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Verfahren zur Steuerung der Mahlgutmenge in einer Mahlkammer eines
Kugelmühlenrohres sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Steuerung der mit den Mahlkörpern gemischten Mahlgutmenge
in einer Mahlkammer eines Kugelmühlenrohres, die eine Trennwand aufweist, die eine
Mahlgutbehälterkammer bildet und stromabwärts der Kammer angeordnet ist sowie eine
Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens0 Trockenmahlung oder Naßrnahlung
von kornigem Mahlgut erfolgt im allgemeinen in KugelrohrmVhlen mit einer oder mehreren
Mahlkammern. Die Menge des mit den Mahlkörpern gemischten Mahlgutes hat einen großen
Einfluß auf die Leistung einer Mahlkammer: Eine ausreichende Mahlgutmenge ist erforderlich,
da andernfalls ein Teil der Mahlkörper Leistung aufnimmt, ohne nutzbare Arbeit zu
leisten und der Verschleiß der Mahlkörper wad der Schutzpanzerungen des Nühlenrohres
sehr hoch ist; wenn die Mahlgutmenge zu groß ist, verlieren die Mahlkörper Wirksamkeit
und die Leistimgsfähigkeit sinkt.
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Außerdem bestimmt bei einem vorgegebenen Durchsatz die IaZhtUutmenge
die Verweilzeit des Mahlgutes in der Mahlkammer; folglich hängt die Korngröße des
Endproduktes von dieser Menge abs Einer Anordnung mit gegebenen Mahlbedingungen
entspricht eine Mahlgetmenge, für die der Wirkungsgrad bzw. die Leistungsfähigkeit
einen Optimalwert erreicht; da sich die günstigste Menge mit den Mahlbedingungen
ändert, ist es wichtig, das Mahlgutniveau in Bezug auf die Mahlkörper ändern zu
können.
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Die aufeinanderfolgenden Mahlkammern sind durch Trennwände getrennt;häufig
ist auch eine Trennwand am stromabwärtigen Ende einer einzigen Kammer oder der letzten
Mahlkammer vorgesehen, durch die diese von dem Zapfen der Ausgangsseite getrennt
wird, durch den das gemahlene Mahlgut austritt.
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Die Trennwände können eine stromaufwärtige Wand, die mit kalibrierten
Öffnungen versehen ist, die den Durchtritt des ausreichend gemahlenen Mahlgutes
gestatten und die Mahlkörper und die unzureichend gemahlenen Körner zurückhalten,
und eine stromabwärtige Wand umfassen, die eine etwa volle Scheibe aufweist und
mit einer Mittelöffnung versehen ist; die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Wände
begrenzen zwischen sich eine kleine Kammer.
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Aus der deutschen Patentschrift 177 468 sind derartige Trennwände
bekannt, die sich durch Überlaufen durch die Mittelöffnung der stromabwärtigen Wand
entleeren; in diesem Falle bildet die Kammer der Trennwand eine Behälterkammer,
in der das Mahlgut niveau durch den Durchmesser der Öffnung der stromabwärtigen
Wand bestimmt wird. Das Mahlgutniveau in der stromaufwärts von dieser Trennwand
gelegenen Mahlkammer wird folglich durch das Niveau in der Kammer der Trennwand
und damit durch den A1rchmesser der Öffnung der stromabwärtigen Wand bestimmt. Bei
derartigen Trennwänden ist keinerlei Steuerung oder Regelung des ITiveaus in der
Ihlkainner vorgesehen.
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Ferner sind Trennwände mit Hebeschaufeln hergestellt worden, die
das
IIahlgut einem Ablenkorgan zuführen, das dieses in die Öffnung der stroniabwärtigen
Wand leitet. Im allgemeinen sind die Schaufeln so ausgebildet, daß sie zu stark
wirksam sind; aus diesem Grunde ist die Kammer der Trennwand nur in relativ geringem
Umfange mit Mahlgut gefüllt und das Mahlgut, das die stromaufwärtige Wand dieser
TÇam,ler durchquert hat, kann hier leicht hindurchtreten. Es sind verscsliedene
Systeme zur Steuerung des Mahlgutdurchganges durch die Öffnungen der stromaufwärtigen
Wand der Trennwand und damit zur VEränderung des Mahlgutniveaus im Laufe des Mahlgutvorbanges
in der stromaufwärts gelegenen Nahlkammer erprobt worden; insbesondere hat man die
Öffnungen zunehmend vom Umfang zum Mittelpunkt der Trennwand hin abgedeckt, wie
dies beispielsweise in der deutschen Patentschrift 420 049-und der USA-iatentsehrift
1 787 897 beschrieben ist. Mit den Trennwänden gemäß diesen Patentschriften kann
die Mahlgutmenge in der stromaufwärts gelegenen @ahlkammer gesteuert werden. In
einer Kugelmühle ist jedoch eine beachtliche Menge Stahlabrieb vorhanden, der aus
den verwendeten IIahllrörpern gebildet wird, und der sich in den Öffnungen der stromaufwärtigen
Wand sammelt und den Verschlußmechanismus der Öffnungen blockiert, so daß die Steuerung
des l4ahlgutniveaus in der stromaufwärtigen Kammer unmöglich wird.
