DE3508934A1 - Prallmuehle zum zerkleinern von gestein o.dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Prallmühle zum Zerkleinern von Gestein od.dgl., mit einem etwa ringförmigen Gehäuse, dessen nach innen weisende Prallflächen vorzugsweise nach Ablagerung einer Schicht zerkleinerten Materials durch dieses gebildet sind,und mit einem auf einer vertikalen Antriebswelle unter Bildung eines Ringspaltes zum Gehäuse angeordneten Rotor mit axialer Eintrittsöffnung, der eine Bodenplatte mit zentrischem Prallteller, eine Deckplatte mit zentrischer Ausnehmung und zwischen Boden- und Deckplatte Flügel aufweist, deren zur Rotorachse weisende Seiten jeweils mit einer Tasche zur Aufnahme zerkleinerten Materials versehen ^sind, und von denen jeder im Anschluß an die Tasche einen freiliegenden Verschleißteil mit einer Auswurfkante am Rotorumfang aufweist, wobei der Verschleißteil aus einem auswechselbar am Flügel befestigten Trägerkörper mit einer Hartmetallbewehrung besteht.

Prallmühlen dieser Art sind beispielsweise aus der US-PS 3,970,257 bekannt. Sie dienen vor allem zur Zerkleinerung von größeren Gesteinsbrocken zu Splitt oder Sand, wobei sich so weit als möglich alle mit dem zu zerkleinerndem Material direkt in Berührung kommenden Prallflächen mit einer Schicht von zerkleinertem Material überziehen, sodaß die entsprechenden Konstruktionsteile vor allzu rascher Abnützung geschont werden. Das Gehäuse einer derartigen Prallmühle ist hiezu als im Querschnitt liegend U-förmiger, nach innen offener Ring ausgebildet, in dem sich das zerkleinerte Material ablagern kann, und die Taschen der Rotorflügel werden jeweils durch konkav angeordnete Begrenzungsteile gebildet. Auf diese Weise verbleibt als einziger nicht vom Material überziehbarer hochbeanspruchter Bereich der Austrittskantenbereich der Rotorflügel, an dem somit die auswechselbaren Verschleißkörper mit einer Hartmetallbewehrung befestigt sind.

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Andere Prallmühlen weisen im wesentlichen einen ähnlichen Aufbau des Rotors auf (US-PSen 3 174 697, 3 334 823, 3 346 203). Die Flügel des Rotors sind in allen Fällen mit Materialaufnahmetaseha-i versehen, sodaß sich am einlagernden Material von der Anordnung der Flügel und der Drehzahl des Rotors abhängige Oberflächen ausbilden. Bei der Ausbildung und Anordnung der hartmetallbewehrten Verschleißkörper sind nun verschiedene Kriterien zu beachten und zu erfüllen.

Zu einem soll der Auswurfkantenbereich möglichst umfassend von der Hartmetallbewehrung bedeckt sein, d.h. die Hartmetallbewehrung soll nicht nur entlang der Auswurffläche vom Ende der Materialaufnahmetasche des Flügels bis zur Auswurfkante vorgesehen sein, sondern nach Möglichkeit auch eine außenseitige Abschirmung bieten. Hinsichtlich dieser Forderungen zeigen die US-PSen 3 334 823 und 3 174 697 ansprechende Lösungen, von denen die erstere verschleißarme Bolzen am vorderen Ende jedes Flügels, die von der Bodenplatte zur Deckplatte des Rotors durchgesteckt sind, und die letztere verschleißarme Endabschnitte der Materialtaschen zeigen, die in die Flügelenden eingesetzt sind, d.h. in beiden Fällen bestehen die verschleißarmen Bewehrungsteile aus massiven, verhältnismäßig großen Teilen. Dies bedeutet zwar eine lange Standzeit, da jedoch derartige Werkstoffe sehr spröde sind, besteht erhöhte Bruchgefahr durch die ständigen Schlageinwirkungen. Die Hartmetallbewehrung bedarf daher eines Trägerkörpers, auf dem sie meist eine verschleißarme Schicht darstellt, wie dies in den US-PSen 3 346 203 und 3 970 257 gezeigt ist, wobei in ersterer nur die zur Rotorachse weisende Seite mit der verschleißarmen Schicht bedeckt ist, und in letzterer die beispielsweise aus Wolframcarbid hergestellte Hartmetallleisten in den U-förmigen Verschleißkörper eingesetzt sind. Diese beiden Lösungen zeigen also die verschleißarme Bewehrung nur in den wichtigsten Bereichen, lassen aber in

ebenfalls stark dem Verschleiß unterworfenen Bereichen, wie im außenseitigen Auswurfkantenbereich, den Trägerkörper frei.

