JPH0753246B2 - 竪型粉砕機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、回転テーブルと粉砕ローラとの協働により石
灰石やスラグ、セメント原料などの原料を粉砕する竪型
粉砕機に関するものである。

［従来の技術］ 石灰石やスラグ、セメント原料などの原料を細かく粉砕
し粉体とする粉砕機の一種として、第４図に示すよう
に、回転テーブルと粉砕ローラとを備えた竪型粉砕機１
が広く用いられている。この種の粉砕機は、円筒状ケー
シング15の下部においてモータ2Aにより減速機２で駆動
されて低速回転する円盤状の回転テーブル3Aと、その上
面外周部を円周方向へ等分する箇所に油圧などで圧接さ
れて従動回転する複数個の粉砕ローラ４とを備えてい
る。

粉砕ローラ４はケーシング15に軸６によって揺動自在に
軸支されたアーム５とアーム７を介して油圧シリンダ９
のピストンロッド10に連結されており、油圧シリンダ９
を作動させることにより、粉砕ローラ４を回転テーブル
3A上に押圧して原料への粉砕圧力を与えている。3Bは回
転テーブル3Aの外周縁に設けられ原料層圧を調整するダ
ムリング、14は回転テーブル3A周囲のガス吹上用環状空
間通路、13は羽根13Aにより粉砕された原料を分級する
回転セパレータ、16はガスと共に製品を取出す排出口、
17は原料投入シュートである。

このような竪型粉砕機において、回転テーブルの中央部
へ原料投入シュート17で供給された原料は、回転テーブ
ル3Aの回転によりテーブル半径方向の遠心力を受けて回
転テーブル3A上を滑るときに回転テーブル3Aにより回転
方向の力を受け、回転テーブル3Aとの間で滑って回転テ
ーブル3Aの回転数よりいくらか遅い回転を行なう。以上
２つの力、すなわち、半径方向と回転方向の力とが合成
され、原料は回転テーブル3A上を渦巻状の軌跡を描いて
回転テーブル3Aの外周部へ移動する。この外周部には、
ローラが圧接されて回転しているので、渦巻線を描いた
原料は粉砕ローラ４と回転テーブル3Aとの間へローラ軸
方向とある角度をなす方向から進入して噛み込まれて粉
砕する。

一方、ケーシング15の基部にはダクトによって空気、あ
るいは熱風などのガスが導かれており、このガスが回転
テーブル3Aの外周面とケーシングの内周面との間の環状
空間部14から吹き上がることにより、粉砕された微粉体
はガスに同伴されてケーシング15内を上昇し、上部に位
置するセパレータ13の羽根13Aにより分級作用を受け、
所定粒度の製品はガスと共に排出口16から排出され次の
工程へ送られる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上述したような回転テーブル3Aと粉砕ローラ
４の協働による原料の粉砕機構をもつ竪型粉砕機におい
て、回転テーブル3A上において特に、滑りやすい流動的
な挙動を有する原料を粉砕する場合において粉砕ローラ
への原料の噛み込みが断続的になったりして不良とな
り、粉砕効率が著しく低下することがあった。すなわ
ち、特に、粉砕原料が水分の少ない、例えばタンカル
（石灰石）やスラグなどである場合には、原料粒子の回
転テーブル上での挙動が流動的で滑り易いものであり、
粒子と粒子がバラバラ状になりやすく、このために、回
転テーブル中央部に原料シュートから供給されて粉砕ロ
ーラに到った時、所定の油圧で回転テーブル上に押圧さ
れて粉砕力を付与されている粉砕ローラによって掻き分
けられて粉砕ローラに噛み込まない割合が多い状態とな
ったり、また、粉砕ローラの噛込側にせき止められたよ
うな状態となって、ここに貯められた原料がある時に一
度に粉砕ローラへ噛み込まれる状態になったりして、原
料が安定して連続して粉砕ローラへ噛み込まれないとい
う状況を呈していた。またさらに、粉砕ローラで１度粉
砕された原料はさらに次の粉砕ローラへ噛み込まれて粉
砕され漸次製品となっていくのであるが、粉砕ローラを
出た原料は粉砕ローラと回転テーブルとの間の隙間が圧
縮されて狭い隙間とされた粉砕部から飛び出て浮き上る
ような状態となってその粒子がバラバラ状となり、安定
した層の状態となって次に位置する粉砕ローラの噛込部
に到らず、噛み込み不良となる傾向を呈し、このような
原因で粉砕効率が著しく低下していた。

