DE69008686T2

DE69008686T2 - Pulverisiermühle.

Info

Publication number: DE69008686T2
Application number: DE1990608686
Authority: DE
Inventors: Redmond Joseph Semple
Original assignee: Babcock Energy Ltd
Current assignee: Altrad Babcock Ltd
Priority date: 1989-12-21
Filing date: 1990-12-17
Publication date: 1994-11-17
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: EP0435537A1; DK0435537T3; ZA9010215B; ES2052191T3; GB8928876D0; EP0435537B1; DE69008686D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Pulverisier- oder Feinmühlen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Mühlen sind beispielsweise aus der EP-A-161943 bekannt.
EP-A-161943 beschreibt Pulverisier- oder Feinmühlen mit Mahlelementen, die auf einer kreisförmigen Bahn zwischen einer sich drehenden unteren Spur oder Ring und einer feststehenden oberen Spur oder Ring abrollen. Die untere ringförmige Spur oder Ring sitzt auf einem sich drehenden Trägertisch oder einer Plattform, die eine ebene Oberseite und eine Belastungseinrichtung aufweist, die zur Einwirkung auf der oberen ringförmigen Spur oder dem Ring angeordnet ist, um die obere ringförmige Spur oder den Ring in Richtung auf die untere Spur oder den Ring zu drängen und daher die Spuren oder Ringe in Kontakt mit den Mahlelementen zu bringen. Eine Unterseite der unteren Spur oder des Ringes ist mit einer Feldfläche versehen, die zur Lagerung auf der ebenen Oberseite des Trägertisches oder der Plattform angeordnet ist und einen Teil mit leicht kegelstumpfförmiger Form aufweist.
EP-A-161943 beschreibt die Probleme, die bei der Entwicklung solcher Mühlen auf vergrößerte Bauform und Belastung auftreten, wobei eine zunehmende Tendenz des unteren Mahlringes zum Bruch in Ausbildungen stattfand, bei denen der Ring flach auf dem Trägertisch ruht, wenn die Mühle still steht und unbelastet ist. EP-A-161943 beschreibt Ausbildungen, in welchen die Unterseite des unteren Mahlringes mit einem zu dem Ring konzentrischen Höcker oder Ringwulst versehen ist, so daß das auf den unteren Mahlring ausgeübte Moment infolge der Belastung auf den Mahlelementen und der reaktiven Abstützung des Tisches bei einem niedrigen Optimum aufrechterhalten wird. Wenn dies eine zufriedenstellende Lösung darstellt, macht die Bildung des Höckers oder Ringwulstes eine maschinelle Bearbeitung erforderlich, um den Höcker oder Ringwulst zu gestalten, was teuer sein kann und Schwierigkeiten bereiten kann, die Genauigkeit bei den relativ großen betroffenen Durchmessern aufrechtzuerhalten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Unterseite der unteren Spur oder des Rings mit einer Feldfläche von leicht kegelstumpfförmiger Gestalt ausgebildet, die sich von einer radial äußeren Kante der unteren Spur oder des Rings radial nach innen über die Breite der Unterseite erstreckt, so daß vor dem Aufbringen der Belastung die Feldfläche am Trägertisch oder an der Plattform an der radial äußeren Kante anliegt und daß bei Belastung die Feldfläche den Trägertisch oder die Plattform über einen radial von der äußeren Kante innenliegenden ringförmigen Bereich berührt.
Vorzugsweise ist die Unterseite über einen radial inneren Teil ausgespart, so daß die ringförmige Berührungsfläche bei Betriebsbelastung so gelegen ist, daß die resultierende Wirkungslinie des Vektors der Belastungskraft und der Zentrifugalkraft aus der Bewegung der Mahlkörper um die kreisförmige Bahn durch die ringförmige Berührungsfläche hindurchgeht.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Diese stellt einen teilweisen Querschnitt eines Teils einer Pulverisiermühle dar, in der Stahlkugeln als Mahlelemente verwendet werden. Links in der Zeichnung ist eine übliche Anordnung und rechts eine durch die Erfindung eingeführte Modifikation dargestellt.
Wie gezeigt, sind Stahlkugeln 1 zwischen einem feststehenden oberen Mahlring 2 und einem sich drehenden unteren Mahlring 3 gelegen, der auf einem Trägertisch 4 abgestützt ist, welcher wiederum mit einer Antriebseinrichtung 5 in Verbindung steht, über welche der Tisch um die vertikale Achse gedreht wird. Wenn die Mühle unbelastet und in Ruhe ist, steht die Oberseite des Trägertisches 4 horizontal. Zu mahlendes Material wird über die Schütte 6 abgegeben. Eine nicht dargestellte Abdichtung ist um den inneren Rand des Ringes 3 vorgesehen, um das Eindringen des gemahlenen und pulverisierten Materials in den Raum zwischen dem Ring 3 und dem Tisch 4 zu verhindern. In der üblichen Anordnung (wie sie links in der Zeichnung dargestellt ist) ruht der Ring 3 flach auf dem Trägertisch 4, wenn die Mühle ruht und unbelastet ist. Wenn die Mühle in Betrieb ist, wird sich der Trägertisch an seiner äußeren Kante nach unten durchbiegen, so daß die Abstützung für den unteren Ring 3 nur an der Kante A des Ringes stattfindet, wodurch das auf den Ring ausgeübte Biege-Torsions-Moment vergrößert wird, da es von dem Abstand zwischen A und dem Vektor V der auf dem Ring einwirkenden resultierenden Kräfte abhängt.
