具有振动的侧壁的高压辊压机的制作方法

1.本发明涉及一种用于对脆性的碾压料进行碎化的高压辊压机，其具有至少两个并排设置的、以相反的转动方向旋转的碾压辊，在碾压辊之间构造有辊间隙，其中，第一碾压辊是固定辊、第二碾压辊是浮动辊，并且高压辊压机在辊间隙的两个端部上具有各一个侧壁。


背景技术：

2.为了对例如矿石、岩石等脆性且粒状的碾压料进行碎化或紧压，通常使用高压辊压机，它由两个并排设置且相反运行的、通常相同大小的可转动地支承的压辊构成，所述压辊以相同的圆周速度环绕运行，并且在它们之间构造狭细的辊间隙。需碎化或需紧压的碾压料被引领通过该辊间隙，其中，碾压料在辊间隙中的高压下得到碎化或紧压。该处理的结果，也就是碎化或紧压的结果，很大部分都与需碎化的碾压料的材料特性有关。此处描述的辊间隙中的不发生剪切且不发生击打的碎化首次由等人在德国公开文献de2708053a1中作为高压碎化描述，并且它从那时起算作通过剪切的碾磨和破碎之外的一种碎化类型。
3.根据所述的用于对粒状料进行碎化的高压辊压机根本上不同于用于对其它料进行碎化的其它压机。尤其用于对岩石进行碎化的高压辊压机不同于用于对谷物进行碎化的辊压机。在谷物辊中将谷物磨碎。谷物辊的重量范围最大为100kg。谷物辊的整个装置结构与高压辊压机区别巨大。此外，谷物辊以剪切的方式工作。而高压辊压机不以剪切的方式工作。这意味着，两个碾压辊在辊间隙中具有精准地相同的表面速度，并且在运行中没有彼此间的滑动。
4.高压辊压机同样与用于碾轧钢材的带辊区别巨大。钢带辊因其与应用相关的、安静平稳的运行而表现突出。在带辊之间的钢材要么因需碾轧的钢材已热变形而伸展性良好、要么能够冷变形。之后，钢辊的安静平稳的运行由于碾轧方法的属性而非常明显。因此可能的是，以两个平行的、相对彼此上下布置的辊来运行带辊，其中，可通过辊的自身重量、亦可通过液压辅助器件来产生辊间隙压力。水平方向上、即垂直于使上碾压辊压在带状钢上的重力，需碾轧的钢材通过带辊的辊间隙。根据需碾轧的钢材，带辊可达到直至200km/h的辊间隙速度。虽然钢带辊中作用的力要大很多个量级，但钢带辊完全能和滚过披萨生面团并将披萨面团展大的面团擀辊相类比。与之相反，用于对矿石和岩石进行碎化的高压辊压机通常具有水平并排设置的辊，且带有用于碾压料的垂直方向上的通道。在此，用于对矿石和岩石进行碎化的高压辊压机中的辊间隙速度最大达到低水平的两位数km/h的范围。
5.用于钢材的带辊以不同于高压辊压机的运行极限工作。带辊快速均匀地运转，并且使在辊下方变形的有伸展性的钢变形。高压辊压机慢速运行，并且在辊间隙中，碾压料因脆性特质而自发地且突然地避开辊间隙中的压力。在高压辊压机中，辊水平地并排设置并且构造辊间隙，在辊间隙中，碾压料垂直地通过。高压辊压机具有50mpa及更大的辊间隙压力。因为各辊水平布置、以及因为带有脆性材料的运行，高压辊压机的整体机械性能不同于
垂直式上下布置的带辊的的机械性能，带辊此外因需碾轧的钢材的伸展性而具有受缓冲的均匀的运转。
6.一旦高压辊压机的碾压料不均匀地掺杂有空气，那么在通过辊间隙时，碾压料可能移进气室并且以此避开辊间隙中的高压，高压辊压机的碎化效率借此显著降低。此外，借此会使高压辊压机不均匀地运转，其中各辊会旋转振荡，因为高压辊压机辊的驱动重复地受到制动以及重新自由运行。这种突然性的负荷变化在整个高压辊压机中继续，并且作为整个高压辊压机的振动而能够得到注意。在条件不利时，振动能够会延至基座，并且在不利情形中甚至会损坏基座。
