DE2752351A1

DE2752351A1 - Vakuum-schleudermahlwerk

Info

Publication number: DE2752351A1
Application number: DE19772752351
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Creusot Loire SA
Current assignee: Creusot Loire SA
Priority date: 1976-11-23
Filing date: 1977-11-23
Publication date: 1978-06-01
Also published as: FR2371233A1; DK151940C; DK518577A; JPS5366056A; IT1091450B; DK151940B; US4179075A; GB1568773A; CH615842A5; FR2371233B1; DE2752351C2

Description

Vakuum-Schleudermahlwerk

Die Erfindung betrifft ein Vakuum-Schleudermahlwerk, bei dem ein zu mahlendes oder zu zerkleinerndes Material mittels Zentrifugalkraft auf eine Aufprallfläche geschleudert wird, die im Inneren eines Unterdruck- oder Vakuum-Behälters angeordnet ist.

^?s wurde schon früher vorgeschlagen, Mahlwerke zu bauen, die die Zentrifugalkraft zum Werfen von zu mahlendem Material auf Prallplatten mit sehr hohen Geschwindigkeiten verwenden, wobei die Gesamtanordnung dieser Vorrichtung unter Vakuum angeordnet ist, um ein Abbremsen der geschleuderten Teilchen durch den Luftwiderstand zu vermeiden (vgl. z. B. FR-PS 944 644) Das bekannte Mahlwerk weist eine ortsfeste Kammer auf,die mit einer Saugeinrichtung verbunden ist, um einen Unterdruck itn Behälter aufrechtzuerhalten, wobei eine kreis ringförmige Prallplatte eine Stoßfläche als Rotationskörper bildet, dessen Achse im wesentlichen vertikal ist, sowie einen flotor, der einen Oberteil in Form einer mit Kanälen versehenen Scheibe besitzt, wobei dieser Oberteil des Rotors in Höhe der Prallplatte vorgesehen ist, sowie einen Unterteil in Form einer Welle besitzt, die verlängert ist zum Tragen, zum Führen und zum Antreiben des Rotors mit sehr hohen Drehzahlen. Derartige

Mahlwerke weisen auch Zuführeinrichtungen des zu zermahlenden 310- (76 /8P)MeF 809822/0799

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Produkts und Abf Uhreinrichtungen des zermahlenen Prcxiukts auf, die am Unterteil der ortsfesten Kammer vorgesehen sind.

Diese Mahlwerke wurden bei der Herstellung von Materialien für Zementfabriken oder für die "rzzerkleinerung verwendet, wobei die Aufprallgeschwindigkeiten, die notwendig sind, um eine geeignete Körnung zu erhalten, im allgemeinen zwischen 150 und 500 m/s liegen.

Wenn ein Rotor mit einem scheibenförmigen Oberteil eines relativ geringen Durchmessers verwendet werden soll, führt dies zu einem kompliziert aufgebauten Mahlwerk, wobei es notwendig ist, um ausreichende Umfangsgeschwindigkeiten der Scheibe an der Stelle zu erhalten, an der die radialen Kanäle münden, sehr erhebliche Drehzahlen des Rotors zu verwenden, die bis zu 5O.OOO U/min betragen können. Die Schwierigkeiten, um derartige Drehzahlen des Rotors des Mahlwerks zu erreichen, sind sehr groß, «te ist notwendig, eine vollkommene Auswuchtung des Rotors zu erreichen, da die geringste Unwucht bei diesen Drehzahlen schädliche Schwingungen hervorruft bezüglich der mechanischen Haltbarkeit und dem Betrieb der Anordnung.

Schließlich ist es auch notwendig, Trag- und Führungs-"inrichtungen der Welle des Rotors mit sehr geringer Reibung zu verwenden, die auch die sehr großen Umfangsgeschwindigkeiten der Welle aushalten können.

Deshalb wurden bisher Fluidlager, insbesondere hydrostatische öllager verwendet, um die sich drehende Welle zu tragen und zu führen. Derartige Lager besitzen jedoch besondere Nachteile, da sie im Inneren des Vakuum-Behälters angeordnet werden müssen, wobei dichte mechanische Durchführungen nicht verwendbar sind bei den Drehzahlen, mit denen die Welle angetrieben

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wird. Deshalb besteht die Gefahr, daß das öl der Lager in den Vakuum-Behälter eintreten kann.

Andererseits ist bei den verwendeten erheblichen Umfangsgeschwindigkeiten die Erwärmung des Öls der Lager sehr groß, wodurch eine wesentliche Abkühlung der Welle und der Lager erforderlich ist. Bei diesen Drehzahlen sind die Reibung bzw. die Reibungskrafte_/ auch wenn sie gegenüber denen der mechanischen Lager verringert sind, noch sehr groß, wodurch eine Antriebskraft des Rotors erforderlich ist, die selbst sehr groß ist.

