权利要求书: 1.一种用于辊式
破碎机的刮刀设备,其特征在于,所述用于辊式破碎机的刮刀设备包括:能旋转多头刮刀单元,具有至少两个刮刀,所述至少两个刮刀围绕所述能旋转多头刮刀单元被切向地布置在距所述能旋转多头刮刀单元的旋转轴线相应的径向距离处;
旋转致动器,被布置成使所述能旋转多头刮刀单元选择性地旋转,以允许每次操作使用所述至少两个刮刀中的一个刮刀;以及至少一个制动装置,能够在所述至少两个刮刀中的一个刮刀的操作期间阻止和/或限制所述能旋转多头刮刀单元的旋转。
2.根据权利要求1所述的刮刀设备,其特征在于,所述能旋转多头刮刀单元包括至少三个刮刀,所述至少三个刮刀围绕所述能旋转多头刮刀单元被切向地布置在距所述旋转轴线相应的径向距离处。
3.根据权利要求1所述的刮刀设备,其特征在于,第一排刮刀和最后一排刮刀被定位成在所述第一排刮刀的上游以至少120度的角度分开。
4.根据权利要求1所述的刮刀设备,其特征在于,第一排刮刀和最后一排刮刀被定位成在所述第一排刮刀的上游以至少180度的角度分开。
5.根据权利要求1所述的刮刀设备,其特征在于,所述能旋转多头刮刀单元能释放地设置在所述刮刀设备中,以允许所述能旋转多头刮刀单元的更换。
6.根据权利要求1所述的刮刀设备,其特征在于,所述刮刀设备还包括轴构件,所述轴构件具有第一端和第二端并且被能旋转地布置,其中所述能旋转多头刮刀单元被附接到所述轴构件的第一端,并且其中所述旋转致动器被布置在所述轴构件的第二端处。
7.根据权利要求6所述的刮刀设备,其特征在于,还包括支撑装置,所述支撑装置被布置成至少部分地环绕所述轴构件,并且还被布置成连接到所述辊式破碎机的框架。
8.根据权利要求7所述的刮刀设备,其特征在于,所述至少一个制动装置中的第一制动装置由所述支撑装置支撑,并且其中所述第一制动装置包括摩擦元件,所述摩擦元件能够选择性地与所述轴构件或附接到所述轴构件的接合元件接合,从而阻止和/或限制所述能旋转多头刮刀单元的旋转。
9.根据权利要求8所述的刮刀设备,其特征在于,所述摩擦元件是弹性的,或者附接到弹性的支撑元件上,并且其中所述第一制动装置还包括支撑结构,所述支撑结构被构造和布置成至少部分地包围所述摩擦元件或所述支撑元件。
10.根据权利要求1所述的刮刀设备,其特征在于,所述旋转致动器包括齿轮箱。
11.根据权利要求10所述的刮刀设备,其特征在于,所述齿轮箱能够用作所述至少一个制动装置中的第二制动装置。
12.根据权利要求11所述的刮刀设备,其特征在于,所述齿轮箱包括传动比大于1的齿轮组。
13.根据权利要求1所述的刮刀设备,其特征在于,所述至少一个制动装置的第三制动装置是棘轮装置。
14.根据权利要求1所述的刮刀设备,其特征在于,所述刮刀设备还包括驱动单元,所述驱动单元被布置成向所述旋转致动器提供动能,用于所述能旋转多头刮刀单元的选择性旋转。
15.根据权利要求1所述的刮刀设备,其特征在于,所述刮刀设备具有旋转分度能力,用于使所述能旋转多头刮刀单元在预定的角度位置之间选择性地旋转。
16.一种辊式破碎机,其特征在于,所述辊式破碎机具有大致平行的、被布置成沿相对方向旋转且由间隙分开的两个辊,每个辊具有两端,所述辊式破碎机包括:凸缘,附接到所述两个辊的其中一个辊的其中一端,
所述凸缘沿所述辊的径向方向延伸,并且
所述凸缘具有通过所述辊的包络面的延伸部(E),
其中所述辊式破碎机还包括根据权利要求1所述的刮刀设备,其中所述能旋转多头刮刀单元被布置成使得所述至少两个刮刀中的一个刮刀通过所述旋转致动器能选择性地定位在具有凸缘的辊的一端,并且通过所述至少一个制动装置阻止和/或限制相对于所述辊移动,从而至少部分地允许去除积聚在所述凸缘上和/或邻近所述凸缘的所述辊的端部的所述包络面上的材料。
17.根据权利要求16所述的辊式破碎机,其特征在于,所述辊式破碎机包括两个凸缘,所述两个凸缘被附接到所述两个辊的其中一个辊的相对两端,并且其中根据权利要求1所述的刮刀设备被布置在所述具有凸缘的辊的每一端。
说明书: 用于辊式破碎机的刮刀设备及辊式破碎机技术领域[0001] 本公开涉及一种用于辊式破碎机(rollercrusher)的刮刀设备,一种具有两个大致平行的辊的辊式破碎机,其中该辊式破碎机包括附接到其中一个辊的两端中的至少一端的凸缘(flange,法兰)。背景技术[0002] 当破碎或研磨岩石、矿石、水泥熟料和其他硬质材料时,可使用具有两个大致平行的辊的辊式破碎机,这两个辊在相对方向(oppositedirections)上旋转并由间隙隔开。要破碎的材料随后被送入间隙。一种辊式破碎机被称为高压磨辊或高压辊式破碎机。在美国专利第4357287号中已经描述了这种类型的粉碎,其中已经确认了当试图实现材料的精细和/或极精细粉碎时,实际上没有必要追求单个颗粒的破碎。恰恰相反,人们发现在粉碎过程中使压缩力足够高以使颗粒发生压块或结块,可以实现显著的能源节约和产量增加。这种破碎技术被称为粒间破碎(interparticlecrushing)。这里,要破碎或粉碎的材料不仅被辊的破碎表面破碎,而且被要破碎材料中的颗粒破碎,因此被称为粒间破碎。美国专利第4357287号指出,这种结块可以通过使用比以前高得多的压缩力来实现。例如,先前使用高
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达200kg/cm的力,而美国专利第4357287号中的技术方案建议使用至少500kg/cm的力,最
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高可达1500kg/cm的力。在辊直径为1米的辊式破碎机中,1500kg/cm 将转化为辊每米长度超过200000kg的力,而已知先前的技术方案能够并且应该只能达到这些力的一小部分。粒间破碎的另一个特性是辊式破碎机应该被扼流式供给(chokefeed,阻塞式供给)要破碎的材料,这意味着辊式破碎机的两个对置的辊之间的间隙应该始终沿着其整个长度被材料填充,并且还应该始终有材料填充到间隙上方的一定高度,以始终保持其充满并保持颗粒对颗粒的压缩的状态。这将增加产量并得到更精细的材料。这与较早的技术方案形成了鲜明的对比,在较早的技术方案中,始终强调单个颗粒破碎是获得精细和极精细的颗粒粉碎的唯一方式。
[0003] 与一些其他类型的破碎设备(例如筛选器(sizers))相比,粒间破碎具有在使用过程中不会产生一系列冲击和很大压力变化的特性。相反,使用粒间破碎的设备以非常高或几乎恒定的压力作用于在辊之间的间隙中和周围形成的破碎区中存在的材料。[0004] 为了沿磨辊的整个长度上保持破碎效果,可以在破碎辊的两端布置有凸缘;在一个辊的两端各有一个凸缘,或者在每个辊的一端有一个凸缘,但是位于辊式破碎机的相对两端上。利用这种布置,可以产生更有效和均匀的辊进料口。凸缘将允许供给材料,从而在破碎辊的整个长度上产生优选的材料压力。已经表明,通过使用凸缘,可以将给定的辊式破碎机的产能增加高达20%,或者有时甚至更高。与不带凸缘的磨辊相关的普遍性问题是:由于显著的边缘效应,辊直径与辊宽度之间的比率非常重要,即在辊边缘处的破碎效果会降低,这是因为材料可能从辊的边缘逸出,从而减小了朝向辊边缘处的间隙的材料上的破碎压力。在没有凸缘的情况下,由于较低的压力导致边缘处的破损减少,因此有必要回收从辊中逸出的材料和已经通过破碎辊边缘处的间隙的部分材料。[0005] 然而,在带有凸缘的磨式破碎机(grindingcrusher)的操作期间,凸缘以及对置的破碎辊的边缘承受很大的应力和磨损,并且积聚材料将聚集在破碎辊表面与凸缘之间的过渡区域。这种过多的积聚材料需要在磨式破碎机的操作期间不断地被去除。[0006] 现有技术提出了一种刮刀元件,用于清除破碎辊表面与凸缘之间的过渡区域的积聚材料,例如参见AU2018264756或US5054701。[0007] 鉴于上述,本公开的一个目的是提供一种刮刀设备,以及一种包括这种刮刀设备的辊式破碎机,其维护时间减少。本公开的另一个目的是提供一种刮刀设备和包括这种刮刀设备的辊式破碎机,其具有简化的刮刀更换程序。实用新型内容
