DE10161275B4

DE10161275B4 - Rotor-Prallmühle zur Behandlung von Mahlgut

Info

Publication number: DE10161275B4
Application number: DE10161275A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2013-01-03
Anticipated expiration: 2021-12-15
Also published as: DE20021758U1; DE10161275A1

Abstract

Rotor-Prallmühle (1) mit Schlagwerkzeugen (8) an einem motorgetriebenen Rotor (4), wobei die Schlagwerkzeuge (8) mit einer ortsfesten zylindrischen Prallwand (9) zusammenwirken, sowie mit einer in Schwerkraftrichtung im oberen Bereich der Schlagwerkzeuge (8) angeordneten Mahlgutzuführung und einer pneumatischen Mahlproduktabführung, gekennzeichnet durch einen in Schwerkraftrichtung unterhalb des Rotors (4) vorgesehenen Aufnahmeraum (15) für das Mahlgut, eine dem Aufnahmeraum (15) zugeordnete Fördergaszufuhr für das Mahlprodukt, wobei der Rotor (4) von einem Flügel- oder Speichenrad (6) getragen ist mit Öffnungen (19) für das von unten nach oben (23) mittels Fördergas geführte Mahlprodukt.

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Rotor-Prallmühle der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Gattung, wie sie etwa aus der DE 34 26 478 C1 hervorgeht.
Die Behandlung von Mahlgut in Prallmühlen mittels Schlagwerkzeugen ist in vielfacher Hinsicht bekannt, wobei lediglich als Beispiel auf einige Literaturstellen verwiesen wird, so die DE 38 44 178 A1 ; DE 198 23 563 A1 oder die DE 44 13 532 C2 und DE 197 23 705 C1 , wobei eine Hammermühle zum Zerkleinern von Gestein auch in der CH 613 132 A5 beschrieben ist.
Dabei zeigt beispielsweise die oben genannte DE 38 44 178 A1 ein Zerkleinerungsverfahren, bei dem über einen Luftstrom feinkörniges Material oben aus der Einrichtung ausgetragen wird, während schwereres Material in den Randbereichen der Mühle geführt und erneut den Schlagwerkzeugen ausgesetzt wird.
Eine gasdurchströmte Zerkleinerungsmaschine zeigt auch die oben erwähnte DE 198 35 144 A1 , wobei eine Prallmühle zum Mahlen und Trocknen in der DE 198 34 896 A1 beschrieben ist. Dies gilt auch für eine Mahltrocknung nach der DE 198 23 563 A1 . Die bekannten Konstruktionen lassen vergleichsweise nur beschränkte Steuerungs- und Regelmöglichkeiten für die Prozessführung innerhalb eines Aggregats zu. Zum Erreichen vorgegebener Mahlfeinheiten und Partikelgrößenverteilungen der Mahlprodukte werden oftmals zusätzliche externe Aggregate benötigt. Dies liegt u. a. auch daran, dass die bekannten Mühlen aufgrund der gewählten Strömungen bei einer konstruktiv ggf. möglichen Rückführung noch nicht ausreichend ermahlenen Gutes zum Teil Probleme hinsichtlich der erzielbaren Trennschärfe haben. Insgesamt ergeben sich dadurch häufig aufwendige Gesamtanlagen mit vergleichsweise auch hohem Raumbedarf.
Hier setzt die Erfindung ein, deren Aufgabe darin besteht, die Behandlung von Mahlgut innerhalb einer Rotor-Prallmühle sowie die Konstruktion einer solchen Rotor-Prallmühle zum Erreichen einer kompakten Bauweise einschließlich der Mahlgutrückführung innerhalb der Rotor-Prallmühle zu vereinfachen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Mit der erfindungsgemäßen Mühlenkonstruktion sind eine Reihe von Vorteilen verbunden. So lässt die Förderung des Mahlgutes nach Durchlaufen des Mahlraumes mittels eines Fördergasstromes durch das Rotorinnere eine unmittelbare Rückführung von nicht ausreichend zermahltem Mahlgut oberhalb des Rotors in den Mahlraum ebenso zu wie eine sehr kompakte Bauweise, da auf die Rotorwelle unmittelbar ein Antriebsmotor aufflanschbar ist.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen. Besonders zweckmäßig kann es dabei sein, wenn der Mahlgutaufnahmeraum etwa trichterförmig ausgebildet ist mit einer Vielzahl von Gaseintrittsschlitzen, wobei der Kopf des Trichters mit einer feststehenden Gasführungseinrichtung versehen ist, in die die Nabe der Rotorachse des die Schlagwerkzeuge tragenden Flügelrades als konzentrischer Strömungsteiler einragt. Die Gaseintrittsschlitze in der Wand des Mahlgutaufnahmeraumes können vertikal und horizontal angeordnet sein, sie sind außen umgeben von einer schneckenförmigen Fördergaszufuhr, um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Gasgeschwindigkeit im Aufnahmetrichter zu erreichen.
