DE202015106156U1

DE202015106156U1 - Walzenmühle

Info

Publication number: DE202015106156U1
Application number: DE202015106156.0U
Authority: DE
Original assignee: ABB Technology AG
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2015-11-27
Anticipated expiration: 2025-11-14

Abstract

Walzenmühle umfassend zwei parallel angeordnete, gegeneinandergepresste und gegenläufig rotierende Walzen (1, 1’), wobei eine der Walzen (1’) orthogonal zur axialen Richtung dieser Walze (1’) verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenmühle eine Sensoreinheit (6) aufweist, welche Sensoreinheit (6) einer zu messenden Walze der Walzen (1, 1’) zugeordnet ist und während des Betriebs der Walzenmühle eine Distanz (94) zu einer Mahlfläche der zu messenden Walze misst.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Walzenmühlen. Sie betrifft eine Walzenmühle mit zwei gegenläufig rotierenden Walzen, welche in einem Rahmen drehbar gelagert sind.
STAND DER TECHNIK
Walzenmühlen werden zum Mahlen von Materialien, insbesondere von Erzen und Zement verwendet. Walzenmühlen haben typischerweise einen Walzendurchmesser von 0.8 bis 3 Metern und eine Antriebsleistung von 0.2 bis 5 Megawatt. Sie sind besonders energieeffizient im Vergleich zu anderen Mühlenarten. Eine solche Walzenmühle wird beispielsweise in DE 4028015 A1 beschrieben.
Wie in 1 schematisch dargestellt, umfasst eine Walzenmühle zwei gegenläufig rotierende Walzen 1, 1’, welche Walzen 1, 1’ horizontal und parallel zu einander in einem Rahmen (nicht dargestellt) drehbar gelagert sind. Eine der beiden Walzen 1’ ist dabei orthogonal zur axialen Richtung dieser Walze 1’ verschiebbar. In der Regel ist die andere der beiden Walzen 1 orthogonal nicht verschiebbar (fixiert). Die verschiebbare Walze 1’ wird durch ein Federsystem auf die fixierte Walze 1 gedrückt. Jede Walze 1, 1’ weist eine Mahlfläche auf. Die gegenüberliegenden Mahlflächen der Walzen 1, 1’ bilden einen Keil. Material wird von oben zwischen die Walzen 1, 1’ in den Keil gefüllt, durch die Rotation der Walzen 1, 1’ nach unten geführt und durch den Keil zerkleinert. Die Rotation der Walzen 1, 1’ erfolgt über einen Antrieb. Bekannte Antriebe für Walzenmühlen weisen meist zwei Elektromotoren auf, wobei je ein Elektromotor einer der Walzen verbunden ist.
2 zeigt eine Walzenmühle mit zwei Antrieben. Je ein Antrieb ist einer der Walzen 1, 1’ zugeordnet und umfasst einen Elektromotor 2, eine Gelenkwelle 3 und ein Planetengetriebe 4. Die Verbindung der radial verschiebbaren Walze 1’ mit dem ortsfesten Elektromotor 2 erfolgt über die Gelenkwelle 3.
Durch den Mahlprozess sind die Mahlflächen der Walzen starkem Verschleiss ausgesetzt. Dieser Verschleiss kann systematisch sein, wie beispielsweise eine schnellere Abnahme des mittleren Durchmessers der verschiebbaren Walze, oder zufällig sein, wie beispielsweise das Herausbrechen von auf der Mahlfläche angeordneten Hartmetallbolzen (Englisch „studs“). Ein Fortschreiten des Verschleisses kann zu irreparablen Schäden an der Walzenmühle oder zu einer Verschlechterung der Mahleffizienz führen. Daher ist es im Betrieb einer Walzenmühle notwendig in periodischen Abständen visuelle Inspektionen der Mahlflächen der Walzen zur Kontrolle des Verschleisses durchzuführen. Aufgrund der hohen Drehgeschwindigkeiten und der Trägheit des menschlichen Auges machen solche visuellen Inspektionen einen Stillstand der Walzenmühle notwendig. Dies ist zeitintensiv. Des Weiteren sind visuelle Inspektionen unpräzise und subjektiv.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Walzenmühle anzugeben, welche eine einfachere und präzisere Überwachung des Verschleisses der Mahlflächen der Walzen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Walzenmühle mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen eine schematische Darstellung:
