DE102006043179A1

DE102006043179A1 - Mühle zum Mahlen von grobem, steinartigem Schüttgut mit achsparallelem Antrieb

Info

Publication number: DE102006043179A1
Application number: DE102006043179A
Authority: DE
Inventors: Christian Brammer; Ines Junge; Wolf Krieger; Axel Dr. Möhle; Christian Schiller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2008-03-27
Also published as: CN101516514A; EP2063991A1; EP2063991B1; DE502007003347D1; AU2007296832A1; RU2009113817A; ATE462496T1; US20100230520A1; CA2663353A1; WO2008031694A1

Abstract

Eine Mühle zum Mahlen von grobem, steinartigem Schüttgut weist einen um eine vertikale Drehachse (5) drehbaren Mahlteller (4) auf. Der Mahlteller (4) ist mittels eines Elektromotors (6) antreibbar, der eine Motorwelle (7) und eine Wellenachse (8) aufweist. Der Elektromotor (6) ist direkt unter dem Mahlteller (4) angeordnet. Die Wellenachse (8) verläuft lotrecht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mühle zum Mahlen von grobem, steinartigem Schüttgut, beispielsweise Erz oder Kohle, mit einem um eine vertikale Drehachse drehbaren Mahlteller, wobei der Mahlteller mittels eines Elektromotors antreibbar ist, der eine Motorwelle mit einer Wellenachse aufweist.
Derartige Mühlen sind allgemein bekannt und werden beispielsweise von der Firma Polysius AG, Deutschland, unter den Typenbezeichnungen Dorol und Quadropol vertrieben. Ein Schaubild einer derartigen Mühle ist beispielsweise unter der Internet-Adresse http://www.polysius.com/imageneutraldetailbild.asp?id=353 abrufbar.
Die bekannte Mühle wird nachfolgend in Verbindung mit 1 erläutert, soweit dies für das Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich ist.
Gemäß 1 weist die Mühle einen Mahlraum 1 auf. Der Mahlraum 1 weist einen Mahlraumboden 2 und eine um den Mahlraum 1 umlaufende Mahlraumwand 3 auf. Auf dem Mahlraumboden 2 ist ein Mahlteller 4 derart gelagert, dass er um eine vertikale Drehachse 5 drehbar ist.
Der Mahlteller 4 ist mittels eines Elektromotors 6 antreibbar. Der Elektromotor 6 weist eine Motorwelle 7 mit einer Wellenachse 8 auf.
Im Stand der Technik ist der Elektromotor 6 seitlich unter dem Mahlteller 4 angeordnet. Die Wellenachse 8 verläuft horizontal. Die Motorwelle 7 wirkt über ein Umlenk- oder Winkelgetriebe 9 – z.B. ein Kegelradgetriebe – auf den Mahlteller 4. Das Umlenkgetriebe 9 bewirkt zusätzlich zur Umlenkung eine Umsetzung von einer relativ hohen Drehzahl des Elektromotors 6 auf eine deutlich niedrigere Drehzahl des Mahltellers 4.
Dem Mahlraum 1 wird auf bekannte Weise – beispielsweise mittels einer nicht dargestellten Schüttrutsche – grobes, steinartiges Schüttgut 10 zugeführt, beispielsweise Kohle- oder Erzbrocken. Auf Grund der Zentrifugalkraft wird das Schüttgut 10 in Richtung auf die Mahlraumwand 3 nach radial außen geführt. Dort wird das Schüttgut 10 mittels Mahlwalzen 11 zermahlen, die auf dem Mahlteller 4 abrollen. Die Mahlwalzen 11 sind in der Regel nicht selbst angetrieben. Ein Antreiben der Mahlwalzen 11 wäre jedoch möglich. Das zermahlene Schüttgut – zur Unterscheidung vom ungemahlenen Schüttgut 10 als Mahlgut 12 bezeichnet – wird in bekannter Weise aus dem Mahlraum 1 abgeführt, beispielsweise mittels eines nicht dargestellten Gebläses.
Die bekannte Mühle arbeitet recht gut, ist jedoch relativ aufwändig konstruiert und kostenintensiv. Auch ist das Umlenkgetriebe 9 relativ störanfällig und wartungsintensiv.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die bekannte Mühle derart zu verbessern, dass sie einfacher und kostengünstiger herstellbar ist, im Dauerbetrieb einfacher zu warten ist und eine geringere Störanfälligkeit aufweist.
Die Aufgabe wird bei einer Mühle der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Elektromotor direkt unter dem Mahlteller angeordnet ist und die Wellenachse lotrecht verläuft.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist es möglich, dass die Motorwelle direkt – d.h. ohne zwischengeordnetes Getriebe – mit dem Mahlteller verbunden ist. Falls ein Getriebe vorhanden ist, ist die Motorwelle mit dem Mahlteller zwar weiterhin nur über ein Getriebe verbunden. Das Getriebe kann bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung jedoch eine Getriebeeingangswelle und eine Getriebeausgangswelle aufweisen, die zueinander parallele Rotationsachsen aufweisen. In einer bevor zugten Ausgestaltung fluchten die Rotationsachsen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle (und folglich auch die Wellenachse und die Drehachse) sogar miteinander. Ein Beispiel eines Getriebes, das miteinander fluchtende Rotationsachsen aufweist, ist ein Planetengetriebe, das ein Sonnenrad, mindestens ein Planetenrad und ein Hohlrad aufweist.
