DE29618748U1 - Device for grinding particulate feed - Google Patents
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Description
und Handelsagentur G.m.b.H. & Co KEG A - 8403 Lebring (Österreich)and trading agency G.m.b.H. & Co KEG A - 8403 Lebring (Austria)
Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Mahlen von teilchenförmigem Aufgabegut mit stark unterschiedlicher Feinheit, die mit einer Vormahleinrichtung, einer nachgeordneten Wälzmühle und einem letzterer nachgeordneten Sichter mit Grobgutrückführung zur Wälzmühle ausgestattet ist.The innovation concerns a device for grinding particulate feed material with greatly varying degrees of fineness, which is equipped with a pre-grinding device, a downstream roller mill and a downstream classifier with coarse material return to the roller mill.
Wälzmühlen, wie Walzenschüsselmühlen, Pendelmühlen usw., werden im allgemeinen für Endprodukt-Feinheiten bis zu Dgg = 4 4 um verwendet, wobei mit Dgg jene Oberkorngrenze bezeichnet wird, unterhalb der 98% des Mahlgutes liegen. In letzter Zeit wurden Versuche unternommen, Wälzmühlen auch zur Herstellung feinerer Produkte bis zu Dgg = 20 um einzusetzen- In der Praxis wurde jedoch in diesem Feinheitsbereich eine starke Abnahme der Mahlleistung beobachtet.Roller mills, such as roller bowl mills, pendulum mills, etc., are generally used for end product finenesses of up to Dgg = 4 µm, where Dgg is the upper grain limit below which 98% of the material to be ground lies. Recently, attempts have been made to use roller mills to produce finer products of up to Dgg = 20 µm. In practice, however, a sharp decrease in grinding performance has been observed in this fineness range.
Aus der DD 127 023 bzw. der DE 195 14 971 ist das Vorschalten einer Vormahlstufe vor eine Wälzmühle bekannt, um die Kornbandbreite des Aufgabegutes der Wälzmühle zu verringern und dadurch den Durchsatz und Energiehaushalt zu verbessern. Die vorgestellten Verfahren bzw. Vorrichtungen können sich jedoch nicht an im Betrieb wechselnde Bedingungen anpassen.From DD 127 023 and DE 195 14 971 it is known to install a pre-grinding stage in front of a roller mill in order to reduce the grain range of the feed material of the roller mill and thereby improve the throughput and energy balance. However, the methods and devices presented cannot adapt to changing conditions during operation.
Die Neuerung setzt sich daher zum Ziel, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Mahlen von teilchenförmigen! Aufgabegut mit einer Wälzmühle zu schaffen, das bzw. die im Feinstsichtbereich selbst bei wechselnden Betriebsbedingungen eine erhöhte Mahlleistung bietet. Dieses Ziel wird mit einem Verfahren der einleitend genannten Art erreicht, das sich gemäß der Neuerung dadurch auszeichnet, daß das Aufgabegut in einer Vormahleinrichtung auf eine Feinheit vorgemahlen wird, welche im Hinblick aufThe innovation therefore aims to create a method and a device for grinding particulate feed material with a roller mill, which offers increased grinding performance in the finest class area even under changing operating conditions. This goal is achieved with a method of the type mentioned in the introduction, which is characterized according to the innovation by the fact that the feed material is pre-ground in a pre-grinding device to a fineness which, with regard to
eine Maximierung des Durchsatzes des Verfahrens gewählt wird. Die neuerungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß Mahlfeinheit der Vormahleinrichtung während des Betriebes einstellbar ist.a maximization of the throughput of the process is chosen. The innovative device is characterized by the fact that the grinding fineness of the pre-grinding device can be adjusted during operation.
Die Neuerung schafft erstmals eine On-Line-Verstellung der Vormahlseinheit zur ständigen Optimierung des Gesamtdurchsatzes sowie eine entsprechende Steuereinrichtung.The innovation creates for the first time an online adjustment of the pre-grinding unit for the continuous optimization of the overall throughput as well as a corresponding control device.
