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Die Erfindung betrifft einen Mahlteller und eine Vertikalrollenmühle mit einem solchen Mahlteller.
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Vertikalrollenmühlen, die auch als Rollenmühlen oder Walzenschüsselmühlen bekannt sind, werden insbesondere für die Zerkleinerung mineralischer Rohstoffe und Brennstoffe, beispielsweise in der Zementindustrie oder in Kraftwerken, eingesetzt.
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Bekannte Vertikalrollenmühlen weisen einen Mahlteller auf, auch als Mahlschüssel bezeichnet, der eine horizontale Mahlbahn aufweist und auf dem sich eine Mehrzahl, beispielsweise drei oder vier Mahlrollen abwälzen. Vertikalrollenmühlen werden üblicherweise über einen zentralen Antrieb des Mahltellers angetrieben. Beispielsweise sind die Mahlrollen antriebslos, wobei auch ein Antrieb der Mahlrollen bei einem antriebslosen Mahlteller möglich ist. Die Mahlrollen werden üblicherweise mit einer Vorrichtung zur Krafterzeugung gegen den rotierenden Mahlteller gedrückt, wobei das zu zerkleinernde Gut in dem Spalt zwischen Mahlrolle und Mahlteller zerkleinert wird.
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Die Mahlteller sind üblicherweise einstückig ausgebildet und werden vorzugsweise aus einem Gussmaterial hergestellt. Zur Erhöhung der Durchsatzleistungen der Vertikalrollenmühlen besteht die Forderung nach immer größeren Mahltellern. Insbesondere das hohe Gewicht der Mahlteller stellt bei Transport und Herstellung ein Problem dar. Aus der
WO 2016/083045 A1 ist bereits eine Mahlschüssel bekannt, die einen segmentierten Aufbau aufweist. Diese Mahlschüssel weist eine Mehrzahl von Ringsegmenten auf, die in vertikaler Richtung verlaufende Trennflächen aufweisen, sodass die Ringsegmente jeweils beispielsweise 120° bis 180° der kreisförmigen Mahlbahn aufweisen. Eine solche segmentierte Ausbildung des Mahltellers hat sich als sehr nachteilig erwiesen, da im Betrieb der Vertikalrollenmühle insbesondere die hohen Temperaturbelastungen zu einer thermischen Ausdehnung des Materials des Mahltellers führen. Diese thermische Ausdehnung ist durch die Trennung der Mahlbahn auf jedem Ringsegment unterschiedlich ausgeprägt, was zu einer ungleichmäßigen Mahlbahn und somit zu übermäßigem Verschleiß oder Versagen des Materials führt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Mahlteller für eine Vertikalrollenmühle bereitzustellen, der die oben genannten Nachteile überwindet und gleichzeitig einfacher zu handhaben, insbesondere zu transportieren ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Ein Mahlteller insbesondere für eine Vertikalrollenmühle umfasst nach einem ersten Aspekt eine innere, durchgehenden Öffnung und eine Mahlbahn auf der Oberfläche des Mahltellers, wobei der Mahlteller zumindest eine im Wesentlichen horizontale Teilung in zumindest zwei jeweils einteilige, ringförmige Mahltellersegmente aufweist. Der Mahlteller weist vorzugsweise die Gestalt eines hohlen Kegelstumpfes auf, der sich von der Mahlbahn aus nach unten zu dem der Mahlbahn gegenüberliegenden Ende verjüngt. Es ist ebenfalls denkbar, dass der Mehlteller eine im Wesentlichen hohlzylinderförmige Gestalt aufweist. Der Mahlteller umfasst zumindest zwei Mahltellersegmente, vorzugsweise drei oder vier Mahltellersegmente, wobei jedes Maltellersegment einen vollständig ringförmigen Querschnitt, insbesondere kreisringförmig, aufweist und einteilig aus einem Stück ausgebildet, insbesondere gegossen ist. Die Mahltellersegmente sind vorzugsweise koaxial zueinander angeordnet.
