KR20110086121A - 미립자 재료를 그라인딩하기 위한 롤러 압연기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시멘트 원료, 시멘트 클링커 및 이와 유사한 재료와 같은 미립자 재료를 그라인딩하기 위한 롤러 압연기(1)에 관한 것이다. 롤러 압연기는 적어도 롤러로부터 시발되어 롤러 샤프트(6)의 종방향으로 작용하는 축방향 힘을 적어도 부분적으로 흡수하기 위한 가압 장치(8)를 포함한다. 상기 가압 장치(8)는 제1 부분(9)과 제2 부분(10), 및 가압된 점성 매체 도입 수단(12)을 포함하고, 제1 및 제2 부분(9, 10)은 대향하는 압력 표면들(9a, 10a)을 포함하며, 양 압력 표면들은 그들 사이에 격실(11)을 형성하고, 제1 부분 상의 압력 표면(9a)은 롤러 샤프트의 종방향으로 작용하는 축방향 힘에 대향된 방향으로 배향되도록 제공되고, 상기 수단(12)은 대향된 압력 표면들 사이의 격실 내로 가압된 점성 매체를 도입한다. 본 발명에서, 롤러 베어링 상에 가해지는 축방향 힘을 완화시키기 위해 상용으로 입수가능한 베어링에 의해 구성될 수 있는 효율적이고 조정가능한 가압 장치를 얻는다.

Description

미립자 재료를 그라인딩하기 위한 롤러 압연기{ROLLER MILL FOR GRINDING PARTICULATE MATERIAL}

본 발명은 시멘트 원료, 시멘트 클링커(clinker) 및 유사한 재료와 같은 미립자 재료를 그라인딩하기 위한 롤러 압연기(roller mill)에 관한 것이며, 상기 롤러 압연기는 실질적으로 수평인 그라인딩 테이블과, 이와 함께 상호작용하도록 작동하는 적어도 하나의 롤러를 포함하고, 상기 롤러는 롤러 베어링에 의해 그의 중심선을 중심으로 회전하고 롤러 샤프트와 연결되도록 구성된다.

전술한 종류의 롤러 압연기는 일반적으로 알려져 있다. 이러한 종류의 롤러 압연기의 작동과 관련하여, 롤러 베어링은, 예를 들어, 구면 롤링 베어링(spherical rolling bearing)으로서 롤러 베어링을 형성함으로써 정상적으로 흡수되는 외향으로 배향된 축방향 힘을 받는다. 그러나, 일부 압연기 구조에 있어서 축방향 힘은 통상의 형태의 롤링 베어링을 사용하지 못할 만큼 매우 클 수 있다. 이러한 문제점은 특히 대형 롤러 압연기에서 발생되며, 특히, 롤러 또는 롤러들이 수직의 중심 축을 중심으로 회전하는 롤러 압연기에서 발생되는데, 이는, 원심력이 축방향 힘에 꽤 실질적으로 기여할 것이라는 것을 의미하기 때문이며, 이러한 롤러 압연기에서의 축방향 힘은, 이러한 수직의 중심 축을 중심으로 한 롤러 또는 롤러들의 회전이 존재하지 않는 롤러 압연기에서 발생하는 것보다 10배를 초과하여 더 클 수 있다.

본 발명의 목적은 전술한 불이익이 제거되거나 현저하게 감소되는 롤러 압연기를 제공하는 것이다.

이는, 도입부에서 언급된 종류의 롤러 압연기로서, 적어도 롤러로부터 시발되어 롤러 샤프트의 종방향으로 작용하는 축방향 힘을 적어도 부분적으로 흡수하기 위한 가압 장치(force device)를 포함하고, 상기 가압 장치는, 롤러 샤프트의 종방향에 대하여 고정된 기계 구성요소 상에 장착된 제1 부분과, 롤러의 중심선을 중심으로 회전하는 기계 구성요소 상에 장착되어 그와 함께 회전하는 제2 부분과, 가압된 점성 매체(pressurized viscous medium) 도입 수단을 포함하고, 제1 및 제2 부분은 대향하는 압력 표면들을 포함하고, 양 압력 표면들은 롤러 샤프트의 종방향에 실질적으로 직각으로 연장되고, 그들 사이에 격실을 형성하며, 상기 격실에서 제1 부분 상의 압력 표면은 롤러 샤프트의 종방향으로 작용하는 축방향 힘에 대향된 방향으로 배향되도록 제공되고, 제2 부분 상의 압력 표면은 롤러 샤프트의 종방향으로 작용하는 축방향 힘과 동일한 방향으로 배향되도록 제공되고, 상기 수단은 대향된 압력 표면들 사이의 격실 내로 가압된 점성 매체를 도입하는 것을 특징으로 하는 롤러 압연기에 의해 달성된다.

