DE202006014902U1

DE202006014902U1 - Walzenbrecher

Info

Publication number: DE202006014902U1
Application number: DE200620014902
Authority: DE
Original assignee: ThyssenKrupp Foerdertechnik GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2016-09-29

Abstract

Walzenbrecher für die Zerkleinerung insbesondere mineralischen Brechgutes, wie insbesondere Kohle mit
a) einer oder mehreren parallel nebeneinander, waagerecht angeordneten Brechwalzen (1, 2)
b) axial nebeneinander auf einer gemeinsamen Welle angeordneten Zahnkränzen (3)
c) auf den Zahnkränzen (3) angeordneten Schneidzähnen (4) mit radial nach außen hin etwa gleich bleibender oder sich verringernder Zahnbreite (b)
d) bei benachbarten Zahnkränzen (3) in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordneten Schneidzähnen (4)
e) mindestens einer parallel zur Brechwalze (1, 2) waagerecht angeordneten glatten Ambossleiste (5), die mit den Schneidzähnen (4) der Brechwalze (1, 2) zusammenwirkt und
f) am äußeren Umfang der Schneidzähne (4) einem Verhältnis von Zahnhöhe (h) zur Zahnbreite (b) von 0,5 bis 3.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Walzenbrecher für die Zerkleinerung insbesondere mineralischen Brechgutes, wie insbesondere Kohle.
Diese Brecher sollen das Material, das mit einer Korngröße von bis zu ca. 150 mm aus einem Primärbrecher ankommt auf eine Korngröße von in der Regel < 50 mm bringen. Wichtig ist bei der Zerkleinerung, insbesondere von Kohle, dass diese bei dem Brechvorgang nicht oder nur wenig komprimiert und im Wesentlichen ihre innere Struktur beibehalten bleibt.
Zum Stand der Technik gehört nach der WO 2006/035209 A1 ein Brecher mit mindestens zwei parallel nebeneinander, waagerecht angeordneten Brechwalzen, wobei die Schneidzähne jeweils auf scheibenförmigen Zahnkränzen und die Zahnkränze nebeneinander auf einer gemeinsamen Achse einer Brechwalze angeordnet sind und die Schneidzähne benachbarter Zahnkränze in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind. Zu einem Brechwalzenpaar gehören dabei den jeweiligen Schneidzähnen der Brechwalzen zugeordnete auf einer Ambossleiste angeordnete zusätzliche Brechzähne, die teilweise in die Lücken zwischen den Schneidzähnen der beiden zugeordneten Brechwalzen eingreifen. Das gilt auch für die Zähne der jeweiligen Brechwalzenpaare. Die Konstruktion der an der Ambossleiste angeordneten zusätzlichen Brechzähne ist sehr kompliziert und aufwendig.
Aus der US-A 5,547,136 ist eine Mühle bekannt, bei der der Mahlvorgang zwischen zwei Walzen mit am Umfang auf schneckenförmigen Linien angeordneten Schneidelementen erfolgt. Unterhalb des Arbeitsspaltes ist dabei ein sich in Walzenlängsrichtung erstreckender fester Amboss angeordnet, an dem beidseitig der äußeren Form der Brechwalzen angepasste bogenförmige Siebe befestigt sind. Das nicht durch die Löcher der Siebe fallende Material wird oberhalb dieser Siebe wieder zurück in den Aufgaberaum transportiert. Diese Mühle dient im Wesentlichen zum Feinbrechen bzw. -mahlen von Abfallmaterial auf vergleichsmäßig geringe Korngrößen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, aus Rohstoffmaterial beliebiger Form, z.B. auch aus scheibenförmigen Platten, ein möglichst gleichmäßiges Produkt mit etwa gleichen Abmessungen in allen drei Raumrichtungen bei möglichst großem Durchsatz des Brechers herzustellen.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Die Unteransprüche 2 bis 12 enthalten sinnvolle Ausführungsformen dazu.
