DE2631826C2

DE2631826C2 -

Info

Publication number: DE2631826C2
Application number: DE2631826A
Authority: DE
Inventors: Arthur Albert Bradley; Kenneth James Johannesburg Za Duffield
Original assignee: Chamber of Mines Services Pty Ltd
Current assignee: Chamber of Mines Services Pty Ltd
Priority date: 1975-09-10
Filing date: 1976-07-15
Publication date: 1988-08-11
Also published as: AT342955B; ATA672376A; FR2323446A1; NO762993L; NO142803B; IT1063487B; SE7609933L; GB1506977A; JPS5235365A; FR2323446B1; NO142803C; DE2631826A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentrifugalmühle mit zylinder förmiger Mahltrommel, die um ihre eigene Trommelachse rotiert und gleichzeitig auf einem Rotationskreis mit konstantem Drehverhältnis um eine feststehende und zu der Trommelachse parallelen Rotationsachse rotiert, wobei der Abstand der Trommelachse von der Rotationsachse kleiner als der Radius der Mahltrommel ist, einem Antriebsmecha nismus für die Rotation der Mahltrommel um die Trommel achse und für die Rotation auf dem Rotationskreis.

Zentrifugalmühlen für diskontinuierlichen Probebetrieb sind beschrieben in "Rock Product" Februar 1951, Seiten 93-97.

Aus der DE-AS 10 13 946 ist ebenfalls eine Zentrifugalmühle bekannt, die chargenweise betrieben wird, und bei der der Ab stand der Trommelachse von der Rotationsachse kleiner als der Radius der Mahltrommel ist. Dadurch soll die Mühle einer kritischen oder begrenzten Rotationsgeschwindigkeit nicht unterworfen sein. Unter der kritischen Geschwindigkeit ist die Geschwindigkeit zu verstehen, oberhalb derer das Mahl gut und die Mahlkörper infolge der Wirkung der Fliehkraft einen an der Wand der Mahltrommel anliegenden Belag bilden und deshalb keine Mahlwirkung mehr erfolgt. Jedoch genügt auch ein Abstand der Trommelachse von der Rotationsachse, der kleiner ist als der Radius der Mahltrommel, für sich alleine nicht zur Einhaltung unterkritischer Bedingungen und zur Erzielung hoher Mahlleistungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zentrifugal mühle zu schaffen, die einen kontinuierlichen Betrieb im unterkritischen Bereich mit hoher Mahlleistung pro Volumen einheit der Mahltrommel ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß das Verhältnis des Durchmessers G des Rotationskreises zu dem Innendurchmesser D der Mahltrommel zwischen 0,3 und 1,0 liegt, und daß das Verhältnis R der Drehzahl der Mahl trommel auf dem Rotationskreis um die Rotationsachse zu der Drehzahl der Trommel um ihre eigene Trommelachse in dem Bereich, der von der Parabel R = -1 - bis R = -1 + umschlossen wird, liegt, wobei stets die beiden Dreh bewegungen gegenläufig erfolgen, und daß an einem Stirnteil der Mahltrommel eine Beschickungsvorrichtung und am anderen Stirnteil eine Aus tragsvorrichtung angeordnet ist.

Mit der Kombination dieser Merkmale wird sichergestellt, daß die Mühle immer im unterkritischen Bereich arbeitet, und es werden hohe Mahlleistungen erzielt.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Verhältnis R der Drehzahl der Mahltrommel auf den Rotationkreis um die Rotationsachse zu der Drehzahl der Trommel um ihre eigene Trommelachse den Wert R = -1 hat. Dabei wird eine besonders gute Mahlleistung erzielt und die Zentrifugalkräfte sind in allen Punkten des Mahltrommel querschnitts gleich und die Beschleunigungsvektoren aller Punkte wirken parallel in der gleichen Richtung.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Mahltrommel an mindestens zwei Verbindungsarmen befestigt ist, jeder Verbindungsarm drehbar mit einem Kurbelzapfen zwischen zwei Kurbelwangen gelagert ist, das der Lagerung gegenüberliegende Teil der Kurbelwangen als Gegengewicht ausgebildet ist, beide Kurbelwellen durch eine Schwinge in Kurbelzapfen zwischen zwei Kurbelwangen ver bunden sind, wobei die Kurbelzapfen in einem Winkel versetzt zu den Kurbelzapfen der Verbindungsarme angeordnet sind, und daß mindestens eine Welle angetrieben ist.