そこで、粉砕ローラと粉砕ローラとの間の回転テーブル
外周部上面に補助ローラを設けて、粉砕ローラへ噛み込
まれる原料層を圧縮して脱気された圧密層にして粉砕を
行なうと上記の噛み込み不良やそれに伴なう粉砕効率低
下を防止することができるほか、粉砕機に発生する振動
値（振幅）を低下させることができる。しかし、この場
合も粉砕機に供給される原料性状や含有水分が不変で一
定値であるときは問題ないが、原料性状や含有水分が変
化して粉砕ローラ表面と原料層間の動摩擦係数μが変化
したり、原料層厚が変化するとそれまでの安定状態が破
壊されて突然大きな振動の発生が生じ、極端な場合には
運転不能に陥いるが、これに対する有効な対応策がなか
った。

［課題を解決するための手段］ 以上の課題を解決するため、本発明の竪型粉砕機におい
ては、回転テーブルの外周部上面に複数個の回転自在な
粉砕ローラを配置し、回転テーブル中央部に供給した原
料を粉砕ローラに所定の粉砕圧力を与えて回転テーブル
上面と粉砕ローラ周面との間で粉砕する竪型粉砕機にお
いて、前記粉砕ローラと粉砕ローラとの間の回転テーブ
ル外周部上面に粉砕ローラへの噛み込み原料の層を周面
で圧縮する回転自在な補助ローラを備え、かつ、この補
助ローラ駆動用の可変速電動機を備えた構成とした。

［作用］ 原料投入シュートから回転テーブル中央部上面に供給さ
れた原料は回転テーブル上で渦巻状の軌跡を描いて回転
テーブル外周側へ移動し補助ローラの噛込側に至り、補
助ローラと回転テーブルとの間に流入すると、補助ロー
ラは回転しつつその周面で所要の押圧力でその原料粒子
同士を圧縮し、圧縮された各原料粒子は密な状態とされ
て、いわゆる、圧密層とされる。この圧密層は回転テー
ブルの回転により粉砕ローラの噛込側に至り、粉砕ロー
ラが粉砕力として高い押圧力を付与されていても、より
高い確率で噛み込まれ、連続した粉砕が行なわれる。ま
た、粉砕ローラで粉砕されて細かくなって粉砕ローラの
反噛込側から出されるバラバラ状のいわゆる、粗密層と
して流動する原料粒子はこの補助ローラで同様な圧密作
用を受けて次に位置する粉砕ローラへ高い確率で噛み込
まれて効率良く粉砕される。補助ローラの回転テーブル
上面方向への押圧力は粉砕には寄与しないで原料粒子同
士を圧縮して粒子間が密な層、いわゆる、圧密層（以
下、このような層を形成する作用を圧密ということがあ
る。）が形成される程度の力とされ、粉砕ローラの押圧
力よりも格段に小さい力とされる。

上記補助ローラを粉砕ローラの原料噛込側に近づけて配
すると、回転テーブル外周部に導かれてくる原料投入シ
ュートからの新原料が粉砕ローラの原料噛込側に流入し
にくくなって補助ローラの原料噛込側へ流入する割合が
多くなるので補助ローラで圧縮されて原料粒子同士が密
にされた圧密層が前記新原料によって乱されにくくな
り、粉砕ローラへの噛み込みがより確実に行なわれる。
勿論、前の粉砕ローラで粉砕された原料と新原料とが一
緒になってこの補助ローラで圧密される。

原料性状が変化したり、水分含有率が変化して振動値が
増加して運転に支障を来たしたときには、補助ローラの
駆動用可変速電動機に通電し、強制的に補助ローラを駆
動し、振動の低下する回転数を選択して保持する。振動
値が低下して運転状態が安定すると補助ローラの強制駆
動を止めて元の状態に復帰する。

［実施例］ 次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第３図は本発明の実施例を説明するものであ
る。

第１図において、第１図（Ａ）は回転テーブル上の粉砕
ローラと補助ローラとの配置状態を示す平面図、第１図
（Ｂ）は第１図（Ａ）の正面展開図、第２図は竪型粉砕
機の全体を示す斜視図、第３図は補助ローラ取付部の側
面図である。なお、図中、第４図と同一部分には同一符
号を付し、その説明は省略する。

