JPS598480B2 - 材料加圧装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加圧成形可能な粒状又は粉状材料その他各種の
送りねじで移送可能な材料を加圧するようにした材料加
圧装置に関するものであり、更に詳細に述べると、材料
が相対向するロール間に連続的に供給されるようにした
、煉炭成形機のような材料加圧装置に関するものである
。

このような煉炭成形機においては、これらのロールは所
定の速度で駆動されるので、連続した長さの加圧成形物
がロール間から出てくる。

煉炭成形機及びその他の材料加圧装置においては、加圧
ロール間の圧力に応じて側方に移動できる加圧ロールを
使用することが望ましい。

例えば米国特許第２９７７６３１号には、固定軸に回転
自在に取付けられた第１の加圧ロールと、移動可能な支
承台に取付けられかつ前記の第１の加圧口−ルに対向し
ている第２の加圧ロールとを夫々具備する材料加圧装置
が示されている。

前記の移動可能な支承台は通常はスプリング千段ｔとよ
って所定の位置迄引張られているが、ロール間の圧力が
このスプリング手段の圧力を越えるときには、この圧力
に抗して前記支承台が移動する。

材料加圧装置にはまた、加圧ロールに被加圧材料を供給
するための圧力供給手段が使用されることが望ましい。

このような圧力供給手段としてのねじ供給手段は前述の
米国特許と米国特許第３２６９６１１号とに夫々示され
ている。

加圧口一ルへの材料供給の速度と圧力とを制御すること
によって、加圧成形物の一様性が制御されることになる
。

前述の米国特許第２９７７６３１号には、取り扱われる
材料の種類に応じて供給圧力を変化させるために、加圧
ロール間の接触部にその材料を供給する速度を制御する
制御手段を具備する送りねじの制御システムが論じられ
ている。

本願の出願人の出願に係る特公昭５〇一 ３８２３０号公報には、ロール圧力の変化を検出する検
出手段と、水力送りねじ駆動手段を制御する制御手段と
を夫々用いて、加圧ロール間の間隔をほゾ一定の距離に
保持し、これによって、被加圧材料にロールによって及
ぼされる圧力の変化に応じて送りねじの駆動を行わしめ
るようにした装置が記載されている。

本発明はこれと同じ技術思想に関しかつまた電気的駆動
を操作するための制御手段にも関しており、これによっ
て、既述の先行出願において奏する効果と共に比較的簡
単な構成で以って応答の早い正確な制御を行い得るとい
う効果をも奏するようにしている。

本発明の一般的な目的は材料加圧装置の改良された操作
機構を提供することであって、この改良によって極めて
一様にかつ効率良く然も制御可能に加圧成形物を生産し
得るようにしている。

本発明の別の目的は煉炭成形機又はその類似機械におけ
る改良された送りねじ駆動及び制御システムを提供する
ことであって、この改良によって一様な加圧成形物が得
られるようにしている。

本発明の以上の及びその他の目的は以下の説明によって
明らかにされるであろう。

なお図面には実施例が示されているが、これらの実施例
は説明のためであって、本発明がこれらの実施例に限定
されるものではない。

次に本発明の実施例を図面に付き述べる。

本発明は一般には側方に相対的に移動可能に配設された
相対向する加圧ロールを具備しかつこれらのロール間の
距離が材料加圧中のロール間の圧力の変化に応じて変化
し得るようにした材料加圧装置に係るものである。

ホツパーが被加圧材料を収容するために設けられ、材料
をロール間に供給するための送りねじがこのホツパー内
に設けられている。

本発明の改良は主として、ロール間の距離を一定に保持
して加圧成形物が一様な厚さをもつことができるように
した保持機構に係るものである。

例えば、煉炭成形機の場合には煉炭の大きさ及び連接薄
層部の厚さが制御され、またシートの場合にはその厚さ
が制御される。

加圧中の圧力の変動を決定して補償作用を行なうために
システムを調整し、この調整によってその変動量を殆ん
ど即座に打ち消すよう｝こしたシステムによって、ロー
ル間は一定距離に保持される。

既出の特公昭５０−３８２３０号公報に開示されている
発明によれば、所望の制御は材料供給用送りねじのため
に液力駆動手段、例えば水力駆動手段を具備するシステ
ムにおいて理想的に達成されることが判明した。