Die Prallmühle weist erfindungsgemäß einen konzentrischen Strömungskanal auf, der von der Nabe mit Strömungsteiler einerseits und der in das Innere des die Schlagwerkzeuge tragenden Speichenrades ragenden Gasführungseinrichtung andererseits gebildet wird. Das Gas strömt damit aus dem Inneren des Mahlgutaufnahmetrichters nach oben, umströmt die Nabe der Antriebswelle und wird nach oben durch einen Ringraum in eine obere schneckenförmige Abführung geleitet, die von der Antriebswelle zentrisch durchsetzt wird.
Um eine Rückführung des Mahlgutes zu ermöglichen, welches nicht die gewünschte Körnungsfeinheit erreicht hat, kann vorgesehen sein, dass stromabwärts hinter dem Speichenrad ein Entnahmeringraum am äußeren Umfang des Strömungskanales mit einstellbaren Entnahmeöffnungen angeordnet ist.
Durch die Förderung des Mahlgutes von unten nach oben durch den Rotorinnenraum können die Strömungsverhältnisse so eingestellt werden, dass noch zu grobes Mahlgut an der sich außen befindlichen Wand der Gasführungseinrichtung nach oben bewegt und hinter dieser Gasführungseinrichtung in den Entnahmeringraum gelangen kann, um dann unmittelbar wieder dem Mahlraum zugeführt zu werden.
Erfindungsgemäß kann der Aufnahmetrichter über das pneumatisch weiter zu fördernde Mahlgut in seinem Bereich größten Durchmessers als Aufnahmeringkanal für das den Bereich der Schlagwerkzeuge verlassende Mahlgut ausgebildet sein mit Leit- und Führungselementen zur Steuerung des nach unten rieselnden Mahlproduktes. Die Leit- und Führungselemente können dabei gleichzeitig als die Träger für die in das Innere des Rotors ragende Gasführungseinrichtung ausgestaltet sein.
Die Erfindung sieht auch vor, dass dem trichterförmigen Aufnahmeraum im Tiefpunkt eine Mahlgutrückführung zugeordnet ist. Durch die Durchspülung des Aufnahmetrichters mit Fördergas erfolgt eine Sichtung des Materiales, ungenügend zerkleinerte Materialpartikel sammeln sich dabei am Boden des Trichters und können mit Hilfe der Rückführung der Mahlgutaufgabe der Prallmühle zugeführt werden.
Bei derartigen Mühlen ist es bekannt, Wärme z. B. zum Trocknen zuzuführen. Hierfür sieht die Erfindung in Ausgestaltung auch vor, dass an der die Schlagwerkzeuge umgebenden Gehäusewand Zuführstutzen für ein Sekundärgas, wie z. B. Warmluft, angeordnet sind. Statt der Warmluft kann auch kühlende Luft zugeführt werden oder je nach zu mahlenden Produkten inertisierende Gase, um nur einige Möglichkeiten zu nennen.
Die Erfindung sieht auch vor, die Mühlenabschnitte als miteinander verschraubte Module auszubilden, dabei können beispielsweise der Mahlgutaufnahmeraum mit der schneckenförmigen Fördergaszuführung als Einzelmodul ausgebildet sein, die die Schlagwerkzeug umgebende Gehäusewand mit Mahlgutzufuhr als Einzelmodul, ggf. mit Gaszuführstutzen, ebenso wie die schneckenförmige Abführung für den Fördergas-Mahlgutstrom mit Wellenlagerung sowie der angeflanschte Antriebsmotor jeweils als Module. Durch diese Bauweise ist es möglich, ohne großen Zeitaufwand ggf. Elemente auszuwechseln, wenn es notwendig sein sollte.
