(57)【要約】  入力物質粒子のサイズを低減するための粉砕機であって、粉砕機は、ハウジングと、ロータアーム、およびロータアームと協働して粉砕機内の気流を偏向して、内部チャンバ内に少なくとも2つの重なり合う渦を形成し、双方の重なり合う渦における浮遊状態の入力物質粒子が互いに衝突し、それによって粉砕されるようにする、少なくとも1つの気流偏向器を有する回転可能なシャフトとを備える、粉砕機;また、ハウジングの外側構造壁に取り付けられ、外側構造壁に沿って延びる複数のハウジングライナ部分を含むハウジングライナを備える粉砕機;また、複数の壁セクションを含む外側構造壁を有するハウジング側壁を備える粉砕機;また、傾斜したロータアームを有する粉砕機、および取り外し可能な摩耗パッドを有するロータアームを備える粉砕機;また、粉砕機等のベッセルのための固化防止デバイス。
2021531970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端および下端を有するハウジングであって、前記ハウジングは、微粉化するための入力材料を受けるために前記上端に向かって配置された入口と、前記ハウジングから粉砕された入力材料を排出するために前記下端に向かって配置された出口とを更に有し、前記ハウジングは、前記上端と前記下端との間に延び、内部チャンバを画定するハウジング側壁を備え、前記ハウジングは中心ハウジング軸を有する、ハウジングと、
前記中心ハウジング軸に沿って前記ハウジングの前記上端と前記下端との間に延びる回転可能なシャフトと、
前記回転可能なシャフトが回転するときに、前記内部チャンバ内で前記中心ハウジング軸を中心に旋回する気流を形成するために、前記回転可能なシャフトから前記ハウジング側壁に向かって外方に延びる少なくとも1つのロータアームと、
前記ハウジング側壁から前記内部チャンバ内に内方に延びる少なくとも1つの気流偏向器であって、前記少なくとも1つの気流偏向器は、前記少なくとも1つのロータアームと協働して、前記少なくとも1つのロータアームによって発生させた前記気流を偏向して、前記内部チャンバ内に少なくとも2つの重なり合う渦を形成し、双方の重なり合う渦における浮遊状態の入力物質粒子が互いに衝突し、それによって粉砕されるようにする、気流偏向器と、
を備える、粉砕機。
【請求項２】
各偏向器は、細長く、前記中心ハウジング軸に対し平行に延びる、請求項1に記載の粉砕機。
【請求項３】
各ロータアームは、前記中心ハウジング軸を通って直交して延びる回転面に沿って延び、各偏向器は前記回転面に交差する、請求項1または2に記載の粉砕機。
【請求項４】
各偏向器は、前記ハウジング側壁から離れて、前記内部チャンバ内に内方に延びる、流れに面する偏向面を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項５】
前記流れに面する偏向面は平面である、請求項4に記載の粉砕機。
【請求項６】
前記流れに面する偏向面は、約1°〜約89°の角度、および任意選択で30°〜60°の角度で前記ハウジング側壁の内面に対し角度をなす、請求項5に記載の粉砕機。
【請求項７】
各偏向器は、前記ハウジング側壁から離れて、前記内部チャンバ内に内方に延びる、反対側の偏向面を更に備え、前記流れに面する偏向面および前記反対側の偏向面は、互いに向かって収束し、前記ハウジング側壁から内方に離間した頂点において合わさる、請求項4〜6のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項８】
前記頂点は、約15cm〜約25cm、および任意選択で約20cmの径方向距離だけ前記中心ハウジング軸に向かって前記ハウジング側壁から離間される、請求項7に記載の粉砕機。
【請求項９】
前記頂点は、約1cm〜約5cmの径方向距離だけ前記ロータアームの先端から離間される、請求項7または8に記載の粉砕機。
【請求項１０】
各偏向器は、前記ハウジングの半径に沿って延びる対称軸を中心に実質的に対称である、請求項7〜9のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項１１】
前記反対側の面は、約1°〜約89°の角度、および任意選択で、30°〜60°の角度で前記ハウジング側壁の内面に対し角度をなす、請求項7〜10のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項１２】
前記偏向器は、前記中心ハウジング軸の周りでアジマス方向に互いに実質的に均等に離間される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項１３】
前記少なくとも1つの気流偏向器は、複数の気流偏向器を含み、前記少なくとも1つのロータアームは複数のロータアームを含み、前記気流偏向器の数は、前記ロータアームの数に等しい、請求項1〜12のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項１４】
前記少なくとも1つの気流偏向器は2つ以上の気流偏向器を含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項１５】
前記少なくとも1つの気流偏向器は、2つ〜8つの偏向器を含み、任意選択で、6つの気流偏向器を含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項１６】
前記ハウジング側壁から内方に、前記ハウジング側壁の周りを周方向に延びる少なくとも1つの棚を更に備え、各棚は、前記棚の上で前記入力物質粒子を一時的に浮遊状態に維持するために、前記気流を偏向して前記棚に向かって上方に方向付けるように構成される、請求項1〜15のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項１７】
前記棚は、前記ハウジング側壁から離れて下方に延びる棚上面を含む、請求項16に記載の粉砕機。
【請求項１８】
棚上面は実質的に円錐形である、請求項16に記載の粉砕機。
【請求項１９】
棚上面は、約1°〜約89°の棚角度、より具体的には、30°〜60°の角度で前記ハウジング側壁の内面から離れるように角度をなす、請求項16に記載の粉砕機。
【請求項２０】
入力材料を粉砕するための方法であって、
前記入力材料を、粉砕機のハウジング内に前記ハウジングの上端を通じて提供するステップと、
前記ハウジングの中心ハウジング軸を中心に内部チャンバ内に円形気流を発生させるステップと、
気流発生器によって発生させた気流を偏向するステップであって、前記内部チャンバ内に少なくとも2つの重なり合う渦を形成し、双方の重なり合う渦における浮遊状態の入力物質粒子が互いに衝突し、それによって粉砕されるようにする、ステップと、
を含む、方法。
【請求項２１】
前記円形気流を発生させるステップは、前記中心ハウジング軸に沿って延びる回転可能なシャフトと、前記シャフトからハウジング側壁に向かって外方に延びる少なくとも1つのロータアームとを含む粉砕ロータアセンブリを回転させるステップを含む、請求項20に記載の方法。
【請求項２２】
前記粉砕ロータアセンブリを回転させるステップは、前記回転可能なシャフトを、約700rpm〜約1100rpmの回転速度で回転させるステップを含む、請求項21に記載の方法。
【請求項２３】
前記粉砕ロータアセンブリを回転させるステップは、前記回転可能なシャフトを、約1000rpm〜約1100rpmの回転速度で回転させるステップを含む、請求項22に記載の方法。
【請求項２４】
前記気流発生器によって発生させた前記気流を偏向するステップは、前記ハウジング側壁から前記内部チャンバ内に内方に延びる少なくとも1つの気流偏向器を用いて行われる、請求項20〜23のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
上端および下端を有するハウジングであって、前記ハウジングは、微粉化するための入力材料を受けるために前記上端に向かって配置された入口と、前記ハウジングから粉砕された入力材料を排出するために前記下端に向かって配置された出口とを更に有し、前記ハウジングは、前記上端と前記下端との間に延び、内部チャンバを画定するハウジング側壁を備え、前記ハウジングは中心ハウジング軸を有する、ハウジングと、
前記入力材料の粒子が気流内で浮遊した状態で、前記中心ハウジング軸を中心に旋回する円形気流を発生させるために前記内部チャンバ内に配設される気流発生器と、
前記気流発生器によって発生させた気流を偏向して、前記内部チャンバ内に少なくとも2つの重なり合う渦を形成し、双方の重なり合う渦における浮遊状態の入力物質粒子が互いに衝突し、それによって粉砕されるようにするために、前記ハウジング側壁から内方に延びる少なくとも1つの気流偏向器と、
を備える、粉砕機。
【請求項２６】
上端および下端を有するハウジングであって、前記ハウジングは、微粉化するための入力材料を受けるために前記上端に向かって配置された入口と、前記ハウジングから粉砕された入力材料を排出するために前記下端に向かって配置された出口とを更に有し、前記ハウジングは、前記上端と前記下端との間に延び、内部チャンバを画定するハウジング側壁を備え、前記ハウジング側壁は、
内面および外面を有する外側構造壁と、
前記外側構造壁の前記内面に対し延びるハウジングライナであって、前記ハウジングライナは、前記外側構造壁に取り付けられ、前記外側構造壁に沿って延びる複数のハウジングライナ部分を含み、各ハウジングライナ部分は、他のハウジングライナ部分と独立して前記外側構造壁から取り外し可能である、ハウジングライナと、
を備える、ハウジングと、
前記入力材料が前記入口から前記出口まで前記ハウジングを通過する際に、前記入口を介して前記ハウジング内に供給された前記入力材料を粉砕するために、前記ハウジングの前記内部チャンバ内に回転可能に装着された少なくとも1つの粉砕ロータと、
を備える、粉砕機。
【請求項２７】
各ハウジングライナ部分は、少なくとも1つの締結具を用いて前記外側構造壁に取り付けられる、請求項26に記載の粉砕機。
【請求項２８】
各ライナ部分は、前記ハウジング側壁の内面の対応する平面部分に対し延びるようにサイズ設定および成形された少なくとも1つの平面部分を含む、請求項26または27に記載の粉砕機。
【請求項２９】
前記複数のハウジングライナ部分は、前記ハウジング側壁から前記内部チャンバ内に内方に延びる棚を画定する複数の棚板を含む、請求項28に記載の粉砕機。
【請求項３０】
前記ハウジングライナ部分はガラス繊維から作製される、請求項26〜29のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項３１】
前記ハウジングライナ部分は、高密度ポリエチレン(HDPE)から作製される、請求項26〜29のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項３２】
前記ハウジングライナ部分はセラミックから作製される、請求項26〜29のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項３３】
前記ハウジングライナ部分は鋼から作製される、請求項26〜29のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項３４】
前記ハウジングライナ部分は、炭化クロムオーバーレイおよび炭化タングステンオーバーレイのうちの少なくとも1つを含む、請求項26〜29のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項３５】
前記ハウジングライナ部分はセラミックオーバーレイを含む、請求項26〜29のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項３６】
前記外側構造壁は、前記ハウジングの前記上端と前記下端との間に延び、並んで配設される複数の壁セクションを含む、請求項26〜35のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項３７】
前記粉砕機は更に、請求項1〜19のいずれか一項に規定された通りである、請求項26〜35のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項３８】
上端および下端を有するハウジングであって、前記ハウジングは、微粉化するための入力材料を受けるために前記上端に向かって配置された入口と、前記ハウジングから粉砕された入力材料を排出するために前記下端に向かって配置された出口とを更に有し、前記ハウジングは、前記上端と前記下端との間に延びるハウジング側壁を備え、前記ハウジング側壁は外側構造壁を含み、前記外側構造壁は、実質的に前記上端と前記下端との間に延び、並んで配設されて前記外側構造壁を形成する、複数の壁セクションを含む、ハウジングと、
前記入力材料が前記入口から前記出口まで前記ハウジングを通過する際に、前記入口を介して前記ハウジング内に供給された前記入力材料を粉砕するために、前記ハウジング内に回転可能に装着された少なくとも1つの粉砕ロータと、
を備える、粉砕機。
【請求項３９】
各壁セクションは、内部チャンバの方に向いた凹型の内面を有する、請求項38に記載の粉砕機。
【請求項４０】
各壁セクションは、互いに隣接して配設され、互いに対し角度をなして前記凹型の内面を画定する、複数の平面部分を含む、請求項39に記載の粉砕機。
【請求項４１】
各壁セクションの前記平面部分は、約10°〜30°の角度で互いに対し角度をなす、請求項40に記載の粉砕機。
【請求項４２】
各壁セクションは、前記凹型の内面の反対側に配置された凸型の外面を含み、各壁セクションは、前記凹型の内面から離れて延びる一対の側面フランジを更に含む、請求項40または41に記載の粉砕機。
【請求項４３】
前記側面フランジは、対応する内側パネル部分に対し、約30°〜89°の角度をなす、請求項42に記載の粉砕機。
【請求項４４】
前記壁セクションの各側面フランジは、隣接する壁セクションの対応する側面フランジに隣接して延び、前記対応する側面フランジと共に、前記ハウジング内に延びる気流偏向器を画定する、請求項42または43に記載の粉砕機。
【請求項４５】
前記ハウジング側壁は、前記外側構造壁内に配設されたハウジングライナを更に含み、前記ハウジングライナは、前記外側構造壁に沿って取り付けられ、前記外側構造壁に沿って延びる複数のハウジングライナ部分を含み、各ハウジングライナ部分は、他のハウジングライナ部分と独立して前記外側構造壁から取り外し可能である、請求項38〜44のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項４６】
前記粉砕機は更に、請求項1〜19および25〜37のいずれか一項に規定された通りである、請求項26〜35のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項４７】
上端および下端を有するハウジングであって、前記ハウジングは、微粉化するための入力材料を受けるために前記上端に向かって配置された入口と、前記ハウジングから粉砕された入力材料を排出するために前記下端に向かって配置された出口とを更に有し、前記ハウジングは、前記上端と前記下端との間に延び、内部チャンバを画定するハウジング側壁を備え、前記ハウジングは中心ハウジング軸を有する、ハウジングと、
前記入力材料が前記入口から前記出口まで前記ハウジングを通過する際に、前記入口を介して前記ハウジング内に供給された前記入力材料を粉砕するために、前記ハウジングの前記内部チャンバ内に回転可能に装着された粉砕ロータであって、前記粉砕ロータは、
前記中心ハウジング軸に沿って前記ハウジングの前記上端と前記下端との間に延びる回転可能なシャフトと、
前記回転可能なシャフトから前記ハウジング側壁に向かって外方に延びる複数のアームであって、各アームは、前記回転可能なシャフトに向かって配置された近位端と、前記回転可能なシャフトから離れて配置された遠位端とを有し、各アームは、前記アームの前記近位端および前記遠位端を通って延びる長手方向軸を有し、前記アームのうちの少なくとも1つは、前記アームのうちの少なくとも1つの長手方向アーム軸が、前記回転可能なシャフトと、前記アームのうちの少なくとも1つの前記近位端とを通って延びる対応する径方向の軸に対し角度をなすように位置決めされる、複数のアームと、
を備える、粉砕ロータと、
を備える、粉砕機。
【請求項４８】
前記アームのうちの少なくとも1つは、前記長手方向アーム軸が、約5°〜約90°の角度で前記対応する径方向の軸に対し角度をなすように位置決めされる、請求項47に記載の粉砕機。
【請求項４９】
前記粉砕ロータは、回転シャフトに接続されたロータハブを備え、前記アームは前記ロータハブから外方に延びる、請求項48に記載の粉砕機。
【請求項５０】
各ハブは、前記アームが、所与のアームに対し所定の力が加わると、前記長手方向アーム軸が前記対応する径方向の軸に対し傾動角で角度をなす第1の位置から、前記長手方向アーム軸が前記対応する径方向の軸に対し前記傾動角と異なる角度で角度をなす第2の位置に移動することを可能にするための解放機構を備える、請求項49に記載の粉砕機。
【請求項５１】
前記解放機構は、各アームが、他のアームと独立して、前記第1の位置から前記第2の位置に動くことを可能にするように構成される、請求項50に記載の粉砕機。
【請求項５２】
前記解放機構は、対応するアームを前記第1の位置に保持するように構成された少なくとも1つのメカニカルヒューズを備え、各メカニカルヒューズは、前記対応するアームに対し所定の力が加わると、前記対応するアームを解放するように適合される、請求項51に記載の粉砕機。
【請求項５３】
前記ハブは、上板および底板を含み、各アームは、前記上板および前記底板間に挟持された近位部分と、前記ハブから前記内部チャンバ内に延びる遠位部分とを含む、請求項52に記載の粉砕機。
【請求項５４】
前記アームは、前記アームと、前記上板および前記底板のうちの少なくとも一方とを通って延びる第1のコネクタおよび第2のコネクタを介して、前記上板および前記底板間で前記ハブに接続される、請求項53に記載の粉砕機。
【請求項５５】
前記第2のコネクタは前記メカニカルヒューズであり、前記メカニカルヒューズが前記アームを解放すると、前記アームは前記第1のコネクタを中心に旋回することが可能になる、請求項54に記載の粉砕機。
【請求項５６】
前記メカニカルヒューズは、前記アームに対し前記所定の力が加わると破断するように構成されたシャーピンである、請求項55に記載の粉砕機。
【請求項５７】
前記第2のコネクタは、前記第1のコネクタよりも小さな直径を有する、請求項54〜56のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項５８】
前記所定の力は、前記アームのせん断破壊力の約半分である、請求項50〜57のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項５９】
前記ハブは、前記第1のコネクタおよび前記第2のコネクタを保護するために前記第1のコネクタおよび前記第2のコネクタを少なくとも部分的に取り囲むように上板に装着された少なくとも1つのカバープレートを含む、請求項50〜58のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項６０】
前記カバープレートは、パズル接続で噛み合った第1の部分および第2の部分を含む、請求項59に記載の粉砕機。
【請求項６１】
前記粉砕ロータは、回転シャフトに接続され、前記回転シャフトに沿って互いに離間された複数のロータハブを備え、各ハブは、そこから外方に延びる1組のアームを有する、請求項47または48に記載の粉砕機。
【請求項６２】
