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Einstufige Kugelquetschmühle Die Erfindung bezieht sich auf eine einstufige
Kugelquetschmühle, bei der die Mahlkugeln in ringförmiger Anordnung zwischen zwei
Ringen laufen, von denen der untere Ring drehbar und mit einer Kugellaufrinne versehen
ist, wobei das zu mahlende Gut radial von innen in die Mahlzone eingeführt wird
und außerhalb des unteren Ringes ein ringförmiger Düsenkanal vorgesehen ist, durch
den ein gasförmiges Flud zur Sichtung des aus der Mahlzone austretenden Gutes aufwärts
strömt.
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Nach der Erfindung ist eine Kugelquetschmühle der vorbeschriebenen
Art dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkante der Kugellaufrinne des unteren Ringes
und die anschließende obere .Fläche des Ringes unterhalb der Kugelmittelpunkte liegen.
Die Erfindung stützt sich auf eine Würdigung der Tatsache, daß in Kugelmühlen zur
Erzielung einer wirksamen Arbeitsweise das Gut nach genügender Mahlung sofort aus
der Mahlzone entfernt werden soll. Wenn das Gut nicht entfernt wird, wirkt sich
die dadurch entstandene Verstopfung der Mahlzone in einem höheren Kraftbedarf für
den erreichten Durchsatz aus: Bisher trat eine solche Verstopfung ein, weil die
Mühlenbauart die Bewegung des Gutes entgegen der Fliehkraft im Gefolge hat oder
eine wirksame Bewegung der gemahlenen Teilchen unter der Wirkung der Fliehkraft
verhindert oder hemmt. So befindet sich in Mühlen, die mehrere Mahlkugelreihen enthalten,
wenigstens eine Mahlzone, in welche das Gut einwärts
entgegen der
Fliehkraft gespeist wird mit dem Ergebnis, daß Verstopfungsneigung der Zone besteht.
Die Erfindung vermeidet durch die Anwendung einer einzigen Mahlzone mit einem unteren
Laufring und mit einer Dürchtrittsmöglichkeit für das Gut von innen nach außen den
erwähnten Nachteil und sieht gleichzeitig eine einfache und gedrungene Bauweise
vor, wobei sie durch Anwendung der obenerwähnten Gestaltung des unteren Ringes erreicht,
daß die Fliehkraft zur Aufrechterhaltung eines ordnungsmäßigen Stromes des gemahlenen
Gutes durch die Mahlzone beiträgt.
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Die Erfindung schafft eine Kugelquetschmühle mit einer verbesserten
Bauart und Anordnung der Teile, die die Wege des darin bearbeiteten Gutes und des
gasförmigen Fludes durch die Mahlvorrichtung bestimmen, und mit verhältnismäßig
geringer Bauhöhe und geringem Platzbedarf an Bodenfläche sowie geringem Kraftbedarf
je Tonne des Durchsatzes, hoher Feinheit des Erzeugnisses und verhältnismäßig geringen
Herstellungs- und Unterhaltungskosten.
