JP4726796B2

JP4726796B2 - 自動調整、能動的補正式精砕機ステータ・プレート・システム

Info

Publication number: JP4726796B2
Application number: JP2006533600A
Authority: JP
Inventors: クリストファー，エル．デムラー，; ジョン，ジェイ．イーガン，
Original assignee: カデントブラッククローソンインコーポレーテッド
Priority date: 2003-06-09
Filing date: 2004-06-08
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2024-06-08
Also published as: CA2528773C; EP1631391A4; EP1631391B1; JP2007501904A; WO2004111331A2; CN1826179A; US7694902B2; WO2004111331A3; US20060231649A1; DE602004030906D1; EP1631391A2; CN100566839C; CA2528773A1

Description

この出願は、２００３年６月９日出願の米国特許仮出願第６０／４７７０１４号明細書の優先権の利益を主張するものである。

本発明は、改善された機械的精砕機に関する。より詳しくは、本発明は第１の精砕要素を組み込んだステータおよび精砕隙間を画成するために前記第１の精砕要素から間隔を開けられた第２の精砕要素を組み込んだロータを有する機械的な精砕機の改良に関する。精砕隙間および互いに対する相対的な精砕要素のトリム、または角度の向きの配置は、精砕機が使用中であっても、精砕要素の様々な状態またはモータ回転数に従って能動的に維持される。精砕隙間の平均または全体幅とステータのロータに対するトリム、または角度の向きを調整するために、複数のアクチュエータがステータおよび制御器に連結され、その結果、ステータとロータの間の隙間に対して３以上の制御度をもたらす。

紙パルプ、バガス、絶縁またはファイバ・ボード材料、綿等などのセルローズ繊維は一般に、相対的に回転するバーと溝要素の複数のセットの間で繊維を機械的に擦ることからなる精砕行程を受ける。例えば、ディスク・タイプの精砕機では、これらの要素は一般に、それらの作用表面を画成する、原料がパターンの中心からその外側周辺の方に独力で進むように、回転要素の軸から全体的に半径方向に延びる、またはよりしばしば環状パターンの中心の半径に対して傾いた角度で延びるバーおよび溝の状態の、環状に配置されたバーおよび溝パターンを有する複数のプレートから構成される。

ディスク精砕機は一般に、シングルおよびツインの両方のディスク・タイプで製造される。シングル・ディスク精砕機では、ロータの作用表面は、やはり環状プレートまたは環を形成する一連のセグメント・プレートを備えるステータ上の相補的な作用表面と協働する作用動作用の環状の精砕プレート、またはセグメントから構成される精砕プレートのセットを備える。ツイン・ディスク精砕機では、ロータは両側に作用表面が設けられている。ロータのこの作用表面は、ステータの１対の対向する相補的作用表面と協働し、これらの作用表面は全体的にシングル・ディスク精砕機と同じタイプの構造である。

プラグまたはコーン・タイプ精砕機を含む、説明する紙パルプ精砕機は、精砕機の負荷を制御する目的、および特に精砕された紙繊維製品の品質を制御する目的のために、相対的に回転する部材の位置および軸間隔を制御する必要がある。プラグ・タイプ精砕機は、Ｓｔａｅｇｅ他による米国特許第２６６６３６８号明細書に示されおり、一方入口２個のディスク・タイプ精砕機の制御配置は、Ｈａｙｗａｒｄによる米国特許第３５０６１９９号明細書に示されている。

公知の精砕機は、ロータの回転軸に沿って１つの精砕要素をもう１つの精砕要素に近づけたり離したり移動させるための機械的駆動システムを含んで来ている。モータ負荷、電圧変動または動力因子、またはパルプの品質に応答して、精砕機要素の軸間隔を制御するために、Ｈａｙｗａｒｄに示されているような電気的または電子的制御器を設けることも知られている。Ｂａｘｔｅｒの米国特許第２９８６４３４号明細書も参照することができ、そこでは入口２個のラジアル・ディスク・タイプ精砕機、およびそれによってステータおよびロータ要素の軸位置を正確に判定し維持することができる減速歯車が示されている。

機械的精砕機は、ステータおよびロータの精砕要素間の隙間が０．０２５ｍｍから０．２５ｍｍ（０．００１インチから０．０１０インチ）程度のとき最適化される。ステータおよびロータ・プレートの実際の間隔は、精砕機のアセンブリ内の多くの積み重ねられた項目に依存する。通常の製造公差に起因する設計上のずれは１．１ｍｍ（０．０４５インチ）ほどになる可能性がある。

