DE102013107084B4

DE102013107084B4 - Verschlusssystem für Kugelmühlen und Verfahren zum Öffnen und Verschließen von Kugelmühlen

Info

Publication number: DE102013107084B4
Application number: DE102013107084.1A
Authority: DE
Inventors: Udo Enderle; Thomas Goller
Original assignee: Netzsch Feinmahltechnik GmbH
Current assignee: Netzsch Feinmahltechnik GmbH
Priority date: 2013-07-05
Filing date: 2013-07-05
Publication date: 2016-12-29
Anticipated expiration: 2033-07-06
Also published as: DE102013107084A1; WO2015000457A1; EP3027323B1; CN105555410A; US20160107164A1; AU2014286661A1; EP3027323A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verschlusssystem für Kugelmühlen sowie ein Verfahren zum Öffnen und Verschließen von Kugelmühlen. Die Kugelmühle umfasst einen Mahlbehälter mit einer stirnseitigen Öffnung, die mit einer Verschlussvorrichtung verschließbar ist. Der Verschlussvorrichtung ist ein erster Flansch mit ersten Verbindungseinrichtungen und der stirnseitigen Öffnung des Mahlbehälters ist ein zweiter Gegenflansch mit zweiten Verbindungseinrichtungen zugeordnet. Die Verschlussvorrichtung kann über die ersten und die zweiten Verbindungseinrichtungen am Mahlbehälter befestigt werden. Erfindungsgemäß sind die ersten oder die zweiten Verbindungseinrichtungen Bestandteil mindestens eines drehbaren, zumindest teilringförmigen Verstellelementes. In einer offenen Arbeitsposition des mindestens einen, zumindest teilringförmigen Verstellelementes greifen die ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen lose ineinander oder durchgreifen einander. Durch Rotation wird das mindestens eine, zumindest teilringförmige Verstellelement in eine zweite geschlossene Verriegelungsposition überführt. In der geschlossenen Verriegelungsposition sind die ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen gegeneinander verdreht. Durch Kraftschluss herstellende Mittel wird eine kraftschlüssig geklemmte Wirkverbindung zwischen der Verschlussvorrichtung und dem Mahlbehälter ausgebildet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verschlusssystem für Kugelmühlen und ein Verfahren zum Öffnen und Verschließen von Kugelmühlen gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes der Ansprüche 1 und 12.
Stand der Technik
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verschlusssystem für große, horizontal liegend ausgerichtete Kugelmühlen. Die Kugelmühle ist ein Gerät zur Grob-, Fein- und Feinstzerkleinerung oder Homogenisierung von Mahlgut. Sie besteht aus einem in Rotation versetzten Mahlraum, in dem Mahlgut durch Mahlkörper zerkleinert wird. Kugelmühlen sind in der Regel aus einem horizontal drehbar gelagerten annähernd kreiszylindrischen Mahlbehälter aufgebaut. Befüllt werden die Mühlen durch eine zentrale Öffnung in einer der Stirnwände. Der Austrag ist von der Bauform abhängig und erfolgt beispielsweise durch Schlitze in der Mahlraumwand am Mühlenende, wobei die Mahlkörper zurückgehalten werden.
Eine Sonderform der Kugelmühle ist die Rührwerkskugelmühle. Rührwerkskugelmühlen bestehen aus einem vertikal oder horizontal angeordneten, meist annähernd zylindrischen Mahlbehälter, der zu 70–90% mit Mahlkörpern gefüllt ist. Der Mahlbehälter ist bei Rührwerkskugelmühlen in der Regel stationär, nicht drehend gelagert. Ein Rührwerk mit geeigneten Rührelementen sorgt für die intensive Bewegung der Mahlkörper. Die Mahlgutsuspension wird kontinuierlich durch den Mahlraum gepumpt. Dabei werden die suspendierten Feststoffe durch Prall- und Scherkräfte zwischen den Mahlkörpern zerkleinert bzw. dispergiert. Am Austrag der Mühle erfolgt die Trennung von Mahlgut und Mahlkörpern mittels eines geeigneten Trennsystems.
Eine Kugelmühle wird beispielsweise in US 2542482 A offenbart. Diese besteht aus einer drehbaren Trommel mit zwei kreisrunden Seitenflächen. Eine der kreisrunden Seitenflächen bildet den Deckel, der auf die Trommel aufgeschraubt wird. Eine analog ausgeführte Befestigung des Deckels findet man beispielsweise in der US 4018393 A .
Der Deckel großer Mühlen, beispielsweise von Kugelmühlen oder Rührwerkskugelmühlen, mit einem Durchmesser des Mahlbehälters von mehreren Metern, weist aufgrund seiner Größe ein hohes Gewicht auf, was das Verschließen des Mahlbehälters erschwert. Im Falle einer Rührwerkskugelmühle sind das Rührwerk und der Antrieb in der Regel an dem Deckel angeordnet, wodurch dieser noch schwerer und schlechter zu handhaben ist. Der Deckel muss aber immer wieder möglichst schnell und einfach entfernt werden können, um beispielsweise den Innenraum des Mahlbehälters zu reinigen, defekte Rührmittel des Rührwerks auszutauschen, defekte und/oder verschlissene Teile der Mahlbehälterauskleidung auszuwechseln, die Mahlkugeln im Mahlbehälter auszutauschen etcetera. Aus diesem Grund sind Kugelmühlen bekannt, bei denen der Mahlbehälter horizontal verschieblich gelagert ist und vom Deckel weggefahren werden kann. Derartige und ähnliche Mühlen sind beispielsweise aus der DE 69525334 T2 und WO 2010068993 A1 bekannt. Der Mahlbehälter und der Deckel weisen herkömmlicherweise Flansche auf, die beispielsweise fluchtende Öffnungen umfassen, so dass der Mahlbehälter und der Deckel über die Flansche miteinander verschraubt werden können. Problematisch beim Abnehmen des Deckels sind insbesondere lange Arbeitszeiten zum Öffnen der Schrauben. Erschwerend kommt aufgrund der Baugröße die schlechte Erreichbarkeit der Schrauben hinzu, insbesondere an der Ober- und Unterseite der Flansche.
US6582285 B2 zeigt eine Kugelmühle zum Nassmahlen von pharmazeutischen Produkten mit einer verbesserten Reinigungsmöglichkeit, wodurch Verunreinigungen verhindert werden. Der Deckel kann am Mahlbehälter mittels einer hygienischen, werkzeuglos bedienbaren Klemmverbindung befestigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verschlussvorrichtung für eine Kugelmühle bereitzustellen, mit der der Deckel sicher, fest und abdichtend auf der Kugelmühle befestigt werden kann und wobei der Deckel schnell und einfach von dem Mahlbehälter entfernt werden kann, um einen leichten und einfachen Zugang zum Innenraum des Mahlbehälters zu gewähren. Weiterhin liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum einfachen, schnellen und sicheren Verschließen und Öffnen einer Kugelmühle bereitzustellen.
Die obigen Aufgaben werden durch ein Verschlusssystem für Kugelmühlen und ein Verfahren zum Öffnen und Verschließen von Kugelmühlen gelöst, die die Merkmale in den Patentansprüchen 1 und 12 umfassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verschlusssystem für Kugelmühlen mit einem horizontal oder vertikal gelagerten Mahlbehälter. Der Begriff Kugelmühle wird im Rahmen der Anmeldung sowohl für Kugelmühlen mit einem rotierenden Mahlbehälter als auch für Rührwerkskugelmühlen mit einem nicht drehenden Mahlbehälter und Rührwerkzeugen verwendet. Bei Rührwerkskugelmühlen kann der Mahlbehälter drehend als auch nicht drehend gelagert sein. Der Mahlbehälter weist eine stirnseitige Öffnung auf. Insbesondere handelt es sich bei dem Mahlbehälter um einen einseitig offenen Hohlzylinder, der liegend angeordnet ist und an einem der freien Enden eine kreisrunde Öffnung aufweist. Andere Geometrien des Mahlbehälters, beispielsweise Behälter mit einem weitgehend symmetrisch polygonen, insbesondere einem achteckigen Querschnitt oder ähnlichem sind ebenfalls denkbar und sollen von der Erfindung umfasst sein. Die Öffnung wird mit einer Verschlussvorrichtung, insbesondere mit einem Deckel, verschlossen. Hierfür umfasst die Verschlussvorrichtung einen ersten Flansch mit ersten Verbindungseinrichtungen. Die stirnseitige Öffnung des Mahlbehälters umfasst einen zweiten Gegenflansch mit zweiten Verbindungseinrichtungen. Die Verschlussvorrichtung kann über die ersten und die zweiten Verbindungseinrichtungen kraftschlüssig am Mahlbehälter befestigt werden.
