ВАЛЬЦОВАЯ МЕЛЬНИЦА СО СКРЕБКОМ Российский патент 2021 года по МПК B02C4/40 

Изобретение относится к вальцовой мельнице со скребком согласно независимому пункту формулы изобретения.

В вальцовых мельницах во время работы используют бомбированные вальцы для противодействия изгибу вальца, вызываемого большими силами контактного давления, преобладающими во время измельчения измельчаемого материала. Таким образом обеспечивается одинаковая ширина зазора измельчения во время работы. Непосредственно ниже по потоку от зазора измельчения расположен скребок, который используют для соскабливания измельчаемого материала.

Скребок предназначен для предотвращения прилипания измельчаемого материала к вальцу, поскольку такое прилипание измельчаемого материала во многих отношениях нежелательно. С одной стороны, измельчаемый материал, который остается прилипшим на вальце, вызывает сужение зазора измельчения при новом проходе через него, что может привести к нежелательным колебаниям и вибрациям. С другой стороны, при повторном прохождении через зазор измельчения прилипший измельчаемый материал еще больше сжимается и уплотняется, в результате чего удаление измельчаемого материала, приставшего к вальцу, посредством скребка становится более трудным. На это неблагоприятно влияют высокие температуры, которые преобладают во время измельчения и которые вызывают высыхание и «спекание» измельчаемого материала. Кроме того, прилипший измельчаемый материал обеспечивает лучшую адгезионную поверхность для дополнительного измельчаемого материала и способствует росту таких скоплений измельчаемого материала. В худшем случае валец необходимо остановить и вручную очистить от отложений со значительными усилиями.

До сих пор использовались скребки, которые имеют нож со скребковой кромкой, которое является прямым в нерабочем состоянии или в недеформированном состоянии и которое жестко зажато в держателе. Держатель установлен с возможностью поворота под вальцом, непосредственно ниже по потоку от зазора между вальцами, и во время работы прижимается к вальцу посредством противовеса, который прикреплен к удлинителю держателя.

Нож ориентируют на неподвижном вальце, а затем держатель сгибают в центре, соответствующем центру вальца, посредством тягового устройства (которое часто одновременно выполняет функцию удлинителя для противовеса) для компенсации выпуклости вальца. Такой скребок описан в патентном документе EP0040432A1.

Поскольку такая компенсация происходит при неподвижном вальце, но во время работы валец изгибается и, соответственно, изменяется выпуклость, такое решение не является удовлетворительным. Хотя первоначально прямой нож может быть адаптирован к выпуклости вальца, тем не менее, остаются другие причины для отсутствия контакта между скребком и вальцом. Например, из-за деформации и теплового расширения во время работы выпуклость изменяется. В предшествующем уровне техники используется относительно высокая сила контактного давления скребка (для того, чтобы деформировать его так, чтобы приспособить для достаточного контакта с поверхностью вальца), чем фактически требуется для эффективной очистки. Эта относительно высокая сила контактного давления приводит к излишне высокому износу скребка и поверхности вальца.

Поэтому задачей изобретения является создание вальцовой мельницы, имеющей по меньшей мере один скребок, который позволяет избежать недостатков известного скребка и, в частности, обеспечивает оптимальное приспосабливание к выпуклости вальца во время работы при соблюдении правил безопасности и имеет низкий уровень износа.

Задача решается посредством вальцовой мельницы согласно независимому пункту 1 формулы изобретения.

Вальцовая мельница содержит корпус, имеющий отверстие для впуска измельчаемого материала, по меньшей мере одно отверстие для выпуска измельчаемого материала и по меньшей мере два бомбированных вальца, каждый из которых расположен в корпусе с возможностью вращения вокруг оси вальца.

По меньшей мере один валец снабжен скребком. Множество вальцов, предпочтительно все вальцы вальцовой мельницы, предпочтительно, оснащены скребком. Валец также может быть снабжен множеством скребков.

Согласно изобретению скребок содержит нож для соскабливания измельчаемого материала с поверхности вальца. Нож имеет кромку скребка, которая проходит по всей длине ножа. Длина ножа предпочтительно, по существу, соответствует осевой длине вальца, так что нож можно использовать для очистки всей поверхности вальца. Также возможен сегментированный нож, состоящий из множества элементов, которые при выравнивании могут соскабливать всю поверхность вальца.

