JP7021142B2 - Rotary kiln condition monitoring device - Google Patents
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Description
本発明は、ロータリーキルンの状態監視装置に関する。 The present invention relates to a condition monitoring device for a rotary kiln.
ロータリーキルンは内部に供給された処理物を加熱することによって、処理物の焼成や、処理物の焼却などを行っている。ロータリーキルンは、水平面に対して所定の角度で傾斜して配置されて、駆動部によって軸周りに回転するキルンシェルと、キルンシェルの外周に設けられた複数のキルンタイヤとを有している。それぞれのキルンタイヤは、一対の支持ローラによって支持されている。 The rotary kiln heats the processed material supplied to the inside to bake the processed material and incinerate the processed material. The rotary kiln has a kiln shell that is tilted at a predetermined angle with respect to a horizontal plane and is rotated about an axis by a drive unit, and a plurality of kiln tires provided on the outer circumference of the kiln shell. Each kiln tire is supported by a pair of support rollers.
ロータリーキルンの運転を継続していると、たとえば熱負荷やコーチング等によってキルンシェルに歪みが発生する場合がある。キルンシェルに歪みが生じると、たとえば、一対の支持ローラの一方のみにキルンタイヤが接触して、支持ローラの回転軸が歪んだり、キルンシェルの重量に起因して支持ローラの回転軸が歪んだりする場合がある。この場合、キルンシェルの回転中心と支持ローラの回転中心の平行状態が崩れると、キルンシェルにスラスト力が発生し、キルンシェルが軸方向に移動する場合がある。上述した理由を含め、様々な要因によって、キルンシェルが軸方向に移動すると、キルンシェルに接続された部材との間で力が加わって、部材が破損したり、キルンシェルの軸方向への移動によって、キルンシェルとキルンシェルに接続された部材との間に隙間が生じて、処理物の処理時に生じるガスや処理物がキルンシェルの外部に漏れたりする場合がある。 If the operation of the rotary kiln is continued, the kiln shell may be distorted due to, for example, heat load or coaching. When the kiln shell is distorted, for example, the kiln tire may come into contact with only one of the pair of support rollers, and the rotation axis of the support roller may be distorted, or the rotation axis of the support roller may be distorted due to the weight of the kiln shell. be. In this case, if the parallel state between the center of rotation of the kiln shell and the center of rotation of the support roller is broken, a thrust force is generated in the kiln shell, and the kiln shell may move in the axial direction. When the kiln shell moves axially due to various factors including the reasons mentioned above, a force is applied to the member connected to the kiln shell, and the member is damaged or the kiln shell moves axially to the kiln shell. A gap may be created between the force and the member connected to the kiln shell, and the gas generated during the processing of the processed material or the processed material may leak to the outside of the kiln shell.
上記問題の一部を解決するものとして、特許文献1には、キルンタイヤを支持する支持ローラ自体の位置を調整するローラ位置調整装置が開示されている。この特許文献1のローラ位置調整装置は、左右ローラに加わる左右方向の力を検出する複数の押出し力検出器と、前後方向への力を検出する複数のスラスト力検出器を有している。また、特許文献1の装置は、押出し力検出器およびスラスト力検出器により検出された信号に基づいてシリンダ装置を駆動することによって、支持ローラの位置を調整している。
As a solution to a part of the above problem,
しかし、特許文献1の装置では、複数の押出し力検出器、複数のスラスト力検出器、複数のシリンダ装置が必要となり、装置構成が非常に複雑となり、コストも非常に大きくなる。また、特許文献1の装置では、キルンタイヤを支持する支持ローラが制御されるだけであり、キルンシェルの軸方向の位置を把握することができない。
However, the apparatus of
そこで、本発明はかかる問題点に鑑みて、簡単な構成で、キルンシェルの軸方向の位置の変動を検知することで、ロータリーキルンの状態を監視することが可能なロータリーキルンの状態監視装置を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a rotary kiln condition monitoring device capable of monitoring the condition of the rotary kiln by detecting a change in the axial position of the kiln shell with a simple configuration. With the goal.
本発明の一実施形態のロータリーキルンの状態監視装置は、所定の回転軸周りに回転可能に支持されたキルンシェル、および、前記キルンシェルの外周に、前記キルンシェルとともに回転するように取り付けられた環状部材を有するロータリーキルンと、前記環状部材に対して前記キルンシェルの軸方向で少なくとも一方側に、前記環状部材の端面に対して前記軸方向で所定の距離で離間して配置され、前記キルンシェルの回転軸に対して略垂直な回転軸を有するガイドローラと、前記ガイドローラの回転数を検知する回転検知部とを有し、前記ガイドローラは、前記キルンシェルが前記軸方向に移動して前記環状部材の端面が前記ガイドローラに接触したときに、前記キルンシェルの軸周りの回転に伴って回転するように構成され、前記回転検知部によって検知された前記ガイドローラの回転数によって、前記キルンシェルの前記軸方向での位置の変動を検知可能である。 The state monitoring device for a rotary kiln according to an embodiment of the present invention has a kiln shell rotatably supported around a predetermined axis of rotation, and an annular member attached to the outer periphery of the kiln shell so as to rotate with the kiln shell. The rotary kiln and the annular member are arranged on at least one side in the axial direction of the kiln shell and separated from the end face of the annular member by a predetermined distance in the axial direction with respect to the rotation axis of the kiln shell. The guide roller has a guide roller having a substantially vertical rotation axis and a rotation detection unit for detecting the number of rotations of the guide roller. When it comes into contact with the guide roller, it is configured to rotate along with the rotation of the kiln shell around the axis, and the position of the kiln shell in the axial direction is determined by the rotation number of the guide roller detected by the rotation detection unit. It is possible to detect the fluctuation of.