吐出量可変ポンプ又は定吐出量ポンプが液力駆動原動機
、例えば水力駆動原動機ｔこ流体を供給するために使用
される。

加圧ロールによって加圧される材料に加えられる圧力の
変化を検出するために検出手段が別に設けられている。

何らかの変化が検出されると、検出手段がその変化量に
比例した信号を発生するようＦこなっている。

次いでこの信号が順次加えられることによって、ポンプ
から水力駆動原動機への入力をその変動量に従って変化
させることができる。

従ってこのシステムに補償要素を導入している送りねじ
によって加えられる圧力が順次変化する。

実際には、こＮに述べるシステムは高感度であるので、
殆んど一定の厚さの加圧成形物が得られる。

これは、検出圧力の変化が直ちに補償されるのでロール
間の距離に大きな変化が生じないためである。

本発明による電動機駆動及び制御システムは加圧成形機
の材料送りねじに関連して効果的に用いられ得るととか
また判明した。

この場合、加圧口−ルによって及ぼされる圧力の影響が
検出され、原動機制御器にその出力を加えられるプロセ
ス制御機構に好ましくは伝達され、これによって送りね
じ駆動用電動機が加圧成形物の一様性を達成するために
制御される。

第１図には、材料供給ホッパ−１２と、このホツパー内
に設けられている送りねじ１４とを夫々具備する材料加
圧成形システム１０が図示されている。

送りねじ１４が加圧成形ロール１６と１７との接触部に
被加圧材料を供給するようになっている。

これらの加圧成形ロールの夫々にはポケット１９が形成
されているので、加圧成形物は複数の煉炭から構成され
、これらの煉炭は互に分離して使用に供せられる。

加圧成形ロール１６は移動可能な支承台１８内に回転自
在に取付けられている。

加圧成形ロール１Ｔは固定軸に対して回転自在であって
もよいし、また図示したように移動可能な支承台２０に
回転自在に取付けられていてもよい。

スプリング２２が加圧成形ロール１６．１７を適当な距
離関係に弾性的に保持するために使用されているが、ロ
ール間の圧力が或る所定のレベルを越えたとき（こはこ
れらのロールは移動することができる。

この距離関係が保持される限り、ロールから出てくる加
圧成形物は一様な寸法を有する。

ロールとこれらのロールによって加圧されている材料と
の間に圧力変動がある場合には、移動可能なロールが変
動圧力の大きさに応じた量だけスプリング２２の力に抗
して移動する。

加圧されている材料は通常の場合には、或る程度は一様
なものではないので、比較的固い材料が加圧されてロー
ル間の距離が大きくなろうとする傾向がある動作段階が
しばしば存在する。

従って以上のようなロールの移動は加圧成形動作中に一
般によく生ずる。

まず既出の特公昭５０−３８２３０号公報の発明の実施
例を参考迄に第２図〜第５図に付き説明する。

第２図には材料加圧成形システムの送りねじの動作を制
御するのｔこ適した一つのシステムが図示されている。

これによって一様な加圧成形物を得る事が出来る。

このシステムにおいてはロール１６及び１７は種々のタ
イプのものであってよく、更に種々の手段をロールを設
置するのに使用し得る。

例えば、水圧手段等の液圧手段が支承台１８，２０の移
動に抗するために支承台１８，２０に用いられてもよい
。

何故ならば、このような手段は、加圧動作中に圧力状態
が変わった場合１こ、上述の如き移動を行い得るからで
ある。

このシステムにおいては、送りねじ１４を駆動するのに
液力原動機、例えば水力原動機２６が用いられている。

流体供給管２８及び流体戻し管３０は水力原動機２６と
吐出量可変の液圧ポンプ、例えば水圧ポンプ３２との間
に延びている。

ポンプ３２は第１の電動機３６に結合されている回転軸
３４を具備している。

ポンプ３２に同様に結合されている第２の電動機３８は
、ポンプ３２のストロークを制御して、水力原動機２６
によって送りねじ１４に加えられる力を制御する。

電動機３８はライン４０によって電気的な又は気体（例
えば空気）による制御器４２に接続されている。

またこの制御器はライン４４を通じて口−ル位置信号変
換器４６に接続されている。

この信号変換器４６はロール間の距離の変化を電気的に
検出する従来公知のものであってよい。

何らかの変動が検出されると、信号が制御器４２に伝達
され、この制御器は比例信号を電動機３８に与える。

この信号の大きさに応じて、電動機３８はポンプ３２の
ストロークを変えて、電動機２６によって送りねじ１４
に加えられる駆動力を変える。

第３図に示す別の実施例においては、差圧又は定流量信
号変換器５０が、水力原動機２６とボンプ３２との間に
延びている管２８及び３０に夫々接続されている。

従ってこの信号変換器はこの流体供給管２８及び流体戻
し管３０の圧力変化量を夫々測定する。

この圧力変化は制御器４２に与える信号を作り出す。

制御器は電動機３８の動作を制御するので、ボンプ３２
のストロークが変えられる。

第３図に示すシステムｔこおいては、流体供給管２８及
び流体戻し管３０の流体圧は、水力原動機２６によって
駆動さね，る送りねじ１４が状態を変化させたときに、
変化することが明らかであろう。