7.为了实现高压辊压机的均匀且平稳安静的运转而均匀地向辊间隙施加碾压料，已知在该种高压辊压机中存在用于碾压料的喂给装置，该喂给装置受调节地改变碾压料的输入流，从而不变的堆积锥部构造在两个对向运动的辊之间的空间中。但是，根据碾压料的种类和坚固性，为了确保高压辊式压机辊无振动的运转、且为了实现作为高压辊压机的整个碎化机的连续的工作方式而向辊间隙这样施加是不够的。通过对两个对向运动的辊之间的空间中的堆积锥部的唯一的调节并不总是能够以充分的程度使碾压料中不均的颗粒分布和堆积中的夹气现象均匀化。
8.德国实用新型de202009014079u1提出，在喂给装置中设置达到需碎化的碾压料的压缩区域附近处的振动棒，这如同振动棒在混凝土浇注技术中作为混凝土振动器而已知的那样。这些振动棒通过碾压料的流化来去除其中的空气，并且以此用于实现均匀的运转。在实际运行中展现出的是，这些振动棒不可满足高压辊压机中的粗糙环境。碾压料会过快地磨损这些振动棒，或者甚至折损它们。借助混凝土振动器而置于振动中的混凝土振动器的或者金属杆的寿命不足以确保高压辊压机足够长的、不带停机的运行。
9.为了使高压辊压机的辊的表面直至接近最大载荷时能够运行、并且为了借此使碾压效率最大化，非常重要的是可以安全可靠地排除碾压辊的表面的呈过高辊间隙压力形式的超负荷。否则在其它情形中，即在超负荷的范围中运行时，可能在碾压辊表面上发生表面破裂，在表面破裂中，破裂部位上的表面保护层丢失。因碾压辊的表面中的破裂，不再可能使高压辊压机均匀地运行。由于表面破裂，碾压辊必然转变为击打式的运行，其原因在于，当发生破裂的表面部位再次离开辊间隙时，通过表面破裂处时的辊间隙压力骤然下降并且又骤然上升。
10.为了使高压辊压机理想地运行，重要的是辊间隙中的压力随时间尽可能地不发生变化。为此，德国文献de102011018705a1给出的教导是，根据高压辊压机的振动来调节保持辊间隙中的压力的液压系统。该调节使高压辊压机的运转安静且均匀。


技术实现要素：

11.本发明着眼于从辊间隙中央到辊间隙两端沿着辊间隙的压力分布。通过使辊间隙朝向两侧开放，在沿压缩区域的碾压料中发生碾压料的流动运动，所述压缩区域始于辊间隙稍靠上的位置并且在辊间隙中终止。该流动运动使材料从辊间隙中央流至辊间隙两端。因为辊间隙各端部上的碾压料会从辊间隙中流出，所以碾压料跟随间隙中的压力降并且借此避开压缩。
12.借助通过喂给装置从上向辊间隙的均匀供料，同样无法完全消除之前已描述的且
不受期望的由辊间隙中央至两端的压力降。作为该压力降的结果，辊间隙中央的压力更大。高压辊压机中的浮动辊借此倾向于围绕辊间隙中央的压力点实施围绕垂直轴线的振荡运动，其中，振荡频率是0.1hz或者同样更小。辊间隙借此间歇性地不再等宽，而是像楔子一样成形，其中，最大的辊间隙压力存在于碾压辊中央。以此，碾压辊在较长的运行中受到磨损，这使圆柱状的碾压辊转变为缩腰状。如此变形的碾压辊是无法用于后续使用的。
13.所以，本发明的任务是使沿辊间隙的压力分布均匀。
14.根据本发明的任务通过如下方式解决，即各一个侧壁具有振动装置，该振动装置将侧壁置于机械振荡中。其它有利的设计方案在权利要求1的从属权利要求中给出。