Скребок дополнительно содержит держатель с приемной областью, причем держатель расположен в корпусе с возможностью наклоняться вокруг оси, параллельной оси вальца. Таким образом, держатель и соответственно нож можно удалить от поверхности вальца путем наклона, например, если не выполняется операция измельчения, для защиты ножа и поверхности вальца.

Согласно изобретению между ножом и приемной областью установлена упругая опора.

Упругая опора в приемной области ножа обеспечивает то, что нож не будет жестко зажат в держателе, но допускается перемещение ножа относительно держателя. В частности, при контакте с поверхностью вальца нож изгибается и охватывает поверхность вальца, так что можно компенсировать выпуклость, изгиб или тепловое расширение, возникающие во время работы вальца. Следует понимать, что упругая опора расположена на той стороне ножа, которая во время работы вальцовой мельницы, когда нож контактирует с поверхностью вальца, испытывает давление, то есть, обращена в сторону от вальца. Таким образом, нож может быть выполнен так, чтобы был возможен его изгиб для приспосабливания к поверхности вальца, но для других изгибающих моментов, в частности изгибающих моментов, параллельных оси вальца, он является жестким на изгиб для предотвращения колебания ножа во время работы. Держатель предпочтительно расположен на вальцовой мельнице так, чтобы во время перемещения оси вальца (например, при угловом смещении) ось держателя оставалась параллельной оси вальца.

Приемная область, предпочтительно, выполнена в виде канавки, причем упругая опора расположена по меньшей мере между стенкой канавки и ножом.

Толщина опоры (на одной или обеих сторонах ножа) обычно составляет от 2 до 10 мм в пределах объема изобретения.

Стенка канавки для целей изобретения относится к стенке канавки, которая проходит в направлении глубины канавки. Дно канавки для целей изобретения относится к стенке канавки, направленной от открытой стороны канавки, которая соответствует боковой поверхности держателя.

Согласно изобретению канавка, предпочтительно, выполнена как канавка с двумя взаимно параллельными стенками канавки и плоским дном канавки, которое расположено перпендикулярно стенкам канавки.

Упругая опора, предпочтительно, размещена между ножом и обеими стенками канавки.

Такой вариант осуществления обеспечивает возможность изгиба ножа с обеих сторон так, что для обеспечения такой же свободы перемещения, как в вышеописанном варианте осуществления только с одной упругой опорой, с обеих сторон ножа должны быть расположены две упругие опоры, толщина которых вдвое меньше.

Нож, предпочтительно, упирается в дно канавки.

Это гарантирует предотвращение проскальзывания ножа в результате контактного давления ножа на поверхность вальца, поскольку, в отличие от скребков согласно предшествующему уровню техники, нож не жестко соединен с держателем.

Нож и по меньшей мере одна упругая опора, предпочтительно, удерживаются в зажимном профиле, который расположен в приемной области.

Для облегчения монтажа может быть обеспечено то, что нож и по меньшей мере одна упругая опора удерживаются в зажимном профиле. Затем зажимной профиль вставляют в приемную область и удерживают там посредством удерживающего средства.

В соответствии с описанными выше вариантами осуществления, относящимися к конфигурации ножа и по меньшей мере одной упругой опоры в канавке, зажимной профиль может быть выполнен так, что упругая опора расположена на одной стенке профиля (которая соответствует стенке канавки) или на обеих стенках профиля. Нож также может упираться в дно профиля (которое соответствует дну канавки) во избежание скольжения.

Нож и/или держатель, и/или зажимной профиль, предпочтительно, содержат/содержит боковое ограничивающее средство, которое предотвращает смещение ножа в осевом направлении по отношению к оси вальца.

Нож, предпочтительно, имеет форму плоского профиля, в частности, прямоугольного поперечного сечения.

Нож, предпочтительно, изготовлен из холоднокатаной полосовой стали (например, из стали марки WB, без хрома и никеля, закаленной, отпущенной и отполированной до белого оттенка). Особое предпочтение отдается ножам, имеющим предел прочности на растяжение в диапазоне от 1550 до 2350 МПа (измеряется в соответствии с EN 10132-1).

Согласно изобретению толщина ножа обычно составляет от 0,5 до 2 мм.

Нож, предпочтительно, имеет соотношение длины к ширине от 1,6:1 до 300:1.

Длина ножа для целей изобретения означает пространственную протяженность ножа в направлении протяженности кромки скребка. Длина ножа может составлять от 100 мм до 3000 мм, предпочтительно от 500 мм до 2500 мм, особенно предпочтительно от 1000 мм до 2000 мм, например 1500 мм.

