用于辊压机的辊子以及设置有这种辊子的辊压机的制作方法

本发明涉及一种适用于通过颗粒间破碎来粉碎粒状材料的用于辊压机的辊子以及设置有这种辊子的辊压机。

背景技术：

这种辊子以及这种辊压机例如在美国专利公开第5,269,477号中公开，并且被实施用于通过颗粒间破碎来粉碎粒状材料。粒状材料被送入在相反的方向上旋转的两个相对的可旋转辊子之间的辊隙(nip)中。在摩擦下，材料会在极高的压力下在辊子表面之间被压缩。

在该操作中，每个辊子的外圆柱形挤压表面都承受着极高的应力和极高的磨损。已经进行的改进是利用耐磨覆层来装备辊子表面以提供硬化的外表面。

此外，为了提高必须通过摩擦将粒状材料产品拉入到辊隙中并将其压缩的挤压辊子的拉入能力，已知的是在辊子的外圆柱形挤压表面上设置有多个向外延伸的耐磨表面柱钉。被拉入并捕获在柱钉之间的粒状材料形成自生层，该自生层为辊子的外圆柱形挤压表面提供了保护层。

但是，在某些应用中和特定的操作条件下，自生层开始在向外延伸的耐磨表面柱钉之间移动或流动。粒状材料的这种流动相对于辊子具有较低的速度，并且可能导致辊子的外圆柱形挤压表面的基础材料过度磨损，而不是对其进行保护。这种自生层流动显著地限制了辊子和辊压机的寿命，而且由于在相对的辊子之间的辊隙中的颗粒间破碎而破坏了粒状材料的粉碎。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种辊子设计以及辊压机，其没有上述缺陷。

在根据本发明的辊子的示例中，所述辊子的圆柱形主体设置有流动限制装置，所述流动限制装置用于限制粒状材料沿着外圆柱形挤压表面在向外延伸的耐磨表面柱钉之间流动。

因此，显著地减少甚至防止了辊子的外圆柱形挤压表面的基础材料的过度磨损，并且不再破坏由于在相对的辊子之间的辊隙中的颗粒间破碎而产生的粒状材料的粉碎。

在又一示例中，流动限制装置安装在挤压表面上的位置处，在该位置，存在粒状材料沿着外圆柱形挤压表面在旋转方向上的流动的可能性，而在另一个示例中，流动限制装置安装在挤压表面上的位置处，在该位置，存在粒状材料沿着外圆柱形挤压表面在纵向方向上的流动的可能性。

在两个示例中，由于存在流动限制装置，因此防止了在向外延伸的耐磨表面柱钉之间存在的粒状材料的自生层流化，从而防止了辊子的外圆柱形挤压表面的基础材料的过度磨损。

在再一有利的示例中，流动限制装置沿着外圆柱形挤压表面在纵向方向上延伸。因此，防止了粒状材料的自生层沿着外圆柱形挤压表面的圆周在旋转方向上的任何侵蚀性流动。

在根据本发明的辊子的另一有利的示例中，流动限制装置沿着外圆柱形挤压表面在旋转方向上延伸。因此，防止了粒状材料的自生层在其端面的方向上沿着外圆柱形挤压表面的圆周在纵向方向上的任何流动。

在辊子的设计示例中，多个向外延伸的耐磨表面柱钉在挤压表面上以由平行延伸的线组成的图案定位，并且其中，流动限制装置设置在相邻的图案线之间。

根据本发明的辊子的示例具有如下设计，其中，流动限制装置由一个或更多个条状元件制成，所述条状元件设置在圆柱形主体的外圆柱形挤压表面上。特别地，条状流动限制装置由第一条状元件以及至少另一个条状元件构成，所述第一条状元件在(辊子的)圆柱形主体的外圆柱形挤压表面上沿着纵向方向定位，所述至少另一个条状元件相对于所述第一条状元件以倾斜的方向定位。通过该示例，防止了粒状层的自生层沿着外圆柱形挤压表面的圆周在旋转方向以及纵向方向上的任何破坏性的侵蚀性流动。

在再一有利的示例中，条状流动限制装置由一系列的条状元件构成，所述一系列的条状元件在圆柱形主体的外圆柱形挤压表面上以锯齿状定位。流动限制装置的这个示例特别适用于应用在具有向外延伸的耐磨表面柱钉的更致密或不规则的图案的辊子的外圆柱形挤压表面上。

