DE3341225A1

DE3341225A1 - Kegelbrecher

Info

Publication number: DE3341225A1
Application number: DE19833341225
Authority: DE
Inventors: Klaus 5000 Köln Schütte; Helmut 5047 Wesseling Stöckmann
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1983-11-14
Filing date: 1983-11-14
Publication date: 1985-05-30
Also published as: JPS60137450A; JPH0550347B2; US4651933A

Description

H 83/58

Anlage zum Patentgesuch der
Klöckner-Humboldt-Deutζ
Aktiengesellschaft

vom 09. November 1983

Kegelbrecher

Die Erfindung betrifft einen Kegelbrecher mit einem ringförmigen Brechraum zwischen einem äußeren feststehenden ringförmigen Brechmantel und einem inneren kreisendtaumelnden Brechkegel.

Beim Kegelbrecher erfolgt die Zerkleinerung in einem ringförmigen Brechraum zwischen einem kreisend-taumelnden Brechkegel und einem feststehenden ringförmigen Brechmantel. Kegelbrecher wurden bisher so betrieben, daß die Aufgabekorngröße des zu zerkleinernden Gutes immer größer ist als die Brechspaltweite zwischen Brechmantel und Brechkegel, so daß praktisch jedes einzelne Korn des Aufgabegutes für sich zwischen den Brechwerkzeugen zerdrückt beziehungsweise zerschlagen wird. Man hat bisher vermieden, dem Kegelbrecher Gut aufzugeben, dessen Korngröße kleiner ist als die Brechspaltweite, um nicht Gefahr zu laufen, daß solches Gut unzerkleinert durch den Brechspalt austritt. Die bekannte Betriebsweise erfordert bei einer angestrebten Feinzerkleinerung und vor allem Feinstzerkleinerung sehr enge und gleichmäßige Brechspalte, die infolge Verschleißes nur durch häufiges Nacharbeiten oder Brechwerkzeugauswechselung aufrechterhalten werden können. Außerdem ist die Durchsatzleistung solcher mit engem Brechspalt betriebenen Kegelbrecher im Verhältnis zur Brechergröße klein, woraus auch ein vergleichsweise hoher spezifischer Energieverbrauch resultiert. Die Belastungen sind dabei unverhältnismäßig hoch.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kegelbrecher für die Fein- und Feinstzerkleinerung zu schaffen, ohne den Kegelbrecher mit sehr kleinem Brechspalt und daraus resultierender vergleichsweise geringer Durchsatzleistung und extremer Belastung betreiben zu müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Kegelbrecher gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, aaß die größte offene Spaltweite zwischen Brechmantel und Brechkegel im Bereich von dessen Brechzone größer ist als die Korngröße des zu zerkleinernden Aufgabegutes. Weil beim erfindungsgemäßen Kegelbrecher die maximale Aufgabegutkorngröße kleiner ist als die größte offene Spaltweite zwischen Brechmantel und Brechkegel im Bereich von dessen Brechzone, findet nicht eine Einzelkornzerkleinerung statt, bei der sozusagen Korn für Korn zwischen den Brechwerkzeugen zerdrückt wird, sondern es findet von Anfang an ein Schichtbrechen statt, bei dem sich die Teilchen des Aufgabegutes in einer Schüttung bzw. in einem Kornkollektiv bzw. in einem Gutbett gegenseitig zerdrücken. Damit die einzelnen Körner des Aufgabegutes nicht unzerkleinert durch den offenen Brechspalt des Kegelbrechers austreten können, entspricht nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Brechkegelwinkel im Bereich der Brechzone etwa dem Böschungswinkel des Aufgabegutes. Das Aufgabegut wird über eine verhältnismäßig hohe Materialsäule zur Erreichung eines hohen Fülldruckes in den vergleichsweise großen Brechspalt hineingedrückt. Dazu ist erfindungsgemäß oberhalb des Brechmantels und Brechkegels ein Aufgabeguttrichter bzw. Aufgabegutschacht angeordnet, der mit einer nahezu ruhenden und sich unten unmittelbar auf dem Brechkegel abstützenden Aufgabegutschüttung voll gefüllt ist. Aus dem Aufgabeguttrichter zieht sich der kreisförmig taumelnde Brechkegel durch Reibung das