Ширина ножа для целей изобретения означает пространственную протяженность, перпендикулярную длине ножа. Ширина ножа может составлять от 10 мм до 60 мм, предпочтительно от 20 мм до 55 мм, особенно предпочтительно от 30 мм до 50 мм, например, 40 мм.

Таким образом, высота ножа для целей изобретения означает пространственную протяженность ножа, перпендикулярную длине ножа и ширине ножа, которая простирается от кромки скребка до конца, направленного от кромки скребка. В рамках изобретения от 10 до 30 мм от общей высоты ножа обычно принимается в упругую опору.

Нож, предпочтительно, имеет соотношение высоты к свободной высоте 6:1, предпочтительно более чем от 1:1 до 6:1.

Свободная высота ножа для целей изобретения означает высоту ножа, на которую он выступает из держателя. Поскольку нож не вступает в контакт с держателем, свободная высота означает высоту между кромкой скребка и (воображаемой) огибающей поверхностью держателя.

Нож, предпочтительно, расположен под углом от 20° до 75°, предпочтительно от 30° до 60°, особенно предпочтительно от 30° до 50°, к поверхности вальца, когда нож контактирует с поверхностью вальца.

Угол измеряется как угол между плоскостью, касательной к поверхности вальца, и направлением высоты ножа.

Поскольку валец выпуклый, нож при контакте с вальцом изгибается в соответствии с изобретением и, следовательно, угол по длине ножа немного изменяется, используемый опорный угол является углом в центре вальца, где выпуклость вальца находится на максимуме.

Упругая опора может быть выполнена из эластомерных материалов или содержит такие материалы, предпочтительно, выбранные из группы, включающей в себя: натуральный каучук (NR); стирол-бутадиеновый каучук (SBR); бутилкаучук (IIR); этилен-пропиленовый каучук (EPDM); нитрильный каучук (NBR); хлоропрен-неопрен (CR); хлорсульфированный полиэтилен, кайпалон (CSM); полиуретановый каучук (AU, EU); силиконовый каучук ((M) Q); полиакрилатный эластомер (ACM); гидрированный нитрильный каучук (H-NBR); флуореновый каучук, витон (FPM); полиуретан (РЕ). Особое предпочтение отдается этиленпропиленовому каучуку (EPDM) и силиконовому каучуку ((M) Q).

В простейшем случае упругая опора представляет собой эластомерную полосу. Опора, в частности, эластомерная полоса, может быть выполнена непрерывной или прерывистой по всей длине ножа. Прерывистое формирование опоры возможно и целесообразно, в частности, для индивидуальной адаптации жесткости полученной опоры в целом; таким образом, например, более твердый материал может быть размещен прерывистым образом, чтобы достичь твердости по всей опоре, которая соответствует сплошной опоре, изготовленной из более мягкого материала.

Опора, в частности, эластомерный материал эластомерной полосы, имеет твердость от 15 до 100 по Шору OO, предпочтительно, от 30 до 90 по Шору OO, особенно предпочтительно от 40 до 80 по Шору ОО (в соответствии с ASTM D 2240; и/или от 5 до 30 по Шору A (измеренной в соответствии с DIN ISO 7619-1).

Плотность упругой опоры может составлять от 0,25 г/cм³ до 0,85 г/см³, предпочтительно от 0,35 г/см³ до 0,75 г/см³, особенно предпочтительно от 0,45 г/см³ до 0,65 г/см³ (в соответствии с DIN 53479 A).

Такой вариант осуществления представляет является очень простым и экономичным. Дополнительно, в зависимости от области применения, полосу можно заменять и изменять ее твердость.

Держатель, предпочтительно, снабжен противовесом, посредством которого нож можно наклонять вокруг оси и прижимать к поверхности вальца.

Это позволяет простым способом установить контактное давление ножа к вальцу, изменяя вес и/или длину плеча рычага.

Скребок, предпочтительно, находится в функциональном соединении с подъемным устройством, посредством которого нож можно наклонять вокруг оси и отводить от поверхности вальца.

Этот вариант осуществления позволяет удалять нож от поверхности вальца при отсутствии измельчения и, в частности, соединен с исполнительным механизмом вальцов так, что, когда вальцы перемещаются внутрь и/или наружу, нож аналогично вступает в контакт с поверхностью ножа и/или отодвигаться от нее.

