DE3242950A1

DE3242950A1 - Vorrichtung fuer die prallzerkleinerung von mahlgut

Info

Publication number: DE3242950A1
Application number: DE19823242950
Authority: DE
Inventors: Dieter 5840 Schwerte Müschenborn; Robert Prof. 5100 Aachen Rautenbach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-11-20
Filing date: 1982-11-20
Publication date: 1984-05-24
Also published as: BE898252A

Description

Andrejewski, Honke & Partner, Patenfanwälte in Essen

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Vorrichtung für die Prallzerkleinerung von Mahlgut, insbesondere von mineralischem Mahlgut, mit Mühlengehäuse und Mahlaggregat mit

zwei gegeneinander arbeitenden Rotorscheiben und auf den Rotorscheiben, entsprechend konzentrischen Kreisen, mit Abstand voneinander angeordneten Mahlwerkzeugen,

wobei die Mahlwerkzeuge aus einem Tragbolzen und daran befestigten, kammerbildenden Schotten bestehen und die rotorscheibenfernen Enden der Tragbolzen durch Stabilisierungsringe vereinigt sind, wobei fernerhin das Mühlengehäuse eine zentrale Mahlgutaufgabe sowie einen peripheren Feingutabzug aufweist. Mineralisches Mahlgut meint im Rahmen der Erfindung insbesondere

Kohle, Ölschiefer u. dgl.. Es versteht sich, daß die kammerbildenden Schotten auch an den Rotorscheiben und/oder an den Stabilisierungsringen befestigt sein können.

; Die bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen (DE-OS 16 07 582) sind, bis auf die betriebene Gestaltung der Mahlwerkzeuge, den klassischen Stiftmühlen ähnlich und haben sich bewährt. Sie , führen in spezifischer Verwendung (DE-OS 29 26 042, DE-OS 29 ■ 33 592) zu besonderen Mahleffekten bei extrem niedrigem Ver- : schleiß. Der niedrige Verschleiß beruht darauf, daß sich in den _: Kammern, die durch die kammerbildenden Schotten entstehen, Mahlgut und insbesondere gemahlenes Gut ablagert und die Prallzerkleinerung und damit der Mahlvorgang nicht an abrasiv beanspruch* ten Metallteilen, sondern vielmehr auf diesen Mahlgutpolstern

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stattfindet. Andererseits ist die Prallzerkleinerung ein mit Entropieerzeugung behafteter Prozeß. Die aufgewandte Energie wird bei den bekannten Vorrichtungen nur teilweise in Zerklei- ■ nerungsarbeit umgesetzt. Der Wirkungsgrad der bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen ist daher verbesserungsfähig und nach Erkenntnissen, die der Erfindung zugrundeliegen, durch aerodynamische Effekte beeinträchtigt. Aerodynamisch meint hier die Strömungszusammenhänge in bezug auf die Mischung aus Luft bzw. Schutzgas und Mahlgut und gemahlenem Gut.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung die aerodynamisch bedingten Energiever- ; luste zu reduzieren, und zwar möglichst ohne Veränderung der bewährten Mahlwerkzeuge.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß auf die Rotorscheiben Mahlraumbegrenzungsringe aufgesetzt sind, ^;

in welche die Tragbolzen eingesetzt sind und zwischen welche die Stabilisierungsringe der Tragbolzen der jeweils anderen Rotorscheibe einfassen,

und daß die Mahlraumbegrenzungsringe sowie die Stabilisierungs- '■■

ringe im Bereich der Rotorscheiben mahlwerkzeugseitig eine bis auf Ringspalte geschlossene Mahlraumbegrenzungswand bilden. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besitzen die Mahlraumbegrenzungswände eine ebene Oberfläche, deren Rauhigkeit möglichst gering sein soll. Die Formulierung, daß die Tragbolzen in die Mahlraumbegrenzungsringe eingesetzt sind, umfaßt auch eine Ausführungsrorm, bei der die Tragbolzen in der Rotorscheibe befestigt sind und die Mahlraumbegrenzungs-

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ringe durchdringen. Die Mahlraumbegrenzungsringe können besondere Bauteile sein, die mit den Rotorscheiben vereinigt sind, sie können aber auch spanabhebend aus den Rotorscheiben herausgearbeitet sein.