Die Erfindung hat es sich nun zur Aufgabe gestellt, eine Prallmühle der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der mit der Hartmetallbewehrung versehene Verschleißkörper nicht nur eine möglichst hohe Standzeit erzielt, und an zumindest allen hochbeanspruchten Bereichen bewehrt ist, sondern auch seine Bruchgefahr durch die ständigen Schlageinwirkungen möglichst gering ist.

Erfindungsgemäß wird dies nun dadurch gelöst, daß die Hartmetallbewehrung mit einer in Auswurfrichtung konkav verlaufenden Anlagefläche an den Trägerkörper versehen ist, wobei der erste, an die Materialaufnähmetasche anschließende Flächenabschnitt der Anlagefläche annähernd in einer Tangentialebene zum Prallteller liegt.

Dieser konkav verlaufendenAnlageflache entspricht eine konvex verlaufende, also nach außen rückspringende Auflagefläche des Trägerkörpers, der die Hartmetallbewehrung im wesentlichen vollständig unterstützt, wobei eine maximale Erstreckung der Hartmetallbewehrung in der Auswurfrichtung erreicht wird, die zu einer besonders hohen Standzeit führt. Da die fortschreitend verschleißende Auswurffläche auch ständig annähernd parallel zur konkav verlaufenden Anlagefläche liegt, wird die Hartmetallbewehrung so abgetragen, daß die verbleibende Restschicht beim Austausch des Verschleißkörpers im wesentlichen gleichmäßig minimiert ist. Dadurch wird eine nahezu optimale Ausnützung des Hartmetalles erreicht.

In einer bevorzugten Ausführung ist dabei vorgesehen, daß die Hartmetallbewehrung ein L-ähnlicher Körper mit zwei äußeren Verschleißflächen ist, dessen längerer Abschnitt innenseitig den ersten Flächenabschnitt der Anlagefläche

aufweist, wobei die beiden Verschleißflächen die Auswurfkante definieren. Besonders hohe Standzeiten ohne Vergrößerung der Bruchgefahr haben sich dadurch ergeben, daß die Verschleißflächen der L-ähnlichen Hartmetallbewehrung zueinander etwa rechtwinkelig sind.

Die dem ersten Flächenabschnitt der Anlagefläche außen gegenüberliegende Verschleißfläche ist dabei insbesondere in einem Winkel von ca. 30° zu einer durch die Rotorachse und die Auswurf kante verlaufenden Ebene angeordnet.

Ein einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Anlagefläche der Hartmetallbewehrung zwei ebene, in einem Winkel von ca. 135° zueinander stehende Flächenabschnitte aufweist, wobei die senkrechte Projektion der Auswurfkante auf den zweiten Flächenabschnitt diesen annähernd halbiert. Daher ist die Dicke der Hartmetallbewehrung, parallel zum Rotorumfang gemessen, an der Stelle der Auswurfkante am größten. Bei fortschreitender Abtragung des Bewehrungsmetalles wird daher der größte Verschleiß in diesem Bereich der größten Dicke beginnen und so bis zum Ende der Standzeit zu einer konvex geformten Abrundung führen, die im wesentlichen parallel zur konkav verlaufenden Anlagefläche der Hartmetallbewehrung an den Trägerkörper liegt.

Um die Gefahr ungleichmäßig verteilter Beanspruchungen der Hartmetallbewehrung auf Grund von Erwärmung zu mindern, ist vorzugsweise die Hartmetallbewehrung in mehrere in der Höhe des Rotors aneinander gereihte Abschnitte unterteilt. Dafür können zwischen den Abschnitten geringfügige Schlitze verbleiben.

Der Trägerkörper kann zur Vereinfachung seiner Befestigung ebenfalls L-ähnlich ausgebildet sein und mit den Innenflächen seiner beiden Schenkel das Ende des Rotorflügels einfassen.