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Die Erfindung ist darauf gerichtet, eine zuverlässige Steuerung des
Mahlgutniveaus in der iIahlkammer stromaufwärts einer Trennwand zu erreichen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß nan
die Menge des mit den Malilkörpern gemischten Mahlgutes in einer Mahlkammer steuert,
indem man das Niveau des Mahlgutes steuert, das sich in der Behälterkammer der Trennwand
stromabwirts der Mahlkammer befindet.
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Die erfindungsgemäße vrennv/and zur Durchführung dieses Verfahrens
weist eine stroriaufwärtige Wand mit kalibrierten Öffnungen und eine stomabwärtige
Wand auf, die eine im wesentlichen volle Scheibe bildet und mit einer Austritts-Mittelöffnung
versehen ist, wobei die stromaufwärtige Wand und die stromabwärtige Wand die Behälterkammer
begrenzen,in der das Mahlgut durch die Drehung
der Mühle oberhalb
der Mühlenachse itgenommen wird und auf ein Ablenkorgan fällt, das das Mahlgut in
die Austrittsöffnung lenkt, und ist dadurch gekennzeichnet, daß sie Steuereinrichtungen
aufweist, die zur Veränderung des Mahlgutniveaus in der Behälterkammer bestimmt
sind, Im folgenden werden beispielsweise, bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen senKrechten Schnitt durch eine Mühle mit zwei
1Iahlkammern, die mit erfindungsgemäßen Trennwänden versehen ist; Fig. 2 zeigt eine
vergrößerte Darstellung eines Teiles der Fig. 1; Fig. 3A bis 3C zeigen Schnitte
entlang den Linien III-III der Fig. 1; Fig. 4, 5 und 6 veranschaulichen drei weitere
Beispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Der Mantel 1 der in Fig. 1 dargestellten Rohrmühle stützt sich auf
zwei Achszapfen 2 ab. Der Mantel und die Achszapfen sind gegen Verschleiß durch
Schutzpanzerungen 3 geschützt. Das Mahlrohr weist zwei Mahlknmmern 4 und 5 auf.
Die Mahlkammern 4 und 5 sind zum Teil mit Mahlkörpern 6 und Mahlgut 7 gefüllt. Die
Malilkammern 4 und 5 werden durch eine erfindungsgemäße Trennwand 8 getrennt.
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Stromabwärts der Mahlkammer 5 befindet sich eine ebenfalls erfindungsgemäße
Trennwand 9. Die trennwände 8 und 9 weisen einen Rahmen 10 auf, der durch Schweißen
in dem Rohr angebracht ist.
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Die Rahmen 10 werden von großen Öffnungen 11 durchsetzt. Die Trennwände
8 und 9 weisen eine stromaufwärtige Wand 12 und eine stromabwärtige Wand 13 auf.
Die Wände 12 der Wände 8 und 9 und die Wände 13 der Wand 8 bestehen aus einem Material
großer Dicke, das eine hohe Verschleißfestigkeit gegenüber den Mahlkörpern aufweist
und bestehen aus demontierbaren Sektoren, die an den Rahmen 10 zur Ermöglichung
eines einfachen Austausches der Sektoren angeschraubt sind. Die Wand 13 der Trennwand
9 ist nicht dem Verschleiß durch die Mahlkörper ausgesetzt; sie besteht
aus
Blech. Die stromauLwirtigen Wände 12 sind mit kalibrierten Öffnungen 14 versehen,
die entsprechend den Öffnungen 11 angeordnet werden und den Durchtritt des ausreichend
gemahlenen Mahlgutes ermöglichen, während sie die Mahlkörper und die-unzureichend
gemahlenen Körner zurückhalten. Im Mittelpunkt der Wand 12 befindet sich ein Gitter
15 mit Öffnungen, die gerade eng genug sind, um die Mahlkörper zurückzuhalten; dieses
Gitter ermöglicht den Durchtritt von Tiuft zur Belüftung der Mühle durch die Mühle;
wenn es sich um eine Naßmahlung handelt, ist eine Belüftung nicht erforderlich und
das Gitter im Mittelpunkt der Wand 12 wird durch eine volle Platte ersetzt. Die
Wände 13 bilden eine volle Scheibe, die mit einer Mittelöffnung 16 versehen ist.