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Im Betrieb der Vertikalrollenmühle kommt es üblicherweise bedingt durch den hohen Druck in dem Mahlspalt und die Umgebungstemperaturen zu einer Erhitzung der Mahlbahn, die insbesondere an dem äußeren Randbereich der Mahlbahn auftritt. Der radial innere Bereich der Mahlbahn wird weniger stark erhitzt, sodass durch diesen Temperaturunterschied der äußere und der innere Bereich der Mahlbahn unterschiedlichen thermisch bedingten Materialausdehnungen ausgesetzt sind. Eine durchgehende Mahlbahn, die auf einem einstückigen Mahltellersegment ausgebildet ist, ermöglicht eine gleichmäßige Ausdehnung der Mahlbahn, was insbesondere dazu führt, dass auf der Mahlbahn angebrachte Verschleißschutzelemente durch die thermische Ausdehnung nicht oder kaum abgelöst oder zerstört werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Mahltellersegmente form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschraubt. Vorzugsweise sind die Mahltellersegmente formschlüssig mittels beispielsweise einer Nut-Feder-Verbindung miteinander verbunden. Eine solche form- und/oder kraftschlüssige Verbindung ist relativ einfach herstellbar und bietet eine zuverlässige Verbindung der Mahltellersegmente, die beispielsweise einfach lösbar ist, um eines der Mahltellersegmente auszutauschen oder den Mahlteller zu transportieren.
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Die mindestens zwei Mahltellersegmente sind gemäß einer weiteren Ausführungsform zumindest teilweise aus dem gleichen Werkstoff ausgebildet. Beispielsweise sind die mindestens zwei Mahltellersegmente vollständig aus dem gleichen Werkstoff ausgebildet, vorzugsweise gegossen. Die Mahltellersegmente können auch zumindest teilweise aus unterschiedlichen Werkstoffen ausgebildet sein, wobei die Werkstoffe gleiche oder sehr ähnliche Werkstoffeigenschaften und Kennwerten aufweisen. Die Ausbildung der Mahltellersegmente aus gleichen oder sehr ähnlichen Werkstoffen stellt sich, dass die Mahltellersegmente auf Belastungen während des Mahlvorgangs, wie beispielsweise Kraft und Temperatur, gleich oder sehr ähnlich reagieren, sodass ein ungleichmäßiges Abrollen der Mahlrollen auf der Mahlbahn vermieden wird. Beispielsweise sind die Mahltellersegmente aus Stahl ausgebildet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen mindestens zwei der Mahltellersegmente unterschiedliche Durchmesser auf. Beispielsweise weist das obere, die Mahlbahn umfassende Mahltellersegment einen größeren Durchmesser als das untere Mahltellersegment auf.
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Zumindest ein Mahltellersegment weist gemäß einer weiteren Ausführungsform einen Durchmesser von mindestens 6m, insbesondere 6 - 10m, vorzugsweise 8m auf.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist zumindest ein Mahltellersegment eine Höhe von etwa 200 - 1800mm, insbesondere 500 - 1500mm, vorzugsweise 1000 - 1300mm auf.
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Zumindest ein Mahltellersegment weist gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Gewicht von etwa 10 - 150t, insbesondere 20 -120t, vorzugsweise 50- 90t auf. Der Mahlteller weist insbesondere ein Gewicht von 100 - 210t, vorzugsweise 120 - 170t, höchstvorzugshalber 150 - 190t auf.
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Jedes der Mahltellersegmente weist gemäß einer weiteren Ausführungsform zumindest eine Verbindungsfläche auf, die mit der Verbindungsfläche eines benachbarten Mahltellersegments verbunden ist und wobei die benachbarten Verbindungsflächen komplementär zueinander ausgebildet sind. Vorzugsweise erstrecken sich die Verbindungsflächen im Wesentlichen in horizontaler Richtung und sind beispielsweise vollständig eben ausgebildet. Insbesondere können die Verbindungsflächen Vorsprünge und/ oder Aussparungen aufweisen, die mit Vorsprüngen und Aussparungen einer benachbarten Verbindungsfläche zusammenwirken. Beispielsweise weisen die Verbindungsflächen eine Nut-Feder-Verbindung auf. Die Verbindungsflächen sind vorzugsweise geschlossene Ringflächen, die einstückig ausgebildet sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfassen die Verbindungsflächen jeweils einen Flansch, der sich in radialer Richtung erstreckt. Vorzugsweise ist der Flansch T-förmig oder H-förmig ausgebildet. Solche Flansche dienen der Befestigung der Mahltellersegmente miteinander Beispielsweise werden die Flansche zweier Mahltellersegmente miteinander verschraubt.
