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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vor- und Fertigmahlung von
mineralischen und nichtmineralischen Materialien mit den im Oberbegriff
des Patentanspruches 1 genannten Merkmalen und eine dazugehörige
Vorrichtung mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 12 genannten
Merkmalen.
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Die
Vormahlung und Fertigmahlung von vorzugsweise harten und spröden
Materialien, wie z. B. Kalkstein, Zementklinker, Hüttensand,
Altbeton oder Aschen, erfolgt traditionell in Kugelmühlen
und in neuerer Zeit mit zunehmendem Trend in Vertikal-Rollenmühlen
sowie auch in Hochdruck-Rollenmühlen.
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Aus
der
DE 27 08 053 B2 ist
eine als Gutbett-Walzenmühle bezeichnete Hochdruck-Rollenmühle
bekannt, bei der die Zerkleinerung des Materials durch einmalige
Druckbeanspruchung zwischen zwei Flächen bei Drücken
weit über 50 MPa im Spalt von zwei gegenläufig
angetriebenen zylindrischen Walzen erfolgt.
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Nachteilig
ist, dass die Hochdruck-Rollenmühle mit sehr hohen Drücken
arbeitet, die nur bedingt einstellbar sind und zu einer aufwendigen
und sehr schweren Maschinenkonstruktion führen. Außerdem
besitzt die Hochdruck-Rollenmühle ein ungünstiges
Durchsatz-Geschwindigkeitsverhalten. Die Durchsatzkennlinie der
Hochdruck-Rollenmühle ist nichtlinear, d. h. in Abhängigkeit
von den Materialeigenschaften sowie von der Geometrie der Beanspruchungsflächen
geht der Durchsatz mit zunehmender Umfangsgeschwindigkeit bei gleichzeitigem
Anstieg des spezifischen Energiebedarfs stark zurück. Große Durchsätze
sind deshalb nur über die Verbreiterung der Mahlrollen
bei proportionaler Zunahme der Presskräfte möglich,
was jedoch maschinentechnisch begrenzt ist.
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Zur
Verbesserung der Arbeitsweise als auch der Energieausnutzung von
Vertikal-Rollenmühlen sowie Hochdruck-Rollenmühlen
wurde gemäß der
EP 1 073 523 B1 ein Verfahrensprinzip vorgeschlagen,
nach welchem das zu zerkleinernde Material als definierte Schicht
auf einem umlaufenden Plattenband präpariert, in den gebildeten
Spalt zwischen einer hydro-pneumatisch auf die Materialschicht angestellten Rolle
und einem bewegten Plattenband horizontal eingeschleust und unter
Anwendung von spezifischen Druckkräften im Bereich von
6 bis 30 Mpa bzw. 600 bis 3000 kN/m
2 beansprucht
wird. Umfangreiche Untersuchungen haben gezeigt, dass dieses Verfahrensprinzip
und die dazugehörige Vorrichtung, als Band-Rollenmühle
bezeichhet, auf Grund technischer Grenzen sowohl die Vertikal-Rollenmühle
als auch die Hochdruck-Rollenmühle nicht ersetzen kann.
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Erstens,
stellt die Beanspruchung einer Materialschicht unter Anwendung von
spezifischen Druckkräften im Bereich zwischen 600 und 3000 kN/m2 eine unzulässige Einschränkung
dar.
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Zweitens,
erfordert die Materialeinschleusung einer auf einem umlaufenden
Plattenband präparierten Materialschicht einen großen
technischen Aufwand, da das Plattenband für die hohen Druckbeanspruchungen
in der Beanspruchungszone mit ausgelegt werden muss, wodurch zur
Beherrschung des Verschleißes sowohl des Zugorgans als
auch der Beplattung sowie auch zur Begrenzung von Lärmbelästigungen
signifikante Geschwindigkeits- und Durchsatzreduzierungen hingenommen
werden müssen.
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Drittens,
führt die Materialeinschleusung unter Verwendung eines über
die angetriebene, untere Rolle gezogenen Plattenbands zu hohen maschinentechnisch
bedingten Verlusten.