此外，优选地，耐磨表面柱钉由比外圆柱形挤压表面的材料更硬的材料制成。

另外，流动限制装置可以由硬质金属混合物制成，例如基于碳化钨的混合物。

附图说明

现在将参考附图更详细地描述本发明，在附图中：

图1是根据现有技术的辊压机的示意性实施方案，该辊压机由一组两个相对的辊子组成；

图2是图1的辊子的示意性横截面细节；

图3是粒状材料的自生层流过图1的辊子的圆柱形表面的示意性细节；

图4是根据本发明的设置有流动限制装置的辊子的第一实施方案；

图5是根据本发明的设置有流动限制装置的辊子的第二实施方案；

图6是根据本发明的设置有流动限制装置的辊子的第三实施方案；

图7是图4的辊子的示意性横截面细节。

附图标记说明

1辊压机

10/20一组辊子的第一/第二辊子

10a/20a旋转轴线

10b/20b辊子的圆柱形主体的侧面

11/21圆柱形主体的外圆柱形挤压表面

12/22向外延伸的耐磨表面柱钉

13/23相邻的向外延伸的耐磨表面柱钉之间的空间

30第一辊子和第二辊子之间的辊隙

40粒状材料的自生层

40a粒状材料沿着圆周方向在表面柱钉之间的流动

40b粒状材料沿着纵向方向(侧面的方向)在表面柱钉之间的流动

50用于限制粒状材料的流动的装置(第一实施方案)

50a1-2流动限制装置的第一条状元件(第二实施方案)

50b1-2-3流动限制装置的第二条状元件(第二实施方案)

50c1-c2第一条状元件和第二条状元件之间的连接部

i1-i2-etc.挤压表面上的柱钉的图案线等。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，在附图中，同样的部分用同样的附图标记表示。

图1示意性地示出了根据现有技术的适用于通过颗粒间破碎来粉碎粒状材料的辊压机1。这种辊压机1被用于通过颗粒间破碎来粉碎或研磨粒状材料，并且由一组两个相对的辊子或者辊子10和20组成。每个辊子10-20由具有纵向长度尺寸x的圆柱形主体构成，该圆柱形主体具有外圆柱形挤压表面11-21和侧面10b-20b。

每个辊子10-20可以使用合适的(未示出的)辊子驱动装置围绕其纵向旋转轴线10a-20a旋转。如图1左侧的旋转箭头y和–y所示，为了使辊压机1正常操作，一组辊子的两个辊子10-20沿着相反的旋转方向旋转。

如图1所示，两个辊子10-20沿着其纵向方向彼此平行且彼此间隔一定距离。如图1所示的间隔定位在两个圆柱形主体的两个相对的外圆柱形挤压表面11-21之间产生一个空间，该空间用附图标记30表示并且还表示为颗粒间破碎挤压辊隙。

在辊压机的操作过程中，例如在采矿或水泥/砂浆工业中加工的粒状材料被送入沿着相反的方向y和-y旋转的两个相对的可旋转的辊子10-20之间的辊隙30中。在摩擦下，通过施加极高的压力，粒状材料在辊子表面11-21之间被压缩，从而将固体材料减小到较小的平均粒度。

在这种类型的矿物加工中，每个辊子10-20的外圆柱形挤压表面11-21都承受着极高的应力和极高的磨损。已经进行的改进是利用耐磨覆层(未示出)来装备辊子表面11-21以提供硬化的外表面。

此外，为了提高必须通过摩擦将粒状材料产品拉入到辊隙30中并将其压缩的挤压辊子10-20的拉入能力，已知的是在每个反向旋转的辊子10-20的外圆柱形挤压表面11-21上设置有多个向外延伸的耐磨表面柱钉12-22。通常，向外延伸的耐磨表面柱钉12-22由比外圆柱形挤压表面11-21的材料更硬的材料制成，并且柱钉12-22以距离表面11-21大约5-10毫米的高度h延伸。

被拉入并捕获在柱钉12-22之间的空间13-23的粒状材料形成自生层40，该自生层40为辊子10-20的外圆柱形挤压表面11-22提供了保护层。参见图2。因此，延长了辊子10-20的寿命，并且改善了通过颗粒间破碎来粉碎粒状材料。

但是，在某些应用中和特定的操作条件下，自生层40开始在向外延伸的耐磨表面柱钉12-22之间移动或流动。粒状材料的这种流动在图3中用箭头40a和40b描绘，并且与相应的辊子(10或20)的旋转方向(-y或y)相反。

