JP4583964B2 - 原料受渡し装置のためのシール装置 - Google Patents

Description

本発明は原料受渡し装置のためのシール装置に関する。

粉粒体等の原料が予熱炉で予熱された後に横型回転炉へ受渡されて、ここで最終的に加熱処理される装置が知られている。予熱炉は原料の排出部が非回転で、横型回転炉が回転しているために、上記予熱後の原料は、例えば、添付図面の図２（Ａ）に見られるように、水平面に対し若干傾いた回転軸線５１まわりに回転する横型回転炉５０の一端で形成されるテーパ状の受入筒部５２へ進入配置されている予熱炉６０の下端側に設けられた接続体６１の排出筒部６２から上記受入筒部５２へ送入される。

横型回転炉５０は上記軸線５１まわりに回転していて、予熱炉の排出筒部６１は非回転であるので非接触で該横型回転炉５０の受入筒部５２に進入している。すなわち、両者間に間隙ｄがある。したがって、原料が横型回転炉５０内で炉の回転に伴って転動する際に、上記間隙ｄから炉外へ漏出して工場の床面へ落下することがある。

そこで、受入筒部５２と排出筒部６２の接続部分には、両者の相対回転を許容しつつシールするシール装置７０が設けられている。

上記シール装置７０は、上記横型回転炉５０の受入筒部５２の外周に溶接等で取りつけられた短筒部７１に設けられた複数の板ばね７２と、予熱炉６０の排出筒部６２の外部に取りつけられた環状フランジ７３とで構成されている。

上記複数の板ばね７２は、図３（Ａ）シール装置７０を上方向から見て周方向に展開して示す図３（Ｂ）に見られるように、周方向に多数の板ばね７２に分割され、それらが周方向で互に重なり部Ａを形成している。各ばねは、軸方向の一端が短筒部７１に取りつけられ、他端たる自由端が上記環状フランジ７３の外面に弾性接触している。なお、ばね同士の重なりは、板ばね７２が環状フランジ７３との周方向摺接に支障のない方向に重なっている。

かくして、仮りに原料が上記間隙ｄから漏出しても、上記ばね７２で受け止められて床面へ落下しないようになっている。
発見できず

しかしながら、図３のシール装置にあっては、先ず、板ばねが周方向で多数に分割されているので、その取付け作業が面倒で長時間を要する。そして、多数の板ばね同士は互に重なり合っているために、その重なり部に漏出原料を噛み込んでしまうことがある。板ばねは、弾性が要求されているので薄い板で形成され、原料を重なり部に噛み込んでしまうと、板ばねは容易に開いてしまい、原料はそこから床面に落下し、又、開いた板ばねは塑性変形してしまうこともあり、シールとしての機能が低下する。このような事態になると、補修せねばならず、補修に時間と費用を要する。

本発明は、このような事情に鑑み、使用中に変形を生じることなくシール特性が一定して維持でき、製造組立が簡単かつ安価で、ほとんど保守のいらない原料受渡し装置のためのシール装置を提供することを目的とする。

本発明に係る原料受渡し装置のためのシール装置は、原料の加熱処理のための横型回転炉の一端側に設けられた原料受入れのための受入筒部内へ、予熱炉もしくは原料供給装置あるいはこれに付属する原料排出側のための排出筒部を進入して位置せしめ、上記受入筒部と排出筒部との間で互の相対回転を許容しつつシールする状態で、上記排出筒部から受入筒部への原料の送入を可能としている。

かかる原料受渡し装置のためのシール装置において、本発明は、受入筒部と排出筒部の一方の筒部の外周に横型回転炉の回転軸線上に中心を有し該筒部に固定取付けされた固定輪と、他方の筒部に対して不動に設けられた支持部により上記回転軸線に対し半径方向に可動に案内支持された可動輪とを有し、可動輪は半径方向で固定輪の外側もしくは内側に配置されていて、該可動輪の下方への移動により、可動輪が半径方向で固定輪の外側に配置されている場合には固定輪と上側周面で接触して相対摺接回転が可能であり、可動輪が半径方向で固定輪の内側に配置されている場合には、固定輪の下側周面で接触して相対摺接回転が可能であり、この両輪の摺接対向周囲の直径は対向周面同士間に半径方向隙間を形成するように設定されていることを特徴としている。

このような本発明によると、固定輪と可動輪は、弾性変形を要求されないので高剛性となって比較的精度よく製作でき、しかも変形せずにその精度を維持する。したがって、両輪間の隙間は小さくその隙間は常時一定である。この隙間のもとで可動輪が半径方向に移動可能であり、受入筒部と排出筒部との間の製作時あるいは組立時の相互の偏心あるいは非真円度を吸収できる。かかる本発明によると、シール性が高く、それが長期間維持される。

