JP4260897B2 - 円筒形ドラム用支持装置 - Google Patents

Description

本発明は材料の熱及び／又は化学処理のためのオーブン、乾燥装置、冷却装置、又は他の装置のような回転ドラム用支持装置に関する。更に本発明はそのような支持装置を有する回転ドラムに関する。
本発明は、より詳細には上述したような適用例のために開発されたものであるが、特には主要な糖抽出装置又は他の装置を使用する農業的生産業のような産業活動の様々な他の分野においても使用可能である。
これらの様々な分野において今日使用される回転ドラムは、一般にほぼ円筒形の延ばされた形状を有する。回転ドラムを支持するために、回転ドラムは、ドラムの外側シェルと直接協働するか、外側シェルのまわりに設けられたローラリング及び／又はトラック又はストリップと協働するローリングステーションを構成するために一般に対をなして配置された円筒形のローラ上に支持される。
ローラの軸はドラムの主軸に対して平行である。ローリングステーション、それゆえ、リングの数は少なくとも二つである。この場合、ドラムは平衡に支持される。それらの数は、装置の寸法、特には長さ／直径比によればもっと多数でもよい。そえゆえ、三つ、四つ又はそれ以上のローリングステーションを設けることも可能である。この場合、支持は‘過剰に静的’であるか、静的に確定できない。
例えばセメント産業又は鉱石の処理に使用される高温酸化炉又は溶鉱炉は、７ｍを越える可能性のある直径と２００ｍを越える可能性のある長さとを有し、主要な糖抽出装置は９ｍ以上の直径と６０ｍ以上の長さとを有することが可能である。
装置の回転動作は、モータにより駆動される一つ以上のギヤホイールにより駆動される、外側壁に固定された環状ギヤにより多くの場合に達成される。
特には糖産業における他の公知の技術では、ローラとローラリングとの間の摩擦により直接装置を駆動し、機械的又は水圧式変速装置を介して駆動される。
回転ドラムは、回転ドラムの動作及び製造される材料の重さ、又は熱交換が行われる時の温度上昇により多数の機械的な応力を受ける。それゆえ、回転ドラムは、一時的に又は永久的に変形される可能性があり、その結果、主軸は直線でなくなってしまう。
次いでローラとローラリングとの間の接触領域に配置される軸の一部はローラの軸と平行でなくなる。
この場合、ローラとローラリングとの接触は、全幅に渡って均一にはならない。次いでローラ及びローラリングに及ぼされる応力は、局所的に高い値となる可能性があり、その結果、正常でない不規則な摩耗がもたらされてしまう。
更に、ドラムが一つ又は複数のローラにより回転駆動される時、接触表面は回転トルクを伝達するのに不十分になる可能性がある。
この問題点を回避するために、ローラの軸をローラリングの軸に対して常に平行に維持できるローラ支持装置が公知である。しかしながら、この結果を得るために今日までに開発された装置では、ローラ支持装置は、摺動連結により動かされるものである。
そのような装置では、摺動が常に起こるためにメンテナンスが必要となる。更に、摺動により、この機械的構成要素が摩耗してしまい、支持装置の動きに反する負荷モーメントが発生すると共に、ヒステリシス現象が引き起こされてしまう。
本発明の目的は、上述した問題点を克服すると共にローラの軸をドラムの軸に対して常に平行に維持することができるようにドラムと協働可能な少なくとも一つのローラを有する回転ドラム用支持装置を提供することである。
本発明の他の目的は、摩耗にさらされる部品の数を最小にした回転ドラム用支持装置を提供することである。
本発明の一つの効果として、使用される機械的な部品の摩耗速度が低下せしめられる。
更に本発明の目的及び効果は、単なる例としてのものであり限定ではない以下の説明から明らかになるであろう。
本発明は、材料の熱及び／又は化学処理を行うための回転ドラム（２）のための支持装置（１）であって、前記回転ドラムと協働可能な少なくとも一つのローラと、回転軸を中心に前記ローラを回転可能とする少なくとも二つのベアリングとを具備する支持装置において、
前記ベアリングが固定されているシャーシを具備し、前記シャーシは、前記ローラの回転軸を通る‘回転面’に対してほぼ垂直な回転軸を中心に回転するように取付けられ、前記回転面は、前記支持装置が上に配置される基部又はブロックの上表面に対してほぼ垂直であり、更に
