(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の機体(21)に螺合されたコンケーブサポート(30)に取着されたコンケーブ(27)と、コンケーブ(27)に対向して配設され、偏心旋動してコンケーブ(27)との間で被破砕物を破砕するマントル(26)と、コンケーブサポート(30)を回動して移動させるコンケーブ駆動手段と、コンケーブサポート(30)の位置を検出するコンケーブ位置検出器と、コンケーブ駆動手段を介してコンケーブサポート(30)を回動してコンケーブ(27)をマントル(26)に当接させ、当接位置から所定の出口隙間設定値に応じた距離だけコンケーブ(27)を移動させてコンケーブ(27)とマントル(26)との間の出口隙間を調整する制御器(40)とを備えた旋動破砕機の出口隙間調整装置において、
前記コンケーブ駆動手段は油圧モータ(35)を有すると共に、この油圧モータ(35)の負荷圧を検出する圧力センサ(37)を付設し、
前記制御器(40)は、出口隙間調整の前記コンケーブ(27)下降時に、前記圧力センサ(37)により検出した負荷圧が所定圧以上に上昇した後、前記油圧モータ(35)を停止して前記マントル(26)を偏心旋動し、前記負荷圧が前記所定圧を超え所定時間以上略一定値であるときに、コンケーブ(27)とマントル(26)との当接と判断する
ことを特徴とする旋動破砕機の出口隙間調整装置。
【請求項２】
請求項１に記載の旋動破砕機の出口隙間調整装置において、
前記制御器(40)は、更に、前回の出口隙間調整の際に、コンケーブ(27)とマントル(26)とが当接した時のコンケーブ位置検出器(36)の検出値を基準とし、今回の出口隙間調整の際にコンケーブ(27)とマントル(26)とが当接した時のコンケーブ位置検出器(36)の検出値と、コンケーブ(27)及びマントル(26)の成す傾斜角度とに基づいてコンケーブ(27)及びマントル(26)の今回の摩耗量を求め、繰り返し得た今回の摩耗量の総和をコンケーブ(27)及びマントル(26)の積算摩耗量とする
ことを特徴とする旋動破砕機の出口隙間調整装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の旋動破砕機の出口隙間調整装置において、
前記コンケーブサポート(30)の上部内側に配設されるホッパ(45)と、前記ホッパ(45)の上方に設けられてマントル(26)に向けて水を噴射自在なノズル(46)と、を更に有し、前記制御器(40)は、出口隙間調整時に、コンケーブサポート(30)を下降してコンケーブ(27)とマントル(26)とを当接させる前に、コンケーブ(27)とマントル(26)の当接する部位に前記ノズル(46)から水を噴射してマントル(26)上の残留物を除去する
ことを特徴とする旋動破砕機の出口隙間調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、旋動破砕機の出口隙間調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
旋動破砕機は、回転軸に対して偏心した略円錐台状のマントルの上面に傘状の下刃を取り付け、このマントル（傘状の下刃）の上方に対向したコンケーブ（上刃）と、被破砕物が投入され、かつ前記下刃及び上刃間に被破砕物を供給するホッパとを備えている。このような旋動破砕機は、偏心して回転するマントルの下刃と上刃との隙間が周期的に大小に変化することにより破砕するものであり、その隙間を調整することによって、破砕物の粒度を管理し、できた破砕物を埋め戻しや他の用途に再利用することが多い。
【０００３】
ところが、稼働時間に応じて上刃及び下刃が摩耗して上記粒度が大きくなるので、前記刃先隙間を調整する必要がある。このため、破砕物出口の隙間を調整する装置が提案されており、例えば特許２７９９２７６号登録公報に記載された旋動破砕機の出口隙間調整装置が知られている。以下、図６に示す同公報に開示された旋動破砕機の断面側面図により従来技術を説明する。