Im allgemeinen ist eine spezielle Art von Inhomogenität des Mahlbettes der Grund für die beobachtete überproportional starke Abnahme der Mahlleistung einer Wälzmühle mit zunehmender Endproduktfeinheit: Je feiner das Endprodukt ist, desto feiner ist der Grobgutrücklauf vom Sichter, so daß in der Wälzmühle ein Mahlbett entsteht, in dem einige wenige grobe Teilchen des Aufgabegutes (mit Korngrößen bis zu 30 mm) in einer zunehmend größeren Feingutschicht "schwimmend" eingebettet sind. Eine wirksame Vermahlung des Sichtergrobgutes ist dadurch nicht mehr gewährleistet. Durch Vormahlen wird vermieden, daß das Mahlbett größere Teilchen enthält, welche die Mahlwirkung beeinträchtigen. Im homogenisierten Mahlbett wird eine wesentlich höhere Mahlleistung erzielt, was ,wiederum den Grobgutrücklauf vom Sichter verringert und den Gesamtdurchsatz des Verfahrens weiter steigert.In general, a special type of inhomogeneity of the grinding bed is the reason for the observed disproportionately strong decrease in the grinding performance of a roller mill with increasing end product fineness: the finer the end product, the finer the coarse material return from the classifier, so that a grinding bed is created in the roller mill in which a few coarse particles of the feed material (with grain sizes of up to 30 mm) are "floating" in an increasingly larger layer of fine material. Effective grinding of the coarse material to be classified is therefore no longer guaranteed. Pre-grinding prevents the grinding bed from containing larger particles that impair the grinding effect. A significantly higher grinding performance is achieved in the homogenized grinding bed, which in turn reduces the coarse material return from the classifier and further increases the overall throughput of the process.
Die optimale Vormahlfeinheit hängt von der gewünschten Endproduktfeinheit ab; für jede spezifische Endproduktfeinheit und jedes spezifische Aufgabegut gibt es einen im Hinblick auf den Verfahrensdurchsatz optimalen Wert der Vormahlfeinheit. Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß für eine Feinheit Dgg des Feingutes von unter 44 &mgr;&igr;&agr; die Mahlfeinheit Dgg des Vormahlens im Bereich von 0,2 bis 1 mm, vorzugsweise 0,5 bis 1 mm gewählt wird.The optimum pre-grinding fineness depends on the desired end product fineness; for each specific end product fineness and each specific feed material there is an optimum value of the pre-grinding fineness with regard to the process throughput. A preferred embodiment of the process consists in that for a fineness Dgg of the fine material of less than 44 μεγ, the grinding fineness Dgg of the pre-grinding is selected in the range of 0.2 to 1 mm, preferably 0.5 to 1 mm.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung besteht darin, daß die Mahlfeinheit der Vormahleinrichtung von einer Steuereinrichtung gesteuert ist, welcher ein Meßwert für den Durchsatz der Vorrichtung zugeführt ist und welche die Mahlfeinheit im Hinblick auf eine Maximierung des gemessenen Durchsatzes steuert.A particularly advantageous embodiment of the device consists in that the grinding fineness of the pre-grinding device is controlled by a control device to which a measured value for the throughput of the device is fed and which controls the grinding fineness with a view to maximizing the measured throughput.
Als Vormahleinrichtung kann an sich jede Art von Mühle verwendet werden, deren Mahlfeinheit während des Betriebes einstellbar ist und die für das zu mahlende Material geeignet ist,Any type of mill can be used as a pre-grinding device, the fineness of which can be adjusted during operation and which is suitable for the material to be ground.
