KR101364474B1 - 미분기 일체형 스프링 조립체용 힘 모니터 - Google Patents

미분기 일체형 스프링 조립체용 힘 모니터 Download PDF

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    • B02C15/04—Mills with pressed pendularly-mounted rollers, e.g. spring pressed

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Abstract

미분기(60)는 저널 조립체(68)의 분쇄 롤러(72)를 분쇄 테이블(64)의 분쇄면(66) 상으로 압박하는 스프링 조립체(10)를 포함한다. 인가된 힘은 전자 신호를 생성하는 스프링 조립체(10) 내에 위치된 로드 셀(32)에 의해 모니터링된다. 제어기(83)는 전자 신호를 수신하고, 이를 저장하고 그리고/또는 표시하고, 대안적으로 인가된 힘을 원하는 값으로 조정하도록 작용한다. 대안적으로, 조정 가능한 힘 또는 기계적 완충은 제어기(83)에 의해 저널 조립체(68)에 인가될 수 있다. 대안적으로, 부가의 센서가 다른 계산을 위해 저널 조립체의 변위 및 분쇄 테이블의 회전을 측정할 수 있다.

Description

미분기 일체형 스프링 조립체용 힘 모니터{FORCE MONITOR FOR PULVERIZER INTEGRAL SPRING ASSEMBLY}
본 발명은 일반적으로 고체 연료 미분기(pulverizer)에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 고체 연료 미분기에 의해 경험된 힘의 측정에 관한 것이다.
석탄과 같은 고체 화석 연료는 고체 화석 연료를 특정 용례에 적합하게 하기 위해 종종 분쇄(grinding)된다. 분쇄는 당 기술 분야의 숙련자들에 의해 미분기라 칭하는 디바이스를 사용하여 성취될 수 있다. 분쇄에 적합한 일 유형의 미분기는 "보울 밀 미분기(bowl mill pulverizer)"라 칭하는 것이다. 이러한 유형의 미분기는 그 내부에서 발생하는 미분(pulverization)이 구성 면에서 보울과 유사성을 갖는 분쇄면 상에서 실행되는 사실에 의해 그 명칭을 얻는다. 일반적으로, 보울 밀 미분기는 분쇄 테이블이 회전을 위해 장착되는 본체부를 포함한다. 적합하게 지지된 저널 상에 장착된 분쇄 롤러는 이들 사이에 삽입된 재료의 분쇄를 실행하기 위해 분쇄 테이블과 상호 작용한다. 미분된 후에, 재료의 입자는 원심력에 의해 외향으로 투척되고, 이에 의해 입자는 따뜻한 스트림 내에 공급되어 입경 단위로 분리를 위해 다른 디바이스에 송풍된다.
분쇄 롤러는 스프링 조립체에 의해 분쇄되는 화석 연료에 대해 분쇄 테이블을 향해 압박된다. 이것이 인가하는 힘은 수동으로 조정될 수 있다. 힘이 클수록, 분쇄되는 화석 연료의 입경이 더 미세해진다.
인가되는 힘의 양에 관한 또는 이 힘이 원하는 힘으로부터 얼마나 다른지에 대한 피드백이 없다.
현재, 화석 연료를 분쇄하는데 사용되는 힘을 더 정확히 조정하기 위한 피드백에 대한 요구가 존재한다.
본 명세서에 개시된 양태에 따르면, 측정된 힘으로 분쇄 테이블을 향해 분쇄 롤러를 압박하기 위한 스프링 조립체가 제공된다. 스프링 조립체는 내부 영역을 형성하는 스프링 하우징을 갖는다. 예비 하중 스터드는 내부 영역 내로 적어도 부분적으로 연장하고 그에 대한 이동을 위해 스프링 하우징에 결합된다. 정지 플레이트는 예비 하중 스터드가 정지 플레이트를 통해 연장하는 상태로 내부 영역 내에 위치된다. 스프링 시트는 예비 하중 스터드에 부착되고, 그와 함께 이동 가능하다. 스프링 시트는 스프링 하우징의 단부에 인접하여 내부 영역 내에 적어도 부분적으로 위치된다. 스프링 시트는 스프링 하우징에 의해 형성된 개구를 통해 적어도 부분적으로 연장한다. 적어도 하나의 스프링이 스프링 시트와 정지 플레이트 사이에 삽입된다. 로드 셀은 스프링 예비 하중 및 스프링 하우징에 대한 스프링 시트의 이동에 기인하여 스프링에 의해 인가된 힘을 측정하기 위해 스프링 하우징의 내부 영역 내에 위치된다.