Erfindungsgemäß sind die ersten oder die zweiten Verbindungseinrichtungen jeweils Bestandteil mindestens eines drehbaren, zumindest teilringförmigen Verstellelementes. Wenn im Folgenden von dem Verstellelement in Einzahl gesprochen wird, soll dies auch eine Mehrzahl von drehbaren, teilringförmigen Verstellelementen umfassen, insbesondere eine Mehrzahl von Verstellelementen, die zusammen weitgehend eine Ringform bilden.
Das Verstellelement kann eine offene Arbeitsposition einnehmen, in der die ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen lose ineinander greifen. Durch Rotation in einer ersten Drehrichtung wird das mindestens eine, zumindest teilringförmige Verstellelement in eine geschlossene Verriegelungsposition überführt. In dieser zweiten geschlossenen Verriegelungsposition sind die ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen gegeneinander verdreht. Insbesondere sind die ersten oder die zweiten Verbindungseinrichtungen gegenüber der ersten Arbeitsposition verdreht. Durch Kraftschluss herstellende Mittel wird eine kraftschlüssig geklemmte Wirkverbindung zwischen der Verschlussvorrichtung und dem Mahlbehälter ausgebildet.
Bei der Rotation des Verstellelementes handelt es sich um eine Drehbewegung von nur wenigen Grad, beispielsweise rotiert das Verstellelement um einen Drehwinkel zwischen 5° und 20°, insbesondere um ca. 10°–15°. Durch die Rotation des Verstellelementes in Kombination mit Kraftschluss herstellenden Mitteln werden die Verschlussvorrichtung und der Mahlbehälter in der Endlage axial verpresst, so dass die Verschlussvorrichtung abdichtend am Mahlbehälter befestigt ist.
Der Mahlbehälter ist vorzugsweise horizontal beweglich, während die Verschlussvorrichtung weitgehend ortsfest angeordnet ist. Zum Befestigen der Verschlussvorrichtung am Mahlbehälter wird dieser in eine erste Verschließposition verfahren, in der die ersten Verbindungseinrichtungen der Verschlussvorrichtung und die zweiten Verbindungseinrichtungen des Mahlbehälterflansches lose ineinander greifen beziehungsweise in der die zweiten Verbindungseinrichtungen des Mahlbehälterflansches durch die ersten Verbindungseinrichtungen der Verschlussvorrichtung durchgreifen. Anschließend erfolgt die Verriegelung durch die Rotation des Verstellelementes und die Kraftschluss herstellenden Mittel. Um den Mahlbehälter beispielsweise zu reinigen oder um die Mahlkörper zu entnehmen etcetera, wird die Verriegelung zwischen dem Mahlbehälter und der Verschlussvorrichtung gelöst, indem das Verstellelement in Gegenrichtung zur ersten Drehrichtung rotiert und der Kraft- und/oder Formschluss über die den Kraftschluss herstellenden Mittel aufgehoben wird. Nach der Rotation des Verstellelementes in Gegenrichtung sind die ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen so angeordnet, dass sie nur lose ineinander greifen. Durch horizontales Verfahren des Mahlbehälters von der Verschlussvorrichtung weg in eine Wartungsposition, wird ein einfacher Zugang in den Innenraum des Mahlbehälters ermöglicht.
Zur Verstellung des mindestens einen drehbaren, zumindest teilringförmigen Verstellelementes durch Rotation ist diesem mindestens ein geeignetes hydraulisches, pneumatisches oder/oder elektronisches Verstellmittel, insbesondere mindestens eine Hydraulikvorrichtung, zugeordnet. Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass dem Flansch und dem Gegenflansch Zentriermittel zugeordnet sind, die eine korrekte Ausrichtung der Verschlussvorrichtung am Mahlbehälter erzwingen und somit auch ein Verkeilen der ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen verhindern. Beispielsweise umfasst der Flansch einen Zentrierbolzen der in einer korrespondierenden Bohrung des Gegenflansches eingreift und geführt ist. Vorzugsweise sind mindestens zwei Zentrierbolzen vorgesehen, damit der Mahlbehälter und die Verschlussvorrichtung beim Zusammenführen sauber fluchten. Weitere dem Fachmann bekannte Zentriermittel sollen ebenfalls umfasst sein.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind die ersten Verbindungseinrichtungen der Verschlussvorrichtung Bestandteil eines drehbaren, ringförmigen Verstellelementes. In einer ersten offenen Arbeitsposition des Verstellelementes befinden sich die ersten Verbindungseinrichtungen in einer ersten offenen Stellung fluchtend zu den zweiten Verbindungseinrichtungen. Wird der Mahlbehälter nun horizontal, entlang seiner Längsachse in Richtung der Verschlussvorrichtung verschoben, so greifen die zweiten Verbindungseinrichtungen des Mahlbehälters in die ersten Verbindungseinrichtungen der Verschlussvorrichtung locker ein beziehungsweise greifen durch diese hindurch. Durch Rotation des Verstellelementes wird dieses in die Verriegelungsposition überführt. Dabei werden die ersten Verbindungseinrichtungen in eine zweite, zumindest teilweise geschlossene Stellung verdreht. In der zweiten Verriegelungsposition des Verstellelementes sind die ersten und die zweiten Verbindungseinrichtungen zumindest teilweise gegeneinander verdreht. Vorzugsweise sind die ersten und die zweiten Verbindungseinrichtungen soweit gegeneinander verdreht, dass sie nicht mehr parallel zur Längsachse des Mahlbehälters fluchten, sondern zumindest weitgehend nebeneinander angeordnet sind.
Das drehbare, ringförmige Verstellelement ist beispielsweise als Außenring ausgebildet, der dem ersten Flansch der Verschlussvorrichtung drehbar zugeordnet ist. Der Außendurchmesser des Außenrings ist vorzugsweise größer als der Außendurchmesser des ersten Flansches ausgebildet. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist der Außendurchmesser des Außenrings vorzugsweise identisch zum Außendurchmesser des ersten Flansches ausgebildet. Der Außenring umfasst nach innen gerichtete erste Zähne, das heißt die ersten Zähne des Außenrings sind zum Ringmittelpunkt des Außenrings hin gerichtet. Insbesondere sind eine Mehrzahl von identisch ausgebildeten ersten Zähnen gleichmäßig beabstandet am Innendurchmesser des Außenrings angeordnet, so dass diese eine Art inneren Zahnkranz ausbilden. Die Zwischenräume zwischen den ersten Zähnen bilden jeweils die ersten Verbindungseinrichtungen. Zwischen den ersten Zähnen und dem ersten Flansch ist zumindest bereichsweise mindestens ein Freiraum ausgebildet. Dieser Freiraum ist vorzugsweise so groß ausgestaltet, dass die zweiten, nachfolgend beschriebenen Zähne des Mahlbehälterflansches vollständig in die Zwischenräume zwischen den ersten Zähnen eingeschoben werden können. Alternativ können die ersten Zähne einen Hinterschnitt zum ersten Flansch hin ausgebildet haben. Die zweiten Verbindungseinrichtungen überragen bereichsweise den Außendurchmesser des Mahlbehälterflansches. Insbesondere sind die zweiten Verbindungseinrichtungen als nach außen gerichtete zweite Zähne ausgebildet. Am Mahlbehälterflansch ist eine Art äußerer Zahnkranz angeordnet. Die zweiten Zähne sind derart dimensioniert, dass sie in einer ersten Arbeitsposition durch die Horizontalverschiebung des Mahlbehälters in die Zwischenräume zwischen den ersten Zähnen, das heißt zwischen die nach innen gerichteten ersten Zähne des Verstellelementes der Verschlussvorrichtung eingeschoben bzw. durchgeschoben werden können. Dementsprechend werden zweite Verbindungseinrichtungen in erste Verbindungseinrichtungen, die Bestandteil des Verstellelementes der Verschlussvorrichtung sind, eingeschoben. Hierzu wird der Mahlbehälter soweit an die Verschlussvorrichtung herangefahren, dass die zweiten Verbindungeinrichtungen weitgehend am Flansch der Verschlussvorrichtung anliegen.
Durch Rotation des Verschlusselementes in eine erste Drehrichtung wird die Verriegelungsposition eingestellt. Die erste Drehrichtung ist beispielsweise als verschließende Drehrichtung im Uhrzeigersinn definiert. Bei der Rotation des Verschlusselementes im Uhrzeigersinn werden die ersten Verbindungseinrichtungen gegenüber den zweiten Verbindungseinrichtungen verdreht. Insbesondere werden die ersten Zähne des drehbaren, ringförmigen Verstellelementes zumindest teilweise über die zweiten Verbindungseinrichtungen, das heißt über die nach außen gerichteten zweiten Zähne des Mahlbehälterflansches, geschoben. Die zweiten Zähne sind dann zumindest teilweise in dem Freiraum bzw. im Hinterschnitt zwischen den ersten, nach innen gerichteten Zähnen des Außenringes und dem Flansch der Verschlussvorrichtung angeordnet. Vorzugsweise überdecken die ersten Zähne die zweiten Zähne in der Verriegelungsposition des Verstellelementes weitgehend komplett.