本発明において、固定輪と可動輪は互に受入筒部と排出筒部のいずれに設けてもよい。又、両輪の内外配置関係はどちらでもよい。好ましくは、両輪の内外配置関係は、両輪が下側周面で摺接した方が隙間からの洩れが少ない。

本発明において、固定輪と可動輪は、一方が軸線に対して直角な面をもつ環状板であり、他方が上記軸線方向に延びる周面をもつ短筒体であり、環状板の内周縁もしくは外周縁が短筒体の外周面もしくは内周面と摺接可能となっていることが好ましい。こうすることにより、摺接面積が小さくなり、かつ軸線方向での短筒体の長さ範囲内で両輪の軸線方向の位置のずれに容易に対応できる。

本発明では、支持部は環状板の案内のための案内溝が半径方向に開口して形成され、該案内溝内に環状板が半径方向に可動に収められていることとするならば、きわめて簡単な構造でシール装置を得る。

一例として、固定輪は受入筒部へ不動に、可動輪が排出筒部へ可動に設けられているようにすることができる。

本発明において、上記可動輪は、軸線に対して直角な面をもつ環状板として形成できる。その際、該環状板は周方向で複数に分割されたセグメントを有し、隣接セグメント同士が接続部材を介してピン部材で連結されて上記環状板を形成しているようにすることができる。

本発明は、以上のごとく、原料受渡し装置において、受入筒部と排出筒部の一方に固定輪をそして他方に可動輪を設け、可動輪を半径方向に可動に支持して、固定輪と可動輪の両輪が半径方向で隙間をもって相対摺接回転するようにしたので、両輪が高剛性に作られて変形せず、原料の噛み込みは少なく、又、多少噛み込んでも原料は粉砕されるだけで隙間は大きくなることはない。又、製造そして組立も容易である。さらには、両輪には原料の噛み込みによる変形等がないため、長期にわたり保守は不要となる。

以下、添付図面の図１にもとづき、本発明の一実施形態を説明する。

図１において、符号１０は横型回転炉であり、水平面に対し若干傾いた軸線１１を中心とする筒体として形成され、該軸線１１まわりに回転している。この横型回転炉１０は筒体が耐熱材料１０Ａで作られており、外面は鋼板１０Ｂで保護されている。上記回転炉１０は右端側が先細りのテーパ状をなして原料受入れのための受入筒部１２を形成している。加熱処理を受けるべき粉粒状の原料はこの受入筒部１２から供給されて回転炉１０内で加熱処理される。この回転炉１０の加熱処理に供する部分は本発明とは直接係り合いないので、この点についての説明は省略する。

上記横型回転炉１０に対して右方位置には、原料予熱装置の原料排出のための排出部２０が設置されている。この排出部２０も、横型回転炉１０と同様に、耐熱材料２０Ａで作られ、外面は鋼板２０Ｂで保護されている。上記排出部２０は、図示しない予熱装置の本体側からの予熱後の原料を排出する排出筒部２１を下端側部に有している。該排出筒部２１は上記横型回転炉１０の受入筒部１２と非接触状態で該受入筒部１２内へ若干ながら突入しており、該排出筒部２１からの予熱原料を上記受入筒部１２を経て横型回転炉１０内へ受け渡すようになっている。

上記横型回転炉１０の受入筒部１２の軸方向端部外周には半径方向に延びる環板状の支持部材１３が溶接等により固定されており、この支持部材１３の外周には短筒状の固定輪１４が取りつけられている。この固定輪１４の外周面は軸線１１を中心とする円筒面を形成している。該円筒面は機械加工により高い真円度に仕上げられていることが好ましい。

一方、原料予熱装置側の排出筒部２１の外周には、該排出筒部２１の基部から半径方向に延びる保護壁部２２に環状もしくは周方向複数位置に取付ブロック２３が溶接等により固定されている。該取付ブロック２３には軸線方向にねじ孔２４が形成されている。上記取付ブロック２３には、支持部としての環板状の第一案内板２５と第二案内板２６とが重なるようにしてボルト２７により固着されている。第一案内板２５と第二案内板２６は同一外径そして同一内径を有している。軸線方向で取付ブロック２３の方に位置する第一案内板２５には、第二案内板２６に面して内径側に開放される段部が形成されていて、この段部により第二案内板２６と相俟って内径側に開放される環状の案内溝２８が形成されている。

