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Die
Erfindung betrifft eine Walzenmaschine zur Druckbehandlung körnigen Gutes,
insbesondere Rollenpresse zur Gutbettzerkleinerung oder Kompaktierung
bzw. Brikettierung, mit in Lagergehäusen drehbar gelagerten gegenläufig angetriebenen
und durch einen Walzenspalt voneinander getrennten Walzen, wobei
die Lagergehäuse
mit ihren Unter- und Oberseiten auf Gleitbahnen von Maschinenkonsolen
gelagert sind, mit Einsatz von Hydraulikzylindern zum Anpressen
der einen Walze über
das im Walzenspalt befindliche Gut gegen die gegenüberliegende
Walze.
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Bei
Walzenmühlen
zur Durchführung
der sogenannten Gutbettzerkleinerung werden die einzelnen Stücke bzw.
Partikel des durch Reibung in den Walzenspalt eingezogenen Mahlgutes
wie z. B. Zementrohmaterial, Zementklinker, Erze oder dergleichen
in einem Gutbett, das heißt
in einer zwischen den beiden Walzenoberflächen zusammengedrückten Materialschüttung bei
Anwendung eines hohen Druckes gepresst und gegenseitig zerkleinert,
wobei man statt von einer Walzenmühle auch von einer Rollenpresse
spricht. Bei solchen bekannten Rollenpressen, siehe z. B. Broschüre "Rollenpressen" Nr. 2-300d der KHD Humboldt
Wedag AG vom September 1994, ist eine der beiden Walzen als Festwalze ausgebildet,
die sich über
ihre Lagergehäuse
gegen Endstücke
des Maschinenrahmens abstützt,
während
sich die andere Walze als Loswalze über deren Lagergehäuse an Hydraulikzylindern
abstützt,
mit denen die Walzenpresskraft aufgebracht wird.
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Ab
einer bestimmten Durchsatzleistung und Baugröße werden solche bekannten
Rollenpressen nicht zuletzt wegen der sehr groß und schwergewichtig werdenden
Walzen aufwändig
bei der Fertigung und sie sind nur mit hohem Aufwand montierbar.
So kann bei geforderter hoher Durchsatzleistung z. B. eine Walzenschüsselmühle einer
Gutbettzerkleinerungs-Rollenpresse überlegen sein.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rollenpresse zu schaffen,
die hinsichtlich Durchsatzleistung, aber auch hinsichtlich spezifischen
Energiebedarfs bisherige Grenzen deutlich überwinden kann.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung
mit einer sogenannten Tandem-Rollenpresse mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei
der erfindungsgemäßen Walzenmaschine
bzw. Rollenpresse sind auf den Gleitbahnen der Maschinenkonsolen
gleich zwei Walzen-Paare
nebeneinander gelagert, das heißt
vier Walzen liegen achsparallel zueinander, und die zwei Walzen-Paare bilden
entsprechend zwei Walzenspalte zur Druckbehandlung des Aufgabegutes.
Die Oberseiten beider Walzenspalte werden zweckmäßig aus einem gemeinsamen Vorbunker über einen
Gutstromteiler und zwei schräge
Gutzuführungsschurren
mit Aufgabegut versorgt. Unterhalb der Walzenspalte der beide Walzen-Paare
können
die Gutaustragsschurren zu einem gemeinsamen Gutaustrag zusammengeführt sein,
und/oder die Gutaustragsschurren der beiden Walzen-Paare können auch
getrennt zu Guteintragsöffnungen
zweier Sichtereinrichtungen geführt
sein. Bei der letztgenannten Lösung
können
also zwei Walzen-Paare und zwei Sichtereinrichtungen in spiegelbildlicher
Zwillingsbauweise zu einer kompakten Maschineneinheit zusammengefasst
sein, mit der sich die Durchsatzleistung einer konventionellen Kreislaufmahlanlage
mit Rollenpresse und Sichter praktisch verdoppeln lässt. Auf
diese Weise können hohe
Durchsatzleistungen auch wie bei einer Walzenschüsselmühle erreicht werden. Gegenüber einer Walzenschüsselmühle besteht
bei der erfindungsgemäßen Tandem-Rollenpresse
bzw. Tandem-Kreislaufmahlanlage noch der besondere Vorteil, dass
bei Bedarf beispielsweise während
erforderlicher Wartungsarbeiten die Maschineneinheit mit 50 %iger Leistung
weiter arbeiten kann, indem nur die eine Hälfte der Maschineneinheit stillgelegt
wird, während die
andere Maschinenhälfte
weiter betrieben wird, und umgekehrt.
