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Die Erfindung bezieht sich auf eine Panzerung für Kugelmühlen, deren in Kammern unterteilte Trommel mit achsgleich zu ihr angeordneten hohlen Kegelstümpfen unterschiedlicher Höhe ausgekleidet ist, wobei die Mantellinien zweier in Achsrichtung aufeinanderfolgender Kegelstümpfe unterschiedliche Winkel mit der Mühlenachse einschliessen und die Basen der höheren Kegelstümpfe dem Einlaufenden zugekehrt liegen.
Es sind bereits derartige Panzerungen bekannt, die aus Platten bestehen, deren Innenflächen im Innern der Mühle eine Reihe von sich in Richtung auf den Einlauf der Mühle erweiternden, kegelstumpfförmigen Volumen bestimmt. Diese Panzerungen dienen zum Erzielen einer selbsttätigen Klassifizierung von den Mahlkörpern, deren Grösse vom Einlauf bis hin zum Auslauf der Mahlkammer, in die sie eingebracht sind, abnimmt.
Bei dieser Panzerungsart nimmt die Grösse der Mahlkörper zusammen mit der Feinheit des Mahlgutes ab.
Zahlreiche industrielle Ausführungen, beispielsweise beim Mahlen von Zement haben gezeigt, dass dadurch der Wirkungsgrad beträchtlich erhöht wird.
Bekannt sind Panzerungen mit unterschiedlich hohen Kegelstümpfen, bei denen die Grundflächen der längeren Kegelstümpfe dem Einlauf zu liegen. Damit ist aber kein einwandfreier Klassifizierungseffekt zu erzielen, weil diese konische Stufenpanzerung der bekannten Konusmühle (Hardingmühle) entspricht, einer Kugelmühle also mit kegelförmigen, zur Austragseite hin verjüngtem Mantel. Bei dieser Ausführung ordnen sich die Mahlkörper in der Mühle nach ihrer Grösse derart, dass die grossen Kugeln der Einlaufseite und die kleinen der Austragseite zustreben.
Der Klassifizierungseffekt der bekannten Panzerungen hat sich häufig als mangelhaft, als überhaupt nicht vorhanden, ja sogar entgegengesetzt wirkend erwiesen, und die Schwierigkeiten nehmen mit ständiger Grössenzunahme der Mahleinheiten zu, wenn der Durchmesser progressiv von weniger wie 2 auf 5 m und darüber gelangt unter gleichzeitiger Verringerung des Verhältnisses in dem die Länge zum Durchmesser steht. Für Zement z. B. beträgt dieses Verhältnis bei einer Mühle von 2 m ungefähr 6, bei einer Mühle von 5 m dagegen zirka 3.
Darüber hinaus ist bei einer Mühle mit < 2 X 12 m die Panzerungsoberfläche pro Tonne Kugelfüllung dreimal so gross wie in einer Mühle von ° 5 X 15 m. In den grossen Mühlen müssen folglich viel mehr Mahlkörper pro Quadratmeter Panzerung klassifiziert werden, wobei die Klassifizierung in einem Rohr stattfinden muss, bei dem das Verhältnis von Länge zu Durchmesser kleiner ist. Die industrielle Praxis hat gezeigt, dass in diesem Fall selbst die technisch am weitesten vorangetriebenen, bekannten Panzerungen keine zufriedenstellenden Klassifizierungsergebnisse liefern.
Schliesslich setzt sich immer mehr durch, das Mahlen in einem geschlossenen Umlauf durchzuführen, so dass schliesslich das Material mehrmals und mit höherer Geschwindigkeit die Mühle durchläuft. Die Erfindung hat gezeigt, dass beim Mahlen in einem geschlossenen Umlauf die Tendenz vorliegt, dass man eine entgegengesetzt wirkende Klassifizierung der Mahlkörper erhält, wobei die kleinen Mahlkörper zum Einlauf und die grossen zum Auslauf gelangen.
Bei den bekannten klassierenden Panzerungen herrscht also eine grosse Unsicherheit hinsichtlich der in den Industrieanlagen zu erhaltenden Ergebnisse.
