DE2063812C3

DE2063812C3 - Schwingmühle für Mahlprozesse, die während des Betriebes die Aufrechterhaltung einer Temperaturdifferenz zwischen Mahlraum und Umgebung erfordern

Info

Publication number: DE2063812C3
Application number: DE2063812A
Authority: DE
Inventors: Guenter Eichholz; Helmut Haas
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1970-12-24
Filing date: 1970-12-24
Publication date: 1979-12-13
Also published as: ZA718514B; DE2063812A1; DE2063812B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwingmühle mit mindestens einem teilweise mit Mahlkörpern gefüllten

ίο Mahlbehälter, der mit Spannbügeln an einem elastisch gelagerten und mit einem Schwingantrieb versehenen Tragrahmen befestigt ist, wobei zwischen dem Mahlbehälterinnenraum (Mahlraum) und der Umgebung während des Betriebes eine größere Temperaturdiffes renz aufrechterhalten wird.

Es hat sich bei der Feinstzerkleinerung einiger Materialien in der Schwingmühle als notwendig erwiesen, je nach Material im Mahlraum eine Atmosphäre zu schaffen, deren Temperatur wesentlich unter bzw. über der Temperatur der Umgebung liegt Um nun die infolge der Temperaturdifferenz gegenüber der Umgebung auftretenden Temperaturverluste möglichst gering zu halten, müssen die Mahlrohre isoliert werden. Die bisher bekannten Isolierstoffe weisen jedoch nicht die hohen Festigkeiten auf, die erforderlich sind, um die Mahlbehälter über die Außenseite der Isolierschicht mit den Tragrahmen zu verbinden, so daß der Mahlbehälter unmittelbar mit dem Tragrahmen verbunden werden muß. Damit werden jedoch die Spannbügel und die Auflageflächen des Tragrahmens Temperaturen ausgesetzt, die einmal die Verwendung von hitzebeständigen bzw. kältefesten Werkstoffen erfordern, zum anderen komplizierte Konstruktionen für die Verbindung des Mahlbehälters mit dem Tragrahmen notwendig machen, die die durch den Temperatureinfluß bewirkten Längenänderungen der Befestigungselemente ausgleichen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schwingmühle für derartige Mahlprozesse so auszubilden, daß mit den normalen Werkstollen die Verbindung von Mahlbehälter und Tragrahmen mittels der herkömmlichen Spannbügel benutzt werden kann. Hierbei muß aber die Anordnung einer möglichst durchgehenden Isolierung zur Vermeidung von Temperaturverlusten gewährleistet sein. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Mahlbehälter mit einem Isoliermantel umgeben ist und bezogen auf die Längsrichtung an mindestens zwei Stellen mit jeweils einem Tragelement fest verbunden ist, das nur teilweise

w durch den Isoliermantel hindurchragt und jeweils von einem Spannbügel im Tragrahmen gehalten wird, und daß die die Berührungsflächen mit dem Spannbügel und der Auflagefläche des Tragrahmens aufweisenden Teile des Tragelementes wenigstens teilweise hohl ausgebildet und mit Zu- und Ableitungen für einen Temperaturträger versehen sind. Hierdurch ist es möglich, einerseits durch einen weitgehend geschlossenen Isoliermantel um den Mahlbehälter die Temperaturverluste auf ein Minimum zu beschränken, wobei das Material für die Isolierung weitgehend nur im Hinblick auf seine Isoliereigenschaften ausgewählt werden kann, während seine Festigkeitseigenschaften nur eine untergeordnete Rolle spielen. Andererseits ergibt sich aber eine feste Verbindung zwischen Tragrahmen und

Mahlbehälter, die eine Übertragung ausreichender Beschleunigungskräfte vom Tragrahmen auf den Mahlbehälter und damit auf die Mahlkörper gewährleistet. Dadurch, daß die Tragelemente im Bereich ihrer