上記案内溝２８には、金属環板状の可動輪２９が挿入され案内支持されている。該可動輪２９は板厚が上記案内溝２８の溝幅よりも若干小さく作られている。又、上記可動輪２９は内径が上記横型回転炉１０の固定輪１４の外径よりも僅かに大きめに、そして該可動輪２９の外径が上記案内溝２８の溝底面の直径よりも小さく作られている。該可動輪２９は、板厚が上記案内溝２８の溝幅よりも小さいこと、そして外径が案内溝の溝底面の直径よりも小さいことによって、案内溝２８内で案内されて半径方向に移動可能となる。上記可動輪２９の外径と案内溝２８の溝底面の直径との径差は可動輪２９の直径方向の最大可能移動量を決定する。したがって、この径差は、上記横型回転炉１０の受入筒部１２の軸線１１と予熱装置側の排出筒部２１の軸線とがどの位一致して設置されるかにより定まり、両軸線の予想される半径方向の最大ずれ量以上の値に上記径差を定める。

したがって、横型回転炉１０の受入筒部１２と予熱装置側の排出筒部２１の軸線同士が半径方向にずれているときには、そのずれの分だけ上記可動輪２９は案内溝２８内で半径方向に移動して該可動輪２９の内周縁の上側部分が固定輪１４の外周面の上側部分と接し、下側部分で若干の隙間を形成するようになる。

上記案内溝２８での可動輪２９の案内をより円滑にするために、該案内溝２８内へ潤滑剤、例えば、グリースを注入できるようにしておくことが望ましい。具体的には、案内溝２８を形成する第二案内板２６に、周方向の複数位置で、グリースニップルやグリースカップ（共に図示せず）を設けることにより簡単に対応できる。

かかる本実施形態装置によると、予熱装置で予熱を受けた原料は落下して排出筒部２１から排出され、受入筒部１２を経て横型回転炉１０内へ受け渡され、該横型回転炉１０で加熱処理される。

上記排出筒部２１が回転炉１０の受入筒部１２と互の軸線の間に半径方向にずれをもって設置されていても、可動輪２９が案内溝２８内を半径方向に上記ずれの分だけ移動して、該可動輪２９の内周縁は上記固定輪１４の外周面と当初の小さな隙間を維持する。この小さな隙間は、可動輪２９が上記ずれの量によってどのように半径方向に移動しても、一定である。したがって、この可動輪２９の内周縁と固定輪１４の外周面との間の上記隙間は、機械加工精度そして熱膨張による径の変動を許容する限り、可及的に小さく設定することが望ましい。本例の場合、可動輪２９はその内周縁の上側部分が固定輪１４の外周面上側部分と摺接するので下側部分に隙間が形成される。しかし、上述のごとく、この隙間はきわめて小さく設定できるので、仮りに受入筒部１２と排出筒部２１との間から若干の原料の漏出があっても、上記隙間で実質的にシールされ原料は床面に落下することはない。又、原料が上記隙間に噛み込まれても、両輪は剛性が高いので変形することがなく隙間は一定に保たれる。噛み込まれた原料は両輪の相対回転により粉砕され、横型回転炉内へ一部戻るようになる。

本実施形態において、可動輪２９と固定輪１４とは相対的に摺接回転するので、その摩耗を考慮に入れて、交換容易でかつ単純形状の安価な可動輪２９を固定輪１４よりも軟らかい材料で作り、摩耗時にこの可動輪２９を交換するようにすることも一策である。又、両輪の少なくともいずれか一方の摺接面に低摩擦材の層を形成しておいてもよい。

本発明は、図示の例に限定されず、変形が可能である。例えば、可動輪を複数並設して互に独立して半径方向に可動な可動輪を複数並設して案内しておけば、複数段シールとなってそれだけシール機能が向上する。

又、固定輪と可動輪はそれぞれ短筒状と環板状とすることに限定されず逆であってもよく、両方とも短筒状であってもよい。さらには、固定輪と可動輪は、どちらが受入筒部そして排出筒部に設けられるといった限定はなく、どちらに設けられてもよい。

さらに、固定輪と可動輪との内外配置関係も任意であり、可動輪が固定輪の内側にあってもよい。両輪の摺接が下側の位置で行われるようにして隙間をなくした方が、シール性は向上する。

さらには、例えば、可動輪は単一材で形成せずに、異種の薄板リングを積層してこれをピンで一体化することによっても得られる。この場合、薄板リングはその位置によって、例えば、炉内側をステンレス鋼、他はアルミニウム板でゴム板を挟持するように構成すると、ステンレス鋼により耐熱性、アルミニウムにより軽量化、そしてゴムにより適宜な板面間の寸法誤差吸収能力を得ることができる。このような形態では、上記ピンは可動輪の外面に突出しないようにすることが要求される。

このような可動輪は、一例として、図２のように、周方向で複数に分割されたセグメントにより形成することもできる。可動輪２９の周方向でその一部を示す図２において、可動輪２９は、耐熱性のある鋼板から作られた複数のセグメント２９Ａ・・・とセグメント２９Ｂ・・・とを可動輪の両面で外層をなすように有し、それらの間に内層として該セグメント２９Ａ，２９Ｂよりも薄く弾性に富む軟材、例えばアルミセグメント２９Ｃが配されている。