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Die Erfindung soll-nun in einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung
erläutert werden. Fig. i ist eine schaubildliche Darstellung, teilweise weggebrochen,
und zeigt ein Gebläse, die Kugelquetschmühle und eine Speisevorrichtung; die Speisevorrichtung
und das Gebläse sind im Winkel etwas verschoben zum Zweck der klaren Darstellung;
Fig.2 ist ein Schnitt durch die Kugelquetschmühle der Fig. i ; Fig.3 ist ein waagerechter
Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2; Fig@4 zeigt in größerer Darstellung einen
Teil der Mahlzone der Fig.2; Fig.5 zeigt in größerer Darstellung eine der Bürsten
des unteren Ringes; Fig. 6 gibt in Ansicht einen abgewickelten Teil der Lenkschienen
und Lenkplatte; Fig. 7 ist ein Schnitt nach Linie 7-7 der Fig. 6; Fig.8 ist eine
Draufsicht auf den drehbaren S ichter. Die in den Zeichnungen dargestellte Kugelquetschmühle
besteht der Hauptsache nach aus einem zylindrischen, aus Teilen bestehenden Gehäuse,
das einen aus Gußeisen bestehenden Unterteil i mit einem leicht konischen Boden
:2 aufweist, der in ein Fundament 3 eingelassen ist. Der obere Teil 4 des Gehäuses
ist als ein aus Stahlplatten zusammengeschweißter Bauteil ausgebildet und mit dem
Unterteil abnehmbar verbunden. Der Unterteil des Gehäuses enthält den Antrieb der
Mühle, der aus einer Welle 5, einem Untersetzungsgetriebe mit Kegelrädern 6 und
7, das in Antriebsverbindung mit der Welle 5 steht, und einer senkrechten Triebwelle
8 besteht, die axial in dem Gehäuse angeordnet ist. In dem Unterteil sind auch die
üblichen Drucklager, zweckmäßig als Rollenlager ausgebildet, angeordnet, welche
die Wellen in den dargestellten Stellungen halten: Die Triebwelle 8 geht aufwärts
bis in den oberen Teil des Gehäuses, und auf ihrem oberen Ende ist ein Antriebskörper
io, der in der Hauptsache kegelförmig ausgebildet ist, aufgekeilt. Die eigentliche
Kugelquetschmühle besteht aus einem unteren Mahlring i i, der auf dem unteren ebenen
Teil des Kegels io aufgekeilt ist. Der Mahlring i i hat eine ringförmige Mulde 12
zur Aufnahme einer ringsherum laufenden Reihe von sich abwälzenden Mahlkörpern 13,
als welche zweckmäßig Kugeln aus gegen Abnutzung widerstandsfähigen Stahllegierungen
benutzt werden. Die Kugeln 13 tragen einen oberen Mahlring 14, der an seiner Unterseite
ebenfalls mit einer für die Kugeln passenden ringförmigen Mulde ausgerüstet ist.
Der obere Mahlring 14 trägt seinerseits einen Ring 15 mit einer nach innen geneigten
Fläche 16 und im Winkel zueinander versetzten äußeren Ansätzen 17, die in Führungen
18 an der Innenwand des Gehäuses eingreifen, um so eine Drehung des Ringes 15 und
des Mahlringes 14 zu verhindern, aber senkrechte Bewegungen zu ermöglichen. Ein
nachgiebiger abwärts gerichteter Mahldruck wird auf die mahlenden Teile durch mehrere
von außen einstellbare Schraubenfedern i9 ausgeübt, die auf den Ring 15 wirken.
Bei dieser Anordnung wird der Druck der Federn ig und das Gewicht der mahlenden
Teile von der senkrechten Triebwelle aufgenommen und von dieser auf die Drucklager
der Welle übertragen, die zweckmäßigerweise dicht über dem Fundament angeordnet
sind.
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Gemäß den Fig. i und 2 wird das zu mahlende Gut der Mühle in geregelten
Mengen durch eine Speisevorrichtung 2o zugeführt, die einen Trichter 2i aufweist,
der sich abwärts zu einem Punkt über dem Ring 15 erstreckt. Im Betriebe fällt das
Mahlgut aus dem Trichter 2o auf die Schrägflächen 16 des Ringes 15, von denen es
über die innere Kante des oberen Mahlringes 14 auf die Oberfläche des Kegels io
und den unteren Mahlring i i fällt, wobei es infolge der Drehung dieser Teile gleichmäßig
verteilt wird. Die Kraft, die durch den Druck des Gutes erzeugt wird, unterstützt
durch die von den sich drehenden Teilen auf das Mahlgut ausgeübte Schleuderwirkung,
zwingt das Gut, nach außen über die Oberfläche des unteren Ringes zu fließen, wo
es zwischen den Mahlringen und den sich auf ihnen abwälzenden Kugeln gemahlen wird.
Die Mühle wird von einem Motor 25 über die auf seiner Welle 24 sitzende Riemenscheibe
23, einen Riemen und die Riemenscheibe 22 angetrieben, die auf der Welle 5 sitzt.
