DE4226182A1

DE4226182A1 - Anlage und Verfahren zur Druckbehandlung körnigen Gutes

Info

Publication number: DE4226182A1
Application number: DE4226182A
Authority: DE
Inventors: Peter Kranz; Siegfried Strasser; Franz Goeddecke
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 1992-08-07
Filing date: 1992-08-07
Publication date: 1994-02-10

Description

Die Erfindung betrifft eine Zweiwalzenmaschine wie z. B. Walzenpresse insbesondere zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes, mit zwei gegenläufig angetriebenen und durch einen Walzenspalt voneinander getrennten Wal zen, von denen wenigstens eine als Loswalze ausgebildet ist, deren Lager böcke gegen Hydraulikzylinder eines hydropneumatischen Systems abge stützt sind, mit dem die Walzenpreßkraft aufgebracht wird, mit Sensoren zur Messung der sich im Betrieb an den beiden Walzenseiten einstellenden Breite des Walzenspaltes und mit einem oberhalb des Walzenspaltes ange ordneten, mindestens eine Dosierklappe enthaltenden Gutaufgabeschacht. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Zweiwalzenmaschine.

Zweiwalzenmaschinen, wie Walzenpressen oder Walzenmühlen, weisen zwei drehbar gelagerte gegenläufig rotierende Walzen auf, die zwischen sich einen Walzenspalt bilden, in welchem körniges Feststoffmaterial einer Druckbeanspruchung unterworfen wird. Eine der beiden Walzen ist in der Regel als Festwalze ausgebildet, die sich direkt gegen eine Endwand des Maschinenrahmens abstützt, während sich die andere Walze als Loswalze über ihre beiden zugehörigen Lagerböcke gegen die Hydraulikzylinder eines hydropneumatischen Systems abstützt, mit dem die Walzenpreßkraft auf gebracht wird.

Bei einer bekannten Walzenpresse dieser Art (EP-PS 0 084 383) zur Druck zerkleinerung körnigen Mahlgutes werden die einzelnen Partikel des durch Reibung in den Walzenspalt eingezogenen Mahlgutes in einem Gutbett, d. h. in einer zwischen den beiden Walzenoberflächen zusammengedrück ten Materialschüttung bei Anwendung eines sehr hohen Druckes gegensei tig zerquetscht, so daß man hierbei von der sogenannten Gutbettzerkleine rung spricht. Die Hochdruckpressung führt im Mahlgut teils zur Partikelzer störung, teils zur Erzeugung von Anrissen im Partikelinneren und äußert sich sichtbar in der Bildung von Agglomeraten (sogenannten Schülpen), die sich mit vergleichsweise geringem Energieaufwand desagglomerieren bzw. auflösen lassen. Dem Walzenspalt der Walzenpresse wird in der Regel fri sches Mahlgut zusammen mit einer rezirkulierten Grobkornfraktion eines nachgeschalteten Sichters aufgegeben.

