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Die
Erfindung betrifft das technische Gebiet der Prallmühlen.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Prallmühle mit
einem Gehäuse, in welchem ein Rotor und eine Mahlbahn angeordnet
sind, wobei die Mahlbahn unter Verwendung einer Steuereinrichtung in
Mahlstellung zum Rotor gehalten wird und über die Steuereinrichtung
eine Veränderung des Mahlspalts eingestellt werden kann,
wobei die Mahlbahn über eine Lenkeranordnung am Gehäuse
angelenkt ist.
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Aus
der
DE 4343406 C1 ist
eine Prallmühle dieser Art bekannt. Die Mahlbahn der Mühle
liegt auf einer am Gehäuse der Prallmühle angeordneten Schiene
oder Platte verschiebbar auf und ist über Lenker mit einer
schwenkbaren Rückwand des Gehäuses verbunden.
Die Schiene oder Platte ist über Sollbruchelemente an dem
Gehäuse abgestützt. Bei einer Überlast
zwischen Mahlbahn und Rotor brechen die Sollbruchelemente. Die Mahlbahn
schwenkt dann mit der unterliegenden Platte nach unten, und der
Mahlspalt zwischen Mahlbahn und Rotor wird geöffnet. Dabei
wird das Mahlgut, einschließlich der für die Überlast
ursächlichen unzerkleinerbaren Fremdkörper aus
dem aufgeklappten Mahlspalt freigegeben, um Beschädigungen
der Mahlbahn durch solche Fremdkörper zu vermeiden.
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Die
Wiederherstellung des Betriebszustands bedingt einen Ersatz der
Sollbruchelemente und damit Ausfallzeiten. Außerdem ist
das Ansprechverhalten der Sollbruchelemente schwer einstellbar und
der Mahlspalt wird durch ein Abkippen der Mahlbahn unter gleichzeitiger
Veränderung der Winkellage der Mahlbahn ungleichmäßig
geöffnet.
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Hier
greift die Erfindung ein.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, bei Überlast an der Mahlbahn den
Mahlspalt zwischen Mahlbahn und Rotor reaktionsschnell so zu öffnen,
dass das Mahlgut aus dem Mahlspalt vollständig in Lastrichtung ausgeworfen
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Prallmühle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Die
Lenkeranordnung der Prallmühle hat wenigstens einen Lenker
vorgegebener Länge, der unter Verschwenken der Mahlbahn
um eine vorgegebene Achse schwenkbar ist, um den Mahlspalt zu öffnen.
Die Mahlbahn schwenkt in diesem Fall entlang einer von der Lenkeranordnung
bestimmten Kurvenbahn nach unten und außen und der Mahlspalt
wird geöffnet.
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Die
erfindungsgemäße Prallmühle weist eine am
Gehäuse abgestützte hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung
auf. Diese hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung ist mit der Mahlbahn
gelenkig verbunden. Der Steuereinrichtung sind Erfassungsmittel
für eine auf die Mahlbahn wirkende Überlast zugeordnet,
die derart ausgebildet sind, dass die Kolben-Zylinder-Anordnung
bei Überlast an der Mahlbahn druckentlastet oder umgesteuert
wird.
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Die
Kolben-Zylinder-Anordnung hält die Mahlbahn in ihrer Stellung
zum Rotor und bringt eine hydraulische Kraft auf, welche die zwischen
Mahlbahn und Rotor wirkende Mahlkräfte während
des Mahlvorgangs kompensiert. Es ist erfindungsgemäß demnach
nicht erforderlich, dass die Mahlbahn unterliegende Stütz-
oder Trageelemente aufweist. Die Mahlbahn wird über die
von der Lenkeranordnung und der Kolben-Zylinder-Anordnung aufgenommenen
Kräfte in Ihrer Mahlstellung gehalten. Die tragenden Bauteile
sind daher sämtlich schwenkbar oder/und längenveränderlich
und machen daher die Ausschwenkung der Mahlbahn äußerst
reaktionsschnell.
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Bei
Druckentlastung der Kolben-Zylinder-Einrichtung ist die Mahlbahn
lediglich durch die Lenkeranordnung in ihrer Bewegung beschränkt.
Sie wird durch die eigene Gewichtskraft oder die Gegensteuerung
aus der Mahlstellung herausbewegt. Die Bewegung erfolgt bis ein
Anschlag erreicht ist oder die Mahlbahn in der Lenkeranordnung hängt.
Der Mahlspalt wird durch die Bewegung der Mahlbahn erweitert und
unzerkleinerbare Fremdkörper können austreten.
