JP2018161624A - ローラスクリーン - Google Patents

Abstract

【課題】ローラスクリーンにおいて、リング間に被処理物が噛み込みにくいようにする。【解決手段】駆動力によって軸周り回転する複数の支持軸１２が並列し、支持軸１２の軸方向に沿って複数のリング１１が設けられ、隣り合う支持軸１２のリング１１同士は互いにその位置が支持軸１２の軸方向に沿ってずれた位置となっており、被処理物は、支持軸１２及びリング１１の上方に形成された搬送面上に供給され、リング１１の回転によって送り方向に沿って供給側から排出側へと移動し、大きさの小さい被処理物がリング１１間の隙間から下方に落下して選別されるローラスクリーン１０において、リング１１の外周が為す平面の、支持軸１２の中心軸Ａに対する角度θを９０度未満に設定した。【選択図】図２

Description

この発明は、種々の被処理物をその大きさに合わせて選別するローラスクリーンに関するものである。

一般に、大きさの異なる物が混合している被処理物を、その大きさに応じて選別するために、被処理物を、回転駆動される複数のリング（ロータ）付きのローラ上に載せて、そのリングの回転によって排出側へ送り出しながら、ローラ間に形成された隙間に落とし込んで選別作業を行うローラスクリーンと呼ばれる選別機がある。

ローラスクリーンで処理される被処理物としては、例えば、石炭等の鉱石、砕石、鉱滓、その他石材、建設廃材、木材、土砂等、が挙げられる。

これらのローラスクリーンは、モータ等の駆動源からの駆動力によって軸周り回転する支持軸と、その支持軸の軸方向に沿って取り付けられた複数のリングとからなるローラを備える。ローラは、被処理物の送り方向に沿って複数本が並列して配置される。隣り合うローラの支持軸に設けられたリング同士は、互いにその位置が支持軸の軸方向に沿ってずれた位置となっている。

被処理物は、ローラスクリーンの搬送面上に供給され、リングの回転によって力を受けて、送り方向に沿って供給側から排出側へと移動する。その移動の間に、外形の小さいものは、リング間の隙間から下方に落下し選別される（例えば、特許文献１，２参照）。

上記のローラスクリーンによると、例えば、リングの形状（支持軸の軸方向に沿う正面視における外形の形状）を真円形に近い形状とすると、被処理物が送り方向に沿って円滑に移動しないという問題がある。特に、ローラスクリーンの搬送面が下り勾配ではなく、水平な場合にこのような傾向が強い。

そこで、例えば、特許文献１のようにリングの形状を星形に、あるいは、特許文献２のようにリングの形状を六角形状にしたものもある。しかし、リングをこのような形状にすると、被処理物がローラ間に噛み込んで、適切に搬送されなくなるという問題がある。特に、被処理物が岩石等の固い塊状物である場合に、この傾向が強い。

これに対して、特許文献３のように、リングの外面の前記支持軸の軸心からの最小距離を、前記支持軸の軸心からの最大距離未満で且つその最大距離の８４．８％以上に設定することで、被処理物を噛み込みにくくすることが提案されている。併せて特許文献３では、隣り合う前記支持軸の外面同士の最小間隔に対して前記リングの外面と前記支持軸の外面との最小間隔の比率を５〜５０％に設定することなど、リングの形状について提案されている。

特開平８−７１５０５号公報 特開２００１−３３４２１２号公報 特開２０１６−１７５０２６号公報

特許文献３の技術によって被処理物の噛み込みが起こる可能性は低減されるが、ゼロにすることはできない。この発明は、特許文献３の技術に加えて、被処理物の噛み込みが起こる可能性をさらに低減させることを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、駆動源からの駆動力によって軸周り回転する複数の支持軸が並列し、前記支持軸の軸方向に沿って複数のリングが設けられ、隣り合う前記支持軸のリング同士は互いにその位置が前記支持軸の軸方向に沿ってずれた位置となっており、被処理物は、前記支持軸及びリングの上方に形成された搬送面上に供給され、前記リングの回転によって送り方向に沿って供給側から排出側へと移動し、大きさの小さい被処理物が前記リング間の隙間から下方に落下して選別されるローラスクリーンにおいて、
前記リングの外周が為す平面の、上記支持軸に対する角度θを９０度未満に設定したローラスクリーンを採用した。

すなわち、前記リングは楕円形、またはその楕円形に沿って凹凸を設けるように変形させた略楕円形となる。より好ましくは、角度θを３０度未満に設定したローラスクリーンとなる。なお、θ＝０度には設定できない。

