DE2326470A1

DE2326470A1 - Quetschrollenmuehle

Info

Publication number: DE2326470A1
Application number: DE2326470A
Authority: DE
Inventors: Helmut Grommes; Willi Lehr
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox AG
Priority date: 1973-05-24
Filing date: 1973-05-24
Publication date: 1974-12-12
Also published as: US3905557A; ZA743303B; DE2326470C2; GB1423936A; IN141212B; AT324813B; DD114352A1; YU121074A; CS170108B2; YU35716B

Description

21o Mai 1973 Tpat/1683/S/Ob

Quet s ehr ollenmühle

Die Erfindung /betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sicherung einer Mühle, die aus einem horizontal umlaufenden Mahlteller und darauf abrollenden stationären Quetschrollen besteht, wobei die Quetschrollen zur Übertragung des Mahldrukkes auf die Mahlbahn an je einer Welle durch ein mit Öl geschmiertes Lager befestigt ist_e

Bei derartigen Mühlen kommt es zuweilen vor, daß ein einzelner, besonders harter Brocken oder "Fremdkörper nicht überrollt und zertrümmert wird, sondern daß er nach Art eines Hemmschuhes eine Quetschrolle blockierte Anstatt zu mahlen, schiebt dann die blockierte Quetschrolle das weichere Mahlgut nach Art eines Schneepfluges von der Mahlbahn beiseite und gleitet über die blanke Mahlbahn. Ein merklicher Unterschied des Kraftbedarfes der Mühle tritt meistens dabei nicht ein» Bis der Brocken schließlich zerrieben wird oder der Fremdkörper abspringt, wird durch das GrIe it en am Umfang der Rolle eine Fläche angeschliffene Dadurch wird eine erneute Blockierung in der gleichen Position begünstigt und gegebenenfalls die angeschliffene Fläche vergrößert,, Das steigert die Gefahr, daß schon aus geringerem Anlaß, wie z.B. bei Änderung der Beschickung mit härterem Gut und Anwendung eines zu geringen Mahldruckes oder aus Anlaß eines lagerschadens, die Quetschrolle in gleicher Position blockiert wird β Das hat den Nachteil, daß ein weiterer Betrieb mit verminderter Mahlleistung durch raschen Verschleiß zum Ausfall der Mühle und zu kostspieliger Stillstandszeit und Instandsetzungsarbeit führt«

Es ist bei Lagern üblich, zur frühzeitigen Erkennung von Unregelmäßigkeiten den Druck des Schmieröles oder bei Tauchschmie-

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rung den Ölstand sowie die Lager- oder Öltemperatur während des Betriebes zu überwachen. Bin Absinken des Ölstandes deutet auf einen Ölverlust hin und ein für das Öl unzulässiger Temperaturanstieg läßt ein Versagen der Schmierung erkennen« Der Temperaturanstieg warnt also vor bevorstehenden Folgeschäden

die Fernübertragung zum Zwecke der Betriebsüberwachung ist die Meßtechnik an sich bekannt, um von einer Flüssigkeit mit Hilfe eines Meßfühlers deren Temperatur oder mit Hilfe eines teilweise in die Flüssigkeit eingetauchten Kondensators deren Flüssigkeitsstand zu überwachen,, Eine dauernde Betriebsüberwachung der Öltemperatur und/oder des Ölstandes durch Fernübertragung bei den Lagern aller Quetschrollen der eingangs beschriebenen Mühle ist jedoch nicht bekannt„

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der eingangs beschriebenen Mühle das Anschleifen von Flächen am Umfang der Quetschrollen weitgehend zu vermindern„

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei den durch Tauchschmierung geschmierten Lagern der Quetschrolle während des normalen Betriebes der Ölstand und die Öltemperatur durch Fernübertragung überwacht werden und daß die Mühle zum Stillstand gebracht und wieder angefahren wird, wenn während des Betriebes bei einem der Quetschrollenlager die Öltemperatur um einen bestimmten Betrag absinkt und/oder der Ölstand um einen bestimmten Betrag ansteigt.