이에 따라, 상용으로 입수가능한 베어링에 의해 구성될 수 있는, 롤러 베어링 상에 가해진 축방향 힘을 완화(relieve)시키는 효율적이고 조정가능한 가압 장치가 얻어진다. 그 이유는, 격실 내로 오일과 같은 점성 매체를 도입함으로써, 롤러 베어링이 축방향으로 완전히 또는 부분적으로 완화되도록 관련된 축방향 힘과 압력 표면 영역에 적합할 수 있는 압력을 이러한 격실 내에 생성하기 때문이다.

가압 장치는 원칙적으로 모든 적합한 방법으로 구성될 수 있다. 따라서, 단순한 일 실시예에서 가압 장치의 압력 표면은, 예를 들어, 오일이 중심으로 도입되고 주연 간극(peripheral gap)에서 배출되는 2개의 평면 디스크 형상 표면들로 구성될 수 있다. 그러나, 가압 장치는, 2개의 압력 표면들이 격실 내의 오일 압력에 영향을 미치지 않고 서로에 대해 이동할 수 있도록 실린더 내의 피스톤으로서 형성되는 것이 바람직하다. 원칙적으로 가압 장치의 2개의 부분들이 각각 피스톤과 실린더를 구성하는 것은 2차적인 중요성을 갖는다.

가압 장치의 제1 부분은 원칙적으로 롤러 샤프트의 종방향으로 정지된 모든 기계 구성요소 상에 장착될 수 있다. 그러나, 롤러 샤프트가 고정되고 롤러가 롤러 샤프트를 중심으로 회전하는 롤러 압연기의 실시예에서, 제1 부분은 롤러 샤프트 상에 장착되는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 가압 장치의 제2 부분은 원칙적으로 롤러와 함께 롤러의 중심선을 중심으로 회전하는 모든 기계 구성요소 상에 장착될 수 있다. 그러나, 제2 부분은 롤러 상에 장착되는 것이 바람직하다.

가압 장치의 바람직한 실시예에서, 제1 부분은, 롤러 샤프트로부터 축방향으로 돌출된 샤프트 저널로서 그의 말단부에 내향으로 배향된 압력 표면을 갖는 피스톤 섹션을 포함하는 샤프트 저널을 포함하고, 제2 부분은, 외향으로 배향된 압력 표면을 갖는 내부 커버 부분을 포함하고, 상기 커버 부분은 제1 부분의 샤프트 저널의 관통을 위한 중심 구멍과, 제1 부분의 피스톤 섹션을 둘러싸는 외향으로 배향된 실린더 섹션을 갖도록 형성된다. 이러한 실시예에서, 간극은 피스톤 섹션의 주연 에지와 실린더 섹션의 내부 벽 사이에 존재할 것이며, 간극의 크기는 롤러 베어링 상의 축방향 힘을 완화하기 위해 2개의 압력 표면들 사이의 격실 내에 생성될 수 있는 압력에 대한 공동 결정 요소(co-determinant)일 것이다.

제1 부분의 샤프트 저널 상의 피스톤 섹션은 샤프트 저널과 일체형으로 형성될 수 있고, 이로써 롤러 샤프트와 일체형으로 형성될 수 있으며, 또는, 롤러 샤프트 상에 장착된 일 부분일 수 있다. 또한, 피스톤 섹션은, 예를 들어, 수축(shrinkage)을 통해 그리고/또는 잠금 링에 의해 샤프트 저널에 견고하게 부착되는 링 형상의 디스크의 형태를 취할 수 있다.

