立式辊磨机和用于操作立式辊磨机的方法

摘要

本发明涉及一种立式辊磨机以及用于操作立式辊磨机的方法，其中其研磨组件包括研磨板和至少一个研磨辊，其相互作用使得待研磨的材料在研磨板和至少一个研磨辊之间的研磨床中被粉碎，其中至少一个研磨组件是驱动式的并且至少一个研磨组件是牵引式的，并且牵引式研磨组件被制动，以便增加通过研磨板和至少一个研磨辊之间的研磨床的能量流。

说明书

技术领域

本发明涉及一种立式辊磨机和用于操作立式辊磨机的方法，其 中由研磨板和至少一个研磨辊组成的研磨组件以这样的方式相互作 用，即待研磨的材料在研磨板和至少一个研磨辊之间被粉碎，其中至 少一个研磨组件是驱动式的，并且至少一个研磨组件是牵引式的 (trailed)。

背景技术

立式辊磨机，相对于其它研磨系统(例如管磨机)，可以显著 节约能源，正越来越多地用于制备用于结合剂产业的粉末型材料。

DE102007033256A1公开了一种具有受驱动的研磨板的立式辊磨 机，其中研磨板通过研磨床带动磨辊。然而，这将导致性能的高度变 化，进而导致传动系高负荷，因此相应地需要传动系中的高安全系数。 另一方面，输入功率和粉碎也会经历高度变化，并且仅能通过材料床 有条件地控制。

DE3520937A1还公开了一种具有可旋转地安装在垂直轴上的桌 台的辊磨机，其中，在桌台上侧设置有一环形槽，其与球面构成的研 磨辊相互作用，其中，在研磨辊的球形圆周部分和环形槽之间配置有 间隙，其中待研磨的材料在该间隙中被碾碎和研磨。

因此，在DE19702854A1中已建议对研磨辊进行驱动。其中还指 出通过研磨板和位于其上待研磨的材料或者另一方面通过待研磨材 料的床以旋转驱动的方式，将个体研磨辊彼此耦合在一起。另一方面， 这可能导致极大不同的输入功率，这可能是由例如研磨板上的不同滚 动直径(滚动点/直径)、个体研磨辊的不同有效直径(例如，由于 磨损)以及在待研磨材料进料期间当在研磨板和研磨辊上相互作用时 不同的行为特点引起的。

甚至在个体研磨辊之间旋转的微小变化都造成各个驱动器相对 高的性能变化。这可能导致研磨辊部分地被加速和减速，使得单独驱 动的研磨辊相互对抗，导致粉碎操作过程中明显较高的力和/或能量 要求。

因此在DE19702854A1中设想了通过一个共同的性能平衡调节器 来平衡在操作期间所有驱动研磨辊的个体旋转驱动器之间的差异。

然而，利用立式辊磨机能够获得的待研磨材料的细粒含量低于 其他研磨系统(例如管磨机)获得的，这在生产结合剂的过程中，会 产生对结合剂特性的负面影响。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种改进的立式辊磨机以及操作立 式辊磨机的方法，使得每磨具接触(在研磨辊与研磨板之间的研磨床 中暴露期间的粉碎过程)的细粒含量增加。

该目的是根据本发明利用权利要求1-10中的技术特征来实现 的。

在根据本发明用于操作立式辊磨机的方法中，由研磨板和至少 一个研磨辊组成的研磨组件以这样的方式相互作用，即待研磨的材料 在研磨板和至少一个研磨辊之间的研磨床中被粉碎，其中至少一个研 磨组件是驱动式的，并且至少一个研磨组件是牵引式的，并且，为了 增加通过研磨板和至少一个研磨辊之间的研磨床的能量流，牵引式研 磨组件被制动。

根据本发明的立式辊磨机显示有至少一个驱动式以及至少一个 牵引式研磨组件，其中研磨组件由研磨板和至少一个研磨辊形成，它 们以这样的方式相互作用，即待研磨的材料在研磨板和所述至少一个 研磨辊之间的研磨床中被粉碎。此外，为了增加通过研磨板和至少一 个研磨辊之间的研磨床的能量流，牵引式研磨组件与制动单元相互作 用，用于制动牵引式研磨组件。