‘可撓性方向’に撓むことが可能であって、前記可撓性方向に対して垂直な方向に剛性を有する結合手段を具備し、前記シャーシが前記回転軸を中心に自由に回転できるようにしつつ、前記ドラムの回転時に前記ローラが前記ドラムに対して位置合わせできるように、前記結合手段が前記ベアリングを前記ブロック上に維持することを特徴とする支持装置に関する。
更に本発明は上述した支持装置を少なくとも一つ備えた回転ドラムに関する。
本発明は添付の図面を参照して以下の説明を読むことにより、より良好に理解されるであろう。図面において、
図１は本発明の支持装置の第一の実施形態を示した、本発明の支持装置と協働する回転ドラムの回転軸に対して垂直な面内の断面図であり、
図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であり、
図３は本発明の支持装置の他の好適な実施形態を示した図２と同様の断面図であり、
図４は図１に示した支持装置の異なる実施形態を示した図面である。
本発明は、特には材料の熱及び／又は化学処理のためのオーブン、乾燥装置、冷却装置又は他の装置のような回転ドラムのための支持装置に関する。
本発明は、特にはそのようなものに適用するためのものであるが、特には主要な糖抽出装置又は他の装置を使用する農業的生産業のような産業活動の様々な他の分野においても使用可能である。
一般に、回転ドラムは、例えば長手軸を中心に駆動され得る断面形状がほぼ円形の管状構造を有するほぼ円筒形の装置により構成される。
図１に示すように、本発明の回転ドラム２のための支持装置１は、ドラム２と協働可能な少なくとも一つのローラ３を有する。
ドラム２は、ローラ３により回転可能とされると共にそれ以外のものにより駆動されるか、又はローラ３により回転可能とされると共にそれにより駆動される。ローラは例えば円形断面を有する円筒形構造を有し、その回転軸４はドラム２の回転軸にほぼ平行である。
ローラ３が回転軸４を中心に回転できるようにするために、本発明の支持装置１は少なくとも二つのベアリング５、５’を更に有する。
以下、本発明の装置の作動方法の理解を容易にするために、直交座標系ｘ，ｙ，ｚを使用する。この座標系において、ｙ方向はドラム２及び／又はローラ３の軸の方向に対応しており、ｚ方向は装置１が上に配置されるブロック６の上表面に対して垂直な線の方向に対応している。
本発明では、支持装置１により、ローラ３はドラム２の回転時にドラム２に対して位置合わせ可能とされる。
この目的のために、図１と図２とを共に参照すると、シャーシ７が更に設けられ、シャーシに対してベアリング５、５’が固定される。双方向矢印１２により示すように、シャーシ７は、ｘ方向に向けられると共に参照番号１１が付された回転軸を中心に回転可能に取付けられる。回転軸１１は、ローラ３の回転軸４を通りかつブロック６の上表面に対して垂直なｙ−ｚ面にほぼ垂直である。このｙ−ｚ面を‘回転面’と呼ぶ。
ドラム２の軸の位置が作動中に変化する時、ローラ３により、軸４は、ドラム２の軸に平行にされることが可能となり、ドラム２の周面と均一に接触せしめられる。
更に、ブロック６上でベアリング５、５’を保持すると共にシャーシ７を自由に回転可能とするために、支持装置１は、９、９’で示すと共に‘可撓性方向’と呼ぶ所定の方向に可撓性を有する結合手段８を有する。結合手段８は、可撓性方向９、９’に対して垂直な方向においては可撓性を有しない、つまり、剛性を有する。
運動は全体として滑りなく行われる。そのため、摩耗現象を減少させることが可能となる。
シャーシ７の長さは例えばベアリング５とベアリング５’との軸の中心間距離よりも少し大きい。
結合手段８は、例えば特には平行六面体の少なくとも二つの延ばされた部材１０、１０’により構成される。結合手段８は、ｘ−ｚ面の両側にほぼ対称に配置され、そのｘ−ｚ面は、‘中間面’と呼ばれ、回転軸１１を通ると共に回転面ｙ−ｚに対して垂直である。部材１０、１０’は、一方においてシャーシ７に結合され、他方において特に支持部材１３を介してブロック６に結合される。
可撓性方向９、９’は、例えばブロック６の上表面に対して垂直な線ｚに近づくように向いているか、又はブロック６の上表面に対して垂直な線ｚと融合するように向いている。