Ziel der Erfindung ist die Herstellung einer selbstklassierenden Panzerung, die einen besseren Klassifizierungseffekt aufweist als die bekannten Panzerungen.
Dieses Ziel wird bei einer Panzerung der eingangs umrissenen Art gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass in an sich bekannter Weise die Basen aller hohlen Kegelstümpfe dem Einlauf der Trommel zugekehrt sind, wobei die den oberen Abschluss jedes der höheren Kegelstümpfe bildende Fläche über eine im wesentlichen senkrecht zur Trommelachse verlaufende Ringfläche mit der achsgleich liegenden Gruppe der folgenden Kegelstümpfe verbunden ist,
dass der Neigungswinkel der Wände der höheren Kegelstümpfe gegen die Trommelachse 15 bis 25 und der Neigungswinkel der Wände der niedrigeren Kegelstümpfe gegen diese Achse 1/2 bis 1/3 des zuerst genannten Neigungswinkels beträgt und dass die im Axialschnitt einen geknickten Verlauf aufweisenden Wände zweier zu einer Einheit zusammengeschlossener Kegelstümpfe unterschiedlichen Höhe unmittelbar aneinanderschliessen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, u. zw. zeigen Fig. 1 einen Vertikallängsschnitt durch eine mit der erfindungsgemässen Panzerung versehene Mühle, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. l, Fig. 3 im vergrösserten Massstab, einen Teilschnitt nach der Linie III-III in Fig. 4 und Fig. 4 eine Ansicht der Innenfläche der erfindungsgemässen Panzerung.
Fig. l zeigt eine zylindrische Drehmühle, bestehend aus einem Mühlenrohr --1--, das auf seiner Innenfläche mit einer Panzerung --2-- versehen ist. Die Innenfläche der Panzerung--2--begrenzt eine Reihe kegelstumpfförmiger Volumen, die in Richtung zum Einlauf der Mühle erweitert sind.
Die Mantellinien zweier aufeinanderfolgender Kegelstümpfe schliessen unterschiedliche Winkel mit der
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der wenig erweiterten Kegelstümpfe --3-- über eine ringförmige Fläche --8-- an, die im wesentlichen senkrecht zur Achse der Mühle verläuft.
Die Mühle dreht sich in Pfeilrichtung --9-- und ist teilweise mit Mahlkörpern --10-- und Mahlgut --11-- während des Betriebes gefüllt. Das Mahlgut--11--bewegt sich in Pfeilrichtung --12-- vorwärts.
Die Mahlkörper--10--klassifizieren sich selbsttätig, und ihre Grösse nimmt von dem Einlauf in Richtung zum Auslauf gleichmässig ab.
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--10-- im(Fig. l). Eine eingehende Untersuchung der Klassifizierungserscheinungen hat ergeben, dass, wenn sich unter der gemeinsamen Wirkung von Zentrifugalkraft und Schwerkraft die Körper der einen Bahn von der Wand abheben, die Resultierende der auf sie einwirkenden Kräfte einen Teil der Körper überraschend und unerwartet zum Auslauf leitet, wie der pfeil --16-- in Fig. 1 zeigt. Dadurch bildet sich am Fuss der Bahn-13-eine Senkung--17-- (Fig. 2). Die Körper --10-- fallen frei bis zum Punkt--18--und fallen dort auf die Masse der Körper hinunter.
Auf dem Abschnitt zwischen Punkt--18--und Punkt--19--rollen sie auf der Mahlkörperfüllung entsprechend der Linie mit grösstem Gefälle und werden in Pfeilrichtung-20- (Fig. l) zur Senkung--17--geleitet. Während sie auf der Mahlkörperfüllung rollen, fallen die grossen Körper, die weniger abgebremst werden als die kleinen, schneller nach unten als diese und gelangen somit vorzugsweise zum Einlauf.