ローラスクリーンの上記リングの外周を含む平面、すなわち上記リングそのものが上記支持軸に対して十分に傾けて取り付けられていることにより、上記リングがローラの回転中に、水平方向から見ると軸方向に揺動するような動きとなる。傾きが十分にあるため、この揺動する動きによって被処理物が受ける力も十分に大きくなり、隣接するローラとリングの位置関係が常に著しく変化するので、原料や異物の噛み込みが大きく低減される。さらに、仮に噛み込みが生じた場合でも、揺動する動きによって被処理物が押されて噛み込みが解消される。これにより、噛み込みによって生じるローラの停止による運転ロスを大幅に低減することができる。また、噛み込み時に起こっていた機械が損傷する可能性も大幅に低減することができる。

この発明の一実施形態を示す平面図 同実施形態を示し、ローラをとりまくリングの斜視透視図 同実施形態を示し、（ａ）はローラスクリーンの要部拡大平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ断面図 さらに他の実施形態を示し、（ａ）はローラスクリーンの要部拡大平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ断面図 図３から角度θを変更した実施形態を示し、（ａ）はローラスクリーンの要部拡大平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ断面図 図４から角度θを変更した実施形態を示し、（ａ）はローラスクリーンの要部拡大平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ断面図

この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態のローラスクリーン１０は、図１に示すように、矩形のフレーム１に、複数の支持軸１２が並列して配置されている。各支持軸１２には、その軸方向に沿って複数のリング（ロータ）１１が設けられてローラ２を構成している。

各ローラ２は、フレーム１の軸受部６によって、その両端が軸周り回転自在に支持されている。また、一方の端部に設けた駆動源側軸部３には、駆動力伝達部としてスプロケット４が取り付けられている。隣り合うローラ２のスプロケット４間には、無端状部材としてチェーン７が巻回されている。駆動源として設けたモータ５からの駆動力によって、駆動力は、スプロケット４及びチェーン７を介して支持軸１２に伝達され、各支持軸１２は、軸周り方向同一方向に回転する。

隣り合う支持軸１２のリング１１同士は、互いにその位置が支持軸１２の軸方向に沿ってずれた位置となっている。

また、それぞれのリング１１は、そのリング１１の外周が為す平面の、支持軸１２の中心軸Ａに対する角度θが、９０度未満に傾けてある。この実施形態では３０度未満である。図２に支持軸１２の一つの透視図を示す。リング１１の内周の形状は、支持軸１２の半径ｒに対して、リング１１の短径がｒであり、長径が伸びた楕円形となる。

さらに、隣り合う支持軸１２のリング１１同士は、互いに上記角度θに傾く向きが対称になっている。

ローラスクリーン１０によって選別処理する対象物である被処理物は、支持軸１２及びリング１１からなるローラ２の上方に形成された搬送面上に供給され、そのローラ２の回転によって押圧されて、搬送面上を送り方向に沿って供給側から排出側へと移動する。

被処理物の移動により、大きさの小さい被処理物は、ローラ２間の隙間、すなわち、リング１１間の隙間から下方に落下し、大きさの大きい被処理物は排出側へ移送され、次工程へ送られる。これにより、被処理物は、その外形の大きさに応じた選別が行われる。

このとき、並列する支持軸１２の本数は、供給側から排出側までの距離等に基づいて適宜設定される。また、１本の支持軸１２に対して設けられるリング１１の数は、被処理物の選別内容、すなわち、どの程度の大きさの被処理物を下方に落下させ、どの程度の被処理物を落下させず排出側へ移送するかといった作業の内容に応じて適宜設定される。

リング１１の詳細な形状の実施形態を図３に示す。リング１１は、支持軸１２の軸心方向に沿う正面視における形状において、軸心からの距離が最も長い最大距離Ｒ１の部分に相当する最大径部頂点１１ａを、軸周り方向に３箇所備えている。最大径部頂点１１ａは、軸周り方向に等間隔（等分方位）となっている。これは正面視における形状であって、実際の形状は上記に示すようにこの形状を中心軸Ａに対して３０度未満となる角度θまで傾けて、長径方向に伸ばした楕円状である。以下に述べる実施形態における設計の数値は正面視に変換した値である。

また、正面視におけるリング１１の外面の支持軸１２の軸心からの最小距離Ｒ２は、支持軸１２の軸心からの最大距離Ｒ１未満で、且つ、その最大距離Ｒ１の８７．５％に設定している。この数値は、１００％未満、８４．８％以上であることが望ましい。