[0008] 根据本公开的第一方面,该目的和其他目的全部或至少一部分通过一种用于辊式破碎机的刮刀设备来实现,该刮刀设备包括能旋转多头刮刀单元,该单元具有至少两个刮刀,这些刮刀围绕能旋转多头刮刀单元切向地布置在距能旋转多头刮刀单元的旋转轴线相应的径向距离处。该刮刀设备还包括旋转致动器和至少一个制动装置,该旋转致动器被布置成使能旋转多头刮刀单元选择性地旋转,以允许每次操作使用至少两个刮刀中的一个,该制动装置被构造成在至少两个刮刀中的一个刮刀的操作期间阻止和/或限制能旋转多头刮刀单元的旋转。[0009] 所公开的刮刀设备的一个优点是:这种布置可以实现紧凑的刮刀布置,从而减少组装到辊式破碎机所需的空间。另一个优点是:其减少了更换磨损后的刮刀的维护时间,其中能旋转多头刮刀单元上的未使用的新刮刀可以简单地通过使能旋转多头刮刀单元旋转而重新定位到操作位置,而不是为了更换刮刀而必须完全关闭辊式破碎机。刮刀设备的另一个优点是:一旦需要更换刮刀,其可以使更换程序更加简便。能旋转多头刮刀单元可以是预制的和预组装的,因此更换程序可以限于移除旧的能旋转多头刮刀单元,并在其位置上附接新的,因此在一次更换操作中有效地更换两个或更多个单独的刮刀。[0010] 又一个优点是:能旋转多头刮刀单元允许完全自动化的刮刀更换程序。不同于现有技术的技术方案,旋转致动器可以由驱动单元(例如电动机)致动,该驱动单元可以由控制系统控制。因此,本公开构思的刮刀设备允许在无需操作者的手动干预的情况下更换磨损后的刮刀。[0011] 刮刀设备的又一个优点是:能旋转多头刮刀单元允许通过调整能旋转多头刮刀单元的角度位置来调整执行刮削操作的刮刀(本文称为“操作刮刀”)与辊的包络面之间的距离。刮刀设备的这种内置调节能力可以允许调节留在辊的包络面上的积聚材料的厚度。还可以消除将所有刮刀安装到能旋转多头刮刀上的需要,使其与旋转轴线的径向距离完全相同。此外,其可以允许补偿刮刀磨损,这将在后面详述。[0012] 本文使用的术语“制动装置”应该广义地解释。该术语在此用于表示被构造和布置成在至少两个刮刀中的一个刮刀的操作期间阻止和/或限制能旋转多头刮刀单元的旋转的任何布置。因此,术语“制动装置”自然包括典型的制动系统,例如摩擦制动器和离合器。然而,术语“制动装置”也必须解释为包括机械系统,例如齿轮组和任何其他机械联动装置,这些机械系统独立于其是否欲在装置中执行额外的任务,被构造和布置成在至少两个刮刀中的一个刮刀的操作期间阻止和/或限制能旋转多头刮刀单元的旋转。“制动装置”可以被配置成不同程度地阻止和/或限制能旋转多头刮刀单元的旋转。本公开构思的一些制动装置可以被构造成在能旋转多头刮刀单元上提供反作用力矩,以防止其在正常操作期间的不希望的旋转,但是仍然被选择为在过多的材料积聚冲击能旋转多头刮刀单元的刮刀的情况下允许能旋转多头刮刀单元旋转。这可能是有利的,因为其提供了一种在冲击力高到足以损坏刮刀设备的情况下将能旋转多头刮刀单元从操作位置释放的手段。也就是说,还可以设想,本公开构思的“制动装置”被构造成通过锁定接合将能旋转多头刮刀单元锁定在其操作位置。[0013] 如本领域技术人员容易理解的,能旋转多头刮刀单元的旋转用于使能旋转多头刮刀单元的各个刮刀相对于辊表面重新定位。这意味着在刮削操作期间能旋转多头刮刀单元不旋转。换句话说,刮刀设备被构造成阻止和/或限制能旋转多头刮刀单元旋转,以便在破碎操作期间相对于辊式破碎机静止。[0014] 根据刮刀设备的一个实施例,能旋转多头刮刀单元可释放地布置在刮刀设备中,以允许能旋转多头刮刀单元的更换。例如可以在至少两个刮刀全部被磨损时,进行这种能旋转多头刮刀单元的更换。[0015] 根据刮刀设备的一实施例,能旋转多头刮刀单元包括至少三个、或至少四个、或至少五个刮刀,该刮刀围绕能旋转多头刮刀单元切向地布置在距旋转轴线的相应的径向距离处。如本领域技术人员容易理解的,在所有刮刀已经被磨损后必须替换能旋转多头刮刀单元之前,能旋转多头刮刀单元上的大量刮刀将使刮刀设备的操作时间延长。布置在能旋转多头刮刀单元上的刮刀的最大数量取决于能旋转多头刮刀单元的径向延伸部。因此,能旋转多头刮刀的径向延伸部越大,布置在能旋转多头刮刀单元上的刮刀数量就越多。其尺寸的设计与拟用于其中的辊式破碎机以及在具有凸缘的辊的一端处的可用空间相关。[0016] 根据刮刀设备的一实施例,第一排刮刀(first?in?linescraper)和最后一排刮刀(last?in?linescraper)定位成使得其在第一排刮刀的上游以至少120度的角度分开。[0017] 短语“第一排刮刀”是指当刮刀设备已经安装到辊式破碎机中时或者当新的能旋转多头刮刀单元已经布置在刮刀设备上时,被布置在能旋转多头刮刀单元上且在操作中至少两个刮刀中首先被使用的刮刀。应当理解,该术语不一定用于区分能旋转多头刮刀单元上的至少两个刮刀中的特定刮刀。第一排刮刀可以是至少两个刮刀中的任何一个。相反,第一排刮刀将是第一个出来执行刮削操作的一个刮刀。对于能旋转多头刮刀单元的一些实施例而言,至少两个刮刀可以定位成使得一个刮刀将是自然的第一排刮刀。这适用于这样的能旋转多头刮刀单元,其中至少两个刮刀非均匀地分布在能旋转多头刮刀单元上。[0018] 短语“最后一排刮刀”是指当刮刀设备已经安装到辊式破碎机中时或者当新的能旋转多头刮刀单元已经布置在刮刀设备上时,被布置在能旋转多头刮刀单元上且在操作中在至少两个刮刀中最后被使用的刮刀。因此,当两个刮刀被布置在能旋转多头刮刀单元上时,第二排刮刀(second?in?linescraper)是最后一排刮刀,或者当三个刮刀被布置在能旋转多头刮刀单元上时,第三排刮刀(third?in?linescraper)是最后一排刮刀,或者当四个刮刀被布置在能旋转多头刮刀单元上时,第四排刮刀(fourth?in?linescraper)是最后一排刮刀,依此类推。[0019] 短语“第一排刮刀的上游”是指第一排刮刀的刮削面前面的区域,当辊式破碎机的辊在辊式破碎机的操作期间旋转时,该刮削面会遇到任何积聚的材料。因此,在这种情况下,“流”将对应于凸缘处的积聚材料,该积聚材料通常在凸缘处围绕辊的辊表面环形延伸,因此,在破碎操作期间,该积聚材料经常连续地作为材料的“流”冲击在刮刀表面上。然而,如本领域技术人员容易理解的,术语“上游”在这里仅用于限定方向,因此该措辞不应被解释为以任何特定方式限制凸缘处的材料分布。[0020] 这种布置的一个优点是:由第一排刮刀刮掉的任何积聚材料对最后一排刮刀的背侧表面影响很小或没有影响。这可能是有益的,因为其减少了刮刀的磨损,因此延长了刮刀设备的寿命。[0021] 根据刮刀设备的一个实施例,耐磨保护衬垫布置在最后一排刮刀的背侧表面上。[0022] 这种布置的一个优点是:如果由第一排刮刀刮掉的任何积聚材料对最后一排刮刀的背侧表面有影响,这种耐磨保护衬垫将保护最后一排刮刀在操作时在被使用之前不被损坏。[0023] 根据刮刀设备的一个实施例,第一排刮刀和最后一排刮刀定位成使得它们在第一排刮刀的上游以至少140度的角度被分开。[0024] 根据刮刀设备的一个实施例,第一排刮刀和最后一排刮刀定位成使得它们在第一排刮刀的上游以至少160度的角度被分开。[0025] 根据刮刀设备的一个实施例,第一排刮刀和最后一排刮刀定位成使得它们在第一排刮刀的上游以至少180度的角度被分开。[0026] 这种布置的一个优点是:刮刀设备可以相对于辊式破碎机布置,使得由第一排刮刀刮掉的积聚材料对最后一排刮刀的背侧表面没有影响或影响很小,因为被刮掉的积聚材料将在与能旋转多头刮刀单元的旋转轴线成径向距离处没有被切向地布置刮刀的区域经过该能旋转多头刮刀单元。此外,当第一排刮刀已经磨损时,第二排刮刀将旋转到位以进行操作。在第二排刮刀的操作中,被刮掉的积聚材料会对第一排刮刀的背侧表面产生影响,但是由于其已经磨损,无论如何都需要更换,因此当第二排刮刀在操作时,第一排刮刀的背侧表面被磨损并不重要。此外,当第二排刮刀已经磨损时,可能的第三排刮刀将旋转到位以进行操作。在可能的第三排刮刀的操作中,被刮掉的积聚材料将对第二排刮刀的背侧表面产生影响,但是由于其已经磨损,无论如何都需要更换,因此当可能的第三排刮刀在操作中时,第二排刮刀的背侧表面磨损并不重要。如果这些数量的刮刀布置在能旋转多头刮刀单元上作为至少两个刮刀,那么对于可能的第四排刮刀或可能的第五排刮刀也是如此。[0027] 通常,至少两个刮刀被布置在距能旋转多头刮刀单元的旋转轴线相同的径向距离处。换句话说,相应的径向距离可以彼此相等。然而,还可以设想,至少两个刮刀中的至少一个刮刀被布置在与至少两个刮刀中的其它刮刀布置的径向距离不同的径向距离处。