Der Wirkungsgrad, der mit derartigen Mahlwerken erhalten wird, gegenüber herkömmlichen Mahlwerken, bezüglich des LeistungsVerbrauchs und des Betriebswirkungsgrades, der theoretisch sehr hoch ist, wird daher dadurch herabgesetzt, daß diese Leistung bzw. diese Kraft infolge der Reibung an den Lagern verbraucht wird.

Darüber hinaus sind die zulässigen Spiele für hydrostatische Lager außerordentlich klein, wodurch eine absolut vollkommene Zentrierung des Rotors und eine sehr schwierig mit ausreichender Genauigkeit sicherzustellende Auswuchtung notwendig ist. Diese Auswuchtung kann darüber hinaus während der Verwendung des Mahlwerks nicht konstant bleiben, da die Teilchen des Materials, die sich in den Kanälen der oberen Scheibe des Rotors verschieben, eine bestimmte Abnutzung dieser Kanäle zur Folge haben, die nicht zwangsweise symmetrisch ist, wodurch Unwuchten oder Unrundheiten im Rotor während der Anwendung auftreten, und da diese Auswuchtung nicht nachstellbar ist, ist es notwendig, die Anordnung stillzusetzen und die obere Scheibe des Rotors auszuwechseln. Weil nun eine sehr geringe Fehlauswuchtung des

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Rotors ausreicht, um die Anordnung unbenutzbar zu machen, ist es auch nicht möglich, langzeitige Benutzungen (von z. B. etwa 10 Stunden) des Mahlwerks zu erwarten, ohne die Anordnung zum Teilewechsel stillsetzen zu müssen.

Da weiter das Mahlwerk zum Betrieb in staubhaltiger

Atmosphäre vorgesehen ist, besteht die Gefahr, daß durch binder Lage- bzw. führung feiner Teilchen in den Raum zwischen dem Rotor und/ der Papier-Hülle Unfälle auftreten, die ebenfalls das Stillsetzen der Anordnung erfordern.

Aus allen diesen Gründen werden Mahlwerke mit Zentrifugalkraft-Schleuderung unter Vakuum bisher nicht industriell verwendet trotz deren theoretischer Vorteile bezüglich des Energieverbrauchs und des Wirkungsgrades gegenüber herkömmlichen Mahlwerken, beispielsweise Kugelmühlen, deren Wirkungsgrad sehr gering ist, und trotz des Vorteils, daß mit Zentrifugal-Schleuder-Mahlwerken sehr schnell zu einer sehr feinen Körnung des zermahlenen Produktes gekommen wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung der genannten Nachteile ein Mahlwerk der eingangs genannten Art zu schaffen, das industriell anwendbar ist.

Die Aufgabe wird bei einem Vakuum-Sehleudermahlwerk bei dem das zu zermahlende Material mittels Zentrifugalkraft auf eine Prallfläche geschleudert wird, mit einer ortsfesten Kammer, die mit einer Saugeinrichtung verbunden ist, in deren Innerem eine Prallplatte angeordnet ist, die durch einen Ring gebildet ist, der eine zum Inneren der Kammer gerichtete Prallfläche besitzt, mit vertikaler Symmetrieachse des Drehkörpers, mit einem in der Kammer angeordneten Rotor, dessen Drehachse die Drehkörper-Symmetrieachse der Aufprallfläche

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der Prallplatte ist, der einen Oberteil in Form einer horizontalen Scheibe besitzt, die mit radial gerichteten Kanälen versehen ist, die mit einer Zentralöffnung in Verbindung sind, die a'm Oberteil der Scheibe mündet, und der einen Unterteil besitzt, der eine vertikale Welle zum Tragen und zum Antreiben des Rotors bildet, wobei die obere Scheibe, in deren Inneren die Kanäle angeordnet sind, in Höhe der Prallplatte angeordnet ist und im Inneren des Raumes angeordnet ist, der durch die Aufprallfläche im Inneren der Kammer gebildet ist, mit einer Zuführeinrichtung für zu zermahlendes Material zur Zentralöffnung der Scheibe, die die kontinuierliche Versorgung des Vakuum-Mahlwerks ermöglicht, mit einer Abführeinrichtung des zermahlenen Materials am Unterende der Vakuum-Kammer, erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zum Tragen, zum Antreiben und zum Führen der Welle des Rotors, die aufweist mindestens ein aktives radiales Magnetlager, dessen Statorteil die Welle an einem Höhenbereich der Welle umgibt, der den Rotor dieses Magnetlagers trägt, einen aktiven axialen Magnetanschlag mit einem ortsfesten Teil, das einem Bereich der Welle gegenüberliegt, der den bewegbaren Teil des Anschlags trägt, Radial-Detektoren und Axial-Detektoren zum Steuern bzw. überwachen der Lage der Welle, die mit einer Steuerschaltung zur Versorgung der Statorteile der Magnetlager, und des Magnetanschlags abhängig von den Anzeigen der Detektoren verbunden sind, einen Elektromotor, dessen Statorteil die Welle in einer Höhenlage umgibt, die den Rotorteil des Motors trägt, und eine Kugellager-Anordnung, die um die Welle des Mahlwerks befestigt sind und auf der die Welle dann ruht, wenn sie nicht betrieben ist.

