DE102021103889A1 - Hochdruckwalzenpresse mit vibrierenden Seitenwänden - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckwalzenpresse (100) zur Zerkleinerung von sprödem Mahlgut (M), aufweisend, mindestens zwei nebeneinander angeordneten und mit gegensinnigem Drehsinn rotierenden Mahlwalzen (110, 120), die zwischen sich einen Walzenspalt (W) bilden, wobei eine erste Mahlwalze (110) eine Festwalze ist und eine zweite Mahlwalze (120) eine Loswalze ist, und je eine Seitenwand (150, 150') an den beiden Enden des Walzenspaltes (W)Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die je eine Seitenwand (150, 150') eine Vibrationsvorrichtung (160) aufweist, welche die je eine Seitenwand (150, 150') in mechanische Schwingungen versetzt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hochdruckwalzenpresse zur Zerkleinerung von sprödem Mahlgut, aufweisend, mindestens zwei nebeneinander angeordnete und mit gegensinnigen Drehsinn rotierenden Mahlwalzen, die zwischen sich einen Walzenspalt bilden, wobei eine erste Mahlwalze eine Festwalze ist und eine zweite Mahlwalze eine Loswalze ist, und je eine Seitenwand an den beiden Enden des Walzenspaltes.
  • Zur Zerkleinerung oder Kompaktierung von sprödem, körnigem Mahlgut, wie Erze und Gestein, werden häufig Hochdruckwalzenpressen verwendet, welche aus zwei nebeneinander angeordneten, gegenläufigen und in der Regel gleich gro-ßen, drehbar gelagerten Presswalzen bestehen, die mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit umlaufen und zwischen sich einen schmalen Walzenspalt bilden. Durch diesen Walzenspalt wird das zu zerkleinernde oder zu kompaktierende Mahlgut gezogen, wobei das Mahlgut unter dem hohen Druck, der im Walzenspalt herrscht, zerkleinert oder verdichtet wird. Das Ergebnis dieser Behandlung, nämlich Zerkleinerung oder Verdichtung, ist zum großen Teil abhängig von den Materialeigenschaften des zu zerkleinernden Mahlguts. Die hier beschriebene Zerkleinerung im Walzenspalt ohne Scherung und auch ohne Schlag wurde erstmals von Schönert et al. in der deutschen Offenlegungsschrift DE 27 08 053 A1 als Hochdruckzerkleinerung beschrieben und sie gilt seither als eine Gattung der Zerkleinerungsarten neben dem Mahlen durch Scheren und dem Brechen.
  • Hochdruckwalzenpressen zur Zerkleinerung von körnigem Gut nach Schönert unterscheiden sich grundsätzlich von anderen Pressen, die zur Zerkleinerung anderer Güter eingesetzt werden. Insbesondere sind Hochdruckwalzenpressen, die zur Zerkleinerung von Gestein gedacht sind, nicht vergleichbar mit Walzenpressen, etwa zur Zerkleinerung von Getreide. In Getreidewalzen wird Getreide zerrieben. Getreidewalzen haben Gewichte im Bereich von maximal 100 kg. Der gesamte apparative Aufbau einer Getreidewalze unterscheidet sich sehr stark von Hochdruckwalzenpressen. Getreidewalzen arbeiten darüber hinaus scherend. Hochdruckwalzenpressen arbeiten dagegen ohne Scherung. Das bedeutet, die beiden Mahlwalzen haben im Walzenspalt eine exakt gleiche Oberflächengeschwindigkeit und weisen beim Lauf keinen wechselseitigen Schlupf auf.
