DE2063740B2 - Schwingmuehle mit waermeisoliertem mahlbehaelter - Google Patents

Description

)ie Erfindung bezieht sich auf eine Schwingmühle mit idesiens einem, mit einem Isoliermantel umgebenen hlbehälter, der an einem elastisch gelagerten und mit einem Schwingantrieb versehenen Tragrahmen befestigt ist. ... ...

Bei Schwingmühlen, die mit einem Isoliermante. umgeben sind, wie dies beispielsweise bei Mahlprozessen unter Zuführung von Kältemitteln in den Mahlraum erforderlich ist. bereitet es Schwierigkeiien. die Mahilbehälter an dem Tragrahmen zu befestigen. Wegen der geringen Festigkeitseigenschaften der üblicherweise für derartige Isoliermäntel verwendeten Werkstoffe wie beispielsweise Polyurethanschaum. Polystyrolen etc. ist es nicht möglich, den Mahlbehälter über den Isoliermantel unmittelbar mit dem Tragrahmen zu verbinden, da infolge der für die Zerkleinerung erforderlichen hohen Beschleunigungskräfte derartige Isolierstoffe sehr schnell zerstört werden, wenn sie für die Übertragung der Kräfte herangezogen werden.

Bei tiefen Temperaturen bereitet es andererseits Schwierigkeiten, den Mahlbehälter unmittelbar über seine Außenwandung mit dem Tragrahmen zu verbinden da die üblichen Stähle keine ausreichende Kältefestigkeit aufweisen und Stähle, die auch bei tiefen Temperaturen starken Beanspruchungen gewachsen sind kostspielig und schwierig zu verarbeiten sind. Außerdem ergibt sich wegen der hohen Wärmeleitfähigkeit Metallischer Werkstoffe ein starker »Kälieverlust« über die metallische Verbindung zwischen Mahlbehälter und Tragrahmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schwingmühle mit isoliertem Mahlbehälter zu schaffen, bei der einerseits eine feste Verbindung zwischen Tragrahmen und Mahlbehälter besteht, andererseits ein »Kälteverlust« über diese Verbindung vermieden oder zumindest stark vermindert wird.

Dies geschieht gemäß der Erfindung dadurch, daß zwischen der Außenwandung des Mahlbehälters und dem Tragrahmen jeweils an der Verbindungsstelle ein Zwischenraum verbleibt, und daß in diesem Zwischenraum ein oder mehrere Stützeinrichtungen mit wärmeisolierenden Eigenschaften angeordnet sind, die die Beschleunigungskräfte vom Tragrahmen auf den Mahlbehälter übertragen. Durch diese Maßnahme ist es möglich, wenn man beispielsweise den Abstand zwischen der Außenwand des Mahlbehälters und dem Tragrahmen etwa in der Größenordnung der Dicke des Isoliermantels hält, auch im Bereich der Verbindungsstellen zwischen Mahlbehälter und Tragrahmen »Kälteverluste« zu vermeiden, ohne daß der Isoliermantel für die Befestigung des Mahlbehälters am Tragrahmen verwendet werden muß. Als weiterer Vorteil ergibt sich, daß nur der Mahlbehälter und die Stützkörper aus kältefesten Werkstoffen hergestellt, werden müssen, während der Tragrahmen und die zugehörigen Verbindung?- und Spannelemente aus üblichen Stahlsorten hergestellt werden können, hierdurch wird es insbesondere bei Schwingmühlen, bei denen die Mahlbehälter nur über eine kraftschlüssige Verbindung mit dem Tragrahmen verbunden sind, möglich, diese Schwingmühlen nachträglich beispielsweise für eine Tieftemperaturmahlung herzurichten, da nur der Mahlbehälter ausgewechselt zu werden braucht, während im übrigen die bisherigen Maschinenteile weiter verwendet werden können.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß jede Stützeinrichtung in Form einer ein- oder mehrteiligen Bandage um die Außenwandung des Mahlbehälters herumgelegt ist. Bei dieser Form der Stützeinrichtung können insbesondere für die heute gebrauchlichen Rohrschwingmühlen Stützeinrichtun-