牵引式研磨组件不是通过驱动器进行驱动的，而是仅仅借助待 研磨的材料进行旋转。

增加通过研磨床的能量流导致研磨板和至少一个研磨辊之间的 滑移(slippage)的增加，这在下文借助图1-3进行了更详细的说明。 其中以简要的方式图示了研磨板1、研磨辊2和研磨床3。研磨辊2 在研磨床3上的力的接触点由参考标记4示出。滑移是由研磨辊2 在力的接触点4处的圆周速度和研磨板1在力的接触点处的圆周速度 (半径R_K)之间的速度差Δv_S定义的，其是垂直向下投影在研磨板1 上的。

图2示出了在力的接触点区域中具有驱动式研磨辊2和牵引式 研磨板1的示例。这里很明显，与研磨辊2相接触的研磨床3的上层 具有比与牵引式研磨板相接触的研磨床3的下层更高的速度。最高速 度与最低速度之差被定义为Δv_S1。

在图3中，牵引式研磨板1额外被制动。虽然研磨床3最上层 的速度保持基本不变，但是与研磨板1相接触的下层的速度降低了。 相应地，图3中的滑移Δv_S2大于图2情形下的滑移Δv_S1。然而，如果 研磨板的速度由调节器来影响(例如恒定速度)，那么与研磨辊2 相接触的层的速度将增加。

图2中实质发生的滑移Δv_S1取决于通过研磨辊施加到研磨床上 的法向力、研磨床3、研磨辊和研磨板的几何形状、以及传递的扭矩。 由于研磨组件的定向制动(增加通过研磨床的能量流)，在制动图3 中的研磨板1的例子中，滑移Δv_S2在相同法向力的情况下被增加，导 致研磨床3中的剪切负荷增加。进而，这对每个通道的更高细粒含量 有直接影响。

本发明的其它实施例是从属权利要求声明的主题。

增加通过研磨床的能量流可以以多种方式实现。相应地，研磨 辊可以被驱动并且研磨板可以被制动，或者例如至少研磨板可以被驱 动而至少一个研磨辊可以被制动。根据本发明的优选实施例，在制动 一个研磨组件期间，产生用于驱动其他研磨组件的能量。由于反馈回 制动能量，因此整个系统的能量消耗仅是略微增加，而相比之下，有 关所希望目标细度的研磨效率被显著增加。

此外可以规定，为了调节通过研磨床的能量流，研磨板和至少 一个研磨辊之间的滑移可以在预定范围内调节。为此目的，特别是制 动式研磨组件的转动速度可以被确定并被用于调节。还可以设想基于 待研磨材料粉碎后的细粒含量来调节研磨板和至少一个研磨辊之间 的滑移。

在基于本发明的实验中已经表明，可以以这样的方式相对于驱 动式研磨组件方便地制动制动式研磨组件，即研磨板和至少一个研磨 辊之间的滑移在3-10％的范围内调节。制动式组件还可以以这样的方 式相对于驱动式研磨组件被制动，即研磨板和至少一个研磨辊之间的 滑移，相对于未被制动并且仅是被牵引的研磨组件来说，增加 15-100％。

在立式辊磨机的物理实施例中，至少一个驱动式研磨组件可以 由与研磨辊驱动器相互作用的至少一个研磨辊形成，并且至少一个牵 引式研磨组件可以由与制动单元相互作用的研磨板形成。然而，还可 以设想，至少一个驱动式研磨组件是由与研磨板驱动器相互作用的研 磨板形成的，并且至少一个牵引式研磨组件是由与制动单元相互作用 的至少一个研磨辊形成的。制动效果例如可由发电机形成。