Der wesentliche Unterschied zwischen der üblichen Anordnung und der modifizierten Anordnung, wie rechts in der Zeichnung dargestellt, besteht darin, daß in letzterer Konfiguration die Unterseite eines modifizierten unteren Mahlringes 7 von leicht kegelstumpfförmiger Form ist.
Der untere Mahlring 3 wird als hartes Eisengußstück erzeugt und so gegossen, daß eine bogenförmige Spur 8 auf seiner Oberseite und eine ringförmige Feldfläche 9 auf einer mit einer Aussparung versehenen Unterseite 10 ausgebildet ist, die also ein ausgespartes Teil 14 und innere und äußere zylindrische Randflächen 11, 12 aufweisen.
Das Gußstück wird dann auf den zylindrischen Randflächen 11, 12 zur Zentrierung der bogenförmigen Spur 8 zur zentralen Achse der Mühle und auf der ringförmigen Feldfläche 9 bearbeitet, um auf der Trägerplattform oder dem Tisch 4 aufzusitzen. Es wird ein Minimum von Metall von der Unterseite entfernt, um eine saubere Feldfläche 9 in voller Breite über die Unterseite zu erzeugen, ferner wird überschüssige Dicke an der Ringschulter 16 der Oberseite zwischen der bogenförmigen Spur 8 und dem äußeren zylindrischen Rand 12 entfernt, welche äußere Schulterregion 16 glatt in die bogenförmige Spur 8 übergeht, um örtliche Beanspruchungskonzentrationen im zugeordneten Bereich zu vermeiden. In ähnlicher Weise ist ein innerer wulstförmiger Bereich 18 auch von glatter abgerundeter Form, um örtliche Belastungskonzentrationen in dem zugeordneten Bereich zu vermeiden, da dies normalerweise der Bereich der größten Beanspruchungskonzentration in dem Mahlring 7 ist, insbesondere infolge von restlichen Biegemomenten.
Bei der Bearbeitung der ringförmigen Feldfläche 9 auf der Unterseite 10 wird eine leichte Vorspannung dahingehend ausgeübt, daß Metall von einem radial inneren Teil entfernt wird, so daß die Feldfläche 9 eine leicht kegelstumpfförmige Form aufweist. Beispielsweise ist auf einem Mahlring 7 von ungefähr 3 m Durchmesser der innere Teil der Feldfläche 9 um einen Abstand von ungefähr 0,1 mm zu der bogenförmigen Spur hin aus einer Ebene versetzt, welche die Schnittlinie der äußeren zylindrischen Randfläche 12 und des radial äußeren Teils der Feldfläche 9 enthält.
Die Verschiebung ist derart, daß bei der Anlage einer Last L an die Mühle eine entsprechende Durchbiegung in einem radial äußeren Teil der Trägerplattform oder des Tisches 4 stattfindet und demgemäß infolge des ausgesparten Teils 14 der Fläche der ringförmige Flächenkontakt zwischen dem unteren Mahlring 7 und der Trägerplattform oder dem Tisch 4 im belasteten Zustand über einen Ringbereich stattfindet, der etwas nach außen des imaginären Zylinders versetzt ist, welcher die Mittelpunkte der Kugeln 1 enthält, um den Effekt der zentrifugalen Kraft F auf die Kugeln zu kompensieren, was zu einer resultierenden Kraft führt, die entlang eines Vektors V mit leicht nach auswärts geneigtem Winkel zu der vertikalen führt.
Als Ergebnis des ringförmigen Flächenkontakts unter Last hat die von der Belastung und der Mahloperation stammende Spannung die Tendenz, gleichmäßiger in dem Mahlring verteilt zu sein, im Gegensatz zu einer Mühle, in welcher die Unterseite des Mahlringes ursprünglich eben ist, da in einer solchen Anordnung ein verringert er Kontakt zwischen dem unteren Mahlring und der Trägerplattform oder dem Tisch stattfindet, wenn der äußere Teil der Trägerplattform oder des Tisches durchbiegt, wodurch die Spannungsverteilung nachteilig beeinflußt wird.
Zusätzlich wird darauf hingewiesen, daß dadurch, daß der ausgesparte Teil 14 mit geeigneter radial er Dimension hergestellt wird, der Schnitt des erhaltenen Kraftvektors aus der Belastung der Stahlkugeln 1 und der Zentrifugalkraft aus der Drehung der Kugeln um die zentrale Achse der Mühle mit der Unterseite 10 des unteren Mahlringes 7 dazu gebracht werden kann, mit der ringförmigen Kontaktfläche zwischen dem unteren Mahlring 7 und dem Trägertisch 4 zusammenzufallen. Wenn der Vektor V und die ringförmige Kontaktfläche zusammenfallen oder im wesentlichen zusammenfallen, wird kein oder nur ein geringes radiales Biegemoment auf den unteren Mahlring aufgebracht, da keine oder nur eine geringe Verschiebung der Stütze des Ringes von dem Vektor V stattfindet und daher kein oder nur ein geringes Biegemoment erzeugt wird.
Die bogenförmigen Spuren 20 und 8 in den oberen und unteren Ringen 2 und 7 haben ein leicht größeren Krümmungsradius als der Radius der Kugeln 1, oder alternativ, sind mit einer ringförmigen Abflachung im zentralen Teil ausgebildet, flankiert durch bogenförmige Teile, um eine leichte Schwingung in der Bewegung der Kugeln rund um die Spur zu ermöglichen. Da jedoch eine ringförmige Kontaktfläche gegeben ist, wie zuvor angedeutet, während die Stellung des Kraftvektors V mit der Schwingung der Kugeln mitgeht, wird kein unzulässiges Biegemoment unter dem unteren Mahlring infolge der Schwingung aufgebracht, mit der die Unterstützungsstelle des Ringes schwankt.