前記粉砕機は更に、請求項1〜19および25〜46のいずれか一項に規定された通りである、請求項47〜61のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項６３】
上端および下端を有するハウジングであって、前記ハウジングは、微粉化するための入力材料を受けるために前記上端に向かって配置された入口と、前記ハウジングから粉砕された入力材料を排出するために前記下端に向かって配置された出口とを更に有し、前記ハウジングは、前記上端と前記下端との間に延び、内部チャンバを画定するハウジング側壁を備え、前記ハウジングは中心ハウジング軸を有する、ハウジングと、
前記入力材料が前記入口から前記出口まで前記ハウジングを通過する際に、前記入口を介して前記ハウジング内に供給された前記入力材料を粉砕するために、前記ハウジングの前記内部チャンバ内に回転可能に装着された粉砕ロータであって、前記粉砕ロータは、
前記中心ハウジング軸に沿って前記ハウジングの前記上端と前記下端との間に延びる回転可能なシャフトと、
前記回転可能なシャフトから前記ハウジング側壁に向かって外方に延びる複数のアームであって、各アームは、前記回転可能なシャフトに向かって配置された近位端と、前記回転可能なシャフトから離れて配置された遠位端とを有し、各アームは、その遠位端に接続された摩耗パッドを備え、前記摩耗パッドは、前記アームの回転中に粉砕機に供給される材料に衝撃を与えるように成形およびサイズ設定された前面を有する、複数のアームと、
を備える、粉砕ロータと、
を備える、粉砕機。
【請求項６４】
前記摩耗パッドは、丸められた周縁部を有する、請求項63に記載の粉砕機。
【請求項６５】
前記摩耗パッドは、前記前面および前記アームを通って延びる少なくとも1つのボルトを用いて前記アームに接続される、請求項63または64に記載の粉砕機。
【請求項６６】
前記摩耗パッドの前記前面は少なくとも1つの凹部を含み、各凹部は、前記摩耗パッドを前記アームに接続する対応するボルトのボルトヘッドを受けるように成形およびサイズ設定される、請求項65に記載の粉砕機。
【請求項６７】
前記ボルトヘッドは、前記凹部に受けられたとき、前記前面と同一平面上にある、請求項66に記載の粉砕機。
【請求項６８】
前記ボルトヘッドは、前記凹部に受けられたとき、前記前面に対し窪んでいる、請求項66に記載の粉砕機。
【請求項６９】
前記ボルトヘッドが前記対応する凹部に受けられたとき、前記ボルトヘッドの回転は阻止される、請求項66〜68のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項７０】
前記摩耗パッドは、前記アームの遠位部分に沿って延び、反対側の後方面および前方面間に画定された長さを有し、前記摩耗パッドは、前記アームの高さを超える高さを有する、請求項63〜69のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項７１】
前記アームの高さを超える前記摩耗パッドの高さは約300%以下である、請求項70に記載の粉砕機。
【請求項７２】
前記アームの高さを超える前記摩耗パッドの高さは、少なくとも約150%である、請求項70または71に記載の粉砕機。
【請求項７３】
前記摩耗パッドは、前記前面の反対側の後面を有し、前記後面上を前記パッドの長さに沿って延びるチャネルを更に備え、前記チャネルは、前記アームの遠位部分を少なくとも部分的に受けるように成形およびサイズ設定される、請求項72に記載の粉砕機。
【請求項７４】
前記パッドの前記後面は、前記チャネルの片側に設けられ、側面フランジ間を前記チャネルに沿って延びる、上部フランジおよび底部フランジを備え、前記上部フランジおよび前記底部フランジは、前記アームの遠位部分に少なくとも部分的に巻き付くように適合される、請求項73に記載の粉砕機。
【請求項７５】
前記上部フランジおよび前記底部フランジの厚みは、前記パッドの長さに沿って変動する、請求項74に記載の粉砕機。
【請求項７６】
前記上部フランジおよび前記底部フランジのうちの一方の厚みは、前記アームの前記遠位端に向かって増大し、前記上部フランジおよび前記底部フランジのうちの他方の厚みは、前記アームの前記遠位端に向かって減少する、請求項75に記載の粉砕機。
【請求項７７】
前記摩耗パッドは、前記摩耗パッドの寿命を増大させるように前記アーム上でフリップされるように構成される、請求項63〜76のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項７８】
前記パッドは、鋼およびその合金、炭化タングステン、炭化クロム、セラミック、鋳鉄からなる群から選択された耐摩耗性材料から作製される、請求項63〜77のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項７９】
前記パッドはAR鋼から作製される、請求項63〜77のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項８０】
前記摩耗パッドは、前記摩耗パッドの摩耗レベルを示すために対応する前面に設けられた１つまたは複数の摩耗インジケータを含む、請求項63〜79のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項８１】
前記摩耗インジケータは、所定の深さを有する溝および孔のうちの1つであり、前記摩耗パッドの摩耗により、少なくとも1つの摩耗インジケータの深さが減少する、請求項80に記載の粉砕機。
【請求項８２】
各アームは、そのアームに接続されたアーム保護具であって、前記ハブと前記摩耗パッドとの間に延びる、前記アームを保護するためのアーム保護具を備える、請求項63〜81のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項８３】
前記アーム保護具は、前記アーム保護具の第1の端部から延びる少なくとも1つのパッド係合要素を備え、前記摩耗パッドは、前記少なくとも1つのパッド係合要素を受けるために側面のうちの少なくとも1つに沿って設けられた１つまたは複数のパッドスロットを備える、請求項82に記載の粉砕機。
【請求項８４】
各アームは、前記ハブから離れる方に向いた保護具スロットを備え、前記アーム保護具は、前記アーム保護具の第2の端部から延び、前記アーム保護具を前記アームに接続するために前記保護具スロット内に受けられるように成形およびサイズ設定された、少なくともアーム係合要素を備える、請求項83に記載の粉砕機。
【請求項８５】
前記アーム係合要素および前記パッド係合要素は、前記アーム保護具が、前記アーム保護具の寿命を増大させるように前記アーム上でフリップされることを可能にするために、実質的に同一である、請求項84に記載の粉砕機。
【請求項８６】
前記アーム保護具は、回転中に前記アームの空気力学を増大させるための湾曲した前表面を備える、請求項85に記載の粉砕機。
【請求項８７】
前記アーム保護具は、前記アーム保護具の摩耗レベルを示すために対応する前面に設けられた１つまたは複数の摩耗インジケータを備える、請求項86に記載の粉砕機。
【請求項８８】
前記摩耗インジケータは、所定の深さを有する溝および孔のうちの1つであり、前記アーム保護具の摩耗により、少なくとも1つの摩耗インジケータの深さが減少する、請求項87に記載の粉砕機。
【請求項８９】
前記粉砕機は更に、請求項1〜19および25〜62に規定された通りである、請求項63〜88のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項９０】
上端および下端を有するハウジングであって、前記ハウジングは、微粉化するための入力材料を受けるために前記上端に向かって配置された入口と、前記ハウジングから粉砕された入力材料を排出するために前記下端に向かって配置された出口とを更に有し、前記ハウジングは、前記上端と前記下端との間に延び、内部チャンバを画定するハウジング側壁を備え、前記ハウジングは中心ハウジング軸を有する、ハウジングと、
前記入力材料が前記入口から前記出口まで前記ハウジングを通過する際に、前記入口を介して前記ハウジング内に供給された前記入力材料を粉砕するために、前記ハウジングの前記内部チャンバ内に回転可能に装着された粉砕ロータと、
前記粉砕ロータを回転させるために前記粉砕ロータに作動的に結合されたモータと、
前記ハウジングおよび前記粉砕ロータのうちの対応する1つの状態を監視するために前記ハウジングおよび前記粉砕ロータのうちの1つに装着されたセンサと、
前記センサによって検知された状態に少なくとも部分的に基づいて前記粉砕ロータの回転速度を制御するために回転アクチュエータおよび前記センサに作動的に接続されたプロセッサと、
を備える、粉砕機。
【請求項９１】
前記モータは変速モータを含む、請求項90に記載の粉砕機。
【請求項９２】
材料をハウジング本体の前記入口に供給するためのコンベアを更に備え、前記プロセッサは、前記センサによって検知された状態に基づいて前記コンベアの速度を制御するように前記コンベアに作動的に接続される、請求項90または91に記載の粉砕機。
【請求項９３】
前記センサは、振動センサを含み、前記プロセッサは、振動が第1の振動閾値を超えている場合、前記コンベアおよび前記モータのうちの少なくとも一方の速度を下げるように適合される、請求項92に記載の粉砕機。
【請求項９４】
前記プロセッサは、前記振動が第2の振動閾値を超えている場合、前記粉砕ロータの回転を停止するように適合される、請求項93に記載の粉砕機。
【請求項９５】
前記プロセッサは、前記内部チャンバ内の圧力を制御するように構成される、請求項90〜94のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項９６】
前記ハウジングに作動的に結合された集塵システムを更に備え、前記プロセッサは、前記センサによって検知された状態に基づいて前記集塵システムを制御するために前記集塵システムに作動的に接続される、請求項90〜95のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項９７】
前記粉砕ロータは、回転可能なシャフトと、前記回転可能なシャフトから前記ハウジング側壁に向けて外方に延びる複数のアームとを備え、前記センサは、前記回転可能なシャフトの回転速度を監視するために前記回転可能なシャフトに作動的に結合された回転可能なシャフト速度センサを含む、請求項90〜96のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項９８】
前記プロセッサは、前記粉砕機の性能に基づいて、アームの周りの材料の巻き付きを検出するように適合される、請求項90〜97のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項９９】
前記アームの周りの材料の巻き付きを検出すると、前記プロセッサは、前記巻き付いた材料を取り除くために、回転シャフトの回転方向を逆にするように適合される、請求項98に記載の粉砕機。
【請求項１００】
前記粉砕機は更に、請求項1〜19および25〜89のいずれか一項に規定された通りである、請求項90〜99のいずれか一項に記載の粉砕機。
【請求項１０１】
材料を処理するためのベッセルであって、
前記ベッセルの少なくとも一部を画定する壁であって、前記壁は、前記ベッセルの内部チャンバの方に向いた内面を備え、前記内面は、前記ベッセル内に、前記材料の処理中に固化した材料を受ける、壁と、
前記壁内に延びる固化防止デバイスであって、
前記内面を越えて前記壁内に窪み、内部空洞を有するケーシングと、
前記内部空洞内から前記ベッセルの前記内部チャンバに向けて押圧力を発生させ、前記固化した材料の後ろから、前記固化した材料を前記壁から離して前記内部チャンバ内に押すために前記ケーシングに結合された押圧力発生器と、
を備える、固化防止デバイスと、
を備える、ベッセル。
【請求項１０２】
前記押圧力発生器は、前記ケーシングの前記空洞内に設けられた、閉位置と開位置との間で変位可能な固体構成要素を備え、ここで前記固体構成要素は、固化した材料の一部分を押し、この一部分を前記壁の前記内面から離すように変位させる、請求項101に記載のベッセル。
【請求項１０３】
前記固体構成要素は、前記開位置において前記固化した材料の一部分を押すプランジャヘッドを有するプランジャを備える、請求項102に記載のベッセル。
【請求項１０４】
前記固体構成要素は、前記ケーシング内で軸方向に、かつ前記壁に対し垂直に、前記閉位置と前記開位置との間で動くように構成される、請求項102または103に記載のベッセル。
【請求項１０５】
前記押圧力発生器は、前記固化した材料の除去を支援する流体流を提供するように構成された流体入口を更に備える、請求項102〜104のいずれか一項に記載のベッセル。
【請求項１０６】
前記流体入口は、前記固体構成要素が前記開位置にあるとき、前記固体構成要素と前記ケーシングとの間の間隙として形成される、請求項105に記載のベッセル。
【請求項１０７】
前記押圧力発生器は、
流体流を供給するように構成された流体供給部と、
前記ケーシングに結合され、前記流体供給部と流体連通する流体入口であって、前記流体入口は、閉構成と開構成との間で動作するように構成され、ここで、流体は、前記流体入口を通って、前記壁の内面と前記固化した材料との間に入り、前記固化した材料の一部分を押して、この一部分を前記壁の前記内面から離すように変位させる、流体入口と、
を備える、請求項101に記載のベッセル。
【請求項１０８】
前記押圧力発生器は、前記ケーシングの前記内部空洞内に設けられた、閉位置と開位置との間で変位可能な固体構成要素を更に備え、ここで、前記固体構成要素は、固化した材料の一部分を押し、この一部分を前記壁の前記内面から離すように変位させ、前記開位置において、前記固体構成要素と前記ケーシングとの間に前記流体入口を画定する間隙が形成される、請求項107に記載のベッセル。
【請求項１０９】
前記ベッセルは、内部に供給された入力材料を粉砕するための粉砕機として構成される、請求項101〜108のいずれか一項に記載のベッセル。
【請求項１１０】
前記粉砕機は、請求項1〜19および25〜100のいずれか一項に規定された通りである、請求項109に記載のベッセル。
【請求項１１１】
壁の表面から固化した材料を除去するための固化防止デバイスであって、前記デバイスは、
前記壁内に窪み、前記表面を越えて延びるケーシングであって、前記ケーシングは内部空洞を有する、ケーシングと、
前記壁から外方に前記内部空洞内から押圧力を発生させ、前記固化した材料の後ろから、前記固化した材料を前記壁から離すように押すために前記ケーシングに結合された押圧力発生器と、
を備える、固化防止デバイス。
【請求項１１２】
前記押圧力発生器は、前記ケーシングに受けられたプランジャを備え、前記プランジャは、遠位表面を有するプランジャヘッドを有し、前記プランジャは、前記プランジャヘッドが前記壁の表面に対し位置合わせされた第1の位置と、前記プランジャヘッドが、前記プランジャヘッドと前記壁の前記表面との間に間隙をもたらすように前記表面から離間された第2の位置との間で、前記ケーシング内で軸方向に移動可能である、請求項111に記載のデバイス。
【請求項１１３】
前記プランジャヘッドの前記遠位表面は、前記第1の位置にあるとき、前記壁の前記表面と同一平面上にあるように構成される、請求項112に記載のデバイス。
【請求項１１４】
前記ケーシングは、前記壁に当接する端部を有し、前記壁の前記表面と同一平面上にある端面を有する、請求項113に記載のデバイス。
【請求項１１５】
前記ケーシングの前記端面は、前記第1の位置にあるとき、前記プランジャヘッドの前記遠位表面と同一平面上にある、請求項114に記載のデバイス。
【請求項１１６】
前記プランジャは、前記第1の位置に戻るように付勢されたばねである、請求項112〜115のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１１７】
前記プランジャヘッドは、前記第1の位置にあるとき、前記ケーシング内の対応する凹部に嵌まるようにサイズ設定および成形された近位表面を含む、請求項112〜116のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１１８】
前記近位表面はテーパ状である、請求項117に記載のデバイス。
【請求項１１９】
前記押圧力発生器は、前記ケーシングの前記内部空洞と連通した流体供給部を更に含み、前記流体供給部は、前記ケーシングの前記内部空洞を通り、前記プランジャが前記第2の位置にあるときに前記間隙から出て、前記固化した材料を前記壁の前記表面から除去するのを支援する流体を提供するように構成される、請求項112〜118のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１２０】
前記流体供給部は、圧力下で前記プランジャを前記第2の位置に動かす流体を提供するように構成される、請求項119に記載のデバイス。
【請求項１２１】
前記流体は空気である、請求項119または120のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１２２】
前記流体供給部は、約40psig以下で前記間隙を通る流体を提供するように構成される、請求項119〜121のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１２３】
前記流体供給部は、予め選択された圧力の流体を提供するように構成される、請求項119〜122のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１２４】
前記流体供給部は、5〜10psigの圧力の流体を提供するように構成される、請求項123に記載のデバイス。
【請求項１２５】
前記流体供給部は、予め選択された時間にわたって圧力下で前記流体を提供するように構成される、請求項119〜124のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１２６】
前記流体供給部は、圧力下で異なる間隔で流体を提供するように構成され、前記流体は、各間隔において異なる流体圧で提供される、請求項119〜125のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１２７】
前記流体の圧力は、1つの間隔から後続の間隔まで徐々に増大する、請求項121に記載のデバイス。
【請求項１２８】
前記第2の位置にある前記プランジャを用いて前記流体の圧力を制御するように構成された制御システムを更に備える、請求項119〜127のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１２９】
前記制御システムは、処理ユニットと、少なくとも1つの弁であって、前記処理ユニットが前記少なくとも1つの弁を制御することを可能にするように前記処理ユニットに作動的に接続された、少なくとも1つの弁とを更に備える、請求項123に記載のデバイス。
【請求項１３０】
前記流体供給部は、前記第2の位置にあるとき、前記流体が、前記プランジャヘッドの面積よりも大きな面積を有する前記固化した材料の一部分を変位させるように構成される、請求項119〜129のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１３１】
粉砕機の壁の内面から固化した材料を除去する方法であって、前記壁を通り、前記粉砕機の内部に向かう押圧力発生器の軸方向の移動によって、前記固化した材料の一部分を、前記粉砕機の前記内部に向かって変位させるステップを含む、方法。
【請求項１３２】
前記押圧力発生器は、請求項111〜130のいずれか一項に規定された通りである、請求項131に記載の方法。