Aufgabegut selbsttätig in den Brechspalt ein. Durch die relativ große Spaltweite, nämlich größer als die Korngröße des zu zerkleinernden Aufgabegutes, wird eine hohe Durchsatzleistung erreicht, die zu einer Verminderung des spezifischen Energiebedarfes (kWh/t Material) des erfindungsgemäßen Kegelbrechers führt, wobei trotz der relativ großen Brechspaltweite ein großer Fein- und Feinstkornanteil des zerkleinerten Gutes erreicht wird. Durch das Schichtbrechen ist der erfindungsgemäße Kegelbrecher also in der Lage, große Feinkornmengen bei vergleichsweise niedrigem spezifischen Energieverbrauch zu erzeugen. Durch diese Arbeitsweise werden auch flache und längliche Partikel in überwiegend gedrungene und kubische Form gebrochen.

Anders ausgedrückt heißt das, daß dasjenige Fein- und Feinstkorn, das bisher bekannte Feinstkegelbrecher nur mit einer sehr engen geschlossenen Brechspaltweite von z.B. 4 mm und mit einem sehr flachen Brechkegel erzeugen konnten, mit dem erfindungsgemäßen Kegelbrecher bei einer viel größeren geschlossenen Brechspaltweite von z.B. 8 mm und mit einem steileren Brechkegel erzeugt werden kann.

Die Erfindung und deren weiteren Merkmale und Vorteile werden anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

einen Vertikalschnitt durch den oberen Teil des erfindungsgemäßen Kegelbrechers,

vergrößert die Brechwerkzeuge des Kegelbrechers der Fig. 1 mit offenem Brechspalt und

die Brechwerkzeuge der Fig. 2 mit geschlossenem Brechspalt.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Kegelbrechers ist, daß er unempfindlich gegen feuchtes Material ist und Material mit z.B. 2 bis 15 % Feuchte zerkleinern kann, während bisher zur Feinstzerkleinerung eingesetzte Flachkegelbrecher bei einer Materialfeuchte größer 1 bis 2 % infolge Brikettierung des Materials verstopfen und daher grubenfeuchtes Material, z.B. Kies mit 4' bis 6 % Feuchte nicht mehr zerkleinern können. · -—_

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^ Nach Fig. 1 hat der erfindungsgemäße Kegelbrecher einen ringförmigen Brechraum zwischen einem äußeren feststehenden ringförmigen Brechkegelmantel 10 und einem inneren kreisförmig taumelnden Brechkegel 11, der über einen Tragkegel an einem sphärischen Axiallager 12 abgestützt •ist, so daß der Brechkegel 11 um den Schwenkpunkt 13 eine kreiselnde Taumelbewegung durchführen kann. Die radialen Kräfte werden von einem Radiallager 14 aufgenommen. Oberhalb des Brechmantels 10 und Brechkegels 11 ist ein Aufgabeguttrichter 15 angeordnet, der mit einer nahezu ruhenden und sich unten unmittelbar auf dem Brechkegel abstützenden Aufgabegutschüttung 16 voll gefüllt ist. Die Höhe der Aufgabegutschüttung wird über eine Füllstandsmeß- und Regeleinrichtung zwischen einer minimalen Füllhöhe 17a und maximalen Füllhöhe 17b gehalten, wobei die Distanz zwischen beiden Füllhöhen als Regelstrecke z.B. etwa 300 mm betragen kann. Die sich unten am Brechkegel 11 abstützende Brechgutsäule ist für einen Kegelbrecher vergleichsweise hoch und sie kann im Ausführungsbeispiel etwa 1.000 mm betragen.

