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Die Erfindung betrifft eine Zweiwalzenmaschine, insbesondere Hochdruck-Walzenpresse zur Druckbehandlung körnigen Gutes mit zwei gegenläufig angetriebenen und durch einen Walzenspalt voneinander getrennten Walzen und mit einem oberhalb des Walzenspaltes angeordneten Gutaufgabeschacht, in dem mindestens ein Dosier- und/oder Regulierschieber beweglich geführt ist.
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Beim Betrieb einer Hochdruck-Walzenpresse zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes wird das dem Walzenspalt zugeführte Schüttgut von den gegenläufig angetriebenen Walzen erfasst und durch Reibung (innerhalb des Schüttgutes und zwischen Schüttgut und Walzenoberfläche) in den Walzenspalt eingezogen. Dabei werden die einzelnen Partikel des eingezogenen Schüttgutes in einem Gutbett, d. h. in einer zwischen den beiden Walzenoberflächen zusammengedrückten Materialschüttung bei Anwendung hohen Druckes gegenseitig zerdrückt. Das Produkt dieser Druckbehandlung sind Agglomerate aus zerkleinertem Schüttgut, die sich mit vergleichsweise geringem Aufwand aufschließen lassen.
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Gleichzeitig mit der Bildung von Agglomeraten wird die Luft, die ursprünglich im Schüttgut vorhanden war, aus dem Gutbett herausgepresst. Sie entweicht durch die aus dem Schüttgut gebildete Materialsäule entgegen der Materialströmungsrichtung, wodurch das Schüttgut im Einzugsbereich der Walzen stark aufgelockert und der Materialeinzug, der Durchsatz und der Zerkleinerungsgrad reduziert werden können. Zur Optimierung der Einzugsverhältnisse und der Entlüftung im Walzenspalt ist es deshalb bekannt, innerhalb des Gutaufgabeschachtes bewegliche Dosier- und/oder Regulierschieber anzuordnen, durch die die dem Walzenspalt angebotene Materialmenge beschränkt und der Ort des Einzugsbeginns verändert werden können. So wird in der
US-A 4033559 eine Zweiwalzenmaschine zur Kompaktierung von pelletförmigem oder stückigem Eisenschwamm beschrieben mit einem Gutaufgabeschacht, der sich unterhalb eines Schiebers konisch verbreitert und dessen Ausfluss mittels einer tief in den Walzenspalt reichenden Dosierklappe so gesteuert wird, dass das Schüttgut erst unmittelbar oberhalb einer der beiden Walzen unterhalb der Dosierklappe aus dem Gutaufgabeschacht austritt. Durch die Drehung der Walze wird so das Material zwangsweise in den Walzenspalt gefördert und der Einzug des Materials somit verbessert. Nachteilig ist bei diesem bekannten Gutaufgabeschacht, dass die aus der Schüttung herausgepresste Luft durch die gesamte Materialgutsäule strömen muss. Um diesem Mangel abzuhelfen, wird in der
US-A 5096131 ein Gutaufgabeschacht für eine Zweiwalzenmaschine zur Zerkleinerung von sprödem Material vorgeschlagen, dessen Materialaufgabequerschnitt durch seitliches Verschieben seiner Seitenwände verändert werden kann. Dieses Verschieben der Seitenwände erfolgt dabei normalerweise symmetrisch zum Walzenspalt. Je nach Aufgabenstellung der Zerkleinerung und des vorliegenden Schüttgutes ist es aber auch möglich, die Verschiebung so durchzuführen, dass die gesamte Materialsäule nicht mehr oberhalb des Walzenspaltes, sondern seitlich versetzt hierzu auf nur noch einer Walze abgestützt ist. Somit ist gewährleistet, dass die aus dem Schüttgut im Walzenspalt herausgepresste Luft seitlich an der Materialsäule vorbeiströmen kann.
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Um das Guteinzugsverhalten zu verbessern und gleichzeitig dem Entlüftungsproblem zu begegnen, wird in der
EP 0 584 579 B1 für eine Zweiwalzenmaschine ein Gutaufgabeschacht vorgeschlagen, der in seinem unteren Teil durch paralleles Versetzen zumindest einer der beiden in Achsrichtung der Walzen angeordneten Seitenwände gegenüber der oberen Seitenwand stufenförmig so verbreitert ist, dass an der verbreiterten Seite das Schüttgut eine Böschung in freiem Zufluss entsprechend seines Böschungswinkels ausbildet. Zur Regelung der Böschungshöhe ist dabei im verbreiterten unteren Teil mindestens ein Schieber angeordnet. Zwischen der Böschung und den Wänden des Gutaufgabeschachts bildet sich ein Freiraum. Durch den Wegfall der Wandreibung in diesem Bereich sowie der kurzen Weglänge, den die herausgepresste Luft nur noch zurückzulegen hat, um an der Böschungsoberfläche seitlich aus der Schüttgutsäule herauszutreten, wird ein idealer Zufluss des Schüttguts zum Walzenspalt und ein deutlich verbessertes Einzugsverhalten erreicht.