  • Hochdruckwalzenpressen unterscheiden sich auch erheblich von Bandwalzen zum Walzen von Stahl. Stahlbandwalzen zeichnen sich durch ihren einsatzbedingten ruhigen Lauf aus. Der Stahl zwischen den Bandwalzen ist entweder sehr duktil, weil der zu walzende Stahl heißverformt wird, oder aber der Stahl ist kaltverformbar. In der Folge ist die Laufruhe einer Stahlwalze aufgrund der Natur des Walzverfahrens recht groß. Es ist somit möglich, eine Bandwalze mit zwei horizontal übereinander angeordneten Walzen zu betreiben, wobei der Walzenspaltdruck durch das Eigengewicht der Walzen und auch durch hydraulische Hilfsmittel erzeugt werden kann. Der zu walzende Stahl passiert den Walzenspalt einer Bandwalze in horizontaler Richtung, nämlich senkrecht zur Schwerkraft, welche die obere Mahlwalze auf den Bandstahl aufdrückt. Bandwalzen erreichen je nach zu walzendem Stahl eine Walzenspaltgeschwindigkeit von bis zu 200 km/h. Stahlbandwalzen ist durchaus vergleichbar mit einer Kuchenteigwalze, die über einen rohen Pizzateig rollt und dabei den Pizzateig ausbreitet, wenngleich die wirkenden Kräfte in einer Stahlbandwalze um viele Größenordnungen größer sind. Hochdruckwalzenpressen zur Zerkleinerung von Erzen und Gestein weisen hingegen in der Regel horizontal nebeneinander angeordnete Walzen auf mit einer Passage des Mahlguts in vertikaler Richtung. Dabei erreichen die Walzenspaltgeschwindigkeiten in Hochdruckwalzenpressen zur Zerkleinerung von Erzen und Gestein allenfalls Geschwindigkeiten im unteren zweistelligen km/h Bereich.
  • Bandwalzen für Stahl arbeiten also in einem anderen Betriebsextrem als Hochdruckwalzenpressen. Bandwalzen laufen schnell und gleichmäßig und verformen duktilen Stahl, der sich unter der Walze verformt. Hochdruckwalzenpressen laufen langsam, und im Walzenspalt weicht das Mahlgut durch Sprödigkeit spontan und plötzlich dem Druck im Walzenspalt aus. In Hochdruckwalzenpressen liegen die Walzen horizontal nebeneinander und bilden einen Walzenspalt aus, in dem das Mahlgut vertikal hindurchläuft. Hochdruckwalzenpressen weisen einen Walzenspaltdruck von 50 MPa und mehr auf. Durch die horizontale Anordnung der Walzen nebeneinander und durch den Betrieb mit sprödem Material ist das gesamte mechanische Verhalten der Hochdruckwalzenpresse nicht mit dem mechanischen Verhalten vertikal übereinanderliegender Bandwalzen vergleichbar, die darüber hinaus durch die Duktilität des zu walzenden Stahls einen gedämpften und gleichmäßigen Lauf zeigen.
  • Sofern das Mahlgut in einer Hochdruckwalzenpresse inhomogen mit Luft durchsetzt ist, bietet sich dem Mahlgut bei der Passage durch den Walzenspalt die Möglichkeit, in den Luftraum auszuweichen und so dem hohen Druck im Walzenspalt auszuweichen, wodurch die Zerkleinerungsleistung der Hochdruckwalzenpresse erheblich verringert wird. Des Weiteren kann dadurch die Hochdruckwalzenpresse veranlasst werden, ungleichmäßig zu laufen, in dem die Walzen eine Rotationsschwingung ausführen, weil der Antrieb der Hochdruckrollenpressenwalzen wiederholend gebremst wird und wieder freiläuft. Dieser abrupte Lastwechsel setzt sich in der gesamten Hochdruckwalzenpresse fort und ist als Vibration der gesamten Hochdruckwalzenpresse bemerkbar. Bei ungünstigen Bedingungen kann sich die Vibration bis in das Fundament fortsetzen und unter ungünstigen Umständen sogar das Fundament beschädigen.
  • Um für einen gleichmäßigen und ruhigen Lauf der Hochdruckwalzenpresse den Walzenspalt gleichmäßig mit Mahlgut zu beaufschlagen, sind Aufgabevorrichtungen für Mahlgut in solch einer Hochdruckwalzenpresse bekannt, die den Zufluss des Mahlguts geregelt variieren, so dass sich ein konstanter Schüttkegel im Raum zwischen den beiden gegenläufigen Walzen ausbildet. Je nach Art und Konsistenz des Mahlgutes reicht diese Art der Beaufschlagung des Walzenspaltes aber nicht aus, um einen vibrationsfreien Lauf der Hochdruckrollenpressenwalzen zu gewährleisten und um eine kontinuierliche Arbeitsweise der gesamten Zerkleinerungsmaschine als Hochdruckwalzenpresse zu erreichen. Ungleichmäßige Kornverteilung im Mahlgut und Lufteinschlüsse in der Schüttung sind durch eine alleinige Regelung des Schüttkegels im Raum zwischen den gegenläufigen Walzen nicht immer in genügendem Maße zu vergleichmäßigen.
