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Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsvorrichtung zur Druckbehandlung eines körnigen Aufgabeguts, insbesondere eine Rollenpresse im Pilotmaßstab.
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Aus dem Stand der Technik, z. B. aus der
DE 3815002 A1 , sind Rollenpressen, auch bezeichnet als Gutbett-Walzenmühlen, bekannt zur Druckzerkleinerung mittelharter bis spröder Stoffe. Sie umfassen zwei angetriebene, gegenläufig rotierende Walzen, zwischen denen ein Mahlspalt besteht. Eine der Walzen ist als stationär gelagerte Festwalze und die andere Walze als quer zum Mahlspalt beweglich gelagerte Loswalze ausgebildet. Die Loswalze wird mit hohem Druck, üblicherweise aufgebracht durch Hydraulikzylinder, gefedert in Richtung der Festwalze gepresst, so dass die Mahlkraft im Mahlspalt druckgeregelt einstellbar ist. Fest- und Loswalze weisen üblicherweise jeweils ein Festlager und ein Loslager auf. Eine Walze besteht typischerweise aus einem Grundkörper, auf dem eine Bandage befestigt ist. Die Oberfläche der auch als Rollen bezeichneten Walzen ist im Betrieb starkem Abrieb unterworfen, so dass ein regelmäßiger Wechsel der Bandagen notwendig ist.
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Die bei der Druckbehandlung auftretenden Kräfte werden zu einem erheblichen Teil durch den Maschinenrahmen der Rollenpresse absorbiert. Die Mahlkraft weist in Standardanlagen Größenordnungen von mehreren MN bis zu mehreren 10 MN auf (siehe z. B.
"High Pressure Grinding – Roller Presses", Prospekt der KHD Humboldt Wedag International AG, April 2012). Um die auftretenden, großen Kräfte aufzunehmen, sind üblicherweise groß dimensionierte Maschinenrahmen, Lager und Lagergehäuse notwendig, die die Logistik und Handhabung von Rollenpressen schwierig gestalten. Dadurch wird auch maßgeblich das verschleißbedingte Auswechseln der Bandagen erschwert.
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Zur Durchführung von Machbarkeitsstudien sowie für die Analyse und Validierung von Prozessparametern sind experimentelle Untersuchungen zum Mahlverhalten notwendig, deren Ergebnisse eindeutige Rückschlüsse auf die zu erwartenden industriellen Betriebsparameter erlauben. Für die Durchführung der experimentellen Untersuchungen werden zweckmäßig Anlagen im Pilotmaßstab verwendet. Der Pilotmaßstab zeichnet sich dadurch aus, dass reproduzierbare Ergebnisse erzielt werden, die sich durch Hochskalieren direkt in den Industriemaßstab übertragen lassen. Beispielsweise ist die Höhe der Walzen so groß zu wählen, dass das Mahlergebnis nicht durch Randeffekte beeinträchtigt wird. Der Mahldruck und die Mahlkraft sind am unteren Bereichsende der für industrielle Anlagen zweckmäßigen Betriebsdaten angesiedelt.
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Eine Pilotrollenpresse, also eine Rollenpresse im Pilotmaßstab, ist beispielsweise aus Prospekten der Fa. KHD Humboldt Wedag International AG („First Choice for HPGR technology and service", Weir Minerals und KHD, Juli 2013) und Metso („HRC 800", Metso Minerals (Deutschland) GmbH, Broschüre Nr. 2853-02-13-ESBL, 2014) bekannt. Diese Anlagen weisen jeweils einen Walzendurchmesser von 800 mm und eine Walzenbreite von 250 mm (Weir / KHD) bzw. 500 mm (Metso) auf. Der spezifische Pressdruck beträgt 5 N/mm2 (Weir / KHD) bzw. 4,5 N/mm2 (Metso), was einer Mahlkraft von 1 MN (Weir / KHD) bzw. 1,8 MN (Metso) entspricht. Der materialabhängige Durchsatz weist eine Größenordnung von einigen 10 t/h auf. Der Walzenwechsel erfolgt bei der Pilotanlage von Weir / KHD durch ein Öffnen des Rahmenoberteils und ein Herausheben der Walze mit Lagerung senkrecht nach oben hin. Bei der Pilotanlage von Metso erfolgt der Walzenwechsel durch Aufklappen des Rahmens und Herausheben der Walze samt Lager und Lagergehäuse vom Maschinenrahmen weg, ebenfalls senkrecht nach oben hin.