Vorteilhaft kann es sein, wenn, wie dies die Erfindung ebenfalls vorsieht, zylindrische, segmentierte Prallwandträger mit nach außen weisenden federbelasteten Halt- und Verstellschrauben vorgesehen sind. Durch diese erfindungsgemäße Gestaltung ist es möglich, den Mahlspalt von außen den jeweiligen Wünschen entsprechend zu verstellen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in
1 eine Schnittzeichnung durch die erfindungsgemäße Rotorprallmühle,
2 einen vergrößerten Abschnitt im Übergangsbereich von Nabe und Gasführungseinrichtung im Inneren des Rotors,
3 einen Teilschnitt durch den Rotor mit Schlagwerkzeugen,
4 einen Horizontalschnitt durch den Rotor,
5 eine Detailvergrößerung im Bereich der Schlagwerkzeuge,
6 eine Teilvergrößerung im Bereich der Prallwand mit Prallwandträger,
7 eine Horizontalaufsicht auf den Entnahmeringraum oberhalb des Rotors sowie in den
8 und 9 Teilausschnitte in der Darstellung gemäß 7, mit Kleinstellung der Entnahmeöffnungen in 8 und Großstellung der Entnahmeöffnungen in 9.
Die allgemein mit 1 bezeichnete Rotorprallmühle ist modulartig gestaltet und weist eine senkrecht ausgerichtete Rotorachse 2 mit oben angeflanschtem, allgemein mit 3 bezeichneten drehzahlregelbaren Antriebsmotor auf. An ihrem dem Antriebsmotor 3 gegenüberliegenden freien Ende ist an der Rotorachse 2 der Rotor 4 mittels eines allgemein mit 6 bezeichneten Flügel- bzw. Speichenrades angeordnet, wobei das freie Ende der Rotorachse 2 hinter dem Speichenrad 6 mit einer Nabe 7 zur Strömungsleitung ausgerüstet ist, was weiter unten näher beschrieben ist.
Der Rotor 4 ist mit in Schwalbenschwanzführungen 5 befestigten (5) Schlagwerkzeugen 8 ausgerüstet, die mit einer Prallwand 9 unter Freilassung eines Mahlspaltes 10, wie beispielsweise in 3 bzw. 5 angedeutet ist, zusammenwirken. Die Prallwand 9 ist dabei aus einzelnen Segmenten gebildet, in 6 angedeutet, diese Segmente sind mit 11 bezeichnet und können von außen eingestellt werden, und zwar über Einstellschrauben 12, wobei zwischen der mit 13 bezeichneten Gehäusewand und den Segmenten 11 Tellerfedern 14 vorgesehen sind (6).
Unterhalb des aus Rotor 4 und Prallwand 9 bestehenden Mühlenelementes ist ein trichterförmiger Aufnahmeraum 15 vorgesehen, der in seinem oberen Bereich über strömungsleitende Abstandstützen 16 eine Gasführungseinrichtung 17, ähnlich geformt wie ein Turbineneinlauf, trägt, wobei die mit 17a bezeichnete Innenschürze der Gasführungseinrichtung in das Innere des Rotors 4 bis zum Speichenrad 6 derart ragt, dass ein Strömungskanal 18 in Verbindung mit der Nabe 7 gebildet wird. Durch die Speichen des Speichenrades 6 ergeben sich Öffnungen 19 für den das Mahlprodukt führenden Gasstrom.
Erkennbar sind im trichterförmigen Aufnahmeraum 15 Öffnungen 20 vorgesehen, derart, dass über eine nicht näher dargestellte schneckenförmige Gaszuführung 21 Fördergas für das Mahlprodukt in den Aufnahmeraum 15 eintreten kann und das von oben aus dem Mahlspalt 10 nach unten rieselnde Mahlprodukt durch den Strömungskanal 18 und die Öffnungen 19 im Speichenrad nach oben gefördert werden kann. Der Fördergaseintritt ist mit einem Pfeil 22 dargestellt, der Weg des Fördergases mit dem Mahlprodukt mittels mit Punkten versehenen Pfeilen 23.
Im oberen Bereich des Mahlspaltes 10 befindet sich die Mahlgutzuführung, angedeutet durch einen entsprechenden Stutzen 24 und einen Pfeil 25, wobei in diesem Bereich auch Anschlussstutzen für eine Sekundärgasquelle vorgesehen sein können, in 1 mit 26 bezeichnet, mittels derer in den Mahlraum/das Mühleninnere Trockenluft, Kühlluft oder Inertgase eingespeist werden können.