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z.B. eine Kegelschwingmühle. Gemäß einem weiteren Merkmal der Neuerung kann alternativ eine Hammermühle mit variabler Drehzahl und/oder verstellbarer Rostspaltbreite verwendet werden. Letzteres läßt sich bei einer Hammermühle, die einen Mahlrost aus nebeneinanderliegenden, mit Abstandhaltern versehenen Stäben aufweist, bevorzugt dadurch realisieren, daß die Abstandhalter als Hydraulikzylinder ausgebildet sind, welche gemeinsam beaufschlagbar sind. Zur gemeinsamen Rückstellung der Rostspalte wird bevorzugt eine am ersten und am letzten Stab des Mahlrostes angreifende Spanneinrichtung vorgesehen.e.g. a conical vibrating mill. According to a further feature of the innovation, a hammer mill with variable speed and/or adjustable grate gap width can be used alternatively. The latter can be achieved in a hammer mill that has a grinding grate made of bars lying next to each other and provided with spacers, preferably by the spacers being designed as hydraulic cylinders which can be jointly acted upon. To reset the grate gaps together, a clamping device is preferably provided which engages the first and last bars of the grinding grate.
Gemäß einer weiteren Alternative der Neuerung kann als Vormahleinrichtung eine herkömmliche Wirbelstrommühle mit einem kegelförmigen Rotor und einem kegelförmigen Stator verwendet werden, bei welcher der Stator axialverstellbar gelagert ist. Dies läßt sich konstruktiv besonders einfach erreichen, wenn der Stator einen Deckel für ein den Rotor lagerndes Gehäuse bildet und mit Hilfe zumindest eines, vorzugsweise mehrerer synchron angetriebener Spindeltriebe gegenüber dem Gehäuse in Axialrichtung verstellbar ist. In diesem Fall kann zur Anzeige des Mahlspaltes ein mit dem Rotor verbundener Längenmeßstab durch den Stator hindurchgeführt werden.According to a further alternative of the innovation, a conventional eddy current mill with a conical rotor and a conical stator can be used as the pre-grinding device, in which the stator is mounted so that it is axially adjustable. This can be achieved in a particularly simple way in terms of construction if the stator forms a cover for a housing that supports the rotor and can be adjusted in the axial direction relative to the housing with the help of at least one, preferably several synchronously driven spindle drives. In this case, a length measuring rod connected to the rotor can be guided through the stator to indicate the grinding gap.
Die Neuerung wird nachstehend an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigtThe innovation is explained in more detail below using the examples shown in the drawings. The drawings show
Fig. 1 das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit einer schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung,Fig. 1 the method according to the invention in connection with a schematically illustrated device according to the invention,
Fig. 2 eine Wirbelstrommühle in schematischem Längsschnitt, die sich als Vormahleinrichtung für das Verfahren bzw. die Vorrichtung von Fig. 1 eignet, undFig. 2 shows a schematic longitudinal section of a whirlpool mill, which is suitable as a pre-grinding device for the method or device of Fig. 1, and
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf einen Mahlrost einer Hammermühle, die ebenfalls als Vormahleinrichtung für das Verfahren bzw. die Vorrichtung von Fig. 1 verwendet werden kann.Fig. 3 is a schematic plan view of a grinding grate of a hammer mill, which can also be used as a pre-grinding device for the process or device of Fig. 1.
Gemäß Fig. 1 wird teilchenförmiges Aufgabegut aus einem Aufgabebehälter 1 über eine Aufgabeschnecke 2 mit variabler Drehzahl und eine Bandwaage 3 einer Vormahleinrichtung 4 zugeführt. Das vorgemahlene Gut wird anschließend einer Wälzmühle 5 aufgegeben, die bei dem gezeigten Beispiel eine Walzenschüsselmühle ist. Mit Hilfe einer pneumatischen Förderanlage, dieAccording to Fig. 1, particulate feed material is fed from a feed container 1 via a feed screw 2 with variable speed and a belt scale 3 to a pre-grinding device 4. The pre-grinded material is then fed to a roller mill 5, which in the example shown is a roller mill. With the help of a pneumatic conveyor system, the
durch ein am Ausgang der Vorrichtung angeschlossenes Saug-Gebläse 6 angedeutet ist, gelangt das Mahlgut in einen Feinstsichter 7, wo es in Feingut und Grobgut klassiert wird. Das Grobgut wird direkt zur Wälzmühle 5 zurückgeführt, wogegen das Feingut in einem Filter 8 vom Förderluftstrom getrennt und am Ausgang 9 als Endprodukt zur Verfügung steht.As indicated by a suction fan 6 connected to the outlet of the device, the ground material enters a fine sifter 7, where it is classified into fines and coarse material. The coarse material is returned directly to the roller mill 5, whereas the fine material is separated from the conveying air flow in a filter 8 and is available as the end product at the outlet 9.