gen eingesetzt werden, die unter Verwendung eines wärmeisolierenden Werkstoffes mit ausreichender Festigkeit in Form einer ring- oder knigenförmigen Bandage an der Verbindungsstelle mi· Jem Tragrahmen um das Mahlrohr herumgelegt sind und mit Hilfe einfacher an sich bekannter Spannbügel in einer entsprechenden Ausnehmung des Tragt ahmen* in kraftschlüssiger Verbindung gehalten werden, je nach der Durchmessergröße des Mahlrohres kann die ring- oder kragenförmige Bandage ein- oder mehrfach geteilt sein, um die Fertigung und die Montage zu erleichtern. Die Isolierung des Mahlbehälters wird an diesen Stellen von der Bandage übernommen, während die übrigen Wandungsteile des Mahlbehälters mit einem Isoliermantel aus üblichem Isoliermaterial umgeben sind. Gleichzeitig dient die Bandage der Übertragung der Beschleunigungskräfte.

In Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß bei einer bandagenförmigen Stützeinrichiung ein durchlaufendes, ggf. geteiltes Außen- und ein entsprechendes Innenband angeordnet ist, die durch in etwa radial verlaufende und mit Abstand voneinander angeordnete Stege für die Übertragung der Beschleunigungskrälte verbunden sind. Diese Ausbildung bietet den Vorteil, daß einmal auf der der Außenwandung des Mahlbehälters zugekehrten Seite und auf der dem Tragrahmen zugekehrten Seite durch die durchlaufenden Bänder eine genügend große Haft- und Druckverleilungsfläche besteht, über die eine entsprechend dem Stegquerschnitt hohe Flächenbelastung im Bereich der Berührungsflächen des Abstandhalters mit dem Tragrahmen bzw. der Außenwandung des Mahlbehälters herabgesetzt und vergleichmäßigt werden kann. Durch die Anordnung von Stegen zwischen Außen- und Innenband wird andererseits der für einen Wärmefluß von außen nach innen zur Verfügung stehende Querschnitt gegenüber einer in sich geschlossenen ringförmigen Bandage vermindert, so daß die Isolierung an der Verbindungsstelle hierdurch verbessert werden kann, zumal da hierdurch die Möglichkeit besteht, den Isoliermantel unmittelbar an die Bandage anzuschließen und die zwischen den Stegen verbleibenden Zwischenräume ebenfalls mit Isoliermaterial auszufüllen, beispielsweise auszuf chäumen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Stege der Stützeinrichtung aus einem anderen, vorzugsweise härteren Material bestehen als das Außen- bzw. Innenband der Stützeinrichtung. Diese erfindungsgemäße Bauform bietet den Vorteil, daß !wischen der Außenwand des Mahlbehälters und der entsprechenden Anlagefläche des Tragrahmens an der Befestigungsstelle relativ große Zwischenräume und damit relativ große Längen für die Stege vorgesehen werden können.

In einer bevorzugten Ausgestaltung dieser Bauform ist vorgesehen, das Innenband und das Außenband der Stützeinrichtung aus einem Kunststoff mit hoher Festigkeit und geringer Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Hexafluorpropylen (FEP) herzustellen, während die Stege zweckmäßig aus einem keramischen Material wie Porzellan oder Quarzglas, technischen Sondtrgläsern hoher Festigkeit oder ähnlichen Stoffen bestehen. Durch diese Maßnahme wird mit Vorteil ausgenutzt, daß derartige Kunststoffe auch noch bei tiefen Temperaturen eine gewisse Elastizität aufweisen, so daß Oberflächenunebenheiten des harten, aber in einigen Fällen spröden Stegmaterials ausgeglichen werden und so Spannungs-