Charakteristisch für den erfindungsgemäßen Kegelbrecher ist, daß die größte offene Spaltweite 18 zwischen Brechmantel 10 und Brechkegel 11 im Bereich von dessen Brechzone größer ist als die Korngröße des zu zerkleinernden Aufgabegutes, so daß das oben beschriebene günstige Schichtbrechen durchgeführt werden kann. Die größte offene Spaltweite 18 zwischen Brechmantel 10 und Brechkegel 11, deutlich auch in Fig. 2 dargestellt, beträgt im Ausführungsbeispiel etwa 48 mm und die maximale Korngröße des Aufgabegutes 16 liegt darunter und beträgt beispielsweise 16 oder 25 mm. Dies wird dadurch eingehalten, daß dem Kegelbrecher ein Klassierer vorgeschaltet ist, dessen Trennkorngrenze so eingestellt ist, daß die Korngröße des Aufgabegutes 16 für den Kegelbrecher kleiner ist als die

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größte offene Spaltweite 18 in der Brechzone des Kegelbrechers. In der rechten Hälfte der Fig. 1 ist noch der Hub 19 des Brechkegels 11 von beispielsweise 40 mm eingezeichnet, während in der linken Hälfte der Fig. 1 sowie in Fig. 3 der geschlossene Brechspalt 20 von beispielsweise 8 mm eingezeichnet ist.

Die vergleichsweise hohe und quasi ruhende Materialsäule im Aufgabeguttrichter 15 erzeugt im Brechspalt den zum Schichtbrechen bzw. zur Gutbettzerkleinerung erforderlichen hohen Fülldruck. Der kreisförmig taumelnde Brechkegel 11 zieht sich durch Reibung das Aufgabegut 16 aus dem Aufgabetrichter 15 selbsttätig in den Brechspalt ein. Damit nicht einzelne Körner des Aufgabegutes unzerkleinert durch den relativ großen Brechspalt hinaurchrutschen und damit andererseits die Materialgutsäule in ihrem unteren Bereich nicht zu sehr angestaut wird, entspricht nach einem besonderen Merkmal der Erfindung der Brechkegelwinkel oC im Bereich der Brechzone etwa dem Böschungswinkel u~ des Aufgabegutes 16. Bei einem Böschungswinkel y des Aufgabegutes von zum Beispiel 33 ° (siehe Fig. 1) wird dann der Brechkegelwinkel oC (siehe'Fig. 2 und 3) auf zum Beispiel 30 bis 45° eingestellt.

In Fig. 3 ist ferner zu sehen, daß die Aufgabegutschüttung 16 bzw. die Aufgabegut-Materialsäule von oben nach unten gesehen in eine Füllzone 21, eine Einlaufzone 22 und eine Brechzone 23 gegliedert ist. Im Ubergangsbereich zwischen Einlaufzone 22 und Brechzone 23 ist der Brechkegelwinkel unter Ausbildung einer ringförmigen Mulde 24 kleiner als der Böschungswinkel y des Aufgabegutes 16. Während des Betriebes des erfindungsgemäßen Brechkegels wird die ringförmige Mulde 24 mit verdichtetem Feinstgut 25 des Aufgabegutes 16 ausgefüllt, wobei diese Feinstgutschicht

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als Verschleißschutz für den Brechkegel wirkt. Wie in Fig. 1 zu sehen, kann der Brechkegelwinkel in der Brechzone 23 vom Ubergangsbereich mit dem Winkel O bis zum Endbereich mit dem Winkel oC ständig anwachsen, so aaß sich eine ballig gewölbte Kontur des Brechkegels 11 in der Brechzone ergibt, wodurch das Schichtbrechen bzw. die Gutbettzerkleinerung sowie das Verschleißverhalten und die Ausnutzung des Brechwerkzeuges begünstigt werden Können. Ein hoher Anteil des Endkornes 26 (Fig. 3) ist kleiner als die eingestellte Spalt_weite von 8 mm.

Wie in Fig. 1 ferner zu sehen weist die Brechkegelachse an ihrer Oberseite einen von unten nach oben in den Aufgabeguttrichter 15 hineinragenden Zapfen 27 auf, der an seiner Oberseite durch eine Gummiplatte 28 oder dergleichen abgedeckt ist und der bei seiner kreisförmigen Taumelbewegung das Aufgabegut 16 aus der Füllzone 21 der Aufgabegutschüttung in die Einlaufzone 22 und Brechzone 23 hineinrührt, so daß die Materialgutsäule immer ohne Zwischenräume dicht vollgepackt bleibt. Zweckmäßigerweise ist dem Kegelürecher ein Klassierer nachgeschaltet, dessen grobe Fraktion im Kreislauf in den Aufgabeguttrichter 15 des Kegelbrechers zurückgeführt wird. Wie noch aus Fig. 1 hexvorgeht, sind die Brechwerkzeuge so angeordnet, daß die etwa rechtwinklig zur Oberfläche des Brechkegels 11 verlaufende Brechkraftresultierende P_R die Brechkegelachse vorteilhafter Weise innerhalb von deren Radiallager 14 trifft. Die horizontal zum Brechkegel wirkende Brechkraftkomponente ist in Fig. 1 mit P_u und

die vertikal zum Brechkegel wirkende Brechkraftkomponente ist mit P.. angezeigt.