第１図〜第２図に示すように、粉砕ローラ４は回転テー
ブル3Aの外周部上面に回転テーブル3Aの中心に対して対
称な位置に２個配置されており、この粉砕ローラ４と粉
砕ローラ４とが位置する間の回転テーブル3Aの外周部上
面には、おのおのの粉砕ローラ４の原料噛込側4Aに近づ
けた位置に粉砕ローラ４よりも小径の補助ローラ20が配
置されている。この補助ローラ20は第３図にも示すよう
にケーシング15に軸23によって回転自在に軸支された略
コ字状のアーム21の先端に固定されたローラ軸25に回転
自在に軸支されて取付けられている。アーム21の背面に
は補助ローラ20の駆動用の可変速電動機20Aがとりつけ
られている。アーム21の下端には油圧シリンダ22のピス
トンロッド22aが軸承されて連結され、油圧シリンダ22
のロッドエンド室22bに一定圧の油圧を作用させておく
ことにより原料の層の圧縮力を付与する。油圧シリンダ
22の反ピストンロッド側の端部はケーシング15に回転自
在に軸承されている。なお、この圧縮力は油圧シリンダ
22のロッドエンド室22bに連結される油圧ラインに付設
された図示していない圧力調整弁によって油圧を調整す
ることにより行なわれる。また、この油圧ラインにはア
キュムレータが接続され、油圧シリンダ22のロッドエン
ド室内22bは一定圧に保たれている。油圧シリンダ22の
ピストンロッド22aを伸縮することによりアーム21が軸2
3を回転中心として回転され、補助ローラ20が上下動す
る。アーム21の下部には補助ローラ20と回転テーブル3A
上面との間の隙間を調整，設定する隙間調整器24が設け
られており、隙間調整器24はケーシング15に固持され、
螺子孔を突設された基台24bと、この基台24bの該螺子孔
に螺合されて支持される螺子軸24aからなり、螺子軸24a
の先端をアーム21の側端部に当接させることにより、補
助ローラ20と回転テーブル3A上面との隙間を設定できる
ように構成されている。

なお、原料の層の圧縮力として補助ローラ20の自重で良
い場合には、油圧シリンダ22をフリーにしておく。

次に、このような構成の第１実施例の作動を説明する。

原料投入シュート17から回転テーブル3Aの中央部上面に
供給された原料は回転テーブル3Aの遠心力を受けて回転
テーブル3A上で渦巻状の軌跡を描いて回転テーブル外周
側へ移動し、第１図（Ｂ）に示すように、この内の大部
分の原料と、すでに粉砕ローラ４によって粉砕され微粉
体にされた原料とが一緒になって粗密状の層40として補
助ローラ20と回転テーブル3A上面との間の隙間に流入
し、補助ローラ20は原料層によってやや持ち上げられる
ようにして回転しつつその周面と回転テーブル3A上面と
の間でこの粗密層40を圧縮して圧密層30にする。この圧
密層30は回転テーブル3Aの回転により粉砕ローラ４の噛
込側4Aに到り、ここでは原料粒子がバラバラ状ではな
く、密な状態とされた圧密層にされているので粉砕ロー
ラ４が高い粉砕力としての押圧力を付与され、かつ、所
定の製品粒度を得るために回転テーブル3Aの上面との間
を狭い隙間とされていても粉砕ローラ４への噛み込みが
より確実になり、粉砕ローラ４によってかき分けられて
粉砕ローラ４に噛み込まず、その側部を通過して流動す
る原料の割合（量）が減少させられる。このため粉砕効
率が向上する。なお、第１図（Ａ）において、Ｆは原料
粒子の移動軌跡、Ｃはローラと回転テーブル3Aとの間の
噛込部（粉砕部）を示し、原料粒子の移動軌跡は図中、
右半分のみ示している。

この時、補助ローラ20には、原料の粒子同士を圧縮して
粒子同士の層の密度を高める、いわゆる圧密する効果を
付与し、原料の粉砕には寄与しない程度の低圧力が油圧
シリンダ22の油圧を調整することにより与えられる。そ
して、この補助ローラ20の押付力は補助ローラ20と回転
テーブル3Aとの隙間に原料が投入されて噛み込んだ状態
にある時に螺子軸24aで規制された補助ローラ20の高さ
よりもやや補助ローラ20が持ち上げられる程度の力とさ
れる。この補助ローラ20の押付力は粉砕ローラ４の粉砕
力としての押付力よりも格段に小さい力で良く、その自
重で足りる場合には油圧を与える必要はない。この補助
ローラの押付力は原料粒子の大きさや付着水分の度合に
より変わり、例えば原料粒子径が小さい場合には押付力
は小さくても良い。

運転中、原料性状や含有水分，粒度構成が変化するなど
して粉砕ローラと原料層との動摩擦係数μが変化し、そ
のためそれまでの安定した運転状態がくずれて急に振動
値が大きくなった場合には、それまで通電していなかっ
た補助ローラの可変速電動機20Aを通電して補助ローラ
を強制回転させ、かつ、適正な回転数を選定すると振動
値が低下する。こうして安定状態に戻ってからしばらく
して電動機20Aを停止する。