附图说明

下文将通过说明书和附图来详细说明本发明的实施例和其它优 点。附图中：

图1示出了用于解释力的接触点的立式辊磨机的简示图，

图2示出了驱动式研磨辊和牵引式研磨板情形中的滑移的简示 图，

图3示出了驱动式研磨辊和制动式研磨板情形中的滑移的简示 图，

图4示出了具有驱动式研磨辊和制动式研磨板的立式辊磨机的 简示图，

图5示出了具有驱动式研磨板和一个驱动式研磨辊以及一个制 动式研磨辊的立式辊磨机的简示图，

图6示出了驱动式研磨板和牵引式研磨辊情形下的滑移的简示 图，

图7示出了驱动式研磨板和制动式研磨辊情形下的滑移的简示 图，

图8示出了具有驱动式研磨板和一个制动式研磨辊以及一个牵 引式研磨辊的立式辊磨机的简示图，以及

图9是示出了具有制动式研磨板和一个制动式研磨辊以及一个 驱动式研磨辊的立式辊磨机的简示图。

具体实施方式

在根据图4的示例性实施例中，两个研磨辊2、5通过关联的研 磨辊驱动器6、7被驱动。研磨板1通过研磨床3被牵引，并且可操 作地连接到制动单元8，用于调节研磨板1和研磨辊2、5之间的滑 移。此外，设置有连接到研磨辊驱动器6、7和制动单元8的调节器 单元9。可以通过传感器确定实际存在的滑移，所述传感器特别是用 于探测研磨板1以及例如研磨辊2、5的转动速度的传感器。

这里的制动单元8被配置为发电机，以便在研磨板1被制动时 产生能量，所述能量可以通过常用的中间能量存储设备14被用于研 磨辊驱动器6和/或7。

根据图4，如果研磨板1不是额外制动的，将发生根据图2的滑 移Δv_S1。如果研磨板1是经过制动单元8额外制动的，根据图3，滑 移将增加为Δv_S2。由此，研磨床3中产生有增加的剪切负荷，因为研 磨床内的速度差增加了。额外的剪切负荷具有每通道下更高细粒含量 的效果。因此，本领域普通技术人员可以设想基于待研磨材料被粉碎 后的细粒含量来调节滑移。为此，待研磨材料被粉碎后的细粒含量将 被确定并被用于调节。

在根据图5的示例性实施例中，研磨板1通过研磨板驱动器11 而被驱动。此外，研磨辊2通过研磨辊驱动器6而被驱动。另一方面， 研磨辊12通过制动单元10而被制动。这里同样地，其中产生的制动 能量可以被用于驱动研磨辊2和/或研磨板1。再次地，可以通过调 节器单元9在预定范围内调节研磨辊12和研磨板1之间的滑移。根 据图5的变体在辊磨机的更大灵活度方面具有优势，特别是在增加产 量下可以实现高比例的细粒材料。

在图6和7中，分别图示出仅牵引式研磨辊或制动式研磨辊和 驱动式研磨板之间的滑移的情况，其中图6中的研磨辊13是仅仅被 牵引的，而图7中的研磨辊12是被额外制动的。这里同样地，很明 显由于研磨辊12的额外制动，研磨辊12和研磨板1之间的滑移或者 研磨床3中的剪切负荷分别都增加了(Δv_S3<Δv_S4)。

在图8中，研磨板1与研磨辊12和仅驱动式的研磨辊13相组 合，其中研磨板1通过研磨板驱动器11而被驱动，研磨辊12通过制 动单元10而被制动。再次通过调节器单元9设置制动式研磨辊12 和研磨板1之间的滑移。制动过程中回收的能量还可以被用于驱动研 磨板1。以这种方式在研磨辊12和13的区域中产生的滑移如图6和 图7所示同样是很明显的。

最后，在图9中，示出了一个示例性实施例，其中制动式研磨 板1与驱动式研磨辊2以及制动式研磨辊12相组合。

研磨板1的研磨板驱动器11和制动单元8可以通过下述组件方 便地实现，所述组件可有选择地能够执行驱动或制动。研磨辊驱动器 6和/或7以及制动单元12还可以由能够实现两个目的的组件形成。

当然，在所有图示的变化形式中，还可以提供不只两个研磨辊， 其中每个附加的研磨辊可以是驱动式的、制动式的或者仅仅是牵引式 的。

在根据本发明的实验中已经表明，驱动式和制动式研磨组件之 间的滑移可以方便地在3-10％的范围内调节，以便显著增加细粒含量 的比例，另一方面，将额外的能量需求保持在合理的范围内。这意味 着，在驱动式研磨组件的接触区域内研磨床的速度比制动式研磨组件 的接触区域内研磨床的速度高3-10％。