Нож, предпочтительно, расположен так, чтобы кромка скребка была параллельна оси вальца, когда нож не контактирует с поверхностью вальца.

Нож, предпочтительно, входит в приемную область по всей длине. Таким образом, упругая опора формируется по всей длине ножа.

В качестве альтернативы нож может быть принят в приемной области только в определенных частях и/или упругая опора может быть сформирована по длине ножа только в определенных частях. Следует понимать, что в таком случае в областях без упругой опоры нож, когда он не контактирует с поверхностью вальца, также не должен контактировать с приемной областью.

Далее изобретение будет лучше описано на основании предпочтительных примерных вариантов осуществления вместе с чертежами.

На фиг. 1 схематично показана вальцовая мельница согласно изобретению, вид в разрезе;

на фиг. 2 – скребок согласно первому предпочтительному варианту осуществления изобретения, вид в разрезе; и

на фиг. 3 – скребок согласно второму предпочтительному варианту осуществления изобретения, вид в разрезе.

На фиг. 1 схематично показана вальцовая мельница 1 согласно изобретению. Вальцовая мельница 1 содержит корпус 2, имеющий отверстие для впуска измельчаемого материала, обозначенное стрелкой 3, и отверстие 4 для выпуска измельчаемого материала, также обозначенное стрелкой 4. В корпусе 2 расположены два бомбированных вальца 5 и 5', каждый из которых установлен с возможностью вращения вокруг оси 6 или 6' вальца и может приводиться в движение в противоположных направлениях посредством привода (не показан). Направление вращения вальцов 5 и 5’ показано соответствующей стрелкой.

Непосредственно ниже по потоку от зазора 20 измельчения каждому вальцу 5 или 5’ назначен скребок 7 или 7’. Скребок 7 вальца 5 показан отдельно в двух возможных вариантах на фиг. 2 и фиг. 3.

Скребок 7 на фиг. 2 и фиг. 3 содержит нож 8, который выполнен из плоского металлического профиля, имеющего длину L, ширину B и высоту H. Продольное направление ножа 8 обозначено вектором L.

На фиг. 2 и фиг. 3 нож 8 контактирует с поверхностью 9 вальца посредством кромки 10 скребка, которая имеет заостренную форму. Нож 8 расположен с наклоном под углом α между плоскостью ТЕ, касательной к поверхности 9 вальца в точке контакта ножа 8, и ножом 8.

В варианте выполнения, показанном на фиг. 2 и фиг. 3, скребок 7 имеет держатель 11, который расположен с возможностью наклоняться вокруг оси 13. Ось 13 проходит параллельно оси 6 или 6' вальца и остается параллельной оси 6 или 6' вальца, даже когда ось вальца смещается, например, во время перекоса вальцов.

В варианте выполнения, показанном на фиг. 2, держатель 11 содержит приемную область 12, которая выполнена в виде канавки 15, имеющей две стенки 16 и 16' канавки, которые проходят параллельно друг другу, и дно 17 канавки, проходящее перпендикулярно к ним в продольном направлении L ножа 8 (и, следовательно, держателя 11). Нож 8 расположен в канавке 15 и контактирует с дном 17 канавки концом, направленным от кромки скребка. Эластомерная полоса 14 расположена с обеих сторон ножа 8 между соответствующей стенкой 16 или 16' канавки и ножом 8, в результате чего, нож 8 имеет определенную свободу перемещения в канавке 15 и, в частности, может изгибаться под воздействием изгибающего момента параллельно высоте ножа 8, и может адаптироваться к выпуклости вальца 5.

FH обозначает свободную высоту ножа 8, соответствующую высоте ножа 8, которая не расположена между эластомерными полосами 14.

Чтобы нож 8 можно было прижать к поверхности 9 вальца, держатель 11, как уже объяснялось выше, выполнен с возможностью наклоняться вокруг оси 13. Кроме того, держатель содержит противовес 19, который за счет эффекта рычага побуждает держатель 11 наклоняться, а нож 8 прижиматься к поверхности 9 вальца.

Скребок 7, показанный на фиг. 3, по конструкции, по существу, соответствует скребку 7 на фиг. 2 с той разницей, что нож 8 и эластомерная полоса 14 расположены в зажимном профиле 18, который вставлен в приемную область 12 держателя 11.

