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Die Erfindung betrifft eine Hochdruckwalzenpresse mit zwei gegenläufig antreibbaren und zwischen sich einen Walzenspalt ausbildenden Walzen sowie einer Aufgabevorrichtung mit wenigstens einem ersten Stellorgan, das zur kontrollierten Zuführung von Mahlgut zum Walzenspalt über einen zugehörigen ersten Antrieb verstellbar ist.
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Der störungsfreie Betrieb von Hochdruckwalzenpressen, insbesondere solche, die zur sogenannten Gutbettzerkleinerung geeignet sind und mit Mahldrücken von 50 Mpa und mehr betrieben werden, hängt unter anderem davon ab, dass das Material in der gewünschten Menge zugeführt wird. Aus der
WO 2010/003850 A1 ist für diesen Zweck eine Aufgabevorrichtung mit zwei unabhängig voneinander variierbaren als Drehschieber ausgebildeten Stellorganen bekannt. Erfolgt das Öffnen der beiden Drehschieber mittig über dem Walzenspalt ergibt sich eine reine Dosierfunktion, wonach die Aufgabemenge einstellbar ist. Darüber hinaus besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Öffnungsmitte zwischen den zwei Drehschiebern nicht über der Mitte des Walzenspaltes angeordnet ist, sondern seitlich versetzt dazu. Hierdurch kann nicht nur die Aufgabemenge, sondern auch noch der genauen Aufgabeort variiert werden, was insbesondere beim Starten das Erreichen des optimalen Betriebszustandes der Hochdruckwalzenpresse erleichtern kann.
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Bei dem in einer Hochdruckwalzenpresse zu zerkleinernden Gut handelt es sich insbesondere um sehr abrasives Material, wie beispielsweise Kalkstein, Dolomit oder Erzmaterial. Dies hat zur Folge, dass aufgrund des Verschleißes nicht nur die Walzen, sondern auch die Stellorgane regelmäßig aufbereitet oder ausgetauscht werden müssen, was zu langen Ausfallzeiten führt, in denen die Hochdruckwalzenpresse nicht betrieben werden kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Hochdruckwalzenpresse und insbesondere ihre Aufgabevorrichtung so zu gestalten, dass die durch Wartung bzw. Austausch bedingten Ausfallzeiten reduziert, bzw. eliminiert, werden können.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Hochdruckwalzenpresse mit zwei gegenläufig antreibbaren und zwischen sich einen Walzenspalt ausbildenden Walzen und einer Aufgabevorrichtung gelöst. Die Aufgabevorrichtung weist wenigstens ein erstes Stellorgan auf, das zur kontrollierten Zuführung von Mahlgut zum Walzenspalt über einen zugehörigen ersten Antrieb verstellbar ist, wobei das erste Stellorgan und der zugehörige erste Antrieb in einer ersten Baueinheit zusammengefasst sind, die als Einheit oberhalb des Walzenspalts montierbar und demontierbar ist.
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Bei herkömmlichen Systemen müssen zur Wartung bzw. zum Austausch des Verschleißschutzes der Stellorgane zunächst die zugehörigen Antriebe entfernt bzw. abgekoppelt werden, bevor die eigentlichen Stellorgane demontiert werden können. Außerdem müssen diese Arbeiten meist unter sehr beengten Platzverhältnissen durchgeführt werden. Erfindungsgemäß kann nun das Stellorgan mit den zugehörigen Antrieb als umfassendes Bauteil demontiert und ggf. ausgetauscht werden.
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Die Baueinheit kann insbesondere in einer Kassette zusammengefasst sein. Die Aufgabevorrichtung weist ferner einen Aufgabeschacht für das Mahlgut auf, dessen freier Querschnitt durch das wenigstens eine erste Stellorgan einstellbar ist. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das wenigstens eine erste Stellorgan mit einem Verschleißschutz versehen, der beispielsweise durch eine Vielzahl von Verschleißschutzelementen gebildet wird, die lösbar am Stellorgan befestigt sind, sodass ein schneller Austausch gewährleistet ist. Ferner ist es denkbar, dass wenigstens eine den Zustand des Verschleißschutzes überwachende Sensoreinrichtung vorgesehen ist, um frühzeitig auf eine bevorstehende Wartung bzw. einen Austausch aufmerksam zu werden.