본 명세서에 개시된 다른 양태에 따르면, 고체 연료를 미분하기 위한 미분기는 그에 대한 회전을 위해 결합된 샤프트를 갖는 미분기 하우징을 포함한다. 분쇄 테이블은 샤프트 상에 장착되고, 저널 조립체가 미분기 하우징 상에 피벗식으로 장착된다. 분쇄 롤이 저널 조립체에 결합된다. 스프링 조립체는 또한 미분기 하우징 상에 장착되고, 내부 영역 내로 적어도 부분적으로 연장하고 그에 대한 이동을 위해 스프링 하우징에 결합된 예비 하중 스터드를 포함한다. 정지 플레이트는 예비 하중 스터드가 정지 플레이트를 통해 연장하는 상태로 내부 영역 내에 위치된다. 스프링 시트가 예비 하중 스터드에 부착되어 그와 함께 이동 가능하다. 스프링 시트는 스프링 하우징의 단부에 인접하여 내부 영역 내에 적어도 부분적으로 위치된다. 스프링 시트는 스프링 하우징에 의해 형성된 개구를 통해 적어도 부분적으로 연장한다. 적어도 하나의 스프링이 스프링 시트와 정지 플레이트 사이에 삽입된다. 로드 셀이 스프링 하우징에 대한 스프링 시트의 이동에 기인하여 스프링에 의해 인가된 힘을 측정하기 위해 스프링 하우징의 내부 영역 내에 위치된다. 로드 셀은 주어진 시간에 스프링 조립체에 의해 인가되는 힘을 지시하는 전자 신호를 생성한다.
이제 예시적인 실시예이고 유사한 요소를 유사한 도면 부호로 나타내는 도면을 참조한다.
도 1은 보울 밀 미분기의 스프링 조립체의 개략 단면도.
도 2는 도 1의 압력 스프링을 포함하는 미분기의 개략 부분 단면도.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 도면 부호 10으로 나타낸 스프링은 제 1 단부(12a) 및 일반적으로 대향하는 제 2 단부(12b)를 갖는 스프링 하우징(12)을 포함한다. 스프링 하우징(12)은 또한 내부 영역(13)을 규정한다. 스프링 조립체(10)는 지지 구조체(14)에 장착된다. 도시된 실시예에서, 스프링 하우징(12)은 실린더(12d)에 결합된 스프링 컵(12c)을 포함한다. 그러나, 스프링 조립체(10)의 구성은 하우징이 또한 본 발명의 넓은 양태로부터 벗어나지 않고 모노리식(monolithic) 구성을 가질 수도 있기 때문에 이 관계로 한정되는 것은 아니다. 스프링 시트(16)가 제 1 단부(12a)에 인접하여 스프링 하우징(12)의 내부 영역(13) 내에 이동 가능하게 위치된다. 정지 플레이트(18)가 또한 그 제 2 단부(12b)에 인접하여 스프링 하우징(12)의 내부 영역(13)에 위치된다. 제 1 스프링(22) 및 제 2 스프링(24)이 스프링 시트(16)와 정지 플레이트(18) 사이의 내부 영역(13) 내에 위치된다. 도시된 실시예에서, 제 1 및 제 2 스프링(22, 24)은 각각 코일 스프링이고 스프링 중 하나가 다른 스프링 내에 위치된다. 그러나, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니지만 접시 스프링 와셔(Belleville washer) 및 탄성 중합 재료와 같은 다른 코일 스프링 구성 또는 다른 유형의 스프링이 대체될 수 있기 때문에 이 관계로 한정되는 것은 아니다. 게다가, 제 1 및 제 2 스프링(22, 24)이 도시되고 설명되었지만, 본 발명은 단일 스프링, 또는 2개 초과의 스프링이 또한 이용될 수 있기 때문에 이 관계로 한정되는 것은 아니다. 예비 하중 스터드(26)가 스프링 시트(16)와 나사 결합되고 정지 플레이트(18)에 의해 형성된 구멍을 통해 연장된다. 초기 스프링력은 정지 플레이트(18)에 대한 압력 스프링 시트(16)의 위치를 변경함으로써, 예비 하중 스터드(26)에 대해 스터드 조정 너트(46)를 회전시키며, 따라서 예비 하중 스터드(26) 및 스프링 시트(16)를 정지 플레이트(18)를 향해 또는 이로부터 이격하여 구동함으로써 변경될 수 있다. 예비 하중 스터드(26)를 외향으로 구동함으로써 스프링(22, 24)을 정지 플레이트(18)에 대해 압축하고, 반면에 예비 하중 스터드를 내향으로 구동함으로써 스프링을 압축 해제한다.
도 1을 계속 참조하면, 스프링 하우징(12)의 내부 영역은 원통형 하우징 벽(27)에 의해 형성된다. 스프링 시트(16)는 마찬가지로 원통형이고, "FR"로 표시된 화살표의 방향을 따라 힘을 수용할 때 스프링 하우징(12)의 내부 영역(13) 내에 활주식으로 위치 가능하도록 치수 설정된다. 스프링 시트(16)는 피스톤 링(28)을 수용하기 위한 원주방향 홈을 또한 가질 수 있다. 피스톤 링(28)은 미분된 재료가 그를 통해 통과하는 가능성을 최소화하기 위해 스프링 하우징(12)과 활주식으로 결합 가능하다.
'o'-링(30) 또는 이에 한정되는 것은 아니지만 립 밀봉부와 같은 다른 유형의 밀봉부가 정지 플레이트(18)에 의해 형성된 구멍 내에 위치될 수 있고 예비 하중 스터드(26)와 적어도 부분적으로 활주식으로 결합 가능하여 미분된 재료가 정지 플레이트(18)와 예비 하중 스터드(26) 사이로 통과하는 가능성이 최소화된다.