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Viertens,
beeinträchtigt die Anordnung einer hydro-pneumatisch auf
das waagerecht geführte Plattenband angestellten Mahlrolle
den Materialeinzug, sodass es zu Materialstaus und Materialüberläufen
kommen kann.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren und die dazugehörige
Vorrichtung zur Vor- und Fertigmahlung von mineralischen und nichtmineralischen
Materialien, wie z. B. Kalkstein, Zementklinker, Hüttensand,
Altbeton oder Aschen, zu schaffen, das/die sich durch eine hohe
Energieausnutzung sowie durch einen niedrigen maschinellen Bau-,
Wartungs- und Instandhaltungsaufwand auszeichnet, in einem breiten
Bereich zur Zerkleinerung von unterschiedlichen Materialien einsetzbar
ist und ein lineares Durchsatz-Geschwindigkeitsverhalten sowohl
im Teillastbetrieb als auch unter den Bedingungen hoher Massedurchsätze
realisiert.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung verfahrensmäßig
mit den Maßnahmen nach Anspruch 1 und vorrichtungsmäßig
mit den Maßnahmen nach Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Erfindungsgemäß wird
das in der Regel aus Frisch- und Umlaufgut bestehende Mahlgut aus
einem zur Zerkleinerungsvorrichtung gehörenden Materialaufgabebehälter
mit einem am Auslauf angeordneten und in seiner Drehzahl stufenlos
veränderbaren Walzen- oder Zellenradaufgeber als definierte und
seitlich begrenzte Materialschicht mit vorgegebener Dicke auf den
Scheitel der mit seitlichen Borden versehenen angetriebenen, unteren
Rolle aufgegeben, auf Rollengeschwindigkeit beschleunigt und kontinuierlich
in den gebildeten Spalt mit der versetzt über der angetriebenen
Rolle angeordneten oberen Rolle transportiert, hydro-pneumatisch
unter Anwendung von spezifischen Druckkräften von 1000
bis 5000 kN/m2 beansprucht und anschließend
durch einen vorzugsweise schnell laufenden Schlagrotor innerhalb
der Zerkleinerungsvorrichtung desagglomeriert. Auf den Desagglomerator
kann dann verzichtet werden, wenn die neue Zerkleinerungsvorrichtung,
z. B. als Vormühle im Verbund mit einer Kugelmühle, geschaltet
ist.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus zwei übereinander
angeordneten Rollen, von denen die untere Rolle angetrieben wird,
während die obere Rolle, vorzugsweise um 45 Grad zur Horizontalen
entgegen der Drehrichtung der unteren Rolle versetzt angeordnet,
hydro-pneumatisch auf die Material belegte Beanspruchungsfläche
der angetriebenen Rolle angestellt, ohne eigenen Antrieb geschleppt
wird und das beanspruchte Material, das mehr oder weniger agglomeriert
aus dem Rollenspalt austritt, einem unmittelbar nach geschalteten
Desagglomerator zugeführt wird.
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Die
erfindungsgemäße Lösung, die diese Merkmale
realisiert, besitzt zahlreiche Vorteile gegenüber der bekannten
Hochdruck-Rollenmühle und Band-Rollenmühle. Die
Vorteile der neuen, als Beta-Rollenmühle bezeichneten Zerkleinerungsvorrichtung, bestehen
verfahrenstechnisch gesehen darin, dass sowohl in Abhängigkeit
vom Material als auch von der zu lösenden Zerkleinerungsaufgabe
spezifische Mahlkräfte bis zu 5000 kN/m2 beliebig
eingestellt werden können und mit den Parametern der spezifischen
Mahlkraft und der Materialschichtdicke das Zerkleinerungsergebnis
unabhängig von der Rollengeschwindigkeit festgelegt und
konstant gehalten werden kann. Dabei hat es sich besonders bei der Feinmahlung
von harten und spröden Materialien wie z. B. Zementklinkern
und Hüttensanden als vorteilhaft erwiesen, die Beanspruchung
unter Anwendung von hohen spezifischen Mahlkräften immer
dann durchzuführen, wenn ein besonders hochwertiges Fertiggut
im Kreislauf mit einem Sichter wirtschaftlich bei möglichst
niedrigen Umlaufzahlen erzeugt werden soll.