还可以设想,至少两个刮刀被布置在距离能旋转多头刮刀单元的旋转轴线相互不同的径向距离处。[0028] 提供不同距离的目的可能是为了便于选择刮削的程度。例如,在一些情况下积聚材料的耐受程度可能比其他情况下更高。例如,这可能是当辊式破碎机以相对较大的破碎间隙运行时。在这种情况下,能旋转多头刮刀单元可以旋转,以将靠近辊的刮刀与远离辊的另一刮刀进行更换。[0029] 根据一个实施例,刮刀设备可以还包括轴构件,该轴构件具有第一端和第二端并且被可旋转地布置,其中能旋转多头刮刀单元附接到轴构件的第一端,并且其中旋转致动器布置在轴构件的第二端。[0030] 这可能是有利的,因为其允许从远处控制能旋转多头刮刀单元。这在辊式破碎机上尤其有利,在辊式破碎机中,能旋转多头刮刀单元必须设置在辊的凸缘区域,该区域不总是容易从外部进入。轴构件可以例如布置成穿过辊式破碎机的壁或结构而突出,使得能旋转多头刮刀单元被布置在壁/结构的第一侧上,并且旋转致动器被布置在壁/结构的另一侧上。[0031] 能旋转多头刮刀单元可释放地附接在轴构件上。这可以通过许多可选的方式来实现。例如,能旋转多头刮刀单元可以通过可释放的紧固装置(例如凸缘连接或衬套)可释放地附接到轴构件。衬套可以是例如锥形衬套、XT衬套或QD衬套。[0032] 根据一个实施例,刮刀设备还包括支撑装置,该支撑装置被布置成至少部分地环绕轴构件,并进一步被布置成连接到辊式破碎机的框架。这意味着能旋转多头刮刀单元可由轴构件支撑,该轴构件又由支撑装置支撑。这可能是有利的,因为其允许更换能旋转多头刮刀单元,而不必与支撑装置相互作用。[0033] 如本领域技术人员容易理解的,支撑装置是否完全环绕轴构件并不重要。仅作为非限制性示例,轴构件可以由从相对方向与轴构件接合的两个凹形元件支撑。[0034] 根据一个实施例,至少一个制动装置中的第一制动装置由支撑装置支撑,并且其中第一制动装置包括摩擦元件,该摩擦元件被配置为选择性地与轴构件接合或附接到轴构件的接合元件,从而阻止和/或限制能旋转多头刮刀单元的旋转。[0035] 摩擦元件可以是弹性的。摩擦元件可以由橡胶或聚氨酯制成。或者,摩擦元件可以附接到另一个弹性元件上。该另一个元件可以由橡胶或聚氨酯制成。使用弹性元件可能是有利的,因为其允许响应于弹性元件受到外力而对轴构件或接合元件施加更均匀的压力。[0036] 根据一个实施例,摩擦元件是弹性体的,或者附接到为弹性的支撑元件,并且其中第一制动装置还包括支撑结构,该支撑结构被构造和布置成至少部分地包围摩擦元件或支撑元件。[0037] 这可能是有利的,因为其允许通过将弹性摩擦元件或弹性支撑元件暴露于相对于轴具有任意方向的压缩力来启动与轴构件或接合元件的接合。这种技术效果的产生是因为弹性摩擦元件由于其弹性特性,响应于任何压缩支撑结构内的弹性摩擦元件或弹性支撑元件的尝试而对轴构件或接合元件施加压力。因此,不需要向弹性元件提供基本平行于弹性元件接合轴构件或接合元件的方向的压缩力。只要弹性元件被压缩,其将在朝向轴构件或接合元件的方向上膨胀(expand,伸展),从而对其施加压力。[0038] 根据一个实施例,旋转致动器包括齿轮箱。[0039] 短语“齿轮箱”是指包括齿轮组的传动系统的一部分,该齿轮组至少包括一个提供扭矩的驱动齿轮和一个与驱动齿轮机械连接并从齿轮箱传递扭矩的从动齿轮。一个简单的齿轮箱可以只包括主动齿轮和从动齿轮。在这种齿轮箱中,主动齿轮与从动齿轮直接接合。齿轮箱可以可选地包括一个或更多个中间齿轮,也称为惰轮(idlergears),其将驱动齿轮与从动齿轮相互连接,从而在驱动齿轮与从动齿轮之间提供机械连接。对于根据本公开的齿轮箱,任何类型的齿轮都是可以想到的。这种齿轮包括正齿轮、锥形齿轮、蜗杆齿轮等。
[0040] 提供齿轮箱可能是有利的,因为其允许提供合适的传动比使能旋转多头刮刀单元选择性地旋转。可以设想,在此公开的刮刀设备的许多实施例需要提供显著的扭矩,以便使能旋转多头刮刀单元旋转。通过提供齿轮箱,可以用手操纵能旋转多头刮刀单元,例如通过操纵轮或曲柄。齿轮箱的另一个优点可能是:其允许在不平行于能旋转多头刮刀单元的旋转轴线的方向上提供扭矩。这可以通过包括诸如蜗杆传动、准双曲面齿轮、交叉斜齿轮或类似的齿轮装置在内的齿轮箱来实现。[0041] 根据一个实施例,齿轮箱被配置为用作至少一个制动装置中的第二制动装置。[0042] 如前参考第一方面所述,本公开的制动装置不应局限于传统意义上的制动器。相反,术语“制动装置”应该被解释为包括所有被配置为阻止和/或限制旋转的设备。如本领域技术人员容易理解的,齿轮箱将总是具有一定程度的摩擦阻力,这将为与齿轮箱接合的机械系统提供一定程度的制动力。制动力将随着齿轮组内摩擦力的增加而增加。[0043] 根据一个实施例,齿轮箱包括传动比大于1的齿轮组。可选地,齿轮组的传动比可以大于10、或大于20、或大于40。[0044] 齿轮组的传动比被定义为主动齿轮转数与从动齿轮转数之间的比率。这意味着大于1的传动比将允许通过对驱动齿轮施加较低的扭矩而产生的较高转数转换为对从动齿轮施加较高的扭矩下的较低转数。[0045] 传动比大于1的齿轮组的齿轮箱可能是有益的,原因有几个:首先,如前所述,它提供了一种将低扭矩旋转转换成高扭矩旋转的方法,这可能是有利的,因为其允许用手(例如通过操纵轮或曲柄)操纵能旋转多头刮刀单元;此外,传动比还将影响齿轮箱可以提供给能旋转多头刮刀单元的制动力水平,具体来说,制动力将随着齿轮组的传动比的增加而增加。[0046] 根据一个实施例,至少一个制动装置的第三制动装置是棘轮装置。[0047] 棘轮装置被配置为防止向一个旋转方向的旋转运动,并允许向相反的旋转方向的旋转运动。棘轮装置可以包括齿轮形式的棘轮,该棘轮具有均匀但不对称的齿,每个齿在一个边缘上具有适度的斜度,而在另一个边缘上具有更陡的斜度。棘轮装置还可以包括枢转的、通常加载弹簧的指状物,有时称为与齿接合的棘爪。当齿沿不受限制(即向前)的方向移动时,棘爪容易向上滑动并越过齿的平缓倾斜的边缘,当棘爪经过每个齿的尖端时,弹簧迫使棘爪进入齿之间的凹陷中。然而,当齿沿相反(向后)方向上移动时,棘爪将卡住其遇到的第一个齿的陡峭的倾斜边缘,从而将其锁定在齿上,并防止沿该方向的任何进一步运动。[0048] 棘轮装置可能是有利的,因为其用于将运动限制在仅一个旋转方向,这允许更好地控制刮刀设备。棘轮装置可以被构造成防止朝着与具有凸缘的辊的旋转方向相反的旋转方向旋转。这可能是有利的,因为其可以防止至少两个刮刀中的一个响应于来自凸缘处积聚材料的冲击而被迫向后移动。然而,可以设想,在冲击力超过最大允许冲击力的情况下,释放机构是可用的。因此,棘轮装置可以包括扭矩限制器,该扭矩限制器被配置成使棘轮机构失效,以便允许沿着两个旋转方向的旋转运动。[0049] 根据一个实施例,刮刀设备包括被布置在辊的相对两端的两个能旋转多头刮刀单元,该辊具有附接至该相对两端的两个凸缘,每个能旋转多头刮刀单元具有至少两个刮刀,至少两个刮刀围绕能旋转多头刮刀单元被切向地布置在距能旋转多头刮刀单元的旋转轴线的相应的径向距离处,其中旋转致动器被布置成使两个能旋转多头刮刀单元选择性地一起旋转。[0050] 这可能是有利的,因为其允许使用一个单一的致动器机构控制双刮刀。[0051] 根据一个实施例,刮刀设备还包括驱动单元,用于向旋转致动器提供动能,以使能旋转多头刮刀单元选择性地旋转。[0052] 这可能是有利的,因为其允许远程控制刮刀更换。[0053] 根据一个实施例,刮刀设备具有旋转分度能力,用于使能旋转多头刮刀单元在预定的角度位置之间选择性地旋转。[0054] 旋转分度能力可能是有利的,因为其便于选择适当的操作位置。旋转分度能力可能是有益的,例如,当更换操作刮刀(这是通过使能旋转多头刮刀单元旋转来实现)时,使得至少两个刮刀中的一个在具有凸缘的辊的一端与至少两个刮刀中的另一个互换。当调节操作刮刀的位置而不更换时,旋转分度能力也可能是有益的。多头刮刀单元可以被旋转,使得操作刮刀从第一操作位置移动到第二操作位置,这些操作位置到包络面的距离不同。旋转分度能力可以用于限定操作刮刀的多个预定操作位置,每个操作位置对应于能旋转多头刮刀单元的相关预定角度位置。[0055] 旋转分度能力可以通过集成运动系统实现。这种集成运动系统通常包括与编码器、传感器和控制器一起的电机和机械动力传输装置。因此,刮刀设备可以还包括至少一个传感器,用于确定能旋转多头刮刀单元的角度位置和/或至少一个刮刀中的一个或更多的位置。