DE3327814A1

DE3327814A1 - Druckscherkraft rollen- oder walzenmuehle

Info

Publication number: DE3327814A1
Application number: DE19833327814
Authority: DE
Inventors: E.-Ulrich Dipl.-Ing. 6551 Frei Laubersheim Mathieu; Miroslav 6200 Wiesbaden Svoboda
Original assignee: MATHIEU E ULRICH DIPL ING
Current assignee: MATHIEU E ULRICH DIPL ING
Priority date: 1983-08-02
Filing date: 1983-08-02
Publication date: 1985-03-07

Description

"Druckscherkraft Rollen- oder Walzenmühle"
DRUCKSCHERKRAFT ROLLEN- ODER WALZENMüHLE Wie Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zerkleinerung von stückigem Material bis auf Pulverfeinheit mittels Rollen oder Walzenmühlen mit stationären oder bewegten Rollen oder Walzen oder Mahlbahn unter vermehrtem Einsatz von Druckscherkräften zur Reduzierung von Energieverbrauch und Verschleiß.
Die in eine zerkleinerungsarbeit indizierte Energie bekannter Mahl anlagen wie beispielsweise bei Trommel-, Walze oder Prallmühlen wird nach bekannten Berechnungen nur zu ca. 1 bis 20/. im praktischen Betrieb effektiv in eine Vergrößerung der spez. Oberflache des Mahlgutes umgesetzt. Der Großteil der Energie wird durch Entwicklung von Wärme, Schall, Vibration, etc. folglich nicht unwesentlich in -Verschleiß umgesetzt.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Zerkleinerungssysteme besteht darin, dass sie proportional zu dem hohen spez. Energiebedarf entsprechend groß dimensioniert, folglich kosten- und investitionsintensiv sein müssen.
Bekannterweise kann eine Zerkleinerung eines harten Materiales durch Druck, Reibung, Prall und Scherung erreicht werden, wobei davon ausgegangen wird, daß eine Scherzerkleinerung nur stattfinden kann, wenn das zu zerkleinernde Material zunächst durch einen gewissen Druck fixiert wird, ehe als 2. Kraft winklig zur Druckk@aftlinie die Scherkraft einsetzen kann. "Druckscherkraft Rollen- oder Walzenmühle" Die Druckfestigkeit fester, spröder Materialien ist bekannterweise ca. 10 bis 15 mal höher als eine Scher-oder Biegezugfestigkeit , folglich beträgt der Aufwand an Energie zur Zerkleinereung bei optimalem Einsatz der Scherkraft nur 7 bis 10% der einer Druckzerkleinerung.
Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen e@@eichen eine Zerkleinerung durch Druck, P@all und Reibung, bzw.
Quetschung, wobei eine großindustriell durchgeführte Druckscherzerkleinerung nicht bekannt ist.
Die Scherzerkleinerung konnte bisher teilweise in einer Kaffeemühle mit Mahlkegel bzw. in einer sogenannten Kugelmühle verwirkl icht werden, wobei es sich um eine Mischung von Schneid- und Scherzerkleinernerung im Grobkornbereich handeit Die seit Jahrhunderten bekannten Rollen- und Kollergänge sowie die weiterentwickelten heutigen Mahl anlagen beruhen größtenteils auf einer Reib- Druck- und Quetschwirkung und arbeiten mit Mahlwerkzeugen, deren seitliche Flanken für das zu zerkleinernde Material offen ind , sodaß das entscheidende Moment der Bil dung von Presszonen für eine Druck und Scherkraftbeaufschlaoung nicht gegeben ist.
"Druckscherkraft Rollen- oder Walzenmühle" Besonders auffällig erfolgt eine Druckzerkleinerung in Rollen- und Walzenschüsselmühlen.
Das zu zerkleinernde Material wird in einem sogenannten Material bett z.B. durch die um die Mühlenachse krei¢-förmig bewegten Mahlbahn mehrfach unter die mittels großer Feder- hydraulischer oder sonstiger Kräfte angepreßten Walzen oder Rollen gebracht.
Das zwischen Mahl bahn und Mahlwerkzeug gebrachte Material erwährt durch das überrollen eine Druckbeaufschlagung ,die zu einem Bruch der Material stücke führen kann. Da aber die Flanken zwischen Mahl bahn und Mahlwerkzeug während der überrollung o++en sind, und ein Teil des Materiales seitlich austreten kann, kann sich durch das Fehlen-eines stabilen Materialbettes nur eine relativ kleine Preßzone unter der Rolle oder Walze bilden ,während ein Großteil der eingesetzten Kraft in einer verschleißfördernden Schub- Druckbewegung für das außerhalb der Presszone liegende Material aufgewendet wird. <Fig 2) Walzen und Mahl bahnen von Betriebsmühlen weisen daher an den Flanken charakteristischen wellblechartig geformten Verschleiß auf, der durch diesen unerwünschten Materialfluß hervorgerufen wird, die Standzeiten der betroffenen Teile entscheident verkürzt und zu frühzeitigem Austausch zwingt.
"Druckscherkraft Rollen- oder Walzenmühle" Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Zerkleinerung von stückigen Material bis auf Pulverfeinheit mittels Rollen oder Walzenmühlen mit stationären oder bewegten Rollen oder Walzen oder Mahlbahn unter vermehrtem Einsatz von Druckscherkräften zur Reduzierung von Energieverbrauch und Verschleiß.
Mittels der durch Druckscherkraft erzielten Zerkleinerung können die bisher aufgewendeten Druckkräfte und somit der spez. Verbrauch an Energie sowie der Verschlei» an Mahlwerkzeugen wesentlich verringert werden.
Der aufwand für die eigentliche Mahlanlage kann reduziert bzw. die Leistung erhöht werden.