Claims

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Patentansprüche

Iy Kegelbrecher mit einem ringförmigen Brechraum zwischen einem äußeren feststehenden ringförmigen Brechmantel und einem inneren kreisförmig taumelnden Brechkegel, dadurch gekennzeichnet, daß die größte offene Spaltweite (18) zwischen Brechmantel (10) und Brechkegel (11) im Bereich von dessen Brechzone gröber ist als die Korngröße des zu zerkleinernden Aufgabegutes (16).
2. Kegelbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechkegelwinkel ( oC) im Bereich der Brechzone etwa dem Böschungswinkel ( ir*~ ) der Aufgabegutschuttung (16) entspricht.
3. Kegelbrecher nach Anspruch 1, aadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Brechmantels und Brechkegels ein Aufgabeguttrichter (15) angeordnet ist, der mit einer nahezu ruhenden und sich unten unmittelbar auf dem Brechkegel (11) abstützenden Aufgabegutschuttung (16) voll gefüllt ist.
4. Kegelbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabegutschuttung (16) beziehungsweise die Aufgabegut-Materialsäule von oben nach unten gesehen in eine Füllzone (21), eine Einlaufzone (22) und die Brechzone (23) gegliedert ist.

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5. Kegelbrecher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Ubergangsbereich zwischen Einlaufzone (22) und Brechzone (23) der Brechkegelwinkel ( O ) unter Ausbildung einer ringförmigen Mulde (24) kleiner ist als der Böschungswinkel ( y ) des Aufgabegutes (16).
6. Kegelbrecher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Mulde (24) mit verdichtetem Feinstgut (25) des Aufgabegutes (16) als Verschleißschutz des Brechkegels ausgefüllt ist.
7. Kegelbrecher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechkegelwinkel in der Brechzone vom Ubergangsbereich mit dem Winkel (O) bis zum Endbereich mit dem Winkel ( oC ) stänaig anwächst, so daß sich eine ballig gewölbte Kontur der Brechkegeioberflache in der Brechzone (23) ergibt.
8. Kegelbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechkegelachse an ihrer Oberseite einen von unten nach oben in den Aufgabeguttrichter (15) hineinragenden Zapfen (27) aufweist, der bei seiner kreisförmigen Taumelbewegung das Aufgabegut (16) aus der Füllzone (21) der Aufgabegutschüttung in die Einlaufzone (22) und Brechzone (23) hineinrührt.
9. Kegelbrecher nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kegelbrecher ein Klassierer vorgeschaltet ist, dessen Trennkorngrenze so eingestellt ist, daß die Korngröße des Aufgabegutes (16) für den Kegelbrecher kleiner ist als die größte offene Spaltweite (18) in der Brechzone (23) des Kegelbrechers.

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10. Kegelbrecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kegelbrecher ein Klassierer nachgeschaltet ist, dessen grobe Fraktion im Kreislauf in den Aufgabeguttrichter (15) aes Kegelbrechers zurückgeführt wird.
11. Kegelbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die etwa rechtwinklig zur Brechkegeloberfläche der Brechzone verlaufende Brechkraftresultierende (P_D) die Brechkegelachse

innerhalb von deren Radiallager (14) trifft.
12. Kegelbrecher nach den Ansprüchen 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufgabeguttrichter (15) eine Füllstandsmeßeinrichtung aufweist, die in Wirkverbindung mit einem regelbaren Dosierorgan für das Aufgabegut steht.
13. Aus einem Brechkegel bestehendes auswechselbares Brechwerkzeug für einen Kegelbrecher, insbesondere Kegelbrecher der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechkegelwinkel (oC) aera Böschungswinkel ( </) der Aufgabegutschüttung (16) anpaßt ist.