Eine Meßeinrichtung 10 mißt den Differenzdruck in der pneumatischen Förderanlage und erhöht bei einer Abnahme des Differenzdruckes die Drehzahl der Aufgabeschnecke 2 und damit die Aufgabegutzufuhr bzw. verringert diese bei einem Anstieg des Differenzdruckes. Diese Regelung ist in der Technik bekannt und gewährleistet ein weitgehendes Konstanthalten des Druckabfalles über die Wälzmühle 5, um ihre Mahlleistung maximal auszunützen. A measuring device 10 measures the differential pressure in the pneumatic conveyor system and increases the speed of the feed screw 2 and thus the feed material supply if the differential pressure decreases or reduces it if the differential pressure increases. This control is known in technology and ensures that the pressure drop across the roller mill 5 is kept largely constant in order to make maximum use of its grinding performance.
Die Bandwaage 3 mißt den Durchsatz an Aufgabegut. Da im eingeschwungenen Zustand der Ausstoß an Endprodukt gleich der Aufgabegutzufuhr ist, mißt die Bandwaage 3 gleichzeitig den Durchsatz durch die gesamte Vorrichtung bzw. des gesamten Verfahrens .The belt scale 3 measures the throughput of the feed material. Since in the steady state the output of the end product is equal to the feed material supply, the belt scale 3 simultaneously measures the throughput of the entire device or the entire process.
Die Mahlfeinheit der Vormahleinrichtung 4 wird abhängig von der gewünschten Endproduktfeinheit so eingestellt, daß der Durchsatz des Verfahrens maximal ist. Dies kann händisch oder mit Hilfe einer Steuereinrichtung 11 durchgeführt werden, welcher ein Meßwertausgang der Bandwaage 3 zugeführt ist und die ihrerseits die Mahlfeinheit der Vormahleinrichtung 4 steuert. In der Praxis hat sich gezeigt, daß für eine Feinheit Dgg des Feingut-Endproduktes von unter 44 um, insbesondere im Bereich um 2 0 um, der Durchsatz ein Maximum im Bereich einer Vormahlfeinheit von 0,2 bis 1 mm, insbesondere 0,5 bis 1 mm, hat. Die Steuereinrichtung 11 führt unter Berücksichtigung der Regelgrenzen der Vorrichtung einen entsprechenden Maximalwertabgleich aus.The grinding fineness of the pre-grinding device 4 is set depending on the desired end product fineness so that the throughput of the process is maximum. This can be done manually or with the help of a control device 11, to which a measured value output of the belt scale 3 is fed and which in turn controls the grinding fineness of the pre-grinding device 4. In practice it has been shown that for a fineness Dgg of the fine material end product of less than 44 µm, in particular in the range of around 2 0 µm, the throughput has a maximum in the range of a pre-grinding fineness of 0.2 to 1 mm, in particular 0.5 to 1 mm. The control device 11 carries out a corresponding maximum value adjustment taking into account the control limits of the device.