Das erfindungsgemäße Mahlwerk bleibt somit isoliert, wobei das Mahlwerk arbeiten kann trotz einer leichten Unwuoht des Rotors und mit geringerem Energieverbrauch, ohne

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Schwingungen und mit sehr geringer Erwärmung in Höhe der Lager.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispiels näher erläutert, dessen einzige Figur im Vertikalschnitt durch die Drehachse des Rotors insbesondere die Vorrichtung zum Haltern, zum Antreiben und zum Führen des Rotors zeigt.

In der Figur ist ein zylindrischer Behälter 1 mit vertikaler Achse dargestellt, an dessen Oberteil eine vertikale Leitung 2 großen Querschnittsvorgesehen ist, die eine Abzweigung 3 aufweist, an der eine Leitung k befestigt ist, die mit einer (nicht dargestellten) Vakuumpumpe verbunden ist. Im Inneren der Leitung 2 sind Trichter 5, 6 vorgesehen.

Der Trichter 6 ist mit einem Vibrator 7 über eine Stange 8 verbunden, die die Wand der Leitung 2 mittels einer Gleitdichtung durchsetzt.

Das Schwingen des Trichters 6 ermöglicht eine regelmäßige Zufuhr oder Umwälzung des zu zermahlenden Produkts. Der Leitung 2 ist ein (nicht dargestelltes) Sieb bzw. eine Art Schleusenkammer vorgesetzt, die die Einfuhr einer bestimmten Menge des Materials in die Schleusenkammer ermöglicht, wenn sie von der Vakuum-Kammer getrennt ist, wobei dann die Schleusenkammer unter Vakuum gesetzt wird und das Produkt in die Trichter 5, 6 eingefüllt wird. Diese (nicht dargestellte) Einrichtung ermöglicht eine Versorgung des Mahlwerks, bei der die Kammer unter Vakuum bleibt.

Während des Füllens der Schleusenkammer und deren Evakuierung enthalten die Trichter 5 und 6 eine ausreichende Menge des

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Materials, damit die Anordnung kontinuierlich arbeitet. Unter dem schwingenden Trichter 6 ist ein mit einer Scheibe 12 einstUckiger Trichter 10 vorgesehen, wobei die Scheibe 12 den Oberteil des Rotors bildet. Diese Scheibe 12 ist mit (z. B.) radial gerichteten Kanälen 14, 15 versehen, und zwar mit unter 60 voneinander beabstandeten sechs Kanälen. Der Trichter 10 mündet in eine öffnung 16, die im Inneren der Scheibe 12 vorgesehen ist und die in Höhe einer Protuberanz mit den sechs in der Scheibe 12 vorgesehenen Kanälen 14, 15 in Verbindung steht, wobei die Protuberanz 18 eine Verteilung der zu zermahlenden Granulate sicherstellt.

Die Kanäle 14, 15 sind mit einem verschleißfesten Material beschichtet. In der Verlängerung dieser Kanäle 14, 15 und über den gesamten Behälter 1 ist eine Prallplatte 20 vorgesehen, deren Aufprallfläche 21 eine Drehkörper-Symmetrieachse besitzt, die mit der Vertikalachse XX' der zylindrischen Kammer 1 zusammenfällt. Diese Aufprallfläche 21 ist mit einem stoßfesten und verschleißfesten Material bedeckt. Im Inneren der Masse oder des Körpers der Prallplatte 20 sind Kanäle 22 vorgesehen, die eine Kühlung der Prallplatte 20 ermöglichen, wobei eine Rohrleitung 25 Wasser den Kanälen 22 von außerhalb des Behälters zuführt und eine Rohrleitung 26 dieses Wasser abführt, das in den feinen Kanälen 22 umgewälzt wurde unter Abkühlen der Masse der Prallplatte 20, wodurch die AbkUhleinrichtung der Prallplatte 20 gebildet wird.

Zwischen der äußeren Umfangsfläche der Scheibe 12 und der Prallplatte 20 ist ein Raumbereich definierbar, in den die zu zermahlenden Teilchen geschleudert werden. Unter dieser Raumzone ist eine Anordnung von Ablenkgliedern 30 vorgesehen, die an einem Trichter 31 befestigt sind, der über Stangen 32 mit Vibratoren 33 verbunden ist, die außerhalb desVakuum-Be-

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hälters 1 angeordnet sind, um den Trichter 3I in Schwingungen zu versetzen, der das zermahlene pulverförmige Material sammeln soll, um es zu einem Austritt 35 des Trichters 31 zu führen, der mit einer Schleusenkammer-Anordnung versehen ist, zur Abfuhr des Produkts ohne das Vakuum im Behälter 1 zu zerstören.