Es versteht sich, daß beim Betrieb einer solchen Walzenpresse die Los walze nicht immer unter Beibehaltung eines parallelen Walzenspaltes aus weichen will. Insbesondere eine unsymmetrische Beaufschlagung des Wal zenspaltes mit dem zu pressenden körnigen Feststoffmaterial, z. B. bei einer ungleichmäßig verteilten Beschickung des Walzenspaltes mit grobem Frischgut und vergleichsweise feinkörnigen rezirkulierten Sichtergrießen, oder gar eine unsymmetrische Überlastung durch unzerkleinerbares Gut haben eine Schiefstellung bzw. ein unparalleles Auseinanderklaffen des Walzenspaltes der Walzenpresse zur Folge. Pendelrollenlager als Walzenla ger lassen zwar eine begrenzte Winkelabweichung von der Walzenspalt parallelität zu. Um die zulässige Winkelabweichung der Lager nicht zu überschreiten, ist aber eine Parallelführung der Walzen unbedingt notwen dig. Will man zur Leistungssteigerung der Walzenpresse die Walzen preßkraft erhöhen, so müßten die in den Lagerböcken eingebauten Pendel rollenlager durch Zylinderrollenlager oder Kegelrollenlager ersetzt werden, die bei gleichem Außendurchmesser vergleichsweise höhere Lagertragzah len aufweisen, jedoch sind solche Lager durch eine deutlich kleinere zuläs sige Winkelabweichung gekennzeichnet als Pendelrollenlager. Außerdem werden bei einer Schiefstellung des Walzenspaltes die hydraulischen An preßzylinder der Loswalze außer durch Axialkräfte auch noch durch Quer kräfte belastet, wodurch die Gefahr nicht ausgeschlossen ist, daß die Dich tungen der hydraulischen Anpreßzylinder schneller verschleißen und un dicht werden können. Schließlich besteht die Gefahr, daß schiefstehende Lagerböcke der Loswalze ihre Gleitunterlagen schneller verschleißen kön nen.

In der DE 39 22 638 wird vorgeschlagen, mittels Sensoren, die zeitlich ge taktet oder kontinuierlich die die sich im Betrieb der Zweiwalzenmaschine an beiden Walzenseiten einstellenden Breite des Walzenspaltes zu messen und bei Überschreitung eines Toleranzwertes für die Schiefstellung der Walzen einen Regeleingriff auf die Druckregelung der die Loswalze abstüt zenden Hydraulikzylinder durchzuführen. Hierbei wird an der Seite der Loswalze, an der der Walzenspalt kleiner wird, der Hydraulikzylinder-Öl druck soweit reduziert, bis der Walzenspalt an dieser Stelle wieder größer geworden und der Toleranzwert wieder unterschritten wird. Anschließend muß der Öldruck wieder auf den ursprünglichen Wert gebracht werden. Nachteilig bei diesem bekannten Verfahren ist, daß während des Regelvor gangs das körnige Gut mit niedrigerem d. h. ungenügendem Druck bean sprucht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und eine Zweiwalzenmaschine mit einer Walzenparallelführung sowie ein zugehöriges Betriebsverfahren zu schaffen, wobei die Walzenparallelfüh rung auch für sehr hohe Walzenpreßkräfte bzw. Lagerkräfte geeignet ist und selbst kleine Walzenschiefstellungen möglichst verzögerungsfrei kom pensiert bzw. rückstellt, ohne daß dabei die im Walzenspalt stattfindende Druckbehandlung körnigen Gutes beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorrichtungsmäßig mit den Maß nahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 und verfahrensmäßig bzw. regelungstechnisch mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 2 gelöst.

Während des Betriebs der Zweiwalzenmaschine wird eine Unparallelität des Walzenspaltes in der Regel durch eine ungleichmäßige Beschickung des Walzenspaltes mit dem zu pressenden Aufgabegut verursacht.

Erfindungsgemäß wird dieser ungleichmäßigen Beschickung dadurch be gegnet, daß der untere Abstand der Dosierklappe gegenüber der Vertikal ebene durch den Walzenspalt durch einen Stellmotor so verändert wird, daß an der Seite, an der der Walzenspalt kleiner ist, dieser Abstand ver größert wird, d. h. die Schiefstellung der Loswalze wird durch eine in um gekehrter Richtung durchgeführte "Schiefstellung" der Dosierklappe kom pensiert. Dabei bewirkt die Schiefstellung bzw. das Öffnen der Dosier klappe einen vermehrten Materialzufluß, wodurch die Loswalze wieder in ihre ursprüngliche Position gedrückt wird. Bei diesem Vorgang ist eine Än derung des vorab eingestellten Drucks im Hydraulikzylinder nicht erforder lich. Die Druckbeanspruchung findet somit stets beim gleichen gewünsch ten Anpreßdruck statt.