また、前記環状部材は、前記キルンシェルの外周に外嵌されたキルンタイヤであることが好ましい。 Further, the annular member is preferably a kiln tire fitted on the outer periphery of the kiln shell.
また、前記ガイドローラは、前記環状部材に対して、前記軸方向で両側に配置されていることが好ましい。 Further, it is preferable that the guide rollers are arranged on both sides in the axial direction with respect to the annular member.
また、前記回転検知部は、前記ガイドローラの近傍に設けられた光電センサであり、前記ガイドローラの端面に、前記光電センサからの信号光を遮断する遮蔽部が設けられていることが好ましい。 Further, the rotation detection unit is a photoelectric sensor provided in the vicinity of the guide roller, and it is preferable that the end surface of the guide roller is provided with a shielding unit that blocks signal light from the photoelectric sensor.
また、前記状態監視装置がさらに、前記回転検知部に接続された制御部を有し、前記制御部は、前記回転検知部によって検知された前記ガイドローラの回転数に応じて、前記キルンシェルの前記軸方向の位置に関する状態を出力することが好ましい。 Further, the condition monitoring device further has a control unit connected to the rotation detection unit, and the control unit is the kiln shell according to the rotation speed of the guide roller detected by the rotation detection unit. It is preferable to output the state related to the position in the axial direction.
また、前記制御部は、前記ガイドローラの回転数を所定の閾値と比較して、前記ガイドローラの回転数が、第1の閾値より大きい場合に、第1の警報を発生させ、前記ガイドローラの回転数が、前記第1の閾値と前記第1の閾値より小さい第2の閾値との間となる場合に、第2の警報を発生させるように構成されていることが好ましい。 Further, the control unit compares the rotation speed of the guide roller with a predetermined threshold value, and when the rotation speed of the guide roller is larger than the first threshold value, generates a first alarm and generates the guide roller. It is preferable that the second alarm is generated when the rotation speed of the above is between the first threshold value and the second threshold value smaller than the first threshold value.
また、前記回転検知部は、前記ガイドローラの近傍に設けられた光電センサであり、前記ガイドローラの端面に、前記光電センサからの信号光を遮断する遮蔽部が設けられており、前記ロータリーキルンは内部の処理物の処理によって可燃性ガスを生じ、前記光電センサの光源は、非防爆環境に設けられ、防爆環境に配置された前記光電センサの投光部と前記光電センサの光源とは、光ファイバーによって接続されていることが好ましい。 Further, the rotation detection unit is a photoelectric sensor provided in the vicinity of the guide roller, and a shielding portion for blocking signal light from the photoelectric sensor is provided on the end surface of the guide roller, and the rotary kiln is provided. Combustible gas is generated by the processing of the internal processed material, and the light source of the photoelectric sensor is provided in a non-explosion-proof environment. It is preferable that they are connected by.
また、前記ロータリーキルンが、処理物が供給され、所定の位置に固定して設けられた固定投入部を有し、前記キルンシェルは、前記固定投入部と連通し、炉前側に位置する第1端部と、処理された処理物が排出され、炉尻側に位置する第2端部とを有し、前記固定投入部と前記キルンシェルの第1端部とは、互いに摺動するとともに、前記固定投入部と前記キルンシェルとの間をシールするメタルシールによって連通していることが好ましい。 Further, the rotary kiln has a fixed charging section to which a processed material is supplied and is fixedly provided at a predetermined position, and the kiln shell communicates with the fixed loading section and has a first end portion located on the front side of the furnace. The processed material is discharged and has a second end portion located on the furnace butt side, and the fixed charging portion and the first end portion of the kiln shell slide with each other and the fixed charging portion is provided. It is preferable to communicate with each other by a metal seal that seals between the portion and the kiln shell.
また、前記キルンシェルの外周に、前記軸方向に離間して複数のキルンタイヤが設けられており、前記環状部材は、複数のキルンタイヤのうち、前記第1端部に最も近いキルンタイヤであり、前記ガイドローラは、前記第1端部に最も近いキルンタイヤに対して、前記軸方向で両側に配置されていることが好ましい。 Further, a plurality of kiln tires are provided on the outer periphery of the kiln shell at intervals in the axial direction, and the annular member is the kiln tire closest to the first end portion among the plurality of kiln tires, and the guide roller. Is preferably arranged on both sides in the axial direction with respect to the kiln tire closest to the first end portion.