Auf dem anderen Ende der Motorenwelle 24 ist ein Gebläse 26 angeordnet, das Luft,
und zwar zweckmäßig vorgewärmte Luft, durch eine Leitung 27 in den weitesten Teil
einer ringförmigen Windkammer 28 führt, welche den unteren Teil des Gehäuseteiles
4 in exzentrischer Lage umgibt. Die Windkammer 28 steht mit dem Innenraum des Gehäuseteiles
4 durch eine Reihe von Öffnungen 29 in Verbindung, die sich gegenüber der Umfangskante
des Kegels io unterhalb des Austrittes des gemahlenen Gutes in der Außenwand des
Gehäuseteiles 4 befinden.
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Die Öffnungen 29 münden in einen ringförmigen Düsenkanal 3o, dessen
Querschnitt vorzugsweise
der Form eines Venturirohres nahekommt
und der aufwärts und etwas gegen die Kugelreihe 13 geneigt ist. Die Innenseite des
Kanals 30 wird durch die nach oben eingezogene Außenfläche 31 des unteren
Mahlringes gebildet, die im Querschnitt zweckmäßig konvex gekrümmt ist, wobei der
Mittelpunkt der Krümmung senkrecht unter den Kugelmitten liegt, während die Außenseite
des Kanals von einem ringförmigen Einsatz 32 gebildet wird, .der an der Innenseite
des Gehäuseteiles d. unmittelbar über den Luftöffnungen 29 angeschraubt ist. Dieser
Einsatz hat einen unteren Teil, der an seiner inneren Fläche konvex gekrümmt ist,
um so einen aufwärts allmählich sich verengenden Abschnitt des Düsenkanals zu bilden,
der bis zu eine verhältnismäßig engen Einschnürung führt. Die Krümmung der Innenfläche
dieses Einsatzes setzt sich dann über diese Einschnürung bis annähernd zu einem
Punkt fort, der etwas unter der oberen Fläche des unteren Ringes und in bezug auf
die Kugeln radial nach außen liegt, um so einen nach oben sich erweiternden Abschnitt
des Kanals 30 zu bilden. Über diesem Punkt ist die Innenfläche des Einsatzes
konkav gekrümmt, und zwar für eine kurze Strecke bis zu einem über der oberen Fläche
des unteren Mahlringes liegenden Punkt 33, worauf sich dann die Innenfläche wieder
nach außen gegen die Gehäusewand neigt.
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Vermöge dieser Form des Kanals 30 vergrößert sich die Geschwindigkeit
der durch die öffnungen 29 eintretenden Tragluft allmählich, bis diese die Einschnürung
erreicht; an dieser Stelle wird die Luftgeschwindigkeit genügend groß sein, um zu
verhindern, daß das gemahlene Gut, soweit es in dem beabsichtigten Dichtebereich
liegt, durch die Einschnürung hindurchfällt und die Luftöffnungen verstopfen kann.
Die Luftgeschwindigkeit nimmt dann von der Einschnürung beim Durchgang durch den
sich erweiternden Teil des Kanals 3o allmählich ab, behält aber noch einen genügend
großen Wert, um das gesamte die Kugelreihe verlassende gemahlene Gut aufwärts zu
führen.
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Die beschriebene Form des sich erweiternden Teiles des Düsenkanals
ist besonders vorteilhaft, weil sie die Druckluft bis zu einem gewissen Grade in
den Raum zwischen den Mahlringen, der von der Kugelreihe ausgefüllt ist, hineinleitet,
jedoch zweckmäßig, ohne sie durch die Kugelreihe hindurchzuführen.
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Diese Anordnung hat in der Praxis den Erfolg ergeben, daß das Feingut
wirksamer von den mahlenden Teilen abgespült wird, um ein gleichmäßiges Abfegen
oder Mitnehmen des aus der Mahlzone austretenden Gutes über den ganzen Umfang der
Mühle zu erzielen. Ferner ist hierdurch die Möglichkeit gegeben, die Kugeln durch
die auftreffende Luft zu erwärmen, wodurch das Trocknen des Mahlgutes unterstützt
wird.
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Die Luft wird nicht nur in den von den Kugeln eingenommenen Raum geleitet;
sondern vermöge der Form des oberen Endes des Luftkanals auch gegen die Unterseite
des oberen Mahlringes i4., mit dem Erfolg, daß die mitgenommenen Teilchen nicht
mit einer so hohen Geschwindigkeit in den Raum über dem oberen Mahlring gelangen,
daß das beabsichtigte Zurückfallen zu großer Teilchen in die Mahltone durch die
zu dem Sichter strömende Luft verhindert oder wesentlich vermindert wird.