例えば加圧ロール間に供給される材料がその密度を増加
した場合には、ロールによってその材料に加えられる圧
力は増加する。

するとこのシステムは一方の又は両方の加圧ロールを移
動させることによって自動的にこの増加を減少させよう
きする。

しかしながらこのシステムにおいては、変換器５０が発
する信号を利用することによって大きな移動が避けられ
る。

この実施例においては、この信号によって、水力原動機
２６により送りねじ１４に加えられる駆動圧力は減少す
る。

この駆動圧力の減少によって、加圧ロール間の圧力増加
の傾向が補償され、この結果ロール間の距離は一定に保
たれる。

第４図に示す更に別の実施例においては、電流信号変換
器５２が電力供給ライン５４に関連している。

このラインは加圧ロールを駆動させる働らきをする電動
機５６に接続されている。

変換器５２は信号を発生し、この信号は水圧ポンプ３２
と関連している原動機３８を動作させるために制（財）
器４２に加えられる。

変換器５２から発生する信号は電動機５６において必要
とする電力に応じて変化する。

加圧成形される材料の変動によって、ロールと材料との
間の圧力が変化すると、この変化量によって電動機５６
において必要とする電力が変化する。

このような変化によって、ライン５４の電力供給条件が
変わり、比例信号が変換器５２から発生する。

このようにして、このシステムは、送りねじ１４の操作
条件の補償を行なうので、加圧成形される材料と加圧ロ
ールとの間の条件を一定に保持させることができる。

第５図に示す更にまた別の実施例においては、定吐出量
ポンプ６０が、ギヤボックス７６を介して送りねじ１４
に連結されている水力原動機２６に流体を供給するため
に設けられている。

このシステムにおいては、第２図に示すシステムにおい
て使用されているようなロール位置信号変換器６２によ
って信号が加えられる。

この信号変換器は電力供給源６６を具備する電気一空気
信号変換器、即ち電空信号変換器６４に接続されている
。

供給圧力調整器６８が変換器６４と制御器７０とに夫々
接続されている。

この制御器は気体による制御を行いかつリセット手段等
を具備している。

この制御器７０の空気信号出力は流量制御弁７２に加え
られるようになっている。

この弁７２としては、圧縮空気操作体を具備するテーラ
ー・プリサイザ型（ Ｔａｙｌｏｒ Ｐｒｅｃｉｓｏｒ
ｔｙｐｅ ）や、フオクスボ口・バルバクタ型（ Ｆ
ｏｘｂｏｒｏ Ｖａｌｖａｃｔｏｒｔｙｐｅ ）が用い
られてよい。

この流量制御弁はポンプ６０と水力原動機２６との間に
おいて管７４に接続されている。

従ってこの弁は水力原動機への流体の流量を決定するの
で、水力原動機２６の動作を制御する。

このシステムにおいては、ポンプが流体を分流させる手
段を具備しかつポンプの出口に接続されている管に設け
られている制御弁の設定量に応じて流体を供治するので
、定吐出量ポンプで以ってこのシステムを構成すること
が可能となる。

制御器７０と流量制御弁７２とは第３図及び第４図にて
示す如き他の信号発生システムによっても操作され得る
ことを理解されたい。

調整可能なバイパス弁が制御器に接続され得られ、この
ようにすればポンプ６０の効果を変更するのに役立つ。

上述したすべてのシステムにおいては、送りねじ１４の
液圧制御が補償システムと関連していることを理解され
たい。

またこれらのシステムにおいては、加圧される材料に送
りねじ（こよって加えられる力を制御するために、水圧
ポンプの吐出量の変化を必要としてもよい。

第６図及び第６ａ図には本発明の特徴を具体化しかつ電
気的システムを用いた機構が示されている。

この機構は加圧ロール８０と送りねじ８２とを具備して
いる。

電動機８５として例えば、（１）、従来公知のＳＣＲ及
び／又はサイラトロン又はサイリスク回路によって操作
される可変速度直流モータ、 （２入従来公知の回路によって操作されるクラッチを具
備する可変速度渦電流クラッチ及びモータ駆動機構 （３入従来公知の回路に用いられているところの交流周
波数を変えることによって制御される電動機速度を具備
する可変速度交流電動機。