本発明のロータリーキルンの状態監視装置によれば、簡単な構成で、キルンシェルの軸方向の位置の変動を検知することで、ロータリーキルンの状態を監視することが可能となる。 According to the rotary kiln condition monitoring device of the present invention, it is possible to monitor the condition of the rotary kiln by detecting the change in the axial position of the kiln shell with a simple configuration.
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態のロータリーキルンの状態監視装置を説明する。なお、以下の実施形態で示すロータリーキルンの状態監視装置はあくまで一例であり、本発明のロータリーキルンの状態監視装置は、以下の例に限定されるものではない。 Hereinafter, the condition monitoring device for the rotary kiln according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The rotary kiln condition monitoring device shown in the following embodiment is merely an example, and the rotary kiln condition monitoring device of the present invention is not limited to the following examples.
図1は、本発明の一実施形態のロータリーキルンの状態監視装置Aの概略図である。図1に示されるように、ロータリーキルン1は、所定の回転軸Ax周りに回転可能に支持されたキルンシェル2、および、キルンシェル2の外周に、キルンシェル2とともに回転するように取り付けられたキルンタイヤ(環状部材)3を有している。
FIG. 1 is a schematic view of a rotary kiln condition monitoring device A according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
また、ロータリーキルン1はさらに、キルンシェル2を回転可能に支持する支持ローラ4と、キルンシェル2を回転させるための駆動部Dと、キルンシェル2の外周に設けられ、駆動部Dの駆動によって回転して、キルンシェル2を回転軸Ax周りに回転させる駆動ギヤ5とを有している。また、本実施形態では、ロータリーキルン1はさらに、処理物が供給され、所定の位置に固定して設けられた固定投入部6と、ロータリーキルン1によって処理された処理物を排出する排出部7と、キルンシェル2を加熱する加熱部Hとを有している。固定投入部6とキルンシェル2とは、互いに摺動するとともに、固定投入部6とキルンシェル2との間をシールするメタルシールSによって連通している。なお、ロータリーキルン1の構造は、図示した構造に限定されるものではない。
Further, the
ロータリーキルン1は、本実施形態では、車両用のタイヤなどゴム製品を焼却するように構成されている。具体的には、ロータリーキルン1において、固定投入部6から供給された処理物であるゴム製のタイヤが、メタルシールSを経由してキルンシェル2の内部空間へと移動して、加熱部Hによって加熱されたキルンシェル2内でゴム製のタイヤが加熱されて溶融し、炉尻側の排出部7から排出される。具体的には、ゴム製のタイヤのゴム成分は気化して排出部7から排出され、ゴム製のタイヤ内の金属は排出部7において、気化されたゴム成分とは異なる排出路から排出される。
In the present embodiment, the
なお、ロータリーキルン1によって処理される処理物は特に限定されない。たとえば、処理物は、ゴム製のタイヤ以外の、可燃性ガスや有毒ガスを生じる処理物であってもよいし、それ以外の処理物であってもよい。なお、本実施形態では、ロータリーキルン1によって処理される処理物が可燃性ガスを発生させるものであり、ロータリーキルン1の周囲の所定の領域は防爆環境E(図7参照)とされている。なお、本明細書において、所定の防爆環境Eの外側の領域を、非防爆環境と呼ぶ。
The processed material processed by the
キルンシェル2は中空の筒状体であり、回転軸Ax(以下、回転軸Axが延びる方向を軸Ax方向と呼ぶ)周りに回転する。キルンシェル2は、図1に示されるように、固定投入部6と連通し、炉前側(図1中、左側)に位置する第1端部21と、処理された処理物が排出され、炉尻側(図1中、右側)に位置する第2端部22とを有している。本実施形態では、キルンシェル2は、第1端部21側が高く、第2端部22側に向かって高さが低くなるように傾斜して配置されている。
The
キルンシェル2は、外周に駆動ギヤ5を有しており、駆動部Dによって駆動ギヤ5が駆動されて回転することによって、キルンシェル2が回転軸Ax周りに回転する。駆動部Dの構造は特に限定されない。本実施形態では、駆動部Dは、モータD1と、減速機D2と、ピニオンギヤD3とを有し、モータD1の駆動力を減速機D2およびピニオンギヤD3を介して、駆動ギヤ5に伝達している。
The
キルンシェル2は、第1端部21において、固定投入部6とメタルシールSを介して接続されている。メタルシールSは、図1に示されるように、一対の板状のシール部材S1、S2を有している。一方のシール部材S1は、固定投入部6に固定され、他方のシール部材S2はキルンシェル2に設けられ、シール部材S1およびシール部材S2が互いに摺動しつつ、固定投入部6とキルンシェル2との間をシールしている。
