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Auskleidungsplatten für Kugelmühlen Die Erfindung bezieht sich auf
Auskleidungsplatten für Kugelmühlen, insbesondere Rohrmühlen.
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Die Wirkungsweise von Kugel- bzw. Rohrmühlen kann bekanntlich durch
eine Ausbildung der Auskleidung verbessert werden, derzufolge sich im Betrieb die
Mahlkugeln in regelmäßigen Stapeln anordnen. Mit diesem Ziele ist vorgeschlagen
worden, die die Auskleidung bildenden Platten mit isolierten Vorsprüngen zu versehen,
die aus einem Stück mit den Platten bestehen und voneinander durch Zwischenräume
getrennt sind, in die die Mahlkugeln nicht bis zu deren Boden eindringen können.
Durch eine solche Anordnung ergibt sich die mit dem Ziel einer optimalen Packungsdichte
erwünschte regelmäßige Ausbildung der Mahlkugeln.stapel, die dem idealen Falle angenähert
ist, der eintreten würde, wenn sämtliche Mahlkugeln einen gleichen und konstanten
Durchmesser aufweisen würden, auf den die Anordnung der Vorsprünge abzustimmen wäre.
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In der Praxis hat sich gezeigt, daß eine aus Mahlkugeln von unterschiedlichen
Durchmessern (die fortschreitend durch Oberflächenverschleiß kleiner werden, während
man zum Ausgleich des Gewichtsverlustes neue Kugeln mit großem Durchmesser zugibt)
bestehende Mahlkugelnfüllung während einer ziemlich langen Zeit wirtschaftlich arbeitet,
wenn der mittlere Durchmesser der Mahlkugeln entsprechend lange im wesentlichen
konstant bleibt. Das Aufhören dieser Konstanz kennzeichnet den Zeitpunkt, in dem
die gealterte Mahlkugelnfüllung nicht mehr verwendungsfähig ist.
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Bei der oben beschriebenen bekannten Anordnung der Vorsprünge auf
den Ecken von symmetrischen geometrischen Figuren würden sich die Mahlkugeln einer
idealen Mahlkugelcharge genau in übereinanderliegenden Schichten stapeln, deren
jede folgende der erstgebildeten Schicht gleich, jedoch dieser gegenüber, in Aufsicht
gesehen, etwas seitlich versetzt ist, weil jeder Mahlkörper einer folgenden Lage
sich in einen Hohlraum der unmittelbar daruntcrliegenden Lage einlegt.
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Bei Mühlen mit in dieser Weise ausgebildeten, d. h. mit entsprechend
angeordneten Vorsprüngen besetzten Auskleidungsplatten bilden allein die Köpfe der
Vorsprünge, die die Stöße der auf sie auftreffenden Mahlkugeln aufnehmen, die wirksame
Mahlfläche, deren Zwischenräume dabei die Kugeln der untersten Mahlkugelnschicht
aufzunehmen haben, um die regelmäßige Aufstapelung der Schichten aufeinander anzubahnen.
Dabei werden im Zuge der Drehung der Mühle die Köpfe der Vorsprünge als Mitnahmeorgane
für die Mahlkugeln und das Mahlgut beansprucht. Dies vollzieht sich in einem mit
meist hartem und angreifendem Mahlgut angefüllten Raum unter häufig sehr hohen statischen
und dynamischen Drücken. Bei den bekannten Konstruktionen von mit Vorsprüngen besetzten
Auskleidungsplatten bieten die Vorsprünge diesen Beanspruchungen ständig die gleichen
Flächen dar und werden deshalb trotz der guten Aufprallhämmerwirkung der Mahlkörper
schnell angegriffen, wodurch Änderungen ihrer Form und relativen Anordnung eintreten,
als deren Folge sie ihre Aufgabe dann weniger wirksam und sicher erfüllen.
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Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß
als Folge einer neuartigen Ausbildung und Anordnung der Vorsprünge die Aufgaben
einmal der Mitnahme der aus Mahlgut und Mahlkugeln bestehenden Charge, zum anderen
die der Aufnahme der Stöße der Mahlkörper auf verschiedene Bereiche verteilt, d.
h. voneinander getrennt werden, und daß gleichzeitig eine fortlaufende Erneuerung
der den Beanspruchungen ausgesetzten Flächen erfolgt. Statt der systematischen schädlichen
Verschleißwirkung werden derart die Abriebverluste verteilt und die Form der Ordnungsflächen
allgemein besser erhalten, und sogar für die nunmehr übrigbleibenden weniger zahlreichen
Vorsprünge, die wie bei bekannten Konstruktionen den gleichgerichteten Beanspruchungen
ausgesetzt sind, wird die Wirkung ihrer Verformung in einer Gesamtanordnung, innerhalb
deren sich die beanspruchten Flächen größtenteils ständig erneuern, weniger spürbar.