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Bei
der erfindungsgemäßen Walzenmaschine
sind im Vergleich zur Installierung zweier konventioneller Rollenpressen
sowohl die Investitionskosten als auch die räumlichen Platzbeanspruchungen
reduziert, schon deswegen, weil nur ein einziger gemeinsamer Maschinenrahmen,
einziger gemeinsamer Vorbunker etc. erforderlich sind.
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Die
beiden innen gelegenen einander zugewandten Walzen der beiden Walzen-Paare
können als
Festwalze ausgebildet sein, während
die beiden außen
gelegenen Walzen der beiden Walzen-Paare als quer zum jeweiligen
Walzenspalt bewegliche Loswalzen ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform der
Erfindung stützen
sich die Hydraulikzylinder, welche an die Lagergehäuse der
beiden Loswalzen andrückbar
sind, an Seitenteilen des Maschinenrahmens ab.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung können
die Hydraulikzylinder aber auch so angeordnet sein, dass sie pro
Walzenspalt jeweils sowohl an den Lagergehäusen der einen Walze als auch
an den jeweils gegenüberliegenden
Lagergehäusen
der jeweils anderen Walze angreifen unter Bildung eines jeweils
pro Walzenpaar in sich geschlossenen Mahlpresskräftesystems ohne geschlossenen
mit den radialen Walzenpresskräften belasteten
Maschinenrahmen. Das heißt
die radialen Mahlkräfte
können
direkt über
die sich jeweils gegenüberliegenden
miteinander verbundenen Lagergehäuse
beider Walzen bei beiden Walzen-Paaren aufgenommen werden, so dass
ein schwergewichtiger Maschinenrahmen entfällt. Dabei können die
Hydraulikzylinder jeweils quer zum jeweiligen Walzenspalt zwischen
den jeweils einander gegenüberliegenden
Lagergehäusen
angeordnete Zugzylinder sein, welche die gegenüberliegenden Lagergehäuse und
damit die beiden Mahlwalzen pro Walzenpaar zusammenziehen. Sind
dabei die Hydraulikzylinder jeweils als doppelt wirkende Zylinder
ausgebildet, können
sie nicht nur zum Aufbringen der Walzenpresskraft, sondern bei umgekehrter
Druckmediumbeaufschlagung auch zum Auseinanderfahren der beiden
Walzen pro Walzen-Paar eingesetzt werden.
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Das
heißt
also, dass mit besonderem Vorteil alle vier Walzen als quer zum
Walzenspalt bewegliche Loswalzen ausgebildet sein können, wodurch alle
vier Walzen gleichermaßen
belastet werden und ein gleichmäßiger Verschleiß an den
Walzenoberflächen
entsteht. Um ein seitliches Verrutschen der beiden Walzen-Paare
samt Lagergehäusen
auf ihren Gleitbahnen der Maschinenkonsolen zu verhindern, können die
Walzen von an den Maschinen-konsolen befestigten Positionierungs-Zylindern
gehalten sein, die den Walzenspalt jeweils hin zur Nulllage zentrieren
können.
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Die
erfindungsgemäße Tandem-Rollenpresse
ist im Prinzip jeweils zur Seite hin offen. Da schwergewichtige
Endstücke
des Maschinenrahmens entfallen, können die Walzen z. B. anlässlich einer
Reparatur ohne langwierige Zerlegung des Maschinenrahmens ausgewechselt,
das heißt
demontiert und montiert werden.
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Die
unterhalb der beiden Walzen-Paare installierbaren beiden Sichtereinrichtungen
sind mit Vorteil von Sichtluft durchströmte statische Kaskadensichter,
welche die Rollenpressen-Gutmaterialschülpen desagglomerieren und sichten,
wobei im Anschluss an die beiden statischen Kaskadensicher ggf.
noch ein dynamischer Stabkorbsichter mit rotierendem Stabkorb angeordnet
sein kann. Die Sichtergrobkornfraktion kann zur Gutaufgabe der Rollenpresse
rezirkuliert werden.
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Die
Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand
der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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Es
zeigt:
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1:
die Stirnansicht auf die erfindungsgemäße Tandem-Rollenresse,
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2:
in verkleinertem Maßstab
die Seitenansicht auf die Rollenpresse der 1, und
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3:
in Stirnansicht/Seitenansicht der Tandem-Rollenpresse mit darunter
angeordneter Tandem-Sichtereinrichtung als Teil von Tandem-Mahlkreisläufen.
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Die
Tandem-Rollenpresse nach 1 hat keinen in sich geschlossenen
Maschinenrahmen zur Aufnahme der Walzenpresskräfte, sondern der Rahmen besteht
im wesentlichen nur aus zwei beabstandeten quer zu den Walzenspalten
liegenden Konsolen 10, deren Oberseiten ebene Gleitbahnen
aufweisen. Es ist ein rechtes Walzen-Paar mit den Walzen 11 und 12 und
ein linkes Walzen-Paar mit den Walzen 13 und 14 vorhanden.