Zur Durchführung des Sicherheit s ve rf ahrens wird die normale An- und Abfahrvorrichtung der Mühle verwendet. Weiterhin werden mehrere elektrische von einer Metallhülse umgebene Temperaturmeß fühl er verwendet, sowie mehrere elektrische Fernmeß— einrichtungen, die auf Temperaturänderungen des Fühlers oder

auf Änderungen von Kapazitäten reagieren und die gegebenenfalls oo

mit Alarmvorrichtungen verbunden sind»

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Nach einem erfindungsgemäßen Merkmal der Vorrichtung sind in Bohrungen einer jeden Welle je ein in den Ölsumpf der Tauchschmierung ragender mit einer Fernmeßeinrichtung verbundener Temperaturfühler angeordnet, wobei die blanke Metallhülse des Temperaturfühlers gegenüber der Bohrung elektrisch isoliert ist und mit der Bohrung zwei gegenüberliegende Kondensatorflächen mit einem ringförmigen Zwischenraum bilden, in den das Öl des Sumpfes bis zur Höhe des Ölstandes von unten eindringt und wobei die Eetallhülse mit einer auf Kapazitätsänderung reagierenden Fernmeßeinriehtung verbunden ist,

Der Temperaturmeßfühler nimmt durch Wärmeübertragung die Temperatur des Öles an, die durch die elektrische Pernmeßeinrichtung auf einem elektrischen Meßinstrument sichtbar wird. Die Kapazität des aus einer Metallhülse mit einer Bohrung gebildeten Kondensators ändert sich je nach Höhe des Ölstandes, weil in diesem Teil des Kondensators die Dielektrizitätskonstante des Schmieröles wirksam wird_o In diesem Teil des Kondensators wird die Kapazität durch das Mineralöl etwa verdoppelte Die Änderung des Ölstandes bewirkt eine Änderung der Kapazität. Der Ölstand wird über die Kapazität des Kondensators und über eine Fernmeßeinrichtung auf einem elektrischen Meßinstrument sichtbar gemacht.

Durch die besondere Anordnung der Meßfühler in den Bohrungen der Wellen sind bei der Mühle die Voraussetzungen geschaffen worden, um bei jeder Quetschrolle während des normalen Betriebes gleichzeitig sowohl die Temperatur als auch die Höhe des -Ölstandes im Sumpf der Tauchschmierung über Pernmeßeinrichtungen zu überwachen.

Bei im Betrieb befindlichen Lagern mit Tauchschmierung, bei denen ein Ölfilm zwischen den Gleit- oder Abrollflächen vorhanden ist, stellt sich infolge der Flüssigkeitsreibung immer eine höhere Öltemperatur als die Umgebungstemperatur ein. Wird ein La-

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ger stillgesetzt - blockiert also eine Quetsehrolle -, dann setzt die Flüssigkeitsreibung aus und die Temperatür des Öles im Sumpf der Tauchschmierung erniedrigt sich in kurzer Zeit durch Wärmeabgabe ο Die Temperaturerniedrigung zeigt also an_f daß die Quetschrolle blockiert ist,

Beim. Anfahren der Mühle wird durch die Drehung der Quetschrollen ein Teil des Öles aus dem Sumpf zur Schmierung weggefördert, so daß der Ölstand absinkt. Blockiert nun eine Quetsch rolle, dann sammelt sich das gesamte Öl wieder im Sumpf und der Ölstand steigt an„

Tritt während des normalen Betriebes bei dem Lager einer Quetschrolle im Ölsumpf der Tauchschmierung eine Erniedrigung der Temperatur und/oder eine Erhöhung des Ölstandes ein, dann ist das eine Warnung an die Wartungsperson, daß die Quetschrolle blockiert und daß die Mühle abzustellen und wieder anzufahren ist, bevor sich eine größere Fläche am Umfang der Quetschrolle anschleifen kann,

Nach dem Augenblick des Stillstandes rollt die Quetschrolle von dem besonders harten Brocken oder dem Fremdkörper ein kleines Stück auf der Mahlbahn zurück, d_e h. der Mahlteller wird ein wenig zurückgedreht, wodurch der Brocken frei wird und beim erneuten Anfahren durch die Quetschrolle aus der Mahlbahn geschoben wird oder abspringt«. Um Sicherheit zu erlangen, daß die vorher blockierte Quetschrolle auch tatsächlich frei geworden ist oder ob die Mühle erneut stillgesetzt und wieder angefahren werden muß, wird vorzugsweise aus dem Verhalten der Ölstände erkannt, weil diese beim Anfahren schneller als ein Wiederanstieg der öltemperatur reagieren₀

Wird nun beim Wiederanfahren beobachtet, daß in einem der Sümpfe der ölstand nicht absinkt, bedeutet das, daß die entsprechende Quetschrolle weiter blockiert und daß die Gefahr

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durch erneutes Stillsetzen und erneutes Anfahren zu beseitigen ist.