The
キルンシェル2の外周には、図1に示されるように、軸Ax方向に離間して複数のキルンタイヤ3が設けられている。キルンタイヤ3は、キルンシェル2の外周に外嵌されて、キルンシェル2に対して固定されている。キルンタイヤ3のそれぞれは、一対の(少なくとも2つの)支持ローラ4によって支持されている。支持ローラ4は、回転軸Axと平行な方向の回転軸周りに回転するように設けられている。支持ローラ4は、本実施形態では、キルンタイヤ3の下方において、キルンタイヤ3の周方向に離間した2カ所の位置で、キルンタイヤ3を支持するように設けられている。なお、支持ローラ4の数は特に限定されず、3つ以上であってもよい。
As shown in FIG. 1, a plurality of
本実施形態では、状態監視装置Aはさらに、キルンタイヤ3に対して軸Ax方向で少なくとも一方側に、ガイドローラ8を有している。本実施形態では、ガイドローラ8は、図1~図3に示されるように、キルンタイヤ3に対して炉尻(第2端部22)側に位置する第1ガイドローラ81と、キルンタイヤ3に対して炉前(第1端部21)側に位置する第2ガイドローラ82とを有している。
In this embodiment, the condition monitoring device A further has a
第1ガイドローラ81は、図2に示されるように、キルンタイヤ3の端面31に対して軸Ax方向で所定の距離で離間して配置され、キルンシェル2の回転軸Axに対して略垂直な回転軸Ax2を有している。具体的には、第1ガイドローラ81は、キルンシェル2の下方において、略鉛直方向に延びる回転軸Ax2周りに回転可能に設けられている。なお、第1ガイドローラ81は、キルンシェル2の回転軸Axに対して略垂直な回転軸Ax2周りに回転可能であれば、キルンシェル2の上方に設けられていてもよいし、キルンシェル2の側方に設けられていてもよい。
As shown in FIG. 2, the
第1ガイドローラ81は、キルンシェル2が炉尻側(第2端部22側)に向かって軸Ax方向に移動したときに、キルンタイヤ3の端面31と接触する(図4参照)。第1ガイドローラ81は、キルンシェル2が軸Ax方向に移動してキルンタイヤ3の端面31と接触することによって、キルンシェル2の炉尻側へのさらなる移動を抑制するストッパとして機能する。そのため、たとえば、本実施形態において、メタルシールSのシール部材S1とシール部材S2とが軸Ax方向で離間して、キルンシェル2内から可燃性ガスや処理物などが外部に漏れだすことを抑制することができる。
The
また、第1ガイドローラ81は、キルンタイヤ3の端面31と接触すると共に、キルンタイヤ3の軸Ax周りの回転に伴って、回転軸Ax2周りに回転する。したがって、第1ガイドローラ81はキルンタイヤ3と接触するとともに回転することによって、キルンシェル2の回転軸Ax周りの回転を阻害することなく、キルンシェル2の軸Ax方向への移動を規制する。なお、第1ガイドローラ81の構造は特に限定されないが、たとえば、スラストローラベアリングとすることができる。
Further, the
なお、第1ガイドローラ81とキルンタイヤ3の端面31との間の離間距離は特に限定されないが、ロータリーキルン1の運転に支障を生じる距離でキルンシェル2が軸Ax方向に移動する前にキルンタイヤ3が第1ガイドローラ81に接触するように離間距離が設定される。第1ガイドローラ81とキルンタイヤ3の端面31との間の離間距離は特に限定されないが、たとえば、2~20mmとすることができる。なお、第1ガイドローラ81をキルンタイヤ3の端面31に対して軸Ax方向に移動可能として、離間距離を調整できるようにしても構わない。この場合、ロータリーキルン1の初期状態と、長期間の運転後の状態とが変わっている場合など、ロータリーキルン1の運転時点での状態に合わせて、離間距離を再度設定することにより、第1ガイドローラ81と後述する回転検知部9によって、キルンシェル2の軸Ax方向の移動をより正確に判断することが可能になる。
The distance between the
第2ガイドローラ82は、図2に示されるように、キルンタイヤ3の端面32に対して軸Ax方向で所定の距離で離間して配置され、キルンシェル2の回転軸Axに対して略垂直な回転軸Ax3を有している。具体的には、第2ガイドローラ82は、キルンシェル2の下方において、略鉛直方向に延びる回転軸Ax3周りに回転可能に設けられている。なお、第2ガイドローラ82は、キルンシェル2の回転軸Axに対して略垂直な回転軸Ax3周りに回転可能であれば、キルンシェル2の上方に設けられていてもよいし、キルンシェル2の側方に設けられていてもよい。
As shown in FIG. 2, the
第2ガイドローラ82は、キルンシェル2が炉前側(第1端部21側)に向かって軸Ax方向に移動したときに、キルンタイヤ3の端面32と接触する(図5参照)。第2ガイドローラ82は、キルンシェル2が軸Ax方向に移動してキルンタイヤ3の端面32と接触することによって、キルンシェル2の炉前側へのさらなる移動を抑制するストッパとして機能する。これにより、たとえば、キルンシェル2が炉前側へ移動して、メタルシールSのシール部材S1とシール部材S2との間に軸Ax方向に大きな力が加わって、メタルシールSが破損することを抑制することができる。
The
また、第2ガイドローラ82は、キルンタイヤ3の端面32と接触すると共に、キルンタイヤ3の軸Ax周りの回転に伴って、回転軸Ax3周りに回転する。したがって、第2ガイドローラ82はキルンタイヤ3と接触するとともに回転することによって、キルンシェル2の回転軸Ax周りの回転を阻害することなく、キルンシェル2の軸Ax方向への移動を規制する。なお、第2ガイドローラ82の構造は特に限定されないが、たとえば、スラストローラベアリングとすることができる。