公知の精砕システムの１つの欠点は、精砕機要素の互いに対する相対的なトリム、または角度向きの誤りを修正する用意が何もされていないことである。したがって、例えば、ステータ・プレートがロータ・プレートに対して傾いているとき、ステータ・プレートに取り付けられた精砕要素の精砕表面のある部分は、ロータに取り付けられた精砕要素の相補的表面に対して、精砕表面の他の部分より近くなるであろう。これは、平均的または全体的精砕隙間が最適化されているときでさえ、精砕要素の表面に沿った精砕要素間の精砕隙間内での幅の変動を意味する。

Ｄｏｄｓｏｎ−Ｅｄｇａｒｓによる米国特許第４８２０９８０号明細書は、隙間、軌道（ｔｒａｍ）、機械的精砕機に見られるような回転研磨プレートの偏位または磨耗を測定する装置および方法を開示する。特に、Ｄｏｄｓｏｎ−Ｅｄｇａｒｓは、第１の研磨プレートの表面から凹部はめ込み式に取り付けられ、かつ、第２の研磨プレートの凹部の非磨耗表面に対向して配置される複数の誘導センサを開示する。これらのセンサは、隙間、軌道、偏位および磨耗を求めるためセンサからの信号を処理するマイクロプロセッサ・システムによって監視される。Ｄｏｄｓｏｎ−Ｅｄｇａｒｓは、プレート軌道は回転プレートの１つを駆動する駆動軸の角変位によって、あるいは相手側、静止プレートの角変位によって制御できることを教示するが、そのような調整を行うためのどんな装置も開示していない。
米国特許仮出願第６０／４７７０１４号米国特許第２６６６３６８号米国特許第３５０６１９９号米国特許第２９８６４３４号米国特許第４８２０９８０号米国特許第５９４７３９４号国際公開第９９／５２１９７号

したがって、ステータおよびロータに互いに対して取り付けられた精砕要素のトリムの制御、好ましくは自動制御を可能にする、ならびに要素間の平均的または全体的精砕隙間の自動制御を可能にする改善された機械的精砕システムが当技術において依然として求められている。

このニーズおよびその他のニーズは、精砕要素間の精砕隙間の全体的な、または平均的な隙間、ならびに精砕要素の互いに対するトリム、または角度の向きを調整することを可能にする機械的精砕機システムによって取り扱われる。好ましい装置は、例えば、ステータに連結される３個以上のアクチュエータと、精砕隙間の平均的、または全体的軸方向幅を調整し、ならびに、精砕要素の互いに対するトリム、または角度の向きを調整するために、アクチュエータを独立に動作させるためにこれらのアクチュエータと連通する制御器とを含む機械的精砕システムである。

本発明の好ましい装置は、機械的精砕システムの精砕要素の分離の改善された制御度をもたらす。これによって、オペレータは、平均的、または全体的精砕隙間を調整し、かつ、組立て後直ぐに、あるいは稼動の途中で精砕要素が磨耗するとき、精砕要素のずれを是正することが可能になる。この方法によって、オペレータは精砕要素の耐用寿命の間中、この機械的な精砕システムの性能を改善することができる。

特に好ましい実施形態によれば、この装置は端部プレート、精砕要素を含むステータ、およびロータに対するステータの位置および向きを制御するためにステータに連結される３個以上のアクチュエータを備える。この実施形態によれば、好ましい機械的精砕機は開端部を有する精砕機隔室を画成するケーシングを含む。端部プレートは、精砕機隔室の開端部を閉じ、かつアクチュエータを支持し、そのアクチュエータはステータおよびロータの間隔および相対的な角度向きを調整する。好ましいアクチュエータには電気モータ、油圧モータおよび空圧モータが含まれるが、この３個以上のアクチュエータの性質は本発明に対して重要ではない。この３個以上のアクチュエータが電気モータであり、制御器が、精砕隙間の全体的な軸方向幅および精砕要素の相対的なトリム、または角度向きの両方を調整するためにアクチュエータを独立に動作させるようにプログラムされた電子制御器またはエンコーダであることが最も好ましい。

別の特に好ましい実施形態によれば、アクチュエータのうちの少なくとも１つが、精砕隙間の調整を可能にするようにロータがその周りを回転する軸と実質的に平行に延びるラムを有する。さらに別の特に好ましい実施形態によれば、少なくとも１つのアクチュエータは、この軸に対して横方向に延びる駆動軸を有する。そのような装置は、アクチュエータからの回転力をロータに対するステータの軸方向並進移動に変換するために、アクチュエータとステータの間に結合される伝動装置を含むことが好ましい。