の何れかであってよい。

この可変速度制御器は符号８６で示されている。

上述の夫々において、従来公知の電動機速度制御回路・
＼の電気的指令信号はプロセス制御器から加えられる。

この制御器は電気的又は気体によるものであってよく、
第６図に符号９０として示されているように電気的制御
器であるのがより好ましい。

加圧駆動電動機９２に与えられる電流は、電気的変換器
８８の検出機構８８１によって検出される。

この検出された情報は、変換機構８８２によって、その
変化量を測定され且つこの測定された変化量が信号に変
換される。

そしてこの信号は、導線８８３を介してプロセス制御器
９０へ供給される。

プロセス制御器９０は第２図に示すロールギャップ位置
変換器から検知されるシステム状態を与えられてもよい
し、また第３図に示す差圧又は定流量変換器５０と同様
に、送りねじ原動機に加わるトルク又は負荷を検知する
検知方法を受けてもよい。

制御器９０は上述の如き操作に適当な機構であってよく
、これによって信号がロール駆動電動機９２において検
出される変化に応じて電動機制御器８６に伝達される。

従ってより大きいか又はより小さい要求が電動機９２に
なされるように操作状態が変化すれば、これはプロセス
制御器９０により検出される偏差で以って信号変換器に
よって測定され、それからこのプロセス制却器が電動機
８５の操作に影響を与えるために電動機制御器８６に補
正信号を与える。

ハニーウエル・インコーポレーテツド（Ｈｏｎｅ一ｙｗ
ｅｌ Ｉ ｓ Ｉｎｃ ．）によって製造されるタイプ
のバ１ロニク（ Ｖｕｔｒｏｎｉｋ一商標）偏差表示制
御ステーションが適当なプロセス制御器である。

同様の制御器がロバート・ショー−フルトン（Ｒｏｂｅ
ｒｔＳｈａｗ−Ｆｕｌ ｔｏｎ）、フイシャー・アンド
・ポータ− （ Ｆｉｓｃｈｅｒ ａｎｄ Ｐｏｒｔｅ
ｒ ）、ゼネラル・エレクトリック（ Ｇｅｎｅｒａｌ
Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ）その他でも製造されている。

ルイス・アリス（ Ｌｏｕｉｓ Ａｌｌｉｓ ）及びゼ
ネラル・エレクトリックは第６図における符号８６によ
って概略的に示されているタイプの電動機制御器を製造
している。

ロールギャップ検出器、電気的位置変換器及び差信号を
作り出すための他の手段が用いられてもよく、この場合
の特徴として、液庄原動機に関する上述の記述が引用さ
れてよい。

しかしながら、本発明の概念は送りねじについて電気的
駆動手段を用いた他の手段と同様に上述の手段にも適用
可能である。

上述したように、制御器４２、７０又は９０によって吐
出量調節用原動機３８、流量制御弁７２又は原動機制御
器８６に送られる信号を決定するのに種々の手段を用い
る事ができる。

しかしながらいづれの場合においても、制御器の動作は
加圧成形ロールと加圧される材料との間に働らく圧力を
変えようとする傾向によって決定される。

従って上述の圧力を変えようとする傾向は、測定可能な
諸要素を有するシステムの種々の部分に影響を与えるこ
とが認められている。

特に圧力が材料の密度変化のために増加しようとする場
合には、このことが加圧ロール間の距離の増大の原因と
なり、送りねじ駆動用原動機に必要な動力の増加．即ち
口−ル駆動用原動機に必要な動力の増加の原因ともなる
。

上述したように信号変換器はこれらの傾向によって生ず
る条件を測定するために設けられている。

更に送りねじを駆動するのに使用される水力原動機のス
トローク又は吐出量を制御することによって補償作用は
最も効率良く行われ得ることが判明した。

本発明の精神から脱却することなく、本発明の特徴を具
備する上述のシステムにおいて種々の変形及び修正，が
行われ得ることを理解されたい。

以下に述べるものは、本発明の実施の態様に属するもの
である。

（１）、被加圧材料の加圧中にロール間に生ずる圧力に
応じてこれらのロール間の距離が変化するように相対的
に移動可能にかつ相対向して配設された前記ロールと、
前記ロールに前記被加圧材料を供給するための送りねじ
とから成る材料加圧装置において、 （ａ）、前記送りねじを駆動するための電動機、（ｂ）
、この電動機の制御器、 （ｃ）、この制御器によって前記電動機に加えられる入
力を変化させるプロセス制御機構、 （ｄ）、前記ロール間にある被加圧材料にこれらのロー
ルによって及ぼされる圧力の変化を検出するための検出
機構、 （ｅ）、この変化の程度を測定してこの変化の程度を比
例出力に変換するための変換手段、 （ｆ）、前記電動機への前記制御器の入力を変更するた
めに前記プロセス制御機構に前記比例出力を加えるため
の印加機構、 から成る前記ロール間の間隔を保持するための保持機構
を具備し、前記電動機の操作状態を変化させて前記送り
ねじによって加えられる圧力が前記ロール間の圧力変化
に応じて直接変化するようになしたことを特徴とする材
料加圧装置。