Die Wände 12 und 13 begrenzen eine kleine Behälterkammer 17, die mit Hebeschaufeln
18 versehen ist. Diese Behälterkammer 17 enthält keine Mahlkörper und bildet einen
Behälter für das Mahlgut.
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Die Schaufeln können sich um ihre Längsachse drehen. Gemäß Fig. 2
ist die Schaufel 18 in Richtung der Mitte der Mühle zylindrisch ausgebildet und
stützt sich in einem konischen Sitz 19 gegen eine beispielsweise zylindrische oder
polygonale Hülse 20 ab. Diese Hülse wird von einer kreisförmigen Öffnung 21 in der
Richtung jeder Schaufel durchdrungen. Außerhalb des in der Nähe der Hülse 20 liegenden
Bereiches bilden die Schaufeln einen halbzylindrischen Trog. An ihrem dem Sitz 19
gegenüberliegenden Ende ist eine Welle 22 an der Schaufel befestigt. Diese Welle
durchläuft den Mantel 1 in einer Dichtbuchse 23. Ein mit dem Mantel 1 fest verbundenes
Lager 24 stützt die Welle ab. Eine Feder 25 drückt die Schaufel in den konischen
Sitz, kompensiert den durch den Verschleiß entstandenen Spalt und hält die Schaufel
in der gewünschten Stellung. Die Welle 22 wird über einen Hebel 26, der eine Rolle
27 trägt, angetrieben.
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Außerhalb der Mühle befindet sich in der Ebene jeder Trennwand eine
einzige Puh'rungsbalirj 28, die die Rolle 27 jeder Schaufel während der Drehung
der Mühle im Sinne des Pfeiles in Fig. 1 führt und in Stellung bringt. Diese Führungsbahn
28, die mit dem Fundament der IIithle fest verbunden ist, kann parallel zu der Achse
der Mühle durch eine nicht dargestellte Einrichtung verschoben
werden.
Sie weist einen konkaven Einlaß auf der Seite auf, auf der die Rollen 27 eintreten,
so daß diese in jeder Stellung der Bahn und der Rollen in die Bahn eintreten können.
Ferner besitzt sie einen Austritt mit etwa auf den Durchmesser der Rollen 27 verringerter
Breite, so daß die Rollen eine bestimmte Position einnehmen, wenn sie die Bahn 28
verlassen.
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Während der Drehung der Mühle treten die Rollen 27 in die Bahn 28
ein und werden sodann geführt und so bewegt, daß sie in Richtung des Austrittes
mit verringerter Breite der Bahn ausgerichtet werden. Diese Führung bewirkt eine
neue Einstellung der Rolle 27 jeder Schaufel am Ende der Fuhrungsbahn 28 in dem
Falle, daß die letztere seit dem letzten Passieren derselben Rolle 27 verschoben
worden ist. Die neue Stellung der Rolle 27 bewirkt eine Drehung des Hebels 26 und
der Welle 22 der Schaufel, das heißt eine Drehung der Schaufel.
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Die Fig. 3A bis 3C zeigen drei verschiedene Stellungen der Schaufel
18. In Fig. 3A befindet sich die Schaufel in der am weitesten geöffneten Stellung;
in Fig. 33 ist die Schaufel in einer Zwischenstellung gezeigt, und in Fig. 3C befindet
sich die Schaufel in geschlossener Stellung. Während der Drehung der Mühle durchlaufen
die Schaufeln 48 die Behälterkammer 17 des Mahlgutes; das Mahlgut wird angehoben
und fällt in Richtung der Mitte der Mühle, wenn die Schaufeln 18 oberhalb der Achse
des Rohres vorbeilaufen. Das Mahlgut durchquert die Hülse 20 durch die Öffnungen
21 und wird auf ein Ablenkorgan geleitet, beispielsweise einen Kegelstumpf 29 (Fig.