Erfinderisches Ziel ist weiterhin die Schaffung einer universellen Mahlanlage für die Trocken- und Naßvermahlung, ähnlich der bekannten Trommelmühle mit den Vorteilen einer Rollen- oder Walzenschüsselmühle.
Die bekannten Rollenmühlen sind bisher nur bedingt für den Einsatz in der Hartzerkleinerung einsatzfähig (ZementRlinker wird erstmalig seit ca.3 Jahren in einer einzigen Anlage betriebsmäßig vermahlen), da den Verschleißproblemen bisher nur mit einer Verbesserung der Abriebfestigkeit aller Mahlwerkzeuge begegnet werden konnte.
Bei Einsatz der Druckscherzerkleinerung werden auch Rollen oder Walzenmühlen in der Hartzerkleinerung erfolgreich eingesetzt werden können.
"Druckscherkraft Rollen- oder Walzenmühle" Die Aufgabe zur Entwicklung einer Zerkleinerung mittels Druckscherkräften wird durch folgende Verfahrensschritte gelöst, wobei zu bemerken ist, das nach dem Stand der Technik vorgesehene Ver+ahrensschritte in verschiedenen Verfahren teilweise bereits eingesetzt werden, daß aber erst die Summe der einzelnen Schritte zu dem erfinderisch angestrebten Verfahren der Druckscherkraftzerkleinerung führt.
1. Die Mahlbahn(1) wird mit mehreren Rillen(S) versehen, die parallel oder in einem gewissen- Winkel zur Kreisbahn der Mühle verlaufen.(Fig.1) 2. Die als Mahlwerkzeuge vorgesehenen Rollen oder Walzen(2) werden an der Lauf- bzw. Arbeitsfläche mit einer oder mehreren Ri 1 len(S) versehen, welche spiralförmig oder winklig zur Rollen- oder Walzenachse(3) verlaufen.
(Fig.1) 3. Die Rollen oder Walzen(3) sind derartig zur Mahlbahn(t) geführt, daß sie einen vorgegebenen Spalt für das Material(4) freigeben können, wesentlich aber nicht durch die üblichen Fremdkräfte auf die Mahlbahn gedrückt werden, sondern in einer der Druckentwicklung entsprechend fixierten Stellung verbleiben, mit Ausnahme eines gewissen überlastungsschutzes bei Fremdkörpere i nwi rkung.
"Druckscherkraft Rollen oder Walzenmühle" 4. Das zur Zerkleinerung auf die Mahl bahn aufgebrachte Material(4) gelangt unter die sich mitdrehenden aber vertikal bzw. rechtwinklig zur Mahlbahn nicht verdrangbaren Walzen oder Rollen oder Mahlbahn und entwickelt selbsttätig den für eine Zerkleinerung notwendigen Druck und ein stabiles Materialbett, da im Gegensatz zu den glatten Mahl bahnen das Material durch die Rillen in Mahlbahn und Rolle oder Walze gehindert wird, sich durch die offenen Flanken(7) einer Pressung zu entziehen. Vielmehr entstehen zwischen Mahlbahn und Rolle oder Walze durch die unterschiedliche Verteilung der Drucklinien größere und vermehrt Druckzonen mit zusätzlichen Scher- und Reibungsflachen 5. Um eine Druckscherzerkleinerung wirkungsvoll durchzusetzen, sieht der erfinderische Gedanke eine zwangsweise parallel zur eigenen Achse durchgeführten Hin-und Herbewegung der Rollen oder Walzen einerseits und bzw. oder der Mahlbahn anderseits vor, sodaß das zwischen den mit Rillen versehenen Mahlwerkzeugen und der Mahl bahn eingepreßte und am Ausweichen gehinderte Material mittels einer zweiten Beanspruchung, der gesuchten "bruckscherkraftg beaufschlagt wird.
Diese Kraft ist anhand des Kräfteparallelogrammes im Verhältnis zur druckausübenden Kraft geringer und erfordert entsprechend weniger Energieaufwand.
Erfindungsgemäß neu ist dabei das-Erzielen einer Kombination der gleichzeitigen Anwendung von DrucK- und Scherkräften im Material bett, sodaß die Zerkleinerung nicht durch den direkten Einsatz der Mahlwerkzeuge sondern zwischen diesen durch das Material selbst vorgenommen wird.
"Druckscherkraft Rollen- oder Walzenmühle" .Weiterhin wird vermieden, daß Energie für eine die Druckzerkleinerung begXeitende Kompaktierung und ungewünschte Agglomerierung des bereits zerkleinerten Mahlgutes verbraucht wird; vielmehr können bestehende Verfestigungen wieder aufgelöst werden.
Fig.1 stellt eine mit Rill3n(5) versehene Mahlbahn<1) mit einer ebenfalls mit Rillen versehenen Rolle oder Walze(2) und deren chseC3) sowie dem sich dazwischen befindlichen Materialbett(4>, den seitlichen Flanken(7) und der sich bildenden Preßzonen(8) dar. Eine Hin- und Herbewegung(6) der Rolle oder Walze bzw. Mahlbahn findet parallel zur eigenen Achse(3) statt. Durch die wesentlich stärker verschlossenen Flanken(7) und der durch die Rillen sich bildenden Kraftlinien entstehen vermehrt Druckzonen mit Scher- und Reibungsflächen. Das Material kann sich autogen zerkleinern.
Fig stellt eine glatte MahlbahnCt) mit einer ebenfalls glatten Walze oder Rolle(2) und deren Achse(3) sowie dem dazwischen befindlichen Material(4) den seitlichen Flanken(7) sowie der sich bildenden Preßzone(8) dar In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Offenlegung : 2703535 Deutsche Äuslegeschr. : 1057419 Deutsche Patentschrift : 923470 Schwedisch-Deutsche Offenlegung: 2917718 G.Schwendig, Versuche und Betrachtungen zur überwalzzerkleinerung eines Mahlbettes ; Aufbereitungs-Technik, Nr,8 1966 Prof. Dr. Ing. U. Schüler, Mahl trocknung mit Federrollenmühlen unter besonderer Berücksichtigung der Schüsselmühle; Aufbereitungs-Technik- Nr. 8, 1975 Technisches Arbeitsblatt "Mahltechnik" Bundesverband der Deutschen Kalkindustrie, Köln - L e e r s e i t e -