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Die in den bekannten Gutaufgabeschächten eingesetzten Schieber sind einem starken Verschleiß unterworfen. Die Anmelderin hat deshalb in der Vergangenheit Rollenpressen bereits so konstruiert, dass die Schieber an ihrer der Materialsäule zugewandten Seite mit einem Verschleißschutz versehen sind, beispielsweise mit einem auswechselbaren Verschleißblech. Hierbei ist im besonderen Maße die Unterkante des Verschleißbleches dem Verschleiß ausgesetzt, wodurch das Verschleißblech kürzer und in seiner Wirkung eingeschränkt wird. Um die ursprüngliche Wirksamkeit wieder herzustellen, ist es bisher üblich, das Verschleißblech auszuwechseln oder wenn möglich über Langlöcher nachzustellen. Auch das Drehen kompletter Verschleißbleche ist bekannt.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zweiwalzenmaschine, insbesondere Hochdruck-Walzenpresse, mit einem besonders hinsichtlich des Verschleißverhaltens verbesserten Gutaufgabeschacht unter Vermeidung der Nachteile bekannter Vorrichtungen auszubilden.
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Diese gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einer Zweiwalzenmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß der Erfindung ist an der der Materialsäule im Gutaufgabeschacht zugewandten Seite des Schiebers ein zweiteilig ausgebildetes Schleißblech mit über eine Schraubverbindung drehbarem bzw. wendbarem unteren Schleißblech angeordnet. Sobald die untere Kante dieses unteren Schleißbleches verschlissen ist, kann das Schleißblech gedreht bzw. gewendet werden. Da nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Oberkante des unteren Schleißbleches bezüglich der Materialsäule hinter der Unterkante des oberen Schleißbleches angeordnet ist, wird dann die bereits verschlissene Kante durch das obere Schleißblech verdeckt und die Funktionalität des Schleißbleches wieder voll hergestellt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es aber auch möglich, die beiden Schleißbleche fluchtend nebeneinander anzuordnen. Das beim Wenden der verschlissenen Kante dann entstehende Loch kann durch eine hinterlegte Leiste abgedeckt werden. Durch Einlagerung von Material im verbleibenden Hohlraum entsteht dann hier mit Vorteil ein autogener Verschleißschutz.
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Das untere Schleißblech kann zur Materialsäule hin abgewinkelt angeordnet sein. Hierdurch kann der Materialstrom nach den verfahrenstechnischen Erfordernissen zusätzlich beeinflusst werden, wobei durch die Abwinklung des Schleißblechs senkrechter zum Materialstrom eine „aggressivere” Wirkung des Schiebers resultiert. Mit Hilfe einer entsprechenden Vorrichtung ist es möglich, eine derartige Verstellung des unteren Schleißbleches auch während des Betriebes der Zweiwalzenmaschine durchzuführen.
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Durch die Zweiteilung des Schleißbleches ist es möglich, die beiden Schleißbleche aus unterschiedlichen verschleißfesten Materialien zu fertigen, wodurch sich zusätzliche technische und ökonomische Vorteile ergeben.
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Für bestimmte Betriebszustände ist es wünschenswert, den Schieber so weit zu schließen, dass er den Materialstrom komplett absperrt. Dieses kann aber bedingt durch das über das Material auf den Schieber wirkende hohe Drehmoment der Walzen zu so großen Kräften führen, dass der Schieber beschädigt wird. Den Schieber so zu verstärken, dass er diesen Kräften standhält, ist aus ökonomischen Gründen nicht sinnvoll. Es ist deshalb bisher üblich, einen Mindestspalt zwischen Schieber und Walze von 1,5 mal maximaler Korngröße des Schüttgutes einzuhalten.
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Durch Ausrüstung des Schiebers mit einer Überlastsicherung ist es aber möglich, diesen Spalt deutlich zu verringern. Hierzu ist am unteren Ende des Schiebers über ein Drehgelenk eine bewegliche Verlängerung befestigt, an der das untere Schleißblech befestigt, z. B. angeschraubt ist. Gegen eine willkürliche Drehbewegung der beweglichen Verlängerung kann diese am Schieber mit einer Scherschraube als Überlastsicherung befestigt sein. Bei auftretenden großen Kräften kann dann die bewegliche Verlängerung nach Abscherung der Scherschraube entsprechend ausweichen und den Spalt wieder vergrößern.
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Noch sinnvoller ist eine Vorrichtung, die nach Beendigung der Überlast die bewegliche Verlängerung wieder in ihre Normalstellung zurückführt. Dies ist beispielsweise mit einem mechanischen Federelement oder einem hydropneumatisch wirkenden Federelement möglich. Die Kinematik eines Federelements, bei der die Federkraft bei steigendem Ausweichweg sinkt, ist dabei zu bevorzugen. Ein derartiges Federelement kann beispielsweise eine auf Knickung beanspruchte Blattfeder sein, die einen unterbrechungslosen Betrieb der Zweiwalzenmaschine bei einem über das übliche Maß hinaus verkleinerten Spalt ermöglicht.
