位置するきのこ形ミル基台13を示す。
この場合も同一の構成部品については同一の参照数字を付す。このローラミルでは、同じ寸法の支柱2を用いてより小さいローラミルをモジュール方式で作製することができる。このミルにおいては粉砕パン3と歯車4の高さが低く、そのため歯車用基台フレーム11近傍にミル基台13中の一段高い領域15が存在する。
周囲基台フレーム9のさらなる発明形態を図9の斜視図に示す。四つの粉砕ローラ(図示せず)をもつ大形ミルが周囲基台フレーム9を構成するU字形または馬蹄形フレーム21をもつ。このU字形フレームは、ミル基台13中の一段高い領域15を構成する壁に設置され、かつ隅部22を構成する二つの支柱2用基台フレーム5と端部24を構成する二つの支柱2用基台フレーム5を含む。このU字形または馬蹄形をしたミル基台13中の壁状の一段高い領域15の構造は、ミル歯車の組み立てに使用される組み立て用間隙26に基づいて生じる。組み立て用間隙26は、該間隙26以外の閉じた多角形フレーム10内に中断箇所を形成する。基台フレームの側面で、端部24を構成する二つの支柱2用基台フレーム5によって組み立て用間隙26の範囲が規定される。
またU字形基台フレーム21は高い安定性をももたらす。したがって閉じた周囲基台フレームは全ての場合において必要とされるものではない。
捻れに強い基台フレーム接続体における強度低下は一つ以上の支持用クロス梁29によって効果的に補うことができる。この支持用クロス梁29は、特には接続用フレーム部品17の鋼製梁と同じ方法で作製され、分離可能すなわち解体可能に支柱2の基台フレーム5の鋼製梁23に接続される。このクロス梁は、例えば駆動用連結器またはクラッチの管状延長部の上方または下方に設置される。前記クラッチは歯車の組み立て後ミルモータとミル歯車(図示せず)の間に位置する。支持用クロス梁29を解体可能な接続用フレーム部品として用いることにより、U字形または馬蹄形の基台フレーム21を、閉じた多角形の周囲基台フレーム構造物または接続体として作製し直すことができる。
基台側面の捻れに強い接続体を形成する周囲基台フレーム9に加えて、支柱2の上部領域にドイツ特許第21 28 929号に基づく捻れに強いリムを形成すれば、きわめて安定で捻れに強い構造物が得られる。図9に、支柱2の上部領域間での、軸受けブロックまたは揺り子軸28と同じ高さに位置した接続部材30を示し、この部材30が前記支柱領域においていわゆる「捻れに強いリム」を形成する。ミル基台フレーム9と支柱2の上端の両方で安定な構造が形成されるために、上記構成による大型ミルでは高い安定性と動作信頼性が確保される。
周囲基台フレーム9の鋼製梁および中心部に形成された歯車用基台フレーム14の代わりに、鋼棒を含む相応に強化されたコンクリート領域を設けることは基本的に可能である。一例として、強化コンクリート領域にかご状に構成された鋼棒を含ませることができる。
Claims (15)
- 特にモジュール構造をもつ気流式ミルであるローラミルであって、回転式粉砕パン(3)であって該パン上で粉砕ローラ(7)が回転する回転式粉砕パン、および支柱(2)であって該支柱上に粉砕ローラ(7)を搭載し、ミル基台(13)の基台フレーム(5)に固定される支柱をもつローラミルにおいて、
支柱(2)の基台フレーム(5)間に接続用フレーム部品(17)を備え、該フレーム部品(17)は各ケース内で隣接した二つの支柱(2)用基台フレーム(5)を併せて周囲基台フレーム(9)に接続するものであることを特徴とするローラミル。 - 請求項1のローラミルにおいて、
支柱(2)用基台フレーム(5)と接続用フレーム部品(17)が周囲基台フレーム(9)を構成する多角形フレーム(10)を形成し、かつ支柱(2)用基台フレーム(5)が多角形フレーム(10)の隅部(22)を構成するように配置されることを特徴とするローラミル。 - 請求項1あるいは2のローラミルにおいて、