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Versuche im kleinen Massstab haben gezeigt, dass zur Erzielung einer wirksamen Klassifizierung der Ablenkungseffekt--16--im Idealfall in Richtung auf den Auslauf stark ist, ohne dass die Körper zu weit geschleudert werden, wodurch die grossen Körper nicht vorschriftsmässig zum Einlauf zurückgelangen könnten.
Weiter hat sich herausgestellt, dass der auf die Körper in Richtung zum Auslauf einwirkende Ablenkungseffekt
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Auf diesen Beobachtungen beruht die Erfindung. Da der Mitnahmeeffekt durch die ringförmige Fläche gross ist, braucht nämlich im Bereich dieser ringförmigen Fläche kein starkes Gefälle vorhanden zu sein, um eine ausreichende Ablenkung--16--zu erhalten ; der Kegelstumpf --3-- braucht folglich nur geringfügig erweitert zu sein. Je weiter man sich aber von der ringförmigen Fläche --8-- entfernt, desto mehr nimmt die
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--4-- vorgesehen--h--, dann ist --1-- eine Funktion von-h-und ist praktisch zwischen und 2h-veränderlich.
Der Erweiterungs-bzw. Neigungswinkel--o :-- des wenig erweiterten Kegelstumpfes --3-- in bezug auf die Achse der Mühle ist derart gewählt, dass der gemeinsame Mitnahmeeffekt auf Grund der ringförmigen Fläche --8-- und der geringfügigen Neigung des Kegelstumpfes --3-- im Bereich der Länge--l--eine optimale Ablenkung--16--erzeugt.
Da der stark erweiterte Kegelstumpf --4-- nicht mehr im Einflussbereich der ringförmigen Fläche --8-- liegt, kann der seine Erweiterung bzw. Neigung bestimmende Winkel--ss--in bezug auf die Achse der Mühle rein nur in Abhängigkeit von den Angaben der Mühle und der Füllung gewählt werden.
In der Praxis werden mit folgenden Werten die besten Ergebnisse erzielt : ss = 15 bis 250 und a = 1/2 bis 1/3 ss.
Die Länge --L-- des stark erweiterten Kegelstumpfes--4--soll möglichst gross sein, weil die Klassifizierung zwischen zwei Mühlenabschnitten, die durch zwei aufeinanderfolgende ringförmige Flächen
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erweiterten Kegelstumpfes--4--und folglich den mittleren Innendurchmesser der Mühle, d. h. der Nutzvolumen, zu sehr vermindern würde.
In der Praxis muss der Wert --h-- kleiner als 0, 05 D sein (wobei--D--der Innendurchmesser des Mühlenrohres ist). Da--ss--einem Wert von 15 bis 250 entspricht, ergibt das einen Grenzwert, der höher ist als-L-.
Durch Kombination der Kegelstümpfe --3,4-- unterschiedlicher Gefälle, deren Neigung --0 :, ss-- und Längen--l. L--genau definiert sind, kann mit Hilfe der Erfindung an allen Punkten der von zwei ringförmigen Flächen --8-- bestimmte Abschnitte eine weitaus bessere Klassifizierung erhalten werden als mit den herkömmlichen klassierenden Panzerungen, deren Konstruktion eine nicht so weit vorangetriebene
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Untersuchung der Klassifizierungserscheinungen zugrunde gelegt ist. Diese Panzerungen haben nämlich zwischen zwei ringförmigen Flächen --8-- nur einen einzigen Kegelstumpf, dessen gewählte Neigung sich immer nur für einen Teil des Kegelstumpfes ideal eignet.
Die geringe Neigung der Kegelstümpfe-3-hat einen weiteren sehr wichtigen Vorteil : Sie erzeugt einen Bereich, in dem der durchschnittliche Durchmesser verhältnismässig gross ist und in dem die Körper durch die Drehung der Mühle weiter nach oben angehoben werden als bei einem einzigen Kegelstumpf mit der gleichen
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mehr verstärkt ; die Klassifizierung wird also noch weiter beschleunigt.
