DE102007009723A1

DE102007009723A1 - Rollenmühle

Info

Publication number: DE102007009723A1
Application number: DE102007009723A
Authority: DE
Inventors: Dirk Dilly; Bernhard Peterwerth; Franz-Josef Zurhove; Thomas Spliethoff; Thomas Rüther; Ludwig KÖNNING; Pedro Guerrero Palma; Heiko Fornefeld
Original assignee: Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2008-09-04
Also published as: JP2010519036A; WO2008104521A1; CN101588870A; US20100252667A1; US8038084B2; EP2125228B1; EP2125228A1; CN101588870B; DK2125228T3; JP5265579B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rollenmühle mit einem Mühlengehäuse, einer innerhalb des Mühlengehäuses um eine Mühlenachse drehbar gelagerten Mahlbahn sowie wenigstens einer Mahlrolle, die um eine Mahlrollenachse drehbar ist und mit der Mahlbahn in Abrolleingriff steht. Weiterhin ist ein Schwinghebel zur drehbaren Halterung der Mahlrolle vorgesehen, der eine Kippachse aufweist, die parallel zur Mahlrollenachse angeordnet ist, und der außerhalb des Mühlengehäuses gelagert ist. Außerdem steht der Schwinghebel mit einem hydropneumatischen Federsystem in Wirkkontakt, um den Anpressdruck der Mahlrolle einzustellen. Der Schwinghebel ist außerhalb des Mühlengehäuses mit Abstand zu diesem derart gelagert, dass die durch das hydropneumatische Federsystem entstehenden Kräfte direkt oder über Pylone in das Mühlenfundament abgeleitet werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rollenmühle mit einer vertikalen Mühlenachse.
Derartige Mühlen sind aus der Praxis und der Fachliteratur in verschiedenen Ausführungsformen hinreichend bekannt. Diese auch als Federkraft- oder Fremdkraftmühlen bezeichneten Rollen- bzw. Wälzmühlen können beispielsweise zum Zerkleinern von Zementrohmaterialien, Zementklinker, Kohle, Erzmaterialien und dergleichen eingesetzt werden. Dabei sind innerhalb eines Mühlengehäuses ein um die Mühlenachse drehbar gelagerter Mahlring bzw. Mahlteller mit darauf ausgebildeter Mahlbahn sowie mehreren über den Umfang der Mahlbahn verteilt angeordneten und auf dieser Mahlbahn abrollenden Mahlrollen bzw. Mahlwalzen vorgesehen. Bei der Zerkleinerungsarbeit wird das im Allgemeinen zentral zum Mahlteller bzw. Mahlring zugeführte Mahlgut auf der Mahlbahn zwischen Mahlring und Mahlrollen zerkleinert, wobei Anpressorgane dafür sorgen, dass in diesem Bereich eine entsprechend große, allgemein einstellbare Mahlkraft eingebracht wird.
Um diese zu erreichen, können die Mahlrollen dieser bekannten Mühlenausführungen auf verschiedene Art und Weise geführt und gegen die Mahlbahn angestellt werden. So kann beispielsweise jede Mahlrolle mit ihrer Rollenachse an einem entsprechenden Schwinghebel gelagert sein, über den sie mechanisch oder hydropneumatisch durch Federn elastisch gegen das auf der Mahlbahn gebildete Mahlgutbett gepresst wird. Die Schwinghebel sind im Allgemeinen außerhalb des Mühlengehäuses angeordnet und haben eine rechtwinklig zur Rollenachse liegende Drehachse. Bei anderen bekannten Mühlenausführungen wird die Mahlkraft durch einen Andruckring eingebracht, der unter Wirkung eines vorgespannten Druckfedersystems steht und die Mahlrollen gegen die Mahlbahn bzw. das darauf befindliche Mahlgutbett drückt.