【０００４】
同図において、略円錐台状のマントル２６の中央部に主軸２４を設け、主軸２４の下部を回転支持台２４ｃに取着している。主軸２４の上部は、下部に対して所定角度傾いて形成されており、よってマントル２６は主軸２４の回転中心に対して傾斜した状態で回転するようになっている。回転支持台２４ｃは機体２１の下部胴体２２に回転自在に支承されており、回転支持台２４ｃの下部に有するラック２４ｄと係合し、かつ機体２１に設けられたピニオン軸２５を介して図示しないモータにより回転駆動される。マントル２６の上方には対向するようにコンケーブ２７が配設されており、コンケーブ２７が取付けられたコンケーブサポート３０は、前記機体２１に固設された上部胴体２３の内側に鋸歯ねじ２３ａを介して回転自在に設けられている。また、コンケーブサポート３０は、機体２１に取着された駆動モータ１３により歯車１１を介して回転駆動されるようになっており、この回転で前記ねじ２３ａを介して上下方向に移動する。駆動モータ１３の回転軸上には回転角を検出する回転検出装置１６が取着されている。回転検出装置１６の回転角信号及び駆動モータ１３の駆動信号は、演算表示装置１７によりそれぞれ入力及び出力されている。
【０００５】
上記構成による演算表示装置１７の出力隙間算出手順は、以下のようになっている。まず、駆動モータ１３の回転によりコンケーブサポート３０を下降させてマントル２６に当接させる。そして、この後コンケーブサポート３０を所定の出口隙間設定値となる位置まで上昇させる。このとき、例えば図７で表すように、隙間調整第１回目のコンケーブ２７とマントル２６との当接時のコンケーブサポート高さｈ0 を基準位置としてコンケーブ２７の移動量Ｓを求め、この移動量Ｓと、コンケーブサポート３０とマントル２６との成す角度とから各回毎に第１の隙間値α１を求める。さらに、各回毎の当接時のコンケーブサポート高さ位置からの出口隙間設定値に相当する移動量を求め、この移動量に対応する隙間値を第２の隙間値α２とする。これらの隙間値α１，α２は演算表示装置１７の所定表示器に表示されるので、必要な時に両隙間値α１，α２間の差（つまり、ここでは第１の隙間値α１は基準位置からの相対位置を表しているので正又は負の値であり、第２の隙間値α２は常時正値であり、両者の差は実質的に両者絶対値の加算である）を演算して、マントル２６とコンケーブ２７の相対摩耗量を把握できると記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の出口隙間調整装置においては、マントル２６とコンケーブ２７の相対摩耗量を求めるのに、基準位置からのコンケーブ２７の移動量Ｓと、第１の隙間値α１と、第２の隙間値α２との３つのデータを用いる必要がある。このため、演算が煩わしく、これらの演算処理に用いるメモリの容量が多く必要となり、プログラムステップ数が多くなると言う問題がある。また、上記相対摩耗量を把握するためにオペレータが演算する必要があり、煩わしい。
さらに、出口隙間調整の際にコンケーブ２７を下降させてマントル２６に当接させる時に、マントル２６とコンケーブ２７との間に被破砕物が残っている場合には、この残留物により誤って当接したと判断することもあり、正確な当接位置の検出ができない。