【請求項１３３】
請求項1〜19および25〜89のいずれか一項に規定された、および/または本明細書に説明されたかもしくは示された１つまたは複数の特徴を更に含む、請求項1〜19および25〜89のいずれか一項に記載の方法または粉砕機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術分野は、一般に、粉砕機に関し、より詳細には、入力材料を粉砕するための高速粉砕機および方法に関する。本技術分野は更に、装置の壁から固化した材料を除去するための固化防止システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉砕装置、すなわち「粉砕機」は、廃棄物材料等の固体材料を粉砕、分離、曝気および/または均質化するために用いられてきた。粉砕機は、場合によっては、鉱石等の入力材料の粒子サイズを低減する特定の産業変換動作において用いられる。
【０００３】
既存の粉砕機には、多くの場合、複数の欠点がある。いくつかの粉砕機は、入力物質粒子を所望のサイズまで低減することを可能にしない場合がある。更に、粉砕機の様々な構成要素は、材料および流動流を高速で動かすことに起因した劣化および摩耗が生じる場合があり、結果として、比較的頻繁に変更される必要がある場合がある。ドラムの側壁等のいくつかの構成要素は、損傷を受けたときに交換するのが困難である可能性があり、結果として、停止時間が増大し、これにより粉砕機の性能が低減する可能性がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
1つの態様によれば、粉砕機であって、この粉砕機は:上端および下端を有するハウジングであって、ハウジングは、微粉化するための入力材料を受けるために上端に向かって配置された入口と、ハウジングから粉砕された入力材料を排出するために下端に向かって配置された出口とを更に有し、ハウジングは、上端と下端との間に延び、内部チャンバを画定するハウジング側壁を備え、ハウジングは中心ハウジング軸を有する、ハウジングと;中心ハウジング軸に沿ってハウジングの上端と下端との間に延びる回転可能なシャフトと;回転可能なシャフトが回転するときに、内部チャンバ内で中心ハウジング軸を中心に旋回する気流を形成するために、回転可能なシャフトからハウジング側壁に向かって外方に延びる少なくとも1つのロータアームと;ハウジング側壁から内部チャンバ内に内方に延びる少なくとも1つの気流偏向器であって、少なくとも1つの気流偏向器は、少なくとも1つのロータアームと協働して、少なくとも1つのロータアームによって発生させた気流を偏向して、内部チャンバ内に少なくとも2つの重なり合う渦を形成し、双方の重なり合う渦における浮遊状態の入力物質粒子が互いに衝突し、それによって粉砕されるようにする、気流偏向器とを備える、粉砕機が提供される。
【０００５】
少なくとも1つの実施形態において、各偏向器は、細長く、中心ハウジング軸に対し平行に延びる。
【０００６】
少なくとも1つの実施形態において、各ロータアームは、中心ハウジング軸を通って直交して延びる回転面に沿って延び、各偏向器は回転面に交差する。
【０００７】
少なくとも1つの実施形態において、各偏向器は、ハウジング側壁から離れて、内部チャンバ内に内方に延びる、流れに面する偏向面を含む。
【０００８】
少なくとも1つの実施形態において、流れに面する偏向面は平面である。
【０００９】
少なくとも1つの実施形態において、流れに面する偏向面は、約1°〜約89°の偏向角度、および任意選択で30°〜60°の角度でハウジング側壁の内面に対し角度をなす。
【００１０】
少なくとも1つの実施形態において、各偏向器は、ハウジング側壁から離れて、内部チャンバ内に内方に延びる、反対側の偏向面を更に備え、流れに面する偏向面および反対側の偏向面は、互いに向かって収束し、ハウジング側壁から内方に離間した頂点において合わさる。
【００１１】
少なくとも1つの実施形態において、頂点は、約15cm〜約25cm、および任意選択で約20cmの径方向距離だけ中心ハウジング軸に向かってハウジング側壁から離間される。
【００１２】
少なくとも1つの実施形態において、頂点は、約1cm〜約5cmの径方向距離だけロータアームの先端から離間される。
【００１３】
少なくとも1つの実施形態において、各偏向器は、ハウジングの半径に沿って延びる対称軸を中心に実質的に対称である。
【００１４】
少なくとも1つの実施形態において、流れに面する偏向面は、約1°〜約89°の偏向角度、および任意選択で、30°〜60°の角度でハウジング側壁の内面に対し角度をなす。
【００１５】
少なくとも1つの実施形態において、偏向器は、中心ハウジング軸の周りでアジマス方向に互いに実質的に均等に離間される。
【００１６】
少なくとも1つの実施形態において、少なくとも1つの気流偏向器は、複数の気流偏向器を含み、少なくとも1つのロータアームは複数のロータアームを含み、気流偏向器の数は、ロータアームの数に等しい。
【００１７】
少なくとも1つの実施形態において、少なくとも1つの気流偏向器は2つ以上の気流偏向器を含む。
【００１８】
少なくとも1つの実施形態において、少なくとも1つの気流偏向器は、2つ〜8つの偏向器を含み、任意選択で、6つの気流偏向器を含む。
【００１９】
少なくとも1つの実施形態において、粉砕機は、ハウジング側壁から内方に、ハウジング側壁の周りを周方向に延びる少なくとも1つの棚を更に備え、各棚は、棚の上で入力物質粒子を一時的に浮遊状態に維持するために、気流を偏向して棚に向かって上方に方向付けるように構成される。
【００２０】
少なくとも1つの実施形態において、棚は、ハウジング側壁から離れて下方に延びる棚上面を含む。
【００２１】
少なくとも1つの実施形態において、棚上面は実質的に円錐形である。
【００２２】
少なくとも1つの実施形態において、棚上面は、約1°〜約89°の棚角度、より具体的には、30°〜60°の角度でハウジング側壁の内面から離れるように角度をなす。
【００２３】
別の態様によれば、入力材料を粉砕するための方法であって、この方法は:入力材料を、粉砕機のハウジング内にハウジングの上端を通じて提供するステップと;ハウジングの中心ハウジング軸を中心に内部チャンバ内に円形気流を発生させるステップと;気流発生器によって発生させた気流を偏向するステップであって、内部チャンバ内に少なくとも2つの重なり合う渦を形成し、双方の重なり合う渦における浮遊状態の入力物質粒子が互いに衝突し、それによって粉砕されるようにする、ステップとを含む、方法も提供される。
【００２４】
少なくとも1つの実施形態において、円形気流を発生させるステップは、中心ハウジング軸に沿って延びる回転可能なシャフトと、シャフトからハウジング側壁に向かって外方に延びる少なくとも1つのロータアームとを含む粉砕ロータアセンブリを回転させるステップを含む。
【００２５】
少なくとも1つの実施形態において、粉砕ロータアセンブリを回転させるステップは、回転可能なシャフトを、約700rpm〜約1100rpmの回転速度で回転させるステップを含む。
【００２６】
少なくとも1つの実施形態において、粉砕ロータアセンブリを回転させるステップは、回転可能なシャフトを、約1000rpm〜約1100rpmの回転速度で回転させるステップを含む。
【００２７】
少なくとも1つの実施形態において、気流発生器によって発生させた気流を偏向するステップは、ハウジング側壁から内部チャンバ内に内方に延びる少なくとも1つの気流偏向器を用いて行われる。
【００２８】
別の態様によれば、粉砕機であって、この粉砕機は:上端および下端を有するハウジングであって、ハウジングは、微粉化するための入力材料を受けるために上端に向かって配置された入口と、ハウジングから粉砕された入力材料を排出するために下端に向かって配置された出口とを更に有し、ハウジングは、上端と下端との間に延び、内部チャンバを画定するハウジング側壁を備え、ハウジングは中心ハウジング軸を有する、ハウジングと;入力材料の粒子が気流内で浮遊した状態で、中心ハウジング軸を中心に旋回する円形気流を発生させるために内部チャンバ内に配設される気流発生器と;気流発生器によって発生させた気流を偏向して、内部チャンバ内に少なくとも2つの重なり合う渦を形成し、双方の重なり合う渦における浮遊状態の入力物質粒子が互いに衝突し、それによって粉砕されるようにするために、ハウジング側壁から内方に延びる少なくとも1つの気流偏向器とを備える、粉砕機が提供される。
【００２９】
別の態様によれば、粉砕機であって、この粉砕機は:上端および下端を有するハウジングであって、ハウジングは、微粉化するための入力材料を受けるために上端に向かって配置された入口と、ハウジングから粉砕された入力材料を排出するために下端に向かって配置された出口とを更に有し、ハウジングは、上端と下端との間に延び、内部チャンバを画定するハウジング側壁を備え、ハウジング側壁は:内面および外面を有する外側構造壁と;外側構造壁の内面に対し延びるハウジングライナであって、ハウジングライナは、外側構造壁に取り付けられ、外側構造壁に沿って延びる複数のハウジングライナ部分を含み、各ハウジングライナ部分は、他のハウジングライナ部分と独立して外側構造壁から取り外し可能である、ハウジングライナとを備える、ハウジングと;入力材料が入口から出口までハウジングを通過する際に、入口を介してハウジング内に供給された入力材料を粉砕するために、ハウジングの内部チャンバ内に回転可能に装着された少なくとも1つの粉砕ロータとを備える、粉砕機が提供される。
【００３０】
少なくとも1つの実施形態において、各ハウジングライナ部分は、少なくとも1つの締結具を用いて外側構造壁に取り付けられる。
【００３１】
少なくとも1つの実施形態において、各ライナ部分は、ハウジング側壁の内面の対応する平面部分に対し延びるようにサイズ設定および成形された少なくとも1つの平面部分を含む。
【００３２】
少なくとも1つの実施形態において、複数のハウジングライナ部分は、ハウジング側壁から内部チャンバ内に内方に延びる棚を画定する複数の棚板を含む。
【００３３】
少なくとも1つの実施形態において、ハウジングライナ部分はガラス繊維から作製される。
【００３４】
少なくとも1つの実施形態において、ハウジングライナ部分は、高密度ポリエチレン(HDPE)から作製される。
【００３５】
少なくとも1つの実施形態において、ハウジングライナ部分はセラミックから作製される。
【００３６】
少なくとも1つの実施形態において、ハウジングライナ部分は鋼から作製される。
【００３７】
少なくとも1つの実施形態において、ハウジングライナ部分は、炭化クロムオーバーレイおよび炭化タングステンオーバーレイのうちの少なくとも1つを含む。
【００３８】
少なくとも1つの実施形態において、ハウジングライナ部分はセラミックオーバーレイを含む。
【００３９】
少なくとも1つの実施形態において、外側構造壁は、ハウジングの上端と下端との間に延び、並んで配設される複数の壁セクションを含む。
【００４０】
別の態様によれば、粉砕機であって、この粉砕機は:上端および下端を有するハウジングであって、ハウジングは、微粉化するための入力材料を受けるために上端に向かって配置された入口と、ハウジングから粉砕された入力材料を排出するために下端に向かって配置された出口とを更に有し、ハウジングは、上端と下端との間に延びるハウジング側壁を備え、ハウジング側壁は外側構造壁を含み、外側構造壁は、実質的に上端と下端との間に延び、並んで配設されて外側構造壁を形成する、複数の壁セクションを含む、ハウジングと;入力材料が入口から出口までハウジングを通過する際に、入口を介してハウジング内に供給された入力材料を粉砕するために、ハウジング内に回転可能に装着された少なくとも1つの粉砕ロータとを備える、粉砕機が提供される。
【００４１】
少なくとも1つの実施形態において、各壁セクションは、内部チャンバの方に向いた凹型の内面を有する。
【００４２】
少なくとも1つの実施形態において、各壁セクションは、互いに隣接して配設され、互いに対し角度をなして凹型の内面を画定する、複数の平面部分を含む。
【００４３】
少なくとも1つの実施形態において、各壁セクションの平面部分は、約10°〜30°の角度で互いに対し角度をなす。
【００４４】
少なくとも1つの実施形態において、各壁セクションは、凹型の内面の反対側に配置された凸型の外面を含み、各壁セクションは、凹型の内面から離れて延びる一対の側面フランジを更に含む。
【００４５】
少なくとも1つの実施形態において、側面フランジは、対応する内側パネル部分に対し、約30°〜89°の角度をなす。
【００４６】
少なくとも1つの実施形態において、壁セクションの各側面フランジは、隣接する壁セクションの対応する側面フランジに隣接して延び、対応する側面フランジと共に、ハウジング内に延びる気流偏向器を画定する。
【００４７】
少なくとも1つの実施形態において、ハウジング側壁は、外側構造壁内に配設されたハウジングライナを更に含み、ハウジングライナは、外側構造壁に沿って取り付けられ、外側構造壁に沿って延びる複数のハウジングライナ部分を含み、各ハウジングライナ部分は、他のハウジングライナ部分と独立して外側構造壁から取り外し可能である。
【００４８】
別の態様によれば、粉砕機であって、この粉砕機は:上端および下端を有するハウジングであって、ハウジングは、微粉化するための入力材料を受けるために上端に向かって配置された入口と、ハウジングから粉砕された入力材料を排出するために下端に向かって配置された出口とを更に有し、ハウジングは、上端と下端との間に延び、内部チャンバを画定するハウジング側壁を備え、ハウジングは中心ハウジング軸を有する、ハウジングと;入力材料が入口から出口までハウジングを通過する際に、入口を介してハウジング内に供給された入力材料を粉砕するために、ハウジングの内部チャンバ内に回転可能に装着された粉砕ロータであって、この粉砕ロータは:中心ハウジング軸に沿ってハウジングの上端と下端との間に延びる回転可能なシャフトと;回転可能なシャフトからハウジング側壁に向かって外方に延びる複数のアームであって、各アームは、回転可能なシャフトに向かって配置された近位端と、回転可能なシャフトから離れて配置された遠位端とを有し、各アームは、アームの近位端および遠位端を通って延びる長手方向軸を有し、アームのうちの少なくとも1つは、アームのうちの少なくとも1つの長手方向アーム軸が、回転可能なシャフトと、アームのうちの少なくとも1つの近位端とを通って延びる対応する径方向の軸に対し角度をなすように位置決めされる、複数のアームとを備える、粉砕ロータとを備える、粉砕機も提供される。
【００４９】
少なくとも1つの実施形態において、アームのうちの少なくとも1つは、長手方向アーム軸が、約5°〜約90°の角度で対応する径方向の軸に対し角度をなすように位置決めされる。
【００５０】
少なくとも1つの実施形態において、粉砕ロータは、回転シャフトに接続されたロータハブを備え、アームはロータハブから外方に延びる。
【００５１】
少なくとも1つの実施形態において、各ハブは、アームが、所与のアームに対し所定の力が加わると、長手方向アーム軸が対応する径方向の軸に対し傾動角で角度をなす第1の位置から、長手方向アーム軸が対応する径方向の軸に対し傾動角と異なる角度で角度をなす第2の位置に移動することを可能にするための解放機構を備える。
【００５２】
少なくとも1つの実施形態において、解放機構は、各アームが、他のアームと独立して、第1の位置から第2の位置に動くことを可能にするように構成される。
【００５３】
少なくとも1つの実施形態において、解放機構は、対応するアームを第1の位置に保持するように構成された少なくとも1つのメカニカルヒューズを備え、各メカニカルヒューズは、対応するアームに対し所定の力が加わると、対応するアームを解放するように適合される。
【００５４】
少なくとも1つの実施形態において、ハブは、上板および底板を含み、各アームは、上板および底板間に挟持された近位部分と、ハブから内部チャンバ内に延びる遠位部分とを含む。
【００５５】
少なくとも1つの実施形態において、アームは、アームと、上板および底板のうちの少なくとも一方とを通って延びる第1のコネクタおよび第2のコネクタを介して、上板および底板間でハブに接続される。
【００５６】
少なくとも1つの実施形態において、第2のコネクタはメカニカルヒューズであり、メカニカルヒューズがアームを解放すると、アームは第1のコネクタを中心に旋回することが可能になる。
【００５７】
少なくとも1つの実施形態において、メカニカルヒューズは、アームに対し所定の力が加わると破断するように構成されたシャーピンである。
【００５８】
少なくとも1つの実施形態において、第2のコネクタは、第1のコネクタよりも小さな直径を有する。
【００５９】
少なくとも1つの実施形態において、所定の力は、アームのせん断破壊力の約半分である。
【００６０】
少なくとも1つの実施形態において、ハブは、第1のコネクタおよび第2のコネクタを保護するために第1のコネクタおよび第2のコネクタを少なくとも部分的に取り囲むように上板に装着された少なくとも1つのカバープレートを含む。
【００６１】
少なくとも1つの実施形態において、カバープレートは、パズル接続で噛み合った第1の部分および第2の部分を含む。
【００６２】
少なくとも1つの実施形態において、粉砕ロータは、回転シャフトに接続され、回転シャフトに沿って互いに離間された複数のロータハブを備え、各ハブは、そこから外方に延びる1組のアームを有する。
【００６３】
別の態様によれば、粉砕機であって、この粉砕機は:上端および下端を有するハウジングであって、ハウジングは、微粉化するための入力材料を受けるために上端に向かって配置された入口と、ハウジングから粉砕された入力材料を排出するために下端に向かって配置された出口とを更に有し、ハウジングは、上端と下端との間に延び、内部チャンバを画定するハウジング側壁を備え、ハウジングは中心ハウジング軸を有する、ハウジングと;入力材料が入口から出口までハウジングを通過する際に、入口を介してハウジング内に供給された入力材料を粉砕するために、ハウジングの内部チャンバ内に回転可能に装着された粉砕ロータであって、粉砕ロータは:中心ハウジング軸に沿ってハウジングの上端と下端との間に延びる回転可能なシャフトと;回転可能なシャフトからハウジング側壁に向かって外方に延びる複数のアームであって、各アームは、回転可能なシャフトに向かって配置された近位端と、回転可能なシャフトから離れて配置された遠位端とを有し、各アームは、その遠位端に接続された摩耗パッドを備え、摩耗パッドは、アームの回転中に粉砕機に供給される材料に衝撃を与えるように成形およびサイズ設定された前面を有する、複数のアームとを備える、粉砕ロータと、を備える、粉砕機も提供される。
【００６４】
少なくとも1つの実施形態において、摩耗パッドは、丸められた周縁部を有する。
【００６５】
少なくとも1つの実施形態において、摩耗パッドは、前面およびアームを通って延びる少なくとも1つのボルトを用いてアームに接続される。
【００６６】
少なくとも1つの実施形態において、摩耗パッドの前面は少なくとも1つの凹部を含み、各凹部は、摩耗パッドをアームに接続する対応するボルトのボルトヘッドを受けるように成形およびサイズ設定される。
【００６７】
少なくとも1つの実施形態において、ボルトヘッドは、凹部に受けられたとき、前面と同一平面上にある。
【００６８】
少なくとも1つの実施形態において、ボルトヘッドは、凹部に受けられたとき、前面に対し窪んでいる。
【００６９】
少なくとも1つの実施形態において、ボルトヘッドが対応する凹部に受けられたとき、ボルトヘッドの回転は阻止される。
【００７０】
少なくとも1つの実施形態において、摩耗パッドは、アームの遠位部分に沿って延び、反対側の後方面および前方面間に画定された長さを有し、摩耗パッドは、アームの高さを超える高さを有する。