さらに別の好ましい実施形態によれば、この装置はステータの精砕表面上の異なる位置での精砕機隙間の軸方向幅に関する複数のセンサ信号を発生させるための、ステータに取り付けられた少なくとも３個の距離センサを含む。この実施形態によれば、好ましい制御器またはエンコーダは、センサ信号を、例えば、初期化された値などの１つまたは複数の基準値と比較するようにプログラムされている。さらに、この好ましい制御器またはエンコーダは、精砕隙間の全体的な幅および互いに対する精砕要素のトリムの両方を調整するためにアクチュエータを独立に動作させるようにプログラムされている。この構造は、たとえシステムのオペレータが熟練していないときでも、これらの要素の耐用寿命の間中、精砕要素の間隔およびトリムまたは角度向きの自動的な最適化をもたらすことができる。

本発明による好ましい装置は、機械的精砕システムの当初の構成部品として、または既存の装置の改造品として役立つことができる。この目的のために、ステータ・ハウジングおよびステータ・プレートの形状は本発明に対し重要ではなく、むしろ、この分野の技術者は、この装置が使用されるべきシステムの仕様に応じた、多種多様なステータ・ハウジングおよびステータ・プレート形状が本発明の範囲内であることを理解するであろう。

本発明の別の態様は、精砕されるべきスラリーを受けるための入口と、精砕されたスラリーを排出するための出口と、精砕表面を画成する第１の精砕要素が取り付けられたステータと、前記入口および前記排出出口と連通する精砕隙間を画成するために前記精砕表面に対面する第２の精砕要素が取り付けられたロータとを有する、機械的精砕機を使用してスラリーを精砕する方法を含む。本発明による好ましい方法は、前記精砕表面に沿った３以上の位置で、精砕隙間の局所的軸方向幅を、例えば、初期化された隙間値などの１つまたは複数の基準値と比較するステップと、精砕隙間の軸方向幅および第２の精砕要素に対する第１の精砕要素のトリム、または角度向きの両方を調整するために、ステータの３個以上の部分を軸に沿って独立に移動させるステップと、前記入口を通り前記精砕隙間内に前記スラリーが流れ込むように誘導するステップと、精砕隙間内のスラリーを精砕するために、ロータを軸周りに、かつステータに対して相対的に回転させるステップとを含む。ステータの３個以上の部分の、軸に沿った独立の移動が、距離センサによって発生するセンサ信号の影響下で働く３個以上のアクチュエータによって達成されることが最も好ましい。

したがって、本発明の目的の１つは、精砕隙間全体にわたる、精砕要素のトリム、または角度向きの相対的なより良い制御を提供することである。本発明の別の目的は、そのような制御を自動的に可能にすることである。本発明のこれらの、かつ他の目的および利点は、以下の説明、添付の図面および添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。

アクチュエータにより制御される精砕隙間の位置決めを有する、例示的な２重ディスク・タイプ精砕システムの好ましい例示的実施形態を、図１〜６を参照して本明細書で開示する。この分野の技術者は、本明細書で開示される本発明の様々な例示的な実施形態は、はなはだしい試験なしに精砕装置の他の従来型形態に採用することができることを理解するであろう。

図１は、紙およびパルプのスラリーを精砕するのに好ましく適用するために計画された本発明による２重ディスク精砕機システム１０の例示的実施形態を全体的に示す。この精砕機１０は、１９９９年９月７日に発行されたＥｇａｎ他による米国特許第５９４７３９４号明細書、およびに１９９９年１０月１４日に公開されたＥｇａｎ他による国際公開第９９／５２１９７号パンフレットに開示された原理および利点のいくつかを組み込んでおり、両者の開示を本明細書に参考として援用する。同様に、バーおよび溝パターンを有する半径方向に配置されたディスク・タイプ精砕機プレートを含む、紙パルプ精砕機についてよく知られていることが前提とされている。

このシステム１０は、駆動軸１８を支持する軸受取付部１４、１６を有する取付基台１２から構成される。駆動軸１８は、駆動軸１８の一端にあるモータ２０によって回転可能に駆動される。駆動軸１８は、長手方向軸に沿ってモータ２０が設けられている一端から精砕隔室３０が設けられている第２の端部に延びる。精砕隔室３０は、その中に固定されたステータ４２を収容する枢動可能なステータ・ドア４０、およびステータ・ドア４０に対向する、ロータ５２を収容するロータ・チャンバ５０から構成される。したがって、精砕隔室は、ステータ・ドア４０がその閉位置にあるとき、ステータ・ドア４０およびロータ・チャンバ５０によって形成される。その結果、ステータ・ドア４０が閉じられているとき、ロータ・チャンバ５０内に設けられたロータ５２、およびステータ・ドア４０内に設けられたステータ４２は、極めて接近して互いに対向する。ステータ・ドア４０が閉じられているとき、精砕隔室３０内のステータ４２とロータ５２の間の幅が精砕隙間６０であり、これは精砕システムが使用されると変化する可能性がある。