Um einen besonders guten Kraftschluss zu erzeugen, können den zweiten Verbindungseinrichtungen auf der dem Mahlbehälter zugewandten Seite Keilelemente zugeordnet sein, die sich senkrecht zum Mahlbehälterflansch entgegen der ersten Drehrichtung des Außenrings der Verschlussvorrichtung verbreitern. Alternativ oder zusätzlich können auf der Deckelseite der ersten Zähne ebenfalls Keilelemente angeordnet sein. Die Keilelemente an den ersten Zähnen werden im Folgenden als erste Keilelemente bezeichnet und die Keilelemente an den zweiten Zähnen werden als zweite Keilelemente bezeichnet.
Betrachtet man die ersten Keilelemente an den ersten Zähnen der Verschlussvorrichtung von der Behälterseite aus gesehen, dann nimmt deren Dicke senkrecht zur Ebene der offenen Stirnseite des Mahlbehälters jeweils entgegen dem Uhrzeigersinn zu. Beim Verschließen der offenen Stirnseite des Mahlbehälters mit der Verschlussvorrichtung bewirken die ersten Keilelemente zusammen mit den zweiten Keilelementen der am Mahlbehälterflansch angeordneten zweiten Zähne die Herstellung einer kraftschlüssigen Verbindung, insbesondere da durch die jeweilige Verbreiterung der ersten und zweiten Keilelemente der Anpressdruck zusätzlich erhöht wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen die ersten oder die zweiten Keilelemente verstellbar an den ersten bzw. zweiten Zähnen anzuordnen. Beispielsweise ist eine Verstellung über eine Langlochbefestigung oder andere geeignete Verstellmöglichkeiten realisierbar. Vorzugsweise werden die Keilelemente bei Inbetriebnahme der Kugelmühle einmal eingestellt. Alternativ und/oder zusätzlich kann vorgesehen sein, die verstellbaren Keilelemente gegebenenfalls nachzujustieren, wenn beispielsweise die Dichtelemente dünner werden, um immer einen ausreichenden Kraftschluss sicher zu stellen.
In diesem Zusammenhang soll auch darauf hingewiesen werden, dass es natürlich sinnvoll ist, die Keilelemente einzeln austauschbar auszuführen, so dass diese bei Beschädigung jeweils einzeln ausgetauscht werden können.
Beim Einstellen der zweiten Verriegelungsposition durch Rotation des Verstellelementes erhöhen die Keilelemente den Kraftschluss zwischen den ersten nach innen gerichteten Zähnen des Außenrings des Verstellelementes der Verschlussvorrichtung und den zweiten nach außen gerichteten Zähnen des Mahlbehälterflansches. Durch die Rotation des Verstellelementes in die geschlossene Verriegelungsposition wird durch die Keilelemente ein zusätzlicher Druck in Achsrichtung des Mahlbehälters erzeugt. Vorzugsweise ist der Verschlussvorrichtung auf der Mahlbehälterseite ein Dichtelement, beispielsweise in Form einer Gummidichtung oder einer ca. 10 mm bis 15 mm starken Gummiplatte zugeordnet. Durch den zusätzlichen Druck in Achsrichtung wird die Gummidichtung oder Gummiplatte gestaucht und somit der Mahlbehälter gegenüber der Verschlussvorrichtung abgedichtet. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei den Dichtelementen um Verschleißteile.
Der Mahlbehälter inklusive Mahlbehälterflansch, die Verschlussvorrichtung und der drehbare Außenring mit den ersten Zähnen bestehen vorzugsweise aus einem ersten Material, insbesondere aus Stahl oder Edelstahl. Die Keilelemente an den zweiten Verbindungseinrichtungen bestehen vorzugsweise aus einem zweiten, anderen Material, beispielsweise aus Messing oder aus einer Kuper-Zink-Legierung etcetera. Das Material der Keilelemente wird so gewählt, dass eine möglichst geringe Haftreibung zwischen dem Material des Außenrings und dem Material der Keilelemente besteht. Aufgrund einer geringen Haftreibung, beispielsweise aufgrund einer geringen Haftreibung zwischen Messing und Stahl, kommt es bei der Rotation des Außenringes somit nicht zu einem ungewünschten Verklemmen.
Zum Verdrehen des drehbaren, ringförmigen Verstellelementes gemäß der ersten beschriebenen Ausführungsform sind beispielsweise zwei Hydraulikzylinder vorgesehen, die an dem drehbaren, ringförmigen Verstellelement und an einem die Kugelmühle tragenden Rahmen angeordnet sind und die notwendige Rotation des Verstellelementes bewirken.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist dem Mahlbehälterflansch eine Mehrzahl von drehbaren, teilringförmigen Verstellelementen mit zweiten Verbindungseinrichtungen zugeordnet. Vorzugsweise sind vier weitgehend viertelringförmige Verstellelemente vorgesehen. In einer offenen Arbeitsposition der Verstellelemente befinden sich die zweiten Verbindungseinrichtungen in einer ersten offenen Stellung, so dass die ersten Verbindungseinrichtungen der Verschlussvorrichtung fluchtend durch die zweiten Verbindungseinrichtungen durchgreifen können. Durch vorzugsweise gleichzeitige und gemeinsame Rotation der Verstellelemente werden die zweiten Verbindungseinrichtungen in eine zweite geschlossene Stellung überführt. Hierbei kann vorgesehen sein, dass alle Verstellelemente in eine gemeinsame Drehrichtung rotieren. Alternativ kann vorgesehen sein, dass ein Teil der Verstellelemente in Uhrzeigersinn und die anderen Verstellelemente entgegen dem Uhrzeigersinn rotieren. Den ersten Verbindungseinrichtungen sind zusätzliche Axialverschiebungsvorrichtungen zugeordnet, durch die die ersten Verbindungseinrichtungen parallel zur Mahlbehälterlängsachse verschoben werden können. Als Axialverschiebungsvorrichtung können dem Fachmann bekannte hydraulische, pneumatische oder elektrische Mittel verwendet werden. Zum Verschließen des Mahlbehälters wird dieser an die Verschlussvorrichtung herangefahren, so dass sich der Flansch und der Gegenflansch nahezu berühren. In der Regel wird der Mahlbehälter so nah an die Verschlussvorrichtung herangefahren, dass zwischen dem Mahlbehälter und der Verschlussvorrichtung ein allumfänglicher gleichmäßiger Spalt zwischen 5 mm bis 40 mm, vorzugsweise zwischen 10 mm bis 25 mm ausgebildet ist. Dabei durchgreifen die ersten Verbindungseinrichtungen die zweiten Verbindungseinrichtungen. Die ersten Verbindungseinrichtungen können anschließend oder weitgehend zeitgleich mittels ihrer jeweiligen Axialverschiebungsvorrichtungen zusätzlich in Richtung des Mahlbehälters verschoben bzw. verlängert werden. Als Axialverschiebungsvorrichtungen dienen beispielsweise Hydraulikzylinder oder andere geeignete Mittel. Die Axialverschiebungsvorrichtungen können einzeln oder gemeinsam angesteuert werden. Die Axialverschiebungsvorrichtungen stellen bei dieser zweiten Ausführungsform gleichzeitig die den Kraftschluss herstellenden Mitteln dar, wie im Folgenden dargestellt werden soll.