Aus der DE 509 212 ist ferner eine Wälzmühle mit einem Schwinghebel zur drehbaren Halterung der Mahlrollen bekannt, der eine Kippachse aufweist, die parallel zur Mahlrollenachse angeordnet ist. Diese Mühlen haben jedoch den Nachteil, dass Sie die für große Mühlen mit hohen Durchsätzen erforderlichen hohen Kräfte für eine effiziente Mahlung nicht realisieren können und sich die Kräfte für unterschiedliche Betriebsbedingungen nicht einfach verändern lassen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Art von Rollenmühle weiter zu entwickeln, sodass auch hohe Kräfte für eine effiziente Mahlung realisiert werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Rollenmühle besteht im wesentlichen aus einem Mühlengehäuse, einer innerhalb des Mühlengehäuses um eine Mühlenachse drehbar gelagerten Mahlbahn sowie wenigstens eine Mahlrolle, die um eine Mahlrollenachse drehbar ist und mit der Mahlbahn in Abrolleingriff steht. Außerdem ist ein Schwinghebel zur drehbaren Halterung der Mahlrolle vorgesehen, der eine Kippachse aufweist, die parallel zur Mahlrollenachse angeordnet ist und der außerhalb des Mühlengehäuses gelagert ist. Weiterhin ist wenigstens ein mit dem Schwinghebel in Wirkkontakt stehendes hydropneumatisches Federsystem zur Einstellung des Anpressdrucks der Mahlrolle vorgesehen.
Über ein hydropneumatisches Federsystem lassen sich gegenüber den bisher verwendeten mechanischen Federsystemen wesentlich größere Kräfte erzeugen, die insbesondere bei Rollenmühlen mit hohen Durchsätzen eine effiziente Mahlung ermöglichen. Bei den bisherigen Rollenmühlen dieser Bauart wurden die Kräfte des Anpresssystems und der Lagerung des Schwinghebels über das Mühlengehäuse abgeleitet, was zur höheren Gehäusekosten und zu Schwingungsproblemen der Rollenmühle führen kann, wenn die Kräfte erhöht sind.
Es wird daher vorgeschlagen, den Schwinghebel mit Abstand zum Mühlengehäuse derart zu lagern, dass die durch das Anpresssystem entstehenden Kräfte direkt oder über Pylone in das Mühlenfundament abgeleitet werden und auf diese Weise keine Verstärkungen des Mühlengehäuses erforderlich sind. Die Einleitung der Kräfte in das Mühlenfundament ermöglicht eine gute Einstellbarkeit der Zylinderkraft über das zugeordnete Speichersystem.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das hydropneumatische Federsystem kann beispielsweise einen Zugzylinder mit Speichersystem oder einen Druckzylinder mit Speichersystem aufweisen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel greift das hydropneumatische Federsystem unterhalb der Mahlrollenachse am Schwinghebel an. In einer anderen Ausgestaltung ist die Mahlrolle an einem Ende des Schwinghebels gehaltert, während das Anpresssystem am anderen Ende mit dem Schwinghebel in Wirkkontakt kommt und der Schwinghebel in einem Mittelbereich gelagert ist. Dabei kann die Kippachse des Schwinghebels in Drehrichtung der Mahlbahn vor oder hinter Mahlrollenachse angeordnet werden. Es ist auch denkbar, die Kippachse des Schwinghebels zur Mahlrollenachse nach oben oder unten zu versetzen.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele und der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen
1a und 1b eine schematische Seitenansicht und Draufsicht einer Rollenmühle gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2a und 2b eine schematische Seitenansicht und Draufsicht einer Rollenmühle gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
3a und 3b eine schematische Seitenansicht und Draufsicht einer Rollenmühle gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
4a und 4b eine schematische Seitenansicht und Draufsicht einer Rollenmühle gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
5a und 5b eine schematische Seitenansicht und Draufsicht einer Rollenmühle gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
6a und 6b eine schematische Seitenansicht und Draufsicht einer Rollenmühle gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel,
7a und 7b eine schematische Seitenansicht und Draufsicht einer Rollenmühle gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel,
8 eine schematische Draufsicht einer Rollenmühle gemäß einem achten Ausführungsbeispiel,
9 eine schematische Draufsicht einer Rollenmühle gemäß einem neunte Ausführungsbeispiel und
10 eine schematische Darstellung der Schwinghebelgeometrie.