1), dessen kleine Grenzfläche in Richtung auf den Auslaß angeordnet ist und der
das Mahlgut in Richtung auf den Auslaß durch die Austritts-Mittelöffnung 16 der
stromabwärtigen Wand lenkt. Der Kegelstumpf 29 trägt Trennflügel 30, die verhindern,
daß das Mahlgut mit umläuft und in die Behälterkammer 17 der Trennwand zurückfällt.
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Die kleine Grenzfläche des Kegelstumpfes 29 ist geöffnet und ermöglicht
den Durchtritt von Luft, die das Gitter 15 durchquert hat. Von der Trennwand 8 aus
gelangt das Material in die Iiahlkammer 5 und von der Trennwand 9 in den Achazapfen
auf der Austrittsseite.
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Es versteht sich, daß der wirksame Querschnitt der Schaufeln 18 in
der Stellung der Fig. 3A größer als in der Stellung der Fig. 33 ist, und daß er
in der Stellung der Fig. 3C praktisch zu Null wird. In diesen drei Fällen ist der
Querschnitt des angehobenen Materiales in den Figuren punktiert dargestellt. Es
soll nun angenommen werden, daß sich die Mühle für einen Durch- -satz Q im Gleichgewichtszustand
und die Schaufeln 18 in der Stellung 3B befinden:In der Behälterkammer 17 hat sich
ein Mahlgutniveau ausgebildet, das der Höhe 1 (siehe Fig. 1) der Schaufeln mit dem
ITutzquerschnitt der Fig. 33 entspricht,die eine dem Durch satz Q entsprechende
igIahlgutmenge fördern. Wenn man die Stellung der Fig. 33 in die der Fig. 3A ändert,
vergrößert sich der Nutzquerschnitt der Schaufeln, das Mahlgutniveau in der Behälterkammer
17 sinkt und das Gleichgewicht stellt sich für eine geringere Höhe 1 der Schaufeln
ein. Wenn man umgekehrt den Nutzquerschnitt der Schaufeln durch Drehung in die Stellung
der Fig. 3C verringert, steigt das Niveau in der Behälterkammer 17.
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Durch geeignete Einstellung der Schaufeln kann das Nahlgutniveau
in der Behälterkammer 17 geregelt werden. Das Mahlgut in dieser Behälterkammer 17
ist ein Itittel, das einem Durchtritt des Mahlgutes durch die Öffnungen 14 der stromaufwärtigen
Wand dieser Behälterkammer entgegenwirkt, und daher kann durch Einwirkung auf das
Niveau in dieser Behälterkammer das Mahlgutniveau in der Mahlkammer unmittelbar
vor der Behälterkammer geregelt werden. Für einen Durchsatz Q ssU es daher möglich,
ein unterschiedliches Niveau des Mahlgutes in den Mahlkammern 4 und 5 zu erhalten,
und wenn man die Niveauhöhen ermittelt hat, die den besten Mahlwirkungsgrad liefern,
ist es möglich, diese für die Durchsätze Q1, Q2 ......, die sich von Q unterscheiden,
aufrechtæuerhalten, indem das Nutzvolumen der Schaufeln 18 verändert wird. Bei den
herkömmlichen Trennwänden dagegen ist das Nutzvolumen der Schaufeln nicht regelbar,
und daher entspricht jeder Ve:.änderung des Durchsatzes eine Veränderung des Mahlgutniveaus
in den Behälterkammern 17 und folglich in den stromaufwärts liegenden Mahlkammern.
Der Durchsatz einer Mühle kann sich von 1 bis auf mehr als 3 entsprechend der Art
der Produkte ändern, so daß Niveauunterschiede und Wirkungsgradverluste die Folge
sind.
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Die Verstellung der Führungsbatm 28 kann mit den Zufuhr-Dosierungseinrichtungen
der Mühle so in Verbindung stehen, daß das liutzvolumen der Schaufeln 18 selbsttätig
korrigiert wird, wenn man den Durchsatz der Mühle ändert.
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Andererseits ist bekannt, daß sich das Geräusch einer Mahlkammer mit
dem Grad der Füllung mit Mahlgut ändert. Es ist möglich, das Geräusch der Mahlkammern
mit Mikrophonen 31 (Fig. 1) aufzufangen und jede Trennwand mit einem derartigen,
in der Nähe der stromaufwärts liegenden Mahlkamrner angeordneten Mikrophon zu verbinden,
um.s'o die Füllhöhe des IlahIgutes in den Mahlkammern bei allen Veränderungen des
Mahlbetriebes aufrechtzuerhalten. Im Interesse der Vereinfachung kann man alle Trennwände
durch ein Mikrophon steuern, das in der IXehe der ersten Mahlkammer angeordnet ist.