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Maschinentechnisch
gesehen, bestehen die Vorteile der erfindungsgemäßen
Zerkleinerungsvorrichtung darin, dass durch den Wegfall des umlaufenden
Plattenbands, indem sowohl die Materialaufgabe, die Präparation
der Materialschicht als auch ihr Transport auf die Beanspruchungsfläche
der angetriebenen, unteren Rolle übertragen wird, der technische
Aufwand im entscheidenden Maße reduziert werden kann, durch
Herabsetzung der maschinentechnischen Verluste, ausgedrückt
durch die Größe des Leerlaufdrehmoments, nachweislich
eine Verbesserung der Energieausnutzung bei der Zerkleinerung um
den Faktor 1,3 bis 1,4 erzielt wird und damit sowohl die Beschränkungen
hinsichtlich der anzuwendenden spezifischen Mahlkräfte
als auch der Mahlbahngeschwindigkeiten aufgehoben werden können.
In Abhängigkeit von der Mahlbarkeit des Materials und der
zu lösenden Zerkleinerungsaufgabe können spezifische
Mahlkräfte bis zu 5000 kN/m2 bei voller
Ausnutzung des linearen Durchsatz-Geschwindigkeitsverhaltens bis
zu Mahlbahngeschwindigkeiten von 3 m/s und darüber hinaus
zur Anwendung kommen. Daraus folgt wiederum, dass die erfindungsgemäße
Zerkleinerungsvorrichtung durch ihre vorzügliche Eignung
für hohe Mahlbahngeschwindigkeiten im Vergleich zur Hochdruck-Rollenmühle
und Band-Rollenmühle für hohe Durchsätze
geeignet, verhältnismäßig klein und vor
allem wesentlich leichter baut. Darüber hinaus wird durch
den Wegfall des umlaufenden Plattenbands und des hoch beanspruchten
Zugorgans der Verschleiß der neuen Zerkleinerungsvorrichtung
auf die Beanspruchungsflächen von zwei übereinander
angeordneten und horizontal gelagerten Rollen beschränkt,
wodurch sich nicht nur der Wartungs- und Instandhaltungsaufwand verringern,
sondern auch die Verfügbarkeit der Vorrichtung wesentlich
verbessert wird.
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Die
Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Die dazu gehörigen Zeichnungen zeigen:
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1 die
erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer
Darstellung;
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2 eine
vergleichende Gegenüberstellung des Durchsatz-, Leistungs-
und Geschwindigkeitsverhaltens von Vertikal-Rollenmühle,
Hochdruck-Rollenmühle, Band-Rollenmühle und Beta-Rollenmühle;
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3 die
erfindungsgemäße Vorrichtung in Kreislaufschaltung
mit einem Hochleistungssichter;
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4 die
erfindungsgemäße Vorrichtung in Kreislaufschaltung
mit einem Hochleistungssichter, speziell für die Verarbeitung
von trockenem Hüttensand;
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5 die
erfindungsgemäße Vorrichtung in Kreislaufschaltung
mit einem Hochleistungssichter und vorgeschaltetem Steigrohrtrockner,
speziell für die Verarbeitung von feuchtem Hüttensand;
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6 die
erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbundschaltung
mit einer beheizbaren Prall-Hammermühle und einem sowohl
pneumatisch als auch mechanisch beaufschlagbaren Hochleistungssichter zur
Vorzerkleinerung und Mahltrocknung von feuchtem und grobstückigem
Aufgabegut;
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7 eine
Seitenansicht der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung
mit integrierter Materialaufgabe- und Austragseinrichtung sowie
Desagglomerator;
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8 eine
Variante der erfindungsgemäßen Materialaufgabe-
und Austragseinrichtung mit Walzenaufgeber und
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9 eine
Variante der erfindungsgemäßen Materialaufgabe-
und Austragseinrichtung mit Zellenradaufgeber.
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1 zeigt
in schematischer Darstellung die erfindungsgemäße
Zerkleinerungsvorrichtung, bestehend aus zwei horizontal gelagerten
und versetzt übereinander angeordneten Rollen 1 und 2,
einem integrierten Desagglomerator 10 sowie einer aus einem
Materialaufgabebehälter 3 und einem Walzenaufgeber 9 bestehenden
Materialaufgabe- und Austragseinrichtung. Die untere Rolle 1 wird
entsprechend der in 1 dargestellten Pfeilrichtung
angetrieben. Oberhalb der angetriebenen Rolle 1 ist mit
einer Verlagerung aus der Horizontalen entgegen der Drehrichtung
der Rolle 1 um einen Winkel von 30 bis 60 Grad, vorzugsweise
45 Grad, die Rolle 2 angeordnet. Die obere Rolle 2 wird über
ein Hebelsystem 6 hydro-pneumatisch mittels eines Hydraulikzylinders 7 gegen
die Rolle 1 angestellt. Die obere Rolle 2, die über
keinen eigenen Antrieb verfügt, wird unter Reibschluss
durch die Material belegte Beanspruchungsfläche der angetriebenen
Rolle 1 geschleppt. Das Durchmesserverhältnis
der unteren Rolle 1 zur oberen Rolle 2 beträgt
vorzugsweise 1,5 bis 2,0.