Die ersten Verbindungseinrichtungen sind beispielsweise als hydraulisch verlängerbare Bolzen mit einem verbreiterten freien, insbesondere verbreiterten Pilzkopf-ähnlichem Endbereich ausgebildet. Die ersten Verbindungseinrichtungen werden, gegebenenfalls unter Mithilfe der Axialverschiebungsvorrichtungen so durch die zweiten Verbindungseinrichtungen durchgeführt, dass sich die verbreiterten freien Pilzkopf-ähnlichen Endbereiche hinter den zweiten Verbindungseinrichtungen, das heißt hinter den Verstellelementen am Mahlbehälterflansch, befinden. Die zweiten Verbindungseinrichtungen umfassen einen Durchtrittsbereich und einen Auflagebereich mit einer Auflagefläche für den verbreiterten Endbereich der ersten Verbindungseinrichtungen. Der Durchtrittsbereich und der Auflagebereich sind über einen mittleren Bereich miteinander verbunden. Der mittlere Bereich ist beispielsweise als Langlochbohrung ausgebildet. In der Arbeitsposition der drehbaren, teilringförmigen Verstellelemente sind die zweiten Verbindungseinrichtungen so ausgerichtet, dass beim Heranfahren des Mahlbehälters an die Verschlussvorrichtung die ersten Verbindungseinrichtungen einfach durch die Durchtrittsbereiche der zweiten Verbindungseinrichtungen durchgeschoben werden können. Durch Rotation der teilringförmigen Verstellelemente in die Verriegelungsposition werden die zweiten Verbindungseinrichtungen über das Langloch so gegenüber den ersten Verbindungseinrichtungen verschoben, dass die freien Endbereiche der ersten Verbindungseinrichtungen nunmehr jeweils den Auflagebereichen der zweiten Verbindungseinrichtungen vorgelagert sind. Mittels der Hydraulikzylinder werden die ersten Verbindungseinrichtungen zur Verschlussvorrichtung hin angezogen. Dadurch wird der verbreiterte Endbereich an die Auflagefläche der zweiten Verbindungseinrichtung angedrückt und ein Anpressdruck zwischen dem verbreiterte Endbereich und dem Auflagebereich der zweiten Verbindungseinrichtung und somit ein Kraftschluss zwischen dem Mahlbehälter und der Verschlussvorrichtung erzeugt, wodurch der Mahlbehälter vollständig an die Verschlussvorrichtung herangezogen und somit fest und dichtend mit dieser verschlossen werden kann.
Die erste Verbindungseinrichtung, das heißt der Bolzen mit dem verbreiterten Pilzkopf-ähnlichem Endbereich, kann beispielsweise so ausgeführt sein, dass er einfach vom jeweiligen Hydraulikzylinder abnehmbar ist. Der Bolzen ist in einer Aufnahme geführt und mit dem Hydraulikzylinder verschraubt.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass nicht jeder ersten Verbindungseinrichtung ein eigener Hydraulikzylinder als Axialverschiebungsvorrichtungen zugeordnet ist, sondern dass mehrere erste Verbindungseinrichtungen mit einem Hydraulikzylinder gekoppelt und somit gemeinsam verstellt werden. Beispielsweise ist vorgesehen, dass drei bolzenförmige erste Verbindungseinrichtungen mit jeweils einem verbreiterten Pilzkopf-ähnlichem Endbereich jeweils einem gemeinsamen Hydraulikzylinder zugeordnet sind.
Für die Rotation der drehbaren, teilringförmigen Verstellelemente sind jedem dieser Elemente geeignete hydraulische, pneumatische oder elektronische Mittel zugeordnet. Beispielsweise sind den Verstellelementen jeweils mindestens ein, vorzugsweise zwei zusammenwirkende Hydraulikzylinder zugeordnet. Die Rotation der Verstellelemente zum Öffnen bzw. Schließen des Verschlusssystems erfolgt vorzugsweise weitgehend synchron.
Die Verstellung, das heißt die Rotation der Verstellelemente und/oder das Aufbringen des Kraftschlusses durch die Axialverschiebungsvorrichtungen kann auch pneumatisch und/oder elektronisch erfolgen.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Öffnen und Verschließen einer Kugelmühle, wobei die Kugelmühle einen horizontal liegend angeordneten Mahlbehälter mit einer stirnseitigen Öffnung umfasst, die mit einer Verschlussvorrichtung verschließbar ist. Die Kugelmühle umfasst weiterhin ein Verschlusssystem mit mindestens einem drehbaren, zumindest teilringförmigen Verstellelement mit ersten Verbindungseinrichtungen an der Verschlussvorrichtung oder mit zweiten Verbindungseinrichtungen am Mahlbehälter. Insbesondere umfasst die Kugelmühle ein Verschlusssystem gemäß der oben beschriebenen ersten oder zweiten Ausführungsform.
In einer Arbeitsposition greifen die ersten und die zweiten Verbindungseinrichtung fluchtend ineinander oder die ersten Verbindungseinrichtungen greifen fluchtend durch die zweiten Verbindungseinrichtung bzw. die zweiten Verbindungseinrichtung greifen fluchtend durch die ersten Verbindungseinrichtungen. Durch Rotation wird das mindestens eine Verstellelement in eine geschlossene Verriegelungsposition überführt. Bei dieser Rotation des mindestens einen Verstellelementes werden die ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen gegeneinander verdreht. Über Kraftschluss herstellende Mittel wird eine kraftschlüssig geklemmte Wirkverbindung zwischen der Verschlussvorrichtung und dem Mahlbehälter hergestellt.
Zum Verschließen der Kugelmühle wird der Mahlbehälter in axialer Richtung an die Verschlussvorrichtung herangeschoben. Nach Ein- bzw. Durchgreifen der ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen wird das mindestens eine Verstellelement in der ersten Drehrichtung verdreht und ein Kraftschluss zwischen der Verschlussvorrichtung und dem Mahlbehälter hergestellt. Zum Öffnen der Kugelmühle wird der Kraftschluss zwischen der Verschlussvorrichtung und dem Mahlbehälter gelöst und das Verstellelement in einer zweiten Gegenrichtung, entgegen der ersten Drehrichtung, verdreht. Anschließend wird der Mahlbehälter in axialer Richtung verfahren und zwar von der Verschlussvorrichtung weg. Dadurch werden die fluchtend ineinander oder durchgreifend angeordneten ersten und zweiten Verbindungsmittel auseinander gezogen und voneinander beabstandet.
Die vier weitgehend viertelringförmigen Verstellelemente sind am äußeren Rand des Mahlbehälterflansches angeordnet und decken beispielsweise jeweils einen Winkel zwischen 75° und 85° ab, insbesondere einen Winkel von ca. 80°. Zwischen den jeweils benachbarten ca. 80° abdeckenden Verstellelementen befindet sich jeweils ein ca. 10° Verstellbereich. Dieser dient dazu, den notwendigen Freiraum zur drehbeweglichen Verstellung der Verstellelemente bereitzustellen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt beispielsweise eine Rotation der Verstellelemente um jeweils ca. 2°. Die notwendige Rotation kann variiert werden und ist insbesondere von dem Abstand zwischen dem Durchtrittsbereich und dem Auflagebereich der zweiten Verstellelemente abhängig.
Die Anzahl der ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen können sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten beschriebenen Ausführungsform angepasst werden. Insbesondere bei Mahlbehältern und Verschlussvorrichtungen mit einem großen Durchmesser, beispielsweise mit einem Durchmesser von mehreren Metern, wird die Anzahl entsprechend erhöht, um eine feste, sichere und dichtende Befestigung zu gewährleisten.
Bei dem Verschlusssystem handelt es sich um einen Schnellverschluss, über den der verfahrbare Mahlbehälter an die feststehende Verschlussvorrichtung, insbesondere an einen feststehenden Lagerbock, bei dem der Verschlussvorrichtung noch ein Rührwerk, ein entsprechender Antrieb und gegebenenfalls weitere Komponenten zugeordnet sind, schnell und einfach, insbesondere ohne hohen manuellen Kraftaufwand, an- und abgeflanscht werden kann.
Figurenbeschreibung
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Kugelmühle.
2 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine Rührwerkskugelmühle.
3 bis 10 zeigen unterschiedliche Ansichten und Detailausschnitte einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verschlusssystems für eine Kugelmühle.
11 bis 17 zeigen unterschiedliche Ansichten und Detailausschnitte einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verschlusssystems für eine Kugelmühle.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Kugelmühle 1. In einem tragenden Rahmengestell 2 ist der zylindrische Mahlbehälter 3 horizontal drehbar gelagert. Über eine Mahlgutzugabevorrichtung 4 wird das Mahlgut 5 in den Mahlbehälter 3 eingefüllt. Die Mahlgutzugabevorrichtung 4 ist in der Regel einer ersten kreisrunden Stirnwand (nicht dargestellt) zugeordnet. Im Innenraum des Mahlbehälters 3 befinden sich so genannte Mahlkugeln 6 oder andere geeignete Mahlhilfsmittel. Durch Rotation R des Mahlbehälters 3 wird das Mahlgut 5 durch die Mahlkugeln 6 zermahlen und somit zerkleinert. Der Austrag des zerkleinerten Mahlguts 5 erfolgt über eine Mahlgutentnahmevorrichtung 7, die in der dargestellten Ausführungsform der der ersten Stirnwand gegenüberliegenden zweiten kreisrunden Stirnwand zugeordnet ist. Insbesondere werden an der Mahlgutentnahmevorrichtung 7 die Mahlkugeln 6 zurückgehalten und verbleiben im Mahlbehälter 3.
