辊磨机和采用辊磨机粉碎待研磨物料的方法

摘要

根据本发明的辊磨机本质上包括至少两个研磨辊，其与研磨板相互作用以便研磨待研磨的物料，其中，一个单独的传动系统与至少两个研磨辊或者研磨板与至少一个研磨辊相关联以便驱动所述至少两个研磨辊或者研磨板与至少一个研磨辊，其中每个传动系统具有主马达和主传输机构。至少一个传动系统还包括配置有具有控制驱动装置的叠加传输机构，其中被连接到至少一个控制驱动装置的开环和闭环控制装置被设置。该开环和闭环控制装置借助于所述至少一个控制驱动装置相对于彼此控制所述单独的传动系统的功率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种辊磨机和采用辊磨机粉碎研磨物料的方法，其 中，至少两个研磨辊与用于粉碎待研磨物料的研磨板相互作用。

背景技术

不同的概念被采纳作为辊磨机的传动系统统，例如DE 20 2009  016 825 U1描述了例如具有研磨板和在该研磨板上滚动的多个研磨 辊的研磨机，其中，只有所述研磨板借助于具有电机和齿轮机构的至 少两个驱动器进行驱动。该至少两个驱动器在此接合在共用的齿轮缘 里，由此所有的驱动器必须以相同的旋转速度进行旋转。为了均匀负 载，该些驱动器中的至少一个被设置有耦合器(turbocoupling)。

DE 10 2006 050 205 A1也公开了一种辊磨机，其研磨板是由两 个以上的驱动器的装置进行驱动。电动马达被提供给驱动器，所述电 动马达经由频率变换器提供馈入(信号)并且被用于调节旋转速度和 扭矩。所述频率变换器根据主从原则进行组织以确保所有的驱动器同 步运行。然而，这些频率变换器造成传动系统成本高。

而且，例如从DE 10 2008 036 784 A1中已知的是驱动研磨辊 而非研磨板。为了减少调节装置的费用，该申请提出每个研磨辊具有 设置有转子绕组(rotor winding)的马达并且至少一个调节装置被 设置用于调节所述至少一个驱动器的马达转矩，其中，所述调节装置 在此被连接到至少一个驱动器的转子绕组以便影响该转子的电流。例 如借助于功率被调整的变换器可以产生转子电流的影响，采用施加该 影响的方法，根据运行点和额定点之间的旋转速度偏差，该偏差通常 小于等于该电机额定功率的40％。因此，采用具有基本上较低功率 的转换器是可能的，并且由于转换器的成本与其功率几乎是成比例 的，因此有可能在此实现显著地节约成本。

WO 2009/030609 A1描述了一种采用辊磨机粉碎待研磨物料的方 法，其中至少两个研磨辊被设置有被分配的驱动器，其中，功率补偿 调节为两个驱动器而被执行，其中通过调节至少一个研磨辊的研磨压 力，所述驱动器的功率以相对于彼此为预定的比率进行调节。

DE 10 2007 033 256 A1公开了一种辊磨机，它包括一个主驱动 器和用于驱动研磨板的附加驱动，其中，调节装置调节附加驱动器作 为主驱动的扭矩波动和/或研磨板的旋转速度波动的功能。

发明内容

本发明则基于提出用于调节驱动装置的新概念的目标，该些驱 动器允许经济有效的调节。

根据本发明，该目的是通过权利要求1和8的特征来实现的。

根据本发明的辊磨机基本上是由至少两个研磨辊组成的，该些 研磨辊与用于粉碎待研磨物料的研磨板相互作用，其中，所述至少两 个研磨辊或者研磨板与至少一个研磨辊均被配置用于驱动的传动系 统，其中，每个传动系统具有主马达和主齿轮机构。至少一个传动系 统还包括具有调节驱动装置的叠加齿轮机构，其中，设置有被连接到 所述至少一个调节驱动装置的开环和闭环控制装置，所述开环和闭环 控制装置借助于至少一个调节驱动装置相对于彼此调节单独的传动 系统的功率。