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Die
Druckentlastung der Kolben-Zylinderanordnung wird in Abhängigkeit
von der Erfassung einer Überlast äußerst
reak tionsschnell und gleichzeitig sensibel ausgeführt.
Eine Überlast kann erfindungsgemäß auch
mehrstufig oder variabel aufgehoben werden. Je nach erfasster Überlast
kann die Druckentlastung in einer der Art oder Größe
der Überlast angepassten Weise erfolgen. Es ist beispielsweise möglich,
die Druckentlastung unter einer Längenkontrolle durchzuführen,
so dass der Mahlspalt bei Auftreten einer Überlast zunächst
nur geringfügig vergrößert oder in rascher
Abfolge in Schritten vergrößert wird, bis keine Überlast
mehr vorliegt.
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Die
erfindungsgemäße Ausbildung erlaubt es, nach Aufhebung
bzw. Verschwinden der Überlast die Rückstellkraft
der Kolben-Zylinder-Einrichtung erneut aufzubauen und die Mahlbahn
kurzfristig wieder in Mahlstellung zu bringen. Die Ausfallzeiten
werden erheblich verringert.
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Da
die Anlenkung der Mahlbahn am Gehäuse im Freigabefall (bei Überlast)
ein geführtes Wegschwenken der Mahlbahn vom Rotor bewirkt,
wird verhindert, dass die Bestandteile der Mahlbahn in den Schlagradius
des Rotors gelangen.
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Vorzugsweise
ist die Mahlbahn über zwei Lenkeranordnungen derart am
Gehäuse abgestützt ist, dass sie einen vorgegebenen
Mahlspalt zum Rotor begrenzt und bei Druckentlastung der Kolben-Zylinder-Anordnung
unter Ausschwenken der Mahlbahn den Mahlspalt über dessen
volle Länge öffnet.
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Durch
die Anlenkung der Mahlbahn über zwei Lenkeranordnungen
wird die Bewegung der Mahlbahn entlang einer Bewegungskurve vorgegeben,
wobei die Winkellange der Mahlbahn je nach Anlenkung während
der Bewegung entlang der Bewegungskurve veränderlich sein
kann. Die Winkellage der Mahlbahn ist jedoch an jedem Ort der Bewegungskurve
durch die Lenkeranordnungen vorgegeben. Um dies zu erreichen ist
die Mahlbahn in beabstandeten Achsen an die erste und die zweite
Lenkeranordnung angelenkt. Die hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung
wiederum gibt bei einer vorgegebenen Stelllänge die Position
der Mahlbahn auf der Bewegungskurve vor.
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Vorzugsweise
ist wenigstens eine der Lenkeranordnungen aus einem Lenkerpaar gebildet,
wobei das Lenkerpaar um eine ge meinsame Horizontalachse schwenkbar
an der Mahlbahn gelagert ist.
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Da
die Mahlbahn ein erhebliches Gewicht und eine beträchtliche
Ausdehnung entlang der Rotationsachse des Rotors aufweist, ist eine
Anlenkung der Mahlbahn an beabstandeten Punkten einer Schwenkachse
sinnvoll. Die Lenkeranordnung kann auch aus einer größeren
Anzahl von einzelnen Lenkern gebildet sein, wobei diese gemeinsame
Anlenkachsen (jeweils am Gehäuse und an der Mahlbahn) aufweisen.
Die Lenkeranordnung bzw. die Lenkerpaare weisen für den
Betrieb eine vorgegebene Länge auf. Die Lenkeranordnung
kann dabei jedoch auch längenveränderliche bzw.
längenjustable Einrichtungen aufweisen.
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Vorzugsweise
bildet die zweite Lenkeranordnung mit der ersten Lenkeranordnung
ein Lenkerparallelogramm, welches die Winkellage der Mahlbahn beim Öffnen
und Schließen des Mahlspalts im wesentlichen konstant hält.
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Ein
Lenkerparallelogramm gewährleistet, dass die Mahlbahn bei
einem Schwenkvorgang durch die Anlenkung in ihren beiden Anlenkachsen auf
parallelen Kurvenbahnen geführt wird. Der Mahlspalt wird
entlang der gesamten Länge der Mahlbahn einheitlich vergrößert
oder verkleinert. Ein Abkippen der Mahlbahn oder ein ungleichmäßiges
Schwenken findet nicht statt. Beim Heranschwenken der Mahlbahn an
den Rotor (nach Auswurf eines Fremdkörpers) wird sichergestellt,
dass die Mahlbahn in optimaler Ausrichtung und Winkellage zum Rotor
den Mahlspalt bildet.