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Über
dem Scheitel der angetriebenen unteren Rolle 1 ist die
Materialaufgabe- und Austragseinrichtung angeordnet. Das Mahlgut,
welches sich in einem Füllstand gesteuerten Behälter 3 befindet,
gelangt als definierte Materialschicht 4 mit vorgegebener
Dicke auf die durch aufgeschraubte Borde 45 seitlich begrenzte
Beanspruchungsfläche 11 der angetriebenen Rolle 1,
um auf Umfangsgeschwindigkeit beschleunigt und kontinuierlich in
den durch beide Rollen 1 und 2 gebildeten Beanspruchungs-
bzw. Rollenspalt 5 transportiert zu werden. Ein dem Materialaufgabebehälter 3 nachgeschalteter
und in seiner Drehzahl veränderbarer Walzenaufgeber 9, über dessen
schwingende Lagerung jede gewünschte Materialschichtdicke
eingestellt werden kann, sorgt dafür, dass dem Beanspruchungs-
bzw. Rollenspalt 5 zu jeder Zeit ein geschwindigkeitsproportionaler Massestrom
mit annähernd konstanter Schichtdicke zugeführt
wird. Als Desagglomerator 10 gelangt ein Schlagrotor zum
Einsatz, dessen Lagerungen vorzugsweise auf der verlängerten
horizontalen Mittellinie der unteren Rolle 1 positioniert
sind. In Abhängigkeit von der Größe der
Zerkleinerungsvorrichtung gelangen ein oder zwei Hydraulikzylinder 7 zum
Einsatz, an die unmittelbar auch die Stickstoffgefäße 8 zur
Systemdämpfung angeschlossen sind.
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2 vergleicht
in Diagrammdarstellung die Entwicklung des Durchsatzes und spezifischen
Energiebedarfs von Vertikal-Rollenmühle 12, Hochdruck-Rollenmühle 13,
Band-Rollenmühle 14 und der erfindungsgemäßen
Beta-Rollenmühle 15 in Abhängigkeit von
der Mahlbahngeschwindigkeit. Während eine Vertikal-Rollenmühle 12 in
Abhängigkeit vom Mahltellerdurchmesser und der Geometrie
ihrer Mahlwerkzeuge punktuell, d. h. nur in einem einzigen Arbeitspunkt
und nur bei einer ganz bestimmten Geschwindigkeit, den maximalen
Durchsatz bei best möglicher Energieausnutzung liefert,
steht bei den anderen Mühlen grundsätzlich auch
die Mahlbahngeschwindigkeit als Parameter zur Veränderung
des Durchsatzes zur Verfügung.
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Die
geschwindigkeitsproportionale Veränderung des Durchsatzes
ist allerdings bei der Hochdruck-Rollenmühle 13 und
Band-Rollenmühle 14 begrenzt. Bedingt durch die
komplizierten Kräfteverhältnisse aus der Anwendung
eines Füllstand gesteuerten Materialüberlaufs,
nimmt die Hochdruck-Rollenmühle 13 in Abhängigkeit
von der Strukturierung der Beanspruchungsflächen sowie
des zu beanspruchenden Materials bereits ab Rollengeschwindigkeiten
von 1,0 m/s ein mehr oder degressives Durchsatz-Geschwindigkeitsverhalten
an. Da dieses Verhalten zugleich mit einem progressiven Anstieg
des spezifischen Energiebedarfs verbunden ist, sind bei der Hochdruck-Rollenmühle 13 die
Umfangsgeschwindigkeiten aus rein wirtschaftlichen Gründen auf
1,0 bis 1,5 m/s begrenzt.