このため、精度良く出口隙間調整ができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、摩耗量の演算を正確に、かつ簡単に行え、また出口隙間調整が精度良くできる旋動破砕機の出口隙間調整装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、第１発明は、筒状の機体に螺合されたコンケーブサポートに取着されたコンケーブと、コンケーブに対向して配設され、偏心旋動してコンケーブとの間で被破砕物を破砕するマントルと、コンケーブサポートを回動して移動させるコンケーブ駆動手段と、コンケーブサポートの位置を検出するコンケーブ位置検出器と、コンケーブ駆動手段を介してコンケーブサポートを回動してコンケーブをマントルに当接させ、当接位置から所定の出口隙間設定値に応じた距離だけコンケーブを移動させてコンケーブとマントルとの間の出口隙間を調整する制御器とを備えた旋動破砕機の出口隙間調整装置において、前記コンケーブ駆動手段は油圧モータを有すると共に、この油圧モータの負荷圧を検出する圧力センサを付設し、前記制御器は、出口隙間調整の前記コンケーブ下降時に、前記圧力センサにより検出した負荷圧が所定圧以上に上昇した後、前記油圧モータを停止して前記マントルを偏心旋動し、前記負荷圧が前記所定圧を超え所定時間以上略一定値であるときに、コンケーブとマントルとの当接と判断することを特徴とする。
【０００９】
第１発明によると、マントルとコンケーブとが残留物が無い状態で当接しているときは、コンケーブを下降させるモータの負荷圧は所定値以上になっていて、かつマントルを旋動させても安定している。ところが、残留物がある状態でコンケーブを下降させるモータの負荷圧が所定値以上になっても、マントルを回転させて残留物が破砕されると、負荷圧が所定値以下に低下する。このことから、コンケーブ駆動のモータの負荷圧が所定値以上である状態が所定時間以上継続したときに当接したと判断することによって、残留物の有無状態に影響されずに確実に当接を検出できる。従って、出口隙間調整が精度良くでき、摩耗量の管理やマントル及びコンケーブの交換時期の管理を精度良くできるので、製品の粒度品質を向上できる。
【００１０】
第２発明は、前記制御器は、更に、前回の出口隙間調整の際に、コンケーブとマントルとが当接した時のコンケーブ位置検出器の検出値を基準とし、今回の出口隙間調整の際にコンケーブとマントルとが当接した時のコンケーブ位置検出器の検出値と、コンケーブ及びマントルの成す傾斜角度とに基づいてコンケーブ及びマントルの今回の摩耗量を求め、繰り返し得た今回の摩耗量の総和をコンケーブ及びマントルの積算摩耗量とすることを特徴とする。
【００１１】
第２発明によると、各出口隙間調整回毎に、前回のコンケーブとマントルとの当接時のコンケーブ位置検出器の検出値と今回の検出値との差に基づいて両間の出口隙間に対応した距離を算出し、これを今回の摩耗量とすると共に、前回までの摩耗量積算値に今回の摩耗量を加算して今回までの摩耗量積算値即ち現在の全摩耗量を求めている。従って、従来演算していたような初回目の当接位置から各回の出口隙間調整完了位置までの第１の隙間α１を演算する必要がなくなるので、演算が非常に簡単となり、演算プログラムのステップ数が減少して使用メモリを低減できると共に、演算時間を短縮化できる。また、全摩耗量の算出を自動的に演算するので、オペレータが煩わしい演算を行う必要がなく、さらに全摩耗量を正確に算出できる。さらに、当接からの変位量を検出すればよいので、コンケーブ位置検出器としてはコンケーブ高さと検出器出力とが１対１に対応していなくてもよく、検出器選択の幅が広がる。これにより、摩耗量の管理やマントル及びコンケーブの交換時期の管理を精度良くできると共に、製品の粒度品質を向上できる。
【００１２】
第３発明は、前記コンケーブサポートの上部内側に配設されるホッパと、前記ホッパの上方に設けられてマントルに向けて水を噴射自在なノズルと、を更に有し、前記制御器は、出口隙間調整時に、コンケーブサポートを下降してコンケーブとマントルとを当接させる前に、コンケーブとマントルの当接する部位に前記ノズルから水を噴射してマントル上の残留物を除去することを特徴とする。
【００１３】
