DD217434B1 - Ruehrwerkskugelmuehle - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Rührwerkskugelmühle zur trockenen Vermahlung mineralischer Rohstoffe, beispielsweise fester Brennstoffe, zu Stäuben.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Mineralische Rohstoffe werden — sofern große Massendurchsätze gefordert werden — im allgemeinen in Rohr- und Wälzmühlen gemahlen. In diesen Mühlen werden unter bestimmten sicherheitstechnischen Voraussetzungen auch feste Brennstoffe gemahlen.

Zur Gewährleistung der Sicherheit gehört u.a., daß die einzelnen Maschinen bzw. Bauelemente der Mahlanlage druckfest bzw.

druckstoßfest ausgeführt sind, und das Gesamtsystem nur unter Schutzgas betrieben werden darf. Damit ist ein großer technischer Aufwand verbunden, und der Betrieb der Anlage stellt hohe Anforderungen an das Bedienungspersonal.

Dieser hohe technische und Sicherheitsaufwand entfällt, wenn feste Brennstoffe in einer Rührwerkskugelmühle gemahlen werden und das Mahlgut nicht im Kreislauf geführt und außerhalb der Mühle einer pneumatischen Sichtung unterzogen wird.

Die Erzeugung von Stäuben aus mineralischen Rohstoffen, vorzugsweise festen Brennstoffen, in einer Rührwerkskugelmühle ist sehr vorteilhaft, weil keine Abdichtprobleme zu lösen sind, die Effektivität der Zerkleinerung insbesondere bei spezifisch leichten Materialien, wie es z. B. feste Brennstoffe sind, durch die 100%ige Füllung des Mahlgefäßes mit Mahlkörpern im Vergleich zur Rohrwerksmühle hoch liegt und die Beschränkung des technischen Aufwandes im wesentlichen auf das Mahlaggregat zu einer hohen Betriebssicherheit der Anlage führt.

Die an sich bekannten Rührwerkskugelmühlen bestehen im allgemeinen aus einem vertikal stehenden Mahlbehälter mit einem darin angeordneten Rührwerk.

Das zu zerkleinernde Material wird der Mühle von unten zugeführt und durch die Mahlkörper und das sich drehende Rührwerk zerkleinert und nach oben gefördert, wo nur auf Endfeinheit zerkleinertes Material ausgetragen wird. Dies wird erreicht durch die Ausbildung des Austragsorganes, beispielsweise als Siebgehäuse.

Bekannt sind auch Rührwerkskugelmühlen, denen das Material oben zugeführt wird. Der Austrag nur des auf Endfeinheit zerkleinerten Materials erfolgt über einen einstellbaren Ringspalt am Boden.

Nachteilig hierbei ist, daß das zerkleinerte Material nur an einer Stelle ausgetragen wird, deren Querschnitt zudem auf die Endfeinheit des Materials abgestimmt und demzufolge sehr eng ist. Dadurch kann es zu Verstopfungen und damit zu Störungen im Materialaustrag kommen.

Hinzu kommt, daß alle Materialteilchen, unabhängig von ihrer Größe, den gleichen Weg von der Materialaufgabe bis zum Austrag zurücklegen müssen. Das bedeutet, daß kleine Aufgabekörner lange vorm Erreichen des Austrages bereits auf Endfeinheit zerkleinert sind und auf ihrem restlichen Weg unnötig beansprucht werden, während die groben Aufgabekörnungen am Austrag ankommen, bevor sie die Endfeinheit erreicht haben und hier solange beansprucht werden, bis sie den Austrag passieren können.