Claims

1. Pulverisier- oder Feinmühle mit folgenden Merkmalen: Mahlelemente (1) rollen auf einer kreisförmigen Bahn zwischen einer sich drehenden unteren Spur oder einem Ring (7) und einer feststehenden oberen Spur oder einem Ring (2);

die untere ringförmige Spur oder der Ring (7) sitzen auf einem sich drehenden Trägertisch oder einer Plattform (4), die eine ebene Oberseite und eine Belastungseinrichtung aufweist, die zur Einwirkung auf der oberen ringförmigen Spur oder dem Ring (2) angeordnet ist, um die obere ringförmige Spur oder den Ring (2) zu der unteren Spur oder dem Ring (7) zu drängen und daher die Spuren oder Ringe (2, 7) in Kontakt mit den Mahlelementen (1) zu bringen;

eine Unterseite (10) der unteren Spur oder des Ringes ist mit einer Feldfläche (9) versehen, die zur Lagerung auf der ebenen Oberseite des Trägertisches oder der Plattform (4) angeordnet ist und einen Teil mit leicht kegelstumpfförmiger Form aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Unterseite (10) der unteren Spur oder des Ringes (7) mit einer Feldfläche (9) von leicht kegelstumpfförmiger Gestalt ausgebildet ist, sich von einer radial äußeren Kante (12) der unteren Spur oder des Ringes (7) radial nach innen über die Breite der Unterseite (10) erstreckt, so daß vor dem Aufbringen der Belastung die Feldfläche (9) den Trägertisch oder die Plattform (14) an der radial äußeren Kante (12) berührt, und

daß bei Belastung die Feldfläche den Trägertisch oder die Plattform über einen radial von der äußeren Kante (12) innenliegenden ringförmigen Bereich berührt.

2. Pulverisier- oder Feinmühle nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Unterseite (10) über einen radial inneren Teil ausgespart ist, so daß die ringförmige Berührungsfläche bei Betriebsbelastung so gelegen ist, daß die resultierende Wirkungslinie des Vektors der Belastungskraft und der Zentrifugalkraft aus der Bewegung der Mahlkörper um die kreisförmige Bahn durch die ringförmige Berührungsfläche hindurchgeht.

3. Pulverisier- oder Feinmühle nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß ein innerer Vorsprungsbereich (18) und ein äußerer Schulterbereich (16) des unteren Mahlringes (7) glatt in die bogenförmige Spur oder Laufbahn (8) übergehen, um örtliche Spannungskonzentrationen in den zugeordneten Bereichen zu vermeiden.

4. Pulverisier- oder Feinmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Mahlelemente aus Stahlkugeln (1) bestehen und

daß die bogenförmigen Spuren oder Führungsbahnen (20, 8) in dem oberen und unteren Ring (2, 7) einen etwas größeren Krümmungsradius als der Radius der Stahlkugeln (1) aufweisen.

5. Pulverisier- oder Feinmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Mahlelemente Stahlkugeln (1) sind und

daß die bogenförmigen Spuren oder Führungsbahnen (20, 8) in den oberen und unteren Mahlringen (2, 7) als ebene Ringflächen in den zentralen Teilen und als bogenförmige Teilflächen an den Flanken ausgebildet sind.