DE19647483A1 - Zweiwalzenmaschine und Verfahren zu ihrem Betrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung ist auf eine Zweiwalzenmaschine, insbesondere Hoch­ druck-Walzenpresse zur Druckbehandlung körnigen Gutes gerichtet mit zwei drehbar gelagerten, gegenläufig angetriebenen und durch einen Walzenspalt voneinander getrennten Walzen, wobei eine der beiden Walzen als Festwalze ausgebildet ist, die sich über ihre La­ gerböcke direkt gegen die Endwand des Maschinenrahmens abstützt, und die andere Walze als Loswalze ausgebildet ist, die sich über ihre beiden zugehörigen Lagerböcke gegen die Hydraulikzylinder eines hydro-pneumatischen Systems - mit einem gasgefüllten Blasenspei­ cher zur Pufferung der Preßdruckspitzen - abstützt, wobei mit dem hydro-pneumatischen System die Walzenpreßkraft aufgebracht und die Verstellung der Walzenspaltweite vorgenommen wird. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Zwei­ walzenmaschine.

Bekannte Zweiwalzenmaschinen wie Walzenpressen oder Walzen­ mühlen weisen zwei drehbar gelagerte, gegenläufig rotierende Wal­ zen auf, die zwischen sich einen Walzenspalt ausbilden, in den das körnige Gut eingezogen und einer Druckbeanspruchung - zur Kom­ paktierung oder zur Zerkleinerung - unterworfen wird.

Bekannt sind Hochdruck-Walzenpressen zur sogenannten Gutbett­ zerkleinerung körnigen Gutes wie z. B. Zementklinker, der im Wal­ zenspalt mit extrem hohem Druck zu schülpenartigen Platten gepreßt wird, die anschließend desagglomeriert werden (Prospekt "Rollen­ presse" Nr. 11-304d der KHD Humboldt Wedag AG), wobei das ein­ mal gepreßte Gut schon einen hohen Anteil bereits bis zur gewünsch­ ten Feinheit reduzierter Partikel aufweisen kann, z. B. 25% kleiner 90 µm. Diesem hohen Druck, der im Walzenspalt auf das körnige Gut einwirkt und der durch Verschiebung der Loswalze zu einer Verbreite­ rung des Walzenspaltes führen würde, wird ein Gegendruck entge­ gengesetzt, der von zwei Hydraulikzylindern, die gegen die beiden Lagerblöcke der Loswalze drücken, aufgebracht wird. Dieser Ge­ gendruck wird vorab mittels einer Hydraulikpumpe auf eine Höhe ein­ gestellt, die der gewünschten Druckbehandlung entspricht. Wird die­ ser Gegendruck durch den Druckaufbau innerhalb des Walzenspaltes durch das eingezogene körnige Gut überschritten, so verbreitert sich der Walzenspalt durch Verschiebung der Loswalze, bis sich wieder ein Gleichgewicht zwischen dem voreingestellten Gegendruck und den durch das Preßgut erzeugtem Druck einstellt.

Damit die Hydraulikflüssigkeit bei einer derartigen Verschiebung der Loswalze und damit auch der Hydraulikzylinder abfließen kann, befin­ det sich zwischen den Hydraulikzylindern und der Hydraulikpumpe ein Ausgleichsbehälter, in den die Hydraulikflüssigkeit einströmt. Um einen Druckabfall hierbei zu vermeiden, ist dieser Ausgleichsbehälter als Blasenspeicher mit einer gasgefüllten Blase ausgebildet, die den gleichen voreingestellten Druck aufweist und die durch die herein­ strömende Hydraulikflüssigkeit zusammengedrückt wird. Auf diese Weise wirkt der Blasenspeicher druckerhaltend. Zusätzlich werden durch die gasgefüllte Blase Preßdruckspitzen im Hydrauliksystem, die durch Ungleichmäßigkeiten des körnigen Gutes erzeugt werden, ab­ gepuffert, wobei die gasgefüllte Blase wie eine Feder wirkt.

Die "Federkonstante" der gasgefüllten Blase ist festgelegt durch die Größe des maximal nutzbaren Volumens, den die gasgefüllte Blase ausfüllen kann. Bei kleinen Blasengrößen reicht schon eine geringe Volumenänderung, um eine relativ hohe Druckänderung herbeizufüh­ ren, während bei großem Blasenvolumen die Druckänderung bei einer Volumenänderung flacher verläuft.