第３発明によると、コンケーブとマントルとの当接の前に、例えば噴水やマントルの旋動よる揺動等によって当接部位の残留物を除去することにより、確実に当接させることができる。従って、確実に当接可能となるので、出口隙間調整を精度良くでき、摩耗量の管理やマントル及びコンケーブの交換時期の管理を精度良くでき、これにより製品の粒度品質を向上できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る出口隙間調整装置が適用される旋動破砕機の側面断面図である。機体２１の下部胴体２２の略中央下部には基台２４ａが配設され、この基台２４ａに主軸２４の下部が嵌着されている。主軸２４の上部は偏心した孔２６ａを有する略円錐台状のマントル２６に嵌挿されており、マントル２６は主軸２４に旋動自在に支持されている。マントル２６の下部内側には環状の溝２６ｂが形成されており、基台２４ａの上端部に設けられた環状のシール２４ｂが前記環状の溝２６ａに摺動自在に嵌まり込んでいて内部の潤滑油をシールしている。またマントル２６の下部に形成されたギアは、下部胴体２２の下部に回転自在に配設されたピニオン軸２５に噛合しており、ピニオン軸２５は油圧モータ４１によって回転駆動されるようになっている。
【００１５】
下部胴体２２の上部には略円筒状の上部胴体２３が取り付けられており、上部胴体２３の内周面にはねじ２３ａが形成されている。そして、上部胴体２３の内側には、外周面にねじ３０ａが形成されたコンケーブサポート３０が回転可能に螺合されている。コンケーブサポート３０の下部内周部には周方向に沿って複数の支持レバー２８の基端部がボルト２９等で取り付けられており、この複数の支持レバー２８の先端部にはコンケーブ２７が支持されていて、前記マントル２６の上方に対向するように配設される。また、コンケーブサポート３０の上部内側には被破砕物が投入されるホッパ４５が配設されており、ホッパ４５の上方にはマントル２６に向けて水を噴射自在なノズル４６が設けられ、ノズル４６はアーム４７を介して下部胴体２２に移動自在に支持されている。
【００１６】
コンケーブサポート３０の上端部には、外周面に複数の上下方向の溝３１ａを有する円筒部材３１がボルト３１ｂにより取着されている。また、円筒部材３１の周囲には、前記溝３１ａに摺動自在に嵌入されたスライド部３２を内周部に有し、かつ外周部に歯を有する環状歯車３３が上部胴体２３に回転自在に支承されている。環状歯車３３の外周歯には、上部胴体２３に取着された油圧モータ３５の出力軸に取り付けた歯車３４に噛合している。さらに、油圧モータ３５の出力軸には、コンケーブサポート３０の回転角度、即ち上下方向移動時の高さ位置を検出するコンケーブ位置検出器３６が取着されている。さらに、油圧モータ３５の負荷圧を検出する圧力センサ３７が設けられており、圧力センサ３７の検出圧力信号、コンケーブ位置検出器３６の検出位置信号及び油圧モータ３５の駆動指令信号は、制御器４０によりそれぞれ入力及び出力されている。
【００１７】
制御器４０はマイクロコンピュータ等の演算装置を主体として構成されており、コンケーブ位置検出器３６からの位置信号に基づいて後述する所定の演算処理を行って油圧モータ３５の制御を行い、出口隙間を予め設定された隙間設定値α0 に調整すると共に、出口隙間調整の各回毎の摩耗量及び積算摩耗量を演算する。また、制御器４０は各回毎の摩耗量と積算摩耗量、及び隙間調整時の出口隙間の値を表示する表示器４２を有している。
【００１８】
図２は制御器４０の処理手順を表したフローチャート例である。同図において、各処理ステップ番号はＳを付して表す。