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Die bekannten Pilotrollenpressen sind als maßstäblich verkleinerte Großrollenpressen angelegt und weisen einen nahezu identischen konstruktiven Aufbau wie Großrollenpressen auf. So ist beispielsweise der Walzenantrieb auf einer Rollenpressen-Längsseite angeordnet. Das Wechseln der Verschleißteile wird in Analogie zum Vorgehen bei Großrollenpressen durchgeführt. Zum Wechseln der Bandage wird bei den bekannten Lösungen eine Walze in Richtung der Maschinenstirnseite orthogonal zur Walzenachse oder nach oben vom Maschinenrahmen entfernt.
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Durch die bloße Verkleinerung unter Beibehaltung der Konstruktionsmerkmale wird eine zweckmäßige Unterbringung der Pilotrollenpresse mit den geforderten Rollenabmessungen und dem erforderlichen Leistungsbedarf in einem Frachtcontainer maßgeblich erschwert.
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Insbesondere für Anlagen im Pilotmaßstab wird eine Ausführung, die einen einfachen und platzgünstigen Bandagenwechsel erlaubt, angestrebt. Für einen Bandagenwechsel ist der Ausbau der entsprechenden Walze notwendig.
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Dem Stand der Technik entsprechen verschiedene Ansätze für platzsparende Konstruktionslösungen. In der
DE 4024109 A1 ist eine konstruktive Lösung beschrieben, mit der durch eine unterschiedliche Gestaltung der Hebelarme die Anordnung beider notwendiger Drehmomentaufnahmen an einer Seite der Rollenpresse möglich ist. Die in der
DE 10 2007 059073 A1 offenbarte Lösung umfasst zwei Loswalzen, deren Lagergehäuse über ein Getriebe beweglich miteinander verbunden ist. Die Lösung der
DE 10 2005 006090 A1 besteht in einer speziellen Anordnung der Hydraulikzylinder, mit denen die Walzenpresskraft aufgebracht wird, durch die vermieden wird, dass die Hydraulikzylinder an massiven Seitenteilen des Maschinenrahmens abgestützt werden müssen.
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Keine dieser Lösungen zeichnet sich dadurch aus, dass das Auswechseln der Bandagen in einer im Sinne der Gesamtanlage platzgünstigen Art und Weise durchgeführt werden kann.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorbenannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Es soll eine Zerkleinerungsvorrichtung, insbesondere eine Rollenpresse im Pilotmaßstab, geschaffen werden, die sich durch eine besonders platzgünstige Durchführung des Walzenausbaus, insbesondere zum Bandagenwechsel, auszeichnet. Weiterhin soll die Zerkleinerungsvorrichtung eine besonders einfache und platzsparende Konstruktion aufweisen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Hauptanspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben.
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Bei der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung zur Druckbehandlung eines körnigen Aufgabeguts handelt es sich insbesondere um eine Rollenpresse, deren Charakteristika und Leistungsdaten denen einer Rollenpressen-Pilotanlage entsprechen. Eine Rollenpresse umfasst bekanntermaßen zwei drehbar gelagerte, auch als Rollen bezeichnete Walzen, wobei mindestens eine der Walzen als eine Loswalze ausgebildet ist, um eine druckabhängige Einstellung des Walzenspalts zu ermöglichen. Die Zerkleinerungsvorrichtung umfasst weiterhin einen Maschinenrahmen und mindestens einen Antrieb. Die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung weist Mittel auf, die auf lösbare Art und Weise so am Maschinenrahmen angebracht sind, dass die Lagerung der Walzen axial, also in Richtung der Rotationsachse der Walzen, arretierbar ist. Der Maschinenrahmen weist des Weiteren mindestens eine Aussparung auf, die dazu ausgebildet ist, dass mindestens eine der Walzen mittels einer axial gerichteten Bewegung durch die Aussparung hindurchgeführt werden kann.
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Bei den lösbaren Mitteln zur Arretierung der Axialbewegung handelt es sich bevorzugt um Gleit- und Führungselemente, insbesondere um Außenführungen, über die auftretende axiale Betriebskräfte, beispielsweise aus einer möglichen Schiefstellung der Loswalze, in den Maschinenrahmen eingeleitet werden.
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Im Betriebszustand der Zerkleinerungsvorrichtung wird eine Bewegung der Lagerung der Walzen in axialer Richtung blockiert. Im Wartungszustand, insbesondere, wenn das Auswechseln der Walzenbandagen erforderlich ist, wird die Arretierung der Axialbewegung gelöst, und die Walze mit Lagerung ist in Richtung ihrer Rotationsachse, und damit zu einer Längsseitenfläche der Zerkleinerungsvorrichtung hin, durch die mindestens eine Aussparung des Maschinenrahmens hindurchführbar und dadurch aus dem Innenraum der Zerkleinerungsvorrichtung entnehmbar. Vorteilhaft ist es nicht erforderlich, zur axialen Entnahme der Walzen, insbesondere zum Auswechseln der Walzenbandagen, den Maschinenrahmen zu manipulieren. Das Entfernen der Walzenlagerung und der Walzenbandage der Walze erfolgt in bevorzugter Weise an dem Wellenende, auf dem sich im Betriebszustand der Antrieb befindet.