스프링 조립체(10)는 스프링(22, 24)의 각각의 압축에 의한 스프링력을 검출하고, 제 1 및 제 2 힘의 크기를 지시하는 신호를 생성하도록 위치된 로드 셀(load cell)(32)을 포함한다. 로드 셀(32)은 예를 들어 인가된 압축력에 응답하여 전기 신호를 생성하는 압전 전기 셀을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자들에게 공지된 다른 유형의 로드 셀이 대체될 수 있기 때문에 이 관계로 한정되는 것은 아니다. 도시된 실시예에서, 로드 셀(32)은 스프링(22)과 정지 플레이트(18) 사이에 위치되지만, 본 발명은 이 관계로 한정되는 것은 아니고, 다른 실시예에서 로드 셀은 스프링 조립체(10) 내의 다른 위치에 위치될 수 있고, 여기서 초기 힘, 총 힘 및 동적 스프링력은 스프링으로부터 로드 셀 내로 전달된다.
일 실시예에서, 로드 셀(32)은 "도넛"형 센서, 즉 편평한 전방면 및 후방면(32a, 32b)[각각, 스프링 시트(16)를 향해 그리고 그로부터 이격하여 배치됨] 및 예비 하중 스터드(26)가 그를 통해 통과하는 것을 허용하도록 구성된 로드 셀 중앙 구멍을 갖는 원통형 본체를 갖는 것이다. 하중 센서 중앙 구멍은 또한 로드 셀(32)과 예비 하중 스터드(26) 사이의 밀봉을 위한 'o'-링 또는 마모 슬리브(미도시)의 설치를 수용하도록 치수 설정될 수 있다.
도시된 실시예에서, 로드 셀(32)의 외주는 스프링 하우징(12)과 활주식으로 결합 가능한 피스톤 링 또는 'o'-링(34)을 수용하기 위한 홈(도면 부호 없음)을 형성한다. 로드 셀(32)의 전방면 및 후방면은 예를 들어 경화강, 탄소강, 탄소강 합금 등과 같은 내마모성 재료로부터 제조될 수 있다.
로드 셀(32)은 후방면(32b) 상에 출력 리드(36)를 포함한다. 출력 리드(36)는 로드 셀에 전력을 공급하기 위한 전력 케이블을 포함한다. 출력 리드(36)는 정지 플레이트(18) 내의 구멍을 통해 통과하여 출력 리드(36)가 제어기(83)에 접속될 수 있게 된다. 이는 예를 들어 적합하게 프로그램된 범용 컴퓨터, 프로그램 가능 논리 제어기 등과 같은 신호 처리 장비일 수 있다. 제어기(83)는 제 1 및 제 2 스프링(22, 24) 각각 상의 힘을 모니터링한다. 출력 리드(36)는 신호 처리 장비 및/또는 로드 셀(32)로의 접속 및 그로부터의 제거를 용이하게 하기 위한 신속 접속 피팅을 구비할 수 있다. 일 실시예에서, 출력 리드(36)는 고속 미분된 공기/석탄 스트림에 의해 발생된 부식 및 그리스에 의한 고장에 저항하는 가요성 온도 저항성 차폐된 리드이다.
스프링 하우징(12)은 볼트(42)를 통해 지지 구조체(14)에 부착된다. 지지 구조체(14)는 구멍(14a)을 형성한다. 스프링 하우징(12)은 구멍(14a)과 대략 동축인 구멍(12e)을 또한 형성한다. 지지 부싱(44)은 지지 구조체(14)에 부착되고 그를 통해 연장하는 나사산 형성된 보어(45)를 형성한다. 지지 볼트(38)는 지지 부싱(44)에 의해 형성된 나사산에 나사 결합하는 나사산 형성된 외부면(49)을 형성한다.
예비 하중 스터드(26)는 스프링 시트(16)로부터 정지 플레이트(18) 및 지지 볼트(38)에 의해 형성된 중앙 보어(51)를 통해 연장되고, 스프링 하우징(12)으로부터 연장하는 나사산 형성부(26a)를 포함한다. 스터드 조정 너트(46)는 나사산 형성부(26a)에 나사 결합한다. 지지 볼트(38)는 또한 그를 통해 연장하는 중앙 보어(51)를 형성한다. 부싱(40)은 또한 중앙 보어(51) 내에 위치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 스터드 조정 너트(46)는 예비 하중 스터드(26) 상에 고정되어 스프링 시트(16)가 최전방 위치에 있을 때[즉, 제 1 및 제 2 스프링(22, 24)이 각각 이들의 초기 압축도에서 정지 플레이트(18)로부터 가장 멀리 있음], 스프링 시트(16)는 스프링 하우징(12) 내의 내부 숄더(12f)로부터 오프셋(A)에서 위치한다.