Further, the
なお、第2ガイドローラ82とキルンタイヤ3の端面32との間の離間距離は特に限定されないが、ロータリーキルン1の運転に支障を生じる距離でキルンシェル2が軸Ax方向に移動する前にキルンタイヤ3が第2ガイドローラ82に接触するように離間距離が設定される。第2ガイドローラ82とキルンタイヤ3の端面32との間の離間距離は特に限定されないが、たとえば、2~20mmとすることができる。なお、第2ガイドローラ82をキルンタイヤ3の端面32に対して軸Ax方向に移動可能として、離間距離を調整できるようにしても構わない。この場合、ロータリーキルン1の初期状態と、長期間の運転後の状態とが変わっている場合など、ロータリーキルン1の運転時点での状態に合わせて、離間距離を再度設定することにより、第2ガイドローラ82と後述する回転検知部9によって、キルンシェル2の軸Ax方向の移動をより正確に判断することが可能になる。
The separation distance between the
なお、ガイドローラ8は、ロータリーキルン1に求められる性能等に応じて、第1ガイドローラ81および第2ガイドローラ82のうちの少なくとも一方を有していればよい。本実施形態では、キルンタイヤ3に対して軸Ax方向で両側に、第1ガイドローラ81および第2ガイドローラ82の両方が配置されている。この場合、キルンシェル2の軸Ax方向で両方向の移動を抑制することができる。
The
また、本実施形態の状態監視装置Aは、図1~図3に示されるように、ガイドローラ8の回転数を検知する回転検知部9を有している。回転検知部9によって検知されたガイドローラ8の回転数によって、キルンシェル2の軸Ax方向での位置の変動を検知可能である。なお、本明細書における「回転数」は、回転角、回転速度など、回転数(rpm)に換算可能な他の対応するパラメータを含む意味で用いている。
Further, as shown in FIGS. 1 to 3, the condition monitoring device A of the present embodiment has a
上述したように、本実施形態の状態監視装置Aは、回転検知部9によってガイドローラ8の回転数を検知することによって、キルンシェル2の軸Ax方向での位置の変動を検知することができる。たとえば、図2に示される初期状態からキルンシェル2が軸Ax方向で炉尻側(第2端部22側)に移動したときは、キルンシェル2はキルンタイヤ3とともに右側に移動する。キルンシェル2の移動量が、第1ガイドローラ81とキルンタイヤ3の端面31との間の離間距離よりも小さい場合は、キルンタイヤ3の端面31は第1ガイドローラ81に接触しない。したがって、第1ガイドローラ81は回転軸Ax2周りに回転せず、回転検知部9によって第1ガイドローラ81の回転は検知されず、ロータリーキルン1は問題がない状態であると判断することが可能となる。一方、キルンシェル2の移動量が所定量、すなわち第1ガイドローラ81とキルンタイヤ3の端面31との間の離間距離以上となると、キルンタイヤ3の端面31が、図4に示されるように、第1ガイドローラ81に接触する。キルンタイヤ3の端面31が第1ガイドローラ81に接触すると、第1ガイドローラ81が回転軸Ax2周りに回転する。この第1ガイドローラ81の回転軸Ax2周りの回転が、回転検知部9によって検知され、ロータリーキルン1が軸Ax方向に移動していることがわかり、ロータリーキルン1が異常状態であると判断される。
As described above, the condition monitoring device A of the present embodiment can detect the change in the position of the
同様に、キルンシェル2が軸Ax方向で炉前側(第1端部21側)に移動したときは、キルンシェル2はキルンタイヤ3とともに図2に示される初期状態から左側に移動する。キルンシェル2の移動量が、第2ガイドローラ82とキルンタイヤ3の端面32との間の離間距離よりも小さい場合は、キルンタイヤ3の端面32が第2ガイドローラ82に接触しない。したがって、第2ガイドローラ82は回転軸Ax3周りに回転せず、回転検知部9によって第2ガイドローラ82の回転が検知されず、第1ガイドローラ81の回転も検知されていない場合は、ロータリーキルン1は問題がない状態であると判断が可能となる。一方、キルンシェル2の移動量が所定量、すなわち第2ガイドローラ82とキルンタイヤ3の端面32との間の離間距離以上となると、キルンタイヤ3の端面32が、図5に示されるように、第2ガイドローラ82に接触する。キルンタイヤ3の端面32が第2ガイドローラ82に接触すると、第2ガイドローラ82が回転軸Ax3周りに回転する。この第2ガイドローラ82の回転軸Ax3周りの回転が、回転検知部9によって検知され、ロータリーキルン1が軸Ax方向に移動していることがわかり、ロータリーキルン1が異常状態であると判断される。
Similarly, when the
以上のように、本実施形態では、キルンタイヤ3に対して軸Ax方向にガイドローラ8(第1ガイドローラ81、第2ガイドローラ82)を配置して、その回転を回転検知部9によって検知することによって、簡単な構成で、キルンシェル2の軸Ax方向の位置の変動を検知することができる。これにより、状態監視装置Aは、ロータリーキルン1の状態を監視することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, the guide rollers 8 (