上記セグメント２９Ａとセグメント２９Ｂとは全く同じに作られていて、周方向でのセグメント同士の接合位置も同じとなっている。これらのセグメント２９Ａ，２９Ｂには、ピン孔２９Ｄが周方向両端部寄りの位置に形成されている。

内層をなすアルミセグメント２９Ｃは、薄板を二枚重ねた形態をなし、その大きさそして外形は上記セグメント２９Ａそして２９Ｂと同じに作られているが、両セグメント２９Ａ，２９Ｂ間にあってこれらのセグメント２９Ａ，２９Ｂとは周方向での幅の半分だけずれた位置に配置されており、一つのアルミセグメント２９Ｃが周方向で隣接せる二つのセグメント２９Ａあるいは二つのセグメント２９Ｂにまたがって位置している。この位置で、各アルミセグメント２９Ｃには、上記セグメント２９Ａそして２９Ｂのピン孔２９Ｄと一致した位置にピン孔２９Ｄ’が形成されている。

かかる位置関係に配された、両セグメント２９Ａ，２９Ｂそしてアルミセグメント２９Ｃはそれらのピン孔２９Ｄ，２９Ｄ’にピン２９Ｅが圧入されて一体化される。したがって、セグメント２９Ａ，２９Ｂは、接続部材としてのアルミセグメント２９Ｃを介して、互いにピン２９Ｅにより環状板をなすように接続形成される。

この図２に示す形態では、接続部材としてのアルミセグメントが弾性に富んでいるために、隣接するセグメント２９Ａあるいは２９Ｂ同士の接合位置で、厚み方向での若干の相対屈曲弾性変位が可能であり、熱変形あるいは、可動輪のための案内溝に対する追従性を増す。

上記アルミセグメントは、接続部材として機能するものであり、周方向で隣接せる二つのセグメントのピン孔の位置にまたがって及んでいれば十分であり、隣接するアルミセグメント同士が接触してつながっている必要はなく、アルミセグメント同士間に空間があってもよい。

又、本発明では、排出筒部が設けられている装置は予熱装置に限らず、他の装置、例えば、単なる原料供給装置であってもよい。

本発明の一実施形態装置の縦断面図である。 他の実施形態としての可動輪を示す斜視図である。 従来装置の縦断面図である。

符号の説明

１０ 横型回転炉
１２ 受入筒部
１４ 固定輪
２０ 予熱炉
２２ 排出筒部
２５，２６ 支持部（案内板）
２９ 可動輪
２９Ａ，２９Ｂ セグメント
２９Ｃ 接触部材（アルミセグメント）
２９Ｅ ピン部材

Claims (5)

1. 原料の加熱処理のための横型回転炉の一端側に設けられた原料受入れのための受入筒部内へ、予熱炉もしくは原料供給装置あるいはこれに付属する原料排出側のための排出筒部を進入して位置せしめ、上記受入筒部と排出筒部との間で互の相対回転を許容しつつシールする状態で、上記排出筒部から受入筒部への原料の送入を可能とする原料受渡し装置のためのシール装置において、受入筒部と排出筒部の一方の筒部の外周に横型回転炉の回転軸線上に中心を有し該筒部に固定取付けされた固定輪と、他方の筒部に対して不動に設けられた支持部により上記回転軸線に対し半径方向に可動に案内支持された可動輪とを有し、可動輪は半径方向で固定輪の外側もしくは内側に配置されていて、該可動輪の下方への移動により、可動輪が半径方向で固定輪の外側に配置されている場合には固定輪と上側周面で接触して相対摺接回転が可能であり、可動輪が半径方向で固定輪の内側に配置されている場合には、固定輪の下側周面で接触して相対摺接回転が可能であり、この両輪の摺接対向周囲の直径は対向周面同士間に半径方向隙間を形成するように設定されていることを特徴とする原料受渡し装置のためのシール装置。
2. 固定輪と可動輪は、一方が軸線に対して直角な面をもつ環状板であり、他方が上記軸線方向に延びる周面をもつ短筒体であり、環状板の内周縁もしくは外周縁が短筒体の外周面もしくは内周面と摺接可能となっていることとする請求項１に記載のシール装置。
3. 支持部は環状板の案内のための環状の案内溝が半径方向に開口して形成され、該案内溝内に環状板が半径方向に可動に収められていることとする請求項１に記載のシール装置。
4. 固定輪は受入筒部へ不動に、可動輪が排出筒部へ可動に設けられていることとする請求項１又は請求項２に記載のシール装置。
5. 可動輪は、軸線に対して直角な面をもつ環状板であり、該環状板は周方向で複数に分割されたセグメントを有し、隣接セグメント同士が接続部材を介してピン部材で連結されて上記環状板を形成していることとする請求項１又は請求項２に記載のシール装置。
   
   

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