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Aus
im Wesentlichen technischen Gründen ist allerdings auch
die Band-Rollenmühle 14 nicht in der Lage, in
einem weiten Geschwindigkeitsbereich betrieben werden zu können.
In erster Linie aus Verschleißgründen, aber auch
aus Gründen der Lärmbelästigung, sind
weder die als Zugorgan eingesetzten Laschenketten noch das Plattenband
selbst wegen ihrer System immanenten Mitbeanspruchung bei Geschwindigkeiten
oberhalb von 1,0 m/s technisch nicht mehr beherrschbar.
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Die
erfindungsgemäße, als Beta-Rollenmühle 15 bezeichnete
Zerkleinerungsvorrichtung, die auf die Verwendung eines gezogenen,
endlosen Plattenbands verzichtet und mit Hilfe einer entsprechenden Aufgabe-
und Austragseinrichtung das Material auf dem Scheitel der angetriebenen,
unteren Rolle 1 aufgibt, kann dagegen sowohl vom technischen
als auch wirtschaftlichen Standpunkt bei direkter Proportionalität
von Rollenumfangsgeschwindigkeit und Durchsatz in einem weiten Geschwindigkeitsbereich
bis zu Umfangsgeschwindigkeiten von 3,0 m/s und darüber hinaus
betrieben werden. Mit einem in umfangreichen Untersuchungen nachgewiesenen
spe zifischen Energieverbrauch, der um ca. 50% niedriger als bei der
Vertikal-Rollenmühle 12 liegt, ist die Beta-Rollenmühle 15 auf
Grund ihrer niedrigen mechanischen Verluste in der Lage, selbst
die schon als gut zu bezeichnende Energieausnutzung der Band-Rollenmühle 15 nochmals
um den Faktor 1,35 zu verbessern.
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3 zeigt
eine Kreislaufmahlanlage mit Beta-Rollenmühle im Flowsheet,
wie es etwa zur Zementmahlung oder eines vergleichbaren Produkts zur
Anwendung gelangen könnte. Wie aus der Zeichnung hervorgeht,
sind sowohl der Desagglomerator 10 als auch die Materialaufgabe-
und Austragseinrichtung, bestehend aus einem Füllstand
gesteuerten Aufgabebehälter 3 und einem Drehzahl
veränderlichen Walzenaufgeber 9 in die Zerkleinerungsvorrichtung
voll integriert. Das Frischgut 16, in der Zeichnung nur
für eine Materialkomponente dargestellt, wird durch eine
Dosierbandwaage 18 aus einem Dosierbunker 17 abgezogen
und aus Gründen der besseren Vermischung von Frischgut 16 mit
dem Umlaufgut 19 hinter der Zerkleinerungsvorrichtung einem
Becherwerk 20 aufgegeben, das vorzugsweise U-förmig
ausgeführt und unter Verzicht auf weitere Fördereinrichtungen
das Kreislaufmaterial unmittelbar einem Sichter 21, vorzugsweise
einem Hochleistungssichter, zuführt. Der Sichter 21,
lufttechnisch durch Zellenradschleusen 22 abgedichtet,
verfügt über einen verlängerten zylindrischen
Sichtraum 23, über dessen gesteuerten Materialpegel
der Materialaufgabebehälter 3 vor der Mühle
jederzeit ausreichend mit Material versorgt wird. Der Sichter 21 scheidet
das in der austretenden Sichtluft 24 enthaltene Fertiggut
vorzugsweise direkt in einem Gewebeabscheider ab, der auf der Zeichnung
nicht näher dargestellt ist. Die Mahlanlage wird auf die
Einhaltung eines konstanten Umlaufmassestroms geregelt, wobei die
Veränderung der Fertiggutqualität über
die Verstellung der spezifischen Sichtluftmenge 25 und über
die Drehzahl eines im Sichter 21 angeordneten Sichtkorbs 26 erfolgt.
Der Umlaufmassestrom wird über eine im Rechenwerk 20 integrierte
Durchlaufmesseinrichtung 27 kontinuierlich gemessen.
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4 zeigt
das Flowsheet einer Kreislaufmahlanlage, wie sie etwa zur Mahlung
von getrockneten Hüttensanden zum Einsatz gelangen könnte. Die
mittels Dosierbandwaage 18 realisierte Aufgabe des Frischguts 16 erfolgt
bei dieser Variante direkt in den Materialaufgabebehälter 3 der
Beta-Rollenmühle. Im Material weg vom Becherwerk 20 zum
Sichter 21 befindet sich eine Zweiwegeschurre 28,
so dass von Zeit zu Zeit das Umlaufgut 19 über
einen Trommelmagnetabscheider 29, in dem eine Ab scheidung von
angereicherten Eiseneinschlüssen erfolgt, direkt in den
Dosierbunker 17 für das Frischgut 16 umgeleitet
wird. Die Eisenfremdteile im Frischgut 16 werden über
einen Magnetabscheider 30 oberhalb der Dosierbandwaage 18 ausgetragen.
Die Frischgutzufuhr zur Beta-Rollenmühle wird über
den Füllstand des Materials im Materalaufgabebehälter 3 gesteuert. Der
Umlaufmassestrom 19 wird analog 3 über eine
im Becherwerk 20 integrierte Durchlaufmesseinrichtung 27 gemessen.
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5 zeigt
das Flowsheet von 4, ergänzt um einen
Steigrohrtrockner 31 und einen Zyklonabscheider 32.
Im Steigrohrtrockner 31 erfolgt die Trocknung von feinkörnigen
und pneumatisch förderbaren Materialien, wie z. B. feuchten
Hüttensanden. Bei dieser Flowsheet-Variante wird das feuchte Frischgut 16 dosiert
dem Heiß- oder Abgas 33 beaufschlagten Steigrohrtrockner 31 über
eine gasdichte Zellenradschleuse 22 zugeführt
und nach einem nur wenige Sekunden dauernden Trocknungsvorgang wird
der getrocknete Hüttensand durch den Zyklonabscheider 32,
der z. B. oberhalb des Becherwerks 20 angeordnet ist, dem
Umlaufgut 19 zum Sichter 21 zugeführt.
Das Abgas 35 aus dem Zyklonabscheider 32 wird
anschließend entweder direkt in dem für die Sichtluftentstaubung
vorgesehenen Gewebeabscheider entstaubt, kann aber zum Zwecke einer
gewissen Nachtrocknung auch vorteilhaft in die im Luftkreislauf
geführte Sichtluft 24 des Sichters 21 eingebunden
werden.
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6 zeigt
das Flowsheet einer Kreislaufmahlanlage mit Trocknung und Vorzerkleinerung
des Frischguts 19 in einer beheizbaren Prall-Hammermühle 36.
Diese arbeitet im Verbund mit einem Steigrohrtrockner 31,
der das vorzerkleinerte und vorgetrocknete Aufgabegut einem Sichter 21,
beispielsweise einem Hochleistungssichter, pneumatisch von unten
zuführt, während seine Beaufschlagung durch das
Umlaufgut 19 über das Becherwerk 20 mechanisch
von oben erfolgt. Bei diesem Anlagen-Flowsheet gelangt vorteilhaft
ein Z-förmig ausgebildetes Becherwerk 20 zum Einsatz.
Den Grießtransport vom Sichter 21 zum Materialaufgabebehälter 3 übernimmt
ein Schneckenförderer 38. Die Beaufschlagung der
Beta-Rollenmühle mit dem zu zerkleinernden Material erfolgt über
Materialaufgabebehälter 3 und über den
Drehzahl verstellbaren Zellenradaufgeber 34. Das Frischgut 16 wird
dosiert der Prall-Hammermühle 36 über
einen Trogkettenförderer 37 zugeführt.
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7 zeigt
in einer vereinfachten konstruktiven Darstellung die erfindungsgemäße
Vorrichtung mit integriertem Desagglomerator 10 und Materialaufgabebehälter 3 mit
Walzenaufgeber 9 in Seitenansicht. Nach dieser Zeichnung
ist die untere, angetriebene Rolle 1 in einem schwingungssteifen
und mechanisch bearbeiteten, im Wesentlichen aus zwei seitlichen
Wänden bestehenden, Maschinengestell 39 gelagert
und kann durch Lösen von Flanschverbindungen komplett mit
den quadratisch ausgeführten Lagerkörpern 40 und
dem stirnseitigen Gehäuseteil 41 für
Reparaturarbeiten oder zum Zwecke einer Auftragsschweißung
der Beanspruchungsflächen 11 horizontal verschoben
werden. Vorzugsweise in der horizontalen Flucht der Rollenlagerungen
befinden sich auch die Lagerungen des Desagglomerators 10, dessen
Schlagkreisabstand zur Beanspruchungsfläche 11 der
unteren Rolle 1 einstellbar ist, während die Beanspruchungsfläche 11 der
oberen Rolle 2 zugleich als Prallfläche benutzt
wird. Während die Antriebsrolle 1 – auf
der Zeichnung nicht näher dargestelltvorzugsweise über
eine Bogenzahnkupplung und ein Kegelstimradgetriebe angetrieben
wird, das sich zusammen mit dem Drehzahl veränderlichen Antriebsmotor
auf einer vom Maschinengestell getrennten Unterstützungskonstruktion
befindet, ist der ebenfalls Drehzahl veränderliche Antrieb
des Desagglomerators 10 mit dem Maschinengestell 39 fest verbunden.
Je nach den Erfordernissen kann das Maschinengestell 39 in
seiner Höhe so ausgeführt werden, dass unterhalb
der Antriebsrolle 1 noch ein Reinigungsförderer,
z. B. ein Schnecken- oder Kratzerförderer, Platz findet.
Die hydro-pneumatisch an die Antriebsrolle 1 angestellte
obere Rolle 2, im Durchmesser vorzugsweise kleiner als
die angetriebene Rolle 1 ausgeführt, ist horizontal
in einer biegesteifen Aufnahme 42 gelagert, die über
eine Bolzenlagerung 43 an den Seitenwänden des
Maschinenrahmens 39 angeschlossen ist und über
ein Hebelsystem 6 je nach Maschinengröße
durch ein oder zwei Hydraulikzylinder 7 auf die Material
belegte angetriebene Rolle 1 angestellt wird. Die Hydraulikzylinder 7 sind,
vorteilhaft mit den Stickstoffgefäßen 8 verbunden,
im Maschinenrahmen 39 integriert und von der Stirnseite
aus leicht zugänglich. Die obere Rolle 2 ist durch
eine leichte Abdeckhaube 44 verkleidet, die aufgeklappt
werden kann und vorteilhaft einen Bereich hin zum Materialaufgabebehälter 3 mit
Walzenaufgeber 9 frei lässt, um über
die direkte Sicht und Installation von entsprechender Messtechnik
sowohl den Materialfluss als auch die Schichtdicke auf der Material
belegten Beanspruchungsfläche von Rolle 1 kontrollieren
zu können. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Materialaufgabebe hälter 3 mit
dem Walzenaufgeber 9 auf den Seitenwänden des
Maschinengestells 39 montiert.
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8 zeigt
eine Variante der erfindungsgemäßen Materialaufgabe-
und Austragseinrichtung. Aus einem Füllstand gesteuerten
Materialaufgabebehälter 3 fließt das
Material im Scheitel der unteren, angetriebenen Rolle 1 auf
die mit seitlich aufgeschraubten Borden 45 begrenzte Beanspruchungsfläche 11 und
wird durch einen Walzenaufgeber 9 auf die Umfangsgeschwindigkeit
der angetriebenen Rolle 1 beschleunigt, als seitlich begrenzte
Materialschicht 4 mit vorgegebener Dicke präpariert,
leicht komprimiert und oberflächlich geglättet
in den aus der oberen Rolle 2 und unteren Rolle 1 gebildeten Rollen-
bzw. Beanspruchungsspalt 5 transportiert. Der in seiner
Drehzahl veränderbare Walzenaufgeber 9, dessen
Lauffläche 46 vorzugsweise durch eine Verzahnung
oder eine Auftragsschweißung strukturiert ist, sitzt auf
einer Schwinge 47, die an der Rückwand des Materialaufgabebehälters 3 gelagert
ist und über deren Neigungsveränderung die gewünschte
Aufgabeschichtdicke 4, z. B. 25 bis 30 mm bei einem Hüttensand
und 45 bis 50 mm bei einem Trockenofenklinker, Millimeter genau
eingestellt werden kann. Außerdem ist die Schwinglagerung
so ausgeführt, dass der Walzenaufgeber 9 die eingestellte Schichtdicke
augenblicklich gegen ein einstellbares Federsystem 51 vergrößern
kann, wenn sich z. B. ein Partikel mit übergroßer
Kantenlänge oder ein Fremdkörper in der Materialaufgabe
befinden sollte. Angetrieben wird der Walzenaufgeber 9 über
einen Ketten- oder Zahnriementrieb 48 durch einen Getriebemotor 49,
der auf dem anderen Ende der Schwinge 47 angeordnet ist.
Beim Handling von Mahlgutern mit einem schlechten Fließverhalten
und besonderer Neigung zur Ansatzbildung, können über
der geneigten Wandfläche des Materialaufgabebehälters 3 je nach
Anlagengröße auch eine oder mehrere nebeneinander
angeordnete Reinigungsschnecken 50 zum Einsatz gelangen.
Beaufschlagt wird der Materialaufgabebehälter 3 je
nach dem Betrieb der Beta-Rollenmühle als Vor- oder Fertigmühle
und je nach dem Aufgabepunkt des Frischguts 19 durch eine
Dosierbandwaage 18, durch eine Zellenradschleuse 22 oder
durch den kombinierten Einsatz beider Ausrüstungen. Die
Verweilzeit des Materials im Aufgabebehälter 3 liegt
im unteren Minuten- bzw. oberen Sekundenbereich, wodurch sicher
gestellt werden soll, dass sich der Materialinhalt immer in Bewegung
befindet und der Walzenaufgeber 9 durch ein ausreichendes
Materialangebot die für den Materialeinzug bzw. Beanspruchungsvorgang
erforderliche Materialschicht 4 mit vorgegebener Schichtdicke
geschwindigkeitsproportional präparieren kann.
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9 zeigt
eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Materialaufgabe-
und Austragseinrichtung, bei der ein Drehzahl veränderbarer
Zellenradaufgeber 34 als Austragsorgan Verwendung findet.
Dem Zellenradaufgeber 34 ist auf seiner Austragsseite ein
kleiner Vorbunker 52 als Materialpuffer vorgelagert, der
mit einem nachgiebigen Schichtdickeneinsteller 53 versehen
ist. Im Gegensatz zur Variante nach 8 ist der
Einsatz des Zellenradaufgebers 34 auch als Austragsorgan
an einem Aufgabebehälter 3 mit einem größeren
Fassungsvermögen geeignet. Der Zellenradaufgeber wird vorteilhaft
direkt angetrieben.
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- 1
- angetriebene
untere Rolle
- 2
- obere
Rolle
- 3
- Materialaufgabebehälter
- 4
- Materialschicht
- 5
- Rollenspalt
- 6
- Hebelsystem
- 7
- Hydraulikzylinder
- 8
- Stickstoffgefäß
- 9
- Walzenaufgeber
- 10
- Desagglomerator
- 11
- Beanspruchungsfläche
- 12
- Vertikal-Rollenmühle
- 13
- Hochdruck-Rollenmühle
- 14
- Band-Rollenmühle
- 15
- Beta-Rollenmühle
- 16
- Frischgut
- 17
- Dosierbunker
- 18
- Dosierbandwaage
- 19
- Umlaufgut
- 20
- Becherwerk
- 21
- Sichter
- 22
- Zellenradschleuse
- 23
- Sichtraum
- 24
- Sichtluft
- 25
- Sichtluftmenge
- 26
- Sichtkorb
- 27
- Durchiaufmesseinrichtung
- 28
- Zweiwegeschurre
- 29
- Trommelmagnetabscheider
- 30
- Magnetabscheider
- 31
- Steigrohrtrockner
- 32
- Zyklonabscheider
- 33
- Heißgas(Abgas)
- 34
- Zellenradaufgeber
- 35
- Abgas
- 36
- Prall-Hammermühle
- 37
- Trogkettenaufgeber
- 38
- Schneckenförderer
- 39
- Maschinengestell
- 40
- Lagerkörper
- 41
- Gehäuseteil
- 42
- Aufnahme
- 43
- Bolzenlagerung
- 44
- Abdeckhaube
- 45
- Bord
- 46
- Lauffläche
- 47
- Schwinge
- 48
- Ketten-
oder Zahnriementrieb
- 49
- Getriebemotor
- 50
- Reinigungsschnecke
- 51
- Federsystem
- 52
- Vorbunker
- 53
- Schichtdickeneinsteller
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 2708053
B2 [0003]
- - EP 1073523 B1 [0005]