1 eines radialen Schnitts einer Walzenmühle aus dem Stand der Technik;
2 einer perspektivischen Darstellung einer Walzenmühle mit zwei Antrieben aus dem Stand der Technik;
3 einer Draufsicht einer erfindungsgemässen Walzenmühle mit einer Sensoreinheit für eine verschiebbare Walze; und
4 eines radialen Schnitts einer erfindungsgemässen Walzenmühle mit zwei Sensoreinheiten;
Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen sind in der Bezugszeichenliste zusammengefasst. Grundsätzlich sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht einer erfindungsgemässen Walzenmühle mit einer Sensoreinheit für eine verschiebbare Walze 1’. Die Mantelfläche der verschiebbaren Walze 1’ ist mit Hartmetallbolzen besetzt und weist eine Länge 91 in axialer Richtung der verschiebbaren Walze 1’ auf. Die verschiebbare Walze 1’ ist in einem Rahmen 5 drehbar durch Lager 51 gelagert, welcher Rahmen 5 ebenfalls verschiebbar ist so, dass zwischen dem Rahmen und der verschiebbaren Walze auch im Falle von Verschiebungen der verschiebbaren Walze 1’ keine Relativbewegungen auftreten. Eine Sensoreinheit 6 weist eine Sensoraufhängung 61 und fünf Ultraschallsensoren 62 auf. Die Sensoraufhängung 61 ist mit dem Rahmen 5 verbunden und mithilfe eines Spindelantriebs 8 parallel zur Mantelfläche der verschiebbaren Walze 1’ in axialer Richtung der verschiebbaren Walze 1’ verschiebbar. Der Spindelantrieb 8 hat eine maximale Weglänge 93 zwischen den beiden Endpositionen in axialer Richtung der verschiebbaren Walze 1’. Die Ultraschallsensoren 62 sind auf der Sensoraufhängung 61 äquidistant mit einem Anstand 92 zwischen den Sensoren 62 in axialer Richtung der verschiebbaren Walze 1’ verteilt und mit der Sensoraufhängung 61 fest verbunden. Die Ultraschallsensoren 62 sind so positioniert, dass sie eine Distanz 94 zwischen der Position des jeweiligen Ultraschallsensoren 62 und der Mantelfläche der verschiebbaren Walze 1’ orthogonal zur axialen Richtung der verschiebbaren Walze 1’ messen. Die Signale der Ultraschallsensoren 62 schliessen in einer Auswerteeinheit 7 zusammen. Die Auswerteeinheit 7 verarbeitet dann die Distanzsignale der einzelnen Ultraschallsensoren 62 zu Parametern, welche Werte einen Rückschluss auf den Verschleiss der verschiebbaren Walze 1’, wie beispielsweise einen gemittelten Walzendurchmesser oder lokal signifikante Veränderungen der Mantelfläche.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines radialen Schnitts einer erfindungsgemässen Walzenmühle mit zwei Sensoreinheiten. Eine fixierten Walze 1 und einer verschiebbaren Walze 1’ sind jeweils eine Sensoreinheit 6 mit jeweils einer Sensoraufhängung 61 und Ultraschallsensoren 62 zugeordnet so, dass die jeweilige Sensoreinheit 6 ein Signal bezüglich der Distanz zwischen der jeweiligen Sensoreinheit 6 und der jeweiligen Walze 1, 1’ liefert. Die Sensoreinheiten 6 sind dabei jeweils in Drehrichtung der Walzen um 270 Grad in Bezug auf den kleinsten Abstand der beiden Walzen (Mahlspalt) versetzt, nahe eines Einfüllstutzens der Walzenmühle. Eine derartige Anordnung mit je einer Sensoreinheit 6 pro Walze 1, 1’ ermöglicht es Rückschlüsse bzgl. des Verschleisses für beide Walzen 1, 1’ auszuwerten und die Antriebssteuerung der beiden Walzen 1, 1’ so anzupassen, dass sich der Verschleiss der Walzen nach einem festlegbaren Kriterium beeinflusst wird. Hierbei ist beispielsweise möglich, die Walze mit einem stärkeren Verschleiss mit einem schwächeren Drehmoments zu beaufschlagen, um eine Angleichung eines kumulierten Verschleisses beider Walzen zu erreichen.
Bezugszeichenliste