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Eine Längsseitenfläche der etwa quaderförmigen Zerkleinerungsvorrichtung ist eine der beiden Seitenflächen, die von der längeren Seite der Grundfläche und der Höhe der etwa quaderförmigen Zerkleinerungsvorrichtung aufgespannt wird. Die Rotationsachse einer Walze ist etwa orthogonal zu den Längsseitenflächen der Zerkleinerungsvorrichtung ausgerichtet.
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Bevorzugt ist der Maschinenrahmen der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung so gestaltet, dass er eine Aussparung aufweist, die ausreichend groß ist, um beide Walzen berührungslos in einer axialen Bewegung durch die Aussparung hindurchführen zu können. Berührungslos heißt dabei, dass das Hindurchführen der Walze durch die Aussparung ohne Berührung der der Mantelfläche der jeweiligen Walze zugewandten Innenfläche der Aussparung erfolgt.
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In einer alternativen Ausgestaltung weist der Maschinenrahmen der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung zwei Aussparungen auf, die ausreichend groß sind, um jeweils eine der Walzen berührungslos axial durch die Aussparung hindurchführen zu können. Besonders bevorzugt ist jede der beiden Aussparungen im Wartungszustand in axialer Flucht zu jeweils einer der beiden Walzen angeordnet, und die kleinste Abmessung jeder der beiden Aussparungen in einer Richtung orthogonal zur Rotationsachse der jeweiligen Walze ist mindestens ausreichend groß, um eine Walze berührungslos axial durch die Aussparung hindurchführen zu können.
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Die mindestens eine Aussparung ist bevorzugt in einem an einer der Längsseitenflächen der Zerkleinerungsvorrichtung angeordneten Radialrahmenteil des Maschinenrahmens angeordnet.
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Das an der Längsseitenfläche der Zerkleinerungsvorrichtung angeordnete Radialrahmenteil ist besonders bevorzugt einteilig gefertigt, ganz besonders bevorzugt als Zuschnitt aus einer Halbzeug-Platte gefertigt. Am einteilig ausgeführten Radialrahmenteil können Aufnahmeelemente für benachbarte Bauteile (z. B. hydraulische Bauteile zur Aufbringung der Walzenpresskraft) angeordnet sein, bevorzugt mittels Schweißen. Die Aussparungen des Radialrahmenteils werden im Betriebszustand gegen Materialaustritt durch abnehmbare, bewegliche Abdichtelemente verschlossen. Vorteilhaft wird durch diese Ausführungsform eine weitere Vereinfachung des konstruktiven Aufbaus der Zerkleinerungseinrichtung, verbunden mit einer Gewichtseinsparung, erreicht. Das Radialrahmenteil ist ohne kraft- oder form- oder stoffschlüssige Verbindungen ausführbar, wodurch der Fertigungs- und Kostenaufwand reduziert wird.
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Weiterhin bevorzugt ist die Einkleidung an der Längsseitenfläche der Zerkleinerungsvorrichtung als ein Bestandteil des Maschinenrahmens ausgebildet; besonders bevorzugt als Radialrahmenteil mit mindestens einer Aussparung, die ausreichend groß ist, um mindestens eine der Walzen berührungslos durch sie hindurchführen zu können.
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In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung weisen die Lagergehäuse der Walzen gleitfähige Distanzstücke auf. Vorteilhaft ist dadurch die Gesamthöhe der Lagergehäuse mit Distanzstücken größer als der Walzendurchmesser.
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Bevorzugt ist die Höhe, also die Ausdehnung in vertikaler Richtung, der mindestens einen Aussparung des Maschinenrahmens an die Gesamthöhe der Lagergehäuse mit Distanzstücken angepasst.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung sind in deren Innenraum Maschinenrahmen-Querverbindungen angeordnet.