  • In dem deutschen Gebrauchsmuster DE 20 2009 014 079 U1 wird vorgeschlagen, Vibrationsstäbe, etwa wie sie aus der Betongusstechnik als Betonrüttler bekannt sind, in der Aufgabevorrichtung anzuordnen, die bis nahe an die Kompaktionszone des zu zerkleinernden Mahlguts heranreichen. Die Vibrationsstäbe entlüften das Mahlgut durch dessen Fluidisierung und sorgen so für einen gleichmäßigeren Lauf. Im tatsächlichen Betrieb hat sich gezeigt, dass die Vibrationsstäbe den rauen Bedingungen in der Hochdruckwalzenpresse nicht genügen. Die Vibrationsstäbe werden durch das Mahlgut zu schnell verschlissen oder sogar verbogen. Die Standzeit von Betonrüttlern oder von Metallstangen, die mit Hilfe des Betonrüttlers in Vibration versetzt werden reicht nicht aus, um einen ausreichend langen Betrieb ohne Stillstand der Hochdruckwalzenpresse zu gewährleisten.
  • Um die Oberfläche der Walzen von Hochdruckwalzenpressen bis nahe am Belastungsmaximum betreiben zu können und dadurch die Mahleffizienz zu maximieren, ist es sehr wichtig, dass eine Überlast der Oberfläche der Mahlwalzen in Form eines zu hohen Walzenspaltdrucks sicher ausgeschlossen werden kann. Anderenfalls, nämlich bei Betrieb im Überlastbereich, kann es zu Oberflächenausbrüchen auf der Mahlwalzenoberfläche kommen, bei denen die Oberflächenvergütung an den ausgebrochenen Stellen verloren geht. Durch die Ausbrüche in der Oberfläche einer Mahlwalze ist es nicht mehr möglich, die Hochdruckwalzenpresse gleichmäßig zu betrieben. Die Mahlwalze geht durch die Oberflächenausbrüche zwangsläufig in einen schlagenden Betrieb über, weil der Walzenspaltdruck bei Passage der Oberflächenausbrüche schlagartig abfällt und schlagartig wieder ansteigt, wenn die ausgebrochene Oberflächenstelle den Walzenspalt wieder verlässt.
  • Für den optimalen Betrieb einer Hochdruckwalzenpresse ist es wichtig, dass der Druck im Walzenspalt über die Zeit möglichst nicht variiert. Hierzu wird in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2011 018 705 A1 gelehrt, die den Druck im Walzenspalt aufrechterhaltende Hydraulik nach der Vibration der Hochdruckwalzenpresse zu regeln. Diese Regelung führt zu einem ruhigen und gleichmäßigen Lauf der Hochdruckwalzenpresse.
  • Die vorliegende Erfindung widmet sich der Druckverteilung entlang des Walzenspaltes von der Mitte des Walzenspaltes bis zu den beiden Enden des Walzenspaltes. Dadurch, dass der Walzenspalt zu beiden Seiten offen ist, findet im Mahlgut entlang der Kompaktionszone, die kurz oberhalb des Walzenspaltes beginnt und sich bis in den Walzenspalt hineinzieht, eine Fließbewegung des Mahlguts statt. Diese Fließbewegung resultiert in einem Materialfluss von der Mitte des Walzenspaltes zu den beiden Enden des Walzenspaltes. Da das Mahlgut an den Walzenspaltenden aus dem Walzenspalt herausfließen kann, folgt das Mahlgut dem Druckgefälle im Spalt und weicht so der Kompression aus.