駆動軸１８は、ステータ・ドア４０が閉じられているとき、ロータ５２およびステータ４２の中央ハブを貫通して長手方向に延びる。精砕機システム１０の動作中、駆動軸１８の振動を和らげ、ステータ４２またはロータ５２の小さな軸方向および角度方向移動を適切に可能とすることができるように、シール８０がステータ４２およびロータ５２のこれらの中央ハブ部分で駆動軸１８を取り囲むことが最も好ましい。勿論、この分野の技術者は、本明細書で開示するもの以外の、モータまたはアクチュエータの様々な使用形態は、本発明の範囲内であることを理解するであろう。

ステータ４２は、例えば、必要に応じステータ４２の個々の扇形部４４の、より容易な、より安価な保守または取替えに対応できるように、いくつかの扇形部４４から構成することができる。ロータ５２も、例えば、必要な場合ロータ５２の扇形部５４のより容易な、より安価な保守または取替えに同様に対応できるように、同じようにいくつかの扇形部５４から構成することができる。各扇形部４４、５４は、ステータ・ドア４０が閉じているとき、ステータ４２とロータ５２の間の精砕隙間６０内のスラリー（図示せず）の精砕を促進するために互いに補完する、バーおよび溝通路パターンなどの精砕表面をさらに備える。ステータ４２およびロータ５２上のバーおよび溝通路パターンは、パターンがステータ４２またはロータ５２の中央から周辺へ離れて延びるにつれて、ステータ４２およびロータ５２の中央にある内径での、より大きな通路からより小さな通路にだんだん変化させることができる。この結果、バーおよび溝通路は、精砕されたスラリーの流れが精砕隔室３０を出るのを誘起する助けになる。

したがって、精砕隔室３０は、ステータ４２とロータ５２の間の精砕隙間６０区域にスラリーを導入するためのスラリー入口７０、およびチャンバ５０の周辺で精砕されたスラリーを精砕隔室３０から排出するためのスラリー出口７２を含む。このスラリー入口７０は、一般に駆動軸１８の第２の端部に近いロータ５２の中央ハブ部分にスラリーを導入する。スラリー入口７０およびスラリー出口７２は、具体的な作業の流れの必要性に従って、運搬可能な取付部品（図示せず）を要望通りにスラリー入口７０および出口７２に挿入し／そこから取り外すことによって、寸法を変化させることができる。

図２は、図１に記載する精砕機システムによるステータ・ドア４０の例示的一実施形態を示す。図２の例示的ステータ・ドア４０は、ステータ・ドア４０に取り外し可能に取り付けられた３個以上のアクチュエータ１００を含み、各アクチュエータ１００の移動可能な、または作動可能な部分は、ステータ・ドア４０の凹所内に埋め込まれている。ねじ切りされた穴１０２が各アクチュエータ１００の露出した部分から突き出している。

図３は、図２に示す例示的なステータ・ドア４０の各アクチュエータ１００のねじ切りされた穴１０２に取り付けられたステータ４２を示す。すなわち、図３および図４に示すように、ステータ４２はアクチュエータ１００に、ステータ４２の外側バンド４８にねじ切りされた穴４７を貫通して打ち込まれたねじ４６によって各アクチュエータ１００に取り付けられる。したがって、ステータ４２は、各アクチュエータ１００の一端でねじ切りされた穴１０２に取り付けられ、各アクチュエータ１００の別の端部は、ステータ・ドア４０内の対応する凹部に取り付けられる。この方法でステータ４２をアクチュエータ１００に取り付けることによって、アクチュエータ１００は、変動する精砕隙間６０の幅状態、またはステータ４２およびロータ５２の様々な扇形部４４、５４のそれぞれの間での変化する圧力または温度状態に応答して、互いに独立に３度（ｔｈｒｅｅｄｅｇｒｅｅ）の動作でステータ４２を移動させることが可能になる。

図４は、図３の例示的な好ましいアクチュエータ１００の代替実施形態を示す。図４に示すように、アクチュエータ１００のおのおのは、ステータ４２およびステータ・ドア４０に連結されたアクチュエータ１００のラム１１０（図２に１つのみ示す）を含む。図４に示す実施形態では、アクチュエータ１００のおのおのは、それを貫通してねじ４６が挿入されるねじ切りされた穴１０２を介してステータに取り付けられて、各アクチュエータのラム１１０は、各アクチュエータ１００の取り外し、交換または修理を容易にするために取り外し可能な固定具を使用してステータ・ドア４０に取り付けられる。この分野の技術者は、アクチュエータ１００がステータに連結される方法は、本発明に対して重要ではないことを理解するであろう。アクチュエータ１００が互いに独立に動作するとき、ステータ４２を軸に対し横断する複数の軸（図示せず）の周りを枢動できるようにするため、アクチュエータ１００をステータ・ドア４０およびステータ４２に取り付けるために枢動可能な継手または自在継手を使用することは本発明の範囲内である。