【００７１】
少なくとも1つの実施形態において、アームの高さを超える摩耗パッドの高さは約300%以下である。
【００７２】
少なくとも1つの実施形態において、アームの高さを超える摩耗パッドの高さは、少なくとも約150%である。
【００７３】
少なくとも1つの実施形態において、摩耗パッドは、前面の反対側の後面を有し、後面上をパッドの長さに沿って延びるチャネルを更に備え、チャネルは、アームの遠位部分を少なくとも部分的に受けるように成形およびサイズ設定される。
【００７４】
少なくとも1つの実施形態において、パッドの後面は、チャネルの片側に設けられ、側面間をチャネルに沿って延びる、上部フランジおよび底部フランジを備え、上部フランジおよび底部フランジは、アームの遠位部分に少なくとも部分的に巻き付くように適合される。
【００７５】
少なくとも1つの実施形態において、上部フランジおよび底部フランジの厚みは、パッドの長さに沿って変動する。
【００７６】
少なくとも1つの実施形態において、上部フランジおよび底部フランジのうちの一方の厚みは、アームの遠位端に向かって増大し、上部フランジおよび底部フランジのうちの他方の厚みは、アームの遠位端に向かって減少する。
【００７７】
少なくとも1つの実施形態において、摩耗パッドは、摩耗パッドの寿命を増大させるようにアーム上でフリップされるように構成される。
【００７８】
少なくとも1つの実施形態において、パッドは、鋼およびその合金、炭化タングステン、炭化クロム、セラミック、鋳鉄からなる群から選択された耐摩耗性材料から作製される。
【００７９】
少なくとも1つの実施形態において、パッドはAR鋼から作製される。
【００８０】
少なくとも1つの実施形態において、摩耗パッドは、摩耗パッドの摩耗レベルを示すために対応する前面に設けられた１つまたは複数の摩耗インジケータを含む。
【００８１】
少なくとも1つの実施形態において、摩耗インジケータは、所定の深さを有する溝および孔のうちの1つであり、摩耗パッドの摩耗により、少なくとも1つの摩耗インジケータの深さが減少する。
【００８２】
少なくとも1つの実施形態において、各アームは、そのアームに接続されたアーム保護具であって、ハブと摩耗パッドとの間に延びる、アームを保護するためのアーム保護具を備える。
【００８３】
少なくとも1つの実施形態において、アーム保護具は、アーム保護具の第1の端部から延びる少なくとも1つのパッド係合要素を備え、摩耗パッドは、少なくとも1つのパッド係合要素を受けるために側面のうちの少なくとも1つに沿って設けられた１つまたは複数のパッドスロットを備える。
【００８４】
少なくとも1つの実施形態において、各アームは、ハブから離れる方に向いた保護具スロットを備え、アーム保護具は、アーム保護具の第2の端部から延び、アーム保護具をアームに接続するために保護具スロット内に受けられるように成形およびサイズ設定された少なくともアーム係合要素を備える。
【００８５】
少なくとも1つの実施形態において、アーム係合要素およびパッド係合要素は、アーム保護具が、アーム保護具の寿命を増大させるようにアーム上でフリップされることを可能にするために、実質的に同一である。
【００８６】
少なくとも1つの実施形態において、アーム保護具は、回転中にアームの空気力学を増大させるための湾曲した前表面を備える。
【００８７】
少なくとも1つの実施形態において、アーム保護具は、アーム保護具の摩耗レベルを示すために対応する前面に設けられた１つまたは複数の摩耗インジケータを備える。
【００８８】
少なくとも1つの実施形態において、摩耗インジケータは、所定の深さを有する溝および孔のうちの1つであり、アーム保護具の摩耗により、少なくとも1つの摩耗インジケータの深さが減少する。
【００８９】
別の態様によれば、粉砕機であって、この粉砕機は:上端および下端を有するハウジングであって、ハウジングは、微粉化するための入力材料を受けるために上端に向かって配置された入口と、ハウジングから粉砕された入力材料を排出するために下端に向かって配置された出口とを更に有し、ハウジングは、上端と下端との間に延び、内部チャンバを画定するハウジング側壁を備え、ハウジングは中心ハウジング軸を有する、ハウジングと;入力材料が入口から出口までハウジングを通過する際に、入口を介してハウジング内に供給された入力材料を粉砕するために、ハウジングの内部チャンバ内に回転可能に装着された粉砕ロータと;粉砕ロータを回転させるために粉砕ロータに作動的に結合されたモータと;ハウジングおよび粉砕ロータのうちの対応する1つの状態を監視するためにハウジングおよび粉砕ロータのうちの1つに装着されたセンサと;センサによって検知された状態に少なくとも部分的に基づいて粉砕ロータの回転速度を制御するために回転アクチュエータおよびセンサに作動的に接続されたプロセッサとを備える、粉砕機も提供される。
【００９０】
少なくとも1つの実施形態において、モータは変速モータを含む。
【００９１】
少なくとも1つの実施形態において、粉砕機は、材料をハウジング本体の入口に供給するためのコンベアを更に備え、プロセッサは、センサによって検知された状態に基づいてコンベアの速度を制御するようにコンベアに作動的に接続される。
【００９２】
少なくとも1つの実施形態において、センサは、振動センサを含み、プロセッサは、振動が第1の振動閾値を超えている場合、コンベアおよびモータのうちの少なくとも一方の速度を下げるように適合される。
【００９３】
少なくとも1つの実施形態において、プロセッサは、振動が第2の振動閾値を超えている場合、粉砕ロータの回転を停止するように適合される。
【００９４】
少なくとも1つの実施形態において、プロセッサは、内部チャンバ内の圧力を制御するように構成される。
【００９５】
少なくとも1つの実施形態において、粉砕機は、ハウジングに作動的に結合された集塵システムを更に備え、プロセッサは、センサによって検知された状態に基づいて集塵システムを制御するために集塵システムに作動的に接続される。
【００９６】
少なくとも1つの実施形態において、粉砕ロータは、回転可能なシャフトと、回転可能なシャフトからハウジング側壁に向けて外方に延びる複数のアームとを備え、センサは、回転可能なシャフトの回転速度を監視するために回転可能なシャフトに作動的に結合された回転可能なシャフト速度センサを含む。
【００９７】
少なくとも1つの実施形態において、プロセッサは、粉砕機の性能に基づいて、アームの周りの材料の巻き付きを検出するように適合される。
【００９８】
少なくとも1つの実施形態において、アームの周りの材料の巻き付きを検出すると、プロセッサは、巻き付いた材料を取り除くために、回転シャフトの回転方向を逆にするように適合される。
【００９９】
別の実施形態によれば、材料を処理するためのベッセルであって、このベッセルは:ベッセルの少なくとも一部を画定する壁であって、壁は、ベッセルの内部チャンバの方に向いた内面を備え、内面は、ベッセル内に、材料の処理中に固化した材料を受ける、壁と;壁内に延びる固化防止デバイスであって、固化防止デバイスは;内面を越えて壁内に窪み、内部空洞を有するケーシングと;内部空洞内からベッセルの内部チャンバに向けて押圧力を発生させ、固化した材料の後ろから、固化した材料を壁から離して内部チャンバ内に押すためにケーシングに結合された押圧力発生器とを備える、固化防止デバイスとを備える、ベッセルが提供される。
【０１００】
少なくとも1つの実施形態において、押圧力発生器は、ケーシングの空洞内に設けられた、閉位置と開位置との間で変位可能な固体構成要素を備え、ここで固体構成要素は、固化した材料の一部分を押し、この一部分を壁の内面から離すように変位させる。
【０１０１】
少なくとも1つの実施形態において、固体構成要素は、開位置において固化した材料の一部分を押すプランジャヘッドを有するプランジャを備える。
【０１０２】
少なくとも1つの実施形態において、固体構成要素は、ケーシング内で軸方向に、かつ壁に対し垂直に、閉位置と開位置との間で動くように構成される。
【０１０３】
少なくとも1つの実施形態において、押圧力発生器は、固化した材料の除去を支援する流体流を提供するように構成された流体入口を更に備える。
【０１０４】
少なくとも1つの実施形態において、流体入口は、固体構成要素が開位置にあるとき、固体構成要素とケーシングとの間の間隙として形成される。
【０１０５】
少なくとも1つの実施形態において、押圧力発生器は:流体流を供給するように構成された流体供給部と;ケーシングに結合され、流体供給部と流体連通する流体入口であって、流体入口は、閉構成と開構成との間で動作するように構成され、ここで、流体は、流体入口を通って、壁の内面と固化した材料との間に入り、固化した材料の一部分を押して、この一部分を壁の内面から離すように変位させる、流体入口とを備える。
【０１０６】
少なくとも1つの実施形態において、押圧力発生器は、ケーシングの内部空洞内に設けられた、閉位置と開位置との間で変位可能な固体構成要素を更に備え、ここで、固体構成要素は、固化した材料の一部分を押し、この一部分を壁の内面から離すように変位させ、開位置において、固体構成要素とケーシングとの間に流体入口を画定する間隙が形成される。
【０１０７】
少なくとも1つの実施形態において、ベッセルは、内部に供給された入力材料を粉砕するための粉砕機として構成される。
【０１０８】
別の態様によれば、壁の表面から固化した材料を除去するための固化防止デバイスであって、このデバイスは:壁内に窪み、表面を越えて延びるケーシングであって、ケーシングは内部空洞を有する、ケーシングと;壁から外方に内部空洞内から押圧力を発生させ、固化した材料の後ろから、固化した材料を壁から離すように押すためにケーシングに結合された押圧力発生器とを備える、固化防止デバイスも提供される。
【０１０９】
少なくとも1つの実施形態において、押圧力発生器は、ケーシングに受けられたプランジャを備え、プランジャは、遠位表面を有するプランジャヘッドを有し、プランジャは、プランジャヘッドが壁の表面に対し位置合わせされた第1の位置と、プランジャヘッドが、プランジャヘッドと壁の表面との間に間隙をもたらすように表面から離間された第2の位置との間で、ケーシング内で軸方向に移動可能である。
【０１１０】
少なくとも1つの実施形態において、プランジャヘッドの遠位表面は、第1の位置にあるとき、壁の表面と同一平面上にあるように構成される。
【０１１１】
少なくとも1つの実施形態において、ケーシングは、壁に当接する端部を有し、壁の表面と同一平面上にある端面を有する。
【０１１２】
少なくとも1つの実施形態において、ケーシングの端面は、第1の位置にあるとき、プランジャヘッドの遠位表面と同一平面上にある。
【０１１３】
少なくとも1つの実施形態において、プランジャは、第1の位置に戻るように付勢されたばねである。
【０１１４】
少なくとも1つの実施形態において、プランジャヘッドは、第1の位置にあるとき、ケーシング内の対応する凹部に嵌まるようにサイズ設定および成形された近位表面を含む。
【０１１５】
少なくとも1つの実施形態において、近位表面はテーパ状である。
【０１１６】
少なくとも1つの実施形態において、押圧力発生器は、ケーシングの内部空洞と連通した流体供給部を更に含み、流体供給部は、ケーシングの内部空洞を通り、プランジャが第2の位置にあるときに間隙から出て、固化した材料を壁の表面から除去するのを支援する流体を提供するように構成される。
【０１１７】
少なくとも1つの実施形態において、流体供給部は、圧力下でプランジャを第2の位置に動かす流体を提供するように構成される。
【０１１８】
少なくとも1つの実施形態において、流体は空気である。
【０１１９】
少なくとも1つの実施形態において、流体供給部は、約40psig以下で間隙を通る流体を提供するように構成される。
【０１２０】
少なくとも1つの実施形態において、流体供給部は、予め選択された圧力の流体を提供するように構成される。
【０１２１】
少なくとも1つの実施形態において、流体供給部は、5〜10psigの圧力の流体を提供するように構成される。
【０１２２】
少なくとも1つの実施形態において、流体供給部は、予め選択された時間にわたって圧力下で流体を提供するように構成される。
【０１２３】
少なくとも1つの実施形態において、流体供給部は、圧力下で異なる間隔で流体を提供するように構成され、流体は、各間隔において異なる流体圧で提供される。
【０１２４】
少なくとも1つの実施形態において、流体の圧力は、1つの間隔から後続の間隔まで徐々に増大する。
【０１２５】
少なくとも1つの実施形態において、デバイスは、第2の位置にあるプランジャを用いて流体の圧力を制御するように構成された制御システムを更に備える。
【０１２６】
少なくとも1つの実施形態において、制御システムは、処理ユニットと、少なくとも1つの弁であって、処理ユニットがこの少なくとも1つの弁を制御することを可能にするように処理ユニットに作動的に接続された、少なくとも1つの弁とを更に備える。
【０１２７】
少なくとも1つの実施形態において、流体供給部は、第2の位置にあるとき、流体が、プランジャヘッドの面積よりも大きな面積を有する固化した材料の一部分を変位させるように構成される。
【０１２８】
別の態様によれば、粉砕機の壁の内面から固化した材料を除去する方法であって、壁を通り、粉砕機の内部に向かう押圧力発生器の軸方向の移動によって、固化した材料の一部分を、粉砕機の内部に向かって変位させるステップを含む、方法が提供される。
【０１２９】
少なくとも1つの実施形態において、押圧力発生器は上記で規定した通りである。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】実施形態による、粉砕装置の左側斜視図であり、粉砕装置のためのモータおよびハウジングを示す。
【図２】図1に示す粉砕装置の右側斜視図であり、ハウジングの下端に近接した出口を示す。
【図３】図1に示す粉砕装置の底面斜視図であり、モータおよび回転可能なシャフトを接続するベルト接続を示す。
【図４】図2に示すハウジングの断面図であり、ハウジング内に位置決めされた回転可能なシャフトおよびロータを示す。
【図５】図1に示す粉砕装置のためのハウジングの部分分解図である。
【図６】図1に示す粉砕装置のためのハウジングの上面断面図であり、ハウジング側壁に沿って回転可能なシャフトの周りに離間された複数の偏向器を示す。
【図７】図4に示すハウジングから回転可能なシャフトおよびロータが除去されたものの断面図であり、ハウジング内の様々なレベルにおいて側壁に沿って位置決めされた棚を示す。
【図８】図1に示す粉砕装置のためのハウジング内に装着された粉砕ロータの部分断面図であり、ハウジング内に発生した渦を示す。
【図９】実施形態によるハウジングの概略上面図であり、ハウジングの内部チャンバ内の重なり合う渦を示す。
【図１０Ａ】1つの実施形態による、図1に示す粉砕装置のための棚ライナ部分の斜視図である。
【図１０Ｂ】棚セクションから離間されたロータアームを有する、図10Aに示す棚ライナ部分の側面図である。
【図１１Ａ】別の実施形態による、図1に示す粉砕装置のための棚ライナ部分の斜視図であり、共に接続された図10Aに示す一対の棚セクションを示す。
【図１１Ｂ】棚ライナ部分から離間されたロータアームを有する、図11Aに示す棚ライナ部分の側面図である。
【図１２】実施形態による粉砕ロータアセンブリの斜視図であり、その粉砕ロータアセンブリに沿って垂直方向に離間された3つのロータを示す。
【図１３】実施形態による、図12に示す粉砕ロータの斜視図である。
【図１４】代替的な実施形態によるロータの上面図であり、中心ハブの周りで傾斜したロータアームを示す。
【図１５】図14に示すロータの斜視断面図であり、それぞれのコネクタを介してハブに接続されたロータアームを示す。
【図１６Ａ】実施形態による、図14に示すロータの分解図であり、単一のアームをハブに接続するために使用されるコネクタを示す。
【図１６Ｂ】図1に示す粉砕機のためのボルト保護具の上面図である。
【図１６Ｃ】図16Bに示すボルト保護具の斜視図である。
【図１６Ｄ】図16Bに示すボルト保護具の側面図であり、ボルト保護具はボルト上に装着されている。
【図１６Ｅ】図16Bに示すボルト保護具の側面図である。
【図１７】実施形態によるロータアームの斜視図であり、アームの遠位端に接続された摩耗パッドと、アーム保護具とを示す。
【図１８】実施形態による、図17に示す摩耗パッドの背面斜視図であり、摩耗パッドに沿って延びるチャネルと、異なる厚みを有するセクションとを示す。
【図１９】実施形態による、図17に示す摩耗パッドの背面斜視図であり、摩耗パッドに沿って延びるチャネルと、異なる厚みを有するセクションとを示す。
【図２０】実施形態による、アーム保護具の片側端部から延びるパッドおよびアーム係合要素を示す、図17に示すロータアームの分解図である。
【図２１】可能な実施形態による、摩耗パッドの前面斜視図であり、摩耗パッドの前面に設けられた摩耗インジケータを示す。
【図２２】可能な実施形態による、摩耗パッドの前面斜視図であり、摩耗パッドの前面に設けられた摩耗インジケータを示す。
【図２３】粉砕装置の代替的な実施形態の斜視図である。
【図２４】送り込みコンベアおよび送り出しコンベアを有する、図1に示す粉砕機の概略図である。
【図２５】実施形態による、壁の表面から固化した材料を除去するための固化防止デバイスの断面図である。
【図２６】図25に示す固化防止デバイスの前面図であり、固化防止デバイスを取り囲む内壁表面上に、取り外された固化した材料の拡張領域を生成するデバイスのプランジャヘッドを示す。
【発明を実施するための形態】
【０１３１】
例示の単純化および明瞭化のために、適当と考えられる場合には、対応するまたは類似の要素またはステップを示すために、図面間で参照番号を繰り返すことがあることは理解されよう。更に、本明細書に記載の主題の例示的な実施形態の完全な理解を与えるために、数多くの具体的な詳細が示される。しかしながら、本明細書に記載の実施形態はこれらの具体的な詳細なしで実施することができることを当業者は理解するであろう。他の例では、本明細書に記載の実施形態を不明瞭にしないように、既知の方法、手順および構成要素は詳細に説明されていない。更に、この説明は、決して本明細書に記載の実施形態の範囲を限定するものではなく、むしろ本明細に記載の様々な実施形態の実施態様を単に示すものとみなされるべきである。
【０１３２】
単純化および明瞭化のために、すなわちいくつかの参照符号で図に過度に負担をかけないように、全ての図が全ての構成要素および特徴への参照を含むとは限らず、いくつかの構成要素および特徴への参照は1つの図にしか見出されない場合があり、他の図に例示された本開示の構成要素および特徴はそれらから容易に推測することができる。述べられる実施形態、幾何学的構成、材料、および/または図に示される寸法は、任意選択であり、例示のみを目的として与えられる。
【０１３３】
更に、「上」、「下」、「上部」、「底部」、「前方」、「後方」、「左」、「右」等の位置の説明は、別段の指示がない限り、図面との関連で解釈され、使用時の粉砕機および対応する部品の位置および向きに対応する。位置の説明は限定であるとみなされるべきでない。
【０１３４】
ここで図1〜図8および図12を参照すると、1つの実施形態による粉砕機10が示されている。粉砕機10は、入力材料を受け、入力材料を粉砕または微粉化するように適合される。
【０１３５】
「粉砕する」、「粉砕」、「微粉化する」、「微粉化」という用語は、本明細書において、入力材料における粒子のサイズの低減を指すのに用いられることが理解されよう。
【０１３６】
入力材料は、完全に固体であるか、または少なくとも部分的に固体であり得る。特に、入力材料は、廃棄物、ガラス、堆肥、プラスチックフィルム、岩石、鉱石、鉱物、セメント、セラミック、金属片、またはユーザが粉砕することを望む任意の他の材料を含むことができる。