Зажимной профиль 18 выполнен в виде пластмассового профиля и имеет две стенки 160 и 160' профиля, которые проходят параллельно друг другу, и дно 170 профиля, проходящее перпендикулярно к ним, которые по своей функции соответствуют стенкам 16 или 16' канавки и дну 17 канавки.

Зажимной профиль 18 упрощает размещение ножа 8 с эластомерными полосами 14 в приемной области 12.

Изобретение относится к вальцовой мельнице. Мельница содержит корпус, имеющий отверстие для впуска измельчаемого материала, по меньшей мере одно отверстие для выпуска измельчаемого материала и по меньшей мере два бомбированных вальца, каждый из которых расположен в корпусе с возможностью вращения вокруг оси вальца. Причем по меньшей мере один валец спарен со скребком. Скребок имеет нож для соскабливания измельчаемого материала с поверхности вальца кромкой скребка, которая проходит по всей длине ножа. Вальцовая мельница содержит держатель с приемной областью. Держатель расположен в корпусе с возможностью наклоняться вокруг оси, параллельной оси вальца, и между ножом и приемной областью расположена упругая опора. Изобретение обеспечивает эффективность при реализации. 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Вальцовая мельница (1), содержащая корпус (2), имеющий отверстие (3) для впуска измельчаемого материала, по меньшей мере одно отверстие (4) для выпуска измельчаемого материала и по меньшей мере два бомбированных вальца (5, 5'), каждый из которых расположен в корпусе (2) с возможностью вращения вокруг оси (6) вальца, причем по меньшей мере одному вальцу (5) назначен скребок (7), который

имеет нож (8) для соскабливания измельчаемого материала с поверхности (9) вальца кромкой (10) скребка, которая проходит по всей длине (L) ножа (8), и

содержит держатель (11) с приемной областью (12), расположенный в корпусе (2) с возможностью наклоняться вокруг оси (13), параллельной оси вальца,

отличающаяся тем, что между ножом (8) и приемной областью (12) расположена упругая опора (14).

2. Вальцовая мельница (1) по п. 1, отличающаяся тем, что приемная область (12) имеет форму канавки (15), причем упругая опора (14) расположена, по меньшей мере, между стенкой (16) канавки и ножом (8).

3. Вальцовая мельница (1) по п. 2, отличающаяся тем, что упругая опора (14) размещена между ножом (8) и обеими стенками (16, 16’) канавки.

4. Вальцовая мельница (1) по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что нож (8) упирается в дно (17) канавки.

5. Вальцовая мельница (1) по любому из пп. 1–4, отличающаяся тем, что нож (8) и упругая опора (14) удерживаются в зажимном профиле (18), который расположен в приемной области (12).

6. Вальцовая мельница по любому из пп. 1–5, отличающаяся тем, что соотношение между длиной (L) и шириной (B) ножа (8) составляет от 1,6:1 до 300:1.

7. Вальцовая мельница (1) по любому из пп. 1–6, отличающаяся тем, что соотношение между высотой (H) и свободной высотой (FH) ножа (8) составляет более чем от 1:1 до 6:1.

8. Вальцовая мельница (1) по любому из пп. 1–7, отличающаяся тем, что нож (8) расположен под углом (α) от 20° до 75°, предпочтительно от 30° до 60°, особенно предпочтительно от 30° до 50°, к поверхности (9) вальца.

9. Вальцовая мельница (1) по любому из пп. 1–8, отличающаяся тем, что упругая опора (14) выполнена в виде эластомерной полосы с твердостью по Шору ОО от 15 до 100, предпочтительно от 30 до 90, особенно предпочтительно от 40 до 80.

10. Вальцовая мельница (1) по любому из пп. 1–9, отличающаяся тем, что держатель снабжен противовесом (19), посредством которого нож (8) способен наклоняться вокруг оси (13) и прижиматься к поверхности (9) вальца.

11. Вальцовая мельница (1) по любому из пп. 1–10, отличающаяся тем, что скребок (7) функционально соединен с подъемным устройством, посредством которого нож (8) способен наклоняться вокруг оси (13) и отодвигаться от поверхности (9) вальца.

12. Вальцовая мельница (1) по любому из пп. 1–11, отличающаяся тем, что нож (8) расположен так, что кромка (10) скребка параллельна оси (6) вальца, когда нож (8) не контактирует с поверхностью вальца.

13. Вальцовая мельница (1) по любому из пп. 1–12, отличающаяся тем, что нож (8) принят в приемной области (12) по всей своей длине (L).