Berührungsfläche hohl ausgebildet und mit Zu- und Ableitungen für einen TemperaturtrSger verbunden sind, ist es möglich, beispielsweise wenn im Mahlraum durch die Zugabe von flüssigem Stickstoff Temperaturen von unter 0⁰C aufrechterhalten werden, durch die Zuführung von Wärme die Temperatur in den Berührungsflächen der Tragelemente in Bereichen zu halten, durch die die Festigkeit der Werkstoffe für den Spannbügel und für den Tragrahmen nicht beeinträchtigt wird. Durch diese Maßnahme ist es insbesondere möglich, die Fundamentrahmen, Tragrahmen und Befestigungsmittel einer vorhandenen Schwingmühle weiter zu verwenden und durch einfaches Auswechseln des Mahlbehälters die Schwingmühle beispielsweise auf den Betrieb mit Zugabe von Kältemitteln umzustellen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Querschnittsfläche der durch den Isoliermantel hindurchragenden Teile des Tragelementes im Bereich innerhalb des Isoliermantels insgesamt geringer ist als die Berührungsflächen mit dem Spannbügel und dem Tragrahmen. Durch diese konstruktive Maßnahme können die durcb die feste Verbindung zwischen Tragrahmen und Mahlbehälter bedingten Verluste weitgehend reduziert werden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist außerdem vorgeschlagen, daß die die Berührungsflächen aufweisenden Teile des Tragelementes Kanäle aufweisen, die jeweils an ihren Enden mit einer Zuleitungs- bzw. Ableitungsvorrichtung für einen strömungsfähigen Temperaturträger verbunden sind. Durch die Anordnung von Kanälen ist einerseits eine gezielte Führung des Temperaturträgers, andererseits aber auch eine ausreichende Festigkeit des Tragelementes im Bereich de Berührungsflächen zur Übertragung der durch den Si hwingantrieb in den Tragrahmen eingeführten Beschleunigungskräfte auf den Mahlbehälter gegeben.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kanäle in den die Berührungsflächen aufweisenden Teilen des Tragelementes annähernd parallel zur Mahlbehälterachse verlaufen. Diese Anordnung ergibt die kürzesten Weglängen für den Temperaturträger, so daß die Temperaturdifferenz des Temperaturträgers zwischen dem Eintritt in die Kanäle und dem Austritt aus den Kanälen verhältnismäßig gering gehalten werden kann.

Da sich in Einzelfällen über den Umfang des Mahlbehälters gemessen ebenfalls unterschiedliche Temperaturen ergeben können, ist es zweckmäßig, die Kanäle einzeln oder in Gruppen zusammengefaßt mit der Zuleitungs- bzw. Ableitungsvorrichtung für den Temperaturträger zu verbinden. Hierdurch wird es möglich, beispielsweise im Bereich der Behälteroberseite den Temperaturträger mit einer anderen Temperatur als im Bereich der Behälterunterseite in die Kanäle einzuleiten.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorge.seachsparallelen Kanälen die Kanäle abwechselnd jeweils an der einen Seite bzw. an der anderen Seite des an der einen Seite bzw. an der anderen Seite des Tragelementes mit Zuleitungsvorrichtungen für den Temperaturträger verbunden sind, so daß ein Gegen» Stromeffekt erzielt wird. Diese Maßnahme bewirkt, daß, in Längsrichtung des Mahlbehälters gesehen, eine weitgehend gleichmäßige Temperatur in der Berührungsfläche herrscht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kanäle wenigstens an ihrem Austrittsende über eine gemeinsame Verbindungsleitung untereinander verbunden sind.

Insbesondere für Schwingmühlen, bei der im Mahlrauminntrn eine Temperatur unterhalb der Umgebungstemperatur aufrechterhalten werden soll, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die die Berührungsfläche bildenden Teile des Tragelementes in ihrem Inneren eine elektrische Widerstandsheizung aufweisen.
Schließlich ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß

ίο in wenigstens einem Spannbügel ein Temperaturfühler angeordnet ist, der mit einer Regeleinrichtung verbunden ist, über die nach Einstellung einer vorgegebenen Temperatur die Zufuhr des Temperaturträgers geregelt wird.