Während die feinen Körnungen den Zerkleinerungsprozeß der groben Körnungen stören und unnötig Energie benötigen, behindern die groben Körnungen am Austrag den Austrag der feinen Körnungen und verursachen zusätzlichen Verschleiß am Austrag. Es ist äußerst schwierig, die Länge des Mahlraumes auf das zu zerkleinernde Material abzustimmen. Bei Rührwerksmühlen, die mit einem Trägermedium, z. B. Luft, zum Austragen des Fertiggutes arbeiten, haben den Nachteil, daß zusätzliche Aggregate, wie Gebläse und Zyklone, zur Abtrennung des Fertiggutes vom Mahlgut benötigt werden und damit bei der Mahlung von z. B. festen Brennstoffen die bekannten Sicherheitsprobleme verbunden sind.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Mahlprozeß bei der Zerkleinerung mineralischer Rohstoffe, vorzugsweise fester Brennstoffe, auf Staubfeinheit mit geringem energetischen und technischen Aufwand effektiver zu gestalten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung einer Rührwerkskugelmühle, die unempfindlich ist gegenüber Aufgabekornschwankungen, die eine übermäßige Beanspruchung des Materials vermeidet und aus der der Materialaustrag störungsfrei erfolgt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem im oberen Bereich des Mahlraumes einer senkrecht stehenden Rührwerkskugelmühle mit einem Materialdurchlauf von oben nach unten eine Vorzerkleinerungs- und Umfangsverteilvorrichtung angeordnet wird. Die Vorzerkleinerungs- und Umfangsverteilvorrichtung besteht aus einem Brechkegel, der auf seiner Oberseite einen Stauring trägt und auf der Rührwerkswelle drehfest angeordnet ist und einen an der Behälterwand befestigten Brechring. Die Rührwerkswelle selbst ist hohl ausgebildet und besitzt dicht unterhalb des Brechkegels Durchbrüche, über die das Innere der Rührwerkswelle mit dem Mahlraum in Verbindung steht. Der Bereich der Durchbrüche ist von einem Rohr im Abstand umgeben, welches am Brechkegel befestigt ist. Der untere Bereich des Mahlraumes verjüngt sich konisch und ist nach unten von einem geteilten und seitlich ausschwenkbaren Sieb-, Loch- oder Schlitzboden begrenzt, durch den die Rührwerkswelle hindurchführt. Auf diesem, nach unten aus dem Mahlraum herausragendem Ende der Rührwerkswelle ist eine Zellenradschleuse angeordnet.

Durch die Materialaufgabe im Deckel der Rührwerkskugelmühle erfolgt die Aufgabe des zu zerkleinernden Materials auf die Vorzerkleinerungs- und Umfangsverteilvorrichtung. Durch diese Vorrichtung erfolgt eine Vorzerkleinerung des Materials auf Korngrößen bis 10mm und dessen gleichmäßige Verteilung auf den Umfang des Mahlraumes.

In dem mit Mahlkörpern und Material gefüllten Mahlraum gelangt das aufgegebene Material unter ständiger Zerkleinerung nach unten zum Boden der Mühle. Über den das Mahlgefäß abschließenden Sieb- bzw. Loch boden wird bereits ein gewisser Feinanteil des Materials, der dem Fertiggut entspricht, aus dem System ausgetragen.

Der im Innenraum verbleibende Teil des Materials wird über das nach oben fördernde Rührwerk, das im Zentrum der Mühle angeordnet ist, nach oben gefördert und durch eine dabei erzeugte, konzentrisch verteilte Scherströmung weiter zerkleinert.

Danach gelangt das Material über die Durchbrüche am oberen Ende der Rührwerksmühle in deren Innenraum und rieselt dort nach unten, um mit dem anderen Teil des Materials z. B. über eine waagerechte Zellenradschleuse als Fertiggut ausgetragen zu werden.

Die Schneckenwelle wird durch einen drehzahlveränderlichen Antrieb angetrieben, so daß die Rührwerkskugelmühle zugleich die Funktion eines Dosiergerätes für nachgeschaltete Prozeßabläufe übernehmen kann.

Zur Abstimmung der Transportgeschwindigkeit des Mahlgutes im Mahlraum auf seinen Zerkleinerungsfortschritt ist die beispielsweise als Schneckenwelle ausgebildete Rührwerkswelle im oberen und unteren Bereich mit voneinander abweichender Gangzahl oder Steigung oder mit einem abweichenden Außendurchmesser ausgerüstet.

Zur Erhöhung der Standfestigkeit der Rührwerkselemente sind diese mit auswechselbaren Verschleißsegmenten versehen.

Um entstehende Mahlwärme abzuführen, kann die Rührwerkskugelmühle indirekt gekühlt werden.