제 1 및 제 2 스프링(22, 24) 각각의 초기 압축도는 스프링 조립체(10)가 사용 준비가 될 때 스프링 시트(16) 및 정지 플레이트(18) 상에 제 1 및 제 2 스프링(22, 24)에 의해 인가된 압축력을 결정한다. 초기 스프링력은 정지 플레이트(18)에 대한 압력 스프링 시트(16)의 위치를 변경함으로써, 예비 하중 스터드(26)에 대해 스터드 조정 너트(46)를 회전시킴으로써, 예비 하중 스터드(26) 및 스프링 시트(16)를 정지 플레이트(18)를 향해 또는 그로부터 구동함으로써 변경될 수 있다. 예비 하중 스터드(26)를 외향으로 구동함으로써 정지 플레이트(18)에 대해 스프링(22, 24)을 압축하고, 반면에 예비 하중 스터드를 내향으로 구동함으로써 스프링을 압축 해제한다. 선택적 잼 너트(47)는 지지 볼트(38) 내의 예비 하중 스터드의 초기 위치가 설정된 후에 예비 하중 스터드(26) 상의 적소에 스터드 조정 너트(46)를 유지하는 것을 돕는다. 초기 스프링력은 이어서 로드 셀이 통신하는 제어기에 정보를 송신하는 로드 셀(32)에 전달된다. 정보는 초기 스프링력의 크기를 지시한다.
도시된 실시예에서, 스프링 조립체(10)는 지지 볼트(38)와 정지 플레이트(18) 사이에 위치된 스러스트 베어링(50) 및 선택적 지지 볼트 시트(52)를 포함할 수 있고, 그리고/또는 스터드 조정 너트(46)와 지지 볼트(38) 사이에 위치된 스러스트 베어링(54)이 존재할 수 있다. 스러스트 베어링(50) 및 스러스트 베어링(54)은 지지 볼트(38)가 렌치를 사용하여 용이하게 회전 가능한 것을 보조한다. 일단 지지 볼트(38)가 원하는 위치에 설정되면, 로드 셀(32) 및 정지 플레이트(18)의 위치는 스프링 조립체(10)의 작동 중에 정지 유지된다.
스프링 하우징(12)은 제 1 단부(12a)에 위치된 구멍(12e)을 갖고, 스프링 시트(16)는 구멍을 통해 부분적으로 돌출되도록 구성된다. 그러나, 스프링 시트(16)는 구멍(12e)을 통해 스프링 하우징(12)을 나올 수 없다. 일 실시예에서, 예를 들어 스프링 시트(16)는 구멍(12e)을 통해 스프링 하우징(12)을 나올 수 없다. 일 실시예에서, 예를 들어 스프링 시트(16)는 스프링 시트(16)가 구멍(12e)을 통해 통과하는 것을 방지하기 위해 스프링 하우징(12) 내부의 내부 숄더(12f)에 활주식으로 결합하도록 구성된 플랜지(16a)를 포함한다.
스프링 하우징(12)에 대해, 즉 볼트 부싱(44)에 대해 지지 볼트(38)를 회전시킴으로써 스프링 하우징(12) 내에서 스프링 시트(16)를 전진 또는 후퇴시킬 것이다. 스프링 하우징(12) 내로 스프링 시트(16)를 전진시킴으로써 예비 하중 스터드(26) 및 스프링 시트(16)가 스프링 하우징(12)의 제 1 단부(12a)를 향해 전방으로 이동하게 할 수 있고, 스프링 시트(16)가 구멍(12e)으로부터 멀리 돌출되게 할 수 있다. 초기 압축은 플랜지(16a)와 내부 숄더(12f) 사이의 오프셋(A)이 제거되고 스프링 시트 및 예비 하중 스터드(26)가 스프링 하우징(12) 내에서 더 이상 전진할 수 없지 않으면 지지 볼트(38)가 전진함에 따라 일정하게 유지된다. 역으로, 스프링 하우징(12)으로부터 지지 볼트(38)를 후퇴시킴으로써 정지 플레이트(18)를 스프링 하우징 내에서 후방으로 이동할 수 있게 하여, 스프링 시트(16)가 스프링 하우징 내로 후퇴되고 덜 돌출되게 하여, 오프셋(A)을 증가시킨다. 초기 압축은 정지 플레이트(18)가 지지 부싱(44)에 결합할 때까지 지지 볼트(38)가 후퇴함에 따라 일정하게 유지된다.
예시적인 실시예에서, 도 2의 미분기(60)는 분쇄 테이블(64)이 재료가 미분되게 하기 위한 분쇄면(66)을 제공하도록 위치되는 미분기 하우징(62)을 포함하는 보울 밀형 미분기이다. 일 실시예에서, 분쇄 테이블(64)은 미분기 하우징(62) 내에서의 회전을 위해 적합하게 구동되는 것이 가능하게 하기 위해 적합한 기어박스 구동 기구(미도시)에 작동적으로 연결되는 샤프트(미도시) 상에 장착된다. 저널 조립체(68)는 미분기 하우징(62)에 고정되는 피벗 샤프트(70) 상에 피벗식으로 장착된다. 용이한 도시를 위해, 단지 하나의 저널 조립체(68) 및 관련 스프링 조립체(10)만이 도시되고 설명되었지만, 본 발명은 이 관계로 한정되는 것은 아니고, 다른 실시예에서 미분기(60)는 분쇄면(66) 둘레에 균등하게 분포될 수 있는 2개, 3개 또는 더 많은 저널 조립체 및 관련 압력 스프링 조립체를 포함할 수 있다.