Die Mahltrommel kann zwischen paarweise angeordneten Ver bindungsarmen befestigt sein, wobei Verbindungsarme und Mahltrommel einen Balken bilden, oder die Mahltrommel kann von Verbindungsarmen getragen werden, wobei die Verbindungs arme einen Balken bilden. Es können auch mehrere Mahltrommeln befestigt oder getragen werden. Es genügt, wenn eine Welle angetrieben wird, da es durch die Verbindung der beiden Wellen mit der Schwinge möglich ist, auch bei nur einer an getriebenen Welle eine gegenläufige Drehbewegung der Wellen beim Anlaufen aus dem Totpunkt zu vermeiden. Der Balken kann auch an drei oder mehreren parallelen Wellen gelagert sein.

Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß die Kurbel zapfen der Schwinge in einem Winkel von 90° zu den Kurbel zapfen der Verbindungsarme angeordnet sind. Dadurch wird ein besonders gutes Anlaufverhalten aus dem Totpunkt erzielt.

Die Vorteile des Antriebes der Mühle mittels Kurbelwellen bestehen darin, daß eine exakte Kreisbewegung erzielt wird, ohne daß komplizierte Antriebssysteme erforderlich sind, und die dynamische Belastung durch Umwuchten weitgehend vermieden werden. Dadurch sind hohe Geschwindigkeiten und Durchsatz leistungen möglich. Die Beschickungs- und Austragsseite der Mahltrommel werden durch keinerlei Antriebsmechanismus be hindert. Es ist kein zusätzlicher Antrieb für die Drehbe wegung der Mahltrommel um die Trommelachse erforderlich.

Die Erfindung wird an Hand der Figuren näher und beispiels weise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Zentrifugal mühle mit senkrecht angeordneter Mahltrommel,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie I-I der Fig. 1,

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch eine alternative Austragsvorrichtung,

Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 3 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 5 eine schematische Ansicht der bevorzugten Ausge staltung mit Kurbelwellenantrieb und horizontal angeordneter Mahltrommel von einer Stirnseite,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der Zentrifugalmühle gemäß Fig. 5.