周囲基台フレーム(9)が歯車用基台フレーム(11)に対して間隔を置いて配置され、
歯車用基台フレーム(11)はミル中心部(14)に位置して周囲基台フレーム(9)に囲まれており、
歯車用基台フレーム(11)と周囲基台フレーム(9)はミル基台(13)内で独立した基台フレームとして設置されることを特徴とするローラミル。 - 請求項1〜3のいずれか一つのローラミルにおいて、
周囲基台フレーム(9)と歯車用基台フレーム(11)がミル基台(13)中の異なる高さ領域(15,25)に位置し、かつ一定の全高(HS)の支柱(2)が使用可能であることを特徴とするローラミル。 - 請求項4のローラミルにおいて、
周囲基台フレーム(9)と歯車用基台フレーム(11)が、各ケース内で粉砕パン(3)の全高(HM)と、歯車(4)の全高(HG)と、支柱(2)の全高(HS)とによって決定されるミル基台(13)中の所定の水準に位置し、前記支柱(2)の全高(HS)は、粉砕パン(3)と歯車(4)の寸法に応じた高さであることを特徴とするローラミル。 - 請求項4あるいは5のローラミルにおいて、
歯車用基台フレーム(11)と比較して、周囲基台フレーム(9)がミル基台(13)中の一段高い領域(15)に位置することを特徴とするローラミル。 - 請求項6のローラミルにおいて、
周囲基台フレーム(9)が壁を構成するミル基台(13)中の一段高い領域(15)に位置することを特徴とするローラミル。 - 請求項4〜7のいずれか一つのローラミルにおいて、
周囲基台フレーム(9)が、組み立て用間隙(26)をもつミル基台(13)中の一段高い壁状領域(15)内に、U字形または馬蹄形のフレーム(21)を構成するように作製され、前記フレーム(21)は、2つの支柱(2)用基台フレーム(5)間を接続する接続用フレーム部品(17)と、2つの支柱(2)用基台フレーム(5)によって形成される隅部(22)及び端部(24)を有することを特徴とするローラミル。 - 請求項8のローラミルにおいて、
端部(24)を構成し、かつ組み立て用間隙(26)の境界となる支柱(2)用基台フレーム(5)が、ローラミルの動作時に支持用クロス梁(29)によって取り外し可能に接続されることを特徴とするローラミル。 - 請求項5あるいは6のローラミルにおいて、
歯車用基台フレーム(11)に比較して、周囲基台フレーム(9)がミル基台(13)中の一段低い領域(25)に位置することを特徴とするローラミル。 - 請求項10のローラミルにおいて、
ミル基台(13)に周囲基台フレーム(9)と中心部の歯車用基台フレーム(11)が別々に設置され、前記ミル基台(13)が歯車用基台フレーム(11)の領域に一段高い領域をもつことを特徴とするローラミル。 - 請求項1〜11のいずれか一つのローラミルにおいて、
周囲基台フレーム(9)の隅部(22)および端部(24)を構成する支柱(2)用基台フレーム(5)が、平面図上で方形構造を有し、かつ鋼製梁(23)からなり、前記鋼製梁(23)は特にH型鋼であることを特徴とするローラミル。 - 請求項1〜12のいずれか一つのローラミルにおいて、
接続用フレーム部品(17)がほとんど平行に配置した鋼製梁(19)を含み、前記鋼製梁(19)は支柱(2)用基台フレーム(5)の鋼製梁(23)と接続され、前記鋼製梁(19)は特にH型鋼を含むことを特徴とするローラミル。 - 請求項1〜11のいずれか一つのローラミルにおいて、
周囲基台フレーム(9)および/あるいは歯車用基台フレーム(11)が特に環状の強化コンクリートで作製されることを特徴とするローラミル。 - 請求項1〜14のいずれか一つのローラミルにおいて、
周囲基台フレーム(9)に加えて、支柱(2)間の、特に揺り子軸(28)に近接した上部領域の位置に接続部材(30)が形成されることを特徴とするローラミル。
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