Der erfindungsgemäße Walzenbrecher gemäß Anspruch 1 besteht aus mindestens einer Brechwalze mit am Umfang verteilten Schneidzähnen, die mit einer glatten sich über die Länge der Brechwalze erstreckenden Ambossleiste zusammenwirken. Die Schneidzähne sind direkt auf dem Walzenumfang zu Zahnkränzen oder als Zahnkränze auf dem Umfang von Zahnscheiben angeordnet, die sich nebeneinander auf einer gemeinsamen Welle befinden, wobei die Schneidzähne bei benachbarten Zahnkränzen in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind und zur Erreichung der gewünschten Produktform ein Verhältnis von Zahnhöhe zur Zahnbreite von 0,5 bis 3, vorzugsweise von 1 bis 1,5 eingehalten wird. Berücksichtigt man darüber hinaus, dass auch eine axiale Spaltbreite zwischen den Schneidzähnen am äußeren Umfang von 0 bis 0,2, in extremen Fällen auch bis zu 1,0 der Zahnbreite eingehalten wird, kann ohne weiteres ein gleichmäßiges Produkt mit kubischer oder annähernd kugeliger Form erreicht werden.
Es hat sich dabei als günstig erwiesen, dass der Zahnversatz axial benachbarter Zahnkränze ±0,2 bis ±0,5 der Umfangsteilung der Spitzen zweier benachbarter Schneidzähne eines Zahnkranzes beträgt. Zusätzlich kann dabei auch die Zahnbreite der Schneidzähne radial nach außen geringer werden, damit möglichst kein Material in den Zwischenräumen zwischen den Schneidzähnen benachbarter Zahnkränze sich festsetzen kann.
Zur genauen Fixierung der Zahnscheiben auf der gemeinsamen Welle einer Brechwalze können insbesondere axial benachbarte Zahnscheiben drehmomentfest miteinander verbunden werden, wobei eine axiale Verstiftung oder eine Verbindung einer Zahnscheibe mit den Seitenflanken der Nachbarscheibe im Bereich des Zahngrundes durch Verschweißung oder Verlötung vorgenommen werden kann. Benachbarte Zahnscheiben einer Brechwalze liegen axial spaltfrei im Bereich des Zahngrundes aneinander. Ihre Verschweißung kann entsprechend 6 so erfolgen, dass ein Zahnrücken bzw. Zahngrund der ersten Zahnscheibe in der Art einer V-Naht mit der seitlichen Flanke eines Zahnes der benachbarten Zahnscheibe verschweißt ist. Die Zahnscheiben benötigen keinesfalls seitliche Wülste zum dortigen Verschweißen. Es können dabei auch jeweils axial benachbarte Zahnkränze zu einem Zahnkranzpaar mit einem festen Zahnversatz von insbesondere ±0,2 bis ±0,5 der Umfangsteilung miteinander fest verbunden werden. Zusätzlich können benachbarte Zahnkranzpaare einen Zahnkranzpaarversatz von 0 bis ±0,2, insbesondere von 0 bis ±0,1 der Umfangsteilung besitzen. Möglich ist auch, die Richtung des Zahnversatzes von einem Zahnkranzpaar zum nächsten regelmäßig oder in unregelmäßigen Abständen zu wechseln.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten 1 bis 9 beispielsweise näher erläutert.
1 zeigt im Querschnitt oder in der Seitenansicht eine Brechwalze 1 im Zusammenwirken mit einer an einer Seitenwand 6 befestigten Ambossleiste 5, wobei ein Zahnversatz der Schneidzähne 4, 4' benachbarter Zahnkränze 3, A', A genau 50% der Umfangsteilung u beträgt.
2 zeigt die Anordnung von zwei Brechwalzen 1, 2 eines Walzenbrechers, die mit einer Ambossleiste 7 zusammenwirken.
3 zeigt die Anordnung von zwei Brechwalzen 1, 2, die entgegengesetzt zu der Darstellung nach 2 drehen und mit an den Außenwänden 6 angeordneten Ambossleisten 5 zusammenwirken.