spitzen im Stegmaierial unterbunden werden. Gleichzeitig wird durch diese Maßnahme der nachteilige Einfluß der auch bei tiefen Temperaturen noch vorhandenen Elastizität der Kunststoffe, die bei relativ langen Stegen keine ausreichend feste Verspannung zwischen Mahlbehälter und Tr?grahmen zuließe, ausgeschaltet.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Stützeinrichtung durch ein ,ο biegsames Band gebildet ist, das dem Mahlbehälter in Umfangsrichtung umschlingt und jeweils abwechselnd am Mahlbehälter und unmittelbar am Tragrahmen bzw. an einem besonderen Spannrahmen befestigt ist und den Zwischenraum zwischen Mahlbehälter und Trag-,₅ rahmen bzw. Spannrahmen überbrückt. Bei dieser Ausbildung kann für das Band auch ein Werkstoff mit relativ hoher Wärmeleitfähigkeit verwendet werden, ohne daß die »Kälteverluste« nennenswert ins Gewicht fallen, da der mögliche Wärmestrom infolge des geringen Querschnittes des Bandes und der geringen Berührungsflächen an den Befestigungsstellen am Tragrahmen bzw. Spannrahmen und an der Außenseite des Mahlbehällers auch bei hohen Temperaturdifferenzen insgesamt gesehen gering ist. Hierbei ist es ₂j zweckmäßig, daß das Band mit Spanneinrichtung in Verbindung steht, so daß die höchstzulässige Spannung bei Erreichen der Betriebstemperatur unter Berücksichtigung der Kontraktion des Bandmaterials eingestellt werden kann.

In einer Ausgestaltung dieser Bauform ist vorgesehen, daß der freie Zwischenraum im Bereich des biegsamen Bandes mit Isoliermaterial ausgefüllt ist, und daß vorzugsweise hierzu ein Isoliermaterial in Pulverform oder in Form eines Granulates in den Zwischenraum eingefüllt ist. Dies bietet einmal den Vorteil, daß im Falle eines Bruches des Bandes der Mahlbehälter nicht unmittelbar am Tragrahmen bzw. dem Spannrahmen anschlägt, sondern daß über die puffernde Wirkung des Isoliermaterials Zerstörungen der Befestigungsvorrichtung vermieden werden. Zum anderen läßt sich in einem solchen Fall das Isoliermaterial zu Reparaturzwecken aus dem Zwischenraum leicht entfernen.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Rohrschwingmühle mit zwei Mahlrohren,

Fig. 2 eine Ausführungsform einer Stützeinrichtung in einem Querschnitt durch ein Mahlrchr im Bereich der Verbindungsstelle mit dem Tragrahmen,
Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Stützeinrichtung, ebenfalls in einem Schnitt gemäß der F i g. 2,

Fig. 4 eine Stützeinrichtung gemäß der Fig. 3 in einem Längsschnitt,

F i g. 5 eine Stützeinrichtung mit biegsamem Band in einem Querschnitt,

Fig.6 einen Längsschnitt durch eine Stützeinrichtung entsprechend Fig.5 mit Exzenter-Spanneinrichturg,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine Stützeinrichtung entsprechend F i g. 5 mit einer anderen Ausführungsform der Spanneinrichtung.

Bei der in F i g. 1 schematisch dargestellten Schwingmühle sind zwei parallele Mahlrohre 1 und 2 über Spannbügel 3 mit einem Tragrahmen fest verbunden, _6<i der aus zwei Stegen 4 und einem Verbindungsrohr 5 besteht. An den Seiten der Stege sind Konsolen 6 angebracht, durch die unter Zwischenschaltung von Gummifedern 7 die aus Mahlbehältern und Tragrahmen

bestehende Einheit auf einem festen Gestell 8 schwingungselastisch abgestützt ist. In der Mitte zwischen den beiden Mahlbehältern und parallel zu deren Längsachse ist der Schwingungsantrieb angeordnet. Dieser besteht aus drehbar gelagerten, vorzugsweise einstellbaren Unwuchtmassen, die jeweils im Inneren der Verbindungsstege 4 untergebracht sind und durch eine im Verbindungsrohr 5 liegende Kuppelwelle miteinander verbunden sind. Über eine Gelenkwelle 9 sind die Unwuchtmassen mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor verbunden.

In den Mahlbehälter 1 mündet an einem Ende von oben eine Zuführungsleitung 10 ein, durch die das zu vermählende Material in den Mahlbehälter eingeführt wird. Am anderen Ende des Mahlbehälters 1 ist auf der Unterseite eine Austrittsöffnung 11 angeordnet, durch die das im ersten Mahlbehälter zerkleinerte Gut über ein Verbindungsrohr 12 zur weiteren Zerkleinerung in dem darunter liegenden Mahlbehälter 2 eingeleitet wird. An dem der Guteinleitungsstelle abgewandten Ende des Mahlbehälters 2 ist eine Gutaustragsöffnung 13 angeordnet, über die das fertig zerkleinerte Gut aus der Schwingmühle abgezogen wird, so daß das Gut nacheinander die beiden Mahlbehälter durchläuft.