Die in 1a und 1b dargestellte Rollenmühle besteht im Wesentlichen aus einem Mühlengehäuse 1, einer innerhalb des Mühlengehäuses um eine Mühlenachse 2 drehbar gelagerten Mahlbahn 3 und wenigstens einer Mahlrolle 4, die um eine Mahlrollenachse 5 drehbar ist und mit der Mahlbahn 3 in Abrolleingriff steht. Weiterhin ist wenigstens ein Schwinghebel 6 zur drehbaren Halterung der Mahlrolle 4 vorgesehen, der eine Kippachse 7 aufweist, die parallel zur Mahlrollenachse 5 angeordnet ist und der außerhalb des Mühlengehäuses 1 gelagert ist.
Mit dem Schwinghebel steht ein Anpresssystem zur Einstellung des Anpressdrucks der Mahlrolle 4 in Wirkkontakt. Dieses Anpresssystem wird durch ein hydropneumatisches Federsystem 8 gebildet und der Schwinghebel 6 ist mit Abstand zum Mühlengehäuse 1 derart gelagert, dass die durch das Anpresssystem entstehenden Kräfte direkt oder über Pylone 9, 10, in das Mühlenfundament 11 abgeleitet werden.
Üblicherweise sind in der Rollenmühle mehrere Mahlrollen, beispielsweise zwei, vier oder sechs Mahlrollen vorgesehen. Jede der Mahlrollen wäre dann mit einem eigenen Schwinghebel und zugehörigem hydropneumatischen Federsystem 8 ausgestattet. Es wäre im Rahmen der Erfindung aber auch denkbar, dass beispielsweise zwei Rollen an einem Schwinghebel gehaltert sind.
Beim dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist die Kippachse 7 an einem Ende des Schwinghebels 6 vorgesehen, während das hydropneumatische Federsystem 8, welches einen Zugzylinder mit Speichersystem aufweist, am anderen Ende des Schwinghebels 6 angreift. Die Rolle ist hingegen in einem Mittelbereich des Schwinghebels 6 gehaltert. Die Mahlrollenachse 5 ist durch das Mühlengehäuse 1 nach außen geführt, wobei eine geeignete Abdichtung vorgesehen ist. Bei der Schwinghebellagerung handelt es sich um eine zweifache Schwinghebellagerung mit zwei Schwinghebeln 6, 6a, die aber eine gemeinsame Kippachse 7 aufweisen. Das hydropneumatische Federsystem 8 kann wahlweise an beiden aber zumindest zweckmäßigerweise am Schwinghebel 6 angreifen, der näher an der Mahlrolle 4 angeordnet ist.
Die Schwinghebellagerung wird durch ein erstes und ein beabstandetes zweites Lager 12a, 12b gebildet. Die Lager können dabei wahlweise als Wälzlager und/oder als Gleitlager ausgebildet sein.
Die Lagerung der Mahlrolle 4 kann über geeignete Wälz- oder Gleitlager an der nicht mitdrehenden Mahlrollenachse 5 erfolgen. Es ist aber auch denkbar, dass die Mahlrolle drehfest an der Mahlrollenachse 5 gehaltert und die Mahlrollenachse 5 drehbar am Schwinghebel 6 gelagert ist.