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Außerdem existieren zugleich automatische Kontrollsysteme für die
Korngröße des aus der Mühle austretenden Produktes. Mit Hilfe eines solchen Systems
kann man das Nutzvolumen der Schaufeln 18 und damit das Niveau des Mahlgutes in
den Mahlkammern 4 und 5 und folglich die Verweilzeit des Mahlgutes in den Kammern
in Abhängigkeit von der Korngröße des Endproduktes steuern.
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Es ist ebenfalls möglich, diese drei Steuersysteme je zu zweit oder
insgesamt zu kombinieren.
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Wie Fig. 4 zeigt, ist es ebenfalls möglich, das Nutzvolumen der Schaufeln
zu verändern, indem der bewegliche Teil i81 der Schaufel 18 radial verschoben wird.
Dieser bewegliche Teil 181 wird beispielsweise durch einen Stift 32, der in einer
Nut des feststehenden Teiles der Schaufel gleitet, und durch eine Welle 221 die
den Mantel 1 durchdringt, gehalten, wobei diese Welle mit einer Einrichtung zum
Blockieren einer gewünschten Stellung versehen ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann ebenfalls durchgeführt werden,
indem das Volumen der Schaufeln konstant gehalten und ein Teil des Mahlgutes zurückgefilhrt
wird und diese zurückgeführte Menge
regelbar ist. Ein Ausftihrungsbeispiel
ist in Fig. 5 gezeigt. Die Hülse 20 weist Öffnungen 21 auf. Innerhalb dieser Hülse
20 ist ein Zylinder 33 mit Öffnungen 34 angebracht, die den Öffnungen 21 entsprechen.
Der Zylinder 33 kann um seine Achse gedreht werden, so daß die Öffnungen 21 teilweise
verschlossen werden. Wenn der Durchsatz der Öffnungen 21 zu klein wird, um das durch
die Schaufeln 18 angehobene Mahlgut durchzulassen, fällt ein Teil dieses Mahlgut
es wieder nach unten in die Trennwand zurück. Das Mahlgut'wird so zum Teil zurückgeführt
und die zurückgeführte Menge ist mit Hilfe des Zylinders 33 regelbar. Pur einen
Durchsatz Q der Mühle müssen die Schaufeln, wenn keine Rückführung vorgesehen ist,
die gleiche Menge Q anheben. Wenn eine Rück-\führung in einer Menge k x Q vorgesehen
ist, müssen die Schaufeln eine Menge Q + k x Q anheben. Da das Volumen der Schaufeln
konstant ist, ist bei einem derartigen Durchsatz das Gleichgewichtsniveau des Mahlgutes
in der Behälterkammer der Trennwand höher als bei dem Durchsatz Q. Durch Regelung
der Stellung des Zylinders 33 und damit der rückgeführten Menge wird daher das Niveau
in der Behälterkammer und damit in der stromaufwärts gelegenen Mahlkammer gesteuert.
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Es ist ebenfalls möglich, eine veränderliche Rückführung zu erhalten,
indem regelbare Öffnungen in den Schaufeln vorgesehen werden, oder, wie Fig. 6 zeigt,
indem in dem Kegelstumpf 29 ein beweglicher Verschlußring 35 angeordnet wird, der
je nach seiner Stellung einen größeren oder geringeren Mahlgutrücklauf gestattet.
Der bewegliche Ring kann selbstverständlich durch eine oder mehrere Öffnungen mit
einstellbaren Verschlüssen ersetzt werden.
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Pur einige Mahlgüter ist es bei ausreichender Drehgeschwindigkeit
nicht erforderlich, Hebeschaufeln vorzusehen, da das Mahlgut in diesem Falle durch
die Zentrifugalkraft der Drehung der Mühle angehoben wird. Hebeeinrichtungen können
zur Verstärkung dieser Zentrifugalwirkung vorgesehen sein. Derartige Trennwände
können erfindungsgemaß verwirllicht werden, indem das Prinzip der regelbaren Rückführung
beisUiels;weise auf die Vorrichtungen der Fig. 5 oder 5 angewendet wird.