15.根据本发明的构思规定，通过振动装置将高压辊压机的封闭辊间隙的侧壁置于机械振荡中。机械振荡使碾压料流化，并且以此使间隙的通过更加容易，从而辊间隙端部的区域中的辊间隙压力均一地增大。实际压缩区域的高度与辊间隙长度相乘得到积，该接触压力面(也就是压缩区域在辊间隙上的高度)与所述积的商即为辊间隙压力，所以辊间隙压力在辊间隙中央变小、在辊间隙各端上变大。随之而来的是，辊间隙压力在辊间隙的长度上平均化。压力的平均化使浮动辊没有摆动，即不再以围绕垂直轴线的小于一度为幅度进行旋转振荡。没有了摆动，高压辊压机在较长的时间上以恒定的效率工作。碾压辊的磨损情况也得到平均，从而不会形成碾压辊的磨损造成的明显的缩腰部。
16.以有利的方式测量振动装置对碾压料的能量输入，即振动装置以10hz与150hz之间的频率工作、优选地以10hz与60hz之间的频率工作，并且将大小在0.1kj/m3和10kj/m3之间的能量输入导入碾压料、优选地将大小在0.1kj/m3和1.0kj/m3之间的能量输入导入碾压料。可通过简单的实验性测量来确定为此所必需的设计。能量输入取决于侧壁的确切几何形状，发生振动时会有对于现有的几何形状而言独特的波形呈现。该波形又涉及能量会在哪些位置输入到碾压料中。简单的实验所必需的是对电流消耗和对质量流的测量，可通过对通过的碾压料称重来得出质量流。
17.在运行中得到证明的是存在能量输入的最优选。以此能以有利的方式规定，振动装置具有调节装置或者与一个这样的调节装置连接，调节装置根据其消耗的用于运行的能量来调节振动强度，其中，增大的能量消耗导致振动强度的减小、减小的能量消耗导致振动强度的增大。该调节策略避免了侧壁过强地影响碾压性能以及在此自身受损。
18.调节策略同样可包括根据辊驱动部的能量消耗所进行的调节。可规定，调节装置附加地或可选地根据辊驱动部的能量消耗进行调节，其中，辊驱动部的增大的能量消耗导致振动强度的减小，并且减小的能量消耗导致振动强度的增大。该调节策略顾及到的事实是，碾压料中形成流化效应时，辊间隙中的平均压力增大，并且碾压辊的高驱动功率是必需的。但以高驱动功率进行的运行不必然是最具能量效率的运行。
19.最后还可附加地或可选地进行调节。可规定，振动装置额外地根据辊间隙的间隙宽度而受到调节，其中，增大的间隙宽度导致振动强度的增大，并且减小的间隙宽度导致振动强度的减小。该调节策略顾及到的可观测的效应是，在辊间隙过满时，辊间隙会扩张。碾压料的流化可帮助消除短时的过满效应。
20.另一附加的或可选的调节策略可以包括的是，振动装置额外地根据用于围绕垂直的轴线旋转的浮动辊的趋势而受到调节，其中，振动强度随着浮动辊的转动振荡频率的增大而增大、反之亦然。该调节策略包括避免浮动辊以小于一度作出摆动运动，其中，该摆动
以小于0.1hz的频率发生。更确切地说，该调节策略与前述调节策略相比包括以更长的调节时间来缓慢改变参数。为了测量摆动运动，可以在轴承上使用位置传感器，它们测量辊两端部上的两个轴的辊轴线的相对距离，并且在一个较长介于1min到10min的时间段上将摆动运动的统计分析储存起来。
21.同样可能的是即时地使用振动装置。为此可规定设有用于振动装置的手动的激活装置。为此，当确定辊间隙中出现过满现象时，操作人员操作该激活装置。
附图说明
22.借助以下附图进一步阐述本发明。其中：