Die den Oberteil des Rotors des Mahlwerks bildende Scheibe 12 ist mit einer rohrförmigen zylindrischen länglichen Welle 40 einstückig verbunden, deren Durchmesser von deren Oberteil zu deren Unterteil abnimmt.

Die Achse der Welle 40 entspricht der Achse XX' der Vakuum-Kammer, dieaich die Drehkörper-Achse der AufprallflÄche 21 der Prallplatte 20 ist.

Um die Welle 40 ist eine zylindrische Doppelhülle 42 angeordnet, die mit der ortsfesten Kammer einstückig ist und die Innenwand der Kammer bildet sowie die Befestigung von ortsfesten Teilen um din Rotor ermöglicht.

Am Oberteil dieser Doppelhülle 42 ist ein kegelstumpfförmiges Tragglied 45 vorgesehen, das mit einer Zentralbohrung versehen 1st und an ihrem Oberteil eine Dichtungsfläche 47 trägt, die mit der Unterseite der Scheibe 12 unter Bildung eines Labyrinths zusammenwirkt, das den Teil des Behälters 1, teilweise isoliert,in dem das Zerkleinern und das Zusammenfassen oder Sammeln der pulverförmigen Güter erfolgt, von dem Weg,

!,gebildet ist. der im 3ehälter 1 durch die Doppelhülse £2, in deren innerem der Rotor angeordnet ist sowie die Einrichtungen zum Führen und zum Stützen des Rotors. Das Tragglied 25 trägt auch einen zylindrischen Schirm 48, der eine teilweise Isolation der Dichtungsfläche 47 von der in der Kammer herrschenden staubhaltigen Atmosphäre ermöglicht.

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Im Inneren der in dem Tragglied 45 vorgesehenen Zentralöffnung 46 ist ein rohrförmiges Statorteil 49 eines radialen Magnetlagers angeordnet sowie Annäherungsdetektoren 50, die das Aufzeichnen der radialen Lage der Welle 40 ermöglichen, sowie ein Rollenlager 51» dessen Innenring um die Welle 40 mit einem bestimmten Spiel 52 angeordnet ist, wodurch sich der Rotor ohne Anlage an diesen Innenring drehen kann.

Der Statorteil 49 des Magnetlagers ist durch einen Stapel von Kreisringen aus Weicheisen gebildet, die durch ihre Anordnung ein geschichtetes Rohr bilden, in dessen Innerem Spulen 5^ angeordnet sind zur Erzeugung von Magnetfeldern im zwischen dem Statorteil 49 und einem Rotorteil 55 gebildeten Luftspalt, wobei der Rotorteil 55 durch einen Stapel von Ringen aus Weicheisen gebildet ist, der mit der Welle 40 einstückig ist, wobei dieser Stapel den Rotorteil des magnetischen Lagers bildet. Die Größe des zwischen dem Statorteil 49 und dem Rotorteil 55 des radialen Magnetlagers gebildeten Luftspalts liegt in der Größenordnung von 0,5 mm.

Der Oberteil der inneren Doppelhülle 42 der ortsfesten Kammer ist mit einem Tragglied 58 einstückig,das an seinem Oberteil mit dem kegelstumpfförmigen Tragglied 45 verbunden ist. Dieses Tragglied 58 ist ein Drehkörper und umgibt die Welle 40 über dessen gesamte Länge. Das Tragglied 58 trägt den Statorteil eines Antriebsmotors des Rotors, der durch einen Stapel von Ringen aus Weicheisen gebildet ist, die in Form eines geschichteten Rohrteils zusammengesetzt sind, in dessen Innerem Aussparungen vorgesehen sind, zur Aufnahme von Spulen des Statorteils 60. Eine Versorgung oder erregung erzeugt ein Drehfeld, das die Drehung der Welle 40 mit sehr hoher Drehzahl zur Folge hat, der dem Statorteil 60 gegenüberliegender Bereich einen geschichteten Rotorteil 61 aufweist. Zwischen dem Statorteil 60 und dem Rotorteil 61 ist ein Luftspalt der Größenordnung von 0,5 mm vorgesehen. Im Inneren des Statorteils 60

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des Antriebsmotors der Welle 40 ermöglicht ein Kühlkreis die Umwälzung von Wasser mit hohem Durchsatz, wodurch der Statorteil 60 trotz der sehr starken Versorgungsstromstärke mäßige Temperatur beibehalten kann.

Das Tragglied 58 trägt auch einen Statorteil 65 eines zweiten radialen Magnetlagers, dessen Rotorteil 66 von der Welle 40 an einemAbschnitt getragen ist, an dem die Welle 40 einen Durchmesser besitzt, der kleiner ist als der des oberen Abschnitts 49 bis 55. Das zweite Magnetlager 65, 66 ist insgesamt dem ersten Magnetlager 49, 55 identisch bis auf seine geringeren Abmessungen. Der zwischen dem Statorteil 65 und dem Rotorteil 66 vorgesehene Luftspalt liegt ebenfalls in der Größenordnung von 0,5 mm. Dem zweiten Magnetlager 65, 66 sind ein Kugellager 67, dessen Innenring gegenüber dem Umfang der Welle 40 ein bestimmtes Spiel besitzt, und eine Anordnung von Annäherungs-Detektoren 68 zugeordnet, die die Überwachung der radialen Lage der Welle 60 ermöglichen.