Auch die Vermahlung feuchten Materials ist möglich. Hierzu wird die Rührwerkskugelmühle indirekt beheizt, wobei die Brüdenabführung über eine im oberen Bereich des Mahlraumes einmündende Mahlkörperaufgabeschurre oder über eine im Bereich der Vorzerkleinerungs- und Umfangsverteilvorrichtung angeordneten Ringleitung erfolgt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der dazugehörigen schematischen Zeichnung ist eine Rührwerksmühle im Schnitt dargestellt. Diese Rührwerksmühle besteht aus einem zylindrischen, senkrecht stehenden Mahlbehälter 1 mit einer konischen Verjüngung 2 im unteren Teil. Nach oben ist der Mahlbehälter 1 durch einen Deckel 15 und nach unten durch einen Siebboden 8 verschlossen. Zentral durch den Mahlbehälter 1 führt die als Schneckenwelle 4 ausgebildete Rührwerkswelle, deren Enden oben den Deckel 15 und unten den Siebboden 8 durchdringen und oben mit dem Antrieb 14 und unten mit einer Zellenradschleuse 9 verbunden sind.

Im oberen Bereich des vom Mahlbehälter 1, Deckel 15 und Siebboden 8 umschlossenen Mahlraumes 16 ist eine kombinierte Vorzerkleinerungs- und Umfangsverteilvorrichtung angeordnet.

Diese besteht aus einem flachen, auf der Schneckenwelle 4 befestigten Brechkegel 10, der von einem am Mahlbehälter 1 befestigten Brechring 17 umgeben ist. Auf dem Brechkegel 10 ist ein Staurand 13 angeordnet. Die Schneckenwelle 4 ist hohl ausgebildet und besitzt dicht unterhalb des Brechkegels 10 Durchbrüche 5 und ist in diesem Bereich im Abstand von einem Rohr 6 umgeben, das am Brechkegel 10 befestigt ist.

Das über einen Schneckenförderer 18 aus einem Aufgabebunker abgezogene Material wird der Vorzerkleinerungs- und Umfangsverteilvorrichtung aufgegeben. Der auf dem Brechkegel 10 angeordnete Stauring 13 staut das Material auf, wodurch es über dessen Rand gleichmäßig in den Brechspalt 19 eintritt. Hierin erfolgt eine Vorzerkleinerung des Materialsauf Korngrößen <10mm, das dann in den Mahlraum 16 eintritt.

In dem mit Mahlkörpern 3 und Material gefüllten Mahlraum 16 wird das Material unter ständiger Zerkleinerung am Umfang nach unten transportiert. Durch diesen Siebboden 8 wird der Feinanteil des Materials, das schon dem Fertiggut entspricht, aus dem Mahlraum 16 entweder mittels Schwerkraft oder mittels einer darunter angeordneten, waagerecht liegenden Zellenradschleuse 9 ausgetragen.

Durch den geteilten und ausschwenkbar gestalteten Siebboden 8 wird auch die Restentleerung des mit Mahlkörpern 3 gefüllten Mahlgefäßes realisiert. Das in der Mühle verbleibende Gut, das noch nicht die gewünschte Feinheit besitzt, wird durch die nach oben fördernde Schneckenwelle 4 wieder nach oben transportiert und durch die dabei entstehende, konzentrisch verteilte Scherbewegung des Mahlgefäßinhaltes auf die gewünschte Korngröße weiter zerkleinert.

Im oberen Bereich des Mahlraumes 16 angelangt, wird das Material unter Ausnutzung des Selbstklassier- und Stopfeffektes, der durch das Rohr 6 unterstützt wird, über die Durchbrüche 5 in das Innere der Schneckenwelle 4 geleitet. Hier gelangt es nach unten und wird dort mit dem anderen Teil des Materials durch Schwerkraft oder über eine z. B. mit der Schneckenwelle 4 verbundene Zellenradschleuse 9 ausgetragen. Der Antrieb der Vorzerkleinerungs- und Umfangsverteilvorrichtung, der Schneckenwelle 4 und der Zellenradschleuse 9 erfolgt über einen Antrieb 14 mit stufenloser Drehzahlregelung. Die Regelung der Drehzahl des Antriebes 14 sowie der Schneckenwelle 4 für das Aufgabematerial erfolgt mittels eines Mühlenfüllstandsmeßgerätes 12.

Dadurch ist es möglich, daß die Rührwerkskugelmühle 1 gleichzeitig die Funktion eines Dosiergerätes für nachgeschlatete Prozeßabläufe, z. B. für Verbrennungsvorgänge, übernehmen kann. Die Förder- und Zerkleinerungsgeschwindigkeit in der Rührwerkskugelmühle 1 läßt sich neben der Drehzahlregelung des Antriebes 14 auch dadurch beeinflussen, daß im oberen und unteren Bereich der Schneckenwelle 4 die Schneckengänge 7 eine abweichende Gangzahl oder Steigung oder einen abweichenden Außendurchmesser besitzen.