제2 부분의 커버 부분 내의 중심 구멍은 구멍을 통과하는 오일의 양을 제한하거나 막기 위해 다수의 오일 실링 링을 구비할 수 있다. 다르게는, 중심 구멍과 구멍을 관통하는 샤프트 저널 사이에 간극이 형성되어, 더 적은 양의 오일이 롤러 베어링에서 적합한 오일 섬프(oil sump) 내로 통과하게 한다.

오일은 모든 적합한 방법으로 2개의 대향하는 압력 표면들 사이의 격실 내로 도입될 수 있다. 따라서 오일은 제1 부분의 압력 표면 내의 하나 또는 몇몇의 관통 개방부(through-going opening)를 통해 격실 내로 도입될 수 있다. 그러나, 오일은 롤러 샤프트와 샤프트 저널 내에 제공되고 격실 내에서 종결되는 적어도 하나의 덕트를 통해 격실에 공급되는 것이 바람직하다.

단순한 실시예에서, 2개의 압력 표면들 사이의 격실로부터 배출된 오일은 격실 아래에 위치된 용기 내에 수집된다. 그러나, 제1 부분의 피스톤 섹션과 제2 부분의 실린더 섹션 사이의 간극을 통해 격실로부터 배출된 오일은 제1 부분의 피스톤 섹션의 외측부과 제2 부분의 실린더 섹션의 말단부에 부착된 뚜껑부에 의해 경계가 이루어진 챔버 내에 수집되는 것이 바람직하다. 후자의 실시예에서, 수집된 오일은 롤러 샤프트와 샤프트 저널 내에 제공된 덕트를 통해 챔버로부터 반송될 수 있다. 반송된 오일은 가능한 리사이클링(recycling)을 위해 오일 탱크로 직접 유도되거나 또는 롤러 샤프트 내의 다수의 덕트를 통해 유도될 수 있으며, 윤활을 위해 롤러 베어링에 유도되고 이로부터 롤러 샤프트 내의 추가 덕트를 통해 오일 탱크로 전방으로 유도될 수 있다.

본 발명은 이제 도면을 참조하여 더 상세히 설명될 것이며, 도면은 본 발명에 따른 롤러 압연기의 일 실시예의 단면도를 도식적으로 나타낸다.

도면은 수평 그라인딩 테이블(3) 및 그와 함께 상호작용하도록 작동하는 롤러(4)를 포함하는 본 발명에 따른 롤러 압연기(1)의 일 실시예를 도시한다. 롤러(4)는 도시된 실시예에서 방사상 롤링 베어링(7a)과 구면 롤링 베어링(7b)으로 구성된 롤러 베어링(7)에 의해 롤러 샤프트(6)를 중심으로 회전한다. 롤러 베어링 자체(7)는 본 발명의 부분이 아니며, 예를 들어, 슬라이드 베어링을 포함하는 것처럼 상이하게 구성될 수 있다.

롤러 베어링이 상용으로 입수가능한 베어링에 의해 구성될 수 있게 하는, 롤러 베어링(7) 상의 축방향 힘을 완화하기 위한 효율적이고 조정가능한 가압 장치를 얻기 위해, 본 발명에 따른 롤러 압연기는, 롤러 샤프트(6) 상에 장착된 제1 부분(9)과, 롤러(4) 상에 장착되어 후자와 함께 회전하는 제2 부분(10)을 포함하는 가압 장치(8)를 포함한다. 제1 부분(9)과 제2 부분(10)은 대향하는 압력 표면들(9a, 10a)을 포함하며, 양 압력 표면은 롤러 샤프트(6)의 종방향에 실질적으로 직각으로 연장된다. 2개의 압력 표면들(9a 및 10a)은 그들 사이에 격실(11)을 형성하며, 격실 내에서 제1 부분(9) 상의 압력 표면(9a)이 말단부에 제공되고 롤러(4)를 향해 내향으로 대면하며, 제2 부분(10) 상의 압력 표면(10a)은 맨 안쪽 위치에 제공되고 롤러(4)로부터 이격되게 외향으로 대면한다. 또한, 롤러 압연기는 가압된 오일을 대향하는 압력 표면들(9a, 10a) 사이의 격실(11)로 도입하기 위한 수단(12)을 포함한다. 오일을 격실(11) 내로 도입함으로써 이러한 격실(11) 내에, 롤러 베어링(7)이 완전히 또는 부분적으로 완화되도록 관련된 축방향 힘과 압력 표면 영역에 적합한 압력을 생성하는 것이 가능할 것이다.