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Des Weiteren bevorzugt schließen außerhalb des Innenraums wechselbare Gleitebenen als axiale Erweiterung des Maschinenrahmens, bevorzugt in Tischform, an das Maschinenrahmen-Unterteil an. Die Querverbindungen und die axiale Erweiterung des Maschinenrahmens weisen mindestens eine Führungsschiene mit Gleitbahn oder anderweitig ausgebildete Führungs- und Gleitelemente, bevorzugt polierte Edelstahlbleche, auf. Die Maschinenrahmen-Erweiterungen in Tischform bilden mit den Maschinenrahmen-Unterteilen und den Querverbindungen eine Gleitebene. Die Distanzstücke der Lagergehäuse weisen gleitfähig passende Gegenstücke, bevorzugt Teflonplatten, auf. Im Wartungsfall werden die Walzen über die Querverbindungen in Richtung ihrer Rotationsachse gezogen, bis das distale Lagergehäuse auf dem Maschinenrahmen-Unterteil positioniert ist, auf dem im Betriebszustand das proximale Lagergehäuse aufliegt. Das proximale Lagergehäuse kommt dann auf den Erweiterungen des Maschinenrahmens in Tischform zur Auflage. Bevorzugt wird im Wartungsfall das Festlager mit Gehäuse auf dem Maschinenrahmen-Unterteil positioniert, auf dem im Betriebszustand das Loslager mit seinem Gehäuse aufliegt, und das Loslager wird auf der Erweiterung in Tischform positioniert.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung eine Einrichtung auf, mit der der Motor des Antriebs von der Getriebewippe auf eine am Maschinenrahmen angeordnete Plattform bewegt werden kann, so dass der Motor neben der Aufgabevorrichtung der Rollenpresse zur Auflage kommt. Bei der Plattform kann es sich beispielsweise um die obere Abdeckplatte der Einkleidung auf dem Maschinenrahmen handeln. Bei der Einrichtung, mit der der Motor bewegt wird, handelt es sich bevorzugt um eine Verschiebe- und Hubeinrichtung, mit der der Motor angehoben neben die Aufgabevorrichtung verschoben werden kann.
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Besonders bevorzugt kann die Verschiebe- und Hubeinrichtung ebenfalls zur Montage und Demontage der Getriebe, der Walzenlagerung und der Walzenbandagen verwendet werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung in einem von sechs rechteckigen Flächen begrenzten Behälter angeordnet, dessen Kantenlängen den in einer technischen Norm über die Klassifizierung, Abmessungen und Gesamtgewichte von Frachtcontainern festgelegten Kantenlängen entsprechen. In bevorzugter Weise befindet sich die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung incl. Antrieb betriebsbereit und vollständig in einem derartigen Behälter. Zum Betrieb der Zerkleinerungsvorrichtung sind dabei Versorgungsaggregate vorzusehen, wie beispielsweise Hydraulik- und Schmieraggregate. Bei dem normierten Behälter, in den die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung eingehaust sein kann, handelt es sich bevorzugt um einen nach ISO 668 klassifizierten 20-Fuß-Container. Dessen Außenabmessungen betragen laut genannter Norm in der Version ISO 668: 2013-08 6,058 m (Länge), 2,438 m (Breite) und 2,591 m (Höhe) bei einem Container des Typs 1CC bzw. einer Höhe von 2,438 m bei einem Container des Typs 1C. Beide Containertypen sind geeignet, eine erfindungsgemäße Rollenpressen-Pilotanlage aufzunehmen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung folgendermaßen innerhalb des Containers angeordnet: Ausgehend von einer rechteckigen Grundfläche der Zerkleinerungsvorrichtung, sind die beiden kürzeren Seiten der Grundfläche parallel zu den Seiten der Grundfläche des Containers mit der größten horizontalen Ausdehnung (Container-Längsrichtung) ausgerichtet. Die Rotationsachsen der Walzen sind damit parallel zur Container-Längsrichtung, und die Stirnseitenflächen der Zerkleinerungsvorrichtung sind parallel zu den beiden größten Seitenflächen des Containers angeordnet. Vorteilhaft verbleibt in Container-Längsrichtung dadurch ausreichend Freiraum für Wartungsarbeiten an der Zerkleinerungsvorrichtung und zum Ausbau der Verschleißelemente.
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Insbesondere erfolgt der Ausbau der Walzen mit Lagerung in axialer Richtung an der Längsseitenfläche der Zerkleinerungsvorrichtung und damit in Container-Längsrichtung.
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Ein verschleißbedingtes Ausbauen der Walzen zum Auswechseln der Walzenbandagen kann bei der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung innerhalb des Containers durchgeführt werden, ohne dass Seiten- oder Grundfläche des Containers entfernt werden müssen. Die Deckenfläche des Containers ist mit Wartungsöffnungen versehen, die im Betrieb der Zerkleinerungsvorrichtung verschlossen sind.
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Nach Abschluss des Einsatzzeitraums der Zerkleinerungsvorrichtung ist diese nach Unterbrechung der Stromversorgung ohne weiteres transportfertig und aufstellbereit für weitere Einsatzorte. Die Zerkleinerungsvorrichtung ist damit in vorteilhafter Weise für den Vor-Ort-Betrieb geeignet.