  • Der zuvor beschriebene und unerwünschte Druckabfall von der Mitte des Walzenspaltes zu den beiden Enden ist auch mit einer gleichmäßigen Beschickung des Walzenspaltes durch eine Aufgabevorrichtung von oben nicht vollständig zu beseitigen. In Folge dieses Druckabfalls ist der Druck in der Mitte des Walzenspaltes größer. Die Loswalze in der Hochdruckwalzenpresse neigt dadurch dazu, um den Druckpunkt in der Mitte des Walzenspaltes eine Schwingungsbewegung um eine vertikale Achse durchzuführen, wobei die Schwingungsfrequenz 0,1 Hz oder auch geringer ist. Der Walzenspalt ist dadurch zweitweise nicht immer gleichbreit, sondern wie ein Keil geformt, wobei der größte Walzenspaltdruck in der Mitte der Mahlwalze vorhanden ist. Die Mahlwalze leidet so im längeren Betrieb unter einem Schleiß, der die zylindrischen Mahlwalze zu einer taillierten Form überführt. Eine so verformte Mahlwalze ist für den weiteren Einsatz unbrauchbar.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Druckverteilung entlang des Walzenspaltes zu vergleichmäßigen.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die je eine Seitenwand eine Vibrationsvorrichtung aufweist, welche die Seitenwand in mechanische Schwingungen versetzt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zu Anspruch 1 angegeben.
  • Nach dem Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, die Seitenwände der Hochdruckwalzenpresse, welche den Walzenspalt verschließen, durch eine Vibrationsvorrichtung in mechanische Schwingungen zu versetzen. Die mechanischen Schwingungen fluidisieren das Mahlgut und erleichtern so die Spaltpassage, so dass der Walzenspaltdruck im Bereich der Walzenspaltenden gleichbleibend erhöht wird. Da der Walzenspaltdruck ein Quotient aus der Andruckfläche, nämlich die Höhe der Kompaktionszone über dem Walzenspalt, und dem Produkt aus Höhe der tatsächlichen Kompaktionszone mal der Länge des Walzenspaltes ist, verringert sich der Walzenspaltdruck in der Mitte des Walzenspaltes und erhöht sich an den Enden des Walzenspaltes. In der Folge vergleichmäßigt sich der Walzenspaltdruck über die Länge des Walzenspaltes. Diese Druckvergleichmäßigung führt dazu, dass die Loswalze nicht taumelt, also keine Rotationsschwingung um Bruchteile eines Winkelgrades um eine vertikale Achse durchführt. Ohne diese Taumelbewegung arbeitet die Hochdruckwalzenpresse über einen größeren Zeitraum mit gleichbleibender Effizienz. Auch wird das Schleißbild der Mahlwalzen vergleichmäßigt, so dass sich keine so starke Taillierung der Mahlwalzen durch Schleiß ausbildet.
  • In vorteilhafter Weise ist der Energieeintrag der Vibrationsvorrichtung in das Mahlgut so bemessen, dass die Vibrationsvorrichtung mit einer Frequenz zwischen 10 Hz und 150 Hz arbeitet, bevorzugt mit einer Frequenz zwischen 10 Hz und 60 Hz arbeitet und einen Energieeintrag zwischen 0,1 kJ/m3 und 10 kJ/m3, bevorzugt zwischen 0,1 kJ/m3 und 1,0 kJ/m3 in das Mahlgut leitet. Die hierzu notwendige Auslegung kann durch einfache experimentelle Messung bestimmt werden. Der Energieeintrag hängt von der exakten Geometrie der Seitenwand ab, die bei Vibration ein für die vorliegende Geometrie ein individuelles Wellenmuster zeigt. Das Wellenmuster wiederum ist dafür verantwortlich, an welchen Stellen der Energieeintrag in das Mahlgut geschieht. Das einfache Experiment erfordert die Messung der Stromaufnahme und des Massenflusses, den man durch Wiegen des passierten Mahlguts ermitteln kann.
  • Im Betrieb hat sich herausgestellt, dass es ein Optimum für den Energieeintrag gibt. So kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Vibrationsvorrichtung eine Regelvorrichtung aufweist oder mit einer solchen verbunden ist welche die Vibrationsintensität nach deren aufgenommener Energie zum Betrieb regelt, wobei eine erhöhte Energieaufnahme in einer Verringerung der Vibrationsintensität und eine verringerte Energieaufnahme in einer Erhöhung der Vibrationsintensität resultiert. Diese Regelstrategie vermeidet, dass die Seitenwand zu stark in das Mahlverhalten eingreift und dabei selbst Schaden nimmt.