粉砕ローラ４に噛み込まれて粉砕され小さくなった原料
は、粉砕ローラ４と回転テーブル3Aとの間の狭い隙間で
圧縮力を受けた状態で回転テーブル3Aと粉砕ローラ４の
回転力を受けるので、粉砕ローラ４の原料排出側4Bから
勢いよく出され粒子が飛び上がるようになって粒子同士
がバラバラな状態となっており、かつ、原料投入シュー
ト17から供給された新原料と混合されて粗密層40となっ
ているが、この粗密層40は次に位置する補助ローラ20に
より、前期と同様な圧密作用を受けてさらにその回転テ
ーブル3Aの回転方向側に位置する粉砕ローラ４により確
実に噛み込まれて粉砕され、製品粒度に近くなってい
く。そして、補助ローラ20から出た圧密層30は、補助ロ
ーラ20が粉砕ローラ４の噛込側4Aに近づけられて位置さ
れているため、原料投入シュート17から回転テーブル3A
上に供給される新原料の加入が少なくなるので圧密され
た状態が乱されにくく圧密層30が安定し、粉砕ローラ４
へより確実に噛み込まれることとなる。なお、この実施
例では補助ローラ20の径は粉砕ローラ４の径よりも小さ
い場合を説明したが、一般的に原料粒子の粒径が小さい
時は補助ローラ20の径は小さいもので良く、逆に、原料
粒子の粒径が大きい場合にはその径を大きくして、原料
粒子の粒径に応じて圧密効果が付与できる大きさにす
る。

また、補助ローラ20と回転テーブル3A上面との隙間は隙
間調整器24の螺子軸24aを出し入れすることにより設定
される。この隙間は原料粒子径の大きさが大きい場合に
は大きくし、小さい場合には小さくするが、原料粒子の
層を圧密するものであるので、この隙間が小さすぎて原
料粒子層が逆に乱されることがなく、補助ローラ20に円
滑に噛み込まれるように比較的大きい隙間に、例えば、
原料粒径が5mm以下であり、粉砕ローラ４と回転テーブ
ル3Aとの間の隙間が５〜10mmである場合には補助ローラ
20と回転テーブル3Aとの間の隙間を40〜60mmというよう
に設定される。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明では補助ローラ
によって原料粒子を圧縮して粒子間の隙間な密な状態と
した圧密層とすることができるので、原料が高い粉砕力
としての押圧力を付与された粉砕ローラに噛み込もうと
した時に粉砕ローラによって掻き分けられて粉砕ローラ
側部を通過して逃げたりすることが少なくなり、原料の
粉砕ローラへの噛込性を向上させることができ、粉砕作
用を連続して行なわせることができるので粉砕効率を向
上させることができる。回転テーブル上で、滑りやす
い、いわゆる、流動性を有する原料や、付着水分が少な
い原料を粉砕する場合には特に有効である。

また、運転中、原料性状，含有水分，粒度構成の変化に
より一時的に振動値が高くなっても、補助ローラを強制
回転し、かつ、適正な回転数にすることによって振動値
を低くする応急対策をとることができるので、運転操作
上有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の実施例を示すものであり、第
１図（Ａ）粉砕ローラと補助ローラの平面配置図、第１
図（Ｂ）は第１図（Ａ）の正面展開図、第２図粉砕機の
全体斜視図、第３図は補助ローラ取付部側面図、第４図
は従来の竪型粉砕機の縦断面図である。 １……竪型粉砕機、3A……回転テーブル、 ４……粉砕ローラ、4A……原料噛込側、 4B……原料排出側、17……原料投入シュート、 20……補助ローラ、20A……可変速電動機 21……アーム、22……油圧シリンダ、 24……隙間調整器、30……圧密層、 40……粗密層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転テーブルの外周部上面に複数個の回転
   自在な粉砕ローラを配置し、回転テーブル中央部に供給
   した原料を粉砕ローラに所定の粉砕圧力を与えて回転テ
   ーブル上面と粉砕ローラ周面との間で粉砕する竪型粉砕
   機において、前記粉砕ローラと粉砕ローラとの間の回転
   テーブル外周部上面に粉砕ローラへの噛み込み原料の層
   を周面で圧縮する回転自在な補助ローラおよび補助ロー
   ラ駆動用の可変速電動機を備えたことを特徴とする竪型
   粉砕機。