Gemäß
der Erfindung werden bei Auskleidungsplatten für mit kugelförmigen Mahlkörpern bestückte
Behältermühlen, deren Arbeitsfläche mit zwei Arten von in Höhe, Form und Abmessungen
voneinander verschiedenen, gleichmäßig verteilten Vorsprüngen besetzt ist, die größeren,
sich nach ihrer Wurzel hin konisch verstärkenden Vorsprünge in solchen Abständen
voneinander angeordnet, daß eine oder eine Mehrzahl von Mahlkugeln, deren jeder
wenigstens einer der kleineren Vorsprünge als Stützelement zugeordnet ist, sich
zwischen die größeren Vorsprünge ohne Klemmung so tief einlegen kann, daß die zur
Mühlenachse hin gerichteten Scheitel dieser Kugeln mit den Köpfen der benachbarten
Vorsprünge auf einer gemeinsamen Rotationsfläche liegen. Infolge dieser Ausbildung
der Auskleidungsplatten können die nunmehr weiter voneinander entfernten Hauptvorsprünge
wesentlich robuster ausgebildet und insbesondere nach der Basis hin verstärkt sein,
wobei nunmehr die Seitenflächen der Vorsprünge, die bisher jeder Schlag- oder Druckwirkung,
die sie durch Kalthämmerung hätte verfestigen können, entzogen und daher in besonderem
Grade Anfressungen durch korrodierend wirkende Stoffe ausgesetzt waren, die Aufgabe
der Mitnahme der Mahlkugeln übernehmen, in deren Maße die Seitenflächen der Vorsprünge
mit dem Ergebnis einer größeren positiven Anhebewirkung wesentlich tiefer eindringen.
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Die zur Achse der Mühle hin gerichteten Köpfe der größeren Vorsprünge
sind vorzugsweise Kugelflächen, deren Scheitel Teile einer aus ihnen und aus sich
in ihre Zwischenräume einlegender Mahlkugeln bestehenden Richtfläche für die in
radialer Schicht folgende Kugelnschicht bilden.
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Die kleineren Vorsprünge können entsprechend den auf sie einwirkenden
geringeren Beanspruchungen so viel schwächer als die größeren Vorsprünge bemessen
sein, daß ein gleichmäßig fortschreitender Verschleiß der beiden Arten der Vorsprünge
erfolgt.
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Die größeren Vorsprünge sind vorzugsweise so angeordnet, daß sie die
Scheitel eines regelmäßigen Polygonnetzes mit drei oder vier Seiten einnehmen, dessen
Seitenlänge annähernd ein ganzes Vielfaches des Mahlkugeldurchmessers beträgt.
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Im. Ergebnis wird die wirksame Mahlfläche nunmehr mit Ausnahme der
durch die Köpfe der Vorsprünge eingenommenen Bereiche durch bewegliche Kugeln, und
zwar in sich abwechselnden Flächenbereichen dieser Kugeln gebildet, was offensichtlich
vorteilhafter ist als die bei den bekannten Auskleidungen sich nach kurzer Zeit
ergebenden abgeflachten verschlissenen oder eingefressenen Bereiche, die für einen
guten Wirkungsgrad schädliche Gleitbewegungen der Mahlkugeln und des Mahlgates einleiten.