Anhand der weiteren Figuren werden weitere Ausführungsbeispiele erläutert, wobei für gleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Die Rollenmühle gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2a und 2b unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen nur dadurch, dass das hydropneumatische Federsystem 8 unterhalb der Mahlrollenachse 5 am Schwinghebel 6 angreift. Auch hier ist das hydropneumatische Federsystem als Zugzylinder ausgebildet. Hierdurch wird eine direkte Kraftleitung erreicht, da nur ein kleiner Hebel zur Mahlrolle vorhanden ist.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß den 3a und 3b ist die Mahlrolle 4 an einem Ende des Schwinghebels 6 gehaltert, während das hydropneumatische Federsystem 8 am anderen Ende mit dem Schwinghebel in Wirkkontakt kommt und der Schwinghebel 6 in einem Mittelbereich gelagert ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das hydropneumatische Federsystem 8 als Druckzylinder mit Speichersystem ausgebildet. Druckzylinder sind aufgrund der einfacheren Bauform kostengünstiger als Zugzylinder.
Im Folgenden werden anhand sehr schematisch gehaltener Darstellungen weitere Ausführungsbeispiele erläutert, die verschiedene Varianten der Anordnung von Kippachse 7, Mahlrollenachse 5 und Angriffspunkt des hydropneumatischen Federsystems 8 betreffen.
Im Ausführungsbeispiel gemäß den 4a und 4b ist die Kippachse 7 des Schwinghebels in Drehrichtung 13 vor der Mahlrollenachse 5 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel gemäß den 5a und 5b sind die Verhältnisse entsprechend umgekehrt, so dass die Kippachse 7 in Drehrichtung 13 der Mahlbahn 3 hinter der Mahlrollenachse 5 angeordnet ist.
Neben einer im Wesentlichen horizontalen Anordnung des Schwinghebels 6 ist aber auch eine schräge Anordnung vorstellbar, wobei die Kippachse 7 sowohl oberhalb der Mahlrollenachse 5 (siehe 6a, 6b) als auch unterhalb der Mahlrollenachse 5 (siehe 7a, 7b) angeordnet werden kann. Das Anstellen des Schwinghebels 6 gemäß den Ausführungsbeispielen 6a bis 7b verringert die Auflagerkräfte im Bereich der Kippachse.
Während bei den bisher dargestellten Ausführungsbeispielen die Kippachse 7 und die Mahlrollenachse 5 parallel zueinander ausgerichtet sind, ist die Kippachse 7 im Ausführungsbeispiel gemäß 8 gegenüber der Mahlrollenachse 5 (leicht) geschränkt. Auf diese Weise kann die Kinematik der Mahlrolle 4 verbessert werden.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Mahlrollenachse 5 versetzt zur Mühlenachse 3 anzuordnen, wie das im Ausführungsbeispiel gemäß 9 dargestellt ist. Auf diese Weise kann gegebenenfalls eine verbesserte Zermahlung des Mahlgutes durch zusätzliche Reibung erreicht werden.
In 10 ist die Schwingengeometrie schematisch dargestellt. Durch Veränderung der Hebelverhältnisse und der verschiedene Abstände lassen sich unterschiedliche Kraftverhältnisse realisieren.
Bei den der Erfindung zugrunde liegenden Versuchen hat sich für das Verhältnis vom Abstand L2 zwischen Mahlrolle 4 und erstem Lager 12a zum Abstand L1 zwischen den beiden Lager 12a, 12b ein Bereich von 1:0.5 bis 1:2, vorzugsweise 1:0.7 bis 1:1, als besonders vorteilhaft herausgestellt. Weiterhin wurde für das Verhältnis vom Abstand L3 zwischen Kippachse 7 und Mahlrollenachse 5 zum Abstand L4 zwischen Kippachse 7 und Wirkkontakt des hydropneumatischen Federsystems 8 ein geeigneter Bereich von 1:0.8 bis 1:2, vorzugsweise von 1:0.9 bis 1:1.2, ermittelt.