  • Die Regelstrategie kann auch eine Regelung nach der Energieaufnahme des Walzenantriebs umfassen. Es kann also vorgesehen sein, dass die Regelvorrichtung kumulativ oder alternativ nach der Energieaufnahme eines Walzenantriebs regelt, wobei eine erhöhte Energieaufnahme des Walzenantriebs in einer Verringerung der Vibrationsintensität und eine verringerte Energieaufnahme in einer Erhöhung der Vibrationsintensität resultiert. Diese Regelstrategie berücksichtigt die Tatsache, dass bei Ausbildung eines Fluidisierungseffektes im Mahlgut der mittlere Druck im Walzenspalt steigt und eine hohe Antriebsleistung der Mahlwalzen erfordert. Der Betrieb mit hoher Antriebsleistung ist aber nicht unbedingt der energieeffizienteste Antrieb.
  • Schließlich kann noch eine Regelung kumulativ oder alternativ vorgenommen werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Vibrationsvorrichtung zusätzlich nach der Spaltbreite des Walzenspaltes geregelt wird, wobei eine vergrößerte Spaltbreite in einer Erhöhung der Vibrationsintensität und eine verringerte Spaltbreite in einer Verringerung der Vibrationsintensität resultiert. Diese Regelstrategie berücksichtigt den beobachtbaren Effekt, dass sich bei Überfüllung des Walzenspaltes der Walzenspalt ausbreitet. Eine Fluidisierung des Mahlguts hilft, den kurzzeitigen Überfüllungseffekt zu beseitigen.
  • Noch eine weitere kumulative oder alternative Regelstrategie kann umfassen, dass die Vibrationsvorrichtung zusätzlich nach der Neigung der Loswalze zur Rotation um eine vertikale Achse geregelt wird, wobei mit zunehmender Drehschwingungsfrequenz der Loswalze die Vibrationsintensität erhöht wird und umgekehrt. Diese Regelstrategie umfasst die Vermeidung einer Taumelbewegung der Loswalze um Bruchteile eines Winkelgrades, wobei das Taumeln mit einer Frequenz von weniger als 0,1 Hz geschieht. Diese Regelstrategie umfasst eher langsame Veränderungen von Parametern mit einer größeren Stellzeit als es bei den vorherigen Regelstrategien der Fall ist. Zum Messen der Taumelbewegung können Positionssensoren an den Lagern eingesetzt werden, welche den relativen Abstand der Walzensachsen beider Achsen an beiden Enden der Walzen misst und über einen längeren Zeitraum im Bereich von 1 min bis 10 min für eine statistische Analyse der Taumelbewegung speichert.
  • Es ist auch möglich, die Vibrationsvorrichtung impulsiv zu nutzen. Hierzu kann vorgesehen sein, dass eine manuelle Auslösevorrichtung für die Vibrationsvorrichtung vorgesehen ist. Hierzu bedient ein Bedienpersonal die Auslösevorrichtung, wenn eine Überfüllung im Walzenspalt festgestellt wird.
  • Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:
    • 1 eine Skizze einer erfindungsgemäßen Hochdruckwalzenpresse in einer Seitenansicht,
    • 2 Aufsicht auf einen mit Mahlgut bedeckten Walzenspalt einer Hochdruckwalzenpresse ohne Seitenwände, hier in Ansicht auf die Mahlwalzen,
    • 3 Aufsicht auf einen mit Mahlgut bedeckten Walzenspalt einer Hochdruckwalzenpresse mit Seitenwände aus dem STAND DER TECHNIK,
    • 4 Aufsicht auf einen mit Mahlgut bedeckten Walzenspalt einer erfindungsgemäßen Hochdruckwalzenpresse.