23.图1以侧视图示出根据本发明的高压辊压机的草图，
24.图2以俯视图示出看向碾压辊视角下的无侧壁的高压辊压机的被碾压料覆盖的辊间隙，
25.图3以俯视图示出根据现有技术的具有侧壁的高压辊压机的被碾压料覆盖的辊间隙，
26.图4以俯视图示出根据本发明的高压辊压机的被碾压料覆盖的辊间隙。
具体实施方式
27.图1以侧视图示出根据本发明的高压辊压机100的草图。根据本发明的高压辊压机100用于对脆性的碾压料m进行碎化，其具有至少两个并排设置的、以相反的转动方向旋转的碾压辊110、120。两个所述碾压辊110、120之间构造有辊间隙w，所述碾压料m引领通过所述辊间隙并且不伴有所述碾压辊110、120的相对滑动或仅伴有所述碾压辊110、120的微小的相对滑动。第一碾压辊110是固定辊、第二碾压辊120是浮动辊。所述浮动辊120具有运动的两个自由度。所述浮动辊能够在所述辊间隙w扩大的情形下远离所述固定辊110，并且同样能够围绕垂直的轴线a以小于一度为幅度进行转动。为了避免所述碾压料m流向所述辊间隙w的位于附图平面中的开口并在那里落出，相对所述辊间隙w的两个开口设有侧壁150、150
′
。根据本发明的构思，各一个侧壁具有振动装置，所述振动装置将所述各一个侧壁150、150
′
置于机械振荡中。所述机械振荡传导至位于所述辊间隙w的各个端部附近的所述碾压料m中，所述碾压料在压缩区域上或在压缩区域中流动。所述振荡使所述碾压料m流化，并且借此有助于通过所述辊间隙w，在所述辊间隙中的压力为50mpa或更大。
28.图2以俯视图示出看向所述碾压辊110、120视角下的无侧壁150、150
′
的高压辊压机100的被碾压料m覆盖的辊间隙w。所述碾压料m作为倾倒物置于所述辊间隙w上并且将所述辊间隙w覆盖。在所述碾压料m上画有箭头，所述箭头示出所述辊间隙w上的碾压料m直至进入所述压缩区域范围的大致的流动运动。碾压料颗粒的实际运动在此不一定是箭头的长度，但碾压料颗粒的实际运动同样能够沿着箭头路径的一小部分进行。在图2草图的右侧附近是图表，它沿着所述辊间隙w的位置x示出了辊间隙w中的可能的压力p。在这一开放的高压辊压机中，所述辊间隙w中朝向各端部的压力降非常大，从而所述辊间隙w中的压力在辊端部的区域中由大于50mpa剧烈下降。其结果是，在辊间隙端部区域中不再通过紧压而发生有效果的碎化。
29.图3是具有静态的侧壁150、150
′
的高压辊压机100的被碾压料m覆盖的辊间隙w的
俯视图，此处以看向所述碾压辊110、120视角示出。所述辊间隙w中至辊子肩部的压力降、即在所述辊间隙的端部的区域中的压力降，相较于图1的结构是显著减小的，但是仍然存在。这种效应称作“边缘区域效应”。该效应部分地由所述侧壁上的摩擦引起。所述侧壁构筑起流动障碍，并且引起的摩擦随着挤压力的增大而增大，其原因在于，侧壁表面上的反作用力增大。来自所述间隙的材料向所述侧壁的挤压越强，摩擦系数就越大，并且因此就有更少的材料流入所述间隙的边缘区域中。因此，物料床的压缩变小，并且所引起的边缘区域的压力借此相应地减小。更确切地说，这使压力沿着所述辊间隙大致呈钟形分布。
30.图4是根据本发明的高压辊压机100的被碾压料m覆盖的辊间隙w的俯视图，此处以看向所述碾压辊110、120视角示出，其中所述高压辊压机具有振动的侧壁150、150
′