Anhand von Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Schwingmühle mit zwei übereinander angeordneten rohrförmigen Mahlbehältern,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den oberen Mahlbehälter gemäß der Linie H-II in tig. I in größerem Maßstab,

F i g. 3 einen Querschnitt durch den oberen Mahlbehälter der Linie IH-III in F i g. 1,

F i g. 4 einen Teillängsschnitt durch die obere Mahlbehältifwandung gemäß der Linie IV-IV in F i g. 3,

F i g. 5 einen Teillängsschnitt entsprechend F i g. 4 mit einer anderen Ausführungsform der Kanäle.
Wie die Seitenansicht gemäß F i g. 1 zeigt, sind zwei

jo parallele, rohrförmig ausgebildete Mahlbehälter 1 und 2 über Spannbügel 3 an einem Tragrahmen befestigt, der aus zwei Verbindungsstegen 4 besteht, die über ein Rohr 5 untereinander verbunden sind. Zu beiden Seiten der Verbindungsstege 4 des Tragrahmens sind Stützkonsolen 6 befestigt, über die die aus Tragrahmen und Mahlbehälter bestehende Einheit unter Zwischenschaltung von Gummifedern 7 auf einem Fundamentrahmen 8 schwingfähig 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 exzentrischen Wuchtmassen, die jeweils im Inneren der Verbindungsstege 4 untergebracht sind und durch eine im Verbindungsrohr 5 liegende Kuppelweih miteinan-

der verbunden sind. Über eine Gelenkwelle 9 sind die exzentrischen Wuchtmassen 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 1 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 Yerbindungsrohr 12 zur weiteren Zerkleinerung in

v, den darunterliegenden Mahlbehälter 2 eingeleitet wird. An dem der Gutieitungsstelle abgewandten Ende des Mahlbehälters 2 ist eine Gutaustrittsöffnung 13 angeordnet, über die das fertig zerkleinerte Gut aus der Schwingmühle abgezogen wird, so daß das Gut

M) nacheinander die beiden Mahlbehälter durchläuft.

An jeweils einem Ende der Mahlbehälter befinden sich außerdem Zufuhrorgane 14, durch die je nach den Anforderungen des Zerkleinerungsvorganges heiße Gase, Dampf oder auch Kältemittel, beispielsweise stark gekühlte eier verflüssigte Gase, eingeführt werden können. Am gegenüberliegenden Ende eines jeden Mahlbehälters befindet sich eine entsprechende Abzugsöffnung 15 für die Gase. Das Heiz- baw.

Kühlmittel kann je nach den Anforderungen des Zerkleinerungsvorganges im Gleichstrom mit dem zu zerkleinernden Material oder aber im Gegenstrom durch die Mahlbehälter geführt werden.

Aus dem Querschnitt durch den Mahlbehälter 1 gemäß F i g. 2 ist zu ersehen, daß die Mahlbehälter aus einem inneren Mahlrohr 16 bestehen, in das noch zusätzlich ein Schleißblech 17 eingeschoben ist. Auf seiner Außenseite ist das Mahlrohr mit einem Isoliermantel 18 umgeben, der beispielsweise aus Polyurethanschaum besteht, wobei das Isoliermaterial auf seiner Außenseite von einem dünnen Blechmantel

19 zum Schutz gegen Beschädigungen umgeben ist.
Der Querschnitt durch den Mahlbehälter 1 gemäß

F i g. 3 zeigt den Aufbau im Bereich der Verbindung des Mahlbehälters mit dem Tragrahmen, insbesondere ein Ausführungsbeispiel für ein mit dem Mahlrohr verbundenes Tragelement. Das Tragelement wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch einzelne Stege

20 gebildet, die in gleichmäßigem Abstand auf dem Mahlrohrumfang verteilt sind und mit diesem fest verbunden sind. Vom Mahlrohr aus sind die Stege 20 radial nach außen durch das Isoliermaterial 18 hindurchgeführt. Ihre außenliegenden Enden sind durch einen breiten, hohlzylindrischen Körper 21 fest miteinander verbunden. Der Abstand der Außenfläche des hohlzylindrischen Körpers von der Außenseite des Mahlrohres ist so gewählt, daß er etwas größer ist als die Dicke des Isoliermantels. Mit dem aus den Stegen 20 und dem hohlzylindrischen Körper 21 gebildeten Tragelement stützt sich der Mahlbehälter über die Berührungsfläche 36 des Tragelementes auf einer entsprechend halbkreisförmig ausgebildeten Ausnehmung des Verbindungssteges 4 des Tragrahmens ab. Auf der Oberseite ist das Tragelement von dem Spannbügel 3 überdeckt und wird durch die Schrauben 22, die vorteilhafterweise als Dehnschrauben ausgebildet sind, fest mit dem Tragrahmen verspannt.

