<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Zerkleinern von Material mit Walzen mit von Kreisquerschnitten abweichender Querschnittsform, wobei die Walzen als Drehkolben ausgebildet sind und über ihren Umfang abwechselnd konkav und konvex gekrümmte Bereiche aufweisen, und wobei die Krümmungsradien der konkaven Bereiche der Längsachse der Drehkolben im wesentlichen gleich den oder um die Spaltbreite grösser als die Krümmungsradien der konvexen Bereiche ausgebildet sind.
Zum Zerkleinern von Material sind bereits Walzenmühlen bekannt, welche in der Regel mit Rotoren ausgestattet sind, welche kreisrunden Querschnitt aufweisen. Der Zerkleinerungsvorgang innerhalb derartiger Walzenmühlen beschränkt sich auf eine verhältnismässig kurze Strecke vom Einzugspunkt des Brechgutes bis zur engsten Stelle des Walzenspaltes zwischen den Walzen. Insbesondere für die Zerkleinerung von Mineralien und Sinterprodukten lassen sich mit derartigen Walzen nur sehr schwer einheitliche Korngrössen herstellen. Zur Verbesserung der Homogenität in der Korngrössenverteilung wurde in der US-PS 2 734 688 bereits vorgeschlagen, die Walzen mit in Richtung der Rotationsachse verlaufenden Rillen und Rippen zu versehen.
Derartige Rillen oder Rippen führen zu einer geringfügigen Vergrösserung der für die Zerkleinerungsarbeit zur Verfügung stehenden miteinander zusammenwirkenden Flächen von Walzen. Für die Zerkleinerung von grossen Stücken, beispielsweise in Form von Stangen, insbesondere von Kohleelektroden, wurde in der FR-PS 2 091 172 bereits ein Brecher vorgeschlagen, bei welchem an einer rotierenden Welle Scheiben festgelegt wurden, deren Querschnittsform die Form eines Gleichbreits mit drei Ecken und konvex gekrümmten Mantelflächen zwischen den Ecken aufwies. Die Scheiben benachbarter Brechwerkzeuge waren hiebei in Achsrichtung versetzt, wobei das zu brechende Gut hauptsächlich einer Biegebeanspruchung unterworfen wurde.
Bei der Ausbildung gemäss der USPS 2 734 688, bei welcher miteinander zusammenwirkende Walzen im wesentlichen nach Art von Zahnrädern miteinander kämmen, wurde zur Verbesserung der Korngrössenverteilung eine der beiden Walzen konkav und die andere konvex verrippt bzw. mit konkaven oder konvexen Rillen versehen. Derartige Walzenformen sind überaus aufwendig in ihrer Herstellung. Die Walzen gemäss der US-PS 2 734 688 ebenso wie die Drehscheiben gemäss der FR-PS 2 091 172 sind einem hohen Verschleiss ausgesetzt, welcher insbesondere bei den Ecken der Scheiben rasch zu einem Verrunden führt.
Nach dem Prinzip der FR-PS 2091172 aufgebaute Walzen wären daher für die Erzielung gleichmässiger Korngrössen kaum geeignet und wurden daher bisher nur in Brechern vorgeschlagen, bei welchen die Korngrösse durch die seitliche Versetzung von benachbarten Scheiben auf benachbarten Rotoren bestimmt ist.
Bei weiteren bekannten Einrichtungen, wie sie beispielsweise der US-PS 4 396 158 oder der GB-PS 2 146 919 entnehmbar sind, weisen die Walzen eine Vielzahl von sich im wesentlichen in Längsrichtung erstreckenden, abwechselnd konvex und konkav gekrümmten Bereichen auf, welche nach Art eines Zahnrades miteinander kämmen. Derartige Walzen sind überaus aufwendig in ihrer Herstellung und führen auf Grund der Vielzahl von vorgesehenen Rillen und Rippen bzw. der abwechselnden konvexen und konkaven Bereiche nur zu einer geringfügigen Vergrösserung der für die Zerkleinerungsarbeit zur Verfügung stehenden und miteinander zusammenwirkenden Flächen der Walzen.