在该示例中，图3描绘了图1辊压机的辊子20，该流动箭头40a表示自生材料在与辊子20的旋转方向y相反的旋转方向上围绕其纵向轴线20a流过辊子20的外圆柱形挤压表面22，而流动箭头40b表示自生材料在辊子10-20的侧面10b-20b的方向x(或其相反方向-x)上沿着(或多或少倾斜的)纵向方向x流过辊子10-20的外圆柱形挤压表面11-22。

粒状材料流动40a-40b相对于辊子表面11-22表现出较低的速度，并且可能导致辊子10-20的外圆柱形挤压表面11-22的基础材料过度磨损，而不是对其进行保护。这种自生层流动40a-40b显著地限制了辊子10-20和辊压机1的寿命，而且由于在相对的辊子10-20之间的辊隙30中的颗粒间破碎而破坏了粒状材料的粉碎。

作为上述自生层流动现象的解决方案，图4描绘了根据本发明的辊子10-20的示例。在该图中，辊子20被描述为可以从其旋转方向y所观察到的(另见图1)。辊子10-20的圆柱形主体设置有用于限制粒状材料沿着外圆柱形挤压表面11-21在向外延伸的耐磨表面柱钉12-22之间的空间13-23中流动的装置50。

特别地，流动限制装置50安装在挤压表面11-21上的位置处，在该位置，存在粒状材料沿着外圆柱形挤压表面11-21在与辊子10-20的旋转方向y相反的旋转方向上的流动40a的可能性，而在另一个示例中，流动限制装置50安装在挤压表面11-21上的位置处，在该位置，存在粒状材料沿着外圆柱形挤压表面11-21在纵向方向x(或-x)上的流动40b的可能性。

这些示例的实施方案在图4、图5、图6中示出。在图4中，多个向外延伸的耐磨表面柱钉12-22在挤压表面11-21上以由平行延伸的图案线i1-i2-i3-i4-i5等组成的图案定位，并且流动限制装置50设置在相邻的图案线之间，这里是图案线i1和i2之间以及图案线i4和i5之间。另见图7。

在这种设计中，流动限制装置由一个或更多个条状元件50制成，该条状元件50设置在辊子10-20的圆柱形主体的外圆柱形挤压表面11-21上。特别地，条状流动限制装置50由组装条构成，该组装条由第一条状元件50a1-50a2等以及至少另一个条状元件50b1-50b2-50b3等组成，该第一条状元件50a1-50a2等在(辊子10-20的)圆柱形主体的外圆柱形挤压表面11-21上沿着纵向方向x定位，至少另一个条状元件50b1-50b2-50b3等相对于第一条状元件50a1-50a2等以倾斜的方向定位。第一条状元件50a1-50a2等和至少另一个条状元件50b1-50b2-50b3等都在其连接部50c1-50c2等处互连或汇聚。在该示例中，防止了粒状层的自生层40沿着外圆柱形挤压表面11-21的圆周(参见旋转方向或纵向方向)在旋转方向y(流动箭头40a)以及(或多或少)纵向方向x(流动箭头40b)上朝着辊子10-20的侧面10b-20b的任何破坏性的侵蚀性流动。

图6中示出了另一个有利的示例，其中条状流动限制装置50由一系列的条状元件50d1至50d2构成，该一系列的条状元件50d1至50d2在圆柱形主体的外圆柱形挤压表面11-21上以锯齿状定位在向外延伸的耐磨表面柱钉12-22之间。流动限制装置50d1的这个示例特别适用于应用在具有向外延伸的耐磨表面柱钉12-22的更致密或不规则的图案的辊子10-20的外圆柱形挤压表面11-21上。同样在该示例中，向外延伸的耐磨表面柱钉12-22的图案由紧密定位的图案线i1-i2-i3-i4-i5-i6等组成，锯齿状的条状元件50d1-50d2定位在图案线i1-i2和i5-i6之间。

通过上述示例，显著地减少甚至防止了辊子10-20的外圆柱形挤压表面11-21的基础材料的过度磨损，并且不再破坏由于在相对的辊子10-20之间的辊隙30中的颗粒间破碎而产生的粒状材料的粉碎。此外，由于存在流动限制装置50(50a1-50a2等；50b1-50b2等；50d1-50d2等)，因此防止了在向外延伸的耐磨表面柱钉12-22之间的空间13-23中存在的粒状材料的自生层40流化，从而防止了侵蚀性流动40a-40b以及辊子10-20的外圆柱形挤压表面的基础材料的过度磨损。

优选地，流动限制装置可以由硬质金属混合物制成，例如基于碳化钨的混合物。