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Für die Leistungsdaten der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung, insbesondere der Rollenpressen-Pilotanlage, gilt folgendes: Bevorzugt beträgt der Durchmesser der Walzen zwischen 600 und 1000 mm, besonders bevorzugt 800 mm. Bevorzugt beträgt die Breite der Walzen (also die Abmessung in axialer Richtung) zwischen 150 und 350 mm, besonders bevorzugt 250 mm. Bevorzugt beträgt die Rotationsgeschwindigkeit der Walzen zwischen 14 und 30 Umdrehungen pro Minute, besonders bevorzugt 18 bis 22 Umdrehungen pro Minute. Bevorzugt beträgt der Durchsatz der Zerkleinerungseinrichtung zwischen 30 und 60 t/h, besonders bevorzugt 45 t/h. Bevorzugt beträgt der spezifische Pressdruck zwischen 3,5 und 5,5 N/mm2, besonders bevorzugt 4,5 N/mm2.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Abbildungen näher erläutert, ohne auf diese Beispiele beschränkt zu sein.
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Für die Realisierung der Erfindung ist es auch zweckmäßig, die vorgenannten bevorzugten Ausgestaltungen und Ausführungsformen miteinander zu kombinieren. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Kombinationen der Ansprüche oder einzelner Merkmale davon.
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Es zeigt die:
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1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Rollenpressen-Pilotanlage mit Versorgungsaggregaten, angeordnet in einem 20-Fuß-Frachtcontainer;
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2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Walzenbaugruppe;
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3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Maschinenrahmens;
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4 eine festlagerseitige Ansicht einer in einem erfindungsgemäßen Maschinenrahmen angeordneten Walzenbaugruppe;
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5 eine festlagerseitige Ansicht zweier in einem erfindungsgemäßen Maschinenrahmen angeordneten Walzenbaugruppen im Betriebszustand;
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6a eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Rollenpresse im Pilotmaßstab, angeordnet in einem 20-Fuß-Frachtcontainer, im Wartungszustand mit auf die Einkleidung der Rollenpresse verschobenem Motor;
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6b eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Rollenpresse im Pilotmaßstab, angeordnet in einem 20-Fuß-Frachtcontainer, im Wartungszustand mit in axialer Richtung bewegter Walzenbaugruppe;
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6c eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Rollenpresse im Pilotmaßstab, angeordnet in einem 20-Fuß-Frachtcontainer, im Wartungszustand beim Wechsel der Walzenbandage.
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Als ein erstes Ausführungsbeispiel ist in 1 eine dreidimensionale schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung in Form einer Rollenpressen-Pilotanlage 1 mit einer Rollenpresse im Pilotmaßstab 11 und ihren Versorgungsaggregaten 12 dargestellt. Die Rollenpressen-Pilotanlage 1 ist transport- und betriebsbereit in einem 20-Fuß-Frachtcontainer 2 angeordnet. Dabei ist die Rollenpressen-Stirnseite 13 parallel und die Rollenpressen-Längsseite 14 senkrecht zur größten Seitenfläche des 20-Fuß-Frachtcontainers 2 ausgerichtet. Die Rollenpresse 11 weist zwei Walzenbaugruppen 3 auf. Die Walzen sind so im Innenraum des Maschinenrahmens 4 angeordnet, dass ihre Rotationsachse jeweils parallel zur längsten Achse, dem Längsträger 21, des 20-Fuß-Frachtcontainers 2 ausgerichtet ist. Die Welle jeder Walze ist in einem Loslager und einem Festlager (verdeckt) gelagert. Das Loslager verfügt über ein Gehäuse 34 (das Festlager und sein Gehäuse sind in der Darstellung verdeckt), an dem an den oberen und unteren Seitenflächen Distanzstücke 36 angeordnet sind. An einer Walzenbaugruppe 3 befindet sich jeweils eine Getriebeeinheit 37 mit einem Motor 38 als Antrieb. Getriebeeinheit 37 und Motor 38 sind über einen Riementrieb 371 miteinander verbunden. Die Getriebeeinheit 37 ist jeweils auf einen Wellen-Antriebszapfen aufgesteckt. An der Getriebeeinheit 37 befindet sich eine Drehmomentenstütze 372, durch die das Rückstelldrehmoment aufgenommen und in die Drehmomentenstützen-Aufnahme 373 geleitet wird.