Erfindungsgemäß werden bei einer Vorrichtung des beschriebenen Aufbaus die aerodynamischen Randbedingungen für die von der zentralen Mahlgutaufgabe zum peripheren Feingutabzug fließende Strömung durch die Mahlraumbegrenzungswände definiert. Diese Randbedingungen sind bei der Mahlarbeit, bis auf Grenzschichten, die man durch die Oberflächenrauhigkeit der Mahlraumbegrenzungs-f wände beeinflussen kann, praktisch konstant und von der Tatsache nicht abhängig, daß die Rotorscheiben rotieren. Es handelt sich insoweit um zeitlich konstante Randbedingungen in einer Schnellaufenden Maschine an relativ zueinander bewegten Maschi- · nenteilen. Im Gegensatz dazu besitzt der Mahlraum bei der be- ; kannten Ausführungsform keine durch besondere Bauteile definierte Begrenzung, weil die Mahlwerkzeuge der einen Rotorscheibe ; vor der anderen Rotorscheibe enden und die Position der Mahlwerkzeuge, auch im Bereich der Rotorscheiben, sich mit der [ ■ Rotation fortlaufend verändert. Damit verändern sich die Rand- ■

bedingungen für die von der zentralen Mahlgutaufgabe zum • peripheren Feingutabzug fließenden Strömung zeitlich periodisch j mit der Rotation. Überraschenderweise erreicht die Erfindung durch die Ausbildung der geschlossenen Mahlraumbegrenzungswände ι und damit die Einrichtung von insoweit zeitlich konstanten ! Randbedingungen eine beachtliche Verbesserung des Wirkungsigrades. Aber auch das KörnungsSpektrum des Feingutes wird zum 'Feinen hin günstig verändert.

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Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. Im allgemeinen wird man die Anordnung so treffen, daß die Mahlraumbegrenzungswände zueinander parallel verlaufen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, auf die beschriebene Strömung durch Querschnittsveränderungen des Mahlraumprofils einzuwirken. Hierzu lehrt die Erfindung, daß die Mahlraumbegrenzungswände den Mahlraum in radialer Richtung nach außen hin verengen. Umgekehrt läßt sich die Anordnung so treffen, daß die Mahlraumbegrenzungswände den Mahlraum in radialer Richtung nach außen hin erweitern. Durch Verengung bzw. Erweiterung läßt sich das Korn- ', Spektrum des Feingutes speziellen Mahlaufgaben anpassen.

Zur Aerodynamik der Zusammenhänge und zur Verbesserung des | Wirkungsgrades trägt auch die Orientierung der kammerbildenden , Schotten in bezug auf die Rotationsrichtung bei. Sind die Mahlwerkzeuge mit in bezug auf die Tragbolzen radialen Schotten ' ausgebildet, so lehrt die Erfindung zum Zwecke der Einstellung ' der Orientierung der kammerbildenden Schotten, daß die Tragbolzen um ihre Achse einstellbar an den Rotorscheiben befestigt ; sind und daß die Schotten in den einzelnen Mahlwerkzeugkreisen von innen nach außen unterschiedliche Einstellung aufweisen. Zu besonders günstigen Ergebnissen in bezug auf Zerkleinerungsarbeit und Aerodynamik kommt man dadurch, daß in Kombination ■ zu der Anordnung von Mahlraumbegrenzungswänden die Schotten, : z. B. kreuzweise angeordnet, im wesentlichen radial und tangen- _: tial in bezug auf den Rotationskreis der Mahlwerkzeuge orien- j tiert sind. Wenn bei speziellen Mahlaufgaben die Gefahr besteht,; daß Mahlgut und insbesondere zerkleinertes Mahlgut in die Spalte zwischen den Mahlraumbegrenzungsringen und den Stabilisierungs-

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ringen eindringt, so läßt sich diese Gefahr dadurch beseitigen, daß die Mahlraumbegrenzungsringe sowie die Stabilisierungsringe mit der den Mahlraumbegrenzungsringen zugeordneten Rotorscheibe Ringräume oder Ringspalträume bilden und diese belüftet sind. Belüftung meint im Rahmen der Erfindung auch Druckluftzuführung bzw. Schutzgaszuführung. Das kann auf einfache Weise dadurch geschehen, daß eine zentrale Druckluft- oder Druckgaszuführung (z. B. durch die Wellen der Rotorscheiben hindurch) vorgesehen ist und daß die Mahlraumbegrenzungsringe die Ringräume oder Ringspalträume verbindende Bohrungen aufweisen. Auf Abdichtungsmaßnahmen zwischen den Mahlraumbegrenzungsringen und den Stabilisierungsringen kann im allgemeinen verzichtet werden. Nichtsdestoweniger liegt es im Rahmen der Erfindung, zwischen den Mahlraumbegrenzungsringen und den Stabilisierungsringen in jeder Mahlraumbegrenzungswand Labyrinthdichtungsausbildungen vorzusehen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden, schematischen Zeichnung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Radialschnitt durch das Mahlaggregat einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1,