Zum besseren Erkennen einer Temperaturerniedrigung des Öles bei einer Quetschrolle kann es vorteilhaft sein, die Öltemperaturen der unter gleichen Bedingungen arbeitenden Lager der drei Quetschrollen fortlaufend miteinander zu vergleichen» Dabei zeigt die gemessene Öltemperatur einer blockierten Quetschrolle die tatsächliche Öltemperatur an und die übrigen Öltemperaturen zeigen an, wie groß die Öltemperatur der blockierten Quetschrolle wäre, wenn sie ordnungsgemäß laufen würde» Der Vergleich läßt sofort die Temperaturerniedrigung erkennen

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die fortlaufende Betriebsüberwachung der Ölstände und der Öltemperaturen vor bevorstehenden Lagerschäden frühzeitig gewarnt wird und daß darüber hinaus durch die weitgehende Verminderung des Anschleifens von Flächen am Umfang von Quetschrollen, wodurch gegebenenfalls ein übermäßiger Verschleiß und kostspielige Stillstandszeit und Instandsetzungsarbeit entstehen würden, eine Verbesserung der Betriebssicherheit der Mühle erzielt worden ist₀

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen»

Pig» 1 einen Querschnitt eines Teiles einer Quetschrollenmühle,

Pig. 2 ein Schema zur Betriebsüberwachung der Ölstände und der Öltemperaturen der Quetschrollenlager,

Von den drei Quetschrollen A.,, Ap und A, einer Mühle ist in der Pig. 1 nur die Quetschrolle A₂ dargestellt» Die Quetschrollen sind stationär und rollen auf einer ringförmigen Mahlbahn 1

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eines horizontal umlaufenden Tellers 2 ab, der von einem Motor 3 (nur schematisch dargestellt) über ein Getriebe 4 angetrieben wirdο Bin Schalter 5 deutet die normale Vorrichtung zum Anfahren, und Stillsetzen der Mühle an_o

In gleicher Weise wie die Quetschrolle Ap sind auch die nicht dargestellten Quetschrollen A₁ und A,, durch je ein kombiniertes Wälzlager 6 zur Übertragung des Mahldruckes an einer Welle 7 drehbar befestigt. Die Nabe der Quetschrolle schließt das Wälzlager 6 und den Zapfen der Welle 7 in einem, abgedichteten Gehäuse ein, das bis zum Ölstand B_? mit Öl angefüllt isto Die Ölfüllung bildet einen Sumpf D„ einer Tauchschmierung, in den die Wälzkörper des Lagers bei Rotation der Quetschrolle ein- und wieder auftauchen,, Dadurch wird ein Teil der ÖlfUllung zur Schmierung hochgefördert, so daß der Ölstand während des Be-

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triebes auf die Höhe Bp absinkt, steigt aber beim Aufhören der Rotation wieder auf den ursprünglichen Ölstand Bp an, weil die Förderung aufhört und sich die gesamte Ölfüllung im Sumpf D~ wieder sammelt.,

Weiterhin wird der Ölfüllung durch die Rotation infolge der Flüssigkeitsreibung während der Schmierung Wärme zugeführt, die an das Gehäuse und den Wellenzapfen duroh Temperaturgefälle abgegeben wird,, Dadurch steigt die Temperatur der Ölfüllung über die Temperatur des Gehäuses und des Wellenzapfens an, sinkt aber beim Aufhören der Rotation um einen bestimmten Betrag wieder ab, weil die Wärmezufuhr aufhört und sich die Temperatur der Ölfüllung mit der Temperatur des Gehäuses und des Wellenzapfens ausgleicht»

Hört die Rotation der Quetschrolle auf - blockiert also die Rolle -, dann sinkt die Temperatur der Ölfüllung um einen bestimmten Betrag und der Ölstand B' steigt auf den ursprünglichen ölstand Bp an„

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Rotiert die Quetsehrolle - eine Unregelmäßigkeit des lagers ist aber eingetreten - dann steigt die Temperatur der Ölfüllung zu hoch, wenn die Ölschmierung versagt oder der Ölstand B₅, fällt weiter ab, wenn ein Ölverlust eintritt₀