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Es
ist vorteilhaft, wenn wenigstens eine der Lenkeranordnungen über
eine zweite Kolben-Zylinder-Anordnung am Gehäuse abgestützt
ist. Über die zweite Kolben-Zylinder-Anordnung kann die
Winkellage der Mahlbahn zum Rotor eingestellt werden. Diese Einstellung
der Winkellage ist für eine Anpassung des Mahlspaltes vorteilhaft.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Steuereinrichtung
so ausgebildet, dass die Kolben-Zylinder-Anordnung nach Aufhebung
der Überlast unter Zurückschwenken der Mahlbahn
automatisch in die Mahlstellung zurückgestellt wird.
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Ein
automatisches Zurückschwenken minimiert den Zeitraum des
Durchtritts von ungemahlenem Mahlgut und die Ausfallzeiten im Störfall.
Die Steuereinrichtung kann so ausgebildet sein, dass eine Mindestdauer
bzw. Mindestumdrehungszahl oder ein Stillstand des Rotors abgewartet
wird, bevor die Mahlbahn in die Mahlstellung zurückgeschwenkt wird.
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In
Weiterbildung der Erfindung sind Sicherheitsvorkehrungen möglich,
welche die Anzahl der Öffnungs- und Zustellvorgänge
der Mahlbahn begrenzen. Sofern diese Anzahl in einem vorgegebenen
Zeitraum überschritten wird, kann die Mahlbahn automatisch
aus ihrer Mahlstellung ausgeschwenkt bleiben und die Prallmühle
vom Wartungspersonal kontrolliert werden. In diesem Fall kann ein
dauerhafter Defekt vorliegen, der z. B. auf einen in der Mahlbahn
verklemmten Fremdkörper zurückzuführen
ist.
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Vorzugsweise
weisen die Erfassungsmittel ein Überdruckventil auf.
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Das Überdruckventil
kann z. B. als ansteuerbares Überdruckventil oder als selbstschließendes Überdruckventil
ausgebildet sein und gewährleistet ein Ausschwenken der
Mahlbahn aus der Mahlstellung und eine äußerst
rasche Reaktion, unabhängig von einer Stellanweisung.
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Die
Erfassungsmittel weisen in einer weiteren vorteilhaften Ausführung
eine Druckmesseinrichtung auf.
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Die
Druckmesseinrichtung, z. B. gebildet mit Drucksensoren, erfasst
den auf die Mahlbahn ausgeübten Druck, der bei einem Eintritt
von Fremdkörpern in den Mahlspalt ansteigt. Die Druckerfassung
kann im Hydrauliksystem erfolgen, welches die Mahlbahn in Stellung
hält. Eine kontinuierliche oder periodische Überwachung
der Druckwerte erlaubt eine differenzierte und flexible Reaktion
auf eine Überlast, da im Gegensatz zu einem Überdruckventil
auch charakteristische Merkmale der Druckwerte ausgewertet werden
können. Eine der Druckmessung nachgeschaltete Auswerteeinrichtung
kann die Ansteuerung der der Kolben-Zylinder-Anordnung einleiten.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die
Erfindung wird nun anhand eines in den beiliegenden Zeichnungen
schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert.
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Die
Zeichnungen zeigen:
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in 1 Bestandteile
einer erfindungsgemäßen Prallmühle gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel, wobei sich die Mahlbahn in
der Mahlstellung befindet und mit dem Rotor einen Mahlspalt begrenzt;
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in 2 die
Prallmühle aus 1, wobei die Mahlbahn in Freigabestellung
geschwenkt ist und der Mahlspalt über die volle Länge
geöffnet ist;
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in 3 die
Mahlbahn gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
wobei ein Gehäuseteil der Prallmühle aufgeschwenkt
ist und die Mahlbahn in eine Wartungsposition gebracht ist.
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1 zeigt
eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Prallmühle. Die Mühle weist einen Rotor 1 auf,
an dem Schlagmittel 12 angeordnet sind. Eine Mahlbahn 2 ist
mit Schleißbalken 13 versehen, die entlang einer
Kurvenlinie in vorgegebenem Abstand von einer Umfangsfläche 11 des
Rotors angeordnet sind und gemeinsam einen Mahlspalt 3 begrenzen.
Von dem Gehäuse 4 der Prallmühle ist
in den 1 und 2 nur ein Gehäuseteil 10 dargestellt.