Alle vier achsparallelen drehbar gelagerten, gegenläufig angetriebenen
und pro Walzen-Paar jeweils durch einen Walzenspalt voneinander
getrennten Walzen sind als quer zum Walzenspalt bewegliche Walzen
ausgebildet. Die Walzen 11, 12 sind an ihren beiden
Enden in Lagergehäusen 15 und 16 gelagert
und analog dazu sind die Walzen 13, 14 an ihren
beiden Enden in Lagergehäusen 17 und 18 gelagert,
und alle Lagergehäuse sind
mit ihren Unter- und
Oberseiten auf den Gleitbahnen der unteren Konsolen 10 und
oberen Konsolen 10a gelagert.
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Alle
vier Walzen 11 bis 14 können also mit ihren Lagergehäusen auf
den Gleitbahnen der Konsolen quer zum jeweilig zugehörigen Walzenspalt
translatorisch hin- und hergleiten, wobei die obere Gleitbahnführung der
Lagergehäuse
mit der Ziffer 10a angezeigt ist. Das Verbindungselement
zwischen oberer und unterer Konsole 10, 10a ist
in 2 mit der Ziffer 10b angezeigt.
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Die
Walzenpresskraft zur Druckbeanspruchung des in den beiden Walzenspalten
befindlichen zu zerkleinernden Gutes wird nach dem Ausführungsbeispiel
der 1 mit insgesamt acht Hydraulikzylindern aufgebracht,
von denen in der Stirnansicht der 1 die beiden
Hydraulikzylinder 19 und 20 des rechten Walzen-Paares
und die beiden Hydraulikzylinder 21 und 22 des
linken Walzen-Paares zu sehen sind, welche die jeweils einander
gegenüberliegenden
vorderen Lagergehäuse
unmittelbar miteinander verbinden. Beide Enden 23 und 24 des oberen
Hydraulikzylinders 19 sind genauso wie bei allen anderen
Hydraulikzylindern an bzw. in den jeweils einander gegenüberliegenden
Lagergehäusen 15 und 16 etc.
angelenkt.
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Die
Hydraulikzylinder 19, 20 bzw. 21, 22 sind so
angeordnet, dass sie pro Walzen-Paar jeweils sowohl an den Lagergehäusen der
einen Walze als auch an den jeweils gegenüberliegenden Lagergehäusen der
anderen Walze angreifen unter Bildung jeweils eines in sich geschlossenen
Mahlpresskräftesystems,
so dass ein mit den Walzen presskräften belasteter schwergewichtiger
Maschinenrahmen entbehrlich wird. Bei entgegengesetzter Druckmittelbeaufschlagung
der Hydraulikzugzylinder 19, 20 und 21, 22,
wenn diese also als doppelt wirkende Zylinder ausgebildet sind,
können
die Zylinder auch zum Auseinanderfahren der Walzen der beiden Walzen-Paare eingesetzt
werden.
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Die 1 macht
außerdem
deutlich, dass sich bei der erfindungsgemäßen Tandem-Rollenpresse zumindest
die jeweils außen
liegenden Walzen der beiden Walzen-Paare samt Lagergehäusen nach
außen,
das heißt
zur rechten und zur linken Seite hin ohne Behinderung durch einen
Maschinenrahmen auf den Konsolen 10 herausziehen lassen.
In 3 sieht man die Walze 11 samt Lagergehäusen in
herausgezogener Position.
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Damit
die beiden Walzen-Paare mit ihren Lagergehäusen auf den Gleitbahnen der
Konsolen 10, 10a nicht seitlich verrutschen können, sind
beide Walzen-Paare von Positionierungs-Zylindern 25 bzw. 26 gehalten,
die an den Maschinenkonsolen 10 befestigt sind und die
an den Zylinderrohren der Hydraulikzylinder 20 bzw. 22 oder
an einem anderen geeigneten Bauteil des Systems angreifen, um durch Betätigung der
Positionierungs-Zylinder 25 und 26 die beiden
Walzen-Paare bezüglich zur
Nulllage hin zentrieren zu können,
auch während
des Maschinenbetriebes. Die eine Steuerfunktion übernehmenden Positionierungszylinder 25 und 26 können gleichzeitig
hydropneumatische Dämpfungskomponenten
zur Dämpfung
der im Maschinenbetrieb entstehenden Schwingungen und Stöße sein.