Da die Klassifizierung in jedem zwischen zwei ringförmigen Flächen --8-- liegenden Panzerungsabschnitten schneller vor sich geht, ist auch der Klassifizierungsarbeitsgang von Abschnitt zu Abschnitt über die gesamte Länge der Mühlenkammer beschleunigt.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch Verminderung des Gefälles der Kegelstümpfe --3-- der von den Mahlkörpern auf die Ringflächen--8--ausgeübte Druck und folglich der an dieser Stelle sehr starke Verschleiss verringert wird. Durch die Erfindung kann weiterhin durch eine Begrenzung der starken
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Die Gewichtsverminderung kann 20% im Vergleich zu einer Panzerung betragen, die aus Kegelstümpfen mit einem gleichmässigen Gefälle besteht, das dem stark erweiterten Kegelstumpf gemäss der Erfindung entspricht.
Um die Mahlkörper--10--anzuheben, ist es oft vorteilhaft, die Innenfläche der Panzerung mit Erhebungen und Vertiefungen zu versehen, die Wellungen bilden.
Die Fig. 3 und 4 zeigen insbesondere und beispielsweise eine Ausführungsform der die erfindungsgemässe Panzerung bildenden Platten.
Die Mühle ist entsprechend den DIN-Normen gebohrt, wobei in Längsrichtung alle 250 mm und über den Umfang alle 314 mm ein Befestigungsschraubenloch vorgesehen ist. In diesem Fall ist es einfach, wenn die Länge der Platten ein Vielfaches von 250 mm beträgt. In den Fig. 3 und 4 haben die Platten--22 und 23--eine Länge von zirka 250 mm und eine Breite von zirka 314 mm. Jede Platte ist am Mühlenrohr-l-mit Hilfe einer Schraube --24-- befestigt. Zwei Plattenringe-22 und 23-bilden im Innern der Mühle die zwei zum Eingang hin erweiterten Kegelstümpfe--3 und 4--.
Die Länge des Kegelstumpfes--3--entspricht ungefähr der Höhe der ringförmigen Fläche--8--.
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Zwischenräume zwischen den Schrauben--24--, also 500 mm. Im gewählten Beipsiel hat die Mühle einen Durchmesser von 5 m und die Höhe--h--der ringförmigen Fläche--8--entspricht mindestens dem 0, 05fachen Wert des Innendurchmessers--D--der Mühle.
Die Panzerung ist mit Wellungen versehen, um die Füllung während der Drehung mitzunehmen. Die Kammlinien --25-- und Bodenlinien --26-- der Platte --23-- und des Teiles der Platte-22-, der dem stark erweiterten Kegelstumpf --4-- entspricht, schliessen mit der Längsachse der Platte einen Winkel von zirka 130 ein, so dass am unteren Teil der Füllung kein Einfallswinkel mit den Mahlkörpern gebildet ist und diese Körper nicht axial abgelenkt werden. Der Winkel von 130 ist entsprechend den Angaben der Mühle an Hand bekannter Kriterien von Fachleuten errechnet, unter anderem unter Berücksichtigung der Drehzahl, des Füllungsgrades usw. Die Kammlinien-25-und Bodenlinien-26-desjenigen Teiles der Platte-22--, der dem leicht erweiterten Kegelstumpf --3-- entspricht, konvergieren aus Fertigungsgründen zur Achse der Mühle hin.
Selbstverständlich können die Kammlinien-25-und Bodenlinien-26-auch mit der Längsachse der Platte einen durchschnittlichen Winkel von 0 bis 13 einschliessen.
Die Platten können auch glatt, also ohne Wellungen sein, wenn die Drehzahl der Mühle derart ausgelegt ist, dass es nicht wünschenswert ist, das Anheben der Füllung zu unterstützen. Sie können auch jede Art von Unebenheiten oder Ausnehmungen aufweisen, die ein Anheben der Füllung gewährleisten, ohne die Klassifizierung zu beeinträchtigen.
Die Platten--22 und 23--sind im allgemeinen aus Gusseisen oder Stahl gefertigt, können jedoch ebensogut aus Kautschuk oder einem andern Material bestehen.