1, 1’: Walze
2: Elektromotor
3: Kardanwelle
4: Planetengetriebe
5: Rahmen
51: Lagerung der Walze
52: Einfüllstutzen
6: Sensoreinheit
61: Sensoraufhängung
62: Sensoren
7: Auswerteeinheit
8: Antrieb der Sensoreinheit
91: Länge der Walze
92: Abstand zwischen den Sensoren
93: maximale Weglänge des Antriebs
94: Distanz zwischen der Sensoreinheit und der messenden Walze

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4028015 A1 [0002]

Claims

Walzenmühle umfassend zwei parallel angeordnete, gegeneinandergepresste und gegenläufig rotierende Walzen (1, 1’), wobei eine der Walzen (1’) orthogonal zur axialen Richtung dieser Walze (1’) verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenmühle eine Sensoreinheit (6) aufweist, welche Sensoreinheit (6) einer zu messenden Walze der Walzen (1, 1’) zugeordnet ist und während des Betriebs der Walzenmühle eine Distanz (94) zu einer Mahlfläche der zu messenden Walze misst.
Walzenmühle nach Anspruch 1, wobei die Sensoreinheit (6) einen auf Ultraschall basierenden Distanzsensor (62) aufweist.
Walzenmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Walzenmühle eine Auswerteeinheit (7) aufweist, welche Auswerteeinheit (7) ein Signal der Sensoreinheit (6) verarbeitet und dabei einen mittleren Durchmesser der zu messenden Walze und/oder lokale Vertiefungen in der Mahlfläche der zu messenden Walze ermittelt.
Walzenmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Sensoreinheit in axialen Richtung der gemessenen Walze mithilfe eines Antriebs (8) verschiebbar ist
Walzenmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Sensoreinheit (6) eine Mehrzahl von Sensoren (62) aufweist, welche entlang einer axialen Richtung der gemessenen Walze auf der Sensoreinheit (6) verteilt sind.
Walzenmühle nach Anspruch 5, wobei ein Abstand (92) zwischen Sensoren (62) kleiner ist als das Doppelte einer maximalen Weglänge (93) des Antriebs (8).
Walzenmühle nach Anspruch 6, wobei der Abstand (92) zwischen Sensoren (62) kleiner gleich ist als die maximale Weglänge (93) des Antriebs (8).
Walzenmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine tangentiale Position der Sensoreinheit (6) einen Versatz von 200 bis 300 Grad in Drehrichtung der zu messenden Walze zu einer Position des kleinsten Abstands zwischen den Walzen (1, 1’) aufweist.
Walzenmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die zu messende Walze die verschiebbare Walze (1’) ist und die Sensoreinheit (6) mit einem Rahmen (5) der verschiebbaren Walze (1’) verbunden ist so, dass durch eine Bewegung der verschiebbaren Walze (1’) keine Relativbewegung zwischen der verschiebbaren Walze (1’) und der Sensoreinheit (6) auftritt.
Walzenmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Walzenmühle zwei Antriebe aufweist, welche Antriebe je einer der beiden Walzen (1, 1’) zugeordnet sind und wobei eine Steuerung der Antriebe eine, durch die Auswerteeinheit (7) ermittelte Grösse berücksichtigt.