。在此通过振动装置160制造所述振动，在一定情形下通过调节装置170调节所述振动的强度。通过分别振动的所述侧壁150、150
′
，所述辊间隙w的各端部上的压力保持存在，因为所述碾压料m能够无阻地流入所述辊间隙w中。所述振动帮助所述碾压料m通过辊间隙w。沿着整个辊宽度的无阻的材料流使压力曲线均匀、所述碾压辊110、120的磨损均匀，从而不会形成如此明显的缩腰部。
31.附图标记列表
32.100 高压辊压机
33.110 碾压辊
34.120 碾压辊
35.150 侧壁
36.150
′ꢀ
侧壁
37.160 振动装置
38.160
′ꢀ
振动装置
39.170 调节装置
40.a 轴线
41.m 碾压料
42.w 辊间隙

技术特征：
1.一种用于对脆性的碾压料(m)进行碎化的高压辊压机(100)，其具有-至少两个并排设置的、以相反的转动方向旋转的碾压辊(110、120)，在所述碾压辊之间构造有辊间隙(w)，其中，第一碾压辊(110)是固定辊、第二碾压辊(120)是浮动辊，-在所述辊间隙(w)的两个端部上具有各一个侧壁(150、150
′
)，其特征在于，所述各一个侧壁(150、150
′
)具有振动装置(160)，所述振动装置将所述各一个侧壁(150、150
′
)置于机械振荡中。2.根据权利要求1所述的高压辊压机，其特征在于，所述振动装置(160)以10hz与150hz之间的频率工作、优选地以10hz与60hz之间的频率工作，并且将大小在0.1kj/m3和10kj/m3之间的能量输入导入所述碾压料(m)、优选地将大小在0.1kj/m3和1.0kj/m3之间的能量输入导入所述碾压料(m)。3.根据权利要求1或2中任一项所述的高压辊压机，其特征在于，所述振动装置(160)具有调节装置(170)，所述调节装置根据其消耗的用于运行的能量来调节振动强度，其中，增大的能量消耗导致振动强度的减小、减小的能量消耗导致振动强度的增大。4.根据权利要求3所述的高压辊压机，其特征在于，所述调节装置(170)额外地根据辊驱动部的能量消耗进行调节，其中，所述辊驱动部的增大的能量消耗导致振动强度的减小，并且减小的能量消耗导致振动强度的增大。5.根据权利要求3或4中任一项所述的高压辊压机，其特征在于，所述振动装置(160)额外地根据所述辊间隙(w)的间隙宽度而受到调节，其中，增大的间隙宽度导致振动强度的增大，并且减小的间隙宽度导致振动强度的减小。6.根据权利要求3至5中任一项所述的高压辊压机，其特征在于，所述振动装置(160)额外地根据用于围绕垂直的轴线(a)旋转的所述浮动辊(120)的趋势而受到调节，其中，所述振动强度随着所述浮动辊(120)的转动振荡频率的增大而增大、反之亦然。7.根据权利要求1至6中任一项所述的高压辊压机，其特征在于，设有用于所述振动装置(160)的手动的激活装置。

技术总结
本发明涉及一种用于对脆性的碾压料(M)进行碎化的高压辊压机(100)，其具有至少两个并排设置的、以相反的转动方向旋转的碾压辊(110、120)，在所述碾压辊之间构造有辊间隙(W)，其中，第一碾压辊(110)是固定辊、第二碾压辊(120)是浮动辊，并且高压辊压机在所述辊间隙(W)的两个端部上具有各一个侧壁(150、150


技术研发人员：尼科
受保护的技术使用者：KHD洪保德韦达克有限公司
技术研发日：2022.02.17
技术公布日：2023/10/15