刮刀设备可以还包括至少一个驱动单元,用于使能旋转多头刮刀单元旋转。刮刀设备可以还包括至少一个控制单元,用于使能旋转多头刮刀单元旋转。[0056] 根据本公开的第二方面,该目的和其他目的全部或至少一部分通过一种辊式破碎机实现,该辊式破碎机具有两个大致平行的辊,这两个辊被布置成沿相对方向旋转并由间隙隔开,每个辊具有两端,该辊式破碎机包括:凸缘,附接到其中一个辊的两端中的一端,该凸缘沿辊的径向方向延伸,该凸缘具有通过辊的包络面的延伸部(E)。辊式破碎机还包括根据本公开的第一方面所公开的刮刀设备,其中能旋转多头刮刀单元被布置成使得至少两个刮刀中的一个通过旋转致动器被选择性地定位在具有凸缘的辊的一端,并且通过至少一个制动装置阻止和/或限制相对于辊移动,从而至少部分地允许去除积聚在凸缘上和/或邻近凸缘的辊的端部的包络面上的材料。[0057] 根据第二方面的一个实施例,辊式破碎机包括附接到其中一个辊的相对两端的两个凸缘,并且其中根据第一方面的刮刀设备被布置在带凸缘的辊的每一端。[0058] 根据第二方面的一个实施例,辊式破碎机包括附接到其中一个辊的相对两端的两个凸缘,以及包括两个能旋转多头刮刀单元的刮刀设备,每个能旋转多头刮刀单元具有至少两个刮刀,该刮刀围绕能旋转多头刮刀单元被切向地布置在距能旋转多头刮刀单元的旋转轴线相应的径向距离处,并且其中旋转致动器被布置成使两个能旋转多头刮刀单元一起选择性地旋转,并且其中刮刀设备被布置成使得两个能旋转多头刮刀单元被布置在辊的相对两端,该辊具有附接到相对两端的两个凸缘。[0059] 根据第二方面的一个实施例,辊式破碎机还包括用于监控刮刀设备状态的传感器系统,以及可操作地连接到传感器系统和驱动单元的控制器。[0060] 这是有利的,因为其允许自动确定何时需要更换磨损后的刮刀。可以设想,这种更换操作在辊式破碎机操作期间是可用的,因此消除了辊式破碎机停机的需要。此外,传感器系统可以允许关于何时必须关闭辊式破碎机以更换完全磨损后的能旋转多头刮刀单元的改进预测。例如,传感器系统可以被配置成确定至少两个刮刀中有多少刮刀仍可用于刮削。[0061] 第二方面通常具有与第一方面相同的优点。此外,针对第一方面公开的实施例同样适用于第二方面。[0062] 根据本公开的第三方面,该目的和其他目的全部或至少一部分通过一种操作用于研磨粒状材料的辊式破碎机的方法来实现,其中该辊式破碎机具有两个大致平行的辊,这两个辊被布置成沿相对方向旋转并由间隙隔开,每个辊具有两端,该辊式破碎机包括:凸缘,附接到其中一个辊的两端中的一端,该凸缘在辊的径向方向上延伸,并且该凸缘具有通过辊的包络面的延伸部(E),其中辊式破碎机还包括如本公开的第一方面中所披露的刮刀设备,其中能旋转多头刮刀单元被布置成使得至少两个刮刀中的一个通过旋转致动器被选择性地定位在具有凸缘的辊的一端,并且通过至少一个制动装置阻止和/或限制相对于辊移动;其中该方法至少包括通过至少两个刮刀中的一个刮刀至少部分地去除积聚在凸缘上和/或邻近凸缘的辊的端部处的包络面上的材料的步骤。[0063] 根据第三方面的一个实施例,方法还包括使能旋转多头刮刀单元旋转的步骤,使得至少两个刮刀中的一个刮刀与至少两个刮刀中的另一个刮刀在具有凸缘的辊的一端互换。[0064] 根据第三方面的一个实施例,方法还包括使能旋转多头刮刀单元旋转的步骤,使得至少两个刮刀中的一个刮刀从第一操作位置移动到第二操作位置,其中在至少两个刮刀中的一个刮刀的未磨损状态下所限定的至少两个刮刀中的一个刮刀与包络面之间的距离在第一操作位置比在第二操作位置更大。[0065] 在刮削操作期间,刮刀会受到磨损。因此,刮刀的径向延伸部(即距能旋转多头刮刀单元的旋转轴线的径向距离)将在刮刀的(使用)寿命期间逐渐起皱(crease)。这将导致凸缘处的积聚材料随着时间逐渐变厚。换句话说,即使操作刮刀总是对包络面进行有效刮削,这样的刮削操作在时间上也不会一致。通过调节能旋转多头刮刀单元的角度位置,操作刮刀可以移动到更靠近包络面的位置,从而对补偿刮刀径向延伸部上的磨损影响。[0066] 刮刀设备可优选具有旋转分度能力,用于在预定的角度位置之间使能旋转多头刮刀单元选择性旋转。旋转分度能力可能是有利的,因为其便于选择合适的操作位置。具体地,能旋转多头刮刀单元可以旋转,使得操作刮刀从第一操作位置移动到第二操作位置,这些操作位置到包络面的距离不同。旋转分度能力可以用于限定出操作刮刀的多个预定操作位置,每个操作位置对应于能旋转多头刮刀单元的相关预定角度位置。[0067] 根据第三方面的一个实施例,刮刀设备还包括驱动单元,该驱动单元被布置成向旋转致动器提供动能,用于能旋转多头刮刀单元的选择性旋转,其中该方法还包括通过驱动单元使能旋转多头刮刀单元旋转。[0068] 这可能是有利的,因为其消除了在辊式破碎机手动更换刮刀的需要。除了减少人工劳动的好处之外,其允许从远处开启刮刀更换。[0069] 根据第三方面的一个实施例,辊式破碎机还包括用于监控刮刀设备的状态的传感器系统、以及可操作地连接到传感器系统和驱动单元的控制器,其中该方法还包括基于来自传感器系统的输出数据控制能旋转多头刮刀单元的旋转的控制单元。[0070] 这可能是有利的,因为其允许自动确定何时需要更换磨损后的刮刀,或何时需要将至少两个刮刀中的一个从第一操作位置移动到第二操作位置。可以设想,这种更换或移动操作在辊式破碎机操作期间是可用的,因此消除了辊式破碎机停机的需要。此外,传感器系统可以允许预测关于何时必须关闭辊式破碎机以更换完全磨损的能旋转多头刮刀单元的改进。例如,传感器系统可以被配置成确定至少两个刮刀中还有多少刮刀仍可以用于刮削。[0071] 第三方面通常具有与第一方面和第二方面相同的优点。此外,针对第一方面公开的实施例同样适用于第三方面。[0072] 本公开的其他目的、特征和优点将从以下详细公开、所附权利要求以及附图中显现出来。注意,本公开涉及所有可能的特征组合。[0073] 通常,权利要求中使用的所有术语应根据其在技术领域中的普通含义来解释,除非本文中另有明确定义。对“一个/该【元件、设备、组件、装置、步骤等】”应被公开解释为指代所述元件、设备、组件、装置、步骤等的至少一个实例,除非另有明确说明。本文公开的任何方法的步骤不必按照公开的确切顺序来执行,除非明确说明。[0074] 如本文所用,术语“包含”和该术语的变型不旨在排除其他添加物、组件、整体或步骤。附图说明[0075] 将参照所附示意图更详细地描述本公开,这些图示出了本公开的当前优选实施例的示例。[0076] 图1是根据现有技术的辊式破碎机的立体图。[0077] 图2A是图1的辊式破碎机的两个辊的示意性俯视图。[0078] 图2B是根据替代实施例的现有技术的辊式破碎机的两个辊的示意性俯视图。[0079] 图3A是根据现有技术的辊式破碎机的部分的示意性剖视图。[0080] 图3B是根据本公开的实施例的辊式破碎机的部分的示意性剖视图。[0081] 图3C是图3B的部件放大图,突出了刮刀表面相对于辊表面的位置。[0082] 图4是根据本公开的实施例的能旋转多头刮刀单元的立体图。[0083] 图5是根据本公开的另一个实施例的能旋转多头刮刀单元的立体图。[0084] 图6是根据本公开的实施例的图4的能旋转多头刮刀单元的横截面侧视图,该能旋转多头刮刀单元被布置在具有凸缘的辊的下端。[0085] 图7是根据本公开的实施例的布置在具有凸缘的辊的上端的图5的能旋转多头刮刀单元的横截面侧视图。[0086] 图8A是根据本公开的实施例的支撑图4的能旋转多头刮刀单元的刮刀设备的局部剖开的立体图。[0087] 图8B是图8A的刮刀设备和能旋转多头刮刀单元的部件的分解立体图。[0088] 图9A是图8A的刮刀设备的立体图,但是这里根据本公开的另一个实施例,替代地支撑图5的能旋转多头刮刀单元。[0089] 图9B是图9A的刮刀设备和能旋转多头刮刀单元的局部剖开的正视图。[0090] 图10是根据本公开的另一实施例的刮刀设备的局部剖开的立体图,该刮刀设备支撑图4的能旋转多头刮刀单元。[0091] 图11是根据本公开的示例性实施例的辊式破碎机、刮刀设备和用于监控刮刀设备的状况的传感器系统的部件的示意性侧视图。[0092] 图12是根据本公开的实施例的相对于辊布置在两个不同操作位置的能旋转多头刮刀的示意性侧视图。具体实施方式[0093] 下文将参照附图更全面地描述本公开,附图中示出了本公开的当前优选实施例。然而,本公开可以以许多不同的形式实施,并且不应该被解释为限于这里阐述的实施例;相反,提供这些实施例是为了彻底和完整,并向技术人员充分传达本公开的范围。相同的附图标记在全文中指代相同的元件。