延ばされた部材１０、１０’は、特には例えばほぼ長方形の平坦にされた断面を有するビームにより構成され、ビームの厚さは、ビームの幅及び長さに比べて小さい。平坦にされた断面の長手方向は、可撓性方向９、９’に対してほぼ垂直な方向に向けられている。
更に注目すべきこととして、シャーシ７が回転する時、ドラム２の動作により、延ばされた部材１０、１０’は、特には屈曲せしめられ、例えば選択される材料の性質の関数として弾性変形される。
実際には、この変形は非常に小さい。ドラム２の変形の大きさは、実際には極めて小さい。更に、通常の作動条件において、シャーシ７の垂直方向の動作の大きさは、所定の値を超過できない。その所定の値は、例えばドラム２の長さの８．１０^-5倍に固定可能である。
これに関連して、本発明の装置１は、装置１の変位を制限可能な調節ブロック１４、１４’及び／又は停止部１５、１５’を更に具備可能である。
調節ブロック１４、１４’は、例えばブロック６に固定され、シャーシ７の垂直方向の動作の大きさをドラム２の長さの３．１０^-5倍から８．１０^-5倍の上限値よりも小さい値か、それと等しい値に機械的に制限する。その結果、支持装置１が非常時の状況の発生に続いて損傷を受けてしまうのが阻止される。
同様な理由から、停止部１５、１５’は、例えばシャーシのそれぞれの長手方向端においてブロック６に固定される。その結果、シャーシがｙ方向に水平方向に移動するのが阻止される。
延ばされた部材１０、１０’は、例えばシャーシ７に対して垂直であり、それゆえ、方向ｘに対してほぼ平行に向けられる。
図３に示すように、好適な一実施形態において、可撓性方向９、９’は、ほぼある円の接線の方向である。そのある円とは、回転面ｙ−ｚと回転軸１１とが交差する中心点を有すると共に、延ばされた部材１０、１０’がシャーシ７に取付けられる位置の領域内を通っている。この特有の場合において、ビーム１０、１０’は例えば半径方向に向けられている。
回転軸１１は、特にはベアリング５、５’の対称面ｘ−ｚの領域において、つまり、中間面の領域において設けられる。
第一の変形例において、回転は回転軸１１を中心に行われる。
しかしながら、図３に示すものに対応する他の一実施形態において、回転はローリングにより行われ得る。この目的のために、装置１は、例えば支持部材１６を有し、その領域に回転軸１１が設けられる。
支持部材１６は、特には互いに協働する二つの部材１７、１７’により構成される。上側の部材１７’はシャーシ７に結合され、他方の下側の部材１７はブロック６に結合される。部材１７、１７’は円形断面を有する円筒の断片により形成され、その円筒の軸は回転軸１１に平行であり、上側の部材１７’の半径は例えば下側の部材１７の半径よりも少し小さい。
他の実施形態では、部材１７、１７’の一方が平坦な接触表面を有することが可能である。
これらの場合において、シャーシ７は、次いでブロック６上で摺動することなくローリングし、回転軸１１は下側の部材１７’と上側の部材１７との間の接触線により画定される。
図４に示している場合では、ドラム２の重さと摩擦力とによりローラ３上に、参照番号１８の方向に合力が及ぼされる。
全体として支持装置を機械的に安定に平衡状態にするために、合力１８は、二つの端部の点の間で支持部材１６を交差する必要がある。この条件を満足するために、装置１の寸法を機械強度的に必要とされる寸法よりも増加させることが不可欠となり得る。
このことを回避するために、適用可能な場合には、ドラム２により装置１に及ぼされる合力１８が回転面ｙ−ｚと回転軸１１との交点の付近を通るように、回転面ｙ−ｚに対して垂直な面内でドラム２の方向に、水平に対して所定の角度αだけ傾けて装置１を配置可能である。
この場合、ブロック６自体も同じ角度αだけ傾けることが可能である。
更に本発明は、上述した支持装置１を少なくとも一つ有する回転ドラム２に関する。
好適には、回転ドラム２は、上述した二つの支持装置１により構成された一つ以上のローリングステーションを有する。
更に注目すべきこととして、ローラ３は、ドラム２の外側表面と直接接触するか、図面に示すようにそれぞれのローリング領域においてドラム２のまわりに設けられたリングと接触する。