回転検知部9の種類や構造は、ガイドローラ8の回転を検知することができれば特に限定されない。本実施形態では、図2および図3に示されるように、回転検知部9は、ガイドローラ8の近傍に設けられた光電センサ(以下、光電センサ9と呼ぶ)であり、ガイドローラ8の端面に遮蔽部Bが設けられている。これにより、ガイドローラ8が回転すると、光電センサ9からの信号光Lが遮断されて、ガイドローラ8の回転数(rpm)が検知される。
The type and structure of the
具体的には、本実施形態では、図2および図3に示されるように、光電センサ9は、ガイドローラ8を回転可能に支持している基部BSから、光電センサ9を支持する支持部SPが延びており、光電センサ9は、ガイドローラ8の端面に対向する位置に配置される。光電センサ9は、本実施形態では、図2に示されるように、投光部91と受光部92とを有しており、ガイドローラ8の端面から、投光部91と受光部92との間の信号光Lを遮断できる位置および長さで遮蔽部Bが延びている。これにより、ガイドローラ8が回転したときに、図6(A)~図6(C)に示されるように、遮蔽部Bが信号光Lを遮り、ガイドローラ8の回転数の検知が可能となる。なお、光電センサ9は、本実施形態では透過型の光電センサを用いているが、ガイドローラ8の回転数の検知が可能であれば、回帰反射型や反射型の光電センサを用いても構わない。
Specifically, in the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the
なお、回転検知部9は、ガイドローラ8の回転数を検知できれば、光電センサ以外の手段を用いてもよい。また、本実施形態では、遮蔽部Bは、円柱状のピンとして示されているが、遮蔽部Bの形状や構造は特に限定されない。また、回転検知部9および遮蔽部Bは、ガイドローラ8の端面のうち、キルンシェル2の表面に対向する端面に設けられていてもよいし、反対側の端面に設けられていてもよい。
The
本実施形態では、状態監視装置Aは、図1および図7に示されるように、回転検知部9に接続された制御部Cを有している。回転検知部9によって検知された情報(回転数)は、制御部Cに送信される。制御部Cは、回転検知部9によって検知されたガイドローラ8の回転数に応じて、キルンシェル2の軸Ax方向の位置に関する状態を出力する。具体的には、制御部Cは、回転検知部9によって検知された回転数情報を受信する受信部C1と、受信部C1によって受信された回転数と所定の閾値とを比較して、キルンシェル2の軸Ax方向の位置が異常な位置にあるか否かを判定する判定部C2と、判定部C2の判断結果に応じて出力を行う出力部C3とを有している。これにより、判定部C2によってキルンシェル2の軸Ax方向の位置に関して異常と判定されると、出力部C3の出力によって、ロータリーキルン1の状態が監視できる。出力部C3による出力は、たとえば、所定の色のランプを点灯させるようにしてもよいし、音声出力であってもよいし、モニタに表示してもよいし、これらの組み合わせであってもよい。
In the present embodiment, the condition monitoring device A has a control unit C connected to the
なお、制御部Cは複数の閾値を用いて、キルンシェル2の状態を段階的に判断するように構成してもよい。たとえば、制御部Cは、ガイドローラ8の回転数が、第1の閾値より大きい場合に、第1の警報を発生させ、ガイドローラ8の回転数が、第1の閾値と第1の閾値より小さい第2の閾値との間となる場合に、第2の警報を発生させるように構成されていてもよい。この場合、たとえば、ガイドローラ8の回転数が第1の閾値を超えた場合に、キルンタイヤ3の端面(端面31または32)がガイドローラ8とほぼ接触し続けている状態であると判断し、ガイドローラ8の回転数が第1の閾値と第2の閾値との間にある場合には、ガイドローラ8がキルンタイヤ3の端面と常時接触しているのではなく、断続的に接触していると判断することができる。したがって、たとえば、キルンシェル2の軸Ax方向の位置が完全に異常とまでは判断されないが、キルンタイヤ3やガイドローラ8の変形など、状態監視装置Aの構成部品の調整などが必要であることを判断可能となる。
The control unit C may be configured to determine the state of the
より詳細に説明すると、たとえば、ロータリーキルン1の正常運転におけるキルンシェル2の回転数が3rpmであり、ガイドローラ8がキルンタイヤ3に常時接触しているときの、ガイドローラ8の回転数が24rpmであるとする。このような場合に、たとえば第1の閾値を20rpmとして、実際の運転状態において、回転検知部9が検知したガイドローラ8の回転数が20rpm以上である場合には、ほぼガイドローラ8がキルンタイヤ3に接触し続けているとして、キルンシェル2の軸Ax方向の位置が危険な位置にあるとして、たとえば、出力部C3から危険であることを示す赤いランプを点灯させ、作業者、管理者に確認を促す。また、たとえば第2の閾値を4rpmとして、回転検知部9が検知したガイドローラ8の回転数が4rpmを超え、20rpm未満である場合には、キルンシェル2が軸Ax方向にある程度移動しているか、キルンタイヤ3や他の部材の変形などが疑われるため、出力部C3から調整が必要であることを示す黄色のランプを点灯させ、作業者、管理者に所定のタイミングでの確認を促す。回転検知部9が検知したガイドローラ8の回転数が4rpm以下である場合には、問題がないとして、緑のランプを点灯させる。なお、回転検知部9が検知したガイドローラ8の回転数が20rpm以上である場合や、4rpmを超え、20rpm未満である場合であっても、キルンシェル2は軸Ax方向でガイドローラ8がストッパとなって、軸Ax方向の移動が規制され、なおかつ、ガイドローラ8が回転してキルンシェル2の回転を妨げないので、ロータリーキルン1の正常な運転は維持することができる。
