DE19647483B4

DE19647483B4 - Zweiwalzenmaschine und Verfahren zu ihrem Betrieb

Info

Publication number: DE19647483B4
Application number: DE1996147483
Authority: DE
Inventors: Erich Sommer; Siegfried Strasser; Franz Göddecke
Original assignee: KHD Humboldt Wedag AG
Current assignee: KHD HUMBOLDT WEDAG GMBH, 51105 KOELN, DE
Priority date: 1996-11-16
Filing date: 1996-11-16
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2016-11-17
Also published as: DK124997A; DE19647483A1; DK176712B1

Abstract

Zweiwalzenmaschine, insbesondere Hochdruck-Walzenpresse zur Druckbehandlung körnigen Gutes, 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 Lagerböcke 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 Blasenspeicher zur Pufferung der Pressdruckspitzen abstützt, wobei mit dem hydro-pneumatischen System die Walzenpresskraft aufgebracht und die Verstellung der Walzenspaltweite vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Blasenspeicher (10, 20) des hydro-pneumatischen Systems einerseits über eine Hydraulikleitung (18) mit dem den Lagerbock der Loswalze abstützenden Hydraulikzylinder und auf seiner Gasseite mit einer zusätzlichen in ihrem Gasvolumen veränderbaren Kolbenzylindereinheit (17, 22) in Verbindung steht in der Weise, dass das maximal nutzbare Gasvolumen (11, 11') der gasgefüllten Blase (23) auch während des Betriebs der Zweiwalzenmaschine veränderbar ist.

Description

Die Erfindung ist auf eine Zweiwalzenmaschine, insbesondere Hochdruck-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 Lagerböcke 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 Blasenspeicher 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 Zweiwalzenmaschine.

Bekannte Zweiwalzenmaschinen wie Walzenpressen oder Walzenmühlen weisen zwei drehbar gelagerte, gegenläufig rotierende Walzen auf, die zwischen sich einen Walzenspalt ausbilden, in den das körnige Gut eingezogen und einer Druckbeanspruchung – zur Kompaktierung oder zur Zerkleinerung – unterworfen wird.

Bekannt sind Hochdruck-Walzenpressen zur sogenannten Gutbettzerkleinerung körnigen Gutes wie z. B. Zementklinker, der im Walzenspalt mit extrem hohem Druck zu schülpenartigen Platten gepreßt wird, die anschließend desagglomeriert werden (Prospekt "Rollen presse" Nr. 11-304 d der KHD Humboldt Wedag AG), wobei das einmal gepreßte Gut schon einen hohen Anteil bereits bis zur gewünschten 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 Verbreiterung des Walzenspaltes führen würde, wird ein Gegendruck entgegengesetzt, der von zwei Hydraulikzylindern, die gegen die beiden Lagerblöcke der Loswalze drücken, aufgebracht wird. Dieser Gegendruck wird vorab mittels einer Hydraulikpumpe auf eine Höhe eingestellt, die der gewünschten Druckbehandlung entspricht. Wird dieser 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, befindet sich zwischen den Hydraulikzylindern und der Hydraulikpumpe ein Ausgleichsbehälter, in den die Hydaulikflüssigkeit 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 hereinströmende 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, abgepuffert, 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 Gasvolumens nur durch den Einbau anderer Blasenspeicher möglich sind, ist es ohne einen entsprechenden Umbau nicht möglich, bei wechselnden Betriebsbedingungen infolge Änderungen der Schüttgutzusammensetzung, der Schüttgutkörnung, der Schüttgutaufgabenmenge etc. die Blasenspeicherfederwirkung diesen veränderten Betriebsbedingungen 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 hydropneumatischen Systems – auch während des Betriebs der Zweiwalzenmaschine – in einfacher Weise den anstehenden Betriebsbedingungen angepaßt werden kann.