Das Tragglied 58 trägt an ihrem unteren Abschnitt einen ortsfesten Statorteil 70 eines axialen Magnetanschlags, der durch einen Magnetkreis und eine Spule gebildet ist, während die Welle 40 ein bewegliches und magnetisches Rotorteil 7I trägt, das einen Luftspalt 72 mit dem Statorteil 70 besitzt zum Tragen der Anordnung der Welle 40 durch Wirkung von axialen Magnetkräften, die zur Kompensation des Gewichts der Welle 40 und der Scheibe 12 bestimmt sind, die den Rotor des Mahlwerks bilden. Auch ein Kugellager 73 ist am Abschnitt der Welle 40 vorgesehen, die der Basis des'Tragglieds 58 gegenüberliegt, wobei dieses Kugellager 73, wenn der Magnetanschlag 70 bis 72 versorgt ist, leicht angehoben ist gegenüber dem Unterteil 74 des Tragglieds 58, und einen mechanischen Anschlag mit den Kugellagern 73 zur axialen Halterung des Rotors bildet, wenn

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der Magnetanschlag 70 bis 72 nicht versorgt ist. Die Basis der Welle 40 dringt in eine Drehverbindung ein, die die KUhI-fluidleitungen der verschiedenen Teile des Mahlwerks empfängt. Die Drehverbindung ist außerhalb des Behälters 1 des Mahlwerks angeordnet, wobei die Welle 40 im Inneren dieser Lagerung drehbar befestigt ist mittels zweier Kugellager 75, die über ülzufuhrleitungen "(6, 77 geschmiert werden.

Das Schmieröl dieser Rollen-oder Wälzlager wird dann über Rohrleitungen 78 entfernt.

Die Verwendung von mechanischen Lagern an diesem Abschnitt der Welle 40 wird dadurch möglich, daß die Welle 4ύ hier sehr geringen Querschnitt besitzt und daß deren Umfangsgeschwindigkeit so geringer ist als die der Abschnitte der Welle 40 mit großem Durchmesser, die von den Magnetlagern gehalten sind, und daß darüber hinaus die Kugellager 75 in freier Luft angeordnet sind und daher durch ölnebel geschmiert werden können mittels eines getrennten Kreises, der es erlaubt, sie bei hoher Drehzahl ohne zu hohen Verschleiß zu verwenden.

Die Drehverbindung ist an der Basis des Tragglieds 58 durch eine Gelenkverbindung 79 befestigt.

Zusätzlich zu den Rohrleitungen für die Umwälzung von Schmieröl der Lager 75 ist die Drehverbindung auch mit Rohrleitungen verbunden, die die Umwälzung eines KUhlfuids im Inneren des Rotors ermöglichen, wobei dieses KUhlfluid über eine Rohrleitung 80 zugeführt wird, die ein Rohr 81 versorgt, das am Mittelteil der rohrförmigen Welle 40 vorgesehen ist, wobei das Rohr 81 mit dem Rotor koaxial ist und eine Ringleitung 82 zwischen der Innenbohrung der Welle 40 und der Außenfläche des Rohrs 81 bildet. Das über die Rohrleitung 80 zuströmende KUhlfluid durchströmt das Rohr 81, wird in der Masse

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der Scheibe 12 mittels Rohrleitungen 84 kleinen Durchmessers verteilt und kühlt die Scheibe 12 durch radiales Strömen durch die in der Scheibe 12 vorgesehenen Rohrleitungen 84 und durch Rückströmen über weitere radiale Rohrleitungen zur Rückführung des Fluids über den äußeren Ringraum 82, der zwischen dem Rotor und dem Rohr 81 vorgesehen ist. Das KUhIfluid wird anschließend über Rohrleitungen 86 abgeführt.

Weiter ist ein WasserkUhlkreis für den Statorteil des Antriebsmotors der Welle 40 vorgesehen, der eine Zuführleitung 90 und eine AbfUhrleitung 9I besitzt, zwischen denen KUhlleitungen 92 des Statorteils 60 angeordnet sind.

Zwischen den beiden Teilen der inneren DoppelhUlle 42 der Kammer des Mahlwerks sind ebenfalls Rohrleitungen 93, eingeführt, die mit einer Saugeinrichtung verbunden sind, um das Vakuum im Inneren des Tragglieds 58 dicht zu machen oberhalb und unterhalb des Antriebsmotors der Welle 40.