Zusammen mit dem Mahlgut, gegebenenfalls aber auch durch gesonderte Zufuhröffnungen werden je nach den Anforderungen des Zerkleinerungsvorganges heiße Gase, vorzugsweise aber Kältemittel, beispielsweise stark gekühlte oder auch flüssige Gase eingeführt.

Der Querschnitt durch den Mahlbehälter 1 gemäß Fig. 2 entsprechend der Linie 11 in Fig. 1 zeigt den Aufbau im Bereich der Verbindung des Mahlbehäiters 1 mit dem Tragrahmen, insbesondere ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung der wärmeisoiierenden Stützeinrichtung. Der Mahlbehälter weist ein inneres Mahlrohr 15 auf, in das noch zusätzlich ein sogenanntes Schleifblech 16 eingeschoben ist. Wie aus dem Schnitt in F i g. 4 ersichtlich, ist das Mahlrohr auf seiner Außenseite mit einem Isoliermantel 30 umgeben, der beispielsweise aus Polyurethanschaum besteht, wobei das Isoliermaterial auf seiner Außenseite von einem dünnen Blechmantei 31 zum Schutz gegen Beschädigungen umgeben ist.

Im Bereich der Verbindungsstelle des Mahlrohres 15 mit dem Steg 4 ist dieses auf der Außenseite mit einem Band umgeben, das in gleichmäßigen Abständen Ausnehmungen aufweist, in denen in etwa radial verlaufende, stegförmige Stützkörper 17. die wärmeisolierende Eigenschaften aufweisen, eingesetzt sind. Diese Stege bestehen beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen (PTFE), das neben einer Wärmeleitfähigkeit von nur 0,21 kcal/m h grd bei tiefen Temperaturen noch hohe Festigkeitseigenschaften und eine gewisse Elastizität aufweist In Achsrichtung des Mahlbehälters ist über die Stege ein Spannrahmen 18 geschoben, der. wie dargestellt, geschlossen oder auch geteilt ausgebildet sein kann. Durch den Spannrahmen werden die Stege unter eine gewisse Vorspannung in radialer Richtung gebracht um die zu erwartende Durchmesseränderung bei einer Abkühlung des Mahlrohres 15 abzufangen.

Über den Spannrahmen 18 wird mit dem Spannbügel 1 das Mahlrohr im Steg 4 des Tragrahmens ir kraftschlüssiger Verbindung mit Hilfe der Schrauben Ii gehalten. Die Zwischenräume zwischen den einzelner Stegen können mit dem gleichen Isoliermaterial wie dei übrige Isoliermantel, beispielsweise mit Polyurethanschaum ausgeschäumt sein. Anstelle von stegförmig ausgebildeten Stützkörpern kann aber auch ein in sich geschlossener ringförmiger Kragen, beispielsweise aus ίο PTFE angeordnet sein.

In F i g. 3 und 4 ist eine andere Ausbildungsform der Stützeinrichtung dargestellt. Hierbei ist das Mahlrohr 15 auf seiner Außenseite und der Spannrahmen 18 entsprechend auf seiner Innenseite mit einem genuteten '5 Band 20 bzw. 21 versehen, beispielsweise aus PTFE oder FEP, wobei die Durchmesser des Mahlrohres 15 und dem Spannrahmen 18 so bemessen sind, daß zwischen den beiden genuteten Rändern 20, 21 noch ein Zwischenraum verbleibt. In die gegenüberliegenden Nuten der Bänder 20 und 21 sind Stege 22 eingeschoben, die wie die Schnittdarstellung in Fig. 4 zeigt, beispielsweise eine zylindrische Form haben. Die Stege bestehen ebenfalls aus einem Materia! mit wärmeisolierenden Eigenschaften und sind vorzugsweise aus einem 2s härteren Material. Hierfür kommen keramische Materialien in Frage wie beispielsweise Porzellan, Quarzglas oder sonstige technische Sondergläser mit hoher Druckfestigkeit. Wie die Schnittdarstellung in Fig. 4 weiterhin zeigt, sind zweckmäßigerweise jeweils zwei Doppelreihen derartiger Stützkörper an jeder Verbindungsstelle des Mahlrohres mit dem Tragrahmen vorgesehen, um die auf das Mahlrohr durch die Klemmung wirkenden Kräfte auf eine möglichst große Fläche zu verteilen.