Diese Aufgabe wird vorrichtungsmäßig mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und verfahrensmäßig mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen 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, verändert werden kann, wird in einfacher Weise ohne einen entsprechenden 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 Gasvolumens 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 maximalen 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 hydropneumatischen Systems nach einer Variante der Erfindung durch eine zusätzliche Kolbenzylindereinheit, die gasgefüllt mit dem Gasvolumen eines bekannten Blasenspeichers in Verbindung steht. Das Gasvolumen 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 konstanten Volumen des Blasenspeichers und dem veränderlichen Volumen der Kolbenzylindereinheit – ändert.

Das kleinstmögliche Gasvolumen, das eingestellt werden kann, entspricht dann dem Gasvolumen nur des Blasenspeichers und das größtmögliche Gasvolumen entspricht der Summe aus dem Gasvolumen des Blasenspeichers und dem maximalen Gasvolumen der Kolbenzylindereinheit.

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

Das hydro-pneumatische System des Ausführungsbeispiels der 1 besteht aus einem bekannten Blasenspeicher 10, der über eine Leitung 18 mit dem Hydraulikzylinder der Zweiwalzenmaschine verbunden 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 Blasenspeichers 10 ist über eine Leitung 13 mit einer in der Zeichnungsfigur nicht dargestellten Füllanlage, beispielsweise einer handelsüblichen Gasflasche, verbunden, die die Gasblase des Blasenspeichers mit dem gewünschten Druck auffüllt, was mit dem Manometer beziehungsweise Rückschlagventil 16 kontrolliert werden kann.

Gemäß der Erfindung ist nun diese Vorrichtung mit einer zusätzlichen Kolbenzylindereinheit 15 gasseitig so verbunden, daß der im Blasenspeicher 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 Vorrichtung 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 Gasvolumen 11 des Blasenspeichers 10 ergibt sich somit ein variabel einstellbares Gesamtgasvolumen, dessen Größe nach den Erfordernissen im Betrieb der Zweiwalzenmaschine eingestellt werden kann.

Die in der 2 dargestellte Variante der Erfindung vereinigt den Blasenspeicher 10 der 1 mit der erfindungsgemäßen zusätzlichen Kolbenzylindereinheit der 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 verschiebbar 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 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, stufenlos verändern läßt.

Die Veränderung des maximal nutzbaren Gasvolumens der Vorrichtung nach der 1 oder der Vorrichtung nach der 2 kann während des Betriebs der Zweiwalzenmaschine durchgeführt werden, wobei 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, durchaus 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

Zweiwalzenmaschine, insbesondere Hochdruck-Walzenpresse zur Druckbehandlung körnigen Gutes, 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 Lagerböcke 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 Blasenspeicher zur Pufferung der Pressdruckspitzen abstützt, wobei mit dem hydro-pneumatischen System die Walzenpresskraft aufgebracht und die Verstellung der Walzenspaltweite vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Blasenspeicher (10, 20) des hydro-pneumatischen Systems einerseits über eine Hydraulikleitung (18) mit dem den Lagerbock der Loswalze abstützenden Hydraulikzylinder und auf seiner Gasseite mit einer zusätzlichen in ihrem Gasvolumen veränderbaren Kolbenzylindereinheit (17, 22) in Verbindung steht in der Weise, dass das maximal nutzbare Gasvolumen (11, 11') der gasgefüllten Blase (23) auch während des Betriebs der Zweiwalzenmaschine veränderbar ist.
Zweiwalzenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Blasenspeicher (10) des hydropneumatischen Systems und die Kolbenzylindereinheit (17, 22) zu einem einheitlichen Bauteil (20) zusammengefügt sind.
Zweiwalzenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (22) der Kolbenzylindereinheit (17, 22) zur Veränderung des maximalen nutzbaren Gasvolumens (11, 11') manuell oder mit einem Elektrostellgerät stufenlos verstellbar ist.
Verfahren zur Druckbehandlung körnigen Gutes mit einer Zweiwalzenmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das maximal nutzbare Gasvolumen (11, 11') des hydro-pneumatischen Systems während des Betriebs der Zweiwalzenmaschine verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung des maximal nutzbaren Gasvolumens stufenlos erfolgt.