  • In 1 ist eine Skizze einer erfindungsgemäßen Hochdruckwalzenpresse 100 in einer Seitenansicht gezeigt. Die erfindungsgemäße Hochdruckwalzenpresse 100 zur Zerkleinerung von sprödem Mahlgut M weist mindestens zwei nebeneinander angeordnete und mit gegensinnigem Drehsinn rotierende Mahlwalzen 110, 120 auf. Die beiden Mahlwalzen 110, 120 bilden zwischen sich einen Walzenspalt W, durch den das Mahlgut M ohne oder mit nur sehr geringem relativen Schlupf der Mahlwalzen 110, 120 gezogen wird. Eine erste Mahlwalze (110) ist eine Festwalze und eine zweite Mahlwalze 120 ist eine Loswalze. Die Loswalze 120 hat zwei Freiheitsgrade der Bewegung. Diese kann sich unter Verbreiterung des Walzenspaltes W von der Festwalze 110 entfernen und auch um die vertikale Achse A um Bruchteile eines Winkelgrades drehen. Um zu vermeiden, dass das Mahlgut M zur in der Bildebene liegende Öffnung des Walzenspaltes W fließt und dort herausfällt, ist zu beiden Öffnungen des Walzenspaltes W eine Seitenwand 150, 150' vorgesehen. Nach dem Gedanken der Erfindung weist je eine Seitenwandeine Vibrationsvorrichtung auf, welche die je eine Seitenwand 150, 150' in mechanische Schwingungen versetzt. Diese mechanische Schwingung wird in das Mahlgut M übertragen, das sich in der Nähe des jeweiligen Endes des Walzenspaltes W befindet und auf oder in der Kompaktionszone fließt. Diese Schwingung fluidisiert das Mahlgut M und hilft dadurch bei der Passage des Walzenspaltes W, in dem ein Druck von 50 MPa oder höher herrscht.
  • In 2 ist eine Aufsicht auf einen mit Mahlgut M bedeckten Walzenspalt W einer Hochdruckwalzenpresse 100 ohne Seitenwände 150, 150', hier in Ansicht auf die Mahlwalzen 110, 120 gezeigt. Das Mahlgut M legt sich als Schüttung auf den Walzenspalt W und verdeckt den Walzenspalt W. Auf das Mahlgut M sind Pfeile eingezeichnet, welche die ungefähre Fließbewegung des Mahlguts M auf dem Walzenspalt W bis in den Bereich der Kompaktionszone zeigen. Die tatsächliche Bewegung eines Mahlgutpartikels beträgt dabei nicht unbedingt die Länge der Pfeile, sondern können sich auch nur einen Bruchteil davon entlang der Pfade der Pfeile bewegen. Rechts neben der Skizze in 2 ist ein Diagramm abgebildet, dass als Position x entlang des Walzenspaltes W den etwaigen Druck p im Walzenspalt W darstellt. In dieser offenen Hochdruckwalzenpresse ist der Druckabfall im Walzenspalt W zu den Enden hin sehr groß, so dass der Druck im Walzenspalt W im Bereich der Walzenenden von über 50 MPa stark abfällt. In Folge dessen findet in dem Bereich der Walzenspaltenden keine effiziente Zerkleinerung durch Kompaktierung mehr statt.
  • In 3 ist eine Aufsicht auf einen mit Mahlgut M bedeckten Walzenspalt W einer Hochdruckwalzenpresse 100 mit statischen Seitenwänden 150, 150', hier in Ansicht auf die Mahlwalzen 110, 120 gezeigt. Der Druckabfall im Walzenspalt W zur Rollenschulter, also im Bereich eines Endes des Walzenspaltes, ist gegenüber der Anordnung in 1 deutlich reduziert aber immer noch vorhanden. Diesen Effekt nennt man „Randzoneneffekt“. Dieser Effekt wird teilweise durch die Reibung an der Seitenwand hervorgerufen. Die Seitenwand bildet eine Fließbarriere und die resultierende Reibung steigt mit zunehmendem Pressdruck da der Gegendruck an der Seitenwandoberfläche steigt. Je stärker das Material aus dem Spalt gegen die Seitenwand gepresst wird, desto größer wird der Reibungskoeffizient und somit fließt weniger Material in die Randzone des Spalts. Somit reduziert sich die Gutbettkompression und damit der resultierende Druck der Randzone endsprechend. Das führt eher zu einer etwa glockenförmigen Druckverteilung entlang des Walzenspaltes.