このような設定により、リング１１の外径が最も大きい部分である最頂部（以下、正面視における外径が最も大きい部分を最大径部頂点１１ａと称する）と、最も小さい部分である最底部の高低差の比が、被処理物の搬送及び噛み込み防止の観点で最適な範囲になる。このような設定により、被処理物の搬送性能を高めるとともに、且つ、リング間に被処理物が噛み込みにくいローラスクリーン１０とすることができる。

また、このとき、隣り合う支持軸１２の外面同士の最小間隔Ｗ１に対して、リング１１の外面と支持軸１２の外面との最小間隔Ｗ２の比率を、５〜５０％に設定することが望ましい。この実施形態では、２６．５％に設定している。

なお、この実施形態では、全ての支持軸１２は平行に配置され、全ての支持軸１２は直径が等しく、それらが等間隔に配置されているので、隣り合う支持軸１２の外面同士の間隔はいずれの場所であっても一定であり、支持軸１２の外面同士の最小間隔Ｗ１はその一定の値となる。ただし、隣り合う支持軸１２の外面同士の間隔が一定でない場合は、それらの間隔のうち最小の部分を最小間隔Ｗ１とする。

また、図３の実施形態では、リング１１の支持軸１２の軸心方向に沿う正面視における形状は、最大距離Ｒ１の部分に相当する最大径部頂点１１ａを軸周り方向に３箇所備え、その最大径部頂点１１ａの先端は円弧状の滑らかな外面としている。最大径部頂点１１ａの先端を滑らかな円弧面とすることにより、被処理物に適度な搬送力（押圧力）を付与するとともに、被処理物がローラ２間に噛み込むことを防止できる。

このとき、最大径部頂点１１ａの先端の外面は、半径４０ｍｍ以上の円弧面に設定されることが望ましい。

また、この実施形態のリング１１は、軸周り方向に隣り合う最大径部頂点１１ａ間に、その軸周り方向両側部分よりも外径側にやや突出する中間部頂点１１ｂが設けられている。中間部頂点１１ｂの支持軸１２の軸心からの距離Ｒ３は、最大距離Ｒ１と最小距離Ｒ２の間に設定されている。このような中間部頂点１１ｂを設けることは、前述の搬送力の確保と噛み込み防止にさらに効果的である。

ここで、中間部頂点１１ｂは、軸周り方向に隣り合う最大径部頂点１１ａ間の中央よりも、ローラ２の回転方向下流側に偏心していることが望ましい。

また、この実施形態のリング１１は、支持軸１２を構成する軸部材とは別体の板状の楕円環状部材で構成され、その楕円環状部材からなるリング１１の中央に設けた取付孔１１ｃ内に、支持軸１２が挿通されて一体化され、ローラ２を構成している。このローラ２として、リング１１と支持軸１２とが一体の部材に成型されたものを採用してもよい。

この実施形態では、楕円環状に沿って凹凸を設けた形状として、最大径部頂点１１ａを軸周り方向に３箇所とした三角形状のリング１１の例について説明したが、最大径部頂点１１ａの箇所数を３箇所よりも多く、例えば、４〜８箇所とした多角形状のリング１１としてもよい。最大径部頂点１１ａの箇所数が３〜８箇所のいずれの場合も、その最大径部頂点１１ａを軸周り方向に等間隔（等分方位）として、リング１１を正多角形状とすることが望ましい。

また、最大径部頂点１１ａの箇所数に関わらず、隣り合う最大径部頂点１１ａ同士の間のいずれかの箇所、あるいは、全ての箇所に、中間部頂点１１ｂを設けた構成とすることができる。このとき、中間部頂点１１ｂは、軸周り方向に等間隔（等分方位）とすることが望ましい。

他の実施形態を図４に示す。この実施形態は、リング１１の最大径部頂点１１ａを軸周り方向に８箇所とした八角形状を基本として楕円状に伸ばしたリング１１である。個々のリング１１は中心軸Ａに対してθ＜３０°になるように傾けてある。また、隣り合うローラ２のリング１１同士は向かい合う方向に傾けてある。最大径部頂点１１ａは、軸周り方向に等間隔（等分方位）に配置されている。

すなわち、リング１１は、正面視における形状において、最大距離Ｒ１の部分に相当する最大径部頂点１１ａを軸周り方向に８箇所備え、その最大径部頂点１１ａの先端は円弧状の滑らかな外面としている。最大径部頂点１１ａの先端の外面が、半径４０ｍｍ以上の円弧面であることが望ましい点は同様である。