저널 조립체(68)는 그 상부에 회전 가능하게 장착된 분쇄 롤(72)을 지지하고, 분쇄 롤과 분쇄면(66) 사이에 간극(G1)을 규정하기 위해 분쇄 롤을 위치시킨다. 간극(G1)은 저널 조립체(68)가 피벗 샤프트(70) 상에서 피벗할 때 변경된다. 저널 조립체(68)는 저널 정지 플랜지(74)를 포함하고, 분쇄면(66)을 향한 저널 조립체의 피벗 운동을 제한하여 간극(G1)에 대한 최소 크기를 설정하기 위한 미분기 하우징(62) 내의 정지 볼트(76)가 존재한다. 당 기술 분야에 공지된 바와 같이, 간극(G1)에 대한 최소 크기를 선택하는 것은 미분기(60) 내에 생성된 미분된 재료의 입경 분포를 결정하는데 기여한다.
저널 조립체(68)는 또한 저널 헤드(78)를 포함하고, 저널 조립체 및 스프링 조립체(10)는 미분기 하우징(62) 상에 장착되어 저널 조립체가 분쇄면(66)으로부터 이격하여 피벗할 때, 예를 들어 분쇄면과 분쇄 롤(72) 사이의 과립 재료의 도입에 응답하여 저널 헤드가 스프링 시트(16)에 결합할 수 있게 된다. 선택적으로, 저널 조립체(68) 및 스프링 조립체(10)는 저널 헤드(78)와 스프링 시트(16) 사이에 간극(G2)이 존재하도록 구성될 수 있다. 간극(G2)은 저널 조립체가 전방으로 완전히 피벗할 때, 즉 간극(G1)이 최소일 때 최대이다. 최대 간극(G2)은 전술된 바와 같이 지지 볼트(38)를 전진시키거나 후퇴시킴으로써 조정될 수 있다. 저널 조립체(68)가 간극(G2)을 폐쇄하도록 충분히 피벗할 때, 저널 헤드(78)는 스프링 시트(16)에 결합하고 스프링 조립체(10)는 저널 헤드 상에 스프링력을 부여한다. 저널 조립체(68)는 이어서 분쇄 롤(72)을 경유하여 미분될 과립 재료 상에 스프링력을 전달한다. 저널 조립체(68)가 분쇄면(66)으로부터 이격하여 피벗하게 하는 과립 재료가 더 많을수록, 스프링(22, 24)이 더 압축되고 저널 헤드(78) 상에 부여되는 스프링력이 더 커진다.
미분기(60) 사용의 일 실시예에서, 미분될 재료는 연소 프로세스에서 연료로서 사용을 위한 석탄 분말을 제공하기 위한 석탄이다. 석탄 과립은 석탄 과립이 분쇄면(66)과 분쇄 롤(72) 사이에서 분쇄되도록 회전되는 분쇄 테이블(64) 상에 전달된다. 석탄의 더 큰 과립은 분쇄 롤(72)이 분쇄면(66)으로부터 이격하여 피벗하고 따라서 스프링 시트(16)에 결합하게 한다. 석탄 과립이 이어서 즉시 분쇄되지 않으면, 저널 조립체(68)는 이어서 더 피벗할 수 있어 스프링 시트(16)가 스프링(22, 24)을 압축하게 한다. 로드 셀(32)은 스프링(22, 24) 상의 하중을 지시하는 신호를 생성한다. 신호는 출력 리드(36)를 경유하여 방출된다. 저널 조립체(68) 이동 및 스프링력 변화에 기여하는 기계적 및 작동적 팩터의 몇몇은 분쇄 롤(72) 및 분쇄면(66) 상의 마모의 깊이 및 위치, 분쇄 롤의 둥글기(원형도), 분쇄 롤과 분쇄면 사이에 설정된 초기 간극의 정확도(롤/링 설정 절차), 손상 또는 피로에 의해 발생된 저널 스프링(22, 24)의 약화, 분쇄 테이블(64) 상의 재료의 깊이 및 과립 크기, 및/또는 미분되는 원재료 내에 포함된 찌꺼기(debris)의 크기 및 특성이다.