Daraus ergibt sich, daß der Innenteil der Kammer des Mahlwerks, der die Welle 40 über den größten Teil deren Länge umgibt und der durch die Tragglieder 58 und 45 begrenzt ist, die durch die beiden Teile der DoppelhUlle 42 getragen sind, nicht vollständig dicht ist, da die Welle 40 die Basis des Tragglieds 58 mit einem bestimmten Spiel durchsetzt. 5s besteht daher ein sehr kleines Leck längs der Welle 40, das durch verschiedene Stufen des Labyrinths begrenzt ist, das durch die /erbindungsebene 47 einerseits und die aufeinanderfolgenden Luftspalte der Magnetlager und des Magnetanschlags gebildet ist. Rs ist übrigens ein Vorteil der Magnetlager, die zur Führung und zum Tragen des Rotors verwendet sind, daß sie Labyrinthe zur überwachung der Lecks längs des Rotors bilden, wobei die Dichtheit der Statorteile durch Tränken der

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Leerräume dieser Statorteile mit einem aushärtenden Kleber, wie Araldit, erreicht wird.

Die Lecks sind daher außerordentlich niedrig und im Behälter 1 kann ein Vakuum in der Größenordnung von 0,5 mm Hg während des Betriebs des Mahlwerks aufrechterhalten werden.

Die Versorgung der Spule der Statorteile der Magnetlager und des Magnetanschlags erfolgt mittels einer elektronischen Steuerschaltung, die als Informationen die Anzeigen der radialen und axialen Detektoren empfängt, die die Lageänderungen der Welle 40 während deren Drehung umformen. Wenn die Detektoren eine Dezentrierung der Welle 40 anzeigen, beispielsweise als Folge einer Unwucht der Welle 40 infolge z. B. einer Abnutzung der Kanäle 14, 15 der Scheibe 12 während des Betriebs, verändert die elektronische Steuerschaltung die Versorgung der verschiedenen Spulen der Statorteile, um die Welle 40 im Inneren der Luftspalte der Magnetlager drehend zu halten. Die elektronische Steuerschaltung ermöglicht es in jedem Augenblick die Welle 40 und die Scheibe 12, die den Rotor bilden, um deren Schwerpunktsachse in Drehung zu halten und nicht um deren geometrische Symmetrieachse. Dadurch können insbesondere Unwuchten der Welle 40 beseitigt werden als Folge beispielsweise einer unsymmetrischen Abnutzung der in der Scheibe 12 vorgesehenen Kanäle 14, 15. Diese Korrektur, die durch eine sehr geringe Verschiebung des Rotors erfolgt, ist selbstverständlich nur innerhalb der Grenze der Größe des Luftspalts der Magnetlager möglich, jedoch wurde festgestellt, daß dieser Luftspalt eine so große Abmessung besitzt (0, 5 mm), daß Korrekturen von relativ großen Unwucht fehl em möglich sind.

Im folgenden wird der Betrieb des erfindungsgemäßen Mahlwerks näher erläutert. Im Ruhezustand des Mahlwerks, d. h. wenn der Rotor unbeweglich ist und über die Rollenlager 7J5 auf dem Anschlag 74 ruht, besitzt der Rotor auch eine leicht geneigte

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Lage, durch die er Anlage findet an den Innenringen der Rollenlager 67 und 5I. Nun wird Vakuum in der Kammer des Mahlwerks hergestellt und werden der Magnetanschlag 70 bis 72 und die Magnetlager 65 bis 66 bzw. 49 bis 55 versorgt sowie anschließend der Statorteil 60 des Motors. Der Rotor wird dann von den Magnetkräften in Höhe des Magnetanschlags bis 72 angehoben und durch die radialen Magnetlager vertikal gehalten. Die Erregung des Statorteils 60 des Motors versetzt den Rotor in Bewegung ohne Berührung mit den mechanischen Lagern, auf denen der Rotor ruht, während er außer Betrieb ist. Nun werden die Trichter 5 und 6 mit einer ersten Ladung des granulierten Materials versorgt,das sich in der unter Vakuum gehaltenen Schleusenkammer befindet, und der in Schwingungen versetzte Trichter 6 versorgt mit gleichmäßigem Durchsatz den Trichter 10 und das Innere der Scheibe 12 mit zu zermahlendem Material in Form von Granulat, wie beispielsweise Zementklinker. Die Abmessung der in der Scheibe 12 vorgesehenen Kanäle 14, I5 ist so gewählt, daß die größten bzw. dicksten Teile, die in der zu zermahlenden Mischung auftreten können, diese Kanäle 14, I5 nicht verstopfen können.

Bei Zementklinker wird die Scheibe 12 mit einer Drehzahl von 7ÖOO U/min in Drehung versetzt und der Zementklinker wird dem Rotor mit einem Durchsatz in der Größenordnung von 25 t/h zugeführt. Jedes der Teilchen,das in die Kanäle eintritt, wird mit sehr hoher Geschwindigkeit in Richtung auf die Prallplatte 20 auf deren Aufprallfläche 21 geschleudert, an der die Teilchen zu einem feinen Puder mijt gewünschter Körnung zermahlen werden. Das erhaltene Pulver fließt mittels der Ablenkglieder 30 und des Trichters 31, der durch Vibratoren in Bewegung gesetzt ist, zum Ausgang 35 des Trichters 31, wo das Material gesammelt wird.