図４にも示すように、かつ、例示的一実施形態によれば、ステータ４２にも精砕隙間６０の局所的軸方向幅を測定するための３個以上の距離センサ１２０（１つのみを図４に示す）が取り付けられている。距離センサ１２０が隙間６０の局所的幅を測定するのを助ける標的を設けるために、複数の感知し得る要素または凹所１２２をロータ５２に取り付けることが好ましい。距離センサ１２０は、精砕隙間６０の全体的な幅と、精砕要素すなわちステータ４２およびロータ５２の互いに対するトリムまたは角度の向きの両方についての情報を提供できるように、軸に対して対称に配置された電気センサであることが最も好ましい。そのようなセンサの例は、Ｄｏｄｓｏｎ−Ｅｄｇａｒｓによる米国特許第４８２０９８０号明細書に開示されており、その開示は参考として援用する。

当業技術者は、使用される距離センサ１２０の種類は本発明に対して重要ではないことを理解するであろう。潜在的に有用なセンサの種類には、（適切な電磁気的または音響的特性を有する材料から構成される感知し得る要素１２２と関連する）電気的または磁気的誘導センサおよび超音波センサが含まれる。他の適切なセンサの種類は本発明の範囲から逸脱することなく、この分野の技術者には明らかであろう。

図５は、本発明によるステータ・アセンブリ２００のさらに別の代替形態を示す。このステータ・アセンブリ２００は、ステータ・ドア（図５に図示せず）に取付可能な端部プレート２４１および端部プレート２４１に支持されるステータ・プレート２４２を含む。この端部プレート２４１は、ステータ端部プレート２４１をステータ・ドアに固定するためにボルトをその中を貫通して挿入することができるボルト穴２１１を有する中央ハブ部分２１０を介してステータ・ドアに取り付け可能である。ステータ端部プレート２４１にはさらに、３個以上のアクチュエータ２５０が取り付けられている。アクチュエータ２５０のおのおのは、回転または枢動動作を伝達するための駆動軸２５１を含む電気モータであることが好ましい。さらに、ステータ・アセンブリ２００は、アクチュエータ２５０と関連する複数の伝動装置２６０を含む。

この好ましい伝動装置２６０のおのおのは、アクチュエータ２５０の駆動軸に取り付けられた歯車２６２、軸ａに対して横断する軸（図示せず）周りの回転または枢動動作を軸ａに対し平行な軸（図示せず）周りの回転または枢動動作に変換させるようにステータ端部プレート２４１に取り付けられた対合歯車２６４、および軸ａに対して平行な軸（図示せず）周りの回転または枢動動作を軸ａに対する並進移動に変換するように対合歯車２６４と噛み合っている、またはねじで係合するラム２６６とを含む。ラム２６６は、ラム１１０（図４）が前の実施形態のステータ・プレート４２（図４）に連結されていたのと同じ方法でステータ・プレート２４２に連結されることが好ましいが、そのような連結の方法は、本発明に対して重要ではない。この好ましいアクチュエータ２５０は、ステータ・プレート２４２の位置およびトリムを調整するように、アクチュエータ２５０の独立した動作ができるように制御器（図示せず）と連通することが好ましい。

図５のステータ・アセンブリ２００は、ステータ・プレート２４２を貫通して延びる入口通路２８４を画成する入口パイプ２８０をさらに含む。この入口通路２８４は、原料懸濁スラリー（図示せず）を前に説明した方法で精砕できるようにステータ・プレート２４２とロータ・プレート（図示せず）の間の精砕隙間（図示せず）内に原料懸濁液またはスラリー（図示せず）を導入するための通路を提供する。

図６を参照すると、３個以上の距離センサ１２０（図６に３個のみ示す）が制御器１３０と連通する。好ましい制御器１３０は、センサ１２０から受信した信号に応答してアクチュエータ１００を自動的に動作させるようにプログラムされたマイクロプロセッサ１３２を含む電気的または電子的制御器あるいはエンコーダである。この機能を果たすためのマイクロプロセッサ１３２のプログラミングは、この分野の通常の技術範囲内であり、実施するのにはなはだしい試験は全く必要としないであろう。

動作の例示的モードによれば、かつ図４を参照すると、距離センサ１２０は、ステータ４２とロータ５２の精砕表面に沿った異なる位置での精砕隙間６０の局所的軸方向幅に関する信号を発生させる。マイクロプロセッサ１３２は、精砕隙間６０の全体的幅を求めるためにこれらの局所的軸方向幅を平均し、かつ、これらの局所的軸方向幅を、ロータ５２に対するステータ４２のトリム、または角度向きを求めるために互いに比較する。この情報は、信号に応答してアクチュエータ１００を動作させるために、好ましい制御器１３０（図６）によってオペレータ（図示せず）に通信され、あるいは制御器１３０（図３）内で使用される。

