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Prallhammermühle Die Erfindung betrifft eine i?rallhammerühle mit
einen in einem Gehäuse mit gepanzerten Wänden drehbar gelagerten, angetriebenen,
am Umfang mit Pendelhämmern versehenen Schlagwerk sowie mit einem mit Schurren oder
Prallplatten versehenen Einlaufkanal sowie einem zu dem Einlaufkanal parallelachsig
angeordneten Auslaufkanal, wobei das zugeführte Material in den Einlaufkanal gemeinsam
mit einem Fördergas eintritt, zwischen dem Schlagwerk und den Gehäusewänden verkleinert
und mit Hilfe des Fördergases ausgetragen wird.
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Bei einer bekannten Prallmühle (Zeitschrift "Zement-Ealk-Gips", Nummer
11, Jahrgang 1971) sind vor deren Einlauf Leitbleche treppenförmig angeordnet, über
die das Rohmaterial zugeführt wird. Das zu verarbeitende Material wird vor den Eintritt
in das Gehäuse mit einem Trocknungs- und Fördergas in Berührung gebracht. Die Zerkleinerung
findet zwischen einem umlaufenden, mit auf dem Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten
Pendelhsmmern versehenen Schlagwerk und der gegen zerten Gehäusewand statt. Die
Pendelhämmer sind achsparallel zur Schlagwerkachse gelenkig aufgehängt, stellen
sich jedoch aufgrund der hohen Umfangsgeschwindigkeit des Schlagwerkes
radial
dazu ein. Eintritt sowie Austritt der Prallmühle sind so angeordnet, daß das zu
verarbeitende Material einen möglichst langen Weg in der Prallmühle zurücklegen
muß, jedoch möglichst nur einmal um das Schlagwerk herum. Der Einlaufkanal erweitert
sich im Bereich der Einlauföffnung und bildet gegenüber dem Einlaufkanal eine ebene
Prallwand, die sich in Drehrichtung des Schlagwerkes, zu diesem hinverlaufend, verengt.
Am Austritt der Mühle sind ein Prallbalken, der im wesentlichen tangential zum Schlagwerk,
jedoch von diesem beabstandet angeordnet ist, sowie eine drehbare Gasleitklappe
vorgesehen. Die Schwenkachse der Gasleitklappe befindet sich an dem dem Schlagwerk
abgekehrten Ende der Klappe und verläuft parallel zur Schlagwerkdrehachs e.
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Der feine Anteil (vn 0 bis etwa iomm) wird durch das gasförmige Fördermittel
ausgetragen. Das noch nicht genügend feine Material wird am Prallbalken bzw. an
der gepanzerten Gasleitklappe, die ggf. als Prallplatte dient, zerkleinert.
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Das zurückbleibende, zu grobe Korn soll, nach der bekannten Lösung,
zurückgeleitet und erneut in die Mühle eingeführt werden. Bei einem hohen Feinanteil
im Rohmaterial kann die Gasleitklappe in eine fast horizontale Lage gebracht werden,
wodurch der Teil des Gasstromes, der den größten Teil des Feingutes trägt, oberhalb
des Schlagwerkes direkt in das Steigrohr umgelenkt werden soll, um die Prallhammermuhle
zu entlasten. Soll der Wirkungsgrad der bekannten Prallhammermühlen untersucht werden,
müßte von folgenden Tatsachen ausgegangen werden: Bei der bekannten Mahlanlage gelangt
in den Einlauf der Prallmühle ein erheblicher Teil der zugeführten Materialstücke
auf etwa senkrechter Bewegungsbahn, mit beschleunigter Bewegung
freibeweglicher
Körper. Demnach hat die Bahn dieser Materialstücke etwa die gleiche Richtung, wie
der Pendelhammer in dem Augenblick, in dem er mit dem Materialstück in Berührung
kommt. Dadurch wird die Prallenergie der Hammer erheblich vermindert und zwar in
Abhängigkeit die durch die Formel (V2 - V2 E = I/2m 1 gegeben ist. Dabei bedeutet
V1 die Komponente der Umfangsgeschwindigkeit des Schlagwerkes und V2 die Fallgeschwindigkeit
der Materialstück, die von der Fallhöhe abhängig ist.
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Die Fallgeschwindigkeit V2 ist durch die Formel
gegeben, wobei V0 die Geschwindigkeit der Zuführungseinrichtung für das Material
vor dem Eintritt in die Prallmühle und h die Fallhöhe bedeutet. Wenn bei parallelen
Bewegungsbahnen sich die Differenz zwischen in Geschwindigkeiten V1 und V2 verkleinert,
vermindert sich auch die Prallenergie der Hammer (bei VI = V2 würde die Prallenergie
gleich 0 sein).