Entsprechend dem aufzubereitenden Material werden diese Parameter so ausgewählt, daß eine effektive Zerkleinerungsarbeit erfolgt.

Da bei der Mahlarbeit ein großer Verschleiß an den Schneckengängen auftritt, sind diese mit auswechselbaren Verschleißsegmenten versehen.

Im oberen Bereich des Mahlbehälters 1 ist eine hermetisch verschließbare Mahlkörperaufgabeschurre 11 angeordnet, über welche die Mahlkörper 3 dem Mahlraum 16 aufgegeben werden. Über die Mahlkörperaufgabeschurre 11 oder über eine unmittelbar im Bereich der Vorzerkleinerungs- und Umfangsverteilvorrichtung angeordnete Ringleitung werden auch die Brüden abgesaugt, die bei einer indirekten Beheizung des Mahlgefäßes zur Trocknung des Mahlgutes entstehen. Entsprechend den Prozeßbedingungen kann statt einer Beheizung auch eine indirekte Kühlung des Mahlgefäßes erfolgen.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der dazugehörigen Vorrichtung bestehen darin, daß durch die Materialführung im Mahlraum der Rührwerkskugelmühle eine effektive Zerkleinerung bei niedrigem Energieaufwand und bei geringem technischem Aufwand erfolgt. Auf Grund dessen, daß die Mühle ohne Kreislauf arbeitet und damit das Mahlgefäß hermetisch nach außen abgeschlossen ist, kann die Brennstauberzeugung explosionssicher und ohne Schutzgasbereitstellung durchgeführt werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß durch die Drehzahländerung der Schneckenwelle mittels Mühlenfüllstandsregelung die Mühle gleichzeitig die Funktion eines Dosiergerätes für nachfolgende Prozeßabläufe übernimmt und das durch die Änderung der Gangzahl, der Steigerung oder des Außendurchmessers der Schneckenwelle die Förder- und Zerkleinerungsgeschwindigkeit in der Mühle einstellbar ist.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die indirekte Beheizung bzw. Kühlung des Mahlgefäßes auch Trocknungs- und Abkühlungsaufgaben des Materials im bestimmten Umfang realisiert werden können.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   1. Rührwerkskugelmühle, deren Mahlraum von einem senkrecht stehenden zylindrischen Mahlbehälter umgeben ist, zentrisch im Mahlraum eine Rührwerkswelle mit Rührelementen, vorzugsweise Schneckengängen, angeordnet ist, die Rührwerkswelle mit ihren Enden durch Deckel und Boden des Mahlbehälters aus dem Mahlraum herausführt und oberhalb des Deckels mit einem Antrieb versehen ist, sich im Deckel eine Materialaufgabe befindet und der Boden als Materialaustrag ausgebildet ist, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Vorzerkleinerungs- und Umfangsverteileinrichtung im oberen Bereich des Mahlraumes (16), die aus einem Brechkegel (10), der auf seiner Oberseite einen Stauring (13) trägt und auf der Rührwerkswelle drehfest angeordnet ist, und einem am Mahlbehälter (1) befestigten Brechring (17) besteht, wobei die Rührwerkswelle hohl ausgebildet und im oberen Bereich, dicht unter dem Brechkegel (10), mit Durchbrüchen (5) versehen ist, dieser Bereich im Abstand von einem am Brechkegel befestigten Rohr (6) umgeben ist und der Mahlraum (16) im unteren Bereich konisch ausgebildet ist und nach unten von einem geteilten und seitlich ausschwenkbaren Sieb-, Loch- oder Schlitzboden (8) begrenzt ist, durch den die Rührwerkswelle hindurchführt.
2. 2. Rührwerkskugelmühlenach Anspruch !,gekennzeichnet durch die geteilte und seitlich herausschwenkbare Ausführung des Loch-, Sieb- oder Schlitzbodens (8).
3. 3. Rührwerkskugelmühle nach Anspruch 1, gekennzeichnet, daß die Schneckenwelle (4) im oberen und unteren Bereich eine abweichende Gangzahl oder Steigung oder einen abweichenden Außendurchmesser besitzt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet, daß an der Rührwerkskugelmühle eine indirekte Beheizung oder Kühlung angeordnet ist.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung