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Die Erfindung betrifft eine Materialflussklappenanordnung für einen Aufgabeschacht einer Hochdruckwalzenpresse zur Zerkleinerung von Mahlgut
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Zur Zerkleinerung von sprödem Mahlgut ist es bekannt, dieses durch eine Hochdruckbehandlung zu zerkleinern. Diese Art der Zerkleinerung eignet sich für spröde Materialien, wie z. B. Erze oder Zement, also für Materialien, die nur begrenzt plastisch verformbar sind. Hochdruckwalzenpressen bestehen aus mindestens zwei gegenläufig rotierenden, zwischen sich einen schmalen Walzenspalt bildenden Walzen, durch die das Mahlgut hindurch gezogen und im Walzenspalt einem hohen Pressdruck unterzogen wird.
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Damit die Hochdruckwalzenpresse weder mit einem zu geringen Mahlgutstrom noch mit einem zu hohen Mahlgutstrom beaufschlagt wird, sind Aufgabevorrichtungen bekannt, welche die Menge des pro Zeiteinheit auf den Walzenspalt abgelegten Mahlguts kontrollieren. Wird zu wenig Mahlgut pro Zeiteinheit auf den Walzenspalt aufgegeben, dann arbeitet die Hochdruckwalzenpresse eher wie ein Brecher. Wird der Walzenspalt hingegen mit zu viel Mahlgut pro Zeiteinheit beaufschlagt, so wird die Hochdruckwalzenpresse überlastet. Dabei bewegen sich die Walzen der Hochdruckwalzenpresse kurzzeitig auseinander, um den Überschuss durch den Spalt zu transportieren. Auf diese Weise fängt die Hochdruckwalzenpresse an, unerwünscht und materialschädigend zu vibrieren.
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Ein weiteres, zu vermeidendes Problem ist die Überlast beim Start einer Hochdruckwalzenpresse. In der Regel liegt bei einer kurzzeitig stehenden Hochdruckwalzenpresse eine größere Menge Mahlgut auf dem Walzenspalt. Die sich in Ruhestellung befindlichen, sehr schweren Walzen müssen durch Motorkraft nicht nur in Gang gesetzt werden, sondern dazu auch noch die Kraft zur Zerkleinerung des im Walzenspalt befindlichen Mahlgut aufbringen. Im Normalbetrieb weisen die Walzen ein sehr hohes Trägheitsmoment auf, was den Motoren hilft, die Kraft zur Zerkleinerung zu überwinden. Dazu befinden sich die Antriebsmotoren bei für die Abgabe von hohem Drehmoment ausgelegter Geschwindigkeit. Im Bereich sehr geringer Geschwindigkeiten müssen die Motoren aber einen sehr hohen elektrischen Strom zum Anlauf aufnehmen, um überhaupt in Rotation versetzt zu werden. Gerade bei geringer Geschwindigkeit ist der Wirkungsgrad eines Elektromotors geringer als bei ausgelegter Geschwindigkeit, so dass der Antriebsmotor nicht nur für den Anlauf, sondern auch noch zur Überwindung der sehr hohen Kraft im Walzenspalt ausgelegt werden muss. Dadurch verteuert sich der Antriebsmotor erheblich.
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Als Maßnahme zur Umgehung der Anfahrproblematik bei gefüllter Aufgabevorrichtung ist es bekannt, die Aufgabevorrichtung zu schließen und die Hochdruckwalzenpresse leer laufen zu lassen. Die bisher bekannten Absperrvorrichtungen können jedoch aufgrund der häufig voluminösen Aufbaus nicht nah genug an den Walzenspalt herangebracht werden, so dass ein sehr erhebliches Totvolumen zwischen Sperrklappe und Walzenspalt in der Aufgabevorrichtung vorliegt. Bei einem schnellen Stopp der Hochdruckwalzenpresse kann es so vorkommen, dass eine erhebliche Materialsäule aus Mahlgut auf dem Walzenspalt liegt, welche beim Anfahren der Hochdruckwalzenpresse wie ein Bremsklotz auf die Walzen wirken kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine einfache und in der Nähe des Walzenspaltes positionierbare Absperrvorrichtung zur Verfügung zu stellen. Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird gelöst durch eine Materialflussklappenanordnung mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zu Anspruch 1 angegeben.
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Erfindungsgemäß ist eine Materialflussklappenanordnung für einen Aufgabeschacht einer Hochdruckwalzenpresse zur Zerkleinerung von Mahlgut vorgesehen, welche eine Wippe aufweist mit einem Drehpunkt etwa in einer Wandebene des Aufgabeschachtes, und welche einen Rückfallanker aufweist, welcher die Wippe in einer ersten Stellung in einem Öffnungszustand arretiert, in einer zweiten Stellung in einer Verschlussstellung arretiert. Ein Rückfallanker ist eine Wippe mit zwei Auslegern, welche Wechselseitig in ein sich drehendes Zahnrad oder in ein Flügelrad eingreift, wobei eine Rotation des Zahnrades oder des Flügelrades nur dann möglich ist, wenn dazu synchron die Passage eines Zahnes des Zahnrades oder eines Flügels des Flügelrades durch wechselseitiges Eingreifen und Lösen der Ausleger des Rückfallankers stattfindet. Ein Rückfallanker ist beispielsweise aus der Technik von mechanischen Uhren bekannt, wobei der Rückfallanker eine Pendelbewegung oder die Bewegung der Unruh an ein durch Feder- oder Schwerkraft angetriebenes Rad in steuernder Weise abgibt. In der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Materialflussklappe als rotierende Wippe oder als zweiflügeliges Flügelrad ausgebildet ist, wobei gegebenenfalls auf dem Flügel oder auf einem Ausleger der Wippe liegendes Mahlgut als antreibende Kraft dient. Der durch einen hydraulischen Zylinder oder durch einen Elektromagneten bewegte Rückfallanker gibt eine Teilrotation der Wippe oder des Flügelrades frei, so dass die Wippe oder das Flügelrad zwischen einem Verschluss- und einem Öffnungszustand wechselt. Diese Anordnung kann aufgrund des sehr einfachen Aufbaus in großer Nähe zum Walzenspalt angeordnet werden. Um den Anlauf der Hochdruckwalzenpresse noch weiter zu erleichtern, ist es in bevorzugter Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, durch eine gemeinsame Steuerung den Zylinderhub zum Vergrößern des Walzenspaltes über eine Bewegung der Loswalze zu erhöhen und dadurch die Walzen bei der Anfahrt auseinander zu fahren. Dabei fällt unzerkleinertes Mahlgut durch den Walzenspalt.
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In bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Wippe beim Schließen durch Rotation entlang eines Viertelkreises vom Öffnungszustand in die Verschlussstellung übergeht und beim Öffnen durch Rotation entlang eines Viertelkreises von der Verschlussstellung in den Öffnungszustand übergeht, wobei sich die Rotationsrichtung der Wippe beim Öffnen und beim Schließen nicht ändert. Die Wippe führt beim Wechsel vom Öffnungszustand in die Verschlussstellung und auch beim Wechsel von der Verschlussstellung in den Öffnungszustand jeweils eine Rotation in die gleiche Richtung durch. Es ist also bevorzugt vorgesehen, dass der Rückfallanker, ausgelöst durch einen Magnetanker und/oder durch einen Hydraulikzylinder, von einer ersten Arretierstellung in eine zweite Arretierstellung übergeht, wobei der Arrtieranker um einen Bruchteil eines Kreises rotiert, und wobei die Rotationsrichtung des Rückfallankers zwischen zwei Übergängen von einer ersten zu einer zweiten Arretierstellung wechselt.
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Aufgrund der Beschaffenheit des Mahlgutes ist es nicht unbedingt notwendig, dass der gesamte Querschnitt der Aufgabevorrichtung durch die Materialflussklappenanordnung verschlossen wird, denn in der Regel verkeilt sich das Mahlgut über der Verschlussklappe oder der Teilverschlussklappe. In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Länge der beiden Flügel der Wippe etwa der Breite des Aufgabeschachtes entspricht.
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Um zu vermeiden, dass Mahlgut und Staub durch die Materialflussklappenanordnung aus dem Kreislauf entweicht, ist nach bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgehsehen, dass der Rückfallanker und die Wippe in einer Einhausung angeordnet sind, wobei die Einhausung mit einer Wandebene des Aufgabeschachtes verbunden ist.
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Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert.
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Es zeigt:
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1 eine Skizze einer Hochdruckwalzenpresse mit eingezeichneter Silhouette einer erfindungsgemäßen Materialflussklappenanordnung,
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2 die Materialflussklappenanordnung aus 1 in einer Ausschnittsvergrößerung in einer Öffnungsstellung,
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3 die Materialflussklappenanordnung aus 1 in einer Ausschnittsvergrößerung im Augenblich des Übergangs vom Öffnungs- in den verschlusszustand,
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4 die Materialflussklappenanordnung aus 1 in einer Ausschnittsvergrößerung im Verschlusszustand,
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5 die Hochdruckwalzenpresse aus 1 mit eingezeichneter Silhouette einer erfindungsgemäßen Materialflussklappenanordnung im verschlusszustand.
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In 1 ist eine Hochdruckrollenpresse 1 skizziert, welche einen Aufgabeschacht 2 zur Aufgabe des Mahlguts 3 auf den Walzenspalt 4 zwischen den beiden Walzen 5 und 6 aufweist. Um zu vermeiden, dass Mahlgut 3 zu den Seiten der Hochdruckrollenpresse 1, in der vorliegenden Abbildung aus der Papierebene heraus quillt, ist ein Seitenblech 7 vorgesehen, welches den Aufgabeschacht 2 verdeckt. Hinter dem Seitenblech 7 ist die Wippe 8 und der Rückfallanker 9 gestrichelt dargestellt, wobei beide Stellungen der Wippe 8 als Kreuz eingezeichnet sind und die Verschlussstellung der Wippe 8 gestrichelt und die Öffnungsstellung der Wippe 8 gepunktet eingezeichnet ist.
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Die Materialflussklappenanordnung ist in 2 vergrößert dargestellt. Innerhalb der beiden Wandungen 10 und 11 des Aufgabeschachtes 2 fließt Mahlgut 3 nach unten zum Walzenspalt. In der linken Wandung 10 ist eine Wippe 8 angeordnet, deren Drehpunkt 12 etwa in der Ebene der Wandung 10 angeordnet ist. Durch einen Rückfallanker 9 wird die Wippe 8 daran gehindert, sich in die 03:00 Uhr-Stellung zu verdrehen, so dass der Aufgabeschacht 2 frei ist und von Mahlgut 3 durchflossen werden kann.
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In 3 ist der Übergang der Wippe 8 vom Öffnungszustand in den verschlusszustand dargestellt. Dazu dreht sich der Rückfallanker 9 geringfügig um den Drehpunkt 13 in Uhrzeigerrichtung, so dass der untere Ausleger 14 des Rückfallankers 9 den unteren Flügel 15 der Wippe 8 freigibt und dadurch die Möglichkeit gegeben ist, dass sich die Wippe 8, getrieben durch das nachfließende Mahlgut 3 in Uhrzeigerrichtung drehen kann. Bei der Freigabe des unteren Flügels 15 der Wippe 8 wird der obere Ausleger 16 des Rückfallankers 9 mitsamt einer Nase 17 in Uhrzeigerrichtung gedreht, wodurch der untere Flügel 15 der Wippe 8 erneut an einer weiteren Drehung im Uhrzeigersinn gehindert ist.
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Durch diesen erneuten Stopp der Wippe 8 in der 03:00-Uhr-Stellung, wie es in 4 dargestellt ist, verschließt der ursprünglich obere Flügel 18 der Wippe 8 den Aufgabeschacht 2. Dabei legt sich nachfließendes Mahlgut 3 auf dem ehemals oberen Flügel 18 der Wippe 8 ab, der etwa waagrecht liegt und durch das Mahlgut 3 belastet wird. Um den Aufgabeschacht 2 wieder zu öffnen, wird der Rückfallanker 9 wieder entgegen den Uhrzeigersinn zurück gedreht, wobei die Nase 17 den ehemals unteren Flügel 15 freigibt und die gesamte Wippe 8 solange, getrieben durch die Schwerkraft des Mahlguts 3, in Uhrzeigerrichtung gedreht wird, bis der ehemals obere Flügel 18 der Wippe 8 nun die Position des unteren Flügels einnimmt und eine um 180° verdrehte Position der Wippe 8 in Bezug auf die Position in 2 vorliegt. An dieser Stelle schließt sich der Verschluss- und Öffnungszyklus.
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In 5 ist schließlich die Hochdruckrollenpresse aus 1 mit geschlossener Materialflussklappenanordnung dargestellt, wobei die Öffnungsposition der Wippe 8 gestrichelt und die Verschlussposition der Wippe 8 gepunktet eingezeichnet ist. Damit das Mahlgut 3 nicht aus dem Aufgabeschacht 2 herausfließen kann, ist vorgesehen, dass der Rückfallanker 9 und die Wippe 8 in einer Einhausung 19 angeordnet sind, wobei die Einhausung 19 mit einer Wandebene 10 des Aufgabeschachtes 2 verbunden ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hochdruckrollenpresse
- 2
- Aufgabeschacht
- 3
- Mahlgut
- 4
- Walzenspalt
- 5
- Walze
- 6
- Walze
- 7
- Seitenblech
- 8
- Wippe
- 9
- Rückfallanker
- 10
- Wandung
- 11
- Wandung
- 12
- Drehpunkt
- 13
- Drehpunkt
- 14
- Ausleger
- 15
- Flügel
- 16
- Ausleger
- 17
- Nase
- 18
- Flügel