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Die obere mehrteilige, abnehmbare Abdeckplatte 51 sowie Inspektionstüren 52 an beiden Stirnseiten 13 der Rollenpresse (eine Stirnseite ist verdeckt) sind Bestandteile der Einkleidung 5 der Rollenpresse 11. Die Rollenpresse 11 verfügt weiterhin über eine Aufgabevorrichtung 6.
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In 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer Walzenbaugruppe 3 dargestellt. Der Walzengrundkörper 31 mit der häufigem Verschleiß unterworfenen Walzenbandage 32 ist auf der Welle 33 befestigt. Die Welle 33 ist in einem Loslager mit Gehäuse 34 und einem Festlager mit Gehäuse 35 gelagert, wobei typischerweise Wälzlager verwendet werden. An der oberen und der unteren Seitenfläche der Lagergehäuse 34, 35 sind Distanzstücke 36 befestigt, so dass die vertikale Abmessung des jeweiligen Lagergehäuses und der beiden zugehörigen Distanzstücke 36 größer als der Durchmesser des Walzengrundkörpers 31 mit Walzenbandage 32 ist. An den Distanzstücken 36 sind zur Außenführung der Walzenbaugruppe 3 gehörende Schlitten 71 befestigt (nur festlagerseitig dargestellt). Die Schlitten 71 sind L-förmig ausgebildet, wobei der Schenkel 711 am Distanzstück 36 und der Schenkel 712 lösbar, hier kraftschlüssig über eine Schraubverbindung, am Schenkel 711 befestigt ist. Über die Außenführung werden Axialkräfte, die z. B. aus einer Schiefstellung der Loswalze resultieren können, in den Maschinenrahmen (nicht dargestellt) geleitet.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Maschinenrahmens 4‘, der Radialrahmenteile 41‘ und Axialrahmenteile 42‘ aufweist. Zwischen den Radialrahmenteilen 41‘ bestehen Querverbindungen 43‘, die mit dem Unterteil 411‘ des Radialrahmenteils 41‘ eine Gleitebene bilden. Diese Gleitebene ist mit Gleitelementen aus polierten Edelstahlblechen bestückt; die Gleitpaarung wird mit an den Distanzstücken der Walzenlagergehäuse (nicht dargestellt) angebrachten Teflonplatten gebildet. Die Radialrahmenteile 41‘ sind einteilig und als rollenpressenlängsseitige Bestandteile der Einkleidung 5‘ ausgebildet. An den Radialrahmenteilen 41‘ sind zu den Außenführungen der beiden Walzenbaugruppen (nicht dargestellt) gehörende Schienen 72 befestigt. Zur kraftgeregelten Einstellung eines Walzenspalts dient der Hydraulikzylinder mit Gummidrucklager 39, der auf Seiten der Loswalze (nicht dargestellt) am Maschinenrahmen 4‘ angeordnet ist. Zur Flächenvergrößerung für die Aufnahme und Befestigung von angrenzenden Bauteilen, wie z. B. dem Hydraulikzylinder mit Gummidrucklager 39, sind an den Radialrahmenteilen 41‘ Aufnahmeelemente 412‘ angeschweißt.
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4 zeigt eine festlagerseitige Ansicht einer in 2 dargestellten Walzenbaugruppe 3, eingebaut in den in 4 dargestellten Maschinenrahmen 4‘. Die Radialrahmenteile 41‘ weisen jeweils eine Aussparung auf, die ausreichend groß ist, um beide Walzenbaugruppen 3 axial, unter Querung eines der Radialrahmenteile 41‘, aus dem Innenraum des Maschinenrahmens 4‘ herausbewegen zu können, ohne das Radialrahmenteil 41‘ zu berühren. Insbesondere entspricht die Höhe der Aussparung in den Radialrahmenteilen 41‘ der Höhe des Festlagergehäuses 35 bzw. des Loslagergehäuses (nicht dargestellt) zuzüglich der Höhe der beiden an den Gehäusen befestigten Distanzstücke 36. Das untere Distanzstück 36 des Festlagergehäuses 35 liegt gleitend auf der unteren Begrenzung 411‘ der Aussparung im Radialrahmenteil 41‘ auf. Die an den Distanzstücken 36 befestigten Schlitten 71 der Außenführung werden in den an dem Radialrahmenteil 41‘ befestigten Schienen 72 der Außenführung geführt. Die Walzenbaugruppe 3 ist dadurch in axialer Richtung, d. h. in Richtung der Rotationsachse des Walzengrundkörpers 31 der Walzenbaugruppe 3, fixiert. Zur Wartung, z. B. zum Wechseln der Walzenbandage 32, ist die axiale Fixierung zu lösen durch Lösen der Schraubverbindung zwischen den Schenkeln 711 und 712 des Schlittens 71 der Außenführung.