Zur Messung der Öltemperatur ist ein Temperaturmeßfühler 8 vorgesehen, der von einer Metallhülse 9 umgeben ist und in das Öl des Sumpfes Dp hineinragt. Der Temperaturmeß fühl er 8 ist durch elektrische Leitungen mit einer Meßeinrichtung 10 und einem Anzeigeinstrument B₂ verbunden, welches die öltemperatur anzeigte

Zur Messung des.Ölstandes ist die Metallhülse 9 mit einer Fernmeßeinriohtung 11 und
sehe Leitung verbunden

meßeinriohtung 11 und einem Meßinstrument 3?₂ durch eine elektri·

Zur Durohführung der Fernübertragung des Ölstandes B₂ oder B₂ ist die blanke Metallhülse 9 in einer Bohrung 12 der Welle 7 derart angeordnet, daß sie gegenüber der Bohrung elektrisch isoliert ist und mit der Bohrung zwei gegenüberliegende Kondensatorflächen mit einem ringförmigen Zwischenraum 13 bilden, in den das Öl des Sumpfes D₂ bis zur Höhe des Ölstandes B₂ von unten eindringt. Oberhalb des ölstandes B₂ ist die Bohrung 12 mit einer Querbohrung 12' zum Druckausgleich mit dem Lagerraum verbunden· Im Teil I4 des Kondensators befindet sich also im Zwischenraum 13 öl, so daß die Kapazität dieses Kondensatorteiles infolge der Dielektrizitätskonstante des Mineralöles etwa verdoppelt wirdβ Sinkt der Ölstand auf die Höhe B₂ ab, dann fließt das öl aus dem Zwischenraum 13 und die kapazitätsvergrößernde - Wirkung des Öles verschwindet«, Diese Kapazitätsänderung wird zur fernübertragung des Ölstandes B₂ oder B_g verwendet. Daher wird zur Übertragung des Ölstandes eine auf Kapazitätsänderung reagierende Fernmeßeinrichtung 11 verwendet.

Die in der Pig. 2 sohematisoh dargestellten Temperaturmeßfühler 8 mit den Metallhülsen 9 sind in Bezug auf die Bohrung 12 und

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und 12' bei allen Quetschrollen Α., A₂ und A, gleich»

Zur Messung der Öltemperaturen sind Yfiderstandsthermometer vorgesehen, deren Temperaturmeßfühler 8 ein Teil einer Wheatstone¹sehen Brüokenschaltung 10 sind, bei denen die Anzeigeinstrumente E.. , Ep oder Έ-, den jeweiligen Brückenstrom messen_o

Die auf Kapazitätsänderungen reagierenden Fernmeßeinrichtungen 11 bestehen aus einem Hochfrequenzgenerator, dessen aus einer Induktivität und einer Kapazität bestehender Schwingungskreis durch Gleichstrom über einen rückgekoppelten Transistor.erregt. wird„ Der aus der metallischen Hülse 9 mit der Bohrung 12 gebildete Kondensator ist ein Bestandteil des Schwingungskreises_a Somit ändert sich die Schwingungszahl, wenn sioh die Kapazität durch Änderung des Ölstandes von Bp nach Bp oder umgekehrt ändert ο Die Schwingungszahl des Hochfrequenzgenerators 15 wird mittels einer aus Widerstanden und Kapazitäten zusammengesetzten Wien-Robinson¹sehen Brückenschaltung 16, die auf die Schwingungszahl des Hochfrequenzgenerators 15 abgestimmt ist und wobei eine Änderung der Schwingungszahl in der Brücke ein Spannungspotential auftritt. Mit diesem Spannungspotential wird ein Gleichstromkreis mit Hilfe eines Transistors gesteuert der den Meßwert für das Anzeigeinstrument Fp lieferte Das Anzeigeinstrument F₀ zeigt nun an, daß sich der Ölstand z.B„ von B₂ auf B₂ angehoben hat₀

Die dauernde Betriebsüberwachung erfolgt dadurch, daß an den Anzeigegeräten E.., E₂ und E,, die mit Warn- oder anderen Schalt· geräten gekoppelt sein können, darauf geachtet v/ird, daß die Temperatur der Ölsümpfe D,., Dp und D~ nicht zu heiß wird und weiterhin durch Beachtung der Anzeigegeräte F., , F₀ und F^, daß

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der Olstand B., Bp und B^ nicht zu tief infolge eines Ölverlustes absinkt»