【０１３７】
示される実施形態において、粉砕機10は、基部12と、基部12の上に装着されたハウジング20とを含む。特に、ハウジング20は、基部12に接続された下端22と、下端22の反対側の上端24とを含む。ハウジング20は中空であり、粉砕が行われる内部チャンバ28を画定するように上端24および下端22間を延びるハウジング側壁26を含む。特に、ハウジング20は、入力材料を受けるように上端24に配置された入口30と、内部チャンバ28内で粉砕された後、粉砕された材料を排出することができる、下端22に配置された出口32とを含む。示される実施形態において、出口32は、粉砕された材料が、ハウジング側壁26に対し接線方向に排出されることを可能にする。出口は、異なる形で構成されてもよいことが理解されよう。例えば、出口32は、粉砕された材料を、ハウジング20から軸方向に下方に排出することができるようにハウジング20の底面に配置されてもよい。代替的に、出口32は、ハウジング20の下端22に厳密に位置決めされなくてもよく、概ね下端22に向かって位置決めされてもよいことも理解されよう。同様に、入口30は、ハウジング20の上端24に厳密に位置決めされなくてもよく、代わりに、概ね上端24に向かって配置されてもよい。
【０１３８】
示される実施形態において、ハウジング20は、概ね円筒形であり、ハウジング20の上端24と下端22との間を延びる中心ハウジング軸Hを画定する。ハウジング20は、粉砕機10が動作しているとき、中心ハウジング軸Hが実質的に垂直に延びるように配設されるように適合される。この構成において、入口30に供給される入力材料は、最終的に、重力により出口32に向かって下降する傾向にある。
【０１３９】
示される実施形態において、入力材料の粉砕は、入力材料の粒子を、内部チャンバ28内で動かし、これらの粒子が比較的高い速度で入力材料の他の粒子と衝突するようにすることを含む。より具体的には、粉砕機10は、内部チャンバ28内の中心ハウジング軸Hを中心に旋回する円形気流を発生させるように適合された気流発生器100を含む。入力材料の粒子は、実質的に、気流内で浮遊し、したがって、気流によって内部チャンバ28内で動かされる。
【０１４０】
粉砕機10は、ハウジング側壁26から内部チャンバ28内に内方に延び、気流発生器によって発生させた気流を偏向する、複数の気流偏向器200を更に備える。以下で更に説明するように、これは、気流が中心ハウジング軸Hの周りで更に旋回することを防ぎ、気流を複数の渦に強制的に分解する。
【０１４１】
示される実施形態において、気流発生器100は、内部チャンバ28内に配設された粉砕ロータアセンブリ102と、気流を発生させるために粉砕ロータアセンブリ102を回転させるために粉砕ロータアセンブリ102に作動的に結合された回転アクチュエータ104とを備える。特に、粉砕ロータアセンブリ102は、内部チャンバ28内に配置され、中心ハウジング軸Hに沿ってハウジング20の上端24と下端22との間に延びる回転可能なシャフト106と、回転可能なシャフト106が回転されるときに中心ハウジング軸Hを中心に回転するように回転可能なシャフト106に固定された複数の粉砕ロータ108a、108b、108cとを備える。
【０１４２】
回転可能なシャフト106は、ハウジングの上端24に接続された上端110と、ハウジング20の下端22に向かって配置された下端112とを含む。回転可能なシャフト106は、ハウジング20の上端24および下端22に配置されたベアリングを介してハウジング20に装着され、回転可能なシャフト106が中心ハウジング軸Hに対し回転することを可能にしながら、回転可能なシャフト106を、中心ハウジング軸Hと位置合わせされた状態に維持することができる。
【０１４３】
示される実施形態において、回転アクチュエータ104は、ハウジング20の外側に配置され、ハウジング20に隣接した基部12に装着されたモータ105を備える。
【０１４４】
更に、示される実施形態において、粉砕機10は、回転可能なシャフト106にモータ105の回転を伝達するためのトランスミッションアセンブリ114を更に備える。特に、トランスミッションアセンブリ114は、モータ105から延びる出力シャフト118と、回転可能なシャフト106の下端112とに巻き付くベルト116を含む。代替的に、ベルトではなく、トランスミッションアセンブリ114は、モータ105の出力シャフト118と回転可能なシャフト106の下端112との周りに巻き付くチェーンを代わり含んでもよい。更に別の実施形態では、トランスミッションアセンブリ114は、代わりに、互いに噛み合うギア、またはモータ105から回転可能なシャフト106への回転運動の伝達を可能にする任意の他の適切な回転伝達構成要素を含んでもよい。更に別の実施形態では、粉砕機10は、トランスミッションアセンブリを含まない場合さえある。モータ105の出力シャフト118は、代わりに、回転可能なシャフト106と同軸とし、回転可能なシャフト106を直接回転させるように回転可能なシャフト106に固定されてもよい。
【０１４５】
示される実施形態において、複数の粉砕ロータ108a、108b、108cは、ハウジング20の上端24付近に配置された上側粉砕ロータ108aと、ハウジング20の下端22付近に配置された下側粉砕ロータ108bと、上側ロータ108aと下側ロータ108bとの間に配置された中間粉砕ロータ108cとを備える。代替的に、粉砕ロータアセンブリ102は、代わりに3つより多いかまたは少ない粉砕ロータを含んでもよい。
【０１４６】
更に、示される実施形態において、粉砕ロータ108a、108b、108cは互いから離間され、中間粉砕ロータ108cは、上側粉砕ロータ108aよりも下側粉砕ロータ108bのより近くに配置される。換言すれば、中間粉砕ロータ108cは、下側粉砕ロータ108bから第1の垂直距離だけ離間され、上側粉砕ロータ108aから、第1の垂直距離よりも大きい第2の垂直距離だけ離間される。代替的に、中間粉砕ロータ108cは、下側粉砕ロータ108bよりも上側粉砕ロータ108aの近くに位置決めされてもよく、または上側ロータ108aおよび下側ロータ108bから当距離にあってもよい。
【０１４７】
各粉砕ロータ108a、108b、108cは、ロータハブ120と、ロータハブ120から外方にハウジング側壁26に向かって延びる複数のロータアーム122とを備える。回転可能なシャフト106は、ロータアーム122が、中心ハウジング軸Hを通って直交して延びる回転面R(図10Bに最も良好に示される)に配設されるように、ロータハブ120を通って延びる。したがって、この構成において、回転可能なシャフト106が回転されるとき、ロータアーム122は回転面Rに留まり、回転面Rに沿って移動する。代替的に、回転面に全てが配設されるのではなく、ロータアーム122は代わりに、回転可能なシャフト106に対し上方または下方に角度をなしてもよい。更に別の実施形態では、ロータアーム122は、代わりに、1つまたは複数のアームアクチュエータを用いて手動でまたは自動的に、ロータアーム122を所望に応じて選択的に上方および下方に角度付けすることができるように、回転可能なシャフト106に旋回可能に接続されてもよい。
【０１４８】
示される実施形態において、複数の気流偏向器200は、実質的に互いに類似し、中心ハウジング軸Hの周りに互いにアジマス方向に(すなわち、ハウジング側壁26の周囲に沿って)実質的に均等に離間された、6つの偏向器200を含む。代替的に、全ての偏向器200が互いに類似していなくてもよく、互いに均等に離間されていなくてもよく、かつ/または粉砕機10は6つよりも多いかまたは少ない偏向器を含んでもよい。例えば、粉砕機10は、2つ〜8つの偏向器200を含むことができる。
【０１４９】
示される実施形態において、各偏向器200は細長く、ハウジング軸Hに対し実質的に平行に延びる。特に、ハウジング20は、中心ハウジング軸Hが実質的に垂直に延びるように位置決めされるため、偏向器200も実質的に垂直方向に延びる。
【０１５０】
図5〜図7に最も良好に示すように、各偏向器200は、ハウジング20の上端24に向かって配置された上端202と、ハウジング20の下端22に向かって配置された下端204とを備える。示される実施形態において、各偏向器200は、上側粉砕ロータ108aおよび中間粉砕ロータ108cの回転面Rと交差するように位置決めされる。より具体的には、偏向器200の上端202は、上側粉砕ロータ108aの上に配置されるのに対し、偏向器200の下端204は、中間粉砕ロータ108cの下に配置され、偏向器200は、その上端202と下端204との間に連続して延びる。
【０１５１】
ロータアーム122の回転により、内部チャンバ28内の空気がハウジング側壁26に向かって外方に動くことが理解されよう。上記の構成において、偏向器200は、上側粉砕ロータ108aおよび中間粉砕ロータ108cと水平方向に位置合わせされているため、空気は、上側粉砕ロータ108aおよび中間粉砕ロータ108cによって、偏向器200に対し外方に動かされ、偏向器200によって偏向されて渦Vを形成する。これについては図8および図9に最も良好に示される。
【０１５２】
示される実施形態において、各偏向器200は、概ね楔形状である。特に、各偏向器200は、概ね三角形の断面を有し、回転可能なシャフト106が回転されるときに気流の方を向く、流れに面する偏向面206と、気流から離れる方を向く、反対側の偏向面208とを含む。流れに面する偏向面206および反対側の偏向面208は、ハウジング側壁26から離れる方に延び、互いに向かって収束し、ハウジング中心軸Hの方を指す頂点210において合わさる。流れに面する偏向面206は、第1の偏向角度θ1でハウジング側壁26の内面34に対し角度をなし、反対側の偏向面208は、第2の偏向角度θ2でハウジング側壁26の内面34に対し角度をなす。
【０１５３】
示される実施形態において、各偏向器200は、ハウジング20の半径に沿って延びる対称軸Sを中心に対称である。したがって、この実施形態において、第1の偏向角度θ1は、第2の偏向角度θ2に実質的に等しい。1つの実施形態において、第1の偏向角度θ1および第2の偏向角度θ2は、約1°〜89°、より具体的には、約30°〜60°に等しくすることができる。代替的に、偏向器200は対称でなくてもよく、第1の偏向角度θ1および第2の偏向角度θ2は互いに異なっていてもよい。
【０１５４】
示される実施形態において、各偏向器200の頂点210は、約7 3/4インチまたは約20cmの径方向距離だけハウジング側壁の内面34から径方向に内方に離間されている。更に、示される実施形態において、頂点210は、約1/2インチまたは約1cm〜約2インチまたは約5cmの径方向の距離だけロータアーム122の先端130から径方向に外方に更に離間されている。1つの実施形態において、ロータアーム122の先端130と頂点210との間の径方向の距離または「隙間空間」は、回転可能なシャフト106が回転されるときに所望に応じて渦Vを形成することができるように選択することができる。
【０１５５】
代替的に、偏向器200は、異なる形で成形および/またはサイズ設定されてもよい。例えば、流れに面する偏向面206および反対側の偏向面208は平面でなくてもよく、代わりに湾曲していてもよい。別の実施形態において、偏向器200は、反対側の偏向面208を含まない場合がある。更に別の実施形態において、偏向器200は、楔形状ではなく、代わりに矩形断面を有してもよく、または当業者が適切であるとみなす任意の他の形状およびサイズを有してもよい。
【０１５６】
図9は、粉砕機10の動作時に内部チャンバ28内に発生する渦Vの概略表現である。
【０１５７】
粉砕機10の動作中、回転可能なシャフト106は、ロータアーム122がハウジング軸Hを中心に旋回する円形気流を形成するようにハウジング軸Hを中心に回転する。図9に示す例において、回転可能なシャフト106は、上から見たとき、内部チャンバ28において反時計回りの気流を形成するように時計回りの方向に回転される。
【０１５８】
回転可能なシャフト106は、粉砕機において所望の粉砕効果をもたらすように比較的高い速度で回転させることができる。1つの実施形態において、回転可能なシャフト106は、約700rpm〜約1100rpmの回転速度で回転され、より具体的には、約1000rpm〜約1100rpmの回転速度で回転される。代替的に、回転可能なシャフト106は、以下で説明されるように渦の形成を可能にする異なる回転速度で回転することができる。
【０１５９】
気流は、概ねハウジング側壁26の内面34に沿って進行するが、ロータアーム122と、より具体的にはロータアーム122の先端と協働する偏向器200の流れに面する偏向面206によって妨害され、渦Vを形成する。図9に示すように、渦Vは、隣接する偏向器200'によって、中心軸Hに向かって内方に戻るように更に誘導することができる。
【０１６０】
更に図9を参照すると、各渦Vは、少なくとも1つの隣接する渦V1、V2と更に重なり合い、浮遊している入力物質粒子を、隣接する1つまたは複数の渦V1、V2に浮遊している入力物質粒子と衝突させる。より具体的には、発生した各渦Vは、概して、シャフト106からハウジング側壁26に向かって循環する気流によって概ね規定される外方に移動する部分500と、ハウジング側壁26からシャフト106に向かって循環する気流によって概ね規定される内方に移動する部分502とを含む。図9に示すように、各渦Vの外方に移動する部分500が、第1の隣接する渦V1の内方に移動する部分502と重なり合い、各渦の内方に移動する部分502は、第2の隣接する渦V2の外方に移動する部分500と重なり合う。
【０１６１】
したがって、この構成において、渦内の入力物質粒子は、渦V内の粒子の移動速度の2倍で移動する入力物質粒子と衝突する。例えば、1つの実施形態において、渦V、V1、V2は、音速の約1/3で回転している。第1の隣接する渦V1および第2の隣接する渦V2からの入力物質粒子が、同じ速度であるが反対方向に移動している、渦V内に浮遊している入力物質粒子と衝突するとき、粒子は音速の約2/3で互いに衝突することになる。
【０１６２】
1つの実施形態において、気流および渦Vを介した入力物質粒子の衝突に加えて、入力材料は、回転可能なシャフト106が回転される際、内部チャンバ28内の入力物質粒子に衝撃を与えるロータアーム122によって更に粉砕され得る。この実施形態において、重なり合う渦V、V1、V2において互いに衝撃を与える入力物質粒子と、入力物質粒子に衝撃を与えるロータアームとの組み合わされた効果により、粉砕機の効率を高めることができる。更に、重なり合う渦Vにより、粒子が、ハウジング20内の表面ではなく互いに衝撃を与えるため、ハウジング20内の構成要素の摩耗を低減することができる。
【０１６３】
図8および図9に示す渦Vは、理解を容易にするため単純化されていること、および実際には、渦Vは示されるように厳密に円形ではないか、または図9に示されるように厳密に配置されていない場合があることが理解されよう。
【０１６４】
示される実施形態において、粉砕機10は、ハウジング側壁26から内方に延びる複数の棚300a、300bを更に備える。特に、複数の棚300a、300bは、上側棚300aと、上側棚300aから下方に離間された下側棚300bとを含む。各棚300a、300bは、ハウジング軸Hの周りをハウジング側壁26に沿って周方向に延びる。したがって、棚は、偏向器200に対し実質的に直交して延びることが理解されよう。特に、偏向器200は、ハウジング軸Hに対し概ね平行に延び、したがって、ハウジング20に対し軸方向に延びると言えるのに対し、棚は、ハウジング20に対しアジマス方向に延びると言える。示される実施形態において、偏向器200は実質的に垂直方向に延びるのに対し、各棚300a、300bは、概ね水平の面内に配設され、したがって、概ね水平方向に延びる。
【０１６５】
更に、示される実施形態において、各棚300a、300bは、ハウジング側壁26の周りを実質的に連続して延びる。代替的に、棚300a、300bは、ハウジング側壁26の周りを連続して延びない場合があり、代わりに、隣接する棚セグメント間に間隙を画定するように互いに離間された複数の棚セグメントを含むことができる。
【０１６６】
示される実施形態において、上側棚300aは、実質的に上側粉砕ロータ108aと水平方向に位置合わせされ、下側棚300bは、中間粉砕ロータ108cと実質的に水平方向に位置合わせされる。代替的に、各棚300a、300bは、対応する粉砕ロータ108a、108cの僅かに下に配置することができる。
【０１６７】
示される実施形態において、各棚300a、300bは、ハウジング側壁26から下方に、ハウジング側壁26から離れるように延びる棚上面302を含む。特に、棚300a、300bは、ハウジング側壁26に沿ってハウジング軸Hの周りに延びるため、棚上面302は実質的に円錐形である。更に、示される実施形態において、棚上面302は、ハウジング側壁26に対し、棚上面302がハウジング側壁26に対しほぼ平坦である約1°と、棚上面302がハウジング軸Hに対しほぼ直交する約89°との間の角度でハウジング側壁26に対し角度をなす。1つの実施形態において、棚上面302は、30°〜60°の角度でハウジング側壁26に対し角度をなすことができる。
【０１６８】
棚300a、300bは、棚に向かって方向付けられた気流を上方に偏向するように構成される。これによって、入力物質粒子が、棚300、300bの上で浮遊状態に一時的に維持されることが可能になる。したがって、入力物質粒子は、渦の効果、およびロータアーム122との衝突による粉砕を長期間にわたって受けることができ、結果として、入力物質粒子が次のロータステージまたは出口32に向かって進行する際、それらの入力物質粒子のサイズが更に低減されることとなる。
【０１６９】
気流の上方偏向は、内部チャンバ28内の渦Vに更に寄与することができる。より具体的には、図8に示すように、渦Vは、図9に示すようなハウジング軸Hに対し直交する面における回転に加えて、ハウジング軸に対し概ね平行な面において、すなわち、上方-下方に回転することができる。したがって、棚300a、300bおよび偏向器200の組み合わされた効果は、渦V内の空気が3次元の進行経路に沿って動くように3次元である渦Vを形成することに寄与し、これは、隣接する重なり合う渦Vの入力物質粒子間の衝突を更に促進することができる。
【０１７０】
この構成は、偏向器200によって発生する渦Vの数に、ハウジング20内の棚300a、300bの数を乗算することを更に可能にする。例えば、示される実施形態において、粉砕機10は、内部チャンバ28全体において合計12個の渦について、各棚300a、300bの上に6つの渦を形成することができる6つの偏向器200を含む。
【０１７１】
図1に示す実施形態において、ハウジング側壁26は、内面402および外面404を有する外側構造壁400と、外側構造壁400の内面の上に延びるハウジングライナ406とを含む。ハウジングライナ406は、内部チャンバ28内の入力物質粒子の衝撃から外側構造壁400を保護するために用いられる。
【０１７２】
示される実施形態において、外側構造壁400は、単一の一体円筒体から作製されるのではなく、実質的にハウジング20の上端24と下端22との間に延び、外側構造壁400を形成するように並んで配設された、複数の壁セクション450を含む。
【０１７３】
特に、各壁セクション400は、内部チャンバ28の方に向いた凹型の内面452と、凹型の内面452から離れる方に向いた凸型の外面454とを有する。図5に最も良好に示すように、各壁セクション400は、互いに隣接して配設され、凹型の内面452を画定するように互いに角度をなす、複数の平面部分462、464を含む。示される実施形態において、複数の平面部分462、464は、中央の平面部分462と、中央の平面部分462の両側に延びる一対の側方の平面部分とを含む。