미분기(60)가 작동 상태에 있을 때, 이것이 저널 조립체(68)에 접촉함에 따라 스프링 조립체(10)에 의해 스프링(22, 24) 내에 생성된 총 힘은 초기 스프링력과 동적 스프링력의 합이다. 동적 스프링력은 저널 조립체(68)가 분쇄 테이블(64)로부터 상향으로 피벗하여 초기 압축도를 넘는 추가의 양으로 스프링(22, 24)을 압축할 때 생성된 힘이다. 동적 스프링력은 저널 조립체(68) 상에 그리고 미분될 재료 상에 재차 전달된다. 동적 스프링력의 값은 초기 스프링력의 약 50% 내지 약 70%일 수 있고, 동적 스프링력은 미분기(60)의 부하에 따라 변경한다. 예로서, 1 인치의 초기 압축 스프링에 대한 25,000 파운드/인치 스프링 상수(K 팩터)를 갖는 저널 스프링(22, 24)에 대해, 저널 조립체(68)의 피벗 이동으로부터 발생하는 스프링의 미래의 1/2 인치 압축은 37,500 파운드의 총 스프링력에 대해 12,500 파운드의 추가의 힘을 갖는 동적 스프링 압축을 생성할 것이다. 일 실시예에서, 미분기(60) 내의 모든 스프링 조립체(10)의 초기 스프링력은 기어박스 부품의 굽힘 및 고장을 최소화하기 위해 서로 약 1000 파운드 이내로 유지된다. 정확한 스프링 압축은 또한 미분된 재료의 원하는 입경을 얻기 위해 도움이 된다. 예를 들어, 원하는 크기의 석탄은 효율적인 보일러 작동, 보일러 연소 및 배기 제어에 기여하도록 선택할 수 있다.
로드 셀(32)로부터의 신호는 사용자에 의한 관찰 및 분석을 위해 제어룸에 선택적으로 위치될 수 있는 제어기(83)(예를 들어, 적합한 데이터 모니터 및 기록 장비, 프로그램 가능 논리 제어기 및/또는 적합하게 프로그램된 범용 컴퓨터)로 출력 리드(36)를 경유하여 전달된다. 신호 처리 장치는 스프링 압축이 설정될 때 각각의 스프링 조립체(10)에 인가되는 초기 스프링 압축력(또는 "초기 스프링력")을 표시하고 기록하도록 구성될 수 있다. 게다가, 출력 리드(36)로부터의 신호는 미분기(60)의 작동 중에 저널 조립체(68)에 접촉함에 따라 스프링 조립체(10)에 의해 생성된 총 동적 스프링력을 사용자가 측정하고, 기록하고, 표시하는 것을 가능하게 한다.
로드 셀(32)이 없는 미분기에서, 스프링 조립체(10) 내에서 작동 중에 생성되는 각각의 초기 스프링력, 동적 스프링력 및 총 스프링력이 서로 원하는 범위 내에서 유지된다. 스프링(22, 24)의 조건에 대해 알려진 유일한 정보는 미분기가 서비스되기 전에 각각의 스프링 조립체(10) 상에 설정되는 초기 스프링력(초기 스프링 압축)이다. 초기 스프링력이 설정되는 정확도는 작업자의 스킬 및 사용된 스프링 압축 설정 장비의 조건에 의존한다. 이들이 저널 조립체에 접촉함에 따라 스프링 조립체에 의해 생성된 동적 스프링력은 미분기의 진동 및 지지 볼트(38)에 대한 예비 하중 스터드(26)의 이동을 관찰함으로써 시각적으로 추정될 수 있는 것을 제외하고는 알려지지 않는다. 이러한 관찰에 기초하여, 스프링 시스템 상의 총 힘 및 미분기 내의 조건의 대략적인 평가가 이루어진다. 이는 투박하고 주관적이며 종종 부정확한 방법이고, 이러한 방법을 사용하는 것으로부터 유용한 결과를 얻는 능력은 평가를 행하는 개인의 경험에 매우 의존한다. 결과는 미분기, 그 분쇄 부품 또는 그 기어박스 부품의 작동 문제 또는 고장이 문제를 생성하는 책임이 있는 조건이 주목되고 수리되거나 보정되기 전에 발생할 수 있다.
각각의 스프링 조립체(10) 내로의 로드 셀(32)의 설치는 미분기(60)의 작동 중에 각각의 스프링 조립체(10)에 의해 생성된 총 스프링력이 모니터링되고 기록될 수 있게 할 수 있다. 이 데이터는 작동 중에 미분기(60) 기계 부품 및 성능이 갖는 문제점의 실시간 검출, 분석 및 보정을 허용할 수 있다. 예를 들어, 로드 셀(32)은 약한 또는 파괴된 스프링(22 및/또는 24), 부정확하게 설정된 초기 압축력, 부정확하게 설정된 간극(G1), 비진원화 또는 파괴된 분쇄 롤(72), 심하게 마모된 또는 파괴된 분쇄 테이블(64) 및/또는 분쇄면(66)과 분쇄 롤(72) 사이에 포획되어 있는 큰 과립의 존재와 같은 스프링 조립체(10) 및/또는 미분기(60) 내의 다양한 조건을 검출하는데 사용될 수 있다.
로드 셀(32)로부터 얻어진 데이터는 기어박스 부품 상에 작용하는 불균형한 힘을 감소시키기 위해 각각의 저널 조립체(68) 및 스프링 조립체(10)간의 초기 스프링 압축력의 조정 및 설정을 평형화하는데 요구되는 작업을 간단화할 수 있다. 이는 이어서 기어박스 부품의 내용연수(service life)를 연장시킬 것이다. 게다가, 데이터는 미분되는 재료 내의 원하는 미세도(입경 분포)를 성취하기 위해 미분기(60)의 조정의 정확도를 간단화하고 향상시키는데 사용될 수 있다. 석탄의 원하는 입경을 얻음으로써 적절한 연소 및 배기 제어를 용이하게 한다. 시설 안전이 또한 로드 셀(32)로부터의 신호의 실시간 검출 및 분석을 제공함으로써 향상될 수 있고, 이는 미분기(60) 내의 다수의 유형의 기계적 및 작동 문제점을 지시할 수 있다.