Fig. 1 bis 4: Die Mahltrommel 1 ist mit einer glatten Aus kleidung dargestellt. In der Praxis sind jedoch auf der Innen seite Hubleisten angebracht, die aus Gründen der Deutlichkeit nicht dargestellt sind. Die Mahltrommel 1 ist mit Hohlzapfen 2 und 3 versehen, die in Lagern 4 mit Lagergehäusen 5 und 6 angeordnet sind. Die Lagergehäuse 5 und 6 sind in einem Rahmen integriert, der auch Längsholme 7 und 8 enthält. Der Hohlzapfen 2 ist an eine spezielle spiralförmige Be schickungsvorrichtung 9 angeschlossen, die mit der Mahl trommel 1 mitrotiert. Der Hohlzapfen 3 trägt das Material in eine Austragsschurre 10 aus, die ihrerseits in eine ring förmige Auffangwanne 11 austrägt. Auf dem Hohlzapfen 3 ist ein Zahnrad 12 befestigt, das sich mit den drei Zahnrädern 13 im Eingriff befindet, wobei das letzte der Zahnräder 13 mit dem Haltezapfen 14 starr verbunden ist. Der Rahmen hat Stirnteile 15 und 16, welche über die Lager 17 rotierbar mit dem Grundrahmen verbunden sind. Am Stirnteil 15 besteht der Grundrahmen aus dem Hohlzapfen 18 und am anderen Stirnteil 16 aus der Haltewelle 19. Haltewelle 19 und Hohlzapfen 18 be sitzen eine Achse 20, welche die Rotationsachse darstellt. Die Rotation um diese Achse wird durch einen Riemen 21 über eine Riemenscheibe 22 bewirkt. Die Trommelachse der Mahl trommel 1 ist in Fig. 2 mit 23 bezeichnet. In den Figuren ist der Fall dargestellt, wo das Verhältnis des Durchmessers G des Rotationskreises um die Rotationsachse 20 zu dem Innen durchmesser der Mahltrommel 1 ungefähr 0,5 ist. Das Über setzungsverhältnis zwischen dem Hohlzapfen 3 und dem Halte zapfen 14 ist wichtig und entspricht dem Verhältnis R. Es bestimmt die relative Rotationsgeschwindigkeit der Mahl trommel 1 in dem Schwerefeld, das künstlich durch die Schleuderbewegung der Achse 10 um die Achse 23 erzeugt wird. Es wird eine Übersetzung von R = -1 bevorzugt, so daß ein bestimmter Durchmesser der Mahltrommel 1 während der Schleu derbewegung immer parallel zu sich selbst bleibt. Der Antrieb des Riemens 21 erfolgt über eine nicht darge stellte Antriebseinheit. Die Aufgabe des Materials erfolgt durch den Hohlzapfen 18 in die Beschickungsvorrichtung 9, die das Material in den Hohlzapfen 2 und von dort in die Mahltrommel 1 gibt. Das Sieb 25 in der Mahltrommel 1 hält das grobe Material zurück, während das aufgemahlene Material in die Auffangwanne 11 gelangt. Anstelle des Riemens 21 und der Riemenscheibe 22 mit fixierten Zapfen 18 und 19 können auch andere Antriebsarten verwendet werden. Das Fußgestell 26, welches das untere Lager 17 enthält, und fest mit dem Rahmen verbunden ist, kann auch durch einen Riemenantrieb oder ein Getriebe von einem zusätzlichen Motor angetrieben werden. Auch das Getriebe 12/13 stellt nur eine mögliche Antriebsart für die Rotation des Mahlkörpers 1 dar. Die maximale Geschwindigkeit, mit der die Mahltrommel gedreht werden kann, wird nur durch die mechanische Festigkeit der Mühle begrenzt. Zur Verringerung von Unwuchten ist der Längsholm 7 so ausgewuchtet, daß er das Gewicht der Mahl trommel 1 einschließlich der Beschickung kompensiert.

Bei der Austragsvorrichtung Fig. 3 und 4 ist die Mahl trommel 1 mit einer Stirnplatte 27 versehen, die eine zentrale Öffnung hat. Die Distanzstücke 28 distanzieren diese Stirnplatte von der Platte 29. Das Material, das in den Raum zwischen die Platten 27 und 29 gelangt, wird zwischen den Distanzstücken 28 radial ausgetragen. Eine Austragsschnecke 30, die aus Rundstahl bestehen kann, ist so angeordnet, daß sie grobes Material in die Mahltrommel 1 zurückbefördert.

In ähnlicher Weise kann die Mühle auch mit horizontal ange ordneter Achse ausgestaltet werden.

In Fig. 5 ist die Mahltrommel 1 zwischen einem Paar von Verbindungsarmen 40 starr befestigt. Jeder Verbindungsarm 40 ist mit einem Kurbelzapfen 41 drehbar gelagert verbunden. Jeder Kurbelzapfen 41 ist zwischen einem Paar von Kurbel wangen 42 angeordnet, von denen jeweils nur eine Kurbelwange dargestellt ist. Die Kurbelwangen 42 sind auf den Wellen 43 und 44 befestigt, die in (nicht sichtbaren) Lagergehäusen drehbar gelagert sind. Die Teile der Kurbelwangen, die den Kurbelzapfen 41 gegenüberliegen und unterhalb der Drehachse der Wellen 43 und 44 liegen, (in der Figur die unteren Teile) erfüllen die Funktion von Gegengewichten. Die als Gegen gewichte vorgegebenen Massen sind im Verhältnis zu der auf die Wellen 43 und 44 durch die Verbindungsarme 40 übertra genen Kräfte um 180° versetzt angeordnet. Wenn die Welle 43 im Uhrzeigersinn angetrieben wird, dreht sich die indirekt angetriebene Welle 44 auch im Uhrzeigersinn. Der Balken, der aus den Verbindungsarmen 40 und der Mahltrommel 1 gebildet wird, bewegt sich nach rechts und nach unten, so daß die Mahltrommel 1 die gestrichelte Stellung 45 einnimmt. Dann werden die Stellungen 46, 47 und schließlich wieder die Ausgangsstellung erreicht. Dabei rotiert die Mahltrommel 1 um eine Rotationsachse, die durch das Kreuz 48 dargestellt ist. Gleichzeitig führt das Mahlgut in der Mahltrommel 1 eine Bewegung um die Achse 48 aus. Der Rotationskreis, den der Mittelpunkt der Mahltrommel 1 beschreibt, ist durch den Kreis 49 dargestellt. Dieser Kreis 49 hat denselben Durch messer wie die Kreise 50, die aus den Trajektorien der Mittelpunkte der Kurbelzapfen 41 bei der Drehung gebildet werden.