[0094] 如在本公开的背景技术部分中所讨论的,凸缘布置在破碎辊的两端(如图2A所示,并在下面进一步讨论)要么是在其中多个磨辊的其中一个的每一端布置一个凸缘(如图2A所示,并在下面进一步讨论),要么是在每个磨辊上布置一个凸缘(如图2B所示,并在下面进一步讨论),沿着磨辊的长度的破碎效果得以维持。然而,在辊式破碎机的操作期间,由于在凸缘与磨辊的包络面之间的过渡处研磨材料的积聚,这些凸缘以及对置的磨辊的边缘承受了很大的应力和磨损。现有技术已经提出了一种用于清除这种材料积聚的刮刀元件,本公开的目的是在此基础上进行的,且提供一种维护时间减少、刮刀位置调整和更换程序简化的刮刀设备。[0095] 参见图4、图5、图8A?图8B、图9A?图9B和图10,这完全或至少部分地通过刮刀设备200、200′、300和包括该刮刀设备200、200′、300的辊式破碎机1实现,该刮刀设备200、200′、
300包括能旋转多头刮刀单元210、210′、310a、310b,该能旋转多头刮刀单元具有至少两个刮刀100,该至少两个刮刀刮刀围绕能旋转多头刮刀单元210、210′、310a、310b被切向地布置在距能旋转多头刮刀单元210、210′、310a、310b的旋转轴线A相应的径向距离T处。刮刀设备200、200′、300还包括:旋转致动器202,被布置成使能旋转多头刮刀单元210、210′、310a、
310b选择性地旋转,以允许每次操作使用至少两个刮刀100中的一个;以及至少一个制动装置B1、B2、B3,被构造成在至少两个刮刀100中的一个的操作期间阻止和/或限制能旋转多头刮刀单元210、210′、310a、310b的旋转。
[0096] 本公开的刮刀设备200、200′具有许多优点,例如能够实现紧凑的刮刀布置,减少更换磨损后的刮刀的维护时间,一旦需要更换刮刀可以简化更换程序,可以实现完全自动化的刮刀更换程序,并可以通过调节能旋转多头刮刀单元的角度位置来调节执行刮削操作的刮刀(本文称为“操作刮刀”)与辊的包络面之间的距离。[0097] 图1示出了根据现有技术的辊式破碎机1。这种辊式破碎机1包括框架2,在框架2中,第一固定破碎辊3被布置在轴承5、5’中。这些轴承5、5’的轴承箱35、35’固定地附接到框架2上,因此是不可移动的。第二破碎辊4被布置在框架2中的轴承6、6’中,轴承6、6’以可滑动的方式被布置在框架2中。轴承6、6’可以在框架2中沿与第一破碎辊3和第二破碎辊4的纵向方向垂直的方向移动。通常,引导结构7、7’沿着辊式破碎机1的上部和下部纵向框架元件12、12’、13、13’在框架中被布置在第一侧50和第二侧50’上。轴承6、6’被布置在可移动的轴承箱8、8’中,轴承箱8、8’可以沿着引导结构7、7’滑动。此外,多个液压缸9、9’被布置在可移动轴承箱8、8’与第一和第二端部支撑件11、11’之间,该第一和第二端部支撑件被布置在辊式破碎机1的第一端51附近或被布置在辊式破碎机1的第一端51处。这些端部支撑件11、11’将上部和下部纵向框架元件12、12’、13、13’附接在一起,并且随着其调节间隙宽度且对由于材料送入辊式破碎机1而在磨辊3、4处产生的力做出反应,这些端部支撑件还对液压缸9、
9’处产生的力起到支撑作用。
[0098] 这种辊式破碎机根据一种称为粒间破碎的技术工作。破碎辊3、4彼此反向(countertoeachother)旋转(如图1中用箭头示意性示出)。破碎辊3、4之间的间隙通过进料负载和影响第二破碎辊4位置的液压系统的相互作用来调节。如图1以及从上方示出辊3、4的图2A所示,磨辊3中的一个还包括布置在磨辊3的相对两端的凸缘36、36’,其中每个凸缘36、36’具有通过辊3的辊体的包络面37的延伸部E(见图3A),并且定位在对置的磨辊4的辊体的轴向外侧。
[0099] 在例如WO2013/156968中公开了另一个现有技术的辊式破碎机,其中每个带轴承的磨辊被布置在相互连接的拱形框架部分中,其中每个相互连接的拱形框架部分枢转地连接到基架。本公开的主题同样适用于这种现有技术的辊式破碎机装置。[0100] 还如图3A所示,每个凸缘36被布置在辊3的一端,使得凸缘36的内表面39位于距对置的辊4的端部距离F处。距离F是必要的,以避免凸缘36与辊4之间的接触,这种接触会导致材料损坏。同时,距离F不应太大,因为这会增加使材料通过由此形成的间隙而离开辊式破碎机的风险。可以通过垫片15将凸缘36安装到辊3上来实现距离F,如图3A所示。凸缘36、36’的目的是防止材料在其端部离开间隙,从而迫使所有进入辊式破碎机的材料通过破碎间隙被破碎。图2B示出了带有凸缘的辊式破碎机的替代实施例。两个实施例之间的唯一区别在于:图2B中的辊式破碎机具有设置在第二磨辊4’上,而不是第一磨辊3’的凸缘36,这意味着每个磨辊3’、4’各具有一个凸缘36、36’。如本领域技术人员容易理解的,对于两个公开的实施例,防止材料在间隙的两端离开辊式破碎机1、1’的技术效果将同样实现。重要的是,所公开的实用新型概念同样适用于这两个实施例。[0101] 如前所述,可以调节辊3、4之间的间隙。对于破碎操作,辊式破碎机1被预设为在辊之间具有特定的距离,即所谓的启动间隙G。这在图3A中示出。启动间隙G的选择基于几个不同的因素,例如辊式破碎机的尺寸(即磨辊直径)、破碎材料的期望特性等。启动间隙G可以在10mm至140mm的范围内。然而,通常,启动间隙G在60mm至90mm的范围内。[0102] 如前所述,这种类型的研磨装置的问题是,在磨辊3的包络面37与凸缘36、36’的内表面39之间的拐角40(见图3A)处,容易积聚材料。对于图1和图2A的辊式破碎机1,这种材料积聚41在图3A中被示意性地示出,并且通常是不希望的,因为在操作期间其在该区域中产生更多的局部负载,这可能对没有凸缘的对置磨辊4以及凸缘36、36’造成磨损、损坏和/或变形。为了解决这个问题,提供了用于去除该积聚材料41的至少一部分的装置。本公开涉及这种装置,其形式为利用机械刮刀100的刮刀设备200。首先参照图3A至图3C讨论机械刮刀100,随后参照图3至图10描述刮刀设备200、200’和300。
[0103] 图3B示出了根据本公开的实施例的机械刮刀100。机械刮刀100附接到刮刀设备200(将在后面详细描述),但是为了清楚起见,这里相对于磨辊3、4单独示出。机械刮刀100包括设置在刮刀100的一端的两个耐磨构件102a、102b,以限定大致面向辊3的刮削面104a和大致面向凸缘36的内表面39的刮削面104b。耐磨构件102a、102b附接到刮刀主体103。如图3C所示,其示出了图3B的放大后的部件,耐磨构件102a、102b可以被布置在刮刀主体103上,使得辊3的包络面37与刮削面104a之间的距离L1朝向凸缘37减小。这允许材料一旦被刮掉就更容易地从凸缘36的内表面39与辊3的包络面37之间的拐角40被运走,从而有助于有效去除材料的过程。
[0104] 材料积聚41的性质和至少一个机械刮刀100与材料积聚41相遇的速度,倾向于基本上由冲击力驱动来去除材料。因此,当遇到刮刀时,材料积聚41的大表面部分几乎被瞬间切断,而不是刮刀随着时间的推移在积聚材料上形成刻出的凹槽。这在图3B中示意性地示出。已经发现材料积聚41的剩余部分呈现相对均匀的外表面。没有必要完全去除材料积聚41。优选地,仅去除积聚41的一部分。去除材料积聚41的一部分将减少刮刀100的整体磨损,因为当刮刀100更远离辊表面37被定位时,其受到的磨损程度会大大降低。如图3B所示,刮刀100定位在距离凸缘36的内表面的最小凸缘距离S2处。如图3A和图3B所示,该最小的凸缘距离S2大于辊4与凸缘36的内表面39之间的距离F。这可能显得有些令人惊讶,因为可以预料到,刮刀100可能会错过去除为了完全避免辊4与材料积聚41之间的接触而必须去除的材料。然而,将刮刀100定位成更靠近凸缘36会带来其它缺点。首先,其增加了刮刀100被凸缘
36和/或凸缘36上的材料积聚41损坏的风险,这种风险随着与任何移动表面的距离减小而增加。其次,其增加了损坏凸缘36本身的风险。通过将刮刀100定位在比距离F大的最小凸缘距离S2处,得到了合理的权衡。从凸缘36处的积聚材料41中去除足够量的材料,同时使刮刀