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Ein weiterer Nachteil ist in dem Neigungswinkel der eintrittsseitigen
Prallwand zu sehen. Die ungünstige Neigung der Prallwand hat zur Folge, daß insbesondere
im Bereich der Eintrittsöffnung zwischen der Prallwand und dem Schlagwerk ein erheblicher
Abstand vorhanden ist. Die Materialstücke, die durch das Schlagwerk gegen die Prallwand
geworfen werden, verlieren -dem Wurfgesetz (V = V0 - gt) folgend - einen erheblichen
Teil ihrer Geschwindigkeit, so daß sie ai die Prallwand mit verminderter Energie
aufschlagen.
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Ein weiterer Bachteil der beschriebenen Anordnung des Eintritts der
Prallhasmermuhle ergibt sich daraus, daß die Materialstücke, die gegen die eintrittsseitige
Prallwand geworfen werden, in Richtung schräg aufwärts gegen den Strom des zugeführten
Materials zurückgeworfen werden. Dadurch staut sich im Eintritt das Material an,
wodurch eine Verminderung der Leistung sowie ein höherer Verschleiß an den Hämmern
und Prallvänden verursacht wird.
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Durch die Anordnung einer drehbaren Klappe im Auslauf können die erwarteten
Ziele nicht erreicht werden. Durch die Stellung einer Klappe bzw. Platte gegenüber
den Auslaufwänden bzw. wirksamen Teilen des Schlagwerkes wird bekanntlich lediglich
der Einfall und Ausfall beeinflußt. Bei einer Prallhanermühle mit einem festgelegten
Durchmesser des Schlagwerkes sowie einer festgelegten Anordnung der Wände ist die
Körnung des materials für die Stellung der Platte bzw. Klappe bedeulagBlos. Für
eine Mühle mit unveränderlichen Abmessungen des Schlagwerkes und fester Anordnung
der Gehäusewände gelten stets die gleichen optimalen Bedingungen für den Arf- und
Abprallwinkel des Materials, die einer einzigen Stellung der Klappe oder Platte
entsprechen. Eine Vermutung, daß der Feinanteil bei waagerechter Stellung der Klappe
direkt in den Auslauf überführt wird, kann weg dynamischen Auswirkungen des durch
die Mühle strömenden Bördergases nicht erfüllt werden, vielmehr wird das durch die
in waagerechte Stellung eingestellte Klappe zurückgeworfene Material erneut durch
die mühle geleitet, ohne Rücksicht darauf, ob es bereits die gewünschte Feinheit
erreicht hat oder nicht. Dadurch würden lediglich die Betriebsbedingungen verschlechtert
werden, insbesondere würde der Durchgang des Materials durch die mühle verschlechtert
und der spezifische Energiebedarf sowie der Verschleiß der Einrichtungsteile erhöht
werden. Bei der Einstellung der verstellbaren Klappe in einen Winkel zwischen der
Vertikallage und einer von dieser
bis 150 gineigteD Lage würde das
Material an der Klappe nicht zerkleinert, sondern mit einer Geschwindigkeit von
40 bis 50 m/see. in den Einlauf geworfen werden. Außerdem sind bei der bekannten
Lösung der ortsfeste Prallbalken sowie die verdrehbare Klappe im Auslauf derart
angeordnet, daß der Auflauf querschn itt nicht verdeckt wird. Dadurch entsteht geswungenerweise
ein Spalt, durch den auch größere Materialstücke aus der Mühle ausgetragen werden.
Somit bringt die Anordnung einer einstellbaren Klappe in Auslauf keine Vorteile,
sie kann sich nur auf den Betrieb der Prallhammermühle ungünstig auswirken.
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Um bei einer Prallhannermühle mit einen vereinfachten Aufbau einen
höheren Wirkungsgrad als die bisher bekannten Einrichtungen dieser Art zu. erreichen,
hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Prallhammeriühle der eingangs
genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die geschilderten Nachteile der bekannten
Vorrichtungen beseitigt werden, vielmehr durch Anordnung der Gehäusewand und Prallplatten
bzw.
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- balken die Wirkung der kinetischen Energie der Hammer erhöht, der
Durchgang des zu verarbeitenden Materials durch die Mühle erleichtert und der Verschleiß
der Bestandteile, insbesondere der. Hammer, vermindert wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgenäß vorgeschlagen, daß
die am Einlauf angebrachten Schurren oder Leit- bzw.