Claims

"Druckscherkraft Rollen- oder Walzenmühle" PATENTANSPRUCH 1. erfahren zur Zerkleinerung von stückigem Material bis auf Pulverfeinheit mittels Rollen- oder Walzenmühlen mit stationären oder bewegten Walzen oder Rollen odr stationärer oder bewegter Mahl bahn unter vermehrtem Einsatz on Druckscherkräften dadurch g e R e n n z e i c h n e t, dass Mahlbahn und Rollen oder Walzen mit e-iner oder mehreren parallel oder spitzwinklig zur jeweiligen Drehachse angeordneten Rillen versehen sinds und daß Mahlbahn bzw. Rollen oder Walzen im Bereich des Materialbettes zusätzlich zum kreisförmig ablaufenden Mahlvorgang in einer zwangsweise gesteuerten Richtung und Geschwindigkeit winklig zueinander hin und her bewegt werden.

UNTERANSPRÜCHE 2. Verfahren und Vorrichtung nach Patentanspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen oder Walzen bzw.

Mahl bahn durch einen zusätzlichen Antrieb in der Drehzahl im Verhältnis zur Drehgeschwindigkeit der Mahlbahn bzw. Rollen oder Walzen verändert werden können.

3. Verfahren und Vorrichtung nach Patentanspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen oder Walzen bzw.

Mahlbahn mittels Impulse in eine Schwingung gebracht werden können.

4. Verfahren und Vorrichtung nach Patentanspruch dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen oder Walzen bzw.

Mahl bahn über einen Achsdrehpunkt in eine Pendelbewegung gebracht werden können.

"Druckscherkraft Rollen- oder Walzenmühle" 5. Verfahren und Vorrichtung nach Patentanspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen in Formgebung, abstand, Anordnung und Richtung unterschiedlich ausgebildet werden können.

6. Verfahren und Vorrichtung nach Unteranspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen wellenförmig ausgeführt werden können.

7. Verfahren und Vorrichtung nach Patentanspruch dadurch gekennzeichnet, daß die Mahl bahn exentrisch zur Mühlenmittenachse angeordnet werden kann.