Im Falle eines Planetengetriebes sind verschiedene Kombinationen möglich, mit welchen Rädern des Planetengetriebes die Getriebeeingangswelle und die Getriebeausgangswelle zusammenwirken. Je nach Ausgestaltung des Planetengetriebes kann die Getriebeeingangswelle mit dem Sonnenrad, dem Hohlrad oder einer Lagerung, auf der das mindestens eine Planetenrad um das Sonnenrad drehbar gelagert ist, drehfest verbunden sein. Ebenso kann die Getriebeausgangswelle mit dem Sonnenrad, dem Hohlrad oder der Lagerung des Planetenrades drehfest verbunden sein. Selbstverständlich dürfen in einer bestimmten, konkreten Ausgestaltung des Planetengetriebes die Getriebeeingangswelle und die Getriebeausgangswelle nicht mit demselben Element (Sonnenrad, Hohlrad, Lagerung des Planetenrades) verbunden sein.
Derzeit ist bevorzugt, dass die Motorwelle mit dem Sonnenrad verbunden ist. Der Mahlteller ist in diesem Fall entweder mit dem Hohlrad oder mit der Lagerung für das mindestens eine Planetenrad drehfest verbunden.
Der Elektromotor ist vorzugsweise als langsam laufender, hochpoliger Antrieb ausgebildet. Er kann alternativ als Asynchronmotor oder als Synchronmotor ausgebildet sein. Im Falle eines Synchronmotors kann der Antrieb alternativ elektrisch oder permanent magnetisch erregt sein. Der Elektromotor kann weiterhin alternativ als Innenläufermotor oder als Außenläufermotor ausgebildet sein. Die Speisung des Elektromotors kann direkt aus dem Versorgungsnetz oder – bevorzugt – über einen Umrichter erfolgen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:
1 eine Mühle des Standes der Technik,
2 einen Mahlteller mit elektrischem Direktantrieb und
3 und 4 Mahlteller mit Antrieb über ein Getriebe.
Die nachfolgende Beschreibung der vorliegenden Erfindung und von deren Ausgestaltungen geht aus von der obenstehend in Verbindung mit 1 beschriebenen Mühle. Nachfolgend wird daher nur auf die Unterschiede der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen näher eingegangen. Die übrigen Ausführungen zu 1 bleiben weiterhin gültig.
Die vorliegende Erfindung wird weiterhin in Verbindung mit einem permanent erregten Synchronmotor beschrieben, der als Außenläufermotor ausgebildet ist. Es wäre jedoch ohne weiteres möglich, anstelle des permanent erregten Synchronmotors einen elektrisch erregten Synchronmotor oder einen Asynchronmotor zu verwenden und/oder den Motor als Innenläufermotor auszubilden.
Gemäß 2 ist der Elektromotor 6 direkt unter dem Mahlteller 4 angeordnet. Er weist eine Statorwicklung 13 auf, die an einer Statorhalterung 14 befestigt ist. Die Statorwicklung 13 wirkt mit einem Rotor 15 zusammen, der im vorliegenden Fall Permanentmagnete 16 aufweist. Der Rotor 15 ist vorzugsweise glockenförmig ausgebildet. Er kann auf der Motorwelle 7 gelagert sein oder sie abschließen. Die Wellenachse 8 der Motorwelle 7 verläuft gemäß 2 lotrecht.
Die Motorwelle 7 ist bei der Ausgestaltung von 2 direkt – also ohne Zwischenschalten eines Getriebes – mit dem Mahlteller 4 verbunden. Die Wellenachse 8 der Motorwelle 7 fluchtet daher mit der Drehachse 5 des Mahltellers 4.
Soweit erforderlich, kann der Mahlteller 4 radial außen und/oder zwischen seinem radial äußerem Ende und der Motorwelle 7 abgestützt sein. Im Falle einer glockenförmigen Ausgestaltung des Rotors 15 kann der Rotor 15 sogar mit dem Mahlteller 4 identisch sein.
Die Darstellung von 3 entspricht schematisch im Wesentlichen der Darstellung von 2. Im Unterschied zur Ausgestaltung von 2 ist bei der Ausgestaltung von 3 jedoch der Mahlteller 4 mit der Motorwelle 7 über ein Getriebe 17 verbunden. Das Getriebe 17 weist eine Getriebeeingangswelle 18 und eine Getriebeausgangswelle 19 auf. Die Getriebeeingangswelle 18 und die Getriebeausgangswelle 19 weisen Rotationsachsen 20 auf, die parallel zueinander verlaufen. Die Rotationsachsen 20 können gegeneinander versetzt sein. Vorzugsweise fluchten sie jedoch miteinander.
Gemäß 4, die einen mögliche Spezialgestaltung der Ausgestaltung von 3 zeigt, ist das Getriebe 17 als Planetengetriebe 17 ausgebildet. Es weist ein Sonnenrad 21, mindestens ein Planetenrad 22 und ein Hohlrad 23 auf. Gemäß der Ausgestaltung von 4 ist die Motorwelle 7 mit dem Sonnenrad 21 drehfest verbunden.
Der Mahlteller 4 ist gemäß 4 mit dem Hohlrad 23 drehfest verbunden. Das mindestens eine Planetenrad 22 ist auf einer Lagerung 24 drehbar gelagert. Die Lagerung 24 ist relativ zum Sonnenrad 21 und relativ zum Hohlrad 23 drehbar.
Alternativ zu der Ausgestaltung von 4 könnte der Mahlteller 4 auch mit der Lagerung 24 drehfest verbunden sein.
Mittels der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den relativ schnell laufenden Elektromotor 6 des Standes der Technik durch einen erheblich langsamer laufenden Elektromotor 6 zu ersetzen. Das wartungsintensive und störanfällige Umlenkgetriebe 9 kann entweder entfallen oder durch ein erheblich zuverlässigeres Getriebe 17 ersetzt werden, das parallel ver laufende Wellen 18, 19 aufweist. Getriebeverluste entfallen oder können reduziert werden. Der Wirkungsgrad und die Verfügbarkeit der erfindungsgemäßen Mühle sind größer als im Stand der Technik. Auch sind höhere Einheitenleistungen realisierbar.
Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.