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Während des Betriebs des Mahlwerks erlauben die Anzeigen der Detektoren eine Steuerung mittels einer elektronischen Schaltung zur Versorgung der Statorteile der Magnetlager, wobei die Welle hO vollkommen zentriert gehalten ist, wenn deren Auswuchtung ebenfalls vollkommen ist oder geringfügig verschoben ist, und wobei sie in Drehung um deren Drehachse gehalten ist, die dabei verschieden von der geometrischen Achse ist, wenn eine Unwucht des Rotors aufgetreten ist. Während des Betriebs des Mahlwerks wird eine Absaugung über die Pumpleitung 3 aufrechterhalten, wodurch ein leichtes Leck durch das Labyrinth ¹M und die Luftspalte der Magnetlager und des Magnetanschlags erzeugt wird.

Die Füllung der Zuführ-Schleusenkammer des Trichters 5 wird während der Zeit durchgeführt, während der dieser Trichter sich in den Rotor des Mahlwerks entleert, d. h. ohne die Anordnung stillsetzen zu müssen durch Isolieren der Eintritts -Schleusenkammer des Trichters 5 durch Abtrennen des Vakuums in dieser Schleusenkammer und deren Füllung mit zu zermahlendem Material, wonach die Schleusenkammer geschlossen und evakuiert wird. Die Schleusenkammer ist so in der Lage, die Versorgung des Trichters 5 fortzusetzen. Auf gleicher Weise erfolgt die entleerung der Schleusenkammer am Austritt 35 des Trichters 31 periodisch ohne Unterbrechung des Betriebs des Mahlwerks. Der Betrieb ist somit vollkommen kontinuierlich.

Wenn aus irgendeinem Fehlergrund die magnetische Aufhängung des sich mit hoher Drehzahl drehenden Rotors fehlerhaft ist, fällt der Rotor auf die Kugellager 51 bis 67 und 73 zurück, wodurch eine Abbremsung des Rotors und dessen Halterung bis zur vollständigen Außerbetriebsetzung möglich ist. Das könnte möglicherweise zu einer vollständigen Zerstörung der Rollenlager führen, die während einer sehr kurzen Zeit mit sehr

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hoher Drehzahl betrieben werden, jedoch können diese Teile sehr leicht ausgetauscht werden, wobei außerdem eine Zerstörung des Rotors im Störungsfall vermieden wird.

Der Betrieb des Mahlwerks kann über sehr lange Zeit fortgesetzt werden, beispielsweise in der Größenordnung von zehn Stunden, und darüber hinaus auch ohne zu große Erhitzung der Teile in ReibberUhrung mit den Teilchen und ohne Unwucht durch Verschleiß des Rotors, w«*s eine Stillsetzung der Anordnung zur Folge hätte. Zusätzlich zu den besonderen Vorteilen der erfindungsgemäßen Anordnung haben die Magnetlager noch den Vorteil wie bei allen anderen Vakuum-Vorrichtungen, in denen sie verwendet werden, daß die Gefahr des "indringens von öl in den Vakuum-Behälter vermieden wird, wobei außerdem der Betrieb ruhig und ohne zu große Erhitzung erfolgt, wobei die Steifigkeit zumindest bei geringerem Verbrauch gleich der beispielsweise hydrostatischer Lager ist. Derartige Lager haben außerdem ein erhebliches Dämpfungsvermögen, wodurch die Gefahr vermieden wird, daß die Tragglieder in Schwingungen versetzt werden.

Selbstverständlich sind noch weitere Ausgestaltungen der ^findung möglich. Beispielsweise kann statt zweier radialer Magnetlager,die beiderseits des Antriebsmotors angeordnet sind, wie beim beschriebenen AusfUhrungsbeispiel, auch ein einziges radiales Magnetlager mit größerer Länge verwendet werden. Schließlich können auch den verwendeten Magnetlagern hydrostatische Lager oder mechanische Lager zugeordnet werden, die beispielsweise an einem Teil der Welle außerhalb der Vakuum-Kammer angeordnet sind, Is können auch KUhIeinrichtungen verwendet werden, die sich von denen mit Umwälzung einer Flüssigkeit unterscheiden und es können auch mechanische Trag- und S icherheits-Anschläge verwendet werden, die sich von den beschriebenen

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unterscheiden. Das erfindungsgemäße Mahlwerk ist nicht nur auf die Zermahlung von Zementklinker und anderen srzen, sondern auch auf jeden anderen Betrieb anwendbar, bei dem ein feines Puder ausgehend von einem granuiatförmigen oder schuppenförmigen Material erhalten werden soll oder auch von einem Material in irgendeiner anderen Form, dio die kontinuierliche Zufuhr dieses zu zermahlenden Materials in das Innere des Schleuderoder ^jektions-Rotors ermöglicht.