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Die Auslösung der Überlastsicherung kann mit geeigneten Sensoren überwacht werden. Das Signal der Sensoren wird dann in der Maschinensteuerung genutzt, um beispielsweise die Schnellablassventile der Anpressvorrichtung der Walzen zu öffnen. Hierdurch können Gefahren für die Walzenoberfläche durch Überkörner und Fremdkörper gemindert werden.
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Insbesondere bei Zweiwalzenmaschinen mit einer größeren Walzenbreite, beispielsweise größer 400 mm, sind gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die bewegliche Verlängerung des Schiebers und das untere Schleißblech segmentiert ausgebildet und die einzelnen Segmente jeweils mit einer Überlastsicherung verbunden. Bei Überlast weicht dann nur das betroffene Segment aus, weshalb die Auslösekraft je Segment geringer ausgelegt werden kann. Ein weiterer Vorteil dieser Maßnahme ist, dass der gesamte Materialstrom hierbei nur geringfügig verändert wird.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend in schematischen Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1: einen Gutaufgabeschacht einer Zweiwalzenmaschine mit einem erfindungsgemäßen Schieber in oberer Stellung,
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2: den Gutaufgabeschacht der 1 in Arbeitsstellung,
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3: eine vergrößerte Darstellung des Schiebers der 2.
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In der 1 ist eine Zweiwalzenmaschine in einem vertikalen Teilschnitt dargestellt mit in Pfeilrichtung 18, 18a gegeneinander umlaufender Festwalze 11 und Loswalze 10. Die in Pfeilrichtung 19 radial bewegliche Loswalze 10 ist so weit gegen die Festwalze 11 geführt, dass sich ein enger Walzenspalt 15 ausbildet. Oberhalb des Walzenspaltes 15 befindet sich seitlich versetzt zur Festwalze 11 ein vertikal angeordneter Gutaufgabeschacht 12, der in Richtung zur Loswalze 10 hin durch einen Entlüftungsschacht 16 verbreitert ist.
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In diesem Entlüftungsschacht 16 ist parallel zur Seitenwand 28 des Gutaufgabeschachtes 12 ein erfindungsgemäßer, vertikal verschiebbarer Schieber 13 in einer oberen Stellung dargestellt. Dieser Schieber 13 verlängert (siehe hierzu auch 2) die Seitenwand 28 des Gutaufgabeschachtes 12 und reguliert durch vertikales Verschieben die mögliche Menge des aus dem Gutaufgabeschacht 12 in Pfeilrichtung 26 nach unten rutschenden Materials.
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Der Schieber 13 weist an seinem unteren Ende eine bewegliche Verlängerung 14 auf, die mittels eines Drehgelenks 24 und einer Scherschraube 23 fest mit dem Schieber 13 verbunden ist.
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An der zum Gutaufgabeschacht 12 und damit der zur Materialsäule hin zugewandten Seite ist am Schieber 13 ein zweigeteiltes Schleißblech 20, 21 befestigt, das untere Schleißblech 21 dabei mittels einer Befestigungsschraube 27 an der beweglichen Verlängerung 14. Das untere Schleißblech 21 ist dabei so befestigt, dass seine Oberkante hinter der Unterkante des oberen Schleißbleches 20 angeordnet ist. Gleichzeitig ist das Schleißblech 21 etwas in Richtung zur Materialsäule hin abgewinkelt (die Materialsäule ist nicht dargestellt).
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In der 2 ist die Zweiwalzenmaschine der 1 mit dem nach unten verschobenem Schieber 13 in der Arbeitsstellung dargestellt.
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Die Scherschraube 23 der 1 ist beim Ausführungsbeispiel der 2 durch eine Blattfeder 25 ersetzt. Sie ist mit ihrem oberen Ende im oberen Bereich des Schiebers 13 befestigt und, da die bewegliche Verlängerung 14 des Schiebers 13 noch nicht ausgelenkt worden ist, mit einer ihrer Auslösekraft entsprechenden Vorspannkraft vorgespannt. Diese Vorspannkraft bzw. Auslösekraft kann durch eine geeignete Einrichtung einstellbar bzw. verstellbar sein.
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In der 3 ist der Schieber 13 der 2 in einer vergrößerten Schnittansicht nochmals dargestellt, und zwar mit der ausgelenkten Verlängerung 14 und mit nun nach außen gewölbter gestrichelt gezeichneter Blattfeder 25.
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Aus der Darstellung der 3 geht insbesondere deutlich hervor, in welchem Maße der Spalt zwischen der Unterkante des Schleißbleches 21 und der Oberfläche der Festwalze 11 durch das Auslenken der Verlängerung 14 vergrößert wird.
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Die Erfindung ist nicht nur auf die dargestellten Anwendungsbeispiele beschränkt, insbesondere nicht hinsichtlich der Ausbildung und Anordnung des Schiebers bzw. der Schieber im Gutaufgabeschacht und der an den Schiebern angeordneten Schleißbleche.