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Das wenigstens eine erste Stellorgan weist eine mit dem Mahlgut in Kontakt kommende Oberfläche auf, die beispielsweise in einem Winkel von 30° - 90° zu einer Vertikalebene durch den Walzenspalt ausgerichtet ist. Bei einer (horizontalen) Ausrichtung in einem Winkel von 90° bildet sich auf der Oberfläche eine autogene Verschleißschutzschicht aus dem zu zerkleinernden Material.
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Um das Handling im Wartungs- bzw. Austauschfall weiter zu beschleunigen kann die Baueinheit in einem Halterahmen zwischen einer Arbeitsstellung und einer Wartungsstellung verschiebbar gehaltert werden. Dabei kann die Baueinheit in der Arbeitsstellung im Halterahmen lösbar, beispielsweise mittels einer Bolzensicherung, fixiert sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind wenigstens ein zweites Stellorgan mit einem zugehörigen zweiten Antrieb in einer zweiten Baueinheit zusammengefasst, die der ersten Baueinheit gegenüberliegend angeordnet ist. Beide Stellorgane wirken dabei für die kontrollierte Zuführung von Mahlgut zum Walzenspalt zusammen, indem der freie Querschnitt eines Aufgabeschachtes durch die Stellung der beiden gegenüberliegend angeordneten Stellorgane festgelegt wird. Hierdurch kann sowohl eine Regulierung der Aufgabemenge als auch bezüglich des Aufgabeortes relativ zum Walzenspalt erfolgen.
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Das erste und das zweite Stellorgan weisen jeweils eine mit dem Mahlgut in Kontakt kommende Oberfläche auf, die vorzugsweise in einem Winkel von 30° - 180° zueinander ausgerichtet sind. Gemäß einer bevorzugten Ausrichtung sind beide Oberflächen in einer (horizontalen) Ebene (Winkel 180°) angeordnet, wodurch sich auf der Oberfläche durch das zu zerkleinernde Material zusätzlich eine autogene Verschleißschutzschicht ausbildet, welche die Lebensdauer der Stellorgane erheblich verlängert. Prinzipiell ist aber auch eine schräge Anordnung denkbar, bei der die Stellorgane einen trichterförmig verjüngenden Spalt bilden.
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Eine weitere Verringerung der Ausfallzeit der Hochdruckwalzenmühle lässt sich dadurch erreichen, dass eine dritte Baueinheit mit einem dritten Stellorgan und einem zugehörigen dritten Antrieb und eine vierte Baueinheit mit einem vierten Stellorgan und einem zugehörigen vierten Antrieb vorgesehen sind, wobei jeweils die erste und zweite Baueinheit ein gegenüberliegend angeordnetes erstes Baueinheitenpaar und die dritte und vierte Baueinheit ein gegenüberliegend angeordnetes zweites Baueinheitenpaar bilden und die beiden Baueinheitenpaare übereinander angeordnet sind.
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Hierdurch besteht die Möglichkeit, dass die kontrollierte Zuführung des Mahlguts zum Walzenspalt immer nur von einem der beiden Baueinheitenpaare übernommen wird und das andere Baueinheitenpaar erst dann zum Einsatz kommt, wenn das aktivierte Baueinheitenpaar gewartet oder ausgetauscht werden muss. Wenn die Kassetten auch während des Betriebs der Hochdruckwalzenpresse zwischen einer Arbeitsposition und einer Wartungsposition verschoben werden können, kann eine Wartung bzw. ein Austausch ohne Unterbrechung der Hochdruckwalzenpresse durchgeführt werden, indem das andere Baueinheitenpaar in die Arbeitsposition verschoben wird, um anschließend das verschlissene Baueinheitenpaar in die Wartungsposition zu verschieben.