100与凸缘36保持安全距离,这使得刮刀寿命以及凸缘寿命延长。优选地,刮刀100被定位成使得至少一个刮刀100的每个刮削面104a、104b与凸缘36的内表面39之间的最小凸缘距离S2为1mm?25mm。更优选地,刮刀100被定位成使得至少一个刮刀100的每个刮削面104a、104b与凸缘36的内表面39之间的最小凸缘距离S2为至少11mm。已经发现,在该距离处凸缘损坏的风险显著降低。不用说,凸缘弯曲是不希望的,因为这将使材料从侧面的破碎机间隙滑出,因此导致部分材料绕过辊式破碎机,最终结果是从辊式破碎机输出的材料将不具有规定的尺寸分布。
[0105] 仅在图3B中示意性示出刮刀100以允许限定刮刀100相对于辊式破碎机1的优选位置,或者更具体地,相对于辊的包络面37和/或凸缘36的优选位置。转到图4至图9,将详细描述刮刀(诸如图3B的刮刀100)如何安装在用于辊式破碎机1的刮刀设备200、200’上。[0106] 刮刀设备200、200’基本上是一种多刮刀设备,能够在位于辊的包络面37或具有凸缘36的辊3的操作位置P处更换刮刀100。具有通过提供携带机械刮刀100的能旋转多头刮刀单元210、210’来实现更换刮刀100的能力。在辊式破碎机1的操作期间,刮刀100中的一个被定位在操作位置P,并且对存在于辊3的端部上的积聚材料41进行刮削,而其他刮刀100被定位成更远离辊的包络面37,并且因此是不执行任何刮削的闲置刮刀。因此,在任何时间点,只有刮刀设备200的一个刮刀100执行刮削。现在将参照图4和图5描述能旋转多头刮刀单元210、210的两个不同的示例性实施例。
[0107] 图4示出了根据第一示例性实施例的能旋转多头刮刀单元210’。能旋转多头刮刀单元210’具有至少两个刮刀100(对于该特定的示例性实施例:三个刮刀100),围绕能旋转多头刮刀单元210’被切向地布置在距能旋转多头刮刀单元210’的旋转轴线A的相应的径向距离T处。对于示例性实施例,刮刀100彼此等距离地间隔开120度。换句话说,对于该非限制性的示例性实施例,能旋转多头刮刀单元210’是对称的。能旋转多头刮刀单元210’包括星形轮(spider)230’,该星形轮附接到被旋转布置的轴构件240’上,该轴构件又经由支撑结构250’旋转地附接到辊式破碎机的一部分上。如前所述,每个刮刀100包括刮刀主体103和具有耐磨表面104a、104b的两个耐磨构件102a、102b。每个刮刀100都通过螺栓在专用支撑结构220处可释放地紧固到星形轮230’。在准备将能旋转多头刮刀单元210’安装在辊式破碎机1上时,螺栓连接可以使组装过程变得容易。能旋转多头刮刀单元210’还包括耐磨保护元件232’,其被构造和布置成保护星形轮230’的外围边缘免受磨损。在刮削操作期间,大量的材料将冲击能旋转多头刮刀单元210’,并且在没有耐磨保护元件232’的情况下,甚至在所有三个刮刀100到达使用寿命之前星形轮230’就有可能被不可逆地损坏。能旋转多头刮刀单元210’附接到轴构件240’上,轴构件240’可旋转地附接到支撑装置250’上。支撑装置250’被构造和布置成连接到辊式破碎机1的框架2。
[0108] 图5示出了根据第二示例性实施例的能旋转多头刮刀单元210。能旋转多头刮刀单元210还包括至少两个刮刀(对于该特定的示例性实施例:四个刮刀100a、100b、100c和100d),其围绕能旋转多头刮刀单元210被切向地布置在距能旋转多头刮刀单元210的旋转轴线A的相应的径向距离T处。刮刀100a?d被等距离地间隔开,但是不同于第一示例性实施例,第二示例性实施例的刮刀100a?d不是彼此等距离间隔开的。相反,所有四个刮刀100不均匀地分布,以便大致设置在能旋转多头刮刀单元210的一侧,使能旋转多头刮刀单元210的相对侧没有刮刀。换句话说,能旋转多头刮刀单元210是非对称的。然而,刮刀100a?d及其相关联的支撑结构220可以与图4中示出的第一示例性实施例的支撑结构相同,因此这里不再进一步描述。描述刮刀100a?d的定位的另一种方式是成排刮刀。当将新的能旋转多头刮刀单元210定位在辊式破碎机1上时,能旋转多头刮刀单元210相对于辊的包络面37被布置,使得刮刀100a定位在操作位置P。因此,刮刀100a将是执行刮削的第一刮刀。为此,刮刀100a在本文中被称为“第一排刮刀”。第一排刮刀100a之后是刮刀100b和100c,最后是刮刀100d,后者在本文中称为“最后一排刮刀”。对于图5所示的第二示例性实施例,第一排刮刀100a和最后一排刮刀100d被定位成使得这些刮刀在第一个刮刀100a的上游以大约180度的角度分开。因此,尽管在第一排刮刀100a的下游设置有刮刀100b和刮刀100c,但是没有刮刀直接布置在第一排刮刀100a的上游。设想能旋转多头刮刀单元的许多替代实施例。例如,第一排刮刀和最后一排刮刀可以被定位成使得它们在第一排刮刀的上游以至少120度的角度被分开。能旋转多头刮刀单元210的星形轮230也是非对称的,并且在其无刮刀侧呈现出仅径向向外延伸距离T的一小部分的圆形轮廓。提供具有以这种方式成形的星形轮230的非对称能旋转多头刮刀单元210提供了一种替代方式来尽量减小磨损损坏的问题。在第二个实施例中,不是如第一示例性实施例那样,通过耐磨保护元件来主动保护能旋转多头刮刀单元,而是通过设计将材料撞击闲置并等待作为操作刮刀的刮刀100的风险降到最低。能旋转多头刮刀单元210可释放地附接到轴构件240。使用快速紧固件提供可释放的附接可能是有益的,因为这将减少更换能旋转多头刮刀单元210的时间。这种可释放的紧固装置可以是例如凸缘连接或衬套。衬套可以是例如锥形衬套、XT衬套或QD衬套。对于本文公开的第二示例性实施例,使用了QD衬套234。这种QD衬套234在本领域中是众所周知的,因此在此不再进一步描述。轴构件240可旋转地附接到支撑装置250上,为了清楚起见,图5中省略了支撑装置
250,但是稍后将参照图8和图9对其进行详细描述。支撑装置250被构造和布置成连接到辊式破碎机1的框架2。
[0109] 本公开概念的能旋转多头刮刀单元210、210’的优点在于:可以在辊式破碎机1的磨辊3上相对有限的空间内提供操作刮刀和一系列备用刮刀。可以设想,根据辊式破碎机1的类型,能旋转多头刮刀单元210、210’可以相对于磨辊3被布置在不同的位置。这在图6中示出,其公开了第一示例性实施例的位于约七点钟方向的能旋转多头刮刀单元210’,即位于辊3的下端,并且在图7中示出了第二示例性实施例的位于约十一点钟方向的能旋转多头刮刀单元210,即位于磨辊3的上端。[0110] 现将参照图8和图9描述刮刀设备的两个示例性实施例,即刮刀设备200’和200。两个刮刀实施例之间的唯一区别在于:第一实施例中图8A和图8B中的刮刀设备200’配备有图4的能旋转多头刮刀单元210’,而在第二实施例中图9A和图9B中的刮刀设备200配备有图5的能旋转多头刮刀单元210。由于这两个实施例具有如此多的共同特征,因此在此将一起描述。
[0111] 能旋转多头刮刀单元210’和能旋转多头刮刀单元210均可通过QD衬套234可释放地附接在轴构件240上。轴构件240从第一端241延伸到第二端242,其中能旋转多头刮刀单元210、210被布置在第一端241处,轴构件240在第二端242处连接到旋转致动器202,这将在后面详细描述。[0112] 如图8A和图8B所示,轴构件240是阶梯轴。轴构件240具有连接到第一端241的第一轴部分243和连接到第二端242的第二轴部分244。第一轴部分243具有第一轴直径D1,第二轴部分244具有第二轴直径D2。第一轴直径D1小于第二轴直径D2,并且轴构件240在环形表面245与第一轴部分243之间的相交处具有基本上横向于旋转轴线A的环形表面245。将在下面描述环形表面245的目的。[0113] 刮刀设备200’、200还包括支撑装置250,其被布置成至少部分环绕轴构件240,并进一步被布置成连接到辊式破碎机1的框架2上。支撑装置250包括安装在安装板258上的支架252。安装平面258又连接到支撑结构64,支撑结构64通过支撑杆66连接到辊式破碎机1的框架2。(见图9A和图9B)。在图9A和图9B中还可以看到防尘罩62的一部分,能旋转多头刮刀单元210设置在防尘罩62内。然而,如本领域技术人员容易理解的,刮刀设备200不由防尘罩62支撑。其延伸穿过防尘罩62的开口63,但完全由框架2支撑。