電子制御器１３０（図６）は、精砕隙間６０の全体的幅、ならびにロータ５２に対するステータ４２のトリム、または角度向きを調整するためアクチュエータ１００を独立に付勢することがより好ましい。より具体的には、マイクロプロセッサ１３２（図６）は、センサ１２０から受けた信号（図示せず）をデジタル化し、これらの信号のデジタル化された値を平均し、精砕隙間６０の全体的幅が望ましい幅または幅の範囲から異なる程度を求めるために、この平均値を基準値と比較する。この好ましいマイクロプロセッサ１３２（図６）は、センサ１２０から受けた信号のデジタル化された値を、ステータ４２がロータ５２に対してトリムから離れている程度を求めるために基準値とも比較する。

アクチュエータ１００への協調された付勢によって、精砕隙間６０の全体的幅の誤りが是正される傾向になる。他と独立にアクチュエータ１００の１つに付勢することは、ステータ４２の１つの部分をステータ４２の他の部分に対して軸方向に相対的に移動させる。好ましいステータ４２は剛体であるため、これはステータ４２を軸ａに対して横断する軸（図示せず）の周りを枢動させ、それによってステータ４２とロータ５２の間のずれを是正させる。このような方法で、この好ましい装置は、全体的な精砕隙間６０ならびにステータ４２およびロータ５２のトリム、または角度向きの自動調整を可能にする。

別法として、全体的な精砕隙間６０の幅ならびにステータ４２のロータ５２に対するトリムの手動調整を可能にするために、制御器１３０（図６）にスイッチ（図示せず）を設けることは本発明の範囲内である。そのような手動調整は、オペレータ（図示せず）の目視観察に応じて、あるいは距離センサ１３０によって生成される信号に由来する情報の読み出し（図示せず）に応じて行うことができる。

図７は、アクチュエータ３００が同様に図２〜４のようにステータ４２に取り付けれられているが、図４のような距離センサ１２０ではなく、ロータリ・エンコーダ３２０または他の同様な技術に応答する、本発明の別の代替実施形態を示す。この例示的な実施形態のアクチュエータ３００は、精密ねじ３１２に隣接する与圧されたボール・ナット３１０から構成される。エンコーダ３２０は、結果的に与圧されたボール・ナット３１０を駆動するモータ３３０の回転を数える。モータ３３０が精密ねじ３１２を介して所望の位置にボール・ナット３１０を駆動したとエンコーダ３２０が判定するとき、ブレーキ３４０を使用することができる。

したがって、図１〜７を参照して説明した例示的実施形態の全てにおいて、最初の精砕工程が行われるのに先立って、精砕隙間６０は所望の隙間値に初期化される。その後、精砕工程が行われると、初期化された隙間値に対する精砕隙間の変化を求めるために、ロータリ・エンコーダ３２０（図７）がモータの前進および後退方向の回転を追跡し、あるいはセンサ１２０（図１〜６）が現在の圧力、温度またはステータとロータの間の隙間状態を比較する。必要な場合、万一精砕隙間が許容できる限界を越えて変化した場合、精砕隙間６０は所望により手動でまたは自動で再初期化することもできる。再初期化が必要とされる前に、多くの精砕工程が行われる可能性がある。したがって、そのような再初期化は、例えば、モータ回転の数、または精砕工程中受ける他の圧力および／または温度条件に起因する精砕要素の予想可能な磨耗に応じて行われる可能性がある。したがって、初期化された隙間値および進行する工程条件に基づく戦略的な再初期化スケジュールに能動的に係合させることによって、プレート磨耗およびシステムの誤りを補正することができ、より良い精砕要素の配置を達成することができる。勿論、本明細書で説明した精砕隙間６０を調整するためのセンサ１００およびアクチュエータを使用しても同様な利点を達成することが可能であることを理解されたい。

本発明の好ましい実施形態は、新たに製造される精砕システムの当初の装置構成部品として、または既存のシステムの改造品として使用することができる。本発明の一利点は、精砕隙間６０の全体的幅ならびにロータ５２に対するステータ４２のトリム、または角度向きの調整の両方の調整ができることである。この方法で、オペレータは、精砕機システム１０の組立て中に発生するずれを是正し、かつ、精砕機システム１０の稼動から結果として生じる、ステータ４２またはロータ５２の扇形部４４、５４の不均一な磨耗から結果として起こる可能性のあるずれなどの、ずれを是正することができる。ステータ４２およびロータ５２の全体精砕表面に沿った精砕隙間６０の局所的軸方向幅を最適化すること、すなわち精砕隙間６０の全体幅のみではないことは、精砕システム１０の効率を改善し、ステータ４２およびロータ５２の耐用寿命を増加させる傾向がある。