在根据本发明的用于粉碎待研磨物料的方法中，待研磨物料在 至少两个研磨辊和研磨板之间被粉碎，其中，所述至少两个研磨辊或 研磨板与至少一个研磨辊借助于单独的传动系统被驱动，其中每个传 动系统包括一个主马达和一个主齿轮机构。此外，至少一个传动系统 被附加地配备有调节驱动装置，该调节驱动装置借助于叠加齿轮机构 接合在传动系统里并且借助于所述至少一个调节驱动装置相对于彼 此调节各个驱动的功率。

本发明是基于该概念，即功率调节不一定需要调节传动系统的 整个功率。该调节干预通常只有传动系统整体功率的5～50％。因此 如果所述至少一个调节驱动装置贡献该总功率的这一百分比，这是足 够的。这反过来具有这样的结果，即具有相对小且因此相应地更具成 本效益的频率变换器的相应较小的调节驱动装置也可以被配备。

本发明的进一步改进方式体现在从属权利要求的主题中。

根据本发明的一个优选改进方式，调节驱动装置的功率借助于 所配置的传动系统总功率的5-30％之间，优选在7-20％之间。此外， 每个调节驱动装置可以被分配能够由开环和闭环控制装置致动的频 率变换器。

根据本发明的进一步改进方式，被连接到开环和闭环控制装置 的至少一个测量装置被设置用于检测至少一个运行参数，例如研磨辊 和/或研磨板的旋转速度或转矩。所检测到的运行参数然后用来致动 调节驱动装置。

该调节驱动装置可以或者被集成到主齿轮机构内或者被实施为 初级齿轮机构阶段。此外，叠加齿轮机构可以有具有行星(齿轮)架、 环形齿轮和太阳齿轮的行星齿轮机构形成，其中，所述调节驱动装置 优选地被耦合到环形齿轮或行星(齿轮)架或太阳齿轮。

附图说明

本发明的多个示例性实施例基于在后的附图进行描述，其中：

图1示出了具有研磨辊驱动的辊磨机的结构示意图，其中，与 调节驱动装置相互作用的叠加齿轮机构被集成在主齿轮机构里；

图2示出了具有研磨辊驱动的辊磨机的结构示意图，其中，与 调节驱动装置相互作用的叠加齿轮机构被实施作为初级齿轮机构阶 段；

图3示出了具有研磨辊驱动和研磨盘驱动的辊磨机的结构示意 图，其中，与调节驱动装置相互作用的叠加齿轮机构被集成在主齿轮 机构里；

图4示出了具有研磨辊驱动和研磨盘驱动的辊磨机的结构示意 图，其中，与调节驱动装置相互作用的叠加齿轮机构被实施作为初级 齿轮机构阶段；

图5示出了根据图1和3的研磨辊驱动的传动系统的详细视图， 其中，所述叠加齿轮机构被集成在主齿轮机构里；

图6示出了根据图2和4的研磨辊驱动的传动系统的详细视图， 其中，所述叠加齿轮机构被实施为初级齿轮机构阶段；

图7示出了根据图3的研磨板驱动的传动系统的详细视图，其 中，所述叠加齿轮机构被集成在主齿轮机构里；以及

图8示出了根据图4的研磨板驱动的传动系统的详细视图，其 中，所述叠加齿轮机构被实施为初级齿轮机构阶段。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的辊磨机的第一示例性实施例，其具有 与研磨板2相互作用用于粉碎待研磨物料的多个研磨辊1。另外，每 个研磨辊1借助于单独的传动系统3进行驱动，该传动系统分别具有 主马达30、主齿轮机构31、叠加齿轮机构33和调节驱动装置32， 其中，调节驱动装置32和叠加齿轮机构33无需被设置在每个传动系 统里。除了所示出的三个研磨辊，当然也可能提供较少的特别是两个 研磨辊或者更多的研磨辊例如四个研磨辊。