Durch die Verwendung des hydropneumatischen Federsystems 8 können höchste Mahlkräfte realisiert werden, die direkt oder über Pylone 9, 10 in das Mühlenfundament 11 problemlos abgeleitet werden können. Der Schwinghebel 6 ermöglicht eine parallele Bewegung der Mahlrolle 4 zur Mahlbahn 3 und führt daher zu keinen geänderten Geometrieverhältnissen bei einem Verschleiß der Mahlrollen, außerdem ist mit dieser Lagerung und Auswahl geeigneter Hebelverhältnisse eine Krafteinleitung möglich, die kleiner oder gleich der Kraft ist, die an der Mahlrolle entsteht. Durch geeignete Geometrieverhältnisse können die Kräfte an den beiden Lager 12a, 12b sogar kleiner als die Kräfte an der Mahlrolle sein. Außerdem ermöglicht diese Art der Mahlrollenlagerung, dass die aus der Mahlung entstehende Tangentialkraft die vertikale Kraft an der Mahlrolle erhöht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 509212 [0004]

Claims

Rollenmühle mit – einem Mühlengehäuse (1), – einer innerhalb des Mühlengehäuses um eine Mühlenachse (2) drehbar gelagerten Mahlbahn, – wenigstens einer Mahlrolle (4), die um eine Mahlrollenachse (5) drehbar ist und mit der Mahlbahn in Abrolleingriff steht, – wenigstens einem Schwinghebel (6) zur drehbaren Halterung der Mahlrolle (4), der eine Kippachse (7) aufweist, die parallel zur Mahlrollenachse (5) angeordnet ist und der außerhalb des Mühlengehäuses gelagert ist, – sowie mit wenigstens einem, mit dem Schwinghebel in Wirkkontakt stehenden Anpresssystem zur Einstellung des Anpressdrucks der Mahlrolle (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Anpresssystem durch ein hydropneumatisches Federsystem (8) gebildet wird und der Schwinghebel (6) mit Abstand zum Mühlengehäuse (1) derart gelagert ist, dass die durch das Anpresssystem entstehenden Kräfte direkt oder über Pylone in das Mühlenfundament abgeleitet werden.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydropneumatische Federsystem (8) wenigstens einen Zugzylinder mit Speichersystem aufweist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydropneumatische Federsystem (8) unterhalb der Mahlrollenachse am Schwinghebel (6) angreift.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass hydropneumatisches Federsystem (8) wenigstens einen Druckzylinder mit Speichersystem aufweist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlrolle (4) an einem Ende des Schwinghebels (6) gehaltert ist, während das hydropneumatisches Federsystem (8) am anderen Ende mit dem Schwinghebel (6) in Wirkkontakt kommt und der Schwinghebel in einem Mittelbereich gelagert ist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippachse (7) des Schwinghebels (6) in Drehrichtung (13) der Mahlbahn (3) vor der Mahlrollenachse (5) angeordnet ist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippachse (7) des Schwinghebels (6) in Drehrichtung (13) der Mahlbahn (3) hinter der Mahlrollenachse (5) angeordnet ist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippachse (7) des Schwinghebels (6) zur Mahlrollenachse (5) nach oben versetzt angeordnet ist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippachse (7) des Schwinghebels (6) zur Mahlrollenachse (5) nach unten versetzt angeordnet ist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippachse (7) des Schwinghebels (6) geschränkt zur Mahlrollenachse (5) angeordnet ist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlrollenachse (5) versetzt zur Mühlenachse (2) angeordnet ist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (12) des Schwinghebels (6) Wälzlager aufweist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager des Schwinghebels (6) Gleitlager aufweist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung des Schwinghebels (6) ein erstes und ein beabstandete zweites Lager (7a, 7b) mit einer gemeinsamen Kippachse (7) aufweist.
Rollenmühle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis vom Abstand (L2) zwischen der Mahlrolle (4) und dem ersten Lager (12a) zum Abstand (L1) zwischen den beiden Lager (12a, 12b) 1:0.5 bis 1:2, vorzugsweise 1:0.7 bis 1:1 beträgt.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis vom Abstand (L3) zwischen Kippachse (7) und Mahlrollenachse (5) zum Abstand (L4) zwischen Kippachse (7) und Wirkkontakt des hydropneumatisches Federsystems (8) 1:0.8 bis 1:2, vorzugsweise 1:0.9 bis 1:1.2, beträgt.