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Da das ordnungsgemäße Aufstapeln von aufeinanderfolgenden Schichten
von Mahlkörpern theoretisch nur im Falle einer planen Auskleidung, d. h. wenn der
Durchmesser der Rohrmühle unendlich wäre, erfolgen könnte, müssen bei einer Mühle
von praktisch in Betracht kommenden Abmessungen, bei der sich sämtliche Abmessungen
in radialer Richtung zur Achse hin verringern, die Abmessungen der das Gitterwerk
bildenden Elemente; die nicht parallel zur Mühlenachse liegen, so vergrößert werden,
daß ein regelmäßiges Aufstapeln einer nach innen zu liegenden konzentrischen Lage
von Mahlkugeln möglich wird. Ferner liegt es im Rahmen der Erfindung, bei einer
Rohrmühle, in der die Klassierung der Mahlkugeln nach ihrer Größe durch andere Mittel
als durch Scheidewände herbeigeführt wird, die Abmessungen 5 und Anordnung des durch
die Auskleidungsplatten gebildeten Gitterwerks in der Längsrichtung der Mühle so
zu ändern, daß sie der Größe der an jeder Stelle der Längserstreckung der Mühle
vorhandenen Mahlkugeln angepaßt sind, wobei sich die Vorschrift hinsichtlich der
Mahlkugeln mittleren Durchmessers nicht auf die ganze Länge der Mühle, sondern auf
die örtlichen Bereiche bezieht, in denen wegen der Klassierung wesentlich günstigere
Verhältnisse vorliegen.
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Einzelheiten und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung und der Zeichnung einer Ausführungsform der neuen Auskleidungsplatten,
auf die aber die Erfindung keineswegs beschränkt ist. In den Figuren sind gleiche
Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Fig. 1 ist eine Aufsicht, welche die Anordnung der gemäß der Erfindung
die Mahlfläche bildenden Elemente nach einem Netz aus gleichseitigen Dreiecken zeigt;
Fig. 2 ist ein Schnitt gemäß Linie 11-II der Fig. 1, wobei angenommen ist, daß die
Elemente 11, 31 und 33 der Fig. 1 Primärvorsprünge sind; Fig. 3 ist eine Aufsicht
entsprechend Fig. 1 und zeigt die Anordnung der die Mahlfläche bildenden Elemente
nach einem Netz aus Quadraten; Fig. 4 ist ein Schnitt gemäß Linie IV-IV der Fig.
3, wobei die Elemente 11 und 31 als Primärvorsprünge angenommen sind; Fig. 5 ist
ein Schnitt gemäß Linie V-V der Fig. 3 und Fig. 6 ein Schnitt gemäß Linie VI-VI
der Fig. 3. Bei der in Fig. 1 dargestellten Aufsicht auf die wirksame Mahlfläche
ist angenommen, daß diese ausschließlich aus eine ideale Charge, die der wirklichen
Charge äquivalent ist, bildenden theoretischen Kugelkörpern besteht, die nach einem
gleichseitigen Dreiecknetz angeordnet sind. In der Figur ist jeder Kugel bzw. viehnehr
jeder Stelle dieser Aufteilung eine aus zwei Ziffern bestehende Zahl zugeordnet,
deren erste Ziffer die horizontale und deren zweite die schräge Reihe bezeichnet,
in der diese Stelle liegt. Die Erfindung kann nun auf mehreren Wegen, die im folgenden
erläutert werden, verwirklicht werden.
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a) Es können die Vorsprünge der Platte in abwechselnden horizontalen
Reihen der Anordnung, wie 11, 12, 13 usw. 31, 32, 33 usw., liegen, wobei die Zwischenreihen
durch Kugeln gebildet sind. Hierbei liegen die Vorsprünge in jeder durch solche
gebildeten Reihe so nahe aneinander wie bei einer bekannten Auskleidung, so daß
es kaum mehr möglich ist, sie zu verstärken. In diesem Netz sind 50,1/o- der Stellen
durch Mahlkugeln besetzt.
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b) Es können zwei oder mehrere horizontale, benachbarte Reihen durch
Vorsprünge gebildet werden, auf die dann ein entsprechender Zwischenraum folgt.
Hierbei ergeben sich die gleichen Nachteile und die gleichen Ergebnisse wie im Falle
a). Falls mehrere leere Reihen vorhanden sind, so sind sekundäre Vorsprünge erforderlich,
um die ordnungsgemäße Anordnung der Mahlkugeln, die diese besetzen sollen, zu
sichern.
Auf die Ausbildung und Anordnung der sekundären Vorsprünge wird weiter unten noch
näher eingegangen werden.