스프링 조립체(10)는 종래의 스프링 조립체를 제거하고 본 명세서에 설명된 바와 같은 스프링 조립체(10)를 제공함으로써 미분기(60)의 원래 제조 중에 또는 종래의 미분기를 위한 개장(retrofit) 프로세스에서 설치될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 스프링 조립체(10)는 제어기(83)에 의해 제어된 조정 가능한 액추에이터일 수 있다. 이는 제어기(83)의 제어 하에서 스프링력을 내향 또는 외향 증가시키거나 감소시키는 스크류 스터드 조정 너트(46)일 수 있는 모터를 포함할 수 있다. 제어기(83)는 로드 셀(32)로부터 신호를 감지하고, 스프링 조립체(10)에 의해 공급될 원하는 양의 힘을 계산하고, 이어서 스프링 조립체(10)가 원하는 양의 힘을 조정 가능하게 인가하게 할 수 있다.
또 다른 대안적인 실시예에서, 스프링 조립체(10)는 제어기(83)의 제어 하에서 작동하는 유압 또는 공압 액추에이터로 대체될 수 있다.
다른 실시예에서, 통상의 충격 흡수기와 같은 기계적 완충 디바이스(81)가 미분기 하우징(62)과 저널 조립체(68) 사이에 부착되어 미분기 하우징(62)에 대한 저널 조립체(68)의 운동을 완충할 수 있다. 이 완충 디바이스(81)는 또한 제어기(83)에 의해 제어되는 가변 완충력을 나타낼 수 있다.
용어 "제 1", "제 2" 등은 본 명세서에서 임의의 순서, 양 또는 중요도를 나타내는 것이 아니라, 오히려 하나의 요소를 다른 요소로부터 구별하는데 사용된다. 단수 표현의 용어는 본 명세서에서 양의 제한을 나타내는 것이 아니라, 오히려 적어도 하나의 언급된 항목의 존재를 나타낸다.
본 발명이 다양한 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 다양한 변경이 이루어질 수 있고 등가물이 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 그 요소를 치환할 수 있다는 것이 당 기술 분야의 숙련자들에 의해 이해될 수 있을 것이다. 게다가, 다수의 수정이 그 본질적인 범주로부터 벗어나지 않고 본 발명의 교시에 특정 상황 또는 재료를 적응시키도록 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명을 수행하기 위해 고려되는 최선의 모드로서 개시된 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범주 내에 있는 모든 실시예를 포함할 수 있는 것으로 의도된다.
10: 스프링 조립체 12: 스프링 하우징
13: 내부 영역 14: 지지 구조체
16: 스프링 시트 18: 정지 플레이트
22: 제 1 스프링 24: 제 2 스프링
26: 예비 하중 스터드 28: 피스톤 링
32: 로드 셀 36: 출력 리드
38: 지지 볼트 42: 볼트
44: 지지 부싱 46: 스터드 조정 너트
50, 54: 스러스트 베어링 52: 지지 볼트 시트
60: 미분기 64: 분쇄 테이블
66: 분쇄면 68: 저널 조립체
70: 피벗 샤프트 72: 분쇄 롤
74: 저널 정지 플랜지 83: 제어기

Claims (19)

  1. 고체 연료를 미분하기 위한 미분기로서,
    내부에 회전을 위해 결합된 샤프트를 갖는 미분기 하우징;
    상기 샤프트 상에 회전 가능하게 장착된 분쇄 테이블;
    상기 미분기 하우징 상에 피벗식으로 장착된 저널 조립체;
    상기 저널 조립체에 결합된 분쇄 롤러;
    상기 미분기 하우징 상에 장착된 스프링 조립체로서, 상기 스프링 조립체는 스프링 및 정지 플레이트를 갖고, 적어도 하나의 스프링이 상기 분쇄 롤러를 상기 분쇄 테이블을 향해 압박하는, 상기 스프링 조립체; 및
    상기 스프링 조립체에 의해 인가된 스프링력을 측정하고 측정된 스프링력에 대응하는 전자 신호를 생성하도록 적용된 상기 스프링 조립체의 상기 정지 플레이트와 상기 스프링 사이의 로드 셀을 포함하는 미분기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 로드 셀로부터 전자 신호를 수신하여 처리하는 제어기를 추가로 포함하는 미분기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 로드 셀로부터 전자 신호를 수신하여 저장하는 제어기를 추가로 포함하는 미분기.