[0114] 支架252在其相对两侧有通孔254,轴构件240延伸穿过通孔254。支架252呈现出内部空间,在该内部空间中容纳第一制动装置B1,该第一制动装置被构造成通过对轴构件240施加径向向内的压力来阻止和/或限制能旋转多头刮刀单元210在刮削操作期间的旋转。第一制动装置B1包括摩擦元件262,该摩擦元件被布置成围绕轴构件240的第二轴部分244以便与之相抵触。第一制动装置B1还包括由弹性材料(例如橡胶或聚氨酯)制成的支撑元件264。支撑元件264环绕摩擦元件262,并且被布置在支撑结构253内,对于示例性实施例,支撑结构253形成支架252的一部分。支撑结构253至少部分地包围支撑元件264,从而用于在径向向外和轴向地朝向齿轮箱270的方向上在空间上约束支撑元件264。通过将支架盖255拧紧到支架252上,支撑元件264从外部被压缩。支撑元件264的这种压缩将影响其弹性材料,使得其在其他方向(即轴向朝向齿轮箱270,径向向外和径向向内朝向摩擦元件262)上膨胀。由于支撑结构253有效地阻止了任何轴向和径向向外的膨胀,最终结果将是支撑元件
264压缩摩擦元件262,这又将压力施加到轴构件240上。如本领域技术人员容易理解的,这将在机械系统中产生潜在的旋转阻力或阻尼,从而提供第一制动装置B1。最后,支架盖255具有通孔256,其直径小于相邻设置的支架252的通孔254b的直径。通孔256的直径被选择为匹配第一轴部分243的第一轴直径D1,而通孔254a和254b被选择为匹配第二轴部分244的第二轴直径D2。重要的是,通孔256的直径小于第二轴直径D2。这允许当相对于支架252拧紧支架盖255(轴构件240由齿轮箱270从相对侧保持,将在下文中描述齿轮箱270)时,使用支架盖255将轴构件240重新约束在支撑装置250内(从而在辊式破碎机上)。
[0115] 旋转致动器202包括齿轮箱270和操纵轮279。操纵轮279附接到齿轮箱270的驱动轴277上,并用于以旋转运动的形式向刮刀设备200提供动能,以在需要将磨损后的刮刀(例如,前一排刮刀100a)更换为下一排刮刀(在该示例中:刮刀100b)时使能旋转多头刮刀单元210旋转。齿轮箱270包括将驱动轴277与轴构件240机械互连的齿轮组272。齿轮箱270还包括壳体271,该壳体支撑齿轮组并保护齿轮组免受可能损坏齿轮组272的外来物体的影响。
为了清楚起见,在图8A中仅部分地示出了壳体271,并且在图9A和图9b中也示出了壳体271。
传动系统272包括附接到驱动轴277的驱动齿轮273。驱动齿轮273与第一惰轮274接合,第一惰轮274的齿轮直径大于驱动齿轮273的齿轮直径,从而提供大于1的传动比。第一惰轮274被布置在惰轮轴278上的第一端处,第二惰轮275被布置在惰轮轴278上的第二端处。如图8A所示,第二惰轮275是蜗杆,或者有时是蜗杆螺钉,其是螺杆形式的齿轮。第二惰轮275与连接到轴构件240的从动齿轮276接合。从动齿轮276是与蜗杆啮合的蜗轮。第二惰轮275和从动齿轮276有时一起被称为蜗杆传动。在齿轮箱270中提供蜗杆传动的目的有两个:首先,蜗杆传动将允许旋转轴线相对于轴构件240改变90度,由于例如空间限制,这对于一些应用可能是有益的;其次,蜗杆传动提供了相对较大的传动比,这也是有益的,这将在下文中解释。
[0116] 齿轮组272的(总)传动比被定义为驱动齿轮273的转数与从动齿轮276的转数的比值。这意味着大于1的传动比允许由对驱动齿轮273施加较低的扭矩而引起的较高转数转换为对从动齿轮276施加的较高扭矩的较低转数。具有传动比大于1的齿轮组272的齿轮箱270可能是有益的,原因有几个。首先,如前所述,其提供了一种将低扭矩旋转转换成高扭矩旋转的方法。这可能是有利的,因为其允许用手(在示例性实施例中是通过操纵轮279)操纵能旋转多头刮刀单元210。然而,刮刀设备200的齿轮箱270还具有另一个功能:其构成制动装置,在此称为第二制动装置B2。如本领域技术人员容易理解的,在阻止和/或限制旋转的意义上,任何齿轮箱都将提供一定程度的制动。该功能是由传动系统中的摩擦力和惯性力引起的。然而,齿轮组作为制动器的能力随着传动比的增加而增加(这就是为什么我们在停车后倾向于使用倒档或一档,倒档和一档具有最大的传动比)。换句话说,传动比将影响齿轮箱270可以提供给能旋转多头刮刀单元210的制动力水平。具体而言,制动力将随着齿轮组272的传动比的增加而增加。
[0117] 再次转向最清楚地说明了这些特征的图8A,刮刀设备200’、200还可包括棘轮装置280形式的第三制动装置B3。棘轮装置280设置在惰轮轴278的一端,并且包括附接到惰轮轴
278的棘轮281和可枢转地设置在齿轮箱270中的棘爪283。棘爪283通过弹簧284被偏压向棘轮281。棘轮281包括多个不对称的齿282,每个齿在一个边缘上具有适度的斜度,在另一个边缘上具有更陡的斜度。当齿282沿相反(向后)方向移动时,棘爪283将抓住其遇到的第一齿282的陡峭的倾斜边缘,从而将其锁定在齿282上,并阻止沿该方向的任何进一步运动。
[0118] 图10示出了根据替代示例性实施例的刮刀设备300。刮刀设备300与刮刀设备200’的不同之处在于:轴构件340一直延伸到辊式破碎机的另一侧,在此第二支撑装置205’支撑轴。从图10中可以看出,刮刀设备300包括两个能旋转多头刮刀单元310a、310b,每个能旋转多头刮刀单元310a、310b具有至少两个刮刀100,该至少两个刮刀围绕能旋转多头刮刀单元310a、310b被切向地布置在距旋转轴线a的相应的径向距离处。旋转致动器300还布置成使两个能旋转多头刮刀单元310a、310b选择性地一起旋转。如本领域技术人员容易理解的,能旋转多头刮刀单元310a、310b不能以与先前公开的示例性实施例相同的方式安装到轴构件
340上。因此,能旋转多头刮刀单元310a、310b可以由两个分开的零件组成,当横向于旋转轴线A观察时,这两个零件从轴构件340的相对两侧连接在一起。
[0119] 图11示出了根据本公开示例性实施例的与刮刀设备400一起使用的辊式破碎机1的传感器系统80。刮刀设备400类似于图8A的刮刀设备200’,但不同之处在于其还包括电动机形式的驱动单元70。驱动单元70附接到驱动轴277上,代替刮刀设备200’的手动操纵轮279。传感器系统80包括传感器82和控制单元500,传感器82用于监控刮刀设备400的状况,控制单元500可操作地连接到传感器系统80和驱动单元70。如图11所示,传感器系统80从两侧监控能旋转多头刮刀单元210’的状况。传感器82可以包括例如光学传感器(诸如基于激光的光学传感器)。传感器82可以替代地或附加地包括非光学传感器,例如微波传感器、雷达传感器或任何其他适合于该任务的非光学传感器。这是有利的,因为其允许自动确定何时需要更换磨损的刮刀100。可以设想,可以在辊式破碎机1的操作期间进行这种更换操作,因此消除了辊式破碎机停机的需要。此外,传感器系统80可以允许关于何时必须关闭辊式破碎机1以更换完全磨损的能旋转多头刮刀单元210’的改进预测。例如,传感器系统80可以被构造成确定至少两个刮刀中有多少刮刀100仍可用于刮削。