また、この実施形態においても、同様に、リング１１の外面の支持軸１２の軸心（中心軸Ａ）からの最小距離Ｒ２を、支持軸１２の軸心からの最大距離Ｒ１未満で、且つ、その最大距離Ｒ１の８４．８％以上に設定し、被処理物の搬送性能を高め、リング間に被処理物が噛み込みにくいようにしている。

また、隣り合う支持軸１２の外面同士の最小間隔Ｗ１に対して、リング１１の外面と支持軸１２の外面との最小間隔Ｗ２の比率を、５〜５０％に設定している点も同様である。

図４の実施形態において、リング１１は正八角形状であり、最大径部頂点１１ａの先端を挟む軸周り方向両側の外面は前記正面視において直線状を成している。その直線状の外面同士の成す角αを１３５°に設定している。この角度は、例えば、リング１１が正三角形状であれば６０°に、リング１１が正方形状であれば９０°に、リング１１が正五角形状であれば１０８°に、リング１１が正六角形であれば１２０°に設定される。

ところで、リング１１が回転し、噛み込みの対象となる被処理物がリング１１の最底部から最頂部（最大径部頂点１１ａ）へ移行する際、その最頂部と隣の支持軸１２の外面との間隙が時間の経過とともに徐々に小さくなるので、リング１１の板厚方向の角部、すなわち、リング１１の軸心方向の角部であって、軸周り外面と軸方向両端面との間の稜線部において噛み込みが発生しやすい。

そこで、最大径部頂点１１ａの先端の断面形状をやや先鋭にして、最大径部頂点１１ａの先端を挟んで支持軸１２の軸心方向両側に、軸心方向外側へ向かって徐々に縮径する直線状の外面を設ける。すなわち、リング１１の板厚方向の断面において、最大径部頂点１１ａの断面形状を先細りのＶ字状とする。この先端を挟む両側の外面同士の成す角度を、例えば、６０°〜９０°に設定すれば、リング１１と支持軸１２との間隙が徐々に小さくなる際に、被処理物を軸心方向いずれかの側へ移動させるので、噛み込み防止に効果的である。図３の例では、この角度βを７０°に設定している。

図４の実施形態では、リング１１の板厚方向の断面において、そのリング１１の外面を、支持軸１２の軸方向に平行なフラット面（円筒面）としているが、これを図３と同様、互いに角度βを成す二つの直線状の面で構成してもよい。

また、この図４の実施形態のリング１１は、軸周り方向に隣り合う最大径部頂点１１ａ間に、中間部頂点１１ｂは設けられていないが、これを図３の例と同様に、軸周り方向に隣り合う最大径部頂点１１ａ間に、中間部頂点１１ｂを設けた構成とすることも可能である。

さらに別の実施形態を図５，図６に示す。図５は図３に示す実施形態から角度θを８０度程度に変更したものである。図６は図４に示す実施形態から同じく角度θを８０度程度に変更したものである。数値上は角度が大きくなるが、リング１１の揺動幅は図３，図４の実施形態に比べると小さくなる。このため、噛み込んだ被処理物を押し出す作用は緩やかになる。

１ フレーム
２ ローラ
３ 駆動源側軸部
４ 駆動力伝達部（スプロケット）
５ 駆動源（モータ）
６ 軸受部
７ 無端状部材（チェーン）
１０ ローラスクリーン
１１ リング（ロータ）
１１ａ 最大径部頂点
１１ｂ 中間部頂点
１１ｃ 取付孔
１２ 支持軸
Ａ 中心軸
θ 傾斜角

Claims (2)

1. 駆動源（５）からの駆動力によって軸周り回転する複数の支持軸（１２）が並列し、前記支持軸（１２）の軸方向に沿って複数のリング（１１）が設けられ、隣り合う前記支持軸（１２）のリング（１１）同士は互いにその位置が前記支持軸（１２）の軸方向に沿ってずれた位置となっており、被処理物は、前記支持軸（１２）及びリング（１１）の上方に形成された搬送面上に供給され、前記リング（１１）の回転によって送り方向に沿って供給側から排出側へと移動し、大きさの小さい被処理物が前記リング（１１）間の隙間から下方に落下して選別されるローラスクリーン（１０）において、
   前記リング（１１）の外周が為す平面の、前記支持軸（１２）の中心軸（Ａ）に対する角度（θ）を９０度未満に設定したローラスクリーン。
2. 上記角度（θ）を３０度未満に設定した請求項１に記載のローラスクリーン。

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