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Prdlplatten im Bereich des Gehäuses derart fest angeordnet sind, daß
- betrachtet in Richtung des eintretenden Materialstroms - vorerst eine, sich über
einen erheblichen Teil des Naterialstromquerschnitts erstreckende Schurre derart
geneigt vorgesehen ist, daß das eintretende Material in Richtung entgegen dem Drehsinn
des Schlagwerkes geleitet wird, und nachfolgend gogenüber der Schurre entgegengesetzt
geneigt angeordnete, dem Schlagwerk zugeneigte Einlaufs-Prallplatten
vorgesehen
sind und daß die im Auslauf angeordneten Prallplatten stufenweise und in Richtung
des austretenden Materials zueinander versetzt fest angeordnet sind und -projiziert
auf eine senkrecht zur Naterialstromrichtung verlaufende Ebene - den Auslaufquerschnitt
abdecken, sich jedoch nicht gegenseitig überdecken, wobei die Prallplatten derart
geneigt sind, daß die gegen die Prallplatten geworfenen Materialstücko in Richtung
entgegen den Drehsinn des Schlagwerkes zurückgeworfen werden. Durch die Anordnung
der Schurre sowie der Einlaufs-Prallplatten auf der Eintrittsseite der Prallhanernühle
wird erreicht, daß das Material in Richtung entgegen dem Drehsinn des Schlagwerkes
der Mühle zugeleitet wird, wodurch die Prallenergie der Hammer wesentlich erhöht
wird. Das durch das Schlagwerk gegen die Einlauf Prallplatten geworfene Material
verliert praktisch nicht die ihm durch den Hammer erteilte Geschwindigkeit. Das
Material wird durch die Einlaufplatten in Naterialstromrichtung zurückgeworfen,
wodurch der Durchgang durch die Mühle günstig beeinflußt wird. Die Anordnung der
Prallplatten im Auslauf verhindert, daß das ausgetragene Mahlgut mit hohen Geschwindigkeiten
in die Austrittsleitung geworfen wird, so daß Schäden an den an die Austrittsleitung
angeschlossenen Einrichtungen nicht eintreten kennen. Durch die Anordnung der Prallplatten
wird verhindert, daß das zurückgeworfene Material nochmals durch die Muhle geleitet
wird. Die stufenweise Anordnung der Prallplatten vermindert zudem den hydraulischen
Widerstand am Austritt, das ausgetragene Material sowie das Trägergas kann ungehindert
aus der Mühle hinausgehen.
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Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn der sich in Drehrichtung des
Schlagwerkes verkleinernde Abstand zwischen den Prallplatten und dem Schlagwerk
jeweils nach der Größe der Naterialkörner mindestens dem 2 1/2-fachen Durchmesser
des Korn es entspricht.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es zweckmäßig,
den dem Einlauf bzw. Auslauf abgewandten Gehäuseteil polygonförnig auszubilden,
wobei in jeder Ecke des Polygons ein Prallbalken angeordnet ist. Durch diese zusätzlichen
Prallbalken wird der Zerkleinerungseffekt erhöht.
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Die Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Prallhanermühle darstellt, naher erläutert.
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Im Gehäuse 1 mit gepanzerten Wänden ist ein angetriebenes Schlagwerk
2 mit nicht dargestellten Prallhammern drehbar gelagert. Der Antrieb gehört nicht
zur Erfindung und ist ebenfalls nicht daFgestellt. Der untere, dem Einlauf abgewandte
Gehäuseteil la ist polygonförmig ausgebildet, wobei in jeder Ecke des Polygons ein
Prallbalken 3 vorgesehen ist.
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Im Einlaufsteil 4 der Mühle, in welchen eine nicht dargestete Leitung
des Trocknungsgases mündet, ist - betrachtet in Richtung des Materialstroms - eine
Schurre 5 fest angeordnet, welche mit der Achse des Einlaufteiles einen Winkel von
450 einschließt. Wie die Zeichnung zeigt, erstreckt sich die Schurre über einen
erheblichen Teil des Materialstromquerschnitts. An die Schurre sind weitere zasammenhangenie
Einlaufprallplatten 6, 7, 8, 9 unmittelbar angeschlossen, welche dem Schlagwerk
zugeneigt angeordnet sind. Dabei verkleinert sich der Abstand dieser Prallplatten
6, 7, 8, 9 von dem Schlagwerk in dessen Drehrichtung.
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Im Auslaufteil 10 sind ein fester Prallbalken 11, eine Prallplatte
12 sowie eine weitere Prallplatte 13 fest angebracht. Die Platten 12 und 13 sind
derart geneigt angeordnet, daß sie in Richtung des Materialætroses zueinander
versetzt
sind un in Projektion auf eine zur Strömungsrichtung 14 senkrechte Ebene den vollen
Auslaufquerschnitt abdecken.
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Die Arbeitsweise der Mühle ist wie folgt: Das feuchte zu verarbeitende
Material tritt gemeinsam mit des Trocknungsgas durch den Einlauf 4 in die Prallmühle
ein. Die Materialstücke fallen gleich am Eintritt auf die Schurre 5 und werden entgegen
der Drehrichtung des Schlagwerkes 2 geleitet. Die von den Prallhamiern erfaßten
Stücke werden gegen die Prallplatten 6, 7, 8, 9 geschleudert, wobei ein Teil des
Gutes zerkleinert wird. Bei Durchgang zwischen der Gehäusewand 1a und dem Schlagwerk
2 wird der in diesem Raum verlaufende Zerkleinerungsvorgang durch die Prallbalken
3 gefördert. Das Material wird beim Austritt am Prallbalken 11 und an den Prallplatten
12 und 13 noch weiter zerkleinert und der feine Materialanteil aszmit Hilfe des
Fördergases ausgetragen.