Die Änderung der Dosierklappenstellung mittels eines Stellmotors erfolgt erfindungsgemäß durch einen Regelungseingriff einer Überwachungs- und Regeleinheit, der durch die Auswertung der Walzenspaltmessung mittels Sensoren bei Überschreitung eines vorab eingegebenen Toleranzwertes ausgelöst wird.

Die Erfindung wird anhand eines von in Zeichnungsfiguren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels nachfolgend näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf das Walzenpaar einer Zweiwalzenma schine mit einem Gutaufgabeschacht sowie vergrößert das Schaltschema der Walzenspaltregelung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Dosierklappe des Gutaufgabe schachtes gemäß Fig. 1 nach einem Regeleingriff;

Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Dosierklappen in perspek tivischer Darstellung.

Die Fig. 1 zeigt in Draufsicht eine Zweiwalzenmaschine mit zwei gegenläu fig drehbaren Walzen (10, 11), die zwischen sich einen Walzenspalt (12) bilden und von denen die Walze (10) als Festwalze sich mit ihren Lager böcken (13, 14) unmittelbar an einer Endwand des Maschinenrahmens ab stützt und die Walze (11) als Loswalze mit ihren Lagerböcken (15, 16) auf glatten Gleitbahnen (17, 18) des Maschinenrahmens aufliegend und sich in Richtung der gezeichneten Doppelpfeile translatorisch bewegend gegen Hydraulikzylinder (19, 20) abstützt, mit denen die Walzenpreßkraft aufge bracht und die Verstellung der Breite des Walzenspaltes (12) vorgenommen wird.

Oberhalb des Walzenspaltes (12) befindet sich ein Gutaufgabeschacht (24) mit drehbeweglichen Dosierklappen (25, 26) zur Dosierung der Material menge durch geregelte Neigung der Dosierklappen (die hierzu benötigten Stellorgane und Drehachsen sind nicht eingezeichnet), die über weitere Stellmotore (M 1, M 2) um die zusätzlichen Drehachsen (22, 23) so bewegt werden können, daß sich ihr unterer Abstand von der vertikalen Ebene durch den Walzenspalt (12) in axialer Walzenrichtung unterschied lich verändert (Fig. 2).

Die Stellmotore (M 1, M 2) sind mit den Ausgängen (G 1, G 2) einer Über wachungs- und Regelungseinheit (21) über Leitungen (27, 28) verbunden.

Der Abstand zwischen den Lagerböcken (13 und 15 sowie 14 und 16) wird von Sensoren (S 1 und S 2) gemessen und die erhaltenen Signale über Lei tungen (29, 30) zu den Eingängen der Überwachungs- und Regelungsein heit (21) geführt.

Von den Sensoren (S 1 und S 2) wird der sich im Betrieb der Zweiwalzen maschine einstellende Abstand der Lagerböcke und damit auch die sich im Betrieb einstellende Breite des Walzenspaltes (12) an beiden Walzenseiten kontinuierlich oder zeitlich getaktet gemessen und es wird die Differenz beider Meßwerte errechnet und mit einem vorgegebenen Toleranzwert verglichen. Bewegt sich bei einer unsymmetrischen Belastung des Walzen spaltes (12) z. B. der Lagerbock (16) der Loswalze (11) nach innen und kommt es zu einer Schiefstellung der Loswalze (11) mit einer Überschrei tung des vorgegebenen Toleranzwerte, so erfolgt über die zentrale Über wachungs- und Regelungseinheit (21) ein Regeleingriff auf den Stellmo tor (M 1) oder auf beide Stellmotore (M 1 und M 2), wodurch die Dosier klappe (25) oder beide Dosierklappen (25, 26) in Pfeilrichtung so bewegt werden, daß sich eine Schiefstellung der Dosierklappe(n) entgegen der Schiefstellung der Loswalze ergibt, d. h. die Dosierklappen sind oberhalb des engsten Walzenspaltes am weitesten geöffnet, und durch das Mehr an Material, das in diesem Bereich durch den Walzenspalt gedrückt wird, wird die Loswalze wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückgeschoben.