Da bei bekannten Blasenspeichern bekannter Zweiwalzenmaschinen die Baugröße festliegt und Änderungen des maximal nutzbaren Gas­ volumens nur durch den Einbau anderer Blasenspeicher möglich sind, ist es ohne einen entsprechenden Umbau nicht möglich, bei wech­ selnden Betriebsbedingungen infolge Änderungen der Schüttgutzu­ sammensetzung, der Schüttgutkörnung, der Schüttgutaufgabenmenge etc. die Blasenspeicherfederwirkung diesen veränderten Betriebsbe­ dingungen anzupassen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die bekannten hydro-pneumatischen Systeme von Zweiwalzenmaschinen so weiter auszubilden, daß ohne einen zeit- und kostenaufwendigen Umbau die Federwirkung des hy­ dro-pneumatischen Systems - auch während des Betriebs der Zwei­ walzenmaschine - in einfacher Weise den anstehenden Betriebsbe­ dingungen angepaßt werden kann.

Diese Aufgabe wird vorrichtungsmäßig mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und verfahrensmäßig mit den kennzeich­ nenden Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestal­ tungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die Maßnahme der Erfindung, das hydro-pneumatische System so auszubilden, daß das maximal nutzbare Gasvolumen, also das Volumen, welches das eingefüllte Gas maximal einnehmen kann, ver­ ändert werden kann, wird in einfacher Weise ohne einen entspre­ chenden Umbau die Federwirkung des hydro-pneumatischen Systems den anstehenden Betriebsbedingungen angepaßt.

Wird beispielsweise eine steife Federwirkung gewünscht, so wird dies durch eine entsprechende Reduzierung des maximalen Gasvo­ lumens erzielt. Da nun kleine Ölmengen, die in den Ausgleichsbehäl­ ter einströmen und die Gasblase zusammendrücken, innerhalb der Gasblase einen hohen Druckanstieg bewirken, ist die Federwirkung entsprechend steif. Umgekehrt wird bei einer Vergrößerung des ma­ ximalen Gasvolumens durch größere Ölmengen nur eine kleine Druckänderung innerhalb der Gasblase erzeugt. Die Federwirkung ist entsprechend weich.

Erreicht wird die Änderung des maximalen Gasvolumens des hydro­ pneumatischen Systems nach einer Variante der Erfindung durch eine zusätzliche Kolbenzylindereinheit, die gasgefüllt mit dem Gasvolumen eines bekannten Blasenspeichers in Verbindung steht. Das Gasvolu­ men der Kolbenzylindereinheit läßt sich in einfacher Weise durch Verschieben des Kolbens mittels eines elektrischen Stellantriebs oder mechanisch durch eine Verstellspindel stufenlos verändern, wodurch sich nun auch das Gesamtgasvolumen - bestehend aus dem konstan­ ten Volumen des Blasenspeichers und dem veränderlichen Volumen der Kolbenzylindereinheit - ändert.

Das kleinstmögliche Gasvolumen, das eingestellt werden kann, ent­ spricht dann dem Gasvolumen nur des Blasenspeichers und das größtmögliche Gasvolumen entspricht der Summe aus dem Gasvolu­ men des Blasenspeichers und dem maximalen Gasvolumen der Kol­ benzylindereinheit.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind als weitere Variante der Blasenspeicher und die Kolbenzylindereinheit zu einem einheitlichen Bauteil zusammengefaßt, wodurch eine über das Gasvolumen des Blasenspeichers hinausgehende Verringerung des Gasvolumens möglich wird und Montage und Platzbedarf minimiert werden.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind in den nachfolgenden Erläuterungen zu den in den Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispielen zu entnehmen.

Es zeigen Fig. 1 einen Blasenspeicher mit gasseitig angeschlossener Kolbenzylindereinheit und Fig. 2 ein aus einem Blasenspeicher und einer Kolbenzylindereinheit zusammengefügtes Bauteil gemäß der Erfindung.

Das hydro-pneumatische System des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 besteht aus einem bekannten Blasenspeicher 10, der über eine Lei­ tung 18 mit dem Hydraulikzylinder der Zweiwalzenmaschine verbun­ den ist. Durch diese Leitung 18 strömt bei einer Vergrößerung des Walzenspaltes durch die Kolbenbewegung des Hydraulikzylinders Hydraulikflüssigkeit 12 in den Blasenspeicher 10 ein und drückt die gasgefüllte Blase 23, die in Pfeilrichtung 19 beweglich ist, zusammen, wodurch das Gas 11 in der gasgefüllten Blase 23 weiter komprimiert und der Druck in der Gasblase 23 erhöht wird. Die Gasseite des Bla­ senspeichers 10 ist über eine Leitung 13 mit einer in der Zeichnungs­ figur nicht dargestellten Füllanlage, beispielsweise einer handelsübli­ chen Gasflasche, verbunden, die die Gasblase des Blasenspeichers mit dem gewünschten Druck auffüllt, was mit dem Manometer 16 kon­ trolliert werden kann.

Gemäß der Erfindung ist nun diese Vorrichtung mit einer zusätzlichen Kolbenzylindereinheit 15 gasseitig so verbunden, daß der im Blasen­ speicher 10 eingestellte Druck auch in der Kolbenzylindereinheit 15 vorhanden ist, unabhängig von der Stellung des Kolbens 22.