Claims

Mühle zum Mahlen von grobem, steinartigem Schüttgut (10), beispielsweise Erz oder Kohle, mit einem um eine vertikale Drehachse (5) drehbaren Mahlteller (4), wobei der Mahlteller (4) mittels eines Elektromotors (6) antreibbar ist, der eine Motorwelle (7) mit einer Wellenachse (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (6) direkt unter dem Mahlteller (4) angeordnet ist und dass die Wellenachse (8) lotrecht verläuft.
Mühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (7) direkt mit dem Mahlteller (4) verbunden ist.
Mühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (7) mit dem Mahlteller (4) über ein Getriebe (17) verbunden ist, das eine Getriebeeingangswelle (18) und eine Getriebeausgangswelle (19) aufweist, und dass die Getriebeeingangswelle (18) und die Getriebeausgangswelle (19) zueinander parallele Rotationsachsen (20) aufweisen.
Mühle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachsen (20) der Getriebeeingangswelle (18) und der Getriebeausgangswelle (19) miteinander fluchten.
Mühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (17) als Planetengetriebe (17) ausgebildet ist, das ein Sonnenrad (21), mindestens ein Planetenrad (22) und ein Hohlrad (23) aufweist.
Mühle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (7) mit dem Sonnenrad (21) und der Mahlteller (4) entweder mit dem Hohlrad (23) oder mit einer Lagerung (24), auf der das mindestens eine Planetenrad (22) drehbar gelagert ist, drehfest verbunden ist.