In Fig. 6 ist in einem Fall ein Teil des Kurbelzapfens 41 weggelassen. Die Welle 43 wird durch den Motor 51 über ein Getriebe 52 angetrieben. Eine Beschickungsvorrichtung 53 chargiert das Material in die Mahltrommel 1. Durch den Überlaufstutzen 54 wird das aufgemahlene Material ausge tragen. Die Schwinge 55 verbindet die Kurbelwellen 43 und 44. Die Schwinge 55 ist mit einer so großen Öffnung ausge staltet, daß der Überlaufaustragsstutzen 54 unbehindert die Rotationsbewegung ausführen kann. Die Schwinge 55 ist an je einen Zapfen der Kurbelwellen 43 und 44 befestigt, die um 90° zu den Kurbelzapfen 41 der Verbindungsarme 40 ver setzt angeordnet sind. Diese Anordnung bewirkt, daß beim Anlauf aus dem Totpunkt keine gegenläufige Drehbewegung der Wellen 43 und 44 entstehen kann. Die Mahltrommel 1 ist in üblicher Weise ausgekleidet und kann Mahlkörper enthalten.

Claims

1. Zentrifugalmühle mit zylinderförmiger Mahltrommel, die um ihre eigene Trommelachse rotiert und gleichzeitig auf einem Rotationskreis mit konstantem Drehverhältnis um eine feststehende und zu der Trommelachse parallelen Rotationsachse rotiert, wobei der Abstand der Trommel achse von der Rotationsachse kleiner als der Radius der Mahltrommel ist, einem Antriebsmechanismus für die Rotation der Mahltrommel um die Trommelachse und für die Rotation auf dem Rotationskreis, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verhältnis des Durchmessers G des Rotationskreises zu dem Innendurchmesser D der Mahl trommel (1) zwischen 0,3 und 1,0 liegt, und daß das Verhält nis R der Drehzahl der Mahltrommel auf dem Rotations kreis um die Rotationsachse zu der Drehzahl der Trommel um ihre eigene Trommelachse in dem Bereich, der von der Parabel R = -1 - bis R = -1 + umschlossen wird, liegt wobei stets die beiden Drehbewegungen gegenläufig erfolgen und daß an einem Stirnteil (15) der Mahltrommel eine Beschickungsvorrichtung (9) und am anderen Stirnteil (16) eine Austragsvorrichtung (10) angeordnet ist.

2. Zentrifugalmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis R der Drehzahl der Mahltrommel (1) auf den Rotationskreis um die Rotationsachse zu der Drehzahl der Trommel um ihre eigene Trommelachse den Wert R = -1 hat.

3. Zentrifugalmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahltrommel (1) an mindestens zwei Verbindungsarmen (40) befestigt ist, jeder Verbindungsarm drehbar mit einem Kurbelzapfen (41) zwischen zwei Kurbelwangen (42) gelagert ist, das der Lagerung gegenüberliegende Teil der Kurbelwangen als Gegengewicht ausgebildet ist, beide Kurbelwellen (43, 44) durch eine Schwinge (55) in Kurbelzapfen zwischen zwei Kurbel wangen verbunden sind, wobei die Kurbelzapfen in einem Winkel versetzt zu den Kurbelzapfen der Verbindungsarme angeordnet sind, und daß mindestens eine Welle angetrieben ist.

4. Zentrifugalmühle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelzapfen (41) der Schwinge (55) in einem Winkel von 90° zu den Kurbelzapfen (41) der Verbindungsarme (40) angeordnet sind.