Die Stellung des Kolbens 22 ist in Pfeilrichtung 21 über eine Vorrich­ tung 17 stufenlos veränderbar, beispielsweise über einen elektrischen Stellantrieb oder über eine mechanische Verstellspindel. Wenn nun der Kolben 22 bewegt wird, verändert sich das Gasvolumen 11' der Kolbenzylindereinheit, und durch die Verbindung mit dem Gasvolu­ men 11 des Blasenspeichers 10 ergibt sich somit ein variabel ein­ stellbares Gesamtgasvolumen, dessen Größe nach den Erfordernis­ sen im Betrieb der Zweiwalzenmaschine eingestellt werden kann.

Die in der Fig. 2 dargestellte Variante der Erfindung vereinigt den Blasenspeicher 10 der Fig 1 mit der erfindungsgemäßen zusätzlichen Kolbenzylindereinheit der Fig. 1 zu einem einheitlichen Bauteil 20. Hier strömt über die Leitung 18 die Hydraulikflüssigkeit 12 in das Bauteil 20 und drückt gegen die Blase 23 - die auch in Form eines Kolbens ausgebildet sein kann - und die in Pfeilrichtung 19 ver­ schiebbar ist, wodurch das Gas 11 komprimiert und der Druck erhöht wird. Der Gasraum wird der Blase 23 gegenüberliegend von einem beweglichen Kolben 22 begrenzt, der in Pfeilrichtung 21 genau wie bei der Fig. 1, durch eine Vorrichtung 17 in seiner Stellung verändert werden kann, wodurch sich das maximal nutzbare Gasvolumen in seiner Größe, begrenzt durch den Kolben 22 und der Blase 23, stu­ fenlos verändern läßt.

Die Veränderung des maximal nutzbaren Gasvolumens der Vorrich­ tung nach der Fig. 1 oder der Vorrichtung nach der Fig. 2 kann wäh­ rend des Betriebs der Zweiwalzenmaschine durchgeführt werden, wo­ bei die durch die Volumenveränderung stattfindende Druckänderung innerhalb des Gasvolumens mit Hilfe der Fülleinrichtung ausgeglichen wird, so daß der benötigte voreingestellte Betriebsdruck erhalten bleibt.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele, bei denen die Gasvolumenänderungen durch Kolbenzylindereinheiten eingestellt werden, beschränkt. So sind auch andere Maßnahmen, die zur Änderung des nutzbaren maximalen Gasvolumens führen, durch­ aus in der Lage, die Federwirkung des hydro-pneumatischen Systems im Sinne der Erfindung stufenlos zu verändern, beispielsweise durch eine zweite Gasblase, die den Kolben 22 ersetzt und die durch ein separates Hydrauliksystem in ihrer Lage verschoben wird.

Claims (6)

1. Zweiwalzenmaschine, insbesondere Hochdruck-Walzenpresse zur Druckbehandlung körnigen Gutes, mit zwei drehbar gelager­ ten, gegenläufig angetriebenen und durch einen Walzenspalt voneinander getrennten Walzen, wobei eine der beiden Walzen als Festwalze ausgebildet ist, die sich über ihre Lagerböcke di­ rekt gegen die Endwand des Maschinenrahmens abstützt und die andere Walze als Loswalze ausgebildet ist, die sich über ihre beiden zugehörigen Lagerböcke gegen die Hydraulikzylinder eines hydro-pneumatischen Systems mit einem gasgefüllten Bla­ senspeicher zur Pufferung der Preßdruckspitzen abstützt, wobei mit dem hydro-pneumatischen System die Walzenpreßkraft auf­ gebracht und die Verstellung der Walzenspaltweite vorgenom­ men wird, dadurch gekennzeichnet, daß das maximal nutzbare Gasvolumen (11, 11') des hydro-pneumatischen Systems verän­ derbar ausgebildet ist.

2. Zweiwalzenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Blasenspeicher (10) des hydro-pneumatischen Systems auf seiner Gasseite mit einer in ihrem Gasvolumen veränderba­ ren Kolbenzylindereinheit (15) in Verbindung steht.

3. Zweiwalzenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Blasenspeicher (10) des hydro-pneumatischen Systems und die Kolbenzylindereinheit (15) zu einem einheitlichen Bauteil (20) zusammengefügt sind.

4. Zweizylindermaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kolben (22) der Kolbenzylindereinheit (15, 20) zu Veränderung des maximalen nutzbaren Gasvolumens (11, 11') manuell oder mit einem Elektrostellgerät stufenlos verstell­ bar ist.

5. Verfahren zur Druckbehandlung körnigen Gutes mit einer Zwei­ walzenmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das maximal nutzbare Gasvolumen (11, 11') des hydro-pneumatischen Systems wäh­ rend des Betriebs der Zweiwalzenmaschine verändert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung des maximal nutzbaren Gasvolumens stufenlos er­ folgt.