  • In 4 ist eine Aufsicht auf einen mit Mahlgut M bedeckten Walzenspalt W einer erfindungsgemäßen Hochdruckwalzenpresse 100 mit vibrierenden Seitenwänden 150, 150', hier in Ansicht auf die Mahlwalzen 110, 120 gezeigt. Dabei wird die Vibration durch eine Vibrationsvorrichtung 160 erzeugt, deren Intensität gegebenenfalls durch eine Regelungsvorrichtung 170 geregelt wird. Durch die jeweils vibrierende Seitenwand (150, 150') bleibt der Druck an den Enden des Walzenspalts W bestehen da das Mahlgut M ungehindert in den Walzenspalt W einströmen kann. Die Vibration hilft dem Mahlgut M bei der Walzenspaltpassage. Der ungehinderte Materialfluss entlang der gesamten Walzenbreite sorgt für ein gleichmäßiges Druckprofil und einen gleichmäßigen Verschleiß der Mahlwalzen 110 und 120, so dass sich keine so starke Taillierung ausbildet.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Hochdruckwalzenpresse
    110
    Mahlwalze
    120
    Mahlwalze
    150
    Seitenwand
    150'
    Seitenwand
    160
    Vibrationsvorrichtung
    160'
    Vibrationsvorrichtung
    170
    Regelvorrichtung
    A
    Achse
    M
    Mahlgut
    W
    Walzenspalt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 2708053 A1 [0002]
    • DE 202009014079 U1 [0008]
    • DE 102011018705 A1 [0010]

Claims (7)

  1. Hochdruckwalzenpresse (100) zur Zerkleinerung von sprödem Mahlgut (M), aufweisend, - mindestens zwei nebeneinander angeordnete und mit gegensinnigem Drehsinn rotierende Mahlwalzen (110, 120), die zwischen sich einen Walzenspalt (W) bilden, wobei eine erste Mahlwalze (110) eine Festwalze ist und eine zweite Mahlwalze (120) eine Loswalze ist, und - je eine Seitenwand (150, 150') an den beiden Enden des Walzenspaltes (W), dadurch gekennzeichnet, dass die je eine Seitenwand (150, 150') eine Vibrationsvorrichtung (160) aufweist, welche die je eine Seitenwand (150, 150') in mechanische Schwingungen versetzt.
  2. Hochdruckwalzenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationsvorrichtung (160) mit einer Frequenz zwischen 10 Hz und 150 Hz arbeitet, bevorzugt mit einer Frequenz zwischen 10 Hz und 60 Hz arbeitet und einen Energieeintrag zwischen 0,1 kJ/m3 und 10 kJ/m3, bevorzugt zwischen 0,1 kJ/m3 und 1,0 kJ/m3 in das Mahlgut (M) leitet.
  3. Hochdruckwalzenpresse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationsvorrichtung (160) eine Regelvorrichtung (170) aufweist, welche die Vibrationsintensität nach deren aufgenommener Energie zum Betrieb regelt, wobei eine erhöhte Energieaufnahme in einer Verringerung der Vibrationsintensität und eine verringerte Energieaufnahme in einer Erhöhung der Vibrationsintensität resultiert.
  4. Hochdruckwalzenpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (170) zusätzlich nach der Energieaufnahme eines Walzenantriebs regelt, wobei eine erhöhte Energieaufnahme des Walzenantriebs in einer Verringerung der Vibrationsintensität und eine verringerte Energieaufnahme in einer Erhöhung der Vibrationsintensität resultiert.
  5. Hochdruckwalzenpresse nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationsvorrichtung (160) zusätzlich nach der Spaltbreite des Walzenspaltes (W) geregelt wird, wobei eine vergrößerte Spaltbreite in einer Erhöhung der Vibrationsintensität und eine verringerte Spaltbreite in einer Verringerung der Vibrationsintensität resultiert.
  6. Hochdruckwalzenpresse nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationsvorrichtung (160) zusätzlich nach der Neigung der Loswalze (120) zur Rotation um eine vertikale Achse (A) geregelt wird, wobei mit zunehmender Drehschwingungsfrequenz der Loswalze (120) die Vibrationsintensität erhöht wird und umgekehrt.
  7. Hochdruckwalzenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine manuelle Auslösevorrichtung für die Vibrationsvorrichtung (160) vorgesehen ist.
DE102021103889.8A 2021-02-18 2021-02-18 Hochdruckwalzenpresse mit vibrierenden Seitenwänden Active DE102021103889B4 (de)

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