更に、上述したように、本発明は、環状のギヤ及びギヤホイールにより駆動されるか、ローラとドラムとの間の摩擦により駆動されるかにかかわらず、大きい寸法の回転ドラムに適用可能である。摩擦駆動の場合、好適には、駆動ローラは、上述したように支持装置１と一体にされる。
当然ながら、当業者ならば本発明の範囲から逸脱することなく他の実施形態を意図することが可能である。

Claims (10)

1. 材料の熱及び／又は化学処理を行うための回転ドラム（２）のための支持装置（１）であって、前記回転ドラム（２）と協働可能な少なくとも一つのローラ（３）と、回転軸（４）を中心に前記ローラ（３）を回転可能とする少なくとも二つのベアリング（５、５’）とを具備する支持装置（１）において、
   前記ローラ（３）が回転可能なように前記ベアリング（５、５’）が固定されているシャーシ（７）を具備し、前記シャーシ（７）は、前記ローラ（３）の回転軸（４）を通る回転面に対して垂直な回転軸（１１）を中心に回転するように取付けられ、前記回転面は、前記支持装置が上に配置されるブロック（６）の上表面に対して垂直であり、更に
   可撓性方向（９、９’）に撓むことが可能であって、前記可撓性方向（９、９’）に対して垂直な方向に剛性を有する結合手段（８）を具備し、前記シャーシ（７）が前記回転軸（１１）を中心に自由に回転できるようにしつつ、前記ドラム（２）の回転時に前記ローラ（３）が前記ドラム（２）に対して位置合わせできるように、前記結合手段（８）が前記ベアリング（５、５’）を前記ブロック（６）上に維持することを特徴とする支持装置。
2. 前記結合手段（８）が、前記シャーシの回転軸（１１）を通りかつ前記回転面に対して垂直な中間面の両側に対称に配置された少なくとも二つの部材であって、前記シャーシの回転軸（１１）に平行な方向に延ばされた部材（１０、１０’）により構成され、前記部材（１０、１０’）がそれぞれ、一方において前記シャーシ（７）に結合され、他方において前記ブロック（６）に結合されることを特徴とする請求項１に記載の支持装置。
3. 前記可撓性方向（９、９’）が、前記ベアリング（５、５’）から前記ブロック（６）に向かう方向に見て、前記ブロック（６）の上表面に対して垂直な線に近づく方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載の支持装置。
4. 前記部材（１０、１０’）が、平坦な断面を有するビームにより構成され、前記平坦な断面の長軸が、前記可撓性方向（９、９’）に対して垂直であることを特徴とする請求項２に記載の支持装置。
5. 前記可撓性方向（９、９’）が、前記回転面と前記前記シャーシの回転軸（１１）とが交差する点を中心とする円であって前記シャーシ（７）に対して前記部材（１０、１０’）を取付ける位置の領域を通る円に接する方向に延びていることを特徴とする請求項２に記載の支持装置。
6. 前記シャーシの回転軸（１１）が前記ベアリング（５、５’）の対称面の領域に配置されることを特徴とする請求項１に記載の支持装置。
7. 支持部材（１６）を更に具備し、前記シャーシの回転軸（１１）が前記支持部材（１６）の領域内に配置され、前記支持部材は互いに協働する二つの部材（１７、１７’）により構成され、前記二つの部材のうちの上側の部材（１７’）は前記シャーシ（７）に結合され、他方の下側の部材（１７）は前記ブロック（６）に結合され、前記二つの部材（１７、１７’）は円形断面を有する円筒の断片により形成され、前記円筒の軸は前記シャーシの回転軸（１１）に平行であることを特徴とする請求項１に記載の支持装置。
8. 前記支持装置（１）の変位を制限可能な調節ブロック（１４、１４’）及び／又は停止部（１５、１５’）を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の支持装置。
9. 前記ドラム（２）により前記支持装置に及ぼされる力の合力が前記回転面と前記シャーシの回転軸（１１）との交点の付近を通るように、前記回転面に対して垂直な面内において前記ドラム（２）の方向に、水平に対して所定の角度αだけ傾けられることを特徴とする請求項１に記載の支持装置。
10. 請求項１に記載の支持装置（１）を少なくとも一つ備えた回転式ドラム（２）。

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