In der Wand dieses hohlzylindrischen Körpers 21 sind in Achsrichtung des Mahlbehälters verlaufende Kanäle 23 angeordnet. Durch diese Kanäle wird ein strömungsfähiger Temperaturträger geleitet, dessen Temperatur ,, „;_„„.-.„ii. ;,.

zwei Reihen der radialen Stege 20 auf, die nach innen mit der Außenwand des Miahlrohres 16 und nach außen mit dem hohlzylindrischen Körper 21 verbunden sind. Die Kanäle 23 zur Durchleitung des strömungsfähigen Temperaturträgers sind achsparallel durch den hohlzylindrischen Körper gebohrt und auf beiden Seiten durch je einen ringförmigen Kanal untereinander verbunden. Der eine ringförmige Kanal 24 ist mit einer Zuleitung 26 und der auf der gegenüberliegenden Seite liegende

ίο Kanal 25 ist mit einer Ableitung 27 für den Temperaturträger versehen.

In einem Schnitt entsprechend Fig.4 ist in Fig.5 eine andere Kanalordnung dargestellt. Der hohlzylindrische Körper besteht hierbei aus zwei konzentrischen

ι 5 Ringen 28,29, wobei der innere Ring 28, der fest mit den Stegen 20 verbunden ist, eine glatte Oberfläche hat, während der äußere Ring 'J9 auf seiner Innenseite eine schraubenförmig verlaufende Nut aufweist. Die beiden konzentrischen Teile sind nun aufeinandergeschoben und dicht miteinander verbunden. Das eine Ende des Kanals ist mit der Zuleitung und die andere Seite ist mit einer Ableitung für den Temperaturträger versehen.

Um nun ein Temperaturgefälle von links nach rechts innerhalb des Spannbügels zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn, wie im Schnitt dargestellt, in der äußeren Ringkörperhälfte 'J9 zwei parallel verlaufende Kanüle 30, 31 in Form einer doppelgängigen Schraube angeordnet sind, wobei dem einen Kanal 30 von der einen jeite über eine Zuleitung 26' und dem anderen

in Kanal 31 von der anderen Seite über eine andere Zuleitung 26" der Temperaturträger zugeleitet wird. Auf diese Weise stellt sich in Achsrichtung über die gesamte Länge eine in etwa gleiche Temperatur der Berührungsfläche ein.

Wie in der schematisch dargestellten Abwicklung eines Ringkörpers mit achsparallelen Kanälen in F i g. 6 gezeigt ist, kann das anhand von F i g. 5 beschriebene Prinzip in gleicher Weise auch für eine achsparallele Kanalanordnung mit Vorteil angewendet werden. Dies geschieht in der Weise, daß die Kanäle jeweils abwechselnd von der einen Seite und dann von der anderen Seite mit einer Zuleitung für den Temperatur-

ehe 36 des Tragelementes mit dem Spannbügel bzw. mit dem Verbindungssteg noch in dem Bereich liegt, dem die für den Spannbügel und den Verbindungssteg gewählten Werkstoffe ohne Beeinträchtigung ihrer Festigkeit ausgesetzt werden dürfen. Das bedeutet, daß bei der Zugabe eines Kältemittels, beispielsweise flüssigen Stickstoffs, zum Mahlgut durch die Kanäle ein entsprechend aufgeheiztes Medium, beispielsweise eine heiße Flüssigkeit, geleitet wird. Wird in den Mahlraum ein Heizmittel eingeführt, dann muß in entsprechendem Maße ein Kühlmittel durch die Kanäle geleitet werden, um die zulässige Temperatur für die Werkstoffe der Mahlbehälterbefestigung einzuhalten.

Durch diese Maßnahme wird je nachdem in einem gewissen Grade über die Stege 20 Wärme in den Mahlraum eingeführt bzw. abgezogen. Die hierdurch bewirkten Temperaturverluste sind jedoch vernachlässigbar, vor allem im Hinblick auf die konstruktiven und fertigungstechnischen Vorteile, die die Befestigung des Mahlbehälters mit Spannbügeln bietet

Fig.4 zeigt einen Längsschnitt entsprechend der Linie IV-FV in Fig.3 durch die obere Wand des Mahlbehälters 1. Wie aus dem Schnitt ersichtlich, weist das Tragelement in einer bevorzugten Ausführungsform

Im Falle der Zugabe eines Kältemittels in den

Mahlraum kann anstelle einer durch Kanäle geführten Heizflüssigkeit auch eine elektrische Widerstandsheizung vorgesehen werden. Hierzu werden entsprechende Heizstäbe achsparallel oder schraubenförmig in den Ringkörper eingelegt oder eingegossen und an eine

w Stromquelle angeschlossen.