Die Mahlbahn 2 ist über Lenker 5 und 6 am
Gehäuseteil 10 angelenkt, wobei der Lenker 5 in
einer Achse 19 an der Mahlbahn und in einer Achse 18 an einem
Lagerabschnitt 17 gelagert ist. Der Lagerabschnitt 17 ist
am Gehäuseteil 10 festgelegt. Der Lenker 6 ist
in einer Achse 22 an der Mahlbahn 2 und in einer
Achse 28 an einem dem Gehäuse zugeordneten Bauteil
angelenkt.
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Die
Lenker 5 und 6 bilden ein Lenkerparallelogramm.
Die Mahlbahn kann in Ihren Anlenkachsen 19, 22 entlang
einer Kurvenbahn (Kreisbahn) 20, 23, welche die
Lenker 5 und 6 vorgeben, gegen den Rotor 1 geschwenkt
werden. Die Mahlbahn 2 wird über die Anlenkung
einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung 7 an einem
Ort der Bewegungskurve und in fester Winkellage in ihrem definierten
Abstand zum Rotor 1 gehalten.
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Die
Kolben-Zylinder-Anordnung 7 ist über ein Kopplungsmittel 25 an
die Mahlbahn angelenkt. Die Steuereinrichtung 30 gibt die
Stelllänge der Kolben-Zylinder-Anordnung 7 vor.
Die Kolben-Zylinder-Einrichtung 7 weist ein Überdruckventil 31 auf. Das Überdruckventil 31 ist
mit der Steuereinrichtung 30 gekoppelt.
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Der
Lenker 6 ist über eine zweite hydraulische Kolbenzylinder-Anordnung 8 am
Gehäuse derart angelenkt, dass die Winkelstellung der Mahlbahn 2 durch
eine Längenänderung der Kolben-Zylinder-Anordnung 8 einstellbar
ist. Der Mahlspalt 3 kann mit Hilfe der Kolben-Zylinder-Anordnung 8 verändert werden
(zum Beispiel in Lastrichtung verengt werden).
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel nehmen die Lenker 5 und 6 einen
Teil der Gewichtskraft der Mahlbahn auf, während die Mahlbahn
von der Hydraulik 7 in Mahlstellung gehalten wird.
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Tritt
ein unzerkleinerbarer Fremdkörper in den Mahlspalt 3 ein,
erhöht sich der Hydraulikdruck in der Kolben-Zylinder-Anordnung 7 sprunghaft.
Die zwischen Rotor 1 und Mahlbahn 2 auftretenden Überlastkräfte
werden ohne wesentliche Umlenkung in die Kolben-Zylinder-Anordnung 7 eingeleitet,
da diese ihre Kraft in Richtung der beim Mahlvorgang auftretenden
Gegenkraft ausübt.
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Das Überdruckventil 31 öffnet
bei Überschreiten eines vorgegebenen Maximaldrucks und die
Hydraulik 7 wird druckentlastet. Über die Kopplung
zwischen Überlastventil 31 und Steuereinrichtung 30 erhält
die Steuereinrichtung ein Überlast-Signal. Die Mahlbahn 2,
in ihrer Bewegung nun lediglich durch die Anlenkung der Lenker 5 und 6 beschränkt,
schwenkt aufgrund ihres Eigengewichtes vom Rotor 1 weg
und in eine Freigabestellung.
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Die
Freigabestellung der Mahlbahn ist in 2 gezeigt.
Durch die Ausbildung der Lenker 5 und 6 ist die
Mahlbahn in Ihren Achsen 19, 22 entlang den Bewegungskurven 20, 23 verschwenkt
und gibt den Mahlspalt über die gesamte Länge
der Mahlbahn gleichmäßig frei, ohne dass ein Verkippen
der Mahlbahn und eine Gefahr des Eingriffs der Mahlbahn in den Rotor
entsteht. Ein Fremdkörper kann durch den erweiterten Mahlspalt
in Lastrichtung austreten.
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Nach
einer vorgegebenen Mindestzeitdauer wird das Überlastventil 31 geschlossen
und der Hydraulikdruck der Kolben-Zylinder-Einrichtung 7 unter Steuerung
der Steuereinrichtung 30 erneut erhöht und der
Mahlspalt wird wieder geschlossen. Die Schließung des Mahlspalts
erfolgt durch eine Längenvorgabe an die Kolben-Zylinder-Einrichtung
oder durch das Anfahren eines Endanschlags bzw. Endschalters.
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Die
Prallmühle nimmt eigenständig den ordnungsgemäßen
Mahlbetrieb wieder auf, ohne dass ein Eingriff von Wartungspersonal
erforderlich wäre.