In Fig. 5 ist eine Ausbildungsform für die Stützeinrichtung dargestellt, bei der die Verbindung zwischen dem Mahlrohr 15 und dem Tragrahmen 4 bzw. einem Spannrahmen 18 über ein biegsames Band 23 hergestellt wird, daß unter Vorspannung das Mahlrohr umschlingt und in Umfangsrichtung gesehen abwechselnd am Mahlrohr und am Tragrahmen bzw. Spannrahmen befestigt ist. Die Befestigung geschieht in einfacher Weise dadurch, daß jeweils am Mahlrohr 15 und am Spannrahmen 18 ösen 24 angeordnet sind, in deren Bohrungen Bolzen 25 eingeschoben sind. Zur Aufbringung der Vorspannung können an einer oder an mehreren Stellen, wie in der Schnittdarstellung in Fig.6 gezeigt wird, Exzenter 26 ansteile der Bolzen eingeführt sein, die entsprechend verdreht und dann arretiert werden, um dem Band 23 eine ausreichende Spannung zu geben.

In F i g. 7 ist eine andere Form der Verspannung dargestellt bei der der Spannrahmen 18 in mehrere Segmente 18 geteilt wird und an seinem außenliegenden SS Ende 29 innen konisch ausgebildet ist so daß von beiden Seiten ein konischer Ring 27 in axialer Richtung über eine Schraube 28 in die konische öffnung des Spannrahmens 18 eingezogen werden kann und so das Band 23 verspannt wird. 60

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Schwingmühle mit mindestens einem von einem Isoliermantel umgebenen Mahlbehälter, der an einem elastisch gelagerten und mit einem Schwingantrieb versehenen Tragrahmen befestigt ist. d a durch gekennzeichnet, daß zwischen der Außenwandung des Mahlbehälters (15) und dem Tragrahmen (4) jeweils an der Verbindungsstelle ein ;o Zwischenraum verbleibt und daß in diesem Zwischenraum ein oder mehrere Stützeinrichtungen mit wärmeisolierenden Eigenschaften angeordnet sind, die die Beschleunigungskräfte vom Tragrahmer auf den Mahlbehälter übertragen.

2. Schwingmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stützeinrichtung in Form einer ein- oder mehrteiligen Bandage um die Außenwandung des Mahlbehälters (15) herumgeleg!

ist.

3. Schwingmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer bandagenförmigen Stützeinrichtung ein durchlaufendes, ggf. geteiltes Außen- und ein entsprechendes Innenband (20, 21) angeordnet ist, die durch in etwa radial verlaufende und mit Abstand voneinander angeordnete Stege (22) für die Übertragung der Beschleunigungskräfte verbunden sind.

4. Schwingmühle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (22) der Stützeinrichtung aus einem anderen, vorzugsweise härterem Material bestehen als das Innen- bzw. Außenband (20,21) der Stützeinrichtung.

5. Schwingmühle nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandagen mindestens zum Teil aus Kunststoff, vorzugsweise aus PTFE und/oder FEP bestehen.

b. Schwingmühle nach Anspruch 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (22) aus einem keramischen Material, Quarzglas oder technisehen Sondergläsern mit hoher Festigkeit bestehen.

7. Schwingmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung durch ein biegsames Band (23) gebildet ist, das in Umfangsrichtung des Mahlbehälters (15) gesehen abwechselnd am Tragrahmen (4) bzw. an einem besonderen Spannrahmen (18) und am Mahlbehälter selbst befestigt ist und den Zwischenraum zwischen Mahlbehälter und Tragrahmen bzw. Spannrahmen überbrückt.

8. Schwingmühle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (23) mit einer Spanneinrichtung (26,27) in Verbindung steht.

9. Schwingmühle nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen den Stegen (17, 22) bzw. dem biegsamen Band (23) mit einem Isoliermaterial ausgefüllt ist.

10. Schwingmühle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial in Form von Pulvern oder Granulaten in den Zwischenraum eingefüllt ist.