本発明の別の利点は、そのような調整を自動的に可能にすることである。精砕システム１０が流体で満たされていても、あるいはシステム１０が動作中であっても、そのような調整が可能であることは本発明の範囲内である。

本明細書で開示された方法および装置の形態は、この発明の好ましい実施形態を構成するけれども、本発明はこの正確な方法および装置の形態に限定されず、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の範囲から逸脱することなく、その中に変更を加えることができることを理解されたい。

本発明による精砕システムの例示的な一実施形態の斜視図である。図１の精砕システム内の、アクチュエータを有する例示的なステータ・ドアの部分側面図である。図２のステータ・ドアに取り付けられたステータの側面図である。図３の精砕システムのアクチュエータの代替実施形態を示す図である。本発明による精砕システムに使用するためのアクチュエータを有するステータの、代替の例示的実施形態の側面図である。本発明により精砕隙間を制御するセンサとアクチュエータの間の関係の概略図である。本発明による精砕システムの第２の例示的実施形態の概略図である。

符号の説明

１０２重ディスク精砕機システム
１２取付基台
１４、１６軸受取付部
１８駆動軸
２０モータ
３０精砕隔室
４０枢動可能なステータ・ドア
４２ステータ
４４４２の扇形部
４６ねじ
４７ねじ切りされた穴
４８４２の外側バンド
５０ロータ・チャンバ
５２ロータ
５４５２の扇形部
６０精砕隙間
７０スラリー入口
７２スラリー出口
８０シール
１００アクチュエータ
１０２ねじ切りされた穴
１１０１００のラム
１２０距離センサ
１２２凹所、要素
１３０制御器
１３２マイクロプロセッサ
２００ステータ・アセンブリ
２１０中央ハブ部分
２１１ボルト穴
２４１端部プレート
２４２ステータ・プレート
２５０アクチュエータ
２５１駆動軸
２６０伝動装置
２６２歯車
２６４対合歯車
２６６ラム
２８０入口パイプ
２８４入口通路
３００アクチュエータ
３１０ボール・ナット
３１２精密ねじ
３２０エンコーダ
３３０モータ
３４０ブレーキ