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Sobald das gewartete oder ausgetauschte Baueinheitenpaar wieder zur Verfügung steht, kann die kontrollierte Zuführung des Mahlguts zum Walzenspalt wieder durch das gewartete oder ausgetauschte Baueinheitenpaar übernommen werden, sodass das andere Baueinheitenpaar immer nur während der Wartung bzw. des Austausches zum Einsatz kommt. Es wäre aber auch denkbar, dass das gerade aktive Baueinheitenpaar so lange weiterbetrieben wird, bis auch für dieses Baueinheitenpaar eine Wartung oder ein Austausch erforderlich wird.
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Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Sensorik für die Ermittlung des aktuellen Verschleißzustands kann auch ein automatisierter Wechsel der wenigstens zwei übereinander angeordneten Baueinheitenpaare einleitet werden. Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn die Baueinheitenpaare baugleich ausgebildet sind, sodass sie untereinander austauschbar sind.
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Der jeweilige Antrieb der Baueinheiten erfolgt beispielsweise durch einen hydraulischen, pneumatischen und/oder elektro-mechanischen Antrieb.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigen
- 1 eine dreidimensionale Darstellung einer erfindungsgemäßen Hochdruckwalzenpresse mit zwei übereinander angeordneten Baueinheitenpaaren,
- 2 eine Draufsicht der Hochdruckwalzenpresse gemäß 1,
- 3 eine dreidimensionale Darstellung einer Baueinheit,
- 4 eine Draufsicht der Baueinheit gemäß 3,
- 5 eine Schnittdarstellung längs der Linie E-E der 4,
- 6 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Hochdruckwalzenpresse gemäß 1 in einer Absperrstellung des untern Baueinheitenpaares,
- 7 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Hochdruckwalzenpresse gemäß 1 in einer Öffnungsstellung der beiden Baueinheitenpaare,
- 8 eine schematische Darstellung der Hochdruckwalzenpresse mit einer horizontalen Anordnung gegenüberliegender Baueinheiten,
- 9 eine schematische Darstellung der Hochdruckwalzenpresse mit einer schrägen Anordnung gegenüberliegender Baueinheiten,
- 10 eine dreidimensionale Darstellung der Hochdruckwalzenpresse gemäß 1, wobei sich die Baueinheiten des unteren Baueinheitenpaares in einer Wartungsstellung befinden,
- 11 eine vergrößerte Darstellung des Details J der 10, welche die Fixierung einer Baueinheit in ihrer Arbeitsstellung zeigt,
- 12 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Hochdruckwalzenpresse gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit lediglich einem Baueinheitenpaar in der Arbeitsstellung und
- 13 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Hochdruckwalzenpresse gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit lediglich einem Baueinheitenpaar in der Wartungsstellung.
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Die in den 1 und 2 dargestellte Hochdruckwalzenpresse weist zwei gegenläufig antreibbare und zwischen sich einen Walzenspalt 3 ausbildenden Walzen 1, 2 auf, die in einem (lediglich angedeuteten) Maschinenrahmen 4 gehaltert sind. Oberhalb des Walzenspaltes 3 ist eine Aufgabevorrichtung 5 vorgesehen, die einen Aufgabeschacht 6 und vier Baueinheiten 7 - 10 zur kontrollierten Zuführung von Mahlgut zum Walzenspalt 3 umfasst.