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Die Erfindung umfasst auch eine Vertikalrollenmühle mit einem Mahlteller nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vertikalrollenmühle zumindest eine Mahlrolle aufweist, die derart angeordnet ist, dass sie auf der Mahlbahn des Mahltellers abrollt. Zwischen der Mahlbahn und der Mahlrolle ist ein Mahlspalt ausgebildet, in dem das Mahlgut zerkleinert wird. Die Vertikalrollenmühle weist vorzugsweise des Weiteren ein Antriebssystem zum Antreiben des Mahltellers und/ oder ein Mahlrollenantriebssystem zum Antreiben zumindest einer Mahlrolle auf.
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Figurenliste
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
- 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vertikalrollenmühle in einer Seitenansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Mahltellers in einer Seitenansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Mahltellers in einer Schnittansicht gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1.
- 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Teilbereichs eines Mahltellers in einer Schnittansicht gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2.
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1 zeigt eine Vertikalrollenmühle 10 mit einer Mahlrolle 18 und einem Mahlteller 12. Beispielsweise weist die Vertikalrollenmühle 10 eine Mehrzahl von Mahlrollen 18 auf. Auf der Oberseite des Mahltellers 12 ist eine Mahlbahn 14 ausgebildet, auf der die Mahlrolle 18 abrollt. Wahlweise kann der Mahlteller 12 oder die Mahlrolle 18 angetrieben werden. Üblicherweise wird entweder die Mahlrolle 18, insbesondere zumindest zwei Mahlrollen 18, angetrieben oder der Mahlteller 12 weist einen Antrieb auf und wird um seine Längsachse rotierend angetrieben. Das zu zerkleinernde Mahlgut, wie beispielsweise Erze, Zementklinker oder weitere insbesondere mineralische Werkstoffe, wird in einem Mahlspalt 16 zwischen der Mahlbahn 14 und der Mahlrolle 18 zerkleinert. Das Mahlgut wird über eine Zuführung 20 auf den Mahlteller 18 aufgegeben.
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In 2 und 3 ist ein Mahlteller 12 gezeigt. Der Mahlteller 12 weist an seinem oberen Endbereich eine Mahlbahn 14 auf, auf der eine Mahlrolle 18 gemäß 1 abrollen kann. Der Mahlteller 12 weist im Wesentlichen die Gestalt eines hohlen Kegelstumpfs auf. Insbesondere umfasst der Mahlteller eine Kontur, die sich von oben nach unten verjüngt und eine Mehrzahl von ringförmigen Bereichen unterschiedlichen Durchmessers aufweist. Der Mahlteller 12 weist eine durchgehende Öffnung 24 auf, die sich in vertikaler Richtung durch den Mahlteller erstreckt und den inneren Durchmesser des Mahltellers ausbildet.
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Die Mahlbahn 14 weist den größten äußeren Durchmesser des Mahltellers 12 auf und ist im Wesentlichen kreisringförmig ausgebildet. Die Oberfläche der Mahlbahn ist horizontal ausgerichtet und im Wesentlichen eben ausgebildet, wobei die Mahlbahn 14 an dem äußeren Umfang einen vertikal verlaufenden Absatz 22 aufweist, der sich durchgehend über den gesamten Umfang der Mahlbahn erstreckt. Der Absatz 22 dient dazu, dass das auf der Mahlbahn zerkleinerte Mahlgut nicht über die äußere Kante der Mahlbahn 14 aus der Vertikalrollenmühle 10 austritt. Der äußere Durchmesser des Mahltellers 12 verjüngt sich von der Mahlbahn 14 in Richtung des der Mahlbahn 14 gegenüberliegenden Endes des Mahltellers 12. Das untere, der Mahlbahn 14 gegenüberliegende Ende des Mahltellers 12 weist den geringsten äußeren Durchmesser des Mahltellers 12 auf. Die Mahlbahn 14 weist beispielsweise einen nicht dargestellten Verschleißschutz, wie Beispielsweise eine Panzerung oder Platten aus Wolframcarbid, Keramik, Titancarbid oder ähnlich verschleißfesten Materialien auf.