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In 5 ist die Darstellung der 4 erweitert um eine zweite Walzenbaugruppe 3, die in den Maschinenrahmen 4‘ eingebaut ist. Die Aussparung der Radialrahmenteile 41‘, durch die die Walzen im Wartungsfall hindurchgeführt werden, ist im Betrieb durch zwei abnehmbare Abdichtelemente 53‘ verschlossen.
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Die 6a bis 6c zeigen dreidimensionale loslagerseitige Ansichten einer in einem 20-Fuß-Frachtcontainer 2 angeordneten, erfindungsgemäßen Rollenpresse 11 (siehe auch 1) im Wartungszustand und geben Teilschritte des Vorgehens zum Wechseln einer Walzenbandage wieder. Aus Klarheitsgründen ist jeweils nur eine der zwei Walzenbaugruppen 3 und ein Antriebsmotor 38 gezeichnet.
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6a zeigt einen ersten Teilschritt. Zum Wechseln einer Walzenbandage (verdeckt) ist zuerst die Verbindung des Antriebsmotors 38 mit der Getriebeeinrichtung 37 zu lösen und der Antriebsmotor 38 auf die obere Abdeckplatte 51 der Einkleidung 5 der Rollenpresse 11 zu verschieben. In 6a ist die Rollenpresse 11 mit einem mittels einer Verschiebe- und Hubeinrichtung 8 auf der oberen Abdeckplatte 51 der Einkleidung 5, neben die Aufgabevorrichtung 6, positionierten Antriebsmotor 38 dargestellt. Die Getriebeeinheit 37 der gezeichneten Walzenbaugruppe 3 befindet sich noch auf dem Antriebszapfen der Welle (verdeckt) der Walzenbaugruppe 3 und ist noch mit der Drehmomentenstützen-Aufnahme 373 über die Drehmomentenstütze 372 verbunden. Bei der Verschiebe- und Hubeinrichtung 8 handelt es sich um ein Hebezeug 81, das verfahrbar an einer Quertraverse 83 des 20-Fuß-Containers 2 angebracht ist. Die Quertraverse 83 ist einholmig (Holm 831) ausgebildet, kann aber gleichfalls auch zweiholmig gestaltet sein. Die Quertraverse 83 ist mit einem Fahrwerk 84 ausgestattet und greift beidseitig in die Container-Längsträger 21 ein, so dass die Quertraverse 83 über die Länge des 20-Fuß-Containers 2 in einer Richtung parallel zur Rotationsachse des Walzengrundkörpers (verdeckt) verfahrbar ist. Die Bewegung erfolgt mittels einer Handzugeinrichtung oder eines Motors (nicht dargestellt). In den Holm 831 greift ein Kurzfahrwerk 82 ein, das über die Breite des 20-Fuß-Containers, also senkrecht zur Rotationsachse der Walzen 31, verfahrbar ist. Die Bewegung kann auch hier mittels einer Handzugeinrichtung oder eines Motors (nicht dargestellt) erfolgen. Das Hebezeug 81 kann mit Adaptern ausgestattet werden, so dass die Verschiebe- und Hubeinrichtung 8 auch zur Demontage und Montage anderer Komponenten einer Rollenpressen-Pilotanlage verwendet werden kann, beispielsweise zur Demontage und Montage der Getriebeeinheit 37 und der Walzenbandage (hier verdeckt).
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Die nächsten, in 6a nicht repräsentierten, Teilschritte zum Wechseln einer Walzenbandage betreffen die Demontage der Getriebeeinheit 37 sowie das Lösen der Fixierung der Walzenbaugruppe 3 in den Außenführungen (nicht dargestellt) durch Lösen der Schraubverbindung des Schlittens, wie in 4 gezeigt.
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Die 6b zeigt die Rollenpresse 11 mit einer aus der Fixierung in der Außenführung (nicht dargestellt) gelösten und axial in Richtung der Container-Längsträger 21 des 20-Fuß-Containers 2 bewegten Walzenbaugruppe 3. Im Vergleich zur 6a wurde außerdem die Getriebeeinheit (nicht dargestellt) vom Antriebszapfen der Welle 33 der Walzenbaugruppe 3 entfernt, beispielsweise mittels der Verschiebe- und Hubeinrichtung 8, und die Verbindung mit der Drehmomentenstützen-Aufnahme 373 wurde gelöst. Der Antriebsmotor 38 ist weiterhin auf der oberen Abdeckplatte 51 der Einkleidung 5 positioniert.