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Oberhalb
der Walzenspalte der beiden Walzen-Paare sind zwei Gutzuführungsschurren 27 und 28 angeordnet,
die über
einen einstellbaren Gutmengenteiler 29 mit einem gemeinsamen
Gutzulauf 30 verbunden sind, über den die beiden Walzenspalte aus
einem gemein samen Bunker mit zu zerkleinerndem Gutmaterial versorgt
werden. Im Falle notwendiger Wartungsarbeiten an einem der beiden
Walzen-Paare kann
der jeweilige Gutmengenstrom am Gutmengenteiler 29 sogar
vollständig
unterbrochen werden, während
das andere Walzen-Paar
weiter arbeitet.
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Die
erfindungsgemäße Tandem-Rollenpresse
ist trotz der vorhandenen vier achsparallelen Walzen kompakt gebaut.
So beträgt
der Achsabstand zwischen den inneren Walzen 12 und 13 nur
die Größe des Walzendurchmessers
plus einer Zugabe von z. B. 0,5 Meter. Im Vergleich dazu betrüge dieser Achsabstand
beim Installieren zweier konventioneller Rollenpressen nebeneinander
einer Größe von Walzendurchmesser
plus etwa mindestens 4 Meter. Zum Schutz des Arbeitsraumes kann
zwischen den beiden Walzenpressen 11/12 und 13/14 eine
vertikale mittige Trennwand 38 angeordnet sein.
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Nach 1 sind
unterhalb der Walzenspalte der beiden Walzen-Paare die Gutaustragsschurren 31 und 32 zu
einem gemeinsamen Gutaustrag 33 zum Austrag der Pressschülpen geführt.
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Nach 3 können die
unterhalb der Walzenspalte der beiden Walzen-Paare angeordneten Gutaustragsschurren 31, 32 getrennt
bleiben und zu den Guteintragsöffnungen 34 und 35 zweier
Sichtereinrichtungen geführt
sein. Die beiden Sichtereinrichtungen bestehen im Ausführungsbeispiel
der 3 jeweils aus einem statischen Kaskadensichter,
mit zwei zwischen sich eine Sichtzone 40 bildenden sowie
von Sichtluft 41 bzw. von Heißgas als Trocknungsgas etwa
im Querstrom durchströmten
Sichtzonen-Begrenzungswänden,
die schräg
nach unten zum Austrag für
die ausgesichtete Grobkornfraktion 42 geneigte kaskadenartig
bzw. jalousieartig angeordnete Leitbleche 40a bzw. 40b aufweisen,
wobei diese beiden Leitblechwände
und damit die dazwischen liegende Sichtzone 40 mit einem
von der Vertikalen abweichenden Winkel schräg liegend angeordnet sind.
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Die über ein
gemeinsames Sichtluftzuströmungsgehäuse zuströmende Sichtluft
wird auf den rechten Sichtluftteilstrom 41 sowie in gleicher
Weise auf einen linken Sichtluftteilstrom aufgeteilt und der jeweiligen
Sichtereinrichtung zugeleitet. Die von der Sichtluft durchströmten Kaskadensichter
wirken als Desagglomerator für
die von der Tandem-Rollenpresse ausgetragenen Gutmaterialschülpen, die
ggf. zusammen mit noch frischem Mahlgut den beiden Kaskadensichtern
oben aufgegeben werden. Jedenfalls sichtet die Sichtluft 41 aus
dem Sichtgut die Feingutfraktion aus, und die mit Feingut 43 beladene Sichtluft
wird über
eine Leitung, die durch eine oder beide Seitenwände herausgeführt ist,
aus dem Mahlkreislauf abgezogen, während die vom Kaskadensichter
aus dem Sichtgut jeweils abgetrennte Grobkornfraktion 42 zum
jeweiligen Walzen-Paar der Tandem-Rollenpresse rezirkuliert und einer
weiteren Gutbettbeanspruchung unterworfen wird.
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Im
Anschluss jeweils an den statischen Kaskadensichter kann noch ein
dynamischer Stabkorbsichter mit rotierendem Stabkorb
44 angeordnet
sein, mit wenigstens einem Austragskrümmer zum Abzug der mit dem
Feingut
43 beladenen Sichtluft. Das Feingut
43 wird
dann außerhalb
der Kreislaufmahlanlage von der Sichtluft abgetrennt. An der Peripherie des
rotierenden Stabkorbs
44 kann eine Mittelkornfraktion
45 abgezogen
werden, die zusammen mit der Grobkornfraktion
42 ebenfalls
zur Gutaufgabe der Rollenpressen rezirkuliert werden kann. Die als Nachsichter
zu den statischen Kaskadensichtern eingesetzten dynamischen Stabkorbsichter
mit ihren Stabkörben
44 können auch
oberhalb der Tandem-Rollenpresse angeordnet sein, wie das im Prinzip
aus der
DE 102 21
739 A1 bekannt ist.