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Anhand der 3 bis 5 wird die Baueinheit 7 näher beschrieben. Die andere drei Baueinheiten 8 - 10 sind identisch ausgebildet. Die Baueinheit 7 umfasst ein erstes Stellorgan 71 und einen zugehörigen ersten Antrieb 72, die in einer ersten Kassette 73 zusammengefasst ist. Die Kassette 73 ist mit ihrer Vorderseite 73a als Einheit oberhalb des Walzenspalts 3 an den Aufgabeschacht 6 montierbar und demontierbar. Das Stellorgan 71 ist als Schieber ausgebildet und über zwei seitliche Führungen 74 verschiebbar in der Kassette 73 geführt. Die seitlichen Führungen 74 werden hier durch beabstandete Flacheisenabschnitte gebildet, die eine Blockierung der Führung verhindern. Der erste Antrieb 72 ist an einer lösbaren Kopplungsstelle 75 mit dem ersten Stellorgan 71 gekoppelt und bewirkt eine Verschiebung des Stellorgans 71 längs der seitlichen Führungen 74. Das Stellorgan 71 kann auf diese Weise zwischen einer Absperrstellung, in der das erste Stellorgan 71 maximal aus der ersten Kassette 73 herausgefahren ist (3) und einer eingezogen Stellung verschoben werden. Außerdem ist zur Dosierung der Aufgabemenge auch jede Zwischenstellung (Arbeitsstellung) möglich, bei der das erste Stellorgan 71 nur teilweise herausgefahren ist (8, 9). Der erste Antrieb 72 wird hierfür beispielsweise durch einen hydraulischen, pneumatischen und/oder elektro-mechanischen Antrieb gebildet.
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Das erste Stellorgan 71 weist einen Verschleißschutz 76 auf, der die mit dem Mahlgut in Kontakt kommende Oberfläche bildet und der hier durch eine Vielzahl von Verschleißschutzelementen gebildet wird, die lösbar am ersten Stellorgan 71 befestigt sind, sodass ein schneller Austausch gewährleistet ist.
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Die 6 und 7 zeigen die am Aufgabeschacht montierten Baueinheiten 7 - 10. Die erste Baueinheit 7 weist das erste Stellorgan 71 und den damit zusammenwirkenden ersten Antrieb 72 auf. In identischer Weise sind die zweite Baueinheit 8 mit einem zweiten Stellorgan 81 und einem damit zusammenwirkenden zweiten Antrieb 82, die dritte Baueinheit 9 mit einem dritten Stellorgan 91 und einem damit zusammenwirkenden dritten Antrieb 92 und die vierte Baueinheit 10 mit einem vierten Stellorgan 101 und einem damit zusammenwirkenden vierten Antrieb 102 ausgestattet.
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Der Schacht weist hierbei im Bereich der Stellorgane 71, 81, 91, 101 der Baueinheiten 7 - 10 jeweils eine Aussparung (Schlitz) auf, damit das jeweilige Stellorgan bis in den Aufgabeschacht verstellt werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die Baueinheiten 7 und 8 ein erstes Baueinheitenpaar und die beiden Baueinheiten 9 und 10 ein darüber angeordnetes zweites Baueinheitenpaar. Die Baueinheiten 7, 8 bzw. 9, 10 sind dabei jeweils gegenüberliegend angeordnet, sodass die Stellungen der jeweils gegenüberliegenden Stellorgane 71, 81 bzw. 91, 101 den freien Querschnitt des Aufgabeschachtes 6 definieren. In 6 sind das dritte Stellorgan 91 und das vierte Stellorgan 101 in ihrer jeweiligen Absperrstellung, so dass der Aufgabeschacht 6 abgesperrt ist und somit kein Materialfluss stattfinden kann. Das erste und zweite Stellorgan 71, 81 befinden sich hingegen in ihre vollständig in die jeweilige Kassette eingezogenen Stellung, in welcher Querschnitt des Aufgabeschachts nicht eingeschränkt wird. In 7 befinden sich alle vier Stellorgane 71, 81, 91 und 101 in ihrer vollständig in die jeweilige Kassette eingezogenen Stellung. 8 zeigt nochmal eine stark vereinfachte Darstellung der Walzenmühle mit den Baueinheiten 7 - 10. Die mit dem Mahlgut in Kontakt kommenden Oberflächen der zugehörigen Stellorgane 71, 81, 91, 101 sind hier in einem Winkel α von 90° zu einer Vertikalebene 11 durch den Walzenspalt 3 ausgerichtet. Die Stellorgane sind somit horizontal ausgerichtet. Während die (optionalen) Stellorgane 71 und 81 völlig in ihre jeweiligen Kassetten zurückgezogen sind, befinden sich die Stellorgane 91 und 101 in einer Arbeitsstellung, in welcher der Querschnitt des Aufgabeschachts etwas verengt ist. Über die beiden zusammenwirkende Stellorgane 91, 101 wird der freie Querschnitt des Aufgabeschachts 6 und damit auch die zum Walzenspalt 3 gelangende Aufgabemenge des Mahlgutes festgelegt. Bei der in 8 dargestellten, horizontalen Ausrichtung der Stellorgane bildet sich auf der Oberfläche der beiden Stellorgane 91, 1001 eine (nicht dargestellte) autogene Verschleißschutzschicht aus dem zu zerkleinernden Material aus, welche die Standzeit der Stellorgane erheblich verlängert.