Der schneckenförmige Austritt des Mahlprodukt/Gasgemisches ist in 1 mit 27 bezeichnet.
Oberhalb des Speichenrades 6 ist eine Wand des Strömungskanales 18 mit in ihrer Größe einstellbaren Öffnungen 28 versehen, wobei sich dahinter ein Ringraum 29 befindet, wie sich dieser auch aus den 7 bis 9 ergibt. Über eine Einstellschnecke 30 kann eine die Öffnungen 28 freigebende bzw. verschließende verschiebbare Kulissenwand 31 bewegt werden, die Kleineinstellung der Öffnungen 28 ist in 8 dargestellt, die Großeinstellung in 9, wobei dort dann die größere Öffnung mit 28a bezeichnet ist.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist dabei die folgende:
Mahlgut wird beispielsweise mittels einer Förderschnecke in den Stutzen 24 eingebracht und rieselt von dort in den Mahlspalt 10, wird dabei durch die rotierenden Schlagwerkzeuge 8 zerkleinert, das sich ergebende Mahlprodukt rieselt in Schwerkraftrichtung nach unten in den trichterförmigen Aufnahmeraum 15. Mittels des Fördergasstromes 22, der über die schneckenförmige Zuführung 21 in den Aufnahmeraum 15 eindringt, wird das Mahlprodukt erfasst, verwirbelt und durch das Innere des Speichenrades 6 vorbei an der Nabe 7 in den Strömungskanal und von dort in den schneckenförmigen Austritt 27 gefördert und verlässt oben die Mühle.
Durch die Möglichkeit der Fördergaszufuhr 22 bzw. mittels der Gestaltung der Öffnungen 20 für das Fördergas in den Aufnahmeraum 15 kann eine Vorsichtung des Mahlgutes stattfinden. Schwere Partikel können sich nach unten im Trichter absetzen und z. B. nach öffnen eines Schiebers über die dann entstehende Öffnung 32 entnommen und dem Stutzen 24 wieder zugeführt werden.
Eine weitere Art der Rückführung von Mahlgut besteht in der Möglichkeit, die im Fördergasstrom enthaltenen Partikel bei Durchströmen des rotierenden Speichenrades 6 unter Einfluss der dann auf sie infolge der Rotation der Gasströmung wirkenden Zentrifugalkraft und der axialen Strömungskomponente derart zu klassieren, dass Partikel oberhalb einer sich ergebenden Partikelgröße (Trennkorngröße) in den Bereich der Öffnungen 28 gelangen können und in den Ringraum 29 geleitet werden, um von dort wiederum in den Mahlspalt zurückgeführt zu werden. Mittels auf der Nabe 7 (2) aufbringbarer Strömungsleiter oder Verwirbelungsflügel kann dem mit Mahlgut beladenen, anströmenden Fördergas bereits eine Rotationskomponente verliehen werden, die eine Konzentration gröberer Mahlgutpartikel im Außenbereich des Strömungskanales 18 bewirken soll.
Wie sich insbesondere aus 1 ergibt, besteht die Rotor-Prallmühle 1 aus einzelnen Modulen, die nacheinander durch Verschraubungen festgelegt sind. So beinhaltet das untere Modul die schneckenförmige Gaszuführung 21 mit Aufnahmeraum 15, ein weiteres Modul wird von der das die Schlagwerkzeuge 8 umgebenden Gehäusewand 13 gebildet mit Mahlgutzuführung 25 und Sekundärgaszuführung 26, daran anschließend ist der Austritt 27 mit den Wellenlagern 33 für die zentrische Welle 2 angeflanscht, wobei dieses Modul schließlich den Antriebsmotor 3 trägt.
Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So ist die Erfindung nicht auf eine spezielle Art der Werkzeuggestaltung beschränkt, auch nicht auf eine bestimmte Gestaltung des Mahlraumes, die Fördergaszufuhr kann in der dargestellten Weise erfolgen, aber auch in jeder anderen geeigneten Weise, dies gilt ebenso für die Abführung 27 des Mahlgutes u. dgl. Auch die Gestaltung der mit 19 bezeichneten Durchbrüche in dem den Rotor 4 tragenden Flügel- bzw. Speichenrad 6 kann anders als dargestellt ausgeführt sein. Dies betrifft insbesondere die nach außen weisende, im dargestellten Beispiel etwa mit 40° gegen die Vertikale angestellte Wand der Durchtrittsöffnungen, in 2 mit 19a bezeichnet. Die Gestaltung dieser Wand in ihrer Krümmung bzw. Schrägstellung kann von den unter die Zentrifugalkrafteinwirkung geratenen Partikeln abhängig sein.

Claims

Rotor-Prallmühle (1) mit Schlagwerkzeugen (8) an einem motorgetriebenen Rotor (4), wobei die Schlagwerkzeuge (8) mit einer ortsfesten zylindrischen Prallwand (9) zusammenwirken, sowie mit einer in Schwerkraftrichtung im oberen Bereich der Schlagwerkzeuge (8) angeordneten Mahlgutzuführung und einer pneumatischen Mahlproduktabführung, gekennzeichnet durch einen in Schwerkraftrichtung unterhalb des Rotors (4) vorgesehenen Aufnahmeraum (15) für das Mahlgut, eine dem Aufnahmeraum (15) zugeordnete Fördergaszufuhr für das Mahlprodukt, wobei der Rotor (4) von einem Flügel- oder Speichenrad (6) getragen ist mit Öffnungen (19) für das von unten nach oben (23) mittels Fördergas geführte Mahlprodukt.
Rotor-Prallmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (15) etwa trichterförmig ausgebildet ist mit einer Vielzahl von Gaseintrittsschlitzen (20), wobei der Kopf des Trichters mit einer feststehenden Gasführungseinrichtung (17) versehen ist, in die die Nabe (7) der Rotorachse (2) des die Schlagwerkzeuge (8) tragenden Flügel- oder Speichenrades (6) als konzentrischer Strömungsteiler einragt.
Rotor-Prallmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass von der Nabe (7) mit Strömungsteiler einerseits und der in das Innere des die Schlagwerkzeuge (8) tragenden Flügel- oder Speichenrades (6) ragenden Gasführungseinrichtung (17a) andererseits ein koaxialer zentrischer Strömungskanal (18) gebildet ist.
Rotor-Prallmühle nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts hinter dem Flügel- oder Speichenrad (6) ein Ringraum (29) am äußeren Umfang des Strömungskanales mit einstellbaren Entnahmeöffnungen (28) zur Rückführung von nicht ausreichend zerkleinertem Mahlgut angeordnet ist.
Rotor-Prallmühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts hinter dem Ringraum (29) der schneckenförmige Austritt (27) für den Fördergas-Mahlgutstrom angeordnet ist.
Rotor-Prallmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (15) für das pneumatisch weiter zu fördernde Mahlprodukt in seinem Bereich größten Durchmessers als Aufnahmeringkanal für das den Bereich der Schlagwerkzeuge (8) verlassende Mahlgut ausgebildet ist mit strömungsleitenden Abstandstützen (16) zur Steuerung des nach unten rieselnden Mahlproduktes.
Rotor-Prallmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem trichterförmigen Aufnahmeraum (15) im Tiefpunkt eine Mahlgutrückführung zugeordnet ist.
Rotor-Prallmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die Schlagwerkzeuge (8) umgebenden Gehäusewand (13) Zufuhrstutzen (26) für ein Sekundärgas, wie trocknende Warmluft, zugeordnet sind.
Rotor-Prallmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Mühlenabschnitte als miteinander verschraubte Module ausgebildet sind.
Rotor-Prallmühle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (15) mit der schneckenförmigen Fördergaszufuhr (21) als Einzelmodul, die die Schlagwerkzeuge (8) umgebende Gehäusewand (13) mit Mahlgutzufuhr (24), die schneckenförmige Abführung (27) für den Fördergas-Mahlgutstrom mit Wellenlagern (33) sowie der angeflanschte Antriebsmotor (3) einzelne Mühlenmodule bilden.
Rotor-Prallmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zylindrische, segmentierte Prallwandträger mit nach außen weisenden federbelasteten Einstellschrauben (12).
Rotor-Prallmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagwerkzeuge (8) im Rotor (4) in Schwalbenschwanzführungen (5) positioniert und mittels Klemm- und Distanzstücken gesichert sind.