【０１７４】
示される実施形態において、外側構造壁400は、6つの壁セクション450を含み、各壁セクション450の平面部分462、464は、約10°〜30°の角度で互いに対し角度をなす。代替的に、平面部分462、464は、10°未満または30°超の角度で角度をなしてもよく、この場合、外側構造壁400は、外側構造壁400全体を形成する6つよりも多いかまたは少ない壁セクション450を含んでもよい。
【０１７５】
示される実施形態において、各壁セクション450は、一対の側面フランジ470を更に含む。各側面フランジ470は、壁セクション450の対応する側方の平面部分464から側方に延び、凹型の内面452から離れるように更に延びる。特に、各側面フランジ470は、側方の平面部分464と、対応する中央の平面部分462との間の角度よりも実質的に大きい角度で、対応する側方の平面部分464に対し角度をなす。示される実施形態において、各側面フランジ470は、約30°〜89°の角度で対応する側方の平面部分464に対し角度をなす。代替的に、側面フランジ470は、30°未満または89°超の角度で対応する側方の平面部分664に対し角度をなしてもよい。
【０１７６】
したがって、図6に最も良好に示すように、壁セクション450が外側構造壁400を形成するように並んで配設されるとき、側面フランジ470は、内部チャンバ28内に内方に延びる。示される実施形態において、壁セクション450の各側面フランジ470は、隣接する壁セクション450の対応する側面フランジ470に隣接して延び、対応する側面フランジ470と共に、偏向器200のうちの対応する偏向器を画定する。この構成により、偏向器200を、ハウジング側壁26の内面34に固定する必要がある別個の片として提供する必要がなくなる。更に、この構成により、偏向器200が粉砕機10の動作中にハウジング側壁26に固定されていない状態になり得るリスクがなくなり、したがって、偏向器200が、内部チャンバ28内の力に対しより抵抗することが可能になる。
【０１７７】
壁セクション450は、上述したのと異なる形で構成されてもよいことが理解されよう、例えば、壁セクション450は、ハウジング20の上端24から下端22に連続して延びるのではなく、代わりに、壁セクション450を形成するようにハウジング20の下端22から上端24に実質的に垂直に重ねることができる複数の壁サブセクションを含んでもよい。
【０１７８】
特に材料を粉砕するのに適したサイズの単一の連続した円筒形状片としてハウジング側壁26を設けることが高価であると判明し得ることが理解されよう。容易に製造し、共に組み立てることができる複数の平坦な片で複数のハウジング20を提供することによって、この構成は、ハウジング20の製造コストを低減することができる。更に、この構成は、粉砕機10のメンテナンスを容易にすることができる。なぜなら、各壁セクション450を他の壁セクション450から個々に除去し、ハウジング20内へのアクセスを可能にすることができるためである。
【０１７９】
図23を参照すると、別の実施形態による、ハウジング20'を有する粉砕機10が示されている。この実施形態において、ハウジング20'は、複数の壁セクション450を用いて作製されるのではなく、円筒形状で成形された単一の連続した材料片から作製された外側構造壁400'を含む。
【０１８０】
再び図5〜図7を参照すると、ハウジングライナ406は、外側構造壁400に取り付けられ、外側構造壁400に沿って延びる複数のハウジングライナ部分480を含む。
【０１８１】
特に、各ハウジングライナ部分480は、他のハウジングライナ部分480から独立して外側構造壁400から取り外し可能である。これにより、ハウジングライナ406全体を除去する必要なく、各ハウジングライナ部分480を取り外して修理または交換することが可能になる。
【０１８２】
示される実施形態において、各ハウジングライナ部分480は、少なくとも1つの締結具を用いて外側構造壁400に取り付けられる。少なくとも1つの締結具は、当業者が適切であるとみなすボルト、リベット、ねじ、または任意の他のタイプの締結具を含むことができる。
【０１８３】
示される実施形態において、複数のハウジングライナ部分480は、壁セクション450の平面部分462、464に対し延びる複数の側壁ライナパネル482を含む。特に、側壁ライナパネル482は、概ね矩形であり、壁セクション450の平面部分462、464の幅に概ね対応する幅を有する。側壁ライナパネル482は更に、それらが取り付けられる壁セクション450の対応する平面部分462、464に対し平坦に延びるように、概ね平面である。
【０１８４】
示される実施形態において、複数のハウジングライナ部分480は、流れに面する偏向面206および反対側の偏向面208に対し延びる複数の偏向器ライナパネル484を更に含む。特に、流れに面する偏向面206および反対側の偏向面208は、示される実施形態において実質的に平面であるため、偏向器ライナパネル484も、それらが取り付けられた対応する偏向面206、208に対し平坦に延びるように実質的に平面である。
【０１８５】
更に、示される実施形態において、複数のハウジングライナ部分480は、棚300a、300bを形成するようにハウジング側壁26に対し並んで配設された複数の棚ライナパネル486a、486bを更に含む。特に、複数の棚ライナパネル486a、486bは、上側の棚300aを形成するように実質的に水平な列に並んで配設された棚ライナパネルの第1の組486aと、下側の棚300bを形成するように実質的に水平な列に並んで配設された棚ライナパネルの第2の組486bとを含む。
【０１８６】
互いから取り外し可能な複数の別個の部分で棚300a、300bを提供することにより、棚300a、300b全体を除去する必要なく、棚300a、300bの一部のみを取り外して修理または交換することが可能になる。
【０１８７】
示される実施形態において、複数の棚ライナパネル486a、486bは、対応する壁セクション450の中央の平面部分462に対し配設されるように構成された複数の中央棚ライナパネル490と、中央の平面部分462の両側の、対応する壁セクション450の側方の平面部分464に対し配設されるように構成された複数の側方棚ライナパネル492とを更に含む。
【０１８８】
図10Aに示すように、各中央棚ライナパネル490は、対応する壁セクション450の中央の平面部分462に沿って延びるように構成された上側の平面部分494と、上側の平面部分494に対し角度をなす、下側の傾斜部分496とを備える。下側の傾斜部分496は上面497を含み、上面497は、棚ライナパネル486a、486bの対応する組における他の棚ライナパネル490、492の上面497と共に、対応する棚300a、300bの棚上面302を画定する。下側の傾斜部分496は、上側の平面部分494から離れる方に延びる際に互いに向かってテーパ状になる一対の側縁498a、498bを更に含む。
【０１８９】
図7に示すように、各側方棚ライナパネル492は、偏向器200のうちの1つに隣接して更に配置される。各側方棚ライナパネル492は、側方棚ライナパネル492が実質的に三角形の翼部分499を更に含むことを除いて中央棚ライナパネル490と概ね同様である。三角形の翼部分499は、下側の傾斜部分496から側方に延び、隣接する偏向器200と当接し、それによって下側の傾斜部分496と隣接した偏向器200との間の間隙を架橋する。
【０１９０】
いくつかの実施形態では、ハウジングライナ406は、ガラス繊維、高密度ポリエチレン(HDPE)、セラミック、鋼、または当業者が適切であるとみなすことができる任意の他の材料から作製することができる。更に、ハウジングライナ部分480のうちの少なくともいくつかは、炭化クロムオーバーレイ、炭化物オーバーレイ等のオーバーレイによってカバーすることができ、これによりハウジングライナ406に更なる摩耗耐性がもたらされる。例えば、偏向器200の流れに面する偏向面206は、偏向器200における摩耗を更に防ぐために、オーバーレイ等によってカバーすることができる。
【０１９１】
図11Aおよび図11Bを参照すると、別の実施形態が示されている。この実施形態では、複数の棚ライナパネル486a、486bに加えて、複数のハウジングライナ部分480は、並べて配設され、各棚300a、300bの上に下方に向いた水平偏向器552を画定する、複数の下方に向いたパネル550を更に含むことができる。特に、各下方に向いたパネル550は、対応する棚ライナパネル486a、486bの鏡像であり、下側の平面部分554と、下側の平面部分554に対し角度をなす上側の傾斜部分556とを含む。特に、上側の傾斜部分556は、概ね下方に向いた底面558を含む。この構成は、図11Bに示すように、気流が垂直方向に動く3次元渦に気流を更に偏向することに寄与することができる。代替的に、下方に向かうパネル550および対応する棚ライナパネル486a、486bは、2つの別個の片として提供されるのではなく、単一の一体片として提供されてもよい。
【０１９２】
再び図6を参照すると、所与の粉砕ロータ108のロータアーム122は、他の粉砕ロータ108のロータアーム122に対し回転可能なシャフトの周りで角度方向にオフセットすることが理解されよう。したがって、上側粉砕ロータ108aのアームによって発生した渦は、中間粉砕ロータ108cおよび下側粉砕ロータ108bによって発生した渦と垂直方向に位置合わせされない。この構成は、粉砕機を通る材料が衝撃を受けない可能性を低減させることができる。例えば、材料が、上側ロータアームを、衝撃を受けずに(例えば、渦内に引きずり込まれることなく)通過する場合、上側レベルの下で発生した渦が材料と相互作用し、材料を効果的に粉砕する可能性が高い。
【０１９３】
図13〜図15を参照すると、ここで、単一の粉砕ロータ108および対応する構成要素の可能な実施形態が説明される。複数のロータアーム122は、ロータハブ120および回転可能なシャフトの周りで実質的に均等に離間され、内部チャンバ内の回転可能なシャフトの周りで同様に離間された複数の渦を発生させることに留意されたい。ロータハブ120の周りのアームの角度間隔は、(例えば、ロータアームに、回転可能なシャフトの周りを360°均等に離間させるために、)このハブに接続されたアーム122の数に依拠することができる。例えば、4つのロータアームを有するロータハブの場合、ロータアームは、約90°だけ離間することができ、または6つのロータアームが接続されたロータハブの場合、約60°だけ離間することができる。しかしながら、ロータアーム122は、それらの間の任意の角度で任意のロケーションにおいてロータハブ120に接続することができる。
【０１９４】
いくつかの実施形態では、ロータハブ120は、ロータアーム122を接続することができる1つまたは複数のプレートを含むことができる。この実施形態において、ロータハブ120は、互いに離間された上板600および底板602を含み、それらの間にロータアーム122が接続される。より具体的には、ロータアーム122は、上板600および底板602間に挟持された近位部分122a(図16Aにおいて最も良好に見られる)と、ハブから内部チャンバ内に延びる遠位部分122bとを含むことができる。再び図12を参照すると、各ハブのアームは、概ね同じ距離だけ外方に延びることができるが、他の構成も可能であることが理解されよう。例えば、この実施形態において、下側粉砕ロータ108bのアームは、中間粉砕ロータ108cまたは上側粉砕ロータ108aのアームよりも短い。ハウジング側壁26は、同様に、下側粉砕ロータ108bの周りでより短い直径を有することができ、それによって、ハウジング側壁、またはより具体的には、偏向器の頂点と、ロータアーム122の先端130との間の距離は、概ね同じままである。
【０１９５】
以下で更に説明されるように、ロータアーム122は、上板600と底板602との間で、アームと、ハブ板のうちの少なくとも1つとを通って延びる1つまたは複数のコネクタを介して接続することができる。粉砕機の動作中(すなわち、回転可能なシャフト、ロータハブおよびロータアームの回転中)の空気力学を促進するために、ロータハブの板は、好ましくは円形であることに留意されたい。しかしながら、任意の適切な多角形形状を有するハブ板、または互いに異なる形状を有する上板および底板等の、他の形状および構成も可能であることを理解されたい。
【０１９６】
ロータアーム122は、内部チャンバ内に(例えば、回転可能なシャフトに対し)実質的に径方向に、または角度をなして延びることができることに留意されたい。図14の示される実施形態では、ロータアーム122は、ロータハブ120に対し傾いているか、または傾斜しており、これによって、ロータアームの長手方向軸Lと、ロータアームの近位端においてハブ120から径方向に外方に延びる対応する軸R'との間に角度が画定される。この構成は、各アームのそれぞれの長手方向軸に沿って外方に移動する流動流の発生が促進されるため、内部チャンバ内の渦の発生を容易にすることができる。更に、傾斜したロータアーム122は、回転中のロータアーム122の周りの材料の巻き付きを防ぐかまたは少なくとも低減することができる。示される実施形態において、ロータアーム122は、例えば、約5°〜約90°の傾動角θ3、例えば約20°〜60°の傾動角θ3を画定するように傾斜することができる。「傾動角」という表現は、任意の所与のロータアームの長手方向軸と、同じロータアームの近位端を通って延びるハブの径方向の軸との間で画定された角度を指すことを理解されたい。
【０１９７】
ここで、図14に加えて図15および図16Aを参照すると、数ある中でも、ロータアーム、ロータハブ、回転可能なシャフト、ハウジング、偏向器および/または棚等の、粉砕機の構成要素を保護するように構成された安全機構をハブに設けることができる。本実施形態において、所定の大きさの力が加えられた場合(すなわち、力閾値に到達した場合)にロータアーム122が移動することを可能にするように構成された解放機構610が各ロータハブ120に設けられる。例えば、大きな、密度の高い、硬い、または他の形で不適切な材料が粉砕機内に導入された場合、解放機構610は、ロータアームに対する損傷を防ぐようにロータアームが動くことを可能にするように適合される。
【０１９８】
いくつかの実施形態では、ロータアーム122は、上述した傾斜した位置等の第1の位置と、所定の力が加わるときの第2の位置との間で動作することができる。第2の位置にあるときの傾斜した角度θ3は、第1の位置にあるときの傾斜した角度θ3と異なることが理解されるべきである。より具体的には、ロータアーム122は、所定の力が加えられると、ロータアームおよび/またはロータハブに対する損傷を回避するか、または少なくとも部分的に低減するために、或る点を中心に回転することを可能にすることができる。解放機構610は、各ロータアームが互いに独立して動くことを可能にするように適合することができるが、2つ以上のロータアームの同時移動を可能にする等の他の構成も可能であることに留意されたい。
【０１９９】
この実施形態において、解放機構610は、ロータアームを第1の位置に保持し、所定の力が加わるとロータアームを解放するように成形および構成された、ロータアーム122ごとのメカニカルヒューズ612を含む。上述したように、ロータアーム122は、上板600と底板602との間で、これら通って(すなわち、アームと、板のうちの少なくとも1つとを通って)延びるコネクタを介して接続される。本実施形態において、コネクタは、ロータアームに沿って離間され、ロータアームと、上板600および底板602の双方とを通って延びる第1のコネクタ615および第2のコネクタ616を含む。ロータアームは、例示的に、その近位端122aにおいて、第2のコネクタ616を受けるように適合された近位凹部620を含み、第1のコネクタ614はロータアームに沿っての近位凹部620から離間される。
【０２００】
この実施形態において、第2のコネクタ616は、メカニカルヒューズ612としての役割を果たし、第1のコネクタ614は、旋回点としての役割を果たすボルトを含むことができる。換言すれば、ロータアーム122は、メカニカルヒューズ612がロータアームを解放すると、第1のコネクタ614を中心に旋回することを可能にされる。例示的な実施形態において、メカニカルヒューズ(すなわち、第2のコネクタ)は、ロータアーム122に対する力閾値に達すると破断するように構成されたシャーピン618である。シャーピン618は、概して、第1のコネクタ614よりも小さい直径を有することを理解されたい。なぜなら、シャーピン618は、ロータアームまたは周囲の構成要素に対する損傷が生じる前に崩壊するように構成されているためである。したがって、所定の力、または閾値は、ロータアームのせん断破壊の約半分とすることができるが、任意の他の適切な閾値も可能である。
【０２０１】
内部チャンバ内の高速の渦は、破断または更なる損傷を防ぐために交換を必要とする可能性がある内部構成要素(例えば、パネル、アーム、ハブ、様々な接続要素等)の摩耗または劣化を増大させる可能性がある。図15に示すように、解放機構の第1のコネクタ614および第2のコネクタ616は、その一部(例えば、ボルトヘッド622)がロータハブの120の上板600の上に延びるか、または上板600上に載ることができる。このため、ロータハブには、ボルトヘッド622を摩耗から保護するように適合された追加の安全機構を設けることができる。
【０２０２】
この実施形態において、ロータハブは、解放機構の各コネクタのボルトヘッド622を少なくとも部分的に取り囲むような形状およびサイズにされた、上板600に装着されたカバープレート624を含む。より具体的には、カバープレート624は、一対の第1および第2のコネクタボルトヘッド622をそれぞれ受けるための複数の凹部625を有する。更に、カバープレート624は、ボルトヘッド622の厚みよりも概ね大きな厚みを有し、それによって、ボルトヘッド622は、カバープレート624の凹部625に嵌められ(niched)、流動流がカバープレート624の表面を横切ってボルトヘッド622の上を概ね流れることが可能になる。示される実施形態において、カバープレート624は、共に接続され、上板600に装着されて、回転可能なシャフトの周りにカバープレート624を装着することを容易にする一対のカバープレート部分624a、624bを含む。カバープレート部分624a、624bは、任意の適切な接続手段を介して共に接続することができ、例えば、この実施形態では、これらの部分はパズル接続(すなわち、各部分の噛み合う部品)を介して接続される。カバープレート624は、任意の適切な方法/手段を用いて接続することができる3つ以上の部分を含むことができることが理解されよう。
【０２０３】
ここで、図16B〜図16Eを参照すると、更にまたは代替的にボルトヘッド622を保護するように構成されたボルト保護具650が提供される。ボルト保護具650は、中にボルトを受けるための凹部を画定するウェル652を含むことができ、ウェルの底部の突起が、ボルトのシャフトが中を通って延びることを可能にする。ウェル652は、例えば六角形等のボルトヘッド622を受け、収容するように適合された任意の適切な形状を有することができ、これにより、ボルトヘッド622がウェル652内で回転することを更に防ぐことができる。このため、ボルト(例えば第1または第2のコネクタ)を上板600(または任意の他の構造体)上の孔に挿入する前に、ボルト保護具650を同じ孔に挿入することができることが理解されるべきである。ボルト保護具650を、摩擦嵌めにより構造体に接続し、比較的ぴったりと嵌め、ウェル652が設置時に回転することを防ぐことができる。
【０２０４】
ボルト保護具650は、例示的に、ウェル652の上端においてウェル652を取り囲み、ボルトが接続された構造体の表面上に載るように構成された基部654を含む。換言すれば、基部654は、ウェル652の周りに外方に延び、ボルト保護具650をそれに応じて位置決めするためのリップを提供する。ボルトは、基部654がボルトヘッド622の上に延び、内部チャンバ28内を回る入力物質粒子からボルトヘッドを保護するような方式で、ウェル652内に嵌めることができる。ボルト保護具650は、好ましくは、耐摩耗性材料を用いて構築される。
【０２０５】
いくつかの実施形態では、ボルト保護具650の基部654は、少なくとも部分的に、ボルトヘッド622から離れるように流れを方向付けるように成形およびサイズ設定することができる。例えば、基部654は、ウェルから離れて延びるにつれ細くなるセクション(すなわち、先端656)を有する、涙滴等の流線形状を有することができる。内部チャンバ28内の、ボルト保護具650が接続された表面に沿った気流の流れは、先端656において、基部654の側面に向かって逸らすことができる。いくつかの実施形態では、先端656は、ボルトヘッド622の周りおよび/または上の空気を逸らすのに役立つように、予期される気流の方向に位置決めすることができる。
【０２０６】
いくつかの実施形態では、各ロータアーム122は、ロータアーム122の様々な部品を保護するための保護機構を含むことができる。いくつかの実施形態では、保護機構は、摩耗量が所定のレベルに達すると、取り替えられるかまたは交換されるように適合される。
【０２０７】
図16Aおよび図17〜図20を参照すると、各ロータアーム122は、その遠位端122bに取り外し可能に接続された摩耗パッド700を含むことができる。摩耗パッド700は、アームの回転中、粉砕機に供給される材料に衝撃を与えるように成形および構成され、損傷を受けるかまたは摩耗した場合に交換することができる。図16Aに示すように、摩耗パッド700は、実質的に矩形とすることができ、締結具(例えば、ボルト、ねじ、糊等)を介して遠位端122bにおいて接続することができる。示される実施形態において、締結具は、摩耗パッド700の前面702を通り、ロータアーム122を通って延びるボルトである。更に、前面702は、概ね平坦であり、これにより、摩耗パッド700との衝突時に材料を破断させることを促進することができる。摩耗パッドの他の構成も可能であり、以下で更に説明される。
【０２０８】
摩耗パッド70に加えて、各ロータアーム122には、ロータアームに接続され、ロータハブ120と摩耗パッド700との間に延び、ロータアーム122の対応する部分を保護するためのアーム保護具704を設けることができる。アーム保護具704は、任意の適切な締結具を用いて、または任意の適切な方法を介してロータアーム122に接続することができる。例えば、この実施形態において、各ロータアーム122は、近位端付近に位置決めされ、ハブから離れる方に向いた保護具スロット706(図18)を含む。保護具スロット706は、アーム保護具704の第1の端部を受けるように成形およびサイズ設定され、内部でこの第1の端部を保持するように適合される。アーム保護具704は、ロータアーム122の前面に沿って、摩耗パッド700に向かって軸方向に延び、それによって、アーム保護具704の第2の端部は、位置決めされる摩耗パッド700と係合し、実質的に、摩耗パッド700とロータアーム122の遠位部分122bとの間で固定される。したがって、アーム保護具704は、アーム保護具自体を通って延びる締結具を用いることなく、ロータアーム122上の適所に効果的に保持することができる。
【０２０９】
更に図17および図18を参照すると、ロータアームの例示的な実施形態が示される。この実施形態において、摩耗パッド700は、その前面702の周りに延びる、丸められたまたは湾曲した縁部708a、708b、708c、708dを有する。湾曲した縁部は、抗力を低減するのを支援し、これによりロータアーム122の空気力学を増大させながら、摩耗パッド700に巻き付く材料の量も低減することができることが理解される。更に、摩耗パッド700は、材料がパッドの前面702に衝撃を与えることを促進するために、ロータアーム122の高さを超える高さ(すなわち、上縁部708cおよび底縁部708d間の距離)を有することができる。換言すれば、摩耗パッドの上縁部708cおよび底縁部708dは、例示的に、その遠位端122bの周りでロータアームに覆い被さる。例えば、摩耗パッド700の高さは、アームの高さを少なくとも150%、ただし300%以下だけ超えることができるが、他の構成も可能であることが理解されよう。同様に、摩耗パッド700は、摩耗パッド700をロータアーム122に固定しながら、前縁部708bを遠位端122bよりも遠くに延ばすことも可能にするような任意の長さ(すなわち、後縁部708aおよび前縁部708b間の距離)を有することができる。
【０２１０】
いくつかの実施形態では、摩耗パッド700をロータアーム122に接続するために用いられる締結具のヘッドは、前面702に形成される空洞710に受けることができる。ボルトヘッドは、空洞と係合し、例えば、前面702に対し窪むか、または前面702と同一平面になることができる。更に、空洞710内に係合しているとき、摩耗パッド700がロータアーム122から誤って切り離されることを回避するために、ボルトヘッドの回転を防ぐことができるか、または少なくとも妨げることができる。
【０２１１】
図19および図20に示すように、摩耗パッド700はロータアームの前面に接続されると、この前面と係合するように適合された、前面の反対側の後面712を更に有する。摩耗パッド700は、内部にアームの少なくとも一部分を受けるために、後面712の長さにわたって延びるチャネル714を有することができる。この実施形態において、後面712は、チャネル714の両側に画定され、摩耗パッドの長さに沿って延びる上部フランジ716および底部フランジ718を含む。上部フランジ716および底部フランジ718は、アーム上の所望の位置に摩耗パッド700を維持するのを支援するようにチャネル内に係合されるとき、ロータアームに少なくとも部分的に巻き付くように成形および構成される。ロータアームの周りに部分的に摩耗パッドを巻きつけることによって、例えば摩耗パッドに対する材料の衝撃からロータアームに加わる力の分散を促進することができることに留意されたい。
【０２１２】
示される実施形態において、摩耗パッド700には、摩耗パッドの寿命を増大させる更なる劣化が予期される場所に追加材料が提供される。本実施形態において、摩耗パッドの前面702に衝撃が生じることが理解される。しかしながら、ロータアームの回転により、径方向に外方に(例えば、ハウジング側壁26に向かって)動く流動流が発生し、それによって、前縁部708bは摩耗パッドの他の場所よりも早く摩耗する可能性がある。より具体的には、前縁部708bの上角部720は、より高速に劣化する摩耗パッド700の場所に対応することに留意されたい。したがって、上角部720におよび/またはこれに近接して追加の材料を提供することができる。図20に示すように、上角部720に材料を加えることにより、上部フランジ716が摩耗パッドの長さに沿って(すなわち、チャネル714に沿って)減少する厚みを有する可能性がある。換言すれば、前縁部の上角部720は、後縁部708aの角部722よりも大きな厚みを有する。
【０２１３】
いくつかの実施形態では、摩耗パッドをロータアーム上で回転させることができるように、摩耗パッド700の対角線上の反対側の角部に追加の材料を提供することができる。より具体的には、前縁部の上角部が後縁部の底角部になるように摩耗パッドが回転され、逆もまた同様である。したがって、前縁部708bが摩耗する(例えば、上角部720の厚みが所定の閾値まで減少する)と、摩耗パッドは、交換するのではなく単にフリップすることができ、パッドの寿命が効果的に増大する(例えば、2倍になる)。このため、底部フランジ718は、後縁部の底角部724における追加の材料に起因して、後縁部708aから前縁部708bにかけて減少する厚みを有することができることが理解されるべきである。更に、摩耗パッドの全体質量を低減させ、それによって内部チャンバ28内のアームの回転中にこのアームに加わる力を低減するために、劣化が最小である場所では提供する材料の量を減らすことができることが理解される。
【０２１４】
図19および図20を更に参照すると、摩耗パッド700には、後縁部708aおよび/または前縁部708bに沿って位置決めされたパッドスロット730と、後表面712上の開口部とを設けることができる。以下で更に説明されるように、アーム保護具をロータアーム上に少なくとも部分的に固定するために、パッドスロット730は、アーム保護具704の対応する部分を受けるように成形およびサイズ設定することができる。摩耗パッド700がフリップされるとき、アーム保護具が依然として摩耗パッドに同じ方式で係合することができるように、後縁部および前縁部の双方にパッドスロット730を設けることができることに留意されたい。
【０２１５】
再び図17および図18を参照すると、アーム保護具704は、粉砕機の動作中に抗力を低減し、これによりロータアームの空気力学を増大させるように適合された湾曲したまたは丸められた前表面732を有することができる。丸められた前表面732は、材料がロータアームに巻き付く可能性を更に低減することができる。なぜなら、材料が90°未満の角度で前表面に接触することができ、これによりロータアームの上および/または下の材料の偏向が促進されるためである。この実施形態において、アーム保護具704は、摩耗パッド700とロータハブとの間でロータアームを覆うように実質的に細長くされる。上述したように、アーム保護具704の第1の端部は、(保護具スロット706において)ロータアームに係合するように構成され、第2の端部は、(パッドスロット730において)摩耗パッド700に係合する。
【０２１６】
より具体的には、アーム保護具704は、アームの保護具スロット706に効果的に係合するように成形および構成された第1の端部から延びるアーム係合要素734を含む。アーム係合要素734は、アーム保護具704の第1の端部から径方向に外方に延びる1つまたは複数のプロング735またはタブを含むことができる。プロング735は、互いに平行とすることができるが、他の構成も可能であることが理解されよう(例えば、プロング735は、互いに向かってまたは離れるように傾けられる)。保護具スロット706は、第1の端部を保護具スロット706と係合させるときにアーム保護具704のプロング735間に延びるように適合された対応する内部タブ(図示せず)を含むことができる。したがって、内部タブは、アーム保護具704が内部タブと係合しているとき、アーム保護具704が上および/または下に動かないようにするのを支援することができることに留意されたい。
【０２１７】
同様に、アーム保護具は、摩耗パッドのパッドスロット730に効果的に係合するように成形および構成された第2の端部から延びるパッド係合要素736を含むことができる。パッド係合要素736は、アーム保護具704の第2の端部から径方向に外方に延びるプロングまたはタブ737とすることができる。この実施形態において、アーム保護具704を、片方の端部がアームまたは摩耗パッドのうちのいずれか一方に係合している状態で設置することができるように、パッド係合要素736およびアーム係合要素734は、実質的に同じにすることができる。この実施形態において、アーム保護具704には、耐性を増大させるために、劣化がより大きい場所には追加の材料を提供し、総重量を低減するために、他の場所では提供する材料を減らす。アーム保護具がロータアーム上でフリップされることを可能にし、これにより、交換が必要となる前のアーム保護具の寿命を増大させるために、アーム保護具は、対角線上の反対側のセクションにおいて類似の特性を有するように構成することができる。
【０２１８】
ここで、図17、図21および図22を参照すると、摩耗パッド700および/またはアーム保護具704の摩耗量を決定するために、摩耗パッド700および/またはアーム保護具704の対応する前面に摩耗インジケータ740を提供することができる。摩耗インジケータ740は、好ましくは、上記で説明した追加の材料と同様に、高い摩耗が予期される場所に位置決めされ、摩耗パッドまたはアーム保護具が受ける劣化(すなわち、摩耗)の量に関する情報を提供することができる。図21の実施形態において、摩耗インジケータ740は、より大きな劣化が予期される角部(例えば、前縁部の上角部)において摩耗パッドの前面702にわたって延びる溝741を含むことができる。摩耗パッド700が使用中に摩耗されるにつれ、溝741の深さは、消滅するまで徐々に減少し、比較的平坦な前面702が残り、これにより、摩耗パッド700が交換されるかまたは回転される必要があるという指示がもたらされる。
【０２１９】
代替的に、摩耗パッドは、第1の溝の対角線上の反対側の第2の溝741を含むことができ、それによって、ロータアーム位置における摩耗パッドのフリップにより、第1の溝の位置に第2の溝が位置決めされる。したがって、劣化に起因して第1の溝が消失すると、摩耗パッドは交換するのではなく単にフリップすることができ、粉砕機の動作を、第2の溝が摩耗するまで再開することができることが理解される。図22は、上述した溝741と同様に機能するように適合された孔742を含む摩耗インジケータ740の別の例示的な実施形態を示す。摩耗パッドが受ける劣化量を示すために摩耗インジケータ740の任意の他の適切な構成が可能であることが理解される。図17に示すように、アーム保護具704は、所与のアーム保護具がフリップまたは交換されるべきであるときを示すのを支援するために、アーム保護具の前表面732に設けられた摩耗インジケータ740も含むことができることが更に理解される。
【０２２０】
摩耗パッド700および/またはアーム保護具704は、必要な形状を生成し、パッドまたは保護具の所定の部分において追加の(または低減された)材料を提供するために、鋳造によって製造することができる。更に、摩耗パッドおよびアーム保護具は、鋼から作製することができ、より具体的には、AR鋼またはHX鋼等の硬化鋼から作製することができるが、任意の他の適切な材料も可能であることが理解される。
【０２２１】
図1〜図23を広く参照することに加えて、図24を参照すると、粉砕機10は、粉砕機の動作可能な構成要素のうちの1つまたは複数を制御するように構成された制御システムを備えることができる。粉砕機は、数ある中でも、清掃目的の集塵システム、粉砕機のハウジングの特定の領域内で真空を発生させるための真空システム、ならびに/または粉砕機に、および粉砕機から材料を輸送するための搬送システム802等の補助システムを含むことができる。したがって、制御システムは、上述したシステムのうちの任意のものを制御するように構成することができる。更に、制御システムは、数ある特徴の中でも、材料の送り速度、回転可能なシャフト106の回転速度、またはモータ105の電力消費を更に制御することができ、これにより粉砕機10の性能特性を向上させることができる。
【０２２２】
制御システムは、例えば、ロータアーム122またはハブ120の周りに巻き付いた材料を除去するのを支援することによって、または故障が特定された(例えば、解放機構610が1つまたは複数のロータアーム122について作動している)ときの材料の送り速度を減少させる(または停止する)ことによって、粉砕機のいくつかの安全機構を改善することもできる。材料は、搬送アセンブリを介してハウジング内に供給することができること、および送り速度は、送り込みコンベア804の速度を制御することによって制御することができることが理解される。低減された材料を受け、粉砕機から離れるように搬送するために、ハウジングの出口に近接して送り出しコンベア806を提供することもできる。送り出しコンベア806は、材料が追加の研削/粉砕を必要とする状況において、送り込みコンベア804に戻るように材料の方向を変えることができることが理解される。送り出しコンベアの方向は、制御システムによって制御することができることが理解されるべきである。
【０２２３】
この実施形態において、制御システムは、回転可能なシャフト106、モータ105および搬送アセンブリ82のうちの少なくとも1つに作動的に接続された、それらの速度を制御するためのプロセッサを備える。プロセッサは、例えば棚等の、粉砕機の様々な構成要素またはシステムに更に作動的に接続することができ、それによって角度または垂直方向の位置を調節することができることに留意されたい。制御システムは、粉砕機内または粉砕機の周りの様々なロケーションに位置決めされた、粉砕機の1つまたは複数の状態を監視するための1つまたは複数のプロセッサを更に備える。センサは、例えば、センサによって提供された入力に基づいて上述した構成要素を制御するようにプロセッサ810に作動的に接続することができる。
【０２２４】
いくつかの実施形態では、センサは、シャフトの速度をプロセッサに効果的に通信するための速度センサを含むことができる。代替的に、速度センサは、回転可能なシャフトではなく、ロータアームの回転速度を検出するように構成されてもよいが、他の構成も可能である。速度センサは、ハウジング内の回転可能なシャフトの実質的に一定の回転速度を維持するのを支援することができる。例えば、通常動作中、特に硬い製品が入口を介してハウジング内に供給される場合、シャフトの回転速度は減少する場合がある。通常動作状態に再び上昇させるために、プロセッサに速度上昇ルーチンを提供することができ、それによって瞬時に速度を維持しようとするのではなく、例えば速度を徐々に増大させる速度上昇ルーチンを選択することができる。いくつかの実施形態では、モータは可変周波数駆動部を有する変速モータであり、それによって、プロセッサはモータの速度の制御を支援することができる。
【０２２５】
速度センサは、粉砕機の性能に関する情報も提供することができる。例えば、ロータアーム122またはモータ105の検出された速度が減少する場合、これは、材料がロータアームのうちの1つまたは複数に巻き付いたことを示すものである場合がある。換言すれば、プロセッサは、センサからの支援により、粉砕機10の性能に基づいてロータアームの周りの材料の巻き付きを検出するように適合することができる。そのような場合、制御システム800は、巻き付いた材料を取り除くために、回転可能なシャフト106の回転方向を逆にするようにモータ105を制御するように構成することができる。代替的に、回転可能なシャフトの速度は、(例えば、材料によって生じる耐力が、回転方向を逆にするには低すぎるとみなされる場合、)材料を取り除くために増大させることを試みることができる。材料の巻き付きは、回転可能なシャフトに接続されたモータ105を監視することによっても検出することができる。一定の速度で粉砕機を動作させるのに必要なアンペア数の増大は、材料の巻き付きを示すものであり得る。
【０２２６】
更に、回転可能なシャフトの上部付近に巻き付いた材料を除去する、シャフト巻き付き除去システム(図示せず)を提供することができる。回転可能なシャフトには、回転可能なシャフトから離れるように材料を偏向させるように適合された離間リブを設けることができる。材料が離間リブに沿って進むにつれ、材料を切り開くように構成される1つまたは複数のブレードに遭遇する場合がある。更にまたは代替的に、シャフト巻き付き除去システムは、材料をハウジングの内部チャンバ内に戻すように、またはリブに近接したブレードに向かって方向付けることを支援するようにシャフトから外方に延びるシェディングコーンを含むことができる。
【０２２７】
いくつかの実施形態では、第1の構成要素の速度が減少する場合に、任意の連結した構成要素の速度がこれと共に減少するような方式で、粉砕機のうちの2つ以上を互いに作動的に連結することができる。例えば、送り込みコンベア804を回転可能なシャフト106に連結することができ、物体がシャフトの性能を妨げ、これによりその回転速度を低減させる場合、送り込みコンベア804の速度をそれに応じて減少させて、シャフト106および/またはロータアーム122の速度に対し調節するようにする。コンベアの速度は、プロセッサに作動的に接続された別の速度センサを介して監視することもでき、これは、ハウジングに供給されている材料の速度を制御するのに有用とすることができるが、他の構成も可能である。入力速度(すなわち、コンベアの速度)および回転可能なシャフト106の回転速度を監視および/または制御することにより、制御システムが様々な動作条件に対処することを可能にすることができることが理解される。更に、入口を通じて供給されている材料のタイプに依拠して、材料を効果的に粉砕するのに必要とされるシャフトおよびロータアームの回転速度に対しコンベアの速度を選択することができる。
【０２２８】
更にまたは代替的に、センサは、ハウジングの内圧を監視および/または制御するための圧力センサを含むことができる。このため、圧力は、例えば集塵システムまたは別のシステムの真空を操作することによって制御することができる。いくつかの実施形態では、ハウジング内に供給される材料のサイズの低減を促進するために、大気圧未満の内圧を維持することが好ましい。プロセッサは、例えば、出口に近接した領域等のいくつかの領域において実質的に一定の真空を維持するように圧力を制御することができ、これは、材料を出口に向けて、送り出しコンベア806上に方向付けるのを更に支援することができる。
【０２２９】
更に別の実施形態において、センサ822は、粉砕機の様々な構成要素(例えば、ハウジング、棚、偏向器、アーム、ハブ等)において生じる振動を検出するように構成された振動センサを含むことができる。したがって、プロセッサは、所定の振動閾値を超える振動の検出時に、モータ105、コンベア804、806または回転可能なシャフト106の速度を減少させるように適合することができる。更に、プロセッサは、所定の緊急振動閾値を超える振動の検出時に粉砕機10を完全に停止するように適合することができる。振動は、ロータアーム122の解放機構610が作動された場合(例えば、シャーピンの破断)、アームの摩耗パッド700が損傷した場合、材料がロータアームのうちの1つまたは複数に巻き付いた場合、または任意の他の複雑な要因により引き起こされた場合に生じ得る。
【０２３０】
他のセンサおよび/またはシステムを含めることができる。例えば、ドアが誤って開くことを防ぐためにハウジングのアクセスドアを制御するドア係止デバイスを提供することができる。いくつかの実施形態では、ドア係止デバイスは、回転可能なシャフトの回転中にドアを閉じた状態に維持するように構成することができる。換言すれば、アクセスドアは、回転可能なシャフトが静止しているときに解放することができる。
【０２３１】
ここで、図25および図26を参照すると、1つの実施形態による、壁1500から固化した材料を除去するための固化防止デバイス1000が更に提供される。
【０２３２】
固化防止デバイス1000は、材料が固着している場合があるベッセルの表面から「固化した」材料を除去するために用いられる。固化防止デバイス1000は、固化した材料が、ベッセルの表面の少なくとも一部分にわたって、固化した材料の連続層を形成しているときに、固化した材料を除去するのに特に有用とすることができる。
【０２３３】
入力材料の粒子は、粉砕機10の動作中にハウジングライナ406に固着する場合があるため、ベッセルは、粉砕機10を含むことができ、より具体的には、粉砕機10のハウジング20を含むことができる。
【０２３４】
代替的に、ベッセルは、廃物/廃棄物トラック、セメントミキサー、塗料噴射ブース等、または更には材料が固着し、固化する傾向にある場合がある壁または表面を有する部屋、容器または筐体全体を含むことができる。
【０２３５】
ベッセルの壁から固化した材料を除去するための従来の方法は、圧力ワッシャまたは類似のデバイスを用いて水または別の洗浄液を固化した材料の露出した表面上に噴射することを含むが、この方法は一般的に時間がかかり、大量の水もしくは洗浄液の廃棄物が生じる場合があり、かつ/またはベッセルの表面から固化した材料を効率的に除去するのに成功しない場合があることが理解されよう。
【０２３６】
図25および図26に示す実施形態において、デバイス1000は、ベッセルの壁1500内に延びる。上記で説明したように、ベッセルの壁1500は、例えば粉砕機10のハウジング側壁26に対応することができる。
【０２３７】
特に、デバイス1000は、ベッセルの内部チャンバ1504の方に面する壁1500の内壁表面1502を超えて壁1500内に延びる。
【０２３８】
図25および図26を更に参照すると、デバイス1000は、壁1500内に窪んだケーシング1002を含む。特に、ケーシング1002は、壁1500内に内壁表面1502を越えて延びる孔1506にぴったりと受けられるようにサイズ設定および成形される。1つの実施形態において、ケーシング1002および孔1506は、共に概ね円筒形である。代替的に、ケーシング1002および孔1506は、共に、矩形の断面または任意の他の適切な形状を有することができる。
【０２３９】
示される実施形態において、ケーシング1002は、ケーシング本体1200と、ケーシング本体1200から径方向に外方に延びる端部1202とを含む。特に、ケーシング本体1200は、内壁表面から離れて配置された遠位端1204と、内壁表面1502に向かって配置された近位端1206とを含み、端部1202は、ケーシング1002の近位端1206に配置される。
【０２４０】
端部1202は、ケーシング本体1200の遠位端1204から離れる方に向いた端面1208を更に含む。ケーシング1002が孔1506内に受けられるとき、端部1202は、壁1500内に孔1506の周りを延びる壁凹部1510に受けられ、端部1202は、端面1208が内壁表面1502と実質的に同一平面にあるようにサイズ設定および成形される。
【０２４１】
デバイス1000は、ケーシング1002から、より具体的にはケーシング1002の内部空洞1006から、ベッセルの内部チャンバに向けて押圧力を発生させ、内壁表面1502上に受けた固化した材料を、固化した材料の裏から内部チャンバ1504内へ、壁1500から離れるように押すためにケーシング1002に結合された押圧力発生器1004を更に備える。
【０２４２】
示される実施形態において、押圧力発生器1004は、ケーシング1002の内部空洞1006内に可動に受けられた、固体構成要素、より具体的にはプランジャ1008を備える。プランジャ1008は、内部空洞1006と概ね同軸に位置決めされた細長いプランジャ本体1010と、内壁表面1502に向けて配置されたプランジャヘッド1012とを備える。
【０２４３】
プランジャ1008は、プランジャヘッド1012が内壁表面1502と実質的に位置合わせされた閉位置と、プランジャヘッド1012が内壁表面1502を超えて内部チャンバ1504内に動かされる開位置との間で内部空洞1006内を軸方向に動くように構成される。特に、プランジャヘッド1012は、ケーシング1002から離れて配置された遠位面1014と、ケーシング1002の方に配置された近位面1016とを含む。示される実施形態において、遠位面1014は実質的に平坦である。プランジャ1008が閉位置にあるとき、遠位面1014は、壁1500の内面1502と実質的に同一平面上にある。示される実施形態において、遠位面1014は、ケーシング1002の端面1208とも実質的に同一平面上にある。この位置において、近位面1016はまた、ケーシング1002の端部1202において画定される対応する凹部1210に受けられる。示される実施形態において、近位面1016は、テーパ状にされ、対応する凹部1210が同様にテーパ状にされる。代替的に、近位面1016および対応する凹部1210は、任意の他の適切な形状を有してもよい。
【０２４４】
ベッセルが動作しているとき、プランジャ1008は、遠位面1014が内壁表面1502と同一平面上にあるような閉位置にある。したがって、遠位面1014および遠位面1014を取り囲む内壁表面1502にわたって実質的に均一にかつ連続して材料が受けられ、固化される。プランジャ1008が閉位置から開位置まで動かされるとき、プランジャヘッド1012は、プランジャヘッド1012の上および近くの内壁表面1502上に配置された固化した材料の少なくとも一部分を、壁1500から離れるように押す。
【０２４５】
プランジャヘッド1012を、比較的低い押圧力および/または比較的低い速度で開位置に動かし、プランジャヘッド1012が固化した材料に単に穿孔することを防ぐことが有益であり得ることが理解されよう。代わりに、図26において最も良好に示されるように、プランジャヘッド1012によって壁1500から離れるように押された固化した材料は、隣接した固化した材料に付着したままであってもよく、それによって、開位置に向けたプランジャヘッド1012の更なる外方の移動により、固化した材料が、プランジャヘッド1012よりも大きな面積を有する拡張領域Rにおいて内壁表面1502から離れることになる。最終的に、切り離された固化した材料に亀裂または割れ目が形成される場合があり、1つまたは複数の切り離された材料片がベッセル内に落下する場合があり、ベッセルにおいてこれを容易に収集することができる。
【０２４６】
1つの実施形態において、押圧力発生器1004は、ケーシング1002の内部空洞1006と連通する流体供給部1300を更に備える。流体供給部1300は、ケーシング1002の内部空洞1006を通じて空気または水等の流体を提供し、固化した材料を壁1500から離れるように更に押すように構成される。より具体的には、プランジャ1008が開位置に動かされるとき、プランジャヘッド1012とケーシング1002の端部1202との間に間隙1550が形成される。間隙1550は、流体が間隙1550から出て、固化した材料を内壁表面1502から除去するのを支援することを可能にする流体入口を画定する。流体は更に、切り離された材料の拡張領域Rの拡張に寄与し、かつ/または固化した材料片の切り離しに寄与することができる。
【０２４７】
示される実施形態において、流体供給部1300は、閉位置から開位置までプランジャ1008を動かすように圧力下で流体を提供するように更に構成される。更に、示される実施形態において、プランジャ1008は、プランジャ本体1010に同軸に搭載されたばね1302によって閉位置に戻るように更にばね付勢される。したがって、プランジャ1008を閉位置から開位置まで動かすために、流体圧力は、ばね1302の力に対抗するのに十分でなくてはならない。1つの実施形態において、ばね1302は、その剛性が所望に応じて変更されることを可能にするように調整可能である。代替的に、ばね1302は調整可能でない場合がある。
【０２４８】
1つの実施形態において、流体供給部1300は、予め選択された圧力で流体を提供するように構成される。例えば、流体供給部1300は、5psigまたは約34.47kPa〜10psigまたは約68.95kPaの圧力で流体を提供するように構成することができる。代替的に、デバイス1000は、流体の圧力が変わることを可能にするように構成することができる。
【０２４９】
示される実施形態において、デバイス1000は、流体の圧力を制御するために流体供給部1300に作動的に接続された制御システム1700を更に備える。特に、制御システム1700は、パーソナルコンピュータ等の処理ユニット1702と、処理ユニットが弁1704を制御することを可能にするように処理ユニット1702および流体供給部1300に結合された1つまたは複数の弁1704とを備える。
【０２５０】
弁を用いて、流体圧力は、ベッセル内の条件に依拠して固化した材料を除去するように変えることができる。1つの実施形態において、流体圧力は、上述したように固化した材料を穿孔することを回避するために、40psigまたは275.79kPaの上限まで変えることができる。代替的に、デバイス1000は、流体圧が異なる上限を有するかまたは上限を有しないように構成されてもよい。
【０２５１】
1つの実施形態において、制御システム1700は、プランジャ1008が開位置にあるとき、流体圧が異なる間隔で経時的に変動する所望のパターンに従って流体を提供することができるように構成される。特に、流体圧は、1つの間隔から後続の間隔へと漸進的に増大することができる。例えば、制御システム1700は、2秒にわたって0psig〜5psig、2秒にわたって5psig〜10psig、2秒にわたって20psi、および40秒にわたって40psiで流体を提供するように構成することができる。様々な他のパターンを検討することができることが理解されよう。
【０２５２】
上記実施形態は例としてのみ提供されること、および多くの他の変形形態が可能であることが理解されよう。例えば、押圧力発生器1004は、プランジャを備えていない場合があり、流体供給部1300のみを含み得る。単一の固化防止デバイスが示され、上記で説明されたが、複数のそのような固化防止デバイスを互いに離間して使用し、内壁表面1502の比較的大きな表面積をカバーすることが有利である場合があることが更に理解されよう。
【０２５３】
上記の説明は実施形態の例を提供するが、説明された実施形態のいくつかの特徴および/または機能は、説明された実施形態の動作の趣旨および原理から逸脱することなく変更されることが理解されよう。したがって、上記で説明したものは例示的で非限定的なものであることが意図され、当業者は、添付の特許請求の範囲において規定される本発明の範囲から逸脱することなく他の変形および変更を行うことができることを理解するであろう。
【符号の説明】
【０２５４】
10  粉砕機
12  基部
20  ハウジング
20'  ハウジング
22  下端
24  上端
26  ハウジング側壁
28  内部チャンバ
30  入口
32  出口
34  内面
70  摩耗パッド
82  搬送アセンブリ
100  気流発生器
102  粉砕ロータアセンブリ
104  回転アクチュエータ
105  モータ
106  シャフト
108  粉砕ロータ
108a  上側粉砕ロータ
108b  下側粉砕ロータ
108c  中間粉砕ロータ
110  上端
112  下端
114  トランスミッションアセンブリ
116  ベルト
118  出力シャフト
120  ロータハブ
122  ロータアーム
122a  近位部分、近位端
122b  遠位部分、遠位端
130  先端
200  偏向器、気流偏向器
202  上端
204  下端
206  偏向面
208  偏向面
210  頂点
300  棚
300a  上側棚
300b  下側棚
302  棚上面
400  外側構造壁、壁セクション
400'  外側構造壁
402  内面
404  外面
406  ハウジングライナ
450  壁セクション
452  内面
454  外面
462  平面部分
464  平面部分
470  側面フランジ
480  ハウジングライナ部分
482  側壁ライナパネル
484  偏向器ライナパネル
486a  棚ライナパネル
486b  棚ライナパネル
490  中央棚ライナパネル
492  側方棚ライナパネル
494  平面部分
496  傾斜部分
497  上面
498a  側縁
498b  側縁
499  翼部分
500  部分
502  部分
550  パネル
552  水平偏向器
554  平面部分
556  傾斜部分
558  底面
600  上板
602  底板
610  解放機構
612  メカニカルヒューズ
614  シャーピン
614  コネクタ
615  コネクタ
616  コネクタ
618  シャーピン
620  近位凹部
622  コネクタボルトヘッド
622  ボルトヘッド
624  カバープレート
624a  カバープレート部分
624b  カバープレート部分
625  凹部
650  ボルト保護具
652  ウェル
654  基部
656  先端
664  平面部分
700  摩耗パッド
702  前面
704  アーム保護具
706  保護具スロット
708a  縁部
708b  前縁部
708c  上縁部
708d  底縁部
710  空洞
712  後表面
712  後面
714  チャネル
716  上部フランジ
718  底部フランジ
720  上角部
722  角部
724  底角部
730  パッドスロット
732  前表面
734  アーム係合要素
735  プロング
736  パッド係合要素
737  タブ
740  摩耗インジケータ
741  溝
742  孔
800  制御システム
802  搬送システム
804  送り込みコンベア
806  送り出しコンベア
810  プロセッサ
822  センサ
1000  固化防止デバイス
1002  ケーシング
1004  押圧力発生器
1006  内部空洞
1008  プランジャ
1010  プランジャ本体
1012  プランジャヘッド
1014  遠位面
1016  近位面
1200  ケーシング本体
1202  端部
1204  遠位端
1206  近位端
1208  端面
1210  凹部
1300  流体供給部
1302  ばね
1406  孔
1500  壁
1502  内壁表面
1504  内部チャンバ
1506  孔
1510  壁凹部
1550  間隙
1700  制御システム
1702  処理ユニット
1704  弁
【図１】
2021531970.tif 000003
【図２】
2021531970.tif 000004
【図３】
2021531970.tif 000005
【図４】
2021531970.tif 000006
【図５】
2021531970.tif 000007
【図６】
2021531970.tif 000008
【図７】
2021531970.tif 000009
【図８】
2021531970.tif 000010
【図９】
2021531970.tif 000011
【図１０Ａ】
2021531970.tif 000012
【図１０Ｂ】
2021531970.tif 000013
【図１１Ａ】
2021531970.tif 000014
【図１１Ｂ】
2021531970.tif 000015
【図１２】
2021531970.tif 000016
【図１３】
2021531970.tif 000017
【図１４】
2021531970.tif 000018
【図１５】
2021531970.tif 000019
【図１６Ａ】
2021531970.tif 000020
【図１６Ｂ】
2021531970.tif 000021
【図１６Ｃ】
2021531970.tif 000022
【図１６Ｄ】
2021531970.tif 000023
【図１６Ｅ】
2021531970.tif 000024
【図１７】
2021531970.tif 000025
【図１８】
2021531970.tif 000026
【図１９】
2021531970.tif 000027
【図２０】
2021531970.tif 000028
【図２１】
2021531970.tif 000029
【図２２】
2021531970.tif 000030
【図２３】
2021531970.tif 000031
【図２４】
2021531970.tif 000032
【図２５】
2021531970.tif 000033
【図２６】
2021531970.tif 000034
【国際調査報告】
2021531970.tif 000035
2021531970.tif 000036
2021531970.tif 000037
2021531970.tif 000038