Die "Schiefstellung" der Dosierklappen kann auch in einer anderen Weise realisiert werden.

Wie die Fig. 3 zeigt, sind in einem Gutaufgabeschacht (36) mit Dosierklap pen (31, 32), die über die Drehachsen (38) mittels der Stellmotore (34) in ihrer Neigung zur Ebene durch den Walzenspalt (12) verändert werden können, in der Ebene der Dosierklappen (31, 32) zusätzliche Drehachsen (33, 37) angeordnet, die die Dosierklappen (31, 32) schiefwinklig teilen und um die die unteren Teile der Dosierklappen mit Hilfe der zusätzlichen Stellmotore (35) bewegt werden können.

Durch die schiefe Lage der zusätzlichen Drehachsen (33 und 37) wird bei einer Bewegung der unteren Dosierklappenteile um diese Drehachsen der Abstand der Dosierklappenunterkante von der Ebene durch den Walzen spalt (12) in axialer Richtung unterschiedlich verändert, d. h. die Dosier klappen öffnen sich in axialer Richtung unterschiedlich, so daß auch durch diese Anordnung der Dosierklappen der Schiefstellung der Loswalze gezielt entgegengewirkt werden kann.

Claims

1. Zweiwalzenmaschine, wie z. B. Hochdruckwalzenpresse, insbeson dere zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes, mit zwei gegenläufig an getriebenen und durch einen Walzenspalt voneinander getrennten Walzen, von denen wenigstens eine als Loswalze ausgebildet ist, deren Lagerböcke gegen Hydraulikzylinder eines hydropneumatischen Systems abgestützt sind, mit dem die Walzenpreßkraft aufgebracht wird, mit Sensoren zur Messung der sich im Betrieb an den beiden Walzenseiten einstellenden Breite des Walzenspaltes und mit einem oberhalb des Walzenspaltes angeordneten, mindestens eine Dosier klappe enthaltenden Gutaufgabeschacht, dadurch gekennzeichnet, daß

- mindestens eine im Gutaufgabeschacht (24) angeordnete Dosier klappe (25, 26) mit mindestens einer Drehachse (22, 23) über mindestens einen Stellmotor (M 1, M 2) so drehbeweglich gestal tet ist, daß der untere Abstand der Dosierklappen (25, 26) von der vertikalen Ebene durch den Walzenspalt (12) sich in axialer Walzenrichtung ungleichmäßig ändert;
- die Sensoren (S 1, S 2) zur Messung der Breite des Walzenspal tes (12) mit den Eingängen und die Stellmotore (M 1, M 2) der Dosierklappen mit den Ausgängen (G 1, G 2) einer Überwa chungs- und Regelungseinheit (21) in Verbindung stehen.

2. Verfahren zum Betrieb einer Zweiwalzenmaschine, wie z. B. Hoch druckwalzenpresse, insbesondere zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes, mit einer Zweiwalzenmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die sich im Betrieb der Zweiwalzenmaschine ein stellenden Breite des Walzenspaltes (12) an beiden Walzenseiten ge messen wird, daß die Differenz beider Meßwerte errechnet und mit einem vorgegebenen Toleranzwert verglichen wird, und daß bei Über schreiten des Toleranzwertes ein Regeleingriff auf die Stellmo tore (M 1, M 2) in der Weise erfolgt, daß an der Seite der Los walze (11), an der der Walzenspalt (12) kleiner wird, der untere Ab stand der Dosierklappe gegenüber der Vertikalebene durch den Wal zenspalt solange vergrößert wird, wodurch an dieser Stelle mehr kör niges Feststoffmaterial dem Walzenspalt angeboten wird, bis der Tole ranzwert wieder unterschritten wird, und umgekehrt.