另外，被连接到调节驱动装置32开环和闭环控制装置4被设置， 所述开环和闭环控制装置4借助于调节驱动装置32相对于彼此调节 传动系统3的功率。该调节在此可以通过如下方式进行，即每个传动 系统提供相同的功率。为清楚起见，在图1中只有一个传动系统3 被连接到开环和闭环控制装置4。当然，该开环和闭环控制装置4也 是以相应的方式被连接到其它两个传动系统中的。

传动系统的总功率是由主马达30和调节驱动装置32的功率水 平组成的，其中，所述调节驱动装置的功率优选是传动系统总功率的 5～30％，最优选7-20％。每个调节驱动装置32被分配有频率变换 器34，其可通过开环和闭环控制装置来致动，用于影响所述调节驱 动装置。该调节发生作为至少一个运行参数的函数，例如研磨辊1 的旋转速度和/或主马达30的转矩。为此目的，测量装置5被设置在 合适的位置处，所述测量装置5检测所要求的运行参数并经由线路6 将其发送到所述开环和闭环控制装置4。

由于用于调节所分配的驱动器的频率变换器必须适应于驱动器 的功率，频率变换器34可以匹配到相比于主马达30显著降低的调节 驱动装置32的功率。

在图1的实例性实施例中，叠加齿轮机构33被集成在主齿轮机 构31里。主马达30和调节驱动装置32的旋转运动在那里被相应地 转换并且通过输出35被传送给研磨辊1。

图5示出了用于研磨辊驱动的传动系统3的放大示意图。从此 很明显，在所示的示例性实施例中，主齿轮机构31是由两个行星阶 段，具体来说是由叠加齿轮机构33被形成为行星齿轮机构阶段，以 及行星主阶段310组成。以通常已知的方式，所述叠加齿轮机构33 包括行星(齿轮)架330a、环形齿轮330b、太阳齿轮330c和行星齿 轮330d。该调节驱动装置32经由输出齿轮321被耦合到环形齿轮 330b。太阳齿轮330c与主马达30驱动接触。

行星主阶段310以类似的方式是由行星(齿轮)架310a、环形 齿轮310b、太阳齿轮310c和行星齿轮310d。为了耦合两阶段行星齿 轮，行星齿轮架330a被连接到太阳齿轮310c。输出35被耦合到行 星(齿轮)架310a并且驱动研磨辊1。

除了叠加齿轮机构33被集成到主齿轮机构31内，所述叠加齿 轮机构也可以被实施为初级齿轮机构阶段。相应的示例性实施例在图 2中被示出。在传动系统3'中，被实施为初级齿轮机构阶段的叠加齿 轮机构33'被设置在主电机30'和主齿轮机构31'之间并且被连接到 调节驱动装置32'，其借助于开环和闭环控制装置4以及频率变换器 34'依次被致动作为运行参数的函数。

传动系统3'以更详细的方式被示于图6中。所述叠加齿轮机构 33'依次被实施为行星齿轮机构阶段，并且包括行星(齿轮)架330'a、 环形齿轮330'b、太阳齿轮330'c和行星齿轮330'd。该调节驱动装 置32'在此经由驱动齿轮321'也被耦合到所述环形齿轮330'b。太阳 齿轮330'c借助于主马达30'的输出轴进行驱动。叠加齿轮机构33 的输出传动330'e被耦合到主齿轮机构31'，其中，产生进一步减小 的旋转速度。该主齿轮机构31'在此被实施为双行星阶段，但也可以 被形成为正齿轮阶段或锥齿轮阶段或各种齿轮机构阶段的组合。输出 35'直接驱动研磨辊1。

在根据图1和2所示的前两个示例性实施例中，仅仅是研磨辊 被驱动；在根据图3所示的示例性实施例中，研磨板驱动连同研磨辊 驱动也被设置。研磨辊驱动经由各个驱动3而依次发生，例如参照图 1和5以更详细的方式所描述的那样。

研磨板驱动设置有传动系统7，其具有主马达70、主齿轮机构 71、叠加齿轮机构73和调节驱动装置72。该调节驱动装置72也被 连接到开环和闭环控制装置4，其借助于调节驱动装置32和72与被 分配的频率变换器34，74相对于彼此调节传动系统3和7的功率。 出于清楚的目的，在图3中只有一个传动系统3被连接到开环和闭环 控制装置4。当然，开环和闭环控制装置4也可以以相应的方式被连 接到额外的研磨辊传动系统。