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c) Die Vorsprünge können bei der zu a) beschriebenen Ausführungsform
angeordnet sein, wobei jedoch an den Plätzen 12, 14, 16 usw. 32, 34, 36 usw. der
früher mit Vorsprüngen besetzten Reihen keine Vorsprünge vorhanden sind. Es muß
sich deshalb in der Fluchtlinie zweier beliebiger benachbarter Vorsprünge zwischen
diese eine Mahlkugel einlegen, d. h., es liegen zwischen den Seiten des aus Vorsprüngen
gebildeten Dreiecks 11, 31, 33 die Kugeln 21, 22, 32. Um hierbei die Lage und Anordnung
der Mahlkugeln zu sichern, genügt ein im Schwerpunkt des Dreiecks 11, 31, 33 angeordneter,
sekundärer Vorsprung 3 (Fig. 2).
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d) Es fallen jeweils zwei Vorsprünge zwischen zwei stehenbleibenden
Vorsprüngen weg und es legen sich in den Zwischenraum, beispielsweise zwischen 11
und 14, 14 und 17 usw., 41 und 44, 44 und 47, jeweils zwei Mahlkugeln ein. In diesem
Falle hat jeder Vorsprung acht Mahlkugeln zu halten.
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d') Gemäß einer gegenüber dem Fall d) abgeänderten Ausführungsform
können, um dieses Verhältnis zu verringern, die Stellen 23, 26. .., 32,
35..., 53, 56..., 62, 65 ... durch Vorsprünge
gebildet werden, wodurch das Verhältnis von vollen zu leeren Stellen auf 1: 2 verringert
wird.
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Im Falle der ein quadratisches Netz zeigenden Fig. 3 sind entsprechende
Anordnungen möglich.
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Es ist zu beachten, daß die sekundären Vorsprünge, die als Aufgabe
haben, die die Mahlfläche vervollständigenden Kugeln zu ordnen, nicht grundsätzlich
entsprechend den Scheiteln des Netzes, in das die Richtungsfläche aufgeteilt ist,
angeordnet sind, weil diese ja zum Teil bereits durch die Hauptvorsprünge besetzt
sind. Da in zwei aufeinanderfolgenden Schichten immer ein Hohlraum über einem vollen
Raum liegt, ergibt sich eine gewisse seitliche Versetzung. Deshalb können gewisse
sekundäre Vorsprünge mit einem Hauptvorsprung zusammenfallen, der aus Symmetriegründen
nunmehr einen Kranz von drei, vier oder sechs sekundären, an seine Grundfläche angesetzten
Vorsprüngen trägt, wie dies beispielsweise in Fig. 5 dargestellt ist.
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Gleichzeitig können zwischen den so gebildeten Anhäufungen andere
unabhängige sekundäre Vorsprünge liegen, deren Anzahl um so größer bemessen wird,
je weniger eng das Hauptnetz ist. Die Vorsprünge der Ausführungsform nach Fig. 5
bilden besonders wirksame und gegen Verschleißerscheinungen widerstandsfähige Gesamtheiten.
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Es kann in diesem Falle schwierig sein, die sekundären Vorsprünge,
die durch die Hauptvorsprünge wirkungsvoll entlastet werden, so auszubilden, daß
ihr Verschleiß mit der gleichen Geschwindigkeit fortschreitet wie der der Hauptvorsprünge.
Das würde schließlich dazu führen, daß die die Mahlfläche bildenden Mahlkugeln über
die durch Betriebsverschleiß abgeschliffenen Hauptvorsprünge vorspringen. Obgleich
hierdurch in einem gewissen Maße die Rollen vertauscht werden würden und die Hauptvorsprünge
in günstigerem Sinne geschützt und dadurch ihre Verkleinerung verlangsamt sowie
schädliche Auswirkungen auf die Anordnung der Charge vermieden werden würden, ist
es von Vorteil, wenn im Sinne der hierfür durch die Erfindung gegebenen Möglichkeit
dafür gesorgt wird, daß ein möglichst gleichmäßiger Verschleiß aller Teile der Platte
erfolgt.
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Das kann dadurch erzielt werden, daß zum Halten der an der Bildung
der Mahlfläche teilnehmenden Kugeln der Kugelform entsprechende Ausnehmungen in
verhältnismäßig dünnwandigen, flach ausgebildeten Vorsprüngen gebildet werden, die
sich den Konturen der Mahlkugeln nach einem Bogen von großem Umfang anschmiegen,
die erforderliche Wandstärke besitzen und die an den zweckentsprechenden Stellen
entweder allein oder mit einem Hauptvorsprung verbunden angeordnet werden. Fig.
6 zeigt diese Möglichkeit in einem Schnitt gemäß Linie VI-VI der Fig. 4.