Wird aber nur an einem der Anzeigeinstrumente E₁, E₀ oder

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ZoBo am Anzeigeinstrument E₂ beobachtet, daß gegenüber den Anzeigen E.. und E₃ die öltemperatur im Sumpf D₂ abgesunken ist, dann bedeutet das nicht, daß sich die Laufverhältnisse des Lagers gebessert haben, sondern, daß die Quetschrolle A₂ blockiert In diesem Falle bedeutet die Anzeige des Meßinstrumentes P₂ nicht, daß Öl in den Sumpf D₀ nachgefüllt worden ist, sondern

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der Anstieg des Ölstandes von B„ auf B₂ zeigt ebenfalls an, daß die Quetschrolle A₂ blockiert_o Sie schiebt das ungemahlene G-ut aus der Mahlbahn 1 und gleitet auf der blanken Mahlbahn, so daß die Mahlbahn verschleißt und am Umfang der Quetschrolle A₂ eine Fläche G₂ (Fig. 1) beginnt sich anzuschleifen» Dieser Zustand ist schädlich und eine Vergrößerung der Fläche 3-g wird vermieden, indem die Mühle abgestellt und wieder angefahren wird ο

Wird also während des normalen Betriebes z.B_o am Ließ instrument E₂ durch direkte Anzeige oder über eine ΐ/arnanlage ein Absinken der öltemperatur festgestellt und/oder wird am Anzeigeinstrument F₂ durch direkte Anzeige oder über eine Warnanlage ein Ansteigen des Ölstandes von 3„ auf B„ festgestellt, dann wird zur Sicherheit der Mühle, die Mühle durch Ausschalten des Schalters 5 (Fig» 1) stillgesetzt und durch Einschalten des Schalters 5 wieder angefahren_o Dadurch wird ein die Quetschrolle blockierender besonders harter Brocken oder Fremdkörper beiseite geschoben oder er springt ab.

Beim Wiederanfahren ist darauf zu achten, daß das Anzeigeinstrument F₂ ein Absinken des Ölstandes von B₂ auf B₂ anzeigt, um sicher zu sein, daß nicht ein Lagerschaden eine Rotation der Quetschrolle verhindert.

Das Sicherheitsverfahren wird sinngemäß in gleicher Weise durchgeführt, wenn eine der Quetschrollen A₁ oder A, blockiert.

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Claims

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\1ΛVerfahren zur Sicherung einer Mühle, die aus einem horizontal umlaufenden Teller mit ringförmiger Liahlbahn und darauf abrollenden stationären Quetschrollen besteht, wobei die Quetschrollen zur Übertragung des Mahldruckes an Wellen durch Lager drehbar befestigt sind, die durch Tauchschmierung durch. Öl geschmiert werden, dadurch gekennzeichnet , daß während des normalen Betriebes der Ölstand und die Öltemperatur bei jeder ^uetsehrolle durch Fernübertragung überwacht v/erden und daß die I.Iühle zum Stillstand gebracht und wieder angefahren wird, wenn während des Betriebes die Öltemperatur bei einem der Quetschrollenlager um einen bestimmten Betrag absinkt und/oder der ölstand um einen bestimmten Betrag ansteigt.

2ο Vorrichtung zur Durchführung des Sicherheitsverfahrens nach Anspruch 1, wobei die An- und Abfahrvorrichtung der Mühle benutzt wird und unter Anwendung mehrerer von je einer Metallhülse umgebenen Temperaturmeßfühler, sowie von mehreren Fernißeßeinrichtungen, die auf Temperaturänderungen des Fühlers oder auf Änderung einer elektrischen Kapazität reagieren und gegebenenfalls mit Alarmvorrichtungen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet , daß in Bohrungen (12) einer jeden Welle (7) je ein in den Ölsumpf (D₁, ₂ oder ,,) der Tauchschmierung ragender, mit einer Fernmeßeinrichtung (10) verbundener Temperaturmeßfühler (8) angeordnet ist, wobei die blanke Metallhülse (9) des Temperaturmeßfühlers gegenüber der Bohrung elektrisch isoliert ist und einen ringförmigen Zwischenraum (1:5) bildet, dessen unterer Teil mit dem Ölsumpf verbunden und jeweils bis zum Ölstand (B-, ₂ oder ,, bzw oder _) mit Öl ausgefüllt ist und jede Metallhülse (9) mit je einer auf Kapazitätsänderungen reagierenden Fernmeßeinrichtung (11) verbunden ist.

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