[0120] 最后,将参照图12详细描述本公开的刮刀设备的一方面,图12示出了图11中的能旋转多头刮刀单元210’和辊3。对于这一方面来说,特定的辊和/或能旋转多头刮刀单元并不重要,并且这应当被解释为仅仅是示例性实施例。本公开的刮刀设备的固有优点在于:能旋转多头刮刀单元允许通过调节能旋转多头刮刀单元的角度位置来调节执行刮削操作的刮刀(即,操作刮刀)与辊的包络面之间的距离。刮刀设备的这种内置调节能力可以允许调节允许留在辊的包络面上的积聚材料的厚度。还可以消除将所有刮刀安装到能旋转多头刮刀上以与旋转轴线具有相同径向距离的需要。此外,其可以补偿刮刀的磨损,这将在下文中解释。[0121] 刮刀(例如图12所示的刮刀100)在刮削操作期间会受到磨损。因此,刮刀100的径向延伸部T(即距能旋转多头刮刀单元210’的旋转轴线A的径向距离)将在刮刀100的使用寿命期间逐渐减小。这将导致凸缘36处的积聚材料41随着时间逐渐变厚。换句话说,即使操作刮刀100连续执行积聚材料41的有效刮削,刮削操作在时间上也不会一致。通过调节能旋转多头刮刀单元210’的角度位置,操作刮刀100可以移动到更靠近包络面37的位置,从而补偿磨损对刮刀100的径向延伸部T的影响。[0122] 这在图12中分别通过两个不同的操作位置P1和P2示出。当刮刀100首先被定位在操作位置时、即当能旋转多头刮刀单元210’被选择性地旋转以将刮刀100布置成与积聚材料41接触时,刮刀100被布置在距离辊3的包络面37的距离H1处。这在图12中示出为第一操作位置P1(由在虚线轮廓中限定刮刀100的角度位置的线P1指示)。当刮刀100在操作期间已经被部分磨损时(未示出),能旋转多头刮刀单元210’选择性地旋转角度G至第二操作位置P2,在该位置刮刀100替代地设置在距辊3的包络面37的距离H2处(如刮刀100的未磨损状态所限定)。需要强调的是,这里的距离H1和H2是针对未磨损的刮刀100而定义的。如本领域技术人员容易理解的,如果被磨损,刮刀100在第二操作位置P2不会到达距离H2。相反,刮刀100可以在其磨损状态下,例如在第二操作位置P2也可以达到距离H1,或接近距离H1。
[0123] 本领域技术人员意识到,本公开决不限于上述优选实施例。相反,在所附权利要求的范围内可以进行许多修改和变型。此外,通过研究附图、公开内容和所附权利要求,本领域技术人员在实践权利要求时可以理解和实现所公开的实施例的变型。[0124] 实施例[0125] 实施例1.一种用于辊式破碎机的刮刀设备,包括:[0126] 能旋转多头刮刀单元,具有至少两个刮刀,所述至少两个刮刀围绕所述能旋转多头刮刀单元被切向地布置在距所述能旋转多头刮刀单元的旋转轴线相应的径向距离处;[0127] 旋转致动器,被布置成使所述能旋转多头刮刀单元选择性地旋转,以允许每次操作使用所述至少两个刮刀中的一个刮刀;以及[0128] 至少一个制动装置,被配置成在所述至少两个刮刀中的一个刮刀的操作期间阻止和/或限制所述能旋转多头刮刀单元的旋转。[0129] 实施例2.根据实施例1所述的刮刀设备,其中,所述能旋转多头刮刀单元包括至少三个刮刀,所述至少三个刮刀围绕所述能旋转多头刮刀单元被切向地布置在距所述旋转轴线相应的径向距离处。[0130] 实施例3.根据实施例1或2所述的刮刀设备,其中,第一排刮刀和最后一排刮刀被定位成在所述第一排刮刀的上游以至少120度的角度分开。[0131] 实施例4.根据实施例1或2所述的刮刀设备,其中,第一排刮刀和最后一排刮刀被定位成在所述第一排刮刀的上游以至少180度的角度分开。[0132] 实施例5.根据实施例1至4中任一者所述的刮刀设备,其中,所述能旋转多头刮刀单元能释放地设置在所述刮刀设备中,以允许所述能旋转多头刮刀单元的更换。[0133] 实施例6.根据实施例1至5中任一者所述的刮刀设备,还包括轴构件,所述轴构件具有第一端和第二端并且被能旋转地布置,其中所述能旋转多头刮刀单元被附接到所述轴构件的第一端,并且其中所述旋转致动器被布置在所述轴构件的第二端处。[0134] 实施例7.根据实施例6所述的刮刀设备,还包括支撑装置,所述支撑装置被布置成至少部分地环绕所述轴构件,并且还被布置成连接到所述辊式破碎机的框架。[0135] 实施例8.根据实施例7所述的刮刀设备,其中,所述至少一个制动装置中的第一制动装置由所述支撑装置支撑,并且其中所述第一制动装置包括摩擦元件,所述摩擦元件被配置为选择性地与所述轴构件或附接到所述轴构件的接合元件接合,从而阻止和/或限制所述能旋转多头刮刀单元的旋转。[0136] 实施例9.根据实施例8所述的刮刀设备,其中,所述摩擦元件是弹性的,或者附接到弹性的支撑元件上,并且其中所述第一制动装置还包括支撑结构,该支撑结构被构造和布置成至少部分地包围所述摩擦元件或所述支撑元件。[0137] 实施例10.根据实施例1至9中任一者所述的刮刀设备,其中,所述旋转致动器包括齿轮箱。[0138] 实施例11.根据实施例10所述的刮刀设备,其中,所述齿轮箱被配置为用作所述至少一个制动装置的第二制动装置。[0139] 实施例12.根据实施例11所述的刮刀设备,其中,所述齿轮箱包括传动比大于1的齿轮组。[0140] 实施例13.根据实施例1至12中任一者所述的刮刀设备,其中,所述至少一个制动装置的第三制动装置是棘轮装置。[0141] 实施例14.根据实施例1至13中任一者所述的刮刀设备,其中,所述刮刀设备还包括驱动单元,所述驱动单元被布置成向所述旋转致动器提供动能,用于所述能旋转多头刮刀单元的选择性旋转。[0142] 实施例15.根据实施例1至14中任一者所述的刮刀设备,其中,所述刮刀设备具有旋转分度能力,用于使所述能旋转多头刮刀单元在预定的角度位置之间选择性地旋转。[0143] 实施例16.一种辊式破碎机,具有大致平行的、被布置成沿相对方向旋转且由间隙分开的两个辊,每个辊具有两端,所述辊式破碎机包括:[0144] 凸缘,附接到所述辊的其中一个辊的其中一端,[0145] 所述凸缘沿所述辊的径向方向延伸,并且[0146] 所述凸缘具有通过所述辊的包络面的延伸部(E),[0147] 其中所述辊式破碎机还包括根据实施例1至15中任一者所述的刮刀设备,其中所述能旋转多头刮刀单元被布置成使得所述至少两个刮刀中的一个刮刀通过所述旋转致动器能选择性地定位在具有凸缘的辊的一端,并且通过所述至少一个制动装置阻止和/或限制相对于所述辊移动,从而至少部分地允许去除积聚在所述凸缘上和/或邻近所述凸缘的所述辊的端部的所述包络面上的材料。[0148] 实施例17.根据实施例16所述的辊式破碎机,其中,所述辊式破碎机包括两个凸缘,所述两个凸缘被附接到所述两个辊的其中一个辊的相对两端,并且其中根据实施例1所述的刮刀设备被布置在所述具有凸缘的辊的每一端。[0149] 实施例18.一种操作用于研磨粒状材料的辊式破碎机的方法,其中所述辊式破碎机具有大致平行的、被布置成沿相对方向旋转且由间隙分开的两个辊,每个辊具有两端,所述辊式破碎机包括:[0150] 凸缘,附接到所述辊的其中一个辊的其中一端,[0151] 所述凸缘沿所述辊的径向方向延伸,并且[0152] 所述凸缘具有超过所述辊的包络面的延伸部(E),[0153] 其中所述辊式破碎机还包括根据实施例1所述的刮刀设备,其中所述能旋转多头刮刀单元被布置成使得所述至少两个刮刀中的一个刮刀通过所述旋转致动器能选择性地定位在具有凸缘的辊的一端,并且通过所述至少一个制动装置阻止和/或限制相对于所述辊移动;其中所述方法至少包括以下步骤:[0154] 通过所述至少两个刮刀中的一个刮刀,至少部分地去除积聚在所述凸缘上和/或邻近所述凸缘的所述辊的端部处的所述包络面上的材料。[0155] 实施例19.根据实施例18所述的方法,还包括以下步骤:[0156] 旋转所述多头刮刀单元,使得所述至少两个刮刀中的一个刮刀与所述至少两个刮刀中的另一个刮刀在所述具有凸缘的辊的一端互换。[0157] 实施例20.根据实施例18或19所述的方法,还包括以下步骤:[0158] 旋转所述能旋转多头刮刀单元,使得所述至少两个刮刀中的一个刮刀从第一操作位置移动到第二操作位置,其中在所述至少两个刮刀中的一个刮刀与在所述至少两个刮刀中的一个刮刀的未磨损状态下所限定的包络面之间的距离在所述第一操作位置比在所述第二操作位置大。[0159] 实施例21.根据实施例19或20所述的方法,其中,所述刮刀设备还包括驱动单元,所述驱动单元被布置成向旋转致动器提供动能,用于能旋转多头刮刀单元的选择性旋转,并且其中所述方法还包括:[0160] 通过所述驱动单元旋转所述多头刮刀单元。[0161] 实施例22.根据实施例21所述的方法,其中,所述辊式破碎机还包括用于监控所述刮刀设备的状况的传感器系统、以及能操作地连接到所述传感器系统和所述驱动单元的控制器,并且其中该方法还包括:[0162] 所述控制单元基于来自所述传感器系统的输出数据来控制所述多头刮刀单元的旋转。
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“用于辊式破碎机的刮刀设备及辊式破碎机” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
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