  4. 제 1 항에 있어서, 제어기를 추가로 포함하고, 상기 제어기는 측정된 스프링력을 지시하는 상기 로드 셀로부터의 전자 신호를 수신하고, 상기 제어기에 의해 지시된 스프링력을 제공하기 위해 상기 스프링 조립체에 의해 인가된 스프링력을 조정하는 미분기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 분쇄 롤러에 사전 결정된 양의 기계적 완충을 인가하기 위한 완충 디바이스를 추가로 포함하는 미분기.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 분쇄 롤러에 상기 제어기에 의해 지시된 소정량의 기계적 완충을 인가하기 위해 상기 제어기에 응답하는 완충 디바이스를 추가로 포함하는 미분기.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 스프링 조립체는:
    제 1 단부 및 제 2 단부를 갖고, 내부 영역을 형성하는 스프링 하우징;
    상기 내부 영역 내로 적어도 부분적으로 연장하고, 그에 관련된 이동을 위해 상기 스프링 하우징에 결합된 예비 하중 스터드로서, 상기 예비 하중 스터드는 정지 플레이트를 통해 연장되는, 상기 예비 하중 스터드;
    상기 예비 하중 스터드에 부착되어 그와 함께 이동 가능하고, 상기 스프링 하우징의 단부에 인접하여 상기 내부 영역 내에 적어도 부분적으로 위치되는 스프링 시트로서, 상기 스프링 시트는 상기 스프링 하우징에 의해 형성된 개구를 통해 부분적으로 연장하는, 상기 스프링 시트를 추가로 포함하고,
    상기 스프링은 상기 스프링 시트와 상기 정지 플레이트 사이에 삽입된 적어도 하나의 스프링인 미분기.
  10. 스프링 조립체로서,
    제 1 단부 및 제 2 단부를 갖고, 내부 영역을 형성하는 스프링 하우징;
    상기 내부 영역 내로 적어도 부분적으로 연장하고, 그에 관련된 이동을 위해 상기 스프링 하우징에 결합된 예비 하중 스터드;
    상기 내부 영역 내에 위치되는 정지 플레이트로서, 상기 예비 하중 스터드가 상기 정지 플레이트를 통해 연장하는, 상기 정지 플레이트;
    상기 예비 하중 스터드에 부착되어 그와 함께 이동 가능하고, 상기 스프링 하우징의 단부에 인접하여 상기 내부 영역 내에 적어도 부분적으로 위치되는 스프링 시트로서, 상기 스프링 시트는 상기 스프링 하우징에 의해 형성된 개구를 통해 부분적으로 연장하는, 상기 스프링 시트;
    상기 스프링 시트와 상기 정지 플레이트 사이에 삽입된 적어도 하나의 스프링; 및
    상기 스프링 하우징에 대한 상기 스프링 시트의 이동에 기인하여 상기 스프링에 의해 인가된 스프링력을 측정하도록 적용된 상기 정지 플레이트와 상기 스프링 사이의 상기 스프링 하우징의 내부 영역 내에 위치되는 로드 셀을 포함하는 스프링 조립체.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 스프링 하우징에 나사 결합되고 그에 관련하여 이동 가능한 지지 볼트를 포함하고, 상기 지지 볼트의 이동은 상기 정지 플레이트의 이동 및 그에 따른 적어도 하나의 스프링의 압축을 발생시키는 스프링 조립체.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 예비 하중 스터드는 상기 지지 볼트를 통해 연장하고, 상기 스프링 조립체는 상기 스프링 시트에 대향하여 상기 예비 하중 스터드의 단부와 나사 결합된 스터드 조정 너트를 추가로 포함하고, 상기 스터드 조정 너트는 상기 스터드 조정 너트의 회전이 상기 스프링 시트가 상기 스프링 하우징으로부터 돌출하는 양을 설정하고 적어도 하나의 스프링의 압축을 증가시키거나 감소시키도록 상기 지지 볼트와 협동 가능한 스프링 조립체.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 로드 셀은 상기 적어도 하나의 스프링에 의해 인가된 하중을 지시하는 데이터를 생성하도록 구성되고, 상기 데이터는 상기 로드 셀과 통신하는 제어기에 의해 수신 가능한 스프링 조립체.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 스프링 하우징에 나사 결합되고 그에 관련하여 이동 가능한 지지 볼트를 추가로 포함하고, 상기 지지 볼트의 이동은 상기 정지 플레이트의 이동 및 그에 따른 적어도 하나의 스프링의 압축을 발생시키는 스프링 조립체.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 예비 하중 스터드는 상기 지지 볼트를 통해 연장하고, 상기 스프링 조립체는 상기 스프링 시트에 대향하여 상기 예비 하중 스터드의 단부와 나사 결합된 스터드 조정 너트를 추가로 포함하고, 상기 스터드 조정 너트는 상기 스터드 조정 너트의 회전이 상기 스프링 시트가 상기 스프링 하우징으로부터 돌출하는 양을 설정하고 적어도 하나의 스프링의 압축을 증가시키거나 감소시키도록 상기 지지 볼트와 협동 가능한 스프링 조립체.
  16. 제 9 항에 있어서, 상기 로드 셀은 상기 적어도 하나의 스프링에 의해 인가된 하중을 지시하는 데이터를 생성하도록 구성되고, 상기 데이터는 상기 로드 셀과 통신하는 제어기에 의해 수신 가능한 스프링 조립체.
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