2 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine Rührwerkskugelmühle 9. Diese umfasst ebenfalls einen horizontal gelagerten Mahlbehälter 3. Weiterhin ist erkennbar, dass der einen ersten Stirnwand 10 eine Mahlgutentnahmevorrichtung 7 mit Trennsystem 8 zugeordnet ist. Die andere zweite Stirnwand 11 des Mahlbehälters 3 ist offen ausgebildet und umfasst einen Mahlbehälterflansch 12. Die offene Stirnwand 11 des Mahlbehälters 3 wird mit einem Deckel 13 mit Deckelflansch 13* verschlossen. Am Deckel 13 sind zur abdichtenden Befestigung behälterseitig Dichtelemente angeordnet. Dem Deckel 13 ist weiterhin die Mahlgutzugabevorrichtung 4 zugeordnet, über die Mahlgut 5 in den Mahlbehälter 3 eingeführt wird. Der Mahlbehälter 3 ist mit Mahlkugeln 6 gefüllt und umfasst zusätzlich Rührelemente 14, die für die intensive Bewegung der Mahlkugeln 6 sorgen, während beispielsweise eine Mahlgutsuspension 5* kontinuierlich durch den Mahlraum des Mahlbehälters 3 gepumpt wird. Die Rührelemente 14 sind beispielsweise an einer gemeinsamen Antriebswelle 15 angeordnet, die durch ein geeignetes Antriebsmittel 16 angetrieben wird. Das Antriebsmittel 16 ist beispielsweise ein Elektromotor 17 und ist an der Außenseite des Deckels 13 angeordnet.
3 bis 10 zeigen unterschiedliche Ansichten und Detailausschnitte einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verschlusssystems für eine Kugelmühle. 3 stellt einen Ausschnitt eines horizontal gelagert zylindrischen Mahlbehälters 20 dar, insbesondere den Bereich der offenen zweiten Stirnwand 21 mit dem Mahlbehälterflansch 22, und 5 zeigt einen Detailausschnitt hierzu. Am Mahlbehälterflansch 22 ist deckelseitig ein Ring 23 mit einer Außenverzahnung angeordnet. Der Ring 23 ist beispielsweise an dem Mahlbehälterflansch 22 über Schraubverbindungen 26 befestigt. Zwischen den eine zweite Verbindungseinrichtung bildenden Außenzähnen 24 befinden sich so genannte Außenzahn-Zwischenräume 25. Der Abstand zwischen dem Mittelpunkt des Ringes 23 und dem zu diesem am nächsten angeordneten Punkt in den Außenzahn-Zwischenräumen 25 ist vorzugsweise mit dem Radius des Mahlbehälterflansches 22 identisch. Das heißt, die die zweite Verbindungseinrichtung bildenden Außenzähne 24 ragen über den Mahlbehälterflansch 22 hinaus.
Die Außenzähne 24 weisen beispielsweise eine weitgehende Quader-Form auf. Der mittlere Abstand A₂₄ zwischen zwei Außenzähnen 24 beziehungsweise die mittlere Breite B₂₅ eines Außenzahn-Zwischenraumes 25 entspricht mindestens der Breite B₂₄ eines Außenzahns 24. Auf der Behälterseite der Außenzähne 24 sind weiterhin Keilelemente 27 angeordnet. Betrachtet man die Keilelemente 27 von der Behälterseite aus gesehen, dann nimmt deren Dicke senkrecht zur Ebene der offenen Stirnseite 21 jeweils im Uhrzeigersinn zu. Beim Verschließen der offenen Stirnseite 21 mit dem Deckel 30 dienen diese Keilelemente 27 zur Herstellung einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen Mahlbehälter 20 und Deckel 30, was im Zusammenhang mit den 7 bis 10 näher erläutert werden soll.
4 zeigt einen Deckel 30 zum Verschließen der offenen zweiten Stirnwand 21 des Mahlbehälters 20 und 6 zeigt einen Detailausschnitt hierzu. Der Deckel 30 weist einen Deckelflansch 32 auf. Über dem Deckelflansch 32 ist ein großer, drehbarer Verstellring 33 mit einer Innenverzahnung aus ersten Zähnen, insbesondere mit einer Innenverzahnung aus nach innen gerichteten Innenzähnen 34, angeordnet. Insbesondere sind die ersten Zähne bzw. Innenzähne 34 dem Deckelflansch 32 so vorgelagert, dass zwischen den Innenzähnen 34 und dem Deckelflansch 32 jeweils ein Freiraum 36 besteht.
Die Innenzähne 34 weisen beispielsweise eine weitgehende Quader-Form auf. Der mittlere Abstand A₃₄ zwischen zwei Innenzähnen 34 beziehungsweise die mittlere Breite B₃₅ eines Innenzahn-Zwischenraumes 35 entspricht mindestens der Breite B₃₄ der Innenzähne 34. Der Innenzahn-Zwischenraum 35 bildet insbesondere eine erste Verbindungseinrichtung. Insbesondere entspricht die Breite B₂₄ der Außenzähne 24 in etwa der Breite B₃₄ der Innenzähne 34 und insbesondere ist der mittlere Abstand A₃₄ zwischen zwei Innenzähnen 34 zumindest geringfügig größer als die Breite B₂₄ der Außenzähne 24. Weiterhin ist der mittlere Abstand A₂₄ zwischen zwei Außenzähnen 24 zumindest geringfügig größer als die Breite B₃₄ der Innenzähne 34.
Auf der Deckelseite der Innenzähne 34 sind weiterhin Keilelemente 37 angeordnet. Betrachtet man die Keilelemente 37 von der Behälterseite aus gesehen, dann nimmt deren Dicke senkrecht zur Ebene der offenen Stirnseite 21 jeweils entgegen dem Uhrzeigersinn zu. Beim Verschließen der offenen Stirnseite 21 des Mahlbehälters 20 mit dem Deckel 30 bewirken diese Keilelemente 37 zusammen mit den Keilelementen 27 der Außenzähne 24 des am Mahlbehälterflansch 22 angeordneten Rings 23 die Herstellung einer kraftschlüssigen Verbindung, da sie den Anpressdruck zusätzlich erhöhen.
Am Verstellring 33 sind einander gegenüberliegend zwei Hydraulikzylinder 38 angeordnet, mit deren Hilfe der Verstellring 33 gedreht wird. Die Hydraulikzylinder 38 sind an einem tragenden Unterbau (nicht dargestellt) der Kugelmühle oder Rührwerkskugelmühle befestigt.
Der Mahlbehälter 20 ist horizontalverschlieblich gelagert und wird zum Verschließen durch den Deckel 30 an diesen herangefahren. Der Verstellring 33 muss sich hierbei in einer Arbeitposition AP gemäß 7 befinden, so dass die Außenzähne 24 des am Mahlbehälterflansch 22 angeordneten Rings 23 fluchtend in die Innenzahn-Zwischenräume 35 zwischen den Innenzähnen 34 des Verstellringes 33 des Deckels 30 ein- bzw. durchgeschoben werden (vgl. auch 8). Insbesondere werden die Außenzähne 24 so nah an den Deckel 30 herangeschoben, dass sie weitgehend am Deckelflansch 32 oder gegebenenfalls an einem dem Deckelflansch 32 zugeordneten Dichtelement oder ähnlichem anliegen. In der ersten Arbeitsposition AP ist der erste Hydraulikzylinder 38-1 ausgefahren und der gegenüberliegende zweite Hydraulikzylinder 38-2 eingefahren. Durch zeitgleiches Ausfahren des zweiten Hydraulikzylinders 38-2 und Einfahren des ersten Hydraulikzylinders 38-1 wird der Verstellring 33 gedreht. Von der Behälterseite aus gesehen rotiert der Verstellring dabei im Uhrzeigersinn. Durch die Rotation des Verstellringes 33 schieben sich die Innenzähne 34 vorzugsweise komplett vor die Außenzähne 24. Das heißt in der Verriegelungsposition sind die Außenzähne 24 komplett in dem Freiraum 36 zwischen den Innenzähnen 34 und dem Deckelflansch 32 angeordnet. Durch die sich im Uhrzeigersinn verbreiternden Keilelemente 27 der Außenzähne 24 und die sich entgegen dem Uhrzeigersinn verbreiternden Keilelemente 37 der Außenzähne 24 wird ein zusätzlicher Kraftschluss erzeugt, so dass der Mahlbehälter 20 mit dem Deckel 30 dichtend verschlossen wird. Insbesondere wird eine Kraft in Richtung der Längsachse der Kugelmühle bzw. des Mahlbehälters 30 und somit eine feste Verbindung zwischen dem Mahlbehälterflansch 22 und dem Deckelflansch 32 erzeugt. Der Verstellring 33 stützt sich dabei auf dem Deckelflansch 32 ab.
Die Keilelemente 27 der Außenzähne 24 bestehen vorzugsweise aus einem anderen Material als die Keilelemente 37 der Außenzähne 24, insbesondere wird eine Materialkombination mit einer möglichst geringen Haftreibung ausgewählt. Beispielsweise bestehen die Keilelemente 37 der Innenzähne 34 aus Stahl und die Keilelemente 27 der Außenzähne 24 aus Messing. Es sind jedoch auch andere geeignete Materialkombinationen denkbar.