まず、ステップＳ１で隙間調整の開始か否か判断し、開始でない時は開始となるまで待つ。尚、開始か否かは、例えば図示しない隙間調整開始スイッチのオン信号で判断することができる。そして開始になったら、ステップＳ２でノズル４６から水を噴射し、マントル２６上に残っている破砕物を除去する。次に、ステップＳ３で、油圧モータ３５を制御してコンケーブサポート３０を所定速度で回転させ、コンケーブ２７を下降させて負荷圧Ｐｍを監視しながらマントル２６に当接させる。そして、ステップＳ４で、負荷圧Ｐｍが所定閾値を超えたとき油圧モータ３５を停止した状態で油圧モータ４１によりマントル２６を旋動させる。この旋動の間に、負荷圧Ｐｍが所定閾値を超えていて、かつ変動が小さい状態が所定時間以上継続したときにコンケーブ２７がマントル２６に当接したと判断し、当接した時のコンケーブ位置検出器３６の検出値を取り込み、この値を基準とし記憶する。このときの当接に対応した出口隙間αをクリア（α＝０）し、また積算摩耗量ＭＴも零（ＭＴ＝０）に初期化する。この後、ステップＳ５で、前記当接回数ｎ（初回目はｎ＝１）時のコンケーブ位置検出器３６の検出値を基準にし、前記隙間設定値α0 に相当するコンケーブ位置検出器３６の検出値までコンケーブサポート３０を上昇させて、第１回目の出口隙間調整を終了する。すなわち、初回当接時のコンケーブ位置検出器３６の検出値をｈ１、上昇中の検出値をｈ、単位検出値当たりのコンケーブ移動量をＫ、コンケーブの傾斜角をθとすると、数式「α0 ＝Ｋ×（ｈ−ｈ１）×cosθ 」を満たす検出値ｈになった時、コンケーブサポート３０の上昇は停止する。ステップＳ６で実稼動を行う。そして、ステップＳ７で再度隙間調整の開始か否か判断し、開始でない時は開始となるまで待ち、開始になったら（ｎ回目の隙間調整とする）、ステップＳ８でマントル２６に水を噴射し、コンケーブ２７を下降してマントル２６に当接させる。次にステップＳ９で、前回（当接回数n-1 ）のコンケーブ位置検出器３６の検出値（α＝０の位置）を基準として、今回当接した時の検出値との差｜ｈn −ｈn-1｜に対応する隙間αを、コンケーブ２７とマントル２６との成す角度に基づいて演算して今回の摩耗量Ｍn （＝Ｋ×｜ｈn −ｈn-1｜×cosθ ）とし、数式「ＭＴ＝Ｍn ＋ＭＴ」に基づいて今回までの積算摩耗量ＭＴを積算する。この後、ステップＳ１０で、前記求めた現在の隙間α（＝Ｋ×（ｈ−ｈn-1）×cosθ）をクリア（α＝０）する。すなわち、摩耗量及び出口隙間の算出式の基準を変える。そして、ステップＳ５へ戻って以上の処理を繰り返す。
【００１９】
図３を参照して、以上の構成による作用及び効果を説明する。
各隙間調整回ｎ毎に、前回からの摩耗量を求め、これを初回目から積算して全摩耗量を算出するようにしている。即ち、前回（ｎ−１回目）マントル２６とコンケーブ２７とが当接した時のコンケーブ検出器の検出値ｈn-1を基準にし、今回（ｎ回目）の当接時の検出値ｈn までの検出値の変化量｜ｈn −ｈn-1｜、及びマントル２６とコンケーブ２７との成す角度θに基づいて出口隙間α（＝Ｋ×｜ｈn −ｈn-1｜×cosθ ）を求め、求めた出口隙間αを今回の摩耗量Ｍｎとする。そして、この摩耗量Ｍｎを前回までの積算摩耗量ＭＴに加算して今回までの積算摩耗量ＭＴを算出している。従って、従来技術の項で示したように、初回目の当接位置ｈ0 から各回毎の隙間調整完了位置までの第１の隙間α１と、各回毎の当接位置から隙間調整完了位置までの第２の隙間α２とをそれぞれ算出し、この後両隙間α１，α２の和により求めるという必要がない。つまり、本発明によると第１の隙間α１を算出する必要がないので、演算が非常に簡単となり、演算プログラムのステップ数が減少して使用メモリを低減できると共に、演算時間を短縮化できる。また、積算摩耗量の算出を自動的に演算し、表示器４２に表示するので、オペレータが煩わしい演算を行う必要がなく、正確に算出できる。また、摩耗量、出口隙間の算出は、コンケーブ及びマントルの前回当接時のコンケーブ位置検出器３６の検出値を基準にし、この基準からの変化量を使っている為、コンケーブ２７の高さ（位置）とコンケーブ位置検出器３６の検出値とは１対１に対応している必要はない。コンケーブ２７の位置という概念が不要な為、例えば相対的な変位が検出できるインクリメンタルエンコーダを使えば、位置検出器の取付は調整不要となり短時間で行える。これにより、摩耗量の管理やマントル２６及びコンケーブ２７の交換時期の管理を精度良くできる。従って、製品の粒度品質を向上できる。