（２）、前記ロールによって前記被加圧材料に及ぼされ
る圧力を、前記ロール間の距離を測定することによって
決定するようにした前記第１項に述べた装置。

（３）、前記ロールによって前記被加圧材料に及ぼされ
る圧力を、前記送りねじに加えられるトルクを測定する
ことによって決定するようにした前記第１項に述べた装
置。

（４）、前記ロールを駆動するためのロール用原動機を
具備し、前記ロールによって前記被加圧材料に加えられ
る圧力を、前記ロール用原動機の負荷を測定することに
よって決定するようにした前記第１項に述べた装置。

（５）、前記ロール用原動機の前記負荷を、電流信号変
換器を前記ロール用原動機の電源に設けることによって
測定し、前記電流信号変換器の出力を、前記制御器に信
号を加えるための印加機構に加えるようにした前記第４
項に述べた装置。

以上の様に、本発明による材料加圧装置においては、ね
じ駆動機構とこのねじ駆動機構を制御するための機構と
が共に電気的機構によって構成されている。

従って、ロール間の圧力変動が殆んど即座に打ち消され
てロール間の距離が一定に保たれ、この結果、厚さが一
様な加圧成形物を得ることができる。

また、材料加圧装置を比較的簡単な構成とすることもで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用し得る煉炭成形機の一部縦断正面
図である。 また第２図〜第５図は特公昭５０−３８２３０号公報に
開示されている上記第１図の煉炭成形機の各種の制御シ
ステムの概略管系統図であって、第２図は加圧ロール間
の距離を検出するための検出手段を用いた制御システム
の概略管系統図、第３図はトルク測定手段を用いた？の
制御システムの概略管系統図、第４図は負荷測定手段を
用いた更に別の制御システムの概略管系統図、第５図は
加圧ロール間の距離を検出するための検出手段を用いた
制御システムの概略管系統図である。 また第６図は第１図に示す煉炭成形機に適用した本発明
による電動機の駆動及び制御機構の概略結線図、第６ａ
図は第６図の一部を拡大した概略結線図である。 なお図面に用いられている符号において、１０は加圧成
形システム、１２は材料供給ホツパー、１４は送りねじ
、１６．１７は加圧成形ロール、２６は水力原動機、３
２は水圧ポンプ、３６及び３８は電動機、４０はライン
、４６はロール位置信号変換器、５６は電動機、８０は
加圧ロール、８２は送りねじ、８５は電動機、８６は電
動機制御器、８８は電気的変換器、８８１は検出機構、
８８は変換機構、８８３は導線、９０はプロセス制御機
構である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 送りネジで移送可能な被加圧材料の加圧中にロール
   間に生ずる圧力に応じてこれらのロール間の距離が変化
   するように相対的に移動可能にかつ相対向して配設され
   た前記ロールと、前記ロールに前記被加圧材料を供給す
   るための送りねじとを夫々具備する材料加圧装置におい
   て、 （ａ）、前記送りねじ８２を駆動するための電動機８５
   、 （ｂ）、この電動機８５の制御器８６、 （Ｃ）、この制御器８６によって前記電動機８５に加え
   られる入力を変化させるプロセス制御機構９０、 （ｄ）、前記ロール８０間にある被加圧材料にこれらの
   ロール８０によって及ぼされる圧力の変化を検出するた
   めの検出機構８８１、 （ｅ）、この変化の程度を測定してこの変化の程度を比
   例出力に変換するための変換機構８８２、（ｆ）、前記
   電動機８５への前記制御器８６の入力を変更するために
   前記プロセス制御機構９０に前記比例出力を加えるため
   の印加機構８８３、から成る前記ロール８０間の間隔を
   保持するための保持機構を具備し、前記電動機８５の操
   作状態を変化させて前記送りねじ８２によって前記材料
   に加えられる圧力が前記ロール８０間の圧力変化に応じ
   て直接変化するようになしたことを特徴とする材料加圧
   装置。