9 zeigt einen Schnitt A-A durch einen an den Deckel 30 herangezogenen Mahlbehälter 20 im Bereich eines Innenzahns 34.
10 zeigt die Anordnung gemäß 7, bei der sich der Verstellring 33 in der Verriegelungsposition VP befindet, wobei der erste Hydraulikzylinder 38-1 eingefahren und der gegenüberliegende zweite Hydraulikzylinder 38-2 ausgefahren ist. Die Außenzähne 24 sind hierbei in den Freiräumen 26 zwischen den Innenzähnen 34 des Verstellringes 33 und dem Deckelflansch 32 angeordnet und über die Keilelemente 37, 27 (nicht sichtbar, vergleiche 6, 7) wird die kraftschlüssig abdichtende Befestigung des Deckels 30 am Mahlbehälter 20 hergestellt. Zum Öffnen des Deckels 30 wird der Verstellring 33 gegen den Uhrzeigersinn gedreht, indem der erste Hydraulikzylinder 38-1 ausgefahren und der gegenüberliegende zweite Hydraulikzylinder 38-2 eingefahren wird. Dadurch gelangt das Verschlusssystem wieder in eine Arbeitsposition AP gemäß 7, in der die Außenzähne 24 des am Mahlbehälterflansch 22 angeordneten Rings 23 fluchtend in die Innenzahn-Zwischenräume 35 zwischen den Innenzähnen 34 des Verstellringes 33 des Deckels 30 ein- bzw. durchgeschoben sind. Der Mahlbehälter 20 kann nun durch horizontales Verschieben vom Deckel 30 weggefahren werden.
Das Verschlusssystem gemäß der dargestellten ersten Ausführungsform ist für das erfindungsgemäße Verfahren zum Öffnen und Verschließen von Kugelmühlen geeignet. Bei dem Verschlusssystem gemäß der dargestellten ersten Ausführungsform sind die Innenzahn-Zwischenräume 35 Bestandteil eines drehbaren Verstellringes 33 und stellen die ersten Verbindungseinrichtungen der Verschlussvorrichtung, das heißt des Deckels 30, dar. Die dem Mahlbehälterflansch 22 zugeordneten Außenzähne 24 stellen die zweiten Verbindungseinrichtungen am Mahlbehälter 20 dar. In der ersten offenen Arbeitsposition AP des Verstellringes 33 durchgreifen die Außenzähne 24 die Innenzahn-Zwischenräume 35. Durch Rotation im Uhrzeigersinn wird der Verstellring 33 in die geschlossene Verriegelungsposition VP überführt. Dabei sind die Außenzähne 24 so gegenüber den Innenzahn-Zwischenräume 35 verdreht, dass sich die Außenzähne nunmehr in dem Freiraum 36 zwischen den Innenzähnen 34 und dem Deckelflansch 32 befinden. Sowohl den Innenzähnen 34 als auch den Außenzähnen 24 sind Keilelemente 37, 27 als Kraftschluss herstellende Mittel zugeordnet, die in der Verriegelungsposition VP eine kraftschlüssig geklemmte Wirkverbindung zwischen dem Deckel 30 und dem Mahlbehälter 20 bewirken.
Weiterhin ist in 7 die Anordnung von Zentriermitteln 39 angedeutet. Beispielsweise umfasst der Deckelflansch 32 zwei obere und zwei untere Zentrierbolzen 39a, 39b, die jeweils in Richtung des Mahlbehälters 20 weisen. Wird der Mahlbehälter 20 an den Deckel 30 herangeschoben, so greifen die Zentrierbolzen 39a, 39b in korrespondierende Bohrungen des Mahlbehälterflansches 22 ein und die Zentrierbolzen 39a, 39b werden in diesen geführt.
11 bis 17 zeigen unterschiedliche Ansichten und Detailausschnitte einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verschlusssystems für eine Kugelmühle. 11 und 12 zeigen eine Frontalansicht und eine Seitenansicht eines Deckels 50. Der Deckel 50 umfasst einen Deckelflansch 51, dem eine Mehrzahl von ersten Verbindungseinrichtungen 52 zugeordnet ist. Die ersten Verbindungseinrichtungen 52 sind insbesondere als Bolzen 53 mit einem Pilzkopf-ähnlichem verbreiterten Endbereich 54 ausgebildet. Der verbreiterte Endbereich 54 der ersten Verbindungseinrichtungen 52 ist jeweils auf der dem Mahlbehälter 60 zugewandten Seite des Deckels 50 ausgebildet. Das andere Ende des jeweiligen Bolzens 53 ist jeweils mit einem Hydraulikzylinder 55 verbunden, über den der Bolzen 53 parallel zur Längsachse des Mahlbehälters 60 verschoben werden kann.
13 zeigt eine Draufsicht auf den Mahlbehälterflansch 62 eines Mahlbehälters 60 von der Behälterseite aus gesehen. An der so genannten Hinterseite des Mahlbehälterflansches 62 sind vier Verstellsegmente 63 angeordnet. Jedes Verstellsegment 63 umfasst sechs zweite Verbindungseinrichtungen 65, die dementsprechend Bestandteil des jeweiligen Verstellsegmentes 63 sind. Die zweiten Verbindungseinrichtungen 65 umfassen jeweils Langlochbohrungen, die einen Durchtrittsbereich 66 mit einem Auflagebereich 67 für den verbreiterten Endbereich 54 der ersten Verbindungseinrichtungen 52 verbinden. Die Bolzenstange 53 der ersten Verbindungseinrichtung 52 selbst steht in der Langlochbohrung, dem Durchtrittsbereich 66 und den Auflagebereich 67 immer frei. Fluchtend zu den Durchtrittsbereichen 66 der zweiten Verbindungseinrichtungen 65 an den Verstellsegmenten 63 umfasst der Mahlbehälterflansch 62 entsprechende Durchtrittsöffnungen (nicht dargestellt) für die ersten Verbindungseinrichtungen 52.
11 ist im Vergleich zu den 12 und 13 verkleinert dargestellt. Die Durchmesser von Mahlbehälterflansch 62 und Deckelflansch 51 sind zumindest weitgehend identisch
14 zeigt einen an den Deckel 50 herangefahrenen Mahlbehälter 60, bei dem sich die Verstellsegmente 63 in der Arbeitsposition AP befinden und 15 zeigt einen an den Deckel 50 herangefahrenen Mahlbehälter 60, bei dem sich die Verstellsegmente 63 in Verriegelungsposition VP befinden. 16 und 17 zeigen jeweils Detailansichten dazu, insbesondere den Bereich, an dem die Verstellsegmente 63-1 und 63-4 weitgehend aneinander grenzen.
In der offenen Arbeitsposition AP der Verstellsegmente 63 durchgreifen die ersten Verbindungseinrichtungen 52 die Durchtrittsöffnungen (nicht dargestellt) des Mahlbehälterflansches 62 und die jeweiligen Durchtrittsbereiche 66 der zweiten Verbindungseinrichtungen 65 an den Verstellsegmenten 63. Über die Hydraulikzylinder 55 werden die Bolzen 53 insbesondere so eingestellt, dass die Pilzkopf-ähnlichen verbreiterten Endbereiche 54 auf der dem Mahlbehälter 60 zugewandten Seite über die Verstellsegmente 63 hinausragen, nachdem der Mahlbehälter 60 zum Verschließen so nah wie möglich an den Deckel 50 herangefahren worden ist. Dies ist besonders gut in 16 zu erkennen.