Der Übergangsbereich beider Schenkel ist außenseitig vorzugsweise abgeschrägt, sodaß die Außenflächen des kurzen Schenkels und die Schrägungsflache die konvex verlaufende Auflagefläche für die konkave Anlagefläche der Hartmetallbewehrung bilden. Der lange Schenkel des Trägerkörpers ragt in dieser Ausführung in die Materialaufnahmetasche, sodaß seine Befestigung am Flügelende mittels Schrauben erfolgen kann, die von außen lösbar sind. Die Außenfläche des langen Schenkels des Trägerkörpers erstreckt sich dabei vorzugsweise in einem Winkel von ca. 40° zum ersten Flächenabschnitt der Hartmetallbewehrung, der in der erwähnten Tangentialebene an den Prallteller liegt.

Zur besseren Verbindung zwischen dem Trägerkörper und der Hartmetallbewehrung kann diese in eine entsprechende Vertiefung des Trägerkörpers eingesetzt sein, wobei vorzugsweise das material-aufnahmetaschenseitige Ende des längeren Abschnittes der Hartmetallbewehrung etwa zwischen einem Drittel und der Hälfte seiner Dicke über die Außenfläche des langen Schenkels des Trägerkörpers vorsteht. Als Material für die Hartmetallbewehrung eignet sich vor allem eine unter der Bezeichnung B 10 T erhältliche Sorte mit einem Wolframcarbidanteil von 94 % und einer Vickershärte von 1450 HV. Bei einem Einbauvolumen von etwa 160 cm³ konnte bei Rotorumfangsgeschwindigkeiten zwischen 55 und 70 m/s eine Standzeit von ca. 1000 Stunden erzielt werden, die etwa das 10-fache der Standzeit bekannter Prallmühlen beträgt.

Nachstehend wird nun die Erfindung an Hand der Figuren der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben,ohne darauf beschränkt zu sein.

Die Fig.l zeigt einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Prallmühle, die Fig.2 einen Horizontalschnitt durch den Rotor, und die Fig.3 vergrößert im Detail das mit dem Verschleißkörper bestückte Ende eines. Rotorflügels.

Die erfindungsgemäße Prallmühle weist auf einem den Antrieb sowie die Austrittsöffnung für das zerkleinerte Material aufweisenden Unterbau ein ringförmiges Gehäuse lauf, das im Querschnitt etwa U-förmig ausgebildet ist, wobei die offene Seite zur Mitte weist. Darin sind Prallflächen ausgebildet, an denen bei der Inbetriebnahme sich Material ansetzt und das Gehäuse 1 zumindest teilweise füllt, wobei die Oberfläche das abgelagertenMaterials in weiterer Folge die Prallflächen bildet. Im Gehäuse 1 ist ein vom Motor 3 getriebener Rotor 2 um eine vertikale Achse 8 drehbar angeordnet, wobei zwischen dem Rotor 2 und dem Gehäuse

1 ein Ringspalt 6 verbleibt, durch den das zerkleinerte Material nach unten zur Austrittsöffnung fällt. Der Rotor

2 weist eine Bodenplatte 9, eine Deckplatte 10 und zwischen diesen angeordnete Flügel 11 auf, wobei die Deckplatte 10 mit einer zentralen Öffnung versehen ist, durch die das zu zerkleinernde Material, das über die Füllöffnung 4 aufgegeben wird, in das Innere des Rotors 2 gelangt. Unterhalb der Öffnung in der Deckplatte 10 befindet sich ein Prallteller 7, der das zu zerkleinernde Material verteilt, das im Rotor 2 mit Hilfe der Flügel 11 beschleunigt und schließlich durch Austrittsöffnungen 16 auf die Prallflächen des Gehäuses 1 ausgeschleudert und dabei zerbrochen wird. Da der Rotor 2 naturgemäß eine starke Luftbewegung verursacht, wird eine Staubentwicklung dadurch vermieden, daß die aus dem Rotor 2 austretende Luft über Leitbleche 41 in einen Umlenkkanal 42 eintritt, aus dem sie zur Öffnung in der Deckplatte 10 zurückgeführt wird (Pfeil D). Dadurch entsteht ein interner Luftkreislauf, sodaß keine äußere Staubentwicklung auftritt.