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Der Mahlteller 12 weist zwei Mahltellersegmente 26, 28 auf, die jeweils einen geschlossenen Ring ausbilden. Jedes der Mahltellersegmente 26, 28 ist einteilig ausgebildet und die Mahltellersegmente 26, 28 sind koaxial zueinander angeordnet. Das erste, obere Mahltellersegment 26 umfasst die Mahlbahn 14 des Mahltellers 12 und ist oberhalb des zweiten, unteren Mahltellersegments 24 angeordnet. Der Mahlteller 12 weist eine horizontale Teilung in die zwei Mahltellersegmente 26, 28 auf. Es ist ebenfalls denkbar, dass der Mahletter 12 mehr als zwei, insbesondere drei oder vier Mahltellersegmente aufweist, die jeweils einen geschlossenen Ring ausbilden, koaxial zueinander angeordnet und einstückig ausgebildet sind.
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Unterhalb der horizontal ausgerichteten Mahlbahn 14 des ersten Mahltellersegments 26 schließt sich ein im Wesentlichen zylinderförmiger Bereich an, der sich nach unten verjüngt. Am unteren, der Mahlbahn gegenüberliegenden Ende des ersten Mahltellersegments 26 ist ein Flansch 30 ausgebildet. Der Flansch 30 des ersten Mahltellersegments 26 erstreckt sich in radialer Richtung und weist eine horizontale Verbindungsfläche 36 auf. Der Flansch 30 verläuft umfangsmäßig entlang des gesamten unteren Endes des ersten Mahltellersegments 26. Das zweite Mahltellersegment 28 weist ebenfalls einen Flansch 32 auf, der sich entlang der oberen, dem ersten Mahltellersegment 26 zugewandten Ende des zweiten Mahltellersegments 28 in radialer Richtung erstreckt. Der Flansch 32 weist eine im Wesentlichen horizontal verlaufende Verbindungsfläche 38 auf, die an der Verbindungsfläche 36 des Flansches 30 des ersten Mahltellersegments 26 anliegt. Die Verbindungsflächen 36, 38 sind beispielhaft ebene, horizontal ausgerichtete Ringflächen. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Verbindungsflächen 36, 38 formschlüssig, beispielsweise über eine Nut-Feder-Verbindung, miteinander verbunden sind. Das erste und das zweite Mahltellersegment 26, 28 sind miteinander mittels Schrauben 34 verbunden. Es ist ebenfalls denkbar, die Mahltellersegmente 26, 26 mittels lösbarer Befestigungsmittel, wie Bolzen oder Stifte zu verbinden. Des Weiteren können die Mahltellersegmente auch stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere verschweißt werden.
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In dem Ausführungsbeispiel der 3 und 4 sind beispielhaft jeweils zwei Schrauben 34 in einer radial verlaufenden Querschnittsebene angeordnet. Die Schrauben 34 erstrecken sich jeweils beispielhaft in vertikaler Richtung, insbesondere in axialer Richtung des Mahltellers 12. Davon abweichende Anordnungen der Schrauben sind ebenfalls denkbar.
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Das erste und das zweite Mahltellersegment 26, 28 sind vorzugsweise aus dem gleichen Material oder einem Material mit sehr ähnlichen Eigenschaften ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vertikalrollenmühle
- 12
- Mahlteller
- 14
- Mahlbahn
- 16
- Mahlspalt
- 18
- Mahlrolle
- 20
- Zuführung
- 22
- Absatz
- 24
- Öffnung
- 26
- oberes, erstes Mahltellersegment
- 28
- unteres, zweites Mahltellersegment
- 30
- Flansch
- 32
- Flansch
- 34
- Schraube
- 36
- Verbindungsfläche
- 38
- Verbindungsfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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