Weiters sind derartig nach Art von Zahnrädern miteinander kämmende Walzen einem hohen Verschleiss ausgesetzt, welcher nach kurzer Betriebszeit zu bedeutenden Änderungen der maximalen Korngrösse führen kann.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Einrichtung zum Zerkleinern von Mineralien und Sinterprodukten der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher mit überaus geringer Antriebsleistung eine hohe Brech- und Mahlleistung erzielt wird. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemässe Ausbildung im wesentlichen darin, dass die Drehkolben im Querschnitt normal zur Rotationsachse zwei Symmetrieachsen aufweisen, und dass jede Walze zwei konkave und zwei konvexe Bereiche aufweist. Da die Walzen über ihre gesamte axiale Länge als Drehkolben ausgebildet sind, welche über ihren Umfang lediglich zwei konkave und zwei konvexe Bereiche aufweisen, wird eine Rotorgeometrie geschaffen, bei welcher im Betrieb stets ein verlängerter Mahlspalt gebildet wird, welcher an einer Seite von einem konvexen und an der anderen Seite von einem konkaven Bereich begrenzt ist.
Bei geeigneter Wahl der Krümmungsradien der konkaven Bereiche und der konvexen Bereiche kann ein derartiger Mahlspalt von im wesentlichen konzentrischen Kreisen begrenzt sein. Ein derartiger verlängerter Mahlspalt bedeutet eine längere Verweilzeit für das Material zwischen den Walzen, wodurch mehr Zeit für die Energieeinbringung auf das Korn zur Verfügung steht. Obwohl bei einer derartigen Konstruktion beide Walzen mit der gleichen Drehzahl arbeiten, kommt es zu einem wechselweisen Vor-und Nachlauf zwischen den Walzenkörpem. Diese Relativbewegung bewirkt nun in vorteilhafter Weise eine Druck- und Scherkraft und diese zusammengesetzte Beanspruchung des Mahlgutes zusammen mit der längeren Verweilzeit des Materials zwischen den Walzen führt zu einem besonders energiesparenden Zerkleinern.
Bei Drehkolben mit zwei Symmetrieachsen wird dabei die kombinierte Scher- und Druckbeanspruchung, welche zu einer Verringerung der erforderlichen Antriebsenergie führt, besonders wirksam. Da die Krümmungsradien der konkaven Bereiche der Längsachsen der Drehkolben im wesentlichen gleich den oder um die Spaltbreite grösser als die Krümmungsradien der konvexen Bereiche ausgebildet sind, ergibt sich ein im wesentlichen von konzentrischen Kreisen begrenzter möglichst langer Mahlspalt.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
In einem Walzenmühlengehäuse (1) sind zwei Rotoren (2) um Rotationsachsen (3) rotierbar und antreibbar gelagert. Die Rotoren (2) sind als Drehkolben ausgebildet, wobei die gezeigten Drehkolben in ihrem Querschnitt
<Desc/Clms Page number 2>
zwei Symmetrieachsen (4 und 5) aufweisen und darüberhinaus bezüglich der Rotationsachse (3) zentrisch symmetrisch sind. Die längere der beiden Achsen (4) endet in konvex gekrümmten Bereichen, wohingegen parallel zur Längsachse an den beiden Längsseiten konkav gekrümmte Bereiche (6) vorgesehen sind. Die stimseitigen konvexen Bereiche sind mit (7) bezeichnet. Der Krümmungsradius der konkav gekrümmten Bereiche (6) sowie der konvex gekrümmten Bereiche (7) ist so aufeinander abgestimmt, dass sich ein möglichst langer Mahlspalt (8) zwischen benachbarten Rotoren (2) ergibt.
Zu diesem Zweck ist der Krümmungsradius der konkaven Bereiche geringfügig grösser gewählt als der Krümmungsradius der konvexen Bereiche, wodurch sich ein relativ langer von im wesentlichen konzentrischen Kreisen begrenzter Mahlspalt ergibt, wenn die Differenz der Radien etwa der Breite des Mahlspaltes entspricht. Eine der beiden Walzen bzw. Drehkolben (2) kann mit seiner Rotationsachse (3) beweglich gelagert sein, wobei der Mahldruck mit Vorteil in nicht dargestellter aber konventioneller Weise durch eine Hydraulik übertragen wird.
Das zu brechende Gut wird über einen Trichter (9) aufgegeben und gelangt ohne zusätzliche Einrichtungen rasch in den Brechspalt (8). Das gebrochene Gut wird am unteren Ende (10) des Gehäuses (1) ausgetragen.
Obwohl die beiden Rotoren (2) mit der gleichen Drehzahl (N) umlaufen, kommt es bei dieser Konstruktion stets zu einem wechselweisen Vor- und Nachlauf zwischen den Rotoren (2). Diese Relativbewegung bewirkt eine aus Druck- und Scherkraft zusammengesetzte Beanspruchung auf das Mahlgut. Durch die gegenüber konventionellen Walzenmühlen längere Mahlbahn ergibt sich für das Mahlgut eine längere Verweilzeit für die Energieübertragung und damit eine bessere Energieausnutzung.