4 zeigt in perspektivischer Darstellung entsprechend 1 die Anordnung einer Brechwalze 1, die mit dem Amboss 5 zusammenwirkt. Die Brechwalze ist aus axial aufgereihten Zahnscheiben 8 gebildet, welche Zahnkränze A, A' ... D, D' tragen. Zwei benachbarte Zahnkränze A, A' ... D, D' bilden ein Zahnkranzpaar A-A' ... D-D'.
5 zeigt ähnlich wie 4 eine perspektivische Darstellung einer Brechwalze 1 mit veränderter Anordnung der Zahnkränze A, A' ... G, G'.
6 zeigt ähnlich wie 5 eine weitere Ausführungsform zur Anordnung der Zahnkränze A, A' ... G, G'.
7 ist eine Drausicht zu einer Anordnung entsprechend 2.
8 zeigt eine Draufsicht auf eine Brechwalze entsprechend zu 1.
9 zeigt schematisch die Zunahme des Krümmungsradius R der inneren Zahnfläche 9, von der Spitze her, wobei R1 < R2 < R3 ist.
In der 1 sind zumindest zwei gleiche Zahnkränze 3 bzw. A, A' axial hintereinander dargestellt, wobei die Schneidzähne 4 zum in der Zeichenebene oberen Zahnkranz A und die Schneidzähne 4' zu dem dahinter angeordneten Zahnkranz A' gehören. Die Schneidzähne 4 und 4' sind um genau 50% der Umfangsteilung u zueinander versetzt angeordnet.
Auch bei den Darstellungen nach den 2 und 3 ist diese versetzte Anordnung der Schneidzähne 4 und 4' dargestellt. Die in den 1 bis 4 nur schematisch dargestellten Ambossleisten 5 und 7 bestehen aus glatten, ungezähmten, sich über die gesamte Länge der Brechwalzen 1, 2 erstreckenden Ambossleisten, an denen mit möglichst geringem Abstand die Spitzen der Schneidzähne 4, 4' vorbeibewegt werden.
Bei der in 4 dargestellten Brechwalze 1 ist eine paarweise Anordnung axial direkt benachbarter Zahnkränze 3 derart dargestellt, dass die Zahnkränze A, A' eines Zahnkranzpaares A-A' ... D-D' um 0,5 der Umfangsteilung u versetzte Schneidzähne 4, 4' besitzen. Benachbarte Zahnkranzpaare A-A' ... D-D' sind um 0.15 der Umfangsteilung u gegeneinander versetzt. Der Zahnkranzpaarversatz ist dabei z.B. definiert als die Differenz der Stellung der gedachten Mitte in Umfangsrichtung zwischen den Zahnspitzen des ersten und zweiten Zahnkranzes A, A' eines ersten Zahnkranzpaares A-A' und der analogen gedachten Mitte zwischen den Zahnspitzen des ersten und zweiten Zahnkranzes B, B' des dem oben genannten ersten Zahnkranzpaar A-A' benachbarten zweiten Zahnkranzpaares B-B'.
Bei 5 sind Zahnkranzpaare A-A' ... G-G' dargestellt, bei denen sowohl der Versatz der Zahnkranzpaare die Richtung wechselt (A-A' bis D-D' sind in gleicher Richtung versetzt; E-E' bis G-G' jedoch in Gegenrichtung zu A-A' bis D-D'), als auch der Betrag des Versatzes der beiden Zahnkränze eines Zahnkranzpaares wechselt (bei A-A' is D-D' sind die Zahnkränze im jeweiligen Zahnkranzpaar ca. 50% versetzt, wogegen sie bei E-E' bis G-G' ca. 30% versetzt sind). Dadurch entsteht eine Pfeilverzahnung mit Spiralpaaren.
Bei 6 besteht für die Zahnkranzpaare A-A' bis D-D' die gleiche Anordnung wie in 5. Für E-E' bis G-G' besteht jedoch keine Richtungsumkehr gegenüber A-A' bis D-D'. Außerdem sind bei E-E' bis G-G' die Zahnkränze im Zahnkranzpaar nicht um ca. +30% versetzt, sondern um ca. –30%. Dadurch entsteht eine Spiralverzahnung mit Stufungen. In dieser Darstellung sind auch die Messgrößen Umfangsteilung u zwischen den Spitzen der Schneidzähne 4, die Zahnbreite b und die Zahnhöhe h dargestellt.
Aus der Draufsicht nach der 7 ist eine in radialer Richtung gleich bleibende Zahnbreite b und eine gleich bleibende Spaltbreite s ersichtlich.
In 8 ist eine konische Ausbildung der Schneidzähne 4 und 4' dargestellt.