도시된 가압 장치(8)의 바람직한 실시예에서, 제1 부분(9)은 롤러 샤프트(6)로부터 축방향으로 돌출하는 샤프트 저널(14)과, 내향으로 대면하는 압력 표면(9a)을 갖는 피스톤 섹션(15)을 포함하며, 제2 부분(10)은 외향으로 대면하는 압력 표면(10a)과 샤프트 저널(14)의 관통을 위한 중심 구멍(17)을 갖는 내부 커버 부분(16)과, 피스톤 섹션(15)을 둘러싸는 외향으로 배향된 실린더 섹션(18)을 포함한다. 피스톤 섹션(15)의 주연 에지와 실린더 섹션(18)의 내부 벽 사이에 간극(19)이 존재한다. 간극(19)은 롤러 베어링 상의 축방향 힘을 완화하기 위해 격실(11) 내에 생성될 수 있는 압력의 공동 결정 요소이다.

도면에 도시된 바와 같이, 피스톤 섹션(15)은 잠금 링(20)에 의해 샤프트 저널(14)에 견고하게 부착된 링 형상의 디스크로 구성된다.

커버 부분(16) 내의 중심 구멍(17)은 도시된 실시예에서 구멍(17)을 통과하는 오일의 양을 감소시키기 위해 한 쌍의 오일 실링 링(21)을 구비한다.

도시된 바와 같이, 오일은 롤러 샤프트(6)와 샤프트 저널(14) 내에 제공된 덕트(12)를 통해 격실(11) 내로 도입되고 격실(11) 내에서 종결된다.

도시된 실시예에서, 오일은 피스톤 섹션(15)과 실린더 섹션(18) 사이의 간극(19)을 통해 격실(11)로부터 배출되며, 이는 피스톤 섹션(15)의 외부측 및 제2 부분의 실린더 섹션(18)의 말단부에 고정된 뚜껑부(23)에 의해 경계가 이루어진 챔버(22) 내에 수집된다. 여기로부터 수집된 오일은 롤러 샤프트(6) 내의 덕트(24)와 다수의 덕트(25)를 통해 롤러 베어링의 윤활을 위해 롤러 베어링(7)으로 유도되며, 그 후, 가능한 리사이클링을 위해 롤러 샤프트(6) 내의 추가 덕트(26)를 통해 도시되지 않은 오일 탱크로 유도된다.

Claims (11)