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Für
einen regelmäßigen Wartungsbetrieb und den Ersatz
der Schleißbalken 3 an der Mahlbahn 2 ist
es erforderlich, dass die Mahlbahn für Wartungspersonal
zugänglich ist. Gemäß der Erfindung kann dazu
die Mahlbahn aus ihrer Mahlstellung, in welcher sie den Rotor teilweise
untergreifen kann, durch Hebezeuge oder eine Anlenkung an ein Gehäuse
derart angehoben werden, dass die Mahlbahn und Schleißbalken
bequem zugänglich sind. Dies wird durch die erfindungsgemäße
Anlenkung möglich. In 3 ist die
Prallmühle gemäß dem Ausführungsbeispiel
in einem Wartungszustand gezeigt. Die Darstellung zeigt einen wesentlichen
weiteren Aspekt der Erfindung. Es sind ein oberer Gehäuseteil 11 und
Prallwerke 35 dargestellt (diese Bestandteile sind in den 1 und 2 aus
Gründen der Übersichtlichkeit fortgelassen). Die
Prallwerke 35 sind in der Abdeckung 11 aufgehängt.
Die untere Lenkeranordnung 6 der Mahlbahn 2 ist
entfernt bzw. aus der Mahlbahn ausgehängt, so dass die
Mahlbahn 2 (nun in ihrer Bewegung lediglich durch die Anlenkung
der Lenkeranordnung 5 beschränkt) unter dem Rotor 1 heraus
und in eine Wartungsposition schwenkbar ist. Das dargestellte Schwenken
der Mahlbahn in die Wartungsposition ist möglich, da die
Mahlbahn in den Lenkeranordnungen gleichsam "hängt" und
keine starre Führung ausgebildet ist. Um diesen Aspekt
der Erfindung zu realisieren ist die Überlasterfassung
nicht wesentlich. Es ist lediglich wesentlich, dass die Mahlbahn
an Lenkern schwenkbar aufgehängt ist. Die Prallmühle gemäß diesem
Aspekt hat demnach ein Gehäuse (10), einen Rotor
(1), eine Mahlbahn (2) und eine Steuereinrichtung,
welche die Mahlbahn (2) unter Bildung eines Mahlspaltes
(3) in Mahlstellung zum Rotor (1) hält
und zur Veränderung des Mahlspaltes geeignet ausgebildet
ist, wobei die Mahlbahn (2) über eine Lenkeranordnung
(5, 6) am Gehäuse (10) angelenkt
ist. Die Lenkeranordnung (5, 6) weist dabei wenigstens
einen Lenker (5) vorgegebener Länge auf, der unter
Verschwenken der Mahlbahn (2) um einen Gehäuseanlenkpunkt
(18) schwenkbar ist. Die Steuereinrichtung weist eine am
Gehäuse (10) abgestützte hydraulische
Kolben-Zylinder-Anordnung (7) auf, die mit der Mahlbahn
(2) gelenkig verbunden ist.
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Dank
der Anlenkung ist die Mahlbahn oberhalb ihrer Betriebsstellung schwenkbar
und gleichzeitig durch die Anlenkung 5 sicher in diese
Position geführt und unterstützt. Alternativ ist
auch eine längenveränderliche Anlenkung 6 möglich,
welche durch Längenausdehnung der Bewegung der Mahlbahn
in die in 3 gezeigte Stellung folgt. Das
Heben der Mahlbahn in die Wartungsstellung kann unter Verwendung
von Hebezeugen oder festinstallierte Hebemittel, z. B. Hydrauliksysteme
erfolgen.
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Im
Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen möglich.
Wie bereits angedeutet, können die Lenkeranordnungen längenveränderliche Hydraulikeinrichtungen
aufweisen. Es ist außerdem möglich, die Freigabe
der Mahlbahn in Abhängigkeit von anderen Umständen
anzusteuern. Beispielsweise kann die Mahlbahn bereits dann freigegeben
werden, wenn die Prallwerke durch Sensoren oder ihre Hydraulik eine Überlast
registrieren. Auf diese Weise kann regelmäßig
eine Beschädigung der Mahlbahn oder des Rotors vollständig
verhindert werden. Die Druckentlastung findet bereits statt, wenn
eine übermäßige Belastung der Prallwerke
erfasst wird und zwischen Rotor und Mahlbahn kann ein entsprechendes
Auftreten einer Überlast verhindert werden.
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Weiterhin
kann die Ansteuerung und Freigabe durch geeignete Steuervorgaben
von Betriebsparametern abhängig erfolgen. Beispielsweise
kann die Wahl der Ansprech-Überlast in Abhängigkeit
von der Art des Mahlguts oder der Körnung wählbar
sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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