Fig. 3 den vergrößerten Ausschnitt B aus dem Gegenstand nach Fig._ 2,

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Fig. 4 den vergrößerten Ausschnitt C aus dem Gegenstand nach Fig. 1 , und

Fig. 5 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zur Prallzerkleinerung von Mahlgut, und zwar insbesondere von mineralischem Mahlgut wie Kohle, Ölschiefer u. dgl.. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören ein Mühlengehäuse und ein Mahlaggregat. Da die Erfindung sich mit der Ausbildung des Mahlaggregates beschäftigt, wurde aus Gründen der Deutlichkeit das Mühlengehäuse nicht gezeichnet.

Zum Mahlaggregat gehören zwei gegeneinander arbeitende Rotorscheiben 1 mit auf den Rotorscheiben 1 entsprechend konzentrischen Kreisen mit Abstand voneinander angeordneten Mahlwerkzeugen 2, 3. Die Mahlwerkzeuge bestehen aus einem Tragbolzen und daran befestigten, kammerbildenden Schotten 3. Die rotorscheibenfernen Enden der Tragbolzen 2 sind durch Stabilisierungsringe 4 vereinigt. Die Rotorscheiben 1 sind ihrerseits auf nur angedeuteten Wellen 5 befestigt. Das Mühlengehäuse besitzt eine zentrale Mahlgutaufgabe sowie einen peripheren Feingutabzug (nicht gezeichnet).

Auf die Rotorscheiben 1 sind Mahlraumbegrenzungsringe 6 aufgesetzt, in welche die Tragbolzen 2 eingesetzt sind, aaschen die Mahlraumbegrenzungsringe 6 der einzelnen Rotorscheiben 1

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fassen die Stabilisierungsringe 4 der Tragbolzen 2 der jeweils anderen Rotorscheiben 1 ein. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Mahlraumbegrenzungsringe 6 sowie die Stabilisierungsringe 4 im Bereich der Rotorscheiben 1 mahlwerkzeugseitig eine bis auf Ringspalte 7 geschlossene Mahlraumbegrenzungswand 4, 6 bilden. Die Mahlraumbegrenzungswände 4, 6 sind im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung als ebene Oberfläche ausgeführt. Die Oberfläche ist zweckmäßigerweise so bearbeitet, daß sie nur geringe Rauhigkeit besitzt. Es versteht sich, daß sowohl die Wellen 5, auf denen die Rotorscheiben 1 befestigt sind als auch die Rotorscheiben selbst, die Mahlraumbegrenzungsringe 6 und die Stabilisierungsringe 4 mit sehr engen Toleranzen gefertigt sind und daß, wie bei Schnellaufenden Rotationsmaschinen üblich, ünrundheitseinflüsse und Unwuchteinflüsse beseitigt sind.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4 verlaufen die Mahlraumbegrenzungswände 4, 6 zueinander parallel. In der Fig. 5 wurde angedeutet, daß man zur Beeinflussung der Aerodynamik der Zusammenhänge die Mahlraumbegrenzungswände 4, 6 auch in radialer Richtung nach außen hin erweitern kann. Der Fachmann entnimmt aus der Fig. 5, daß auch die Umkehrung möglich ist.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besitzen die Tragbolzen 2 in bezug auf ihre Achse radiale Schotten 3. Die Tragbolzen 2 sind um ihre Achse einstellbar an den Rotorscheiben 1 befestigt, und zwar so, daß sie in den einzelnen Mahlwerkzeugkreisen unterschiedliche Ein-