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Die axial gerichtete Bewegung der Walzenbaugruppe 3 erfolgt gleitend über Maschinenrahmen-Querverbindungen (hier verdeckt, siehe ein Ausführungsbeispiel in 3 und 4), wobei die am Loslagergehäuse 34 und am Festlagergehäuse 35 (teilweise verdeckt) angebrachten Distanzstücke 36 über passende Gleitgegenstücke verfügen. Die Walzenbaugruppe 3 wird so weit aus dem Innenraum des Maschinenrahmens 4 der Rollenpresse 11 herausgezogen, bis das untere Distanzstück (hier verdeckt) des Festlagergehäuses 35 auf dem Unterteil 411 des Radialrahmens 41 positioniert ist, auf dem sich im Betriebszustand das Loslager mit Gehäuse 34 und Distanzstücken 36 befindet. Zur Abstützung des Loslagers mit Gehäuse 34 und Distanzstücken 36 und der Walzenbandage 32 ist eine mobile tischförmige Verbreiterung 44 vor dem Unterteil 411 des Radialrahmens an der Rollenpressen-Längsseite 14 positioniert, so dass die Maschinenrahmen-Querverbindungen, das Unterteil 411 des Radialrahmens 41 und die tischförmige Verbreiterung 44 eine Gleitebene bilden.
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Die 6c zeigt die Rollenpresse 11 mit einer axial in Richtung der Container-Längsträger 21 des 20-Fuß-Containers 2 bewegten Walzenbaugruppe 3 und vom Walzengrundkörper 31 demontierter Walzenbandage 32. Das Festlagergehäuse 35 mit den Distanzstücken 36 ist auf dem Unterteil 411 des Radialrahmens 41 positioniert. Im Vergleich zur 6b wurde außerdem das Loslager mit seinem Gehäuse (nicht dargestellt) und den Distanzstücken (nicht dargestellt) von der Welle 33 der Walzenbaugruppe 3 entfernt, beispielsweise mittels der Verschiebe- und Hubeinrichtung 8 und passender Adapter. Der Antriebsmotor 38 ist weiterhin auf der oberen Abdeckplatte 51 der Einkleidung 5 positioniert. Die Welle 33 der Walzenbaugruppe 3 ist auf der tischförmigen Verbreiterung 44 abgestützt.
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Zur Montage einer neuen Walzenbandage werden die oben beschriebenen und in den 6a bis 6c exemplarisch dargestellten Demontageschritte in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rollenpressen-Pilotanlage
- 11
- Rollenpresse
- 12
- Versorgungsaggregate
- 13
- Rollenpressen-Stirnseite
- 14
- Rollenpressen-Längsseite
- 2
- 20-Fuß-Frachcontainer
- 21
- Container-Längsträger
- 3
- Walzenbaugruppe
- 31
- Walzengrundkörper
- 32
- Walzenbandage
- 33
- Welle
- 34
- Gehäuse des Loslagers
- 35
- Gehäuse des Festlagers
- 36
- Distanzstück
- 37
- Getriebeeinheit
- 371
- Riementrieb
- 372
- Drehmomentenstütze
- 373
- Drehmomentenstützen-Aufnahme
- 38
- Motor
- 39
- Anpresshydraulik
- 4, 4‘
- Maschinenrahmen
- 41
- Radialrahmen
- 41‘
- Radialrahmenteil
- 411
- Unterteil des Radialrahmens
- 411‘
- Unterteil des Radialrahmenteils
- 412‘
- Aufnahmeelement
- 42‘
- Axialrahmen
- 43‘
- Querverbindung
- 44
- Tischförmige Verbreiterung
- 5, 5‘
- Einkleidung
- 51
- Obere Abdeckplatte
- 52
- Inspektionstür
- 53‘
- Abdichtelement
- 6
- Aufgabevorrichtung
- 71
- Schlitten der Außenführung
- 711
- Schenkel des Schlittens
- 712
- Schenkel des Schlittens
- 72
- Schiene der Außenführung
- 8
- Verschiebe- und Hubeinrichtung
- 81
- Hebezeug
- 82
- Kurzfahrwerk
- 83
- Quertraverse
- 831
- Holm
- 84
- Fahrwerk
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3815002 A1 [0002]
- DE 4024109 A1 [0009]
- DE 102007059073 A1 [0009]
- DE 102005006090 A1 [0009]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- "High Pressure Grinding – Roller Presses“, Prospekt der KHD Humboldt Wedag International AG, April 2012 [0003]
- „First Choice for HPGR technology and service“, Weir Minerals und KHD, Juli 2013 [0005]
- „HRC 800“, Metso Minerals (Deutschland) GmbH, Broschüre Nr. 2853-02-13-ESBL, 2014 [0005]
- ISO 668 [0028]
- ISO 668: 2013-08 [0028]