Ein Beispiel einer Vormahleinrichtung mit einstellbarer Mahlfeinheit ist in Fig. 2 dargestellt. Fig. 2 zeigt eine Wirbelstrommühle mit einem kegelförmigen Rotor 12 und einem kegelförmigen Stator 13, zwischen denen ein kegelmantelförmiger Mahlspalt 14 ausgebildet ist, welcher über einen Aufgabetrichter 15 und die Oberseite des Rotors 12 beschickt wird. Der Stator 13 bildet einen Deckel für ein den Rotor 12 lagerndes Ge-An example of a pre-grinding device with adjustable grinding fineness is shown in Fig. 2. Fig. 2 shows a whirlpool mill with a conical rotor 12 and a conical stator 13, between which a conical grinding gap 14 is formed, which is fed via a feed hopper 15 and the top of the rotor 12. The stator 13 forms a cover for a device supporting the rotor 12.
hause 16 und ist mit Hilfe von vier über (nicht dargestellte Schrittmotoren) synchron angetriebenen Spindeltrieben 17 in Axialrichtung bezüglich des Gehäuses 16 verstellbar, wodurch sich der Mahlspalt 14 entsprechend ändert. An der Oberseite des Rotors 12 ragt ein Längenmeßstab 18 hoch, der durch eine (nicht dargestellte) Hülse geschützt unter entsprechender Abdichtung durch den Stator 13 hindurchgeführt ist und eine von außen sichtbare Anzeige des Mahlspaltes 14 zur Verfügung stellt. Alternativ könnte auch ein berührungsloses, z.B. opto-elektronisches Meßsystem zur Anzeige des Mahlspaltes vorgesehen werden.housing 16 and is adjustable in the axial direction with respect to the housing 16 with the aid of four spindle drives 17 driven synchronously by stepper motors (not shown), whereby the grinding gap 14 changes accordingly. A length measuring rod 18 protrudes from the top of the rotor 12, which is guided through the stator 13 under appropriate sealing and protected by a sleeve (not shown) and provides an externally visible display of the grinding gap 14. Alternatively, a contactless, e.g. opto-electronic measuring system could also be provided to display the grinding gap.
In Fig. 3 ist ein Verstellmechanismus für eine Hammermühle gezeigt, welche ebenfalls als Vormahleinrichtung 4 verwendet ^t werden kann. Hammermühlen haben einen Mahlrost 19 aus nebeneinander liegenden, mit Abstandhaltern 20 versehenen Stäben 21, über dem sich ein (nicht dargestellter) mit Hämmern ausgestatteter Rotor dreht. Der Mahlrost 19 verläuft in Richtung quer zu den Stäben 21 gekrümmt um einen Teilumfang des Rotors und ist zwecks einfacherer Darstellung in Fig. 3 abgewickelt gezeigt.Fig. 3 shows an adjustment mechanism for a hammer mill, which can also be used as a pre-grinding device 4. Hammer mills have a grinding grate 19 made of bars 21 lying next to one another and provided with spacers 20, over which a rotor (not shown) equipped with hammers rotates. The grinding grate 19 runs curved in the direction transverse to the bars 21 around a partial circumference of the rotor and is shown unfolded in Fig. 3 for the sake of simplicity.
Zur Verstellung der Rostspaltbreite sind die Abstandhalter 20 als Hydraulikzylinder ausgebildet, welche über einen Verteiler 22 gemeinsam beaufschlagbar sind. Am ersten und am letzten Stab des Mahlrostes 19 greift eine Spanneinrichtung an, welche auf einer Seite durch Anschläge 23 und auf der anderen Seite durch Hydraulikzylinder 24 mit vorgeschalteten einstellbaren Drosselventilen 25 gebildet ist und eine selektive Rückstellung j/k des Mahlrostes 19 ermöglicht.To adjust the grate gap width, the spacers 20 are designed as hydraulic cylinders, which can be actuated jointly via a distributor 22. A clamping device acts on the first and last bar of the grinding grate 19, which is formed on one side by stops 23 and on the other side by hydraulic cylinders 24 with upstream adjustable throttle valves 25 and enables a selective resetting j/k of the grinding grate 19.
Die Neuerung eignet sich für jede Art von Wälzmühle 5, sei es eine Walzenschüsselmühle, eine Pendelmühle od.dgl.The innovation is suitable for any type of roller mill 5, be it a roller bowl mill, a pendulum mill or the like.
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