Claims

精砕されるべきスラリーを受けるための入口と、精砕されたスラリー用の排出出口と、第１の精砕要素が取り付けられたステータと、前記入口および前記排出出口と連通する精砕隙間を画成するために前記第１の精砕要素から間隔を開けられた第２の精砕要素が取り付けられたロータとを有し、前記ロータが前記精砕隙間内で前記スラリーを精砕するために、軸周りに、かつ前記ステータに対して相対的に回転動作をするように支持される機械的精砕機において、
前記ステータに連結された３個以上のアクチュエータと、
前記精砕隙間の軸方向幅を調整し、前記第１の精砕要素の前記第２の精砕要素に対するトリムを調整するために、前記３個以上のアクチュエータを独立に動作させるための、前記３個以上のアクチュエータと連通する制御器とを含む、機械的精砕機。
当該第１および第２の精砕要素を当該精砕隔室内に取り囲むことができるように、開端部と前記開端部を閉じる端部プレートを有する精砕隔室を画成するケーシングを含み、前記端部プレートに当該３個以上のアクチュエータが取り付けられている、請求項１に記載の機械的精砕機。
当該３個以上のアクチュエータが当該軸の周りに対称に配置される、請求項１に記載の機械的精砕機。
回転力を軸方向延びに変換するための、当該ステータに結合された伝動装置を含み、当該３個以上のアクチュエータのうちの少なくとも１つが、前記伝動装置に回転力を供給するために前記伝動装置に連結され、かつ前記ステータの１部分の軸方向動作を誘起させる駆動軸を有する、請求項１に記載の機械的精砕機。
当該制御器が、当該精砕隙間の軸方向幅を調整し、当該第２の精砕要素に対する当該第１の精砕要素のトリムを調整するために、当該３個以上のアクチュエータを独立に動作させるようにプログラムされた電子制御器である、請求項１に記載の機械的精砕機。
精砕されるべきスラリーを受けるための入口と、精砕されたスラリー用の排出出口と、第１の精砕要素が取り付けられたステータと、前記入口および前記排出出口と連通する精砕隙間を画成するために前記第１の精砕要素から間隔を開けられた第２の精砕要素が取り付けられたロータとを有し、前記ロータが前記精砕隙間内で前記スラリーを精砕するために、軸周りに、かつ前記ステータに対して相対的に回転動作をするように支持される機械的精砕機を使用してスラリーを精砕する方法であって、
ａ）前記第１の精砕要素に沿った３以上の位置で精砕隙間の局所的軸方向幅を１つまたは複数の基準値と比較するステップと、
ｂ）前記精砕隙間の軸方向幅を調整し、かつ前記第２の精砕要素に対する前記第１の精砕要素のトリムを調整するために、前記ステータの３個以上の間隔を開けた部分を前記軸に沿って独立に移動させるステップと、
ｃ）前記入口を通り前記精砕隙間内に前記スラリーが流れ込むように誘導するステップと、
ｄ）前記精砕隙間内の前記スラリーを精砕するために、前記ロータを前記軸周りに、かつ前記ステータに対して相対的に回転させるステップと、
を含む方法。
端部プレートと、
１つの軸を画成する精砕要素を含むステータと、
前記端部プレートによって支持され、かつ前記精砕要素の軸方向位置およびトリムを制御するために前記ステータに連結される３個以上のアクチュエータと、
を備える、機械的精砕機に使用する装置。
当該３個以上のアクチュエータが当該軸の周りに対称に配置される、請求項７に記載の装置。
当該３個以上のアクチュエータのうちの少なくとも１つが、電気モータ、油圧モータおよび空圧モータから構成される群から選択されるモータを含む、請求項７に記載の装置。
当該３個以上のアクチュエータのうちの少なくとも１つが、当該軸と実質的に平行に延びるラムを有する、請求項７に記載の装置。
当該３個以上のアクチュエータのうちの少なくとも１つが、当該軸に対して横方向に延びる駆動軸を有する、請求項７に記載の装置。
回転力を軸方向延びに変換するための、当該ステータに結合された伝動装置を含み、当該３個以上のアクチュエータのうちの少なくとも１つが、前記伝動装置に回転力を供給するために前記伝動装置に連結され、前記ステータの１部分の軸方向動作を誘起させる駆動軸を有する、請求項７に記載の装置。
当該制御器が、当該精砕隙間の軸方向幅を調整し、当該第１の精砕要素のトリムを調整するために、当該３個以上のアクチュエータを独立に動作させるようにプログラムされた電子制御器である、請求項７に記載の装置。
複数のセンサ信号を発生させるために当該ステータに取り付けられた少なくとも３つのセンサを含み、当該制御器が前記複数のセンサ信号を１つまたは複数の基準値と比較し、当該第１の精砕要素の軸方向位置およびトリムを調整するために当該３個以上のアクチュエータを独立に動作させるようにプログラムされた電子制御器である、
請求項７に記載の装置。
発生する当該信号が、精砕隙間および処理状態を示す、隙間、圧力および温度状態うちの１つである、請求項１４に記載の装置。
当該アクチュエータが、さらに、エンコードされた情報により駆動されるモータに応答して、精密ねじに係合可能なボール・ナットから構成される、請求項１に記載の機械的精砕機。
当該制御器が、動作状態の変化に従って当該精砕隙間の軸方向幅および当該トリムを能動的に調整するエンコーダである、請求項１６に記載の機械的精砕機。
当該動作状態が、精砕機要素の磨耗、圧力、温度およびモータ回転数のうちの少なくとも１つである、請求項１７に記載の機械的精砕機。
精砕されるべきスラリーを受けるための入口と、精砕されたスラリー用の排出出口と、第１の精砕要素が取り付けられたステータと、前記入口および前記排出出口と連通する精砕隙間を画成するために前記第１の精砕要素から間隔を開けられた第２の精砕要素が取り付けられたロータとを有し、前記ロータが前記精砕隙間内で前記スラリーを精砕するために、軸周りに、かつ前記ステータに対して相対的に回転動作をするように支持される機械的精砕機を使用してスラリーを精砕する方法であって、
ａ）前記精砕隙間をゼロに初期化するステップと、
ｂ）前記機械的精砕機の動作状態を１つまたは複数の基準値と比較するステップと、
ｃ）動作状態に従って、前記精砕隙間の軸方向幅を調整し、前記第２の精砕要素に対する前記第１の精砕要素のトリムを調整するために、前記ステータの３個以上の間隔を開けた部分を前記軸に沿って独立に移動させるステップと、
ｄ）前記入口を通り前記精砕隙間内に前記スラリーが流れ込むように誘導するステップと、
ｅ）前記精砕隙間内の前記スラリーを精砕するために、前記ロータを前記軸周りに、かつ前記ステータに対して相対的に回転させるステップと、
を含む方法。
当該動作状態が、精砕機要素の磨耗、圧力、温度およびモータ回転数のうちの少なくとも１つである、請求項１９に記載の方法。
当該アクチュエータが、エンコードされた情報により駆動されるモータに応答して、当該ステータの当該間隔を開けた部分を移動させる精密ねじに係合可能なボール・ナットを備える、請求項１９に記載の方法。