【００２０】
また、マントル２６とコンケーブ２７とを当接させる際に、マントル２６上面に残留した破砕物を噴水により除去するので、確実に当接させることができ、これにより当接位置を精度良く検出できる。従って、精度良く積算摩耗量を算出でき、摩耗量の管理やマントル２６及びコンケーブ２７の交換時期の管理をさらに正確にできる。
【００２１】
上記実施形態においては、マントル２６とコンケーブ２７との当接の前に噴水により破砕物の残留物を除去する例を示したが、残留物を除去する方法はこれに限定するものではない。例えば、コンケーブ２７を上昇端まで上昇させ、この状態でマントル２６を所定回転数で旋動して揺動することにより残留物を除去してもよい。
【００２２】
あるいは、油圧モータ３５の負荷圧Ｐｍの監視を以下のように行ってもよい。例えば図４に示すように、コンケーブ２７の下降中に負荷圧Ｐｍが所定の閾値Ｐｓを超えたときには、前記下降を停止すると共にマントル２６を旋動させて負荷圧Ｐｍを監視し、この旋動の間に負荷圧Ｐｍの変動が大きい場合は所定時間マントル２６を回転させて負荷圧Ｐｍが閾値Ｐｓよりも低下するのを確認し（このとき残留物が除去されたと判断する）、この後再度コンケーブ２７を下降させて負荷圧Ｐｍが所定の閾値Ｐｓを超えたときに実際に当接したと判断するようにしてもよい。
【００２３】
また、あるいは、例えば図５に示すように、コンケーブ２７の下降中に油圧モータ３５の負荷圧Ｐｍが所定の閾値Ｐｓを超えたときには、前記下降を停止すると共にマントル２６を旋動させて負荷圧Ｐｍを監視し、この旋動の間に負荷圧Ｐｍの変動が大きい場合は、所定距離だけコンケーブ２７を上昇させて残留物を落下し易くした後に所定時間マントル２６を旋動させて負荷圧Ｐｍが閾値Ｐｓよりも低下するのを確認し（このとき残留物が除去されたと判断する）、この後再度コンケーブ２７を下降させて負荷圧Ｐｍが所定の閾値Ｐｓを超えたときに実際に当接したと判断するようにしてもよい。
上記のように負荷圧Ｐｍの監視方法によって当接したことを確実に検出でき、当接位置の正確な検出が可能となる。これにより、摩耗量を精度良く算出し、コンケーブ２７やマントル２６の交換時期等の管理も正確にでき、また製品の粒度品質を向上できる。
【００２４】
尚、コンケーブ２７の上下移動の駆動モータとして油圧モータを例にとって説明したが、電動モータでもよい。このとき、当接の確認は、モータ電流値（トルク値）を監視することにより、正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の出口隙間調整装置が適用される旋動破砕機の側面断面図である。
【図２】演算処理のフローチャート例を示す。
【図３】本発明に係る積算摩耗量の算出方法の説明図である。
【図４】本発明に係る当接検出方法の他の第１例の説明図である。
【図５】本発明に係る当接検出方法の他の第２例の説明図である。
【図６】従来技術に係る旋動破砕機の断面側面図である。
【図７】従来技術に係る積算摩耗量の算出方法の説明図である。
【符号の説明】
１６…回転検出装置、１７…演算表示装置、２１…機体、２２…下部胴体、２３…上部胴体、２４…主軸、２４ａ…基台、２４ｃ…回転支持台、２４ｄ…ラック、２５…ピニオン軸、２６…マントル、２７…コンケーブ、３０…コンケーブサポート、３３…環状歯車、３５…油圧モータ、３６…コンケーブ位置検出器、３７…圧力センサ、４０…制御器、４１…油圧モータ、４２…表示器、４５…ホッパ、４６…ノズル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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