Wie aus Fig.2 ersichtlich, ist der Rotor 2 mit drei Flügeln 11 versehen, die unter Freilassung eines Mittelbereiches in der Größe des Pralltellers 7, sich im wesentlichen in Umfangsrichtung erstrecken. Jeder Flügel 11 besteht aus einem dreiseitigen Teil mit dem Umfang entsprechend gewölbter Außenseite und Innenseiten, wobei je eine Innenseite zweier Flügel 11 einen Auswurfkanal begrenzt, der sich zur Austrittsöffnung 16 hin verengt. Eine der beiden Innenseiten verläuft dabei konkav, sodaß sich dadurch eine Materialaufnahmetasche 17 ausbildet, in der sich zu Beginn des Zerkleinerungsvorganges Material ansammelt, dessen Oberfläche eine Prallfläche bildet, wodurch der Flügel 11 vor Beschädigung geschützt ist. Die beiden Endseiten der bedingt durch die Rotordrehung sich konkav krümmenden Materialoberfläche liegen dabei in einer Ebene B, die im wesentlichen tangential zum Prallteller 7 verläuft und mit einer Axialebene A durch die Auswurfkante 24 (Fig.3) einen Winkel Q^, einschließt, .der vorzugsweise 30° beträgt. Am Auswurfende 15 des Flügels 11, an dem der Oberflächenschutz durch Materialansammlung nicht mehr möglich ist, ist ein auswechselbarer Verschleißkörper angeordnet, der aus einem am Flügel 11 befestigten Trägerkörper 12 und einer verschleißarmen Hartmetallbewehrung 13, vor allem der Sorte B 10 T mit einem Wolframcarbidanteil von 94 %, besteht.

In Fig.3 ist das mit dem Verschleißkörper bestückte Ende eines Flügels 11 im Detail dargestellt. Der Trägerkörper 12, der mittels Schrauben 14 am Flügelende 15 befestigt ist, weist beispielsweise die gezeigte, im wesentlichen L-förmige Grundform auf, die sich aus einem langen Schenkel 18, der die Schrauben 14 angreift und einem kürzeren Schenkel 19 zusammensetzt, der das Flügelende 15 umgreift. Die Außenfläche 26 des langen Schenkels 18 liegt in einer Ebene C, die mit der Tangentialebene B (Fig.2) einen Winkel ß von vorzugsweise 40° einschließt. Der Übergangsbereich der beiden Schenkel 18, 19 des Trägerkörpers 12 ist abgeschrägt,

wobei die Schrägungsflache im wesentlichen parallel zur Tangentialebene B liegt, und zumindest die Länge des kurzen Schenkels 19 aufweist, vorzugsweise jedoch langer ist. Die Schrägungsflache und die Außenfläche des kurzen Schenkels 19 bilden eine konvex verlaufende Auflagefläche für Flächenabschnitte 25, 28 der konkav verlaufenden Anlagefläche der Hartmetallbewehrung 13. Die Hartmetallbewehrung 13 ist im Querschnitt ebenfalls L-ähnlich ausgebildet, wobei deren L-Form hinsichtlich der L-Form des Trägerkörpers 12 um den Winkel ß verdreht ist, sodaß sie das Ende 15 des Flügels 11 dachartig abdeckt. Dem ersten, an die Materialaufnahmetasche 17 anschließenden Flächenabschnitt 25 der Auflagefläche der Hartmetallbewehrung 13, der die Innenseite des längeren Abschnittes 20 darstellt, liegt außenseitig die Verschleißfläche 22 gegenüber. Die Außenseite des kürzeren Abschnitts 21 bildet die Verschleißfläche 23. Beide Verschleißflachen 22,23 schneiden einander rechtwinkelig in der Auswurfkante 24. Der längere Abschnitt 20 der Hartmetallbewehrung 13 .ist in der Länge des ersten Flächenabschnittes 25 der Anlagefläche im wesentlichen gleichmäßig dick. Hingegen verjüngt sich der kürzere Abschnitt 21 der Hartmetallbewehrung, da der zweite Flächenabschnitt 28 der Anlagefläche und die Verschleißfläche 23 zum freien Ende hin konvergieren. Bei einem neuen Verschleißkörper liegt daher die ebene Verschleißfläche 22 des langen Abschnittes 20 der Hartmetallbewehrung 13 in der Tangentialebene B an den Prallteller 7. Der Verschleiß beginnt damit im Bereich der Auswurfkante 24, also an jener Stelle, an der die Hartmetallbewehrung 13 die größte verschleißbare Dicke aufweist, sodaß sich mit zunehmendem Verschleiß über die Länge schließlich eine etwa gleichmäßige Dicke der Hartmetallbewehrung einstellt, und die Auswurffläche schließlich der strichpunktiert gezeichneten Linie 27 folgt. Da die Schlageinwirkungen auf die Verschleißfläche 22 nur in sehr kleinem Winkel erfolgen, ist die Hartmetallbewehrung 13 kaum bruchgefährdet, wobei durch die konvex verlaufende Auflagefläche des Trägerkörpers eine

ausgezeichnete Unterfütterung gegeben ist und hohe Standzeiten erreicht werden.