More specifically, for example, the rotation speed of the
なお、第1の閾値や第2の閾値は、上述した回転数に限定されない。たとえば、第1の閾値は、ガイドローラ8がキルンタイヤ3に常時接触しているときの、ガイドローラ8の回転数の60~100%の間、好ましくは70~100%の間の回転数とすることができる。また、第2の閾値は、ガイドローラ8がキルンタイヤ3に常時接触しているときの、ガイドローラ8の回転数の10~30%の間、好ましくは10~20%の間の回転数とすることができる。
The first threshold value and the second threshold value are not limited to the above-mentioned rotation speed. For example, the first threshold value is a rotation speed between 60 to 100%, preferably 70 to 100%, of the rotation speed of the
また、本実施形態では、ロータリーキルン1は可燃性ガスを発生させるため、制御部Cは、図7に示されるように、非防爆環境(防爆環境Eの外部)に設置されている。そして、光電センサ9の投光部91は防爆環境Eに配置されているが、本実施形態では、光電センサ9の光源93は非防爆環境に設けられ、防爆環境Eに配置された光電センサ9の投光部91と光電センサ9の光源93とは、光ファイバーFによって接続されている。これにより、爆発などの事故を防ぐことができる。
Further, in the present embodiment, since the
また、本実施形態では、ガイドローラ8は、図1に示されるように、キルンシェル2の第1端部21に最も近いキルンタイヤ3に対して、軸Ax方向で両側に配置されている。本実施形態では、ロータリーキルン1は、固定されて設けられた固定投入部6を有しており、熱によってキルンシェル2が軸Ax方向に延びたとしても、第1端部21側は第2端部22側と比較してそれほど軸Ax方向での熱による変位の影響を受け難い。そのため、ガイドローラ8をキルンシェル2の第1端部21に最も近いキルンタイヤ3の箇所に設けることにより、熱によるキルンシェル2の延びの影響を受けずに、より正確な判定が可能となる。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
なお、本実施形態では、複数のキルンタイヤ3のうち、1カ所のみにガイドローラ8が設けられているが、複数のキルンタイヤ3の2カ所以上や全てのキルンタイヤ3の部位に、ガイドローラ8が設けられていてもよい。この場合、キルンシェル2の延びを考慮して、キルンタイヤ3の端面とガイドローラ8との間の離間距離を第2端部22に向かって徐々に大きくするなど、キルンタイヤ3の位置に応じて離間距離を変動させてもよい。
In the present embodiment, the
なお、上記実施形態では、キルンタイヤ3とガイドローラ8との接触を介して、キルンシェル2の軸Ax方向の移動を検知するように構成されているが、本発明の状態監視装置Aにおいては、キルンタイヤ3以外の、キルンシェル2に外嵌された環状部材とガイドローラ8とが接触するように構成されていてもよい。たとえば、キルンタイヤ3以外に、キルンシェル2の外周に、支持ローラ4に支持されない環状の部材を別途取り付けて、その環状の部材の端面にガイドローラ8を対向させて配置してもよい。また、この環状の部材は、駆動ギヤ5としてもよい。
In the above embodiment, the movement of the
1 ロータリーキルン
2 キルンシェル
21 第1端部
22 第2端部
3 キルンタイヤ(環状部材)
31 キルンタイヤの端面
32 キルンタイヤの端面
4 支持ローラ
5 駆動ギヤ
6 固定投入部
7 排出部
8 ガイドローラ
81 第1ガイドローラ
82 第2ガイドローラ
9 回転検知部(光電センサ)
91 投光部
92 受光部
93 光源
A 状態監視装置
Ax、Ax2、Ax3 回転軸
B 遮蔽部
BS 基部
C 制御部
C1 受信部
C2 判定部
C3 出力部
D 駆動部
D1 モータ
D2 減速機
D3 ピニオンギヤ
E 防爆環境
F 光ファイバー
H 加熱部
L 信号光
S メタルシール
S1、S2 シール部材
SP 支持部
1
31 End face of
91
Claims (9)
前記環状部材に対して前記キルンシェルの軸方向で少なくとも一方側に、前記環状部材の端面に対して前記軸方向で所定の距離で離間して配置され、前記キルンシェルの回転軸に対して略垂直な回転軸を有するガイドローラと、
前記ガイドローラの回転数を検知する回転検知部と
を有し、
前記ガイドローラは、前記キルンシェルが前記軸方向に移動して前記環状部材の端面が前記ガイドローラに接触したときに、前記キルンシェルの軸周りの回転に伴って回転するように構成され、
前記回転検知部によって検知された前記ガイドローラの回転数によって、前記キルンシェルの前記軸方向での位置の変動を検知可能である、
ロータリーキルンの状態監視装置。 A kiln shell rotatably supported around a predetermined axis of rotation, and a rotary kiln having an annular member attached to the outer periphery of the kiln shell so as to rotate with the kiln shell.