1: Brechwalze
2: Brechwalze
3: Zahnkranz
4, 4': Schneidzähne benachbarter Zahnkränze
5: Ambossleiste an 6
6: Wand
7: Ambossleiste zwischen 1 und 2
8: Zahnscheibe
9: innere Zahnfläche
b: Zahnbreite (am äußeren Umfang, in axialer Richtung)
h: Zahnhöhe
s: Spaltbreite (axial zwischen zwei Zahnkränzen (3), am äußeren Umfang)
u: Umfangsteilung (am den Zahnspitzen)
AS: Arbeitsspalt zwischen 1/2 und 5
L: Leerspalt
A-A', B-B', ..., G-G': Zahnkränze 3 aus Schneidzähnen 4, 4'
A-A', B-B', ..., G-G': Zahnkranzpaare (benachbarter Zahnkränze)

Claims

Walzenbrecher für die Zerkleinerung insbesondere mineralischen Brechgutes, wie insbesondere Kohle mit a) einer oder mehreren parallel nebeneinander, waagerecht angeordneten Brechwalzen (1, 2) b) axial nebeneinander auf einer gemeinsamen Welle angeordneten Zahnkränzen (3) c) auf den Zahnkränzen (3) angeordneten Schneidzähnen (4) mit radial nach außen hin etwa gleich bleibender oder sich verringernder Zahnbreite (b) d) bei benachbarten Zahnkränzen (3) in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordneten Schneidzähnen (4) e) mindestens einer parallel zur Brechwalze (1, 2) waagerecht angeordneten glatten Ambossleiste (5), die mit den Schneidzähnen (4) der Brechwalze (1, 2) zusammenwirkt und f) am äußeren Umfang der Schneidzähne (4) einem Verhältnis von Zahnhöhe (h) zur Zahnbreite (b) von 0,5 bis 3.
Walzenbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zahnkranz (3) am Umfang einer Zahnscheibe (8) angeordnet ist und die Zahnscheiben (8) auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind.
Walzenbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis Zahnhöhe (h) zur Zahnbreite (b) 1 bis 1,5 beträgt.
Walzenbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Spaltbreite (s) zwischen den Schneidzähnen (4) benachbarter Zahnkränze (3) am äußeren Umfang 0 bis 1 der Zahnbreite (b) beträgt.
Walzenbrecher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltbreite (s) zwischen den Schneidzähnen (4) benachbarter Zahnkränze (3) am äußeren Umfang 0 bis 0,2 der Zahnbreite (b) beträgt.
Walzenbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnversatz axial benachbarter Zahnkränze (3) ±0,2 bis ±0,5 der Umfangsteilung (u) zweier benachbarter Spitzen der Schneidzähne (4) eines Zahnkranzes (3) beträgt.
Walzenbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass axial benachbarte Zahnkränze (3) verdrehfest miteinander verbunden sind.
Walzenbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei axial benachbarte Zahnkränze (3) zu einem Zahnkranzpaar (A-A' ... G-G') miteinander verbunden sind.
Walzenbrecher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Zahnkranzpaare einen Zahnkranzpaarversatz von 0 bis 0,2 der Umfangsteilung (u) der Zähne eines Zahnkranzes besitzen.
Walzenbrecher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung des Zahnversatzes von einem Zahnkranzpaar zum nächsten wechselt.
Walzenbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Ambossleiste (5) zur nächsten benachbarten Brechwalze (1, 2) einstellbar ist.
Walzenbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in Bewegungsrichtung vorn gelegene innere Zahnfläche (9) der Schneidzähne (4, 4') eine konkave Krümmung besitzt, deren Krümmungsradius von der Zahnspitze ausgehend in Richtung zum Zahngrund hin kontinuierlich ansteigt.