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stellung ist so getroffen, daß die Schotten 3, die kreuzweise angeordnet sind, im wesentlichen radial und tangential in bezug auf den Rotationskreis der einzelnen Mahlwerkzeuge 2, 3 orientiert sind. Insbesondere aus der Fig. 1 entnimmt man, daß die Mahlraumbegrenzungsringe 6 sowie die Stabilisierungsringe 4 mit der den Mahlraumbegrenzungsringen 6 zugeordneten Rotorscheibe 1 Ringräume oder Ringspalträume 8 bilden. Diese sind belüftet. Dazu wurde angedeutet, daß eine zentrale Druckluftoder Druckgaszuführung 9 durch die Wellen 5 der Rotorscheiben hindurch vorgesehen ist, wobei die Mahlraumbegrenzungsringe 6 die Ringräume oder Ringspalträume 8 verbindende Bohrungen 10 aufweisen. Zwischen den Mahlraumbegrenzungsringen 6 und den Stabilisierungsringen 4 können in jeder Mahlraumbegrenzungswand 4, 6 auch Labyrinthdichtungsausbildungen 11 angeordnet sein, wie es die Fig. 4 erkennen läßt.

Claims

Andrejewski, Honke & Partner Patentanwälte Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-Ing. Manfred Honke Diplom-Physiker Dr. Karl Gerhard Masch Anwaltsakte: 59 530/Ka-4300 Essen 1, Theaterplatz 3, Postf. 100254 18. November 1982 Patentanmeldung der Herren Heinrich Nickel Siegenstraße 111 4600 Dortmund-Mengede und Ernst Eggeling Paul-Geisler-Weg 4600 Dortmund-Lücklemberg Vorrichtung für die Prallzerkleinerung von Mahlgut Patentansprüche:

1. Vorrichtung für die Prallzerkleinerung von Mahlgut, insbesondere von mineralischem Mahlgut, mit Mühlengehäuse und Mahlaggregat mit

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zwei gegeneinander arbeitenden Rotorscheiben und auf den Rotorscheiben, entsprechend konT zentrischen Kreisen, mit Abstand voneinander angeordneten Mahlwerkzeugen,

wobei die Mahlwerkzeuge aus einem Tragbolzen und daran befestigten, kammerbildenden Schotten bestehen und die rotorscheibenfernen Enden der Tragbolzen durch Stabilisierungsringe vereinigt sind, wobei fernerhin das Mühlengehäuse eine zentrale Mahlgutaufgabe sowie einen peripheren Feingutabzug aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Rotorscheiben (1) Mahlraumbegrenzungsringe (6) aufgesetzt sind, .

in welche die Tragbolzen (2) eingesetzt sind und zwischen welche die Stabilisie- ; rungsringe (4) der Tragbolzen (2) der je- ; weils anderen Rotorscheibe (1) einfassen,

und daß die Mahlraumbegrenzungsringe (6) sowie die Stabilisierungsringe (4) im Bereich der Rotorscheiben (1) mahlwerkzeugseitig eine bis auf Ringspalte (7) geschlossene Mahlraumbegren-, zungswand (4, 6) bilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlraumbegrenzungswände (4, 6) eine ebene Oberfläche auf- '■ weisen.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlraumbegrenzungswände (4, 6) der beiden Rotorscheiben (1) zueinander parallel verlaufen.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlraumbegrenzungswände (4, 6) den Mahlraum (M) in radialer Richtung nach außen hin verengen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlraumbegrenzungswände (4, 6) den Mahlraum (M) in radialer Richtung nach außen hin erweitern.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in der Ausführungsform mit in bezug auf die Tragbolzen radialen Schotten, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragbolzen (2) um ihre Achse einstellbar an den Rotorscheiben (1) befestigt sind und die Schotten (3) auf den einzelnen Mahlwerkzeugkreisen von innen nach außen unterschiedliche Einstellung aufweisen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in der Ausführungsform mit in bezug auf die Tragbolzen radialen Schotten, dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination dazu die Schotten (3) im wesentlichen radial und tangential in bezug auf den Rotationskreis der Mahlwerkzeuge (2, 3) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Mahlraumbegrenzungsringe (6) sowie die Stabilisierungsringe (4) mit der den Mahlraumbegrenzungsrxngen _: (6) zugeordneten Rotorscheibe (1) Ringräume oder Ringspalträume (8) bilden und diese belüftet sind.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale Druckluft- oder Druckgasführung (9) (z. B. durch die Wellen (5) der Rotorscheiben (1) hindurch) vorgesehen ist und daß die Mahlraumbegrenzungsringe (6) die Ringräume oder Ringspalträume (8) verbindende Bohrungen (10) aufweisen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Mahlraumbegrenzungsringen (6) und den Stabilisierungsringen (4) in jeder Mahlraumbegrenzungswand (4, 6) Labyrinthdichtungsausbildungen (11) angeordnet sind.