Den vier Verstellsegmenten 63-1 bis 63-4 sind jeweils zwei Hydraulikzylinder 64, 64-1a und 64-1b etcetera zugeordnet, die eine gezielte Rotation der Verstellsegmente 63 bewirken. Durch Verlängerung des Hydraulikzylinders 64-1b und Verkürzung des Hydraulikzylinders 64-1a wird das Verstellsegment 63-1 entgegen des Uhrzeigersinns in die Verriegelungsposition VP überführt. Durch Verlängerung des Hydraulikzylinders 64-2b und Verkürzung des Hydraulikzylinders 64-2a wird das Verstellsegment 63-2 durch eine Rotation im Uhrzeigersinn in die Verriegelungsposition VP überführt. Durch Verlängerung des Hydraulikzylinders 64-3b und Verkürzung des Hydraulikzylinders 64-3a wird das Verstellsegment 63-3 entgegen des Uhrzeigersinns in die Verriegelungsposition VP überführt und durch Verlängerung des Hydraulikzylinders 64-4b und Verkürzung des Hydraulikzylinders 64-4a wird das Verstellsegment 63-4 durch eine Rotation im Uhrzeigersinn in die Verriegelungsposition VP überführt. Die Verstellung der vier Verstellsegmente 63-1 bis 63-4 durch die Hydraulikzylinders 64 wird vorzugsweise gemeinsam gesteuert und erfolgt weitgehend synchron. Das heißt die vier weitgehend Viertelring-förmigen Verstellsegmente werden durch Rotation in oder entgegen dem Uhrzeiger sind jeweils in ihre geschlossene Verriegelungsposition überführt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel rotieren zwei der Verstellsegmente 63-2 und 63-4 im Uhrzeigersinn und die anderen beiden Verstellsegmente 63-1 und 63-3 rotieren entgegen dem Uhrzeigersinn wenn die Verstellsegmente von der Arbeitsposition in die Verriegelungsposition überführt werden. Alternativ wäre denkbar, dass die Hydraulikzylinder 64 so angeordnet sind, dass alle Verstellsegmente 63 in einer gemeinsamen Drehrichtung rotieren. Wichtig ist hierbei, dass die Pilzkopf-ähnlichen verbreiterten Endbereiche 54 der ersten Verbindungseinrichtungen 52 bei der Rotation der Verstellsegmente 63 frei über die Verstellsegmente 63 hinaus ragen.
Die Rotation der Verstellsegmente 63-1 bis 63-4 wird zusätzlich durch in Langlochbohrungen 70 geführten Führungsschrauben 71 geführt.
In der geschlossenen Verriegelungsposition VP sind die ersten Verbindungseinrichtungen 52 und die zweiten Verbindungseinrichtungen 65 gegeneinander verdreht. Insbesondere wurden die zweiten Verbindungseinrichtungen 65 so gegenüber den ersten Verbindungseinrichtungen 52 verdreht, dass die Pilzkopf-ähnlichen verbreiterten Endbereiche 54 der ersten Verbindungseinrichtungen 52 nunmehr unmittelbar an den Auflagebereichen 67 der zweiten Verbindungseinrichtungen 65 angeordnet sind.
Über die den ersten Verbindungseinrichtungen 52 zugeordneten Hydraulikzylindern 55 werden die ersten Verbindungseinrichtungen 52 zurückgezogen. Diese Bewegung wird durch die verbreiterten Endbereiche 54 der ersten Verbindungseinrichtungen 52 und die Auflagebereiche 67 der zweiten Verbindungseinrichtungen 65 begrenzt. Insbesondere wird dabei ein Kraftschluss zwischen den Pilzkopf-ähnlichen verbreiterten Endbereichen 54 der ersten Verbindungseinrichtungen 52 und den Auflagebereichen 67 der zweiten Verbindungseinrichtungen 65 erzeugt. Das heißt, die Hydraulikzylindern 55 bilden die den Kraftschluss herstellenden Mittel, über die eine kraftschlüssig geklemmte Wirkverbindung zwischen dem Deckel 50, insbesondere dem Deckelflansch 51, und dem Mahlbehälter 60, insbesondere dem Mahlbehälterflansch 62, ausgebildet wird.
Weiterhin ist in den 11 und 13 ebenfalls die Anordnung von Zentriermitteln angedeutet. Der Deckelflansch 51 umfasst zwei in Richtung des Mahlbehälters 60 weisende Zentrierbolzen 59. Diese greifen in korrespondierenden Bohrungen (nicht dargestellt) des Mahlbehälterflansches 62 und werden in diesen geführt. Fluchtend zu den Bohrungen im Mahlbehälterflansch 62 weisen die Verstellsegmente 63-2 und 63-3 Langlochbohrungen 69 auf. Die Langlochbohrungen 69 sind notwendig, damit trotz Zentrierung eine Rotation der Verstellsegmente 63-2 und 63-3 möglich ist. 13 zeigt die Anordnung der Zentrierbolzen 59 des Deckelflansches 51 in den Langlochbohrungen 69 der Verstellsegmente 63-2 und 63-3. 13 zeigt die Verstellsegmente 63 in Arbeitsposition AP und verdeutlicht, dass die Zentrierbolzen 59 die Rotation der Verstellsegmente 63 zur Einnahme der Verriegelungsposition VP (vgl. 15 und 17) nicht behindern. Insbesondere ermöglicht die Langlochbohrung 69a eine Rotation des Verstellsegmentes 63-2 im Uhrzeigersinn und die Langlochbohrung 69b ermöglicht eine Rotation des Verstellsegmentes 63-3 entgegen dem Uhrzeigersinn.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Kugelmühle
2: Rahmengestell
3: Mahlbehälter
4: Mahlgutzugabevorrichtung
5: Mahlgut
5*: Mahlgutsuspension
6: Mahlkugeln
7: Mahlgutentnahmevorrichtung
8: Trennsystem
9: Rührwerkskugelmühle
10: erste Stirnwand
11: zweite Stirnwand
12: Mahlbehälterflansch
13: Deckel
13*: Deckelflansch
14: Rührelement
15: Antriebswelle
16: Antriebsmittel
17: Elektromotor
20: Mahlbehälter
21: offene Stirnwand
22: Mahlbehälterflansch
23: Ring
24: Außenzahn/zweite Verbindungseinrichtung
25: Außenzahn-Zwischenraum
26: Schraubverbindung
27: Keilelement
30: Deckel
32: Deckelflansch
33: Verstellring
34: Innenzahn/erster Zahn
35: Innenzahn-Zwischenraum/erste Verbindungseinrichtung
36: Freiraum
37: Keilelement
38: Hydraulikzylinder
39: Zentriermittel
39a/39b: Zentrierbolzen
50: Deckel
51: Deckelflansch
52: erste Verbindungseinrichtung
53: Bolzen
54: Pilzkopf-ähnlicher verbreiterter Endbereich
55: Hydraulikzylinder
59: Zentrierbolzen
60: Mahlbehälter
62: Mahlbehälterflansch
63: Verstellsegment
64: Hydraulikzylinder
65: zweite Verbindungseinrichtung
66: Durchtrittsbereich
67: Auflagebereich
68: Hydraulikzylinder
69: Langlochbohrung
70: Langlochbohrung
71: Führungsschraube
A: Abstand
AP: Arbeitsposition
B: Breite
R: Rotation
VP: Verriegelungsposition

Claims

Verschlusssystem für Kugelmühlen, wobei die Kugelmühle einen Mahlbehälter (20, 60) mit einer stirnseitigen Öffnung (21) umfasst, die mit einer Verschlussvorrichtung (30, 50) verschließbar ist, wobei die Verschlussvorrichtung (30, 50) einen ersten Flansch (32, 51) mit ersten Verbindungseinrichtungen (35, 52) und die stirnseitige Öffnung (21) des Mahlbehälters (20, 60) einen zweiten Gegenflansch (22, 62) mit zweiten Verbindungseinrichtungen (24, 65) umfasst, wobei die Verschlussvorrichtung (30, 50) über die ersten und die zweiten Verbindungseinrichtungen (35, 52, 24, 65) am Mahlbehälter (20, 60) befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten oder die zweiten Verbindungseinrichtungen (35, 52, 24, 65) Bestandteil mindestens eines drehbaren, zumindest teilringförmigen Verstellelementes (33, 63) sind, wobei in einer offenen Arbeitsposition (AP) des mindestens einen, zumindest teilringförmigen Verstellelementes (33, 63) die ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen (35, 52, 24, 65) lose ineinander greifen oder durchgreifen, wobei das mindestens eine, zumindest teilringförmige Verstellelement (33, 63) durch Rotation in eine zweite geschlossene Verriegelungsposition (VP) überführbar ist, wobei in der geschlossenen Verriegelungsposition (VP) die ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen (35, 52, 24, 65) gegeneinander verdreht sind und wobei das Verschlusssystem Mittel (27, 37, 55) zur Herstellung eines Kraftschluss umfasst, durch die eine kraftschlüssig geklemmte Wirkverbindung zwischen der Verschlussvorrichtung (30, 50) und dem Mahlbehälter (20, 60) ausbildbar ist.
Verschlusssystem nach Anspruch 1, wobei der Mahlbehälter (20, 60) horizontal beweglich und die Verschlussvorrichtung (30, 50) zumindest weitgehend ortsfest angeordnet ist und wobei der Mahlbehälter (20, 60) in eine erste Verschließposition verfahrbar ist, in der die ersten Verbindungseinrichtungen (35, 52) und die zweiten Verbindungseinrichtungen (24, 65) lose ineinander greifen oder durchgreifen.
Verschlusssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei dem mindestens einen drehbaren, zumindest teilringförmigen Verstellelement (33, 63) mindestens ein hydraulisches, pneumatisches und/oder elektrisches Verstellmittel (38, 68) zum Verdrehen zugeordnet ist.
Verschlusssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die ersten Verbindungseinrichtungen (35) der Verschlussvorrichtung (30) Bestandteil eines drehbaren, ringförmigen Verstellelementes (33) sind, wobei sich in der offenen Arbeitsposition (AP) des Verstellelementes (33) die ersten Verbindungseinrichtungen (35) in einer ersten offenen Stellung befinden, so dass die zweiten Verbindungseinrichtungen (24) des Mahlbehälters (20) in die ersten Verbindungseinrichtungen (35) fluchtend ein- bzw. durchgreifen, wobei durch Rotation des Verstellelementes (33) eine zweite Verriegelungsposition (VP) die ersten Verbindungseinrichtungen (35) in eine zweite zumindest teilweise geschlossene Stellung überführbar sind, wobei die ersten und die zweiten Verbindungseinrichtungen (35, 24) zumindest teilweise gegeneinander verdreht sind.
Verschlusssystem nach Anspruch 4, wobei dem ersten Flansch (32) der Verschlussvorrichtung (30) ein Außenring (33) als drehbares, ringförmiges Verstellelement zugeordnet ist, mit einem Außendurchmesser der größer ist als ein Außendurchmesser des ersten Flansches (32) und wobei der Außenring (33) zum Ringmittelpunkt gerichtete erste Zähne (34) umfasst, wobei die ersten Verbindungseinrichtungen (35) durch Zwischenräume zwischen den ersten Zähnen (34) gebildet sind, wobei zwischen den ersten Zähnen (34) und dem ersten Flansch (32) zumindest bereichsweise mindestens ein Freiraum (36) ausgebildet ist oder wobei die ersten Zähne (34) einen Hinterschnitt zum ersten Flansch (32) hin ausgebildet haben, wobei die zweiten Verbindungseinrichtungen (24) bereichsweise einen Außendurchmesser des Mahlbehälterflansches (22) überragen und wobei die zweiten Verbindungeinrichtungen in der ersten offenen Arbeitsposition des Außenrings (33) in die ersten Verbindungseinrichtungen (35) einschiebbar oder durchschiebbar sind und wobei die zweiten Verbindungseinrichtungen (24) in der geschlossenen Verriegelungsposition (VP) des Außenrings (33) zumindest teilweise in dem Freiraum (36) oder im Bereich des Hinterschnitts hinter den ersten Zähnen (34) des Außenrings (33) angeordnet sind.
Verschlusssystem nach Anspruch 5, wobei den zweiten Verbindungseinrichtungen (24) auf einer dem Mahlbehälter (20) zugewandten Seite Keilelemente (27) zugeordnet sind, die sich entgegen der ersten Drehrichtung des Außenrings (33) der Verschlussvorrichtung (30) verbreitern und in der geschlossenen Verriegelungsposition (VP) zumindest teilweise in den Freiraum (36) bzw. in den Hinterschnitt hinter den ersten Zähnen (34) angeordnet sind.
Verschlusssystem nach Anspruch 6, wobei der Außenring (33) mit den ersten Zähnen (34) und der Mahlbehälterflansch (22) aus einem ersten Material und wobei die Keilelemente (27) an den zweiten Verbindungseinrichtungen (24) aus einem zweiten Material bestehen, wobei das erste ungleich dem zweiten Material ist, insbesondere wobei das erste Material Stahl oder Edelstahl und das zweite Material Messing oder eine Kupfer-Zink-Legierung ist.
Verschlusssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei dem Mahlbehälterflansch (62) eine Mehrzahl von drehbaren, teilringförmigen Verstellelementen (63) mit zweiten Verbindungseinrichtungen (65) zugeordnet ist, insbesondere wobei dem Mahlbehälterflansch (62) vier weitgehend viertelringförmige Verstellelemente (63-1, 63-2, 63-3, 63-4) zugeordnet sind, wobei sich in der offenen Arbeitsposition (AP) der Verstellelemente (63) die zweiten Verbindungseinrichtungen (65) in einer ersten offenen Stellung befinden, so dass die ersten Verbindungseinrichtungen (52) der Verschlussvorrichtung (50) fluchtend durch die zweiten Verbindungseinrichtungen (65) durchgreifen, wobei die zweiten Verbindungseinrichtungen (65) durch Rotation der Verstellelemente (63) eine zweite Verriegelungsposition (VP) in eine zweite geschlossene Stellung überführbar sind.
Verschlusssystem nach Anspruch 8, wobei jeder der ersten Verbindungseinrichtungen (52) Mittel zur axialen Verschiebung entlang einer Mahlbehälterlängsachse als Kraftschluss herstellende Mittel zugeordnet sind, insbesondere wobei jeder ersten Verbindungseinrichtung (52) jeweils eine Hydraulikvorrichtung (55) zur axialen Verschiebung der ersten Verbindungseinrichtungen (52) zugeordnet ist.
Verschlusssystem nach Anspruch 8 oder 9, wobei die ersten Verbindungseinrichtungen (52) als Bolzen (53) mit einem verbreiterten freien Endbereich (54) ausgebildet sind und wobei die zweiten Verbindungseinrichtungen (65) einen Durchtrittsbereich (66) und einen Auflagebereich (67) mit einer Auflagefläche für den verbreiterten Endbereich (54) der ersten Verbindungseinrichtungen (52) umfassen, wobei in der Arbeitsposition (AP) der drehbaren, teilringförmigen Verstellelemente (63) die freien Endbereiche (54) der ersten Verbindungseinrichtungen (52) durch den Durchtrittsbereich (66) der zweiten Verbindungseinrichtungen (65) durchgreifen, wobei in der Verriegelungsposition (VP) der drehbaren, teilringförmigen Verstellelemente (63) die freien Endbereiche (54) der ersten Verbindungseinrichtungen (52) dem Auflagebereich (67) der zweiten Verbindungseinrichtungen (65) vorgelagert sind und wobei in der Verriegelungsposition (VP) mittels der den ersten Verbindungseinrichtungen (52) zugeordneten Hydraulikvorrichtungen (55) ein Kraftschluss zwischen der Verschlussvorrichtung (50) und dem Mahlbehälter (60) erzeugbar ist.
Verschlusssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei jedem drehbaren, teilringförmigen Verstellelement (63) mindestens zwei Hydraulikzylinder (64) zur Erzeugung der Drehbewegung zugeordnet sind
Verfahren zum Öffnen und Verschließen von Kugelmühlen, wobei die Kugelmühle einen horizontal liegend angeordneten Mahlbehälter (20, 60) mit einer stirnseitigen Öffnung (21) umfasst, die mit einer Verschlussvorrichtung (30, 50) verschließbar ist, wobei die Kugelmühle ein Verschlusssystem mit mindestens einem drehbaren, zumindest teilringförmigen Verstellelement (33, 63) mit ersten Verbindungseinrichtungen (35, 52) an der Verschlussvorrichtung (30, 50) und mit zweiten Verbindungseinrichtungen (24, 65) am Mahlbehälter (20, 60) umfasst, wobei in einer Arbeitsposition (AP) des mindestens einen drehbaren, zumindest teilringförmigen Verstellelementes (33, 63) die ersten und die zweiten Verbindungseinrichtungen (35, 52, 24, 65) fluchtend ineinander greifen oder durchgreifen und wobei das mindestens eine Verstellelement (33, 63) durch Rotation in eine zweite geschlossene Verriegelungsposition (VP) überführt wird, wobei die ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen (35, 52, 24, 65) gegeneinander verdreht werden und wobei durch Kraftschluss herstellende Mittel (27, 37, 55) eine kraftschlüssig geklemmte Wirkverbindung zwischen der Verschlussvorrichtung (30, 50) und dem Mahlbehälter (20, 60) hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei zum Verschließen der Kugelmühle der Mahlbehälter (20, 60) in axialer Richtung an die Verschlussvorrichtung (30, 50) herangeschoben wird und nach Ein- bzw. Durchgreifen der ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen (35, 52, 24, 65) das mindestens eine Verstellelement (33, 63) in der ersten Drehrichtung verdreht und ein Kraftschluss zwischen der Verschlussvorrichtung (30, 50) und dem Mahlbehälter (20, 60) hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei zum Öffnen der Kugelmühle der Kraftschluss zwischen der Verschlussvorrichtung (30, 50) und dem Mahlbehälter (20, 60) gelöst und das Verstellelement (33, 63) in einer zweiten Gegenrichtung verdreht wird und wobei durch Wegfahren des Mahlbehälters (20, 60) in axialer Richtung von der Verschlussvorrichtung (30, 50) weg die fluchtend ineinander oder durchgreifend angeordneten ersten und zweiten Verbindungsmittel (35, 52, 24, 65) voneinander beabstandet werden.