Arranged at least one side in the axial direction of the kiln shell with respect to the annular member, separated from the end face of the annular member by a predetermined distance in the axial direction, and substantially perpendicular to the rotation axis of the kiln shell. A guide roller with a rotating shaft and
It has a rotation detection unit that detects the rotation speed of the guide roller.
The guide roller is configured to rotate with rotation around the axis of the kiln shell when the kiln shell moves in the axial direction and the end face of the annular member comes into contact with the guide roller.
The change in the position of the kiln shell in the axial direction can be detected by the rotation speed of the guide roller detected by the rotation detection unit.
Condition monitoring device for rotary kiln.
前記制御部は、前記回転検知部によって検知された前記ガイドローラの回転数に応じて、前記キルンシェルの前記軸方向の位置に関する状態を出力する、請求項1~4のいずれか1項に記載のロータリーキルンの状態監視装置。 The condition monitoring device further has a control unit connected to the rotation detection unit.
The one according to any one of claims 1 to 4, wherein the control unit outputs a state regarding the axial position of the kiln shell according to the rotation speed of the guide roller detected by the rotation detection unit. Condition monitoring device for rotary kiln.
前記ガイドローラの回転数が、第1の閾値より大きい場合に、第1の警報を発生させ、
前記ガイドローラの回転数が、前記第1の閾値と前記第1の閾値より小さい第2の閾値との間となる場合に、第2の警報を発生させるように構成された、請求項5に記載のロータリーキルンの状態監視装置。 The control unit compares the rotation speed of the guide roller with a predetermined threshold value, and determines the rotation speed of the guide roller.
When the rotation speed of the guide roller is larger than the first threshold value, the first alarm is generated.
5. The fifth aspect of the present invention is configured to generate a second alarm when the rotation speed of the guide roller is between the first threshold value and a second threshold value smaller than the first threshold value. The described rotary threshold condition monitoring device.
前記ロータリーキルンは内部の処理物の処理によって可燃性ガスを生じ、
前記光電センサの光源は、非防爆環境に設けられ、
防爆環境に配置された前記光電センサの投光部と前記光電センサの光源とは、光ファイバーによって接続されている、請求項5または6に記載のロータリーキルンの状態監視装置。 The rotation detection unit is a photoelectric sensor provided in the vicinity of the guide roller, and a shielding portion for blocking signal light from the photoelectric sensor is provided on an end surface of the guide roller.
The rotary kiln produces flammable gas by processing the internal processed material,
The light source of the photoelectric sensor is provided in a non-explosion-proof environment.
The rotary kiln condition monitoring device according to claim 5 or 6, wherein the light projecting unit of the photoelectric sensor and the light source of the photoelectric sensor are connected by an optical fiber, which is arranged in an explosion-proof environment.
前記キルンシェルは、前記固定投入部と連通し、炉前側に位置する第1端部と、処理された処理物が排出され、炉尻側に位置する第2端部とを有し、
前記固定投入部と前記キルンシェルの第1端部とは、互いに摺動するとともに、前記固定投入部と前記キルンシェルとの間をシールするメタルシールによって連通している、請求項1~7のいずれか1項に記載のロータリーキルンの状態監視装置。 The rotary kiln has a fixed loading section to which the processed material is supplied and fixedly provided in a predetermined position.
The kiln shell has a first end portion that communicates with the fixed charging portion and is located on the front side of the furnace, and a second end portion on which the processed material is discharged and is located on the bottom side of the furnace.
Any of claims 1 to 7, wherein the fixed charging portion and the first end portion of the kiln shell slide with each other and communicate with each other by a metal seal that seals between the fixed charging portion and the kiln shell. The condition monitoring device for the rotary kiln according to item 1.
前記環状部材は、複数のキルンタイヤのうち、前記第1端部に最も近いキルンタイヤであり、
前記ガイドローラは、前記第1端部に最も近いキルンタイヤに対して、前記軸方向で両側に配置されている、
請求項8に記載のロータリーキルンの状態監視装置。 A plurality of kiln tires are provided on the outer periphery of the kiln shell at intervals in the axial direction.
The annular member is the kiln tire closest to the first end portion among the plurality of kiln tires.
The guide rollers are arranged on both sides in the axial direction with respect to the kiln tire closest to the first end portion.
The condition monitoring device for a rotary kiln according to claim 8.
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