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9 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer schrägen Anordnung der Stellorgane. Hier beträgt der Winkel der beiden Stellorgane 91, 101 zur Vertikalebene 11 etwas 65°, sodass sich der Aufgabeschacht in diesem Bereich trichterförmig verengt. Die mit dem Mahlgut in Kontakt kommenden Oberflächen des dritten und vierten Stellorgans 91, 101 sind in einem Winkel β von etwa 130° zueinander ausgerichtet, es wäre aber auch jeder andere Winkel im Bereich von 30° - 180° denkbar. Der Winkel β von 180° ist im Ausführungsbeispiel der 8 verwirklicht.
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Um das Handling im Wartungs- bzw. Reparaturfall weiter zu beschleunigen, sind die Baueinheiten 7 - 10 in einem Halterahmen 12 zwischen einer Arbeitsstellung und einer Wartungsstellung verschiebbar gehaltert. 10 zeigt die beiden Baueinheiten 7 und 8 in der Arbeitsstellung, während sich die Baueinheiten 9 und 10 in der Wartungsstellung befinden. In der Arbeitsstellung sind die Baueinheiten/Kassetten an den Aufgabeschacht 6 angekoppelt, sodass das zugehörige Stellorgan in den Aufgabeschacht verschoben werden kann. Die Baueinheit/Kassette wird dabei lösbar am Halterahmen 12 fixiert, was beispielsweise mittels einer Bolzensicherung 13 (11) realisiert werden kann.
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Die 12 und 13 zeigen schließlich noch ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem nur die beiden Baueinheiten 7 und 8 gegenüberliegend angeordnet sind. 12 zeigt dabei die Arbeitsstellung, in der die beiden Baueinheiten 7, 8 am Aufgabeschacht 6 angekoppelt sind. Die Wartungsstellung beider Baueinheiten 7, 8 ist in 13 veranschaulicht.
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Durch die Ausbildung der Baueinheiten 7 - 10 als mit dem Aufgabeschacht koppelbare (montierbare) und vom Aufgabeschacht abkoppelbare (demontierbare) Einheiten ist ein schneller Aus- und Einbau möglich. Die Wartungs- bzw. Austauschzeiten verkürzen sich dadurch entsprechend. Während beim Ausführungsbeispiel mit lediglich einer oder zwei gegenüberliegend angeordneten Baueinheiten der Betreib der Hochdruckwalzenpresse noch unterbrochen werden muss, kann bei einer Ausführung mit vier Baueinheiten der Betrieb der Hochdruckwalzenpresse aufrechterhalten werden. Durch entsprechend vorrätige Austausch-Baueinheiten kann die Betriebsunterbrechung jedoch auch bei der ersten Variante mit nur zwei Baueinheiten auf ein Minimum reduziert werden.