Die Hartmetallbewehrung 13 kann dabei in der Höhe noch in mehrere Abschnitte unterteilt sein, die vorzugsweise mit geringem Abstand zueinander am Trägerkörper 12 angeordnet sind.

Claims (10)

1. SBM Wageneder GmbH, Laakirchen, Österreich 3508934 i

   Prallmühle zum Zerkleinern von Gestein oder dergleichen

   Patentansprüche :

   . Prallmühle zum Zerkleinern von Gestein od.dgl.,mit einem etwa ringförmigen Gehäuse, dessen nach innen weisende Prallflächen vorzugsweise nach Ablagerung einer Schicht zerkleinerten Materials durch dieses gebildet sind, und mit einem auf einer vertikalen Antriebswelle unter Bildung eines Ringspaltes zum Gehäuse angeordneten Rotor mit axialer Eintrittsöffnung, der eine Bodenplatte mit zentrischem Prallteller, eine Deckplatte mit zentrischer Ausnehmung und zwischen Boden- und Deckplatte Flügel aufweist, deren zur Rotorachse weisende Seiten jeweils mit einer Tasche zur Aufnahme zerkleinerten Materials versehen sind, und von denen jeder im Anschluß an die Tasche einen freiliegenden Verschleißteil mit einer Auswurfkante am Rotorumfang aufweist, wobei der Verschleißteil aus einem auswechselbar am Flügel befestigten Trägerkörper mit einer Hartmetallbewehrung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmetallbewehrung (13) mit einer in Auswurfrichtung konkav verlaufenden Anlagefläche an den Trägerkörper (12) versehen ist, wobei der erste, an die Materialaufnahmetasche (17) anschließende Flächenabschnitt (25) der Anlagefläche annähernd in einer Tangentialebene (B) zum Prallteller (7) liegt.
2. 2. Prallmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmetallbewehrung (13) ein L-ähnlicher Körper mit zwei äußeren Verschleißflächen (22, 23) ist, dessen längerer Abschnitt (20) innenseitig den

   ersten Flächenabschnitt (25) der Anlagefläche aufweist, wobei die beiden Verschleißflächen (22, 23) die Auswurfkante (24) definieren.
3. 3. Prallmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißflächen (22,23) der L-ähnlichoi Hartmetallbewehrung

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   (13) zueinander etwa rechtwinklig sind.
4. 4. Prallmühle nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißfläche (22) des längeren Abschnittes (20) der Hartmetallbewehrung (13) in einem Winkel (oö ) von ca. 30° zu einer durch die Rotorachse (8) und die Auswurfkante (24) verlaufenden Ebene (A) angeordnet ist.
5. 5. Prallmühle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche der Hartmetallbewehrung (13) zwei ebene, in einem Winkel von ca. 135° zueinander stehende Flächenabschnitte (25,28) aufweist, wobei die senkrechte Projektion der Auswurfkante (24) auf den zweiten Flächenabschnitt (28) diesen annähernd halbiert.
6. 6. Prallmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmetallbewehrung (13) in mehrere in der Höhe des Rotors (2) aneinander gereihte Abschnitte unterteilt ist.
7. 7. Prallmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (12) ebenfalls L-ähnlich ausgebildet ist, und mit den Innenflächen seiner beiden Schenkel (18,19) das Ende des Rotorflügels (11) einfaßt.
8. 8. Prallmühle nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich der beiden Schenkel (18, 19) des Trägerkörpers (12) abgeschrägt ist, wobei an der Schrägungsfläche und der Außenfläche des kurzen Schenkels (18) die beiden Flächenabschnitte (25,23) der Anlagefläche der Hartmetallbewehrung (13) anliegen.
9. 9. Prallmühle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Materialaufnahmetasche (17) ragende Außenfläche (26) des längeren Schenkels (18) des Trägerkörpers (12) in einem Winkel (ß) von ca. 40° zum

   ersten Flächenabschnitt (25) der Anlagefläche der Hartmetallbewehrung (13) verläuft.
10. 10. Prallmühle nach Anspruch 4 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das materialaufnahmetaschenseitige Ende des längeren Abschnittes (20) der Hartmetallbewehrung (13) etwa zwischen einem Drittel und der Hälfte seiner Dicke über die Außenfläche (26) des langen Schenkels (18) des Trägerkörpers (12) vorsteht.