作为至少一个运行参数例如研磨辊1的旋转速度、研磨板2的 旋转速度或者主马达30的转矩的函数，调节依次发生。为此目的， 检测所要求的运行参数并将其经由线路6、9传递给开环和闭环控制 装置4的测量设备5、8被设置在适当的位置处。

在图3所示的示例性实施例中，研磨板驱动的叠加齿轮机构73 被集成在主齿轮机构71里。主电机70和调节驱动装置72的旋转运 动在那里被相应地转换并且经由输出75传送到研磨板2的小齿轮76 和齿轮缘77。

传动系统7以更详细的方式被示于图7中。主齿轮机构在此是 由锥齿轮机构711与被实施为行星齿轮机构阶段的叠加齿轮机构73 的组合构成的。该叠加齿轮机构73包括行星(齿轮)架730a、环形 齿轮730b、太阳齿轮730c和行星齿轮730d。该调节驱动装置72在 此经由输出齿轮721也被耦合到齿圈730b。太阳齿轮730c经由锥齿 轮机构与主马达70驱动接触。叠加齿轮机构73的输出75经由小齿 轮76和齿轮缘77被耦合到研磨板2以便传送旋转运动。

在根据图4所示的示例性实施例中，研磨辊驱动被再次与研磨 板驱动相结合，其中至少一个研磨辊1或者优选的多个或所有的研磨 辊1经由单独的传动系统3'进行驱动，正如基于图2和6以更详细 的方式所描述的那样。

研磨板驱动包括传动系统7'，其中叠加齿轮机构73'被反过来 实施作为初级齿轮机构阶段并且被设置在主马达70'与主齿轮机构 71'之间并且被连接到调节驱动装置72'，其借助于开环方式和闭环 控制装置4作为至少一个运行参数的函数被依次致动。

传动系统7'被以更加详细的方式示于图8中。该叠加齿轮机构 73'被反过来实施作为行星齿轮机构阶段，并且包括行星(齿轮)架 730'a、环形齿轮730'b、太阳齿轮730'c和行星齿轮730'd。该调节 驱动装置72'在此经由输出齿轮721'也被耦合到环形齿轮730'b。太 阳齿轮730'c依次与主马达70'驱动接触。所述叠加齿轮机构73'的 输出传动系统730'e被耦合到被实施为锥齿轮机构阶段的主齿轮机 构71'，其中，发生进一步减少的旋转速度。输出75'经由小齿轮76' 和齿轮缘77'驱动研磨板2。

各个研磨辊1一方面经由研磨板2和待研磨物料或位于后者上 的待研磨的流化床材料(bed material)而被彼此耦合，并且另一方 面所述研磨辊1可以具有不同的功率提升水平(take-up level)， 例如由于在研磨板上不同的轧制直径(施力点的位置)，各个研磨辊 的不同有效直径(例如由于磨损)以及与研磨板和研磨辊结合的待研 磨的材料的不同牵拉行为。

即使是各个研磨辊之间的旋转速度的小的偏差也会带来驱动功 率上的较高的波动。这可以导致该情况，即在研磨辊被连续地加速或 减速，也就是说单独驱动的研磨辊运行时相互抵抗，这在粉碎运行期 间会引起显著增加的力的需求或能源需求。借助于对运行参数例如研 磨辊和/或研磨板的旋转速度的合适测量，或者借助于所连接的传动 系统的主马达的功率提升，确定和评估传动系统之间所呈现的功率波 动是可能的。迄今为止，各个传动系统的功率相对于彼此的调节是借 助于主马达的频率变换器进行的，采用上述所描述的发明，功率调节 可以借助于具有实质上大大降低功率的调节驱动装置而进行的。通 常，努力在相同功率下运行研磨辊驱动的所有传动系统。如果研磨板 驱动被另外地设置，则其可以具有相对于传动系统的总功率预定比例 地运行。该比例可以是例如20-30％。