Wie in F i g. 1 schematiscih dargestellt ist, wird in den Spannbügeln ein Temperanurfühler 32, beispielsweise ein Thermoelement eingebaut, das mit einer elektrischen Regeleinrichtung 33 verbunden ist. Der Regeleinrichtung wird eine bestimmte Solltemperatur für den Spannbügel vorgegeben, die nicht über- oder unterschritten werden darf. Dementsprechend wird über die Regeleinrichtung eine entsprechende Vorrichtung, z. B. ein Ventil 34 oder eine Pumpe, angesteuert, die in einer Rohrleitung zu einem entsprechenden Heiz- bzw. Kühlgerät 35 eingebaut ist Hiermit wird beispielsweise im Falle der Kaltvermahlung die Heizflüssigkeit und im Falle der Vermahlung unter zusätzlicher Wärmezufuhr die Kühlflüssigkeit als Temperaturträger durch die Kanäle im Tragelement zur Konstanthaltung der Temperatur des Spannbügells durchgeleitet

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schwingmühle mit mindestens einem teilweise mit Mahlkörpern gefüllten Mahlbehälter, der mit Spannbügeln an einem elastisch gelagerten und mit einem Schwingantrieb versehenen Tragrahmen befestigt ist, wobei zwischen dem Mahlbehälterinnenraum (Mahlraum) und der Umgebung während des Betriebes eine größere Temperaturdifferenz aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Mahlbehälter (1,2) mit einem Isoliermantel (18) umgeben ist und bezogen auf die Längsrichtung an mindestens zwei Stellen jeweils mit einem Tragelement (20, 21) fest verbunden ist, das nur teilweise durch den Isoliermantel hindurchragt und jeweils von einem Spannbügel (3) am Tragrahmen (4, 5) gehalten wird, und daß die die Berührungsfläche (36) mit dem Spannbügel und der Auflagefläche des Tragrahmens aufweisenden Teile (21) des Tragelementes wenigstens teilweise hohl ausgebildet and mit Zu- und Ableitungen (26,27) für einen Temperaturträger versehen sind.

2. Schwingmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der durch den Isoliermantel (18) hindurchragenden Teile (20) des Tragelementes (20,21) im Bereich innerhalb des Isoliermantels geringer ist als die Berührungsfläche (36) des Tragelementes mit dem Spannbügel (3) und dem Tragrahmen (4, S).

3. Schwingmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Berührungsflächen (36) aufweisenden Teile (21) des Tragelementes Kanäle (23) aufweisen, die jeweils an '.Iren Enden mit einer Zuleitungs- (26) bzw. Ableitungsvorrichtung (27) für einen strömungsfähigen Temp'Taturtrager verbunden sind.

4. Schwingmühle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (23) in den die Berührungsflächen (36) aufweisenden Teilen (21) des Tragelementes ungefähr parallel zur Mahlbehälterachse verlaufen.

5. Schwingmühle nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (23) einzeln oder ii> Gruppen zusammengefaßt mit einer Zuleitungsbzw. Ableitungsvorrichtung für den Temperaturträger verbunden sind.

6. Schwingmühle nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (23) abwechselnd jeweils an der einen Seite bzw. an der anderen Seite des Tragelementes mit Zuleitungsvorrichtungen für den Temperaturträger verbunden sind.

7. Schwingmühle nach Anspruch 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle wenigstens am Austrittsende für den Temperaturträger über eine gemeinsame Verbindungsleitung (24,25) untereinander verbunden sind.

8. Schwingmühle nach Anspruch 1 oder 2, bei der im Mahlrauminnern eine Temperatur unterhalb der Umgebungstemperatur aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die die BerUhningsflä* chen (36) bildenden Teile des Tragelementes (20,21) in ihrem Innern eine elektrische Widerstandsheizung aufweisen.

9. Schwingmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem Spannbügel (3) ein Temperaturfühler (32) angeordnet ist, der mit einer Regeleinrichtung (33) verbunden ist, über die nach Einstellung einer vorgegebenen Temperatur die Zufuhr des Temperaturträgers geregelt wird.