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Claims

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Ansprüche

\lji Vakuum-Schleudermahlwerk, bei dem das zu zermahlende Material durch Zentrifugalkraft auf eine Aufprallfläche geschleudert wird,

mit einer ortsfesten Kammer, die mit Ansaugeinrichtungen verbunden ist und in deren Innerem eine Prallplatte angeordnet ist, die durch einen Kreisring gebildet ist, der einein das Innere der Kammer mit vertikaler Drehkörper-Symmetrieachse gerichtete Aufprallfläche besitzt,

mit einem zumindest teilweise in der Kammer angeordneten Rotor, dessen Drehachse die Drehkörper-Symmetrieachse der Aufprallfläche der Prallplatte ist, mit einem Oberteil in Form einer horizontalen Scheibe, die mit radial gerichteten Kanälen versehen ist, die mit einer Zentralöffnung in Verbindung stehen, die am Oberteil der Scheibe mündet, und mit einem Unterteil, der eine vertikale Welle bildet zum Tragen und zum Antreiben des Rotors, wobei die obere Scheibe, in deren Innerem die Kanäle vorgesehen sind, in Höhe der Prallplatte und im Inneren des Raums angeordnet jst, der durch die Aufprallfläche im Inneren der Kammer gebildet ist,

mit einer Versorgungseinrichtung für zu zermahlendes Material zur zentralen öffnung der Scheibe, die die kontinuierliche Versorgung des Vakuum-Mahlwerks ermöglicht, und

mit einer Abführeinrichtung des zermahlenen Materials an der Basis der Vakuum-Kammer,

gekennzeichnet durch

eine Vorrichtung zum Tragen, Antreiben und Führen der Welle des Rotors,

mit mindestens einem aktiven radialen Magnetlager, dessen Statorteil (49, 65) die Welle (40) an einem Höhenabschnitt der Welle (40) umgibt, an der der Rotorteil (55, 66) des Magnetlagers vorgesehen ist,

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mit einem aktiven axialen Magnetanschlag mit ein-^rn ortsfesten Teil, das einem Abschnitt der Welle (40) gegenüberliegt, das den bewegbaren Teil (71) des Anschlags trägt,

mit Radiai-Detektoren und mit Axial-Detektoren, die die Lage der Welle (40) überwachen und mit einem Steuerkreis verbunden sind zur Versorgung der Statorteile (49, 65; '(Q) des Magnetlagers und des Magnetanschlags abhängig von Anzeigen der Detektoren,

mit einem elektromotor, dessen Statorteil (60) die Welle (40) an einem Höhenabschnitt umgibt, an dem der Rotorteil (61) des Elektromotors vorgesehen ist, und

mit einer Anordnung von Kugellagern (51, 67, 73), die um die Welle (40) des Mahlwerks befestigt sind und auf denen die Welle (40) ruht, wenn sie außer Betrieb ist.
2. Mahlwerk nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Tragen der Welle (40) des Rotors zwei radiale Magnetlager aufweist, die beiderseits des Antriebs-Motors in axialer Richtung der Welle (40) angeordnet sind.
3. Mahlwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß die angetriebene und tragende vertikale Welle (40) des Rotors im Inneren eines in Seitenrichtung dichten vertikalen Raums angeordnet ist, der im Inneren der Kammer vorgesehen ist durch die ortsfesten Tragglieder der Statorteile (49, 65, 60) der Magnetlager und des Motors, und zwar einstückig mit der Kammer, wobei dieser innere Abschnitt nach außerhalb der Kammer an ihrem Unterteil mündet und wobei die Welle (40) des Rotors mit den ortsfesten Traggliedern (45, 58) eine Labyrinthdichtungs-Anordnung bildet.

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4. Mahlwerk nach einem der Ansprüche 1 bis J>, dadurch gekennzeichnet,daß die vertikale Welle (40) zum Tragen und Haltern des Rotors über einen Abschnitt dessen Länge außerhalb der Kammer ist und an diesem außerhalb liegenden Teil von einer Drehverbindung umgeben ist, zur Versorgung des Rotors mit KUhIfluid.
5· Mahlwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,daß die Drehverbindung durch zwei dichte Kugellager (75) gebildet ist, die einen an der Welle (40) des Rotors befestigten Innenring und einen die ZufUhrleitungen des Klihlfluids aufnehmenden Außenring besitzen sowie Leitungen zur Zufuhr eines Schmiermittels zu den Kugellagern (75) der Drehverbindung.
6. Mahlwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,daß die Welle (40) zum Tragen und zum Antreiben des Rotors rohrförmig ist und innen ein koaxiales Rohr (81) besitzt, das in ihr so befestigt ist, daß eine Ringleitung (82) zwischen der Innenseite der Welle (40) und der Außenseite des Innenrohrs (81) gebildet ist, wobei die Umwälzung des Kühlmittels des Rotors aus dem Inneren des inneren Rohrs (81) in die Ringleitung mit entgegengesetzter Strömungsrichtung erfolgt.

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