1. 시멘트 원료, 시멘트 클링커 및 이와 유사한 재료와 같은 미립자 재료를 그라인딩하기 위한 롤러 압연기(1)로서, 상기 롤러 압연기는 실질적으로 수평인 그라인딩 테이블(3)과, 이와 함께 상호작용하도록 작동하는 적어도 하나의 롤러(4)를 포함하고, 상기 롤러는 롤러 베어링(7)에 의해 롤러의 중심선을 중심으로 회전하도록 구성되고 롤러 샤프트(6)와 연결되는, 롤러 압연기에 있어서,
   상기 롤러 압연기는 적어도 롤러로부터 시발되어 롤러 샤프트(6)의 종방향으로 작용하는 축방향 힘을 적어도 부분적으로 흡수하기 위한 가압 장치(8)를 포함하고,
   상기 가압 장치(8)는, 제1 부분(9)과, 제2 부분(10)과, 가압된 점성 매체 도입 수단(12)을 포함하고,
   상기 제1 부분(9)은 롤러 샤프트(6)의 종방향에 대하여 고정된 기계 구성요소 상에 장착되고,
   상기 제2 부분(10)은 롤러의 중심선을 중심으로 회전하는 기계 구성요소 상에 장착되어 그와 함께 회전하고,
   제1 및 제2 부분(9, 10)은 대향하는 압력 표면들(9a, 10a)을 포함하고, 상기 압력 표면들은 모두 롤러 샤프트(6)의 종방향에 실질적으로 직각으로 연장되고, 그들 사이에 격실(11)을 형성하며,
   상기 격실에서 제1 부분(9) 상의 압력 표면(9a)은 롤러 샤프트(6)의 종방향으로 작용하는 축방향 힘에 대향된 방향으로 배향되도록 제공되고, 제2 부분(10) 상의 압력 표면(10a)은 롤러 샤프트(6)의 종방향으로 작용하는 축방향 힘과 동일한 방향으로 배향되도록 제공되고,
   상기 수단(12)은 대향된 압력 표면들(9a, 10a) 사이의 격실(11) 내로 가압된 점성 매체를 도입하는 것을 특징으로 하는
   롤러 압연기.
2. 제1항에 있어서,
   가압 장치(8)는 실린더(18) 내의 피스톤(15)으로서 형성되는 것을 특징으로 하는
   롤러 압연기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   가압 장치(8)의 제1 부분(9)은 롤러 샤프트(6) 상에 장착되고, 제2 부분(10)은 롤러(4) 상에 장착되는 것을 특징으로 하는
   롤러 압연기.
4. 제1항, 제2항, 또는 제3항에 있어서,
   가압 장치(8)의 제1 부분(9)은 롤러 샤프트(6)로부터 축방향으로 돌출되는 샤프트 저널(14)을 포함하고, 샤프트 저널은 자유 말단부에 내향으로 배향되는 압력 표면(9a)을 갖는 피스톤 섹션(15)을 포함하고,
   가압 장치(8)의 제2 부분(10)은 외향으로 배향된 압력 표면(10a)을 갖는 내부 커버 부분(16)을 포함하고,
   상기 커버 부분(16)은, 제1 부분의 샤프트 저널(14)의 관통을 위한 중심 구멍(17)과, 제1 부분의 피스톤 섹션(15)을 둘러싸는 외향으로 배향된 실린더 섹션(18)을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는
   롤러 압연기.
5. 제4항에 있어서,
   피스톤 섹션(15)의 주연 에지와 실린더 섹션(18)의 내부 벽 사이에 간극(19)이 제공되는 것을 특징으로 하는
   롤러 압연기.
6. 제4항에 있어서,
   피스톤 섹션(15)은 수축을 통해 그리고/또는 잠금 링(20)에 의해 샤프트 저널(14)에 견고하게 부착되는 링 형상 디스크에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는
   롤러 압연기.
7. 제4항에 있어서,
   제2 부분(10)의 커버 부분(16) 내의 중심 구멍(17)은 다수의 오일 실링 링(21)을 구비하는 것을 특징으로 하는
   롤러 압연기.
8. 제4항에 있어서,
   점성 매체는 적어도 하나의 덕트(12)를 통해 격실(11)에 공급되고,
   상기 덕트는 롤러 샤프트(6)와 샤프트 저널(14) 내에 제공되고 격실(11)에서 종결되는 것을 특징으로 하는
   롤러 압연기.
9. 제5항에 있어서,
   제1 부분의 피스톤 섹션(15)과 제2 부분의 실린더 섹션(18) 사이의 간극(19)을 통해 격실(11)로부터 배출된 점성 매체는 챔버(22) 내에 수집되고,
   상기 챔버는 제1 부분의 피스톤 섹션(15)의 외측부와, 제2 부분의 실린더 섹션(18)의 말단부에 부착된 뚜껑부(23)에 의해 경계를 이루는 것을 특징으로 하는
   롤러 압연기.
10. 제9항에 있어서,
    상기 수집된 오일은 롤러 샤프트(6)와 샤프트 저널(14) 내에 제공된 덕트(24)를 통해 챔버(22)로부터 반송되는 것을 특징으로 하는
    롤러 압연기.
11. 제10항에 있어서,
    롤러 샤프트(6) 내의 다수의 덕트(25)를 통해 반송된 오일은 롤러 베어링의 윤활을 위해 롤러 베어링(7)에 유도되고, 이로부터 롤러(6) 내의 추가 덕트(26)를 통해 전방으로 유도되는 것을 특징으로 하는
    롤러 압연기.

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