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Die Luftzuleitung 27 vom Gebläse 26 ist radial an die Windkammer 28
angeschlossen, so daß die eintretende Luft sich in zwei Ströme zerlegt, die zu den
im Kreise angeordneten Öffnungen 29 gelangen. Diese Luftströme verringern sich infolge
der exzentrischen Anordnung der Windkammer 28 im Querschnitt bis zu der gegenüberliegenden
Seite der Windkammer, und zwar entsprechend den durch die verschiedenen Öffnungen
29 abströmenden Luftmengen. Es hat sich gezeigt, daß die sich drehenden Teile der
Kugelquetschmühle eine gewisse Drehung des Luftstromes beim Durchgang durch den
Kanal 30 erzeugen. Falls gewünscht, kann gemäß den Fig. r und 2 und den in
größerem Maßstab dargestellten Fig. 6 und 7 eine im Kreise angeordnete Reihe von
Schienen 35 an der Innenseite gekrümmter Platten 36 angeschweißt sein, welch letztere
an der Innenseite des Gehäuseteiles d. angeschraubt sind. Diese Schienen dienen
dazu, die Drehbewegung der mit dem gemahlenen Gut beladenen Luft zu verringern.
Die Schienen 35 sind ungefähr unter einem Winkel von 37° an der Gehäusewand in der
Richtung der Drehung des Ringes geneigt angeordnet. Sie erstrecken sich aufwärts
längs dem Gehäuse von einem Punkt über dem ringförmigen Einsatz 32 bis zu einem
Punkt über dem oberen Mahlring 1q..
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De-r Gehäuseteil q. ist oben durch eine kreisförmige Platte 40 geschlossen,
die eine mittlere Austrittsöffnung 41 hat. Die mit dem Mahlgut beladene Luft strömt
aufwärts zu der Öffnung 44 wobei dann ein Teil der übermäßig großen Teilchen sich
von dem Luftstrom trennt und wieder in die Mahlzone zurückfällt. Bevor die das Mahlgut
tragende Luft die Auslaßöffnung 41 erreicht, wird sie der Einwirkung eines Schleuderrades
unterworfen, das symmetrisch zu der Öffnung 41 angeordnet ist. Dieses Schleuderrad
besteht aus waagerechten oberen und unteren ringförmigen Platten 42 und 43, zwischen
denen sich Flügel 46 erstrecken; die von Stangen 45 getragen werden: Das grobe Material
sammelt sich dann in zwischen den Stangen und den äußeren Teilen der Flügel gebildeten
Taschen und strömt dann abwärts in einen Sammelraum 5i, aus dem es durch seitliche
Öffnungen wiederum zurück in die Mahlzone an der Innenseite der Kugelreihe geführt
wird. Da das von dem Luftstrom und dem Feingut durch den Sichter getrennte Grobe
zu der einen Seite des Stromes geleitet wird, bevor es hinausgeschleudert und auf
diese Weise wiederum in die Mahlzone an der einen Seite des Luftstromes zurückgeführt
wird, so wird ein Wiedermitnehmen dieser groben Teilchen fast vollständig verhindert.
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In einer umgekehrt kegelstumpfförmigen Verlängerung 61 über der Auslaßöffnung
41 sind zwei Auslässe 6o für die das Feingut tragende Luft vorgesehen. 'Jeder dieser
Auslässe 6o wird durch ein Ventil geregelt; das eine Ventilscheibe 62 und eine Spindel
63 aufweist, mit der die Scheibe 62 in ihren
Stellungen zwischen
vollständiger Öffnung und vollständigem Abschluß einstellbar ist.
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Aus dem den Düsenkanal 30 umgebenden Ringeinsatz 32 ist ein
Segrnentstück ausgeschnitten, das eine unter Federdruck stehende Hilfstür 65 bildet,
durch die größere Stücke nicht mahlfähigen Fremdmaterials, wie z. B. Eisenstücke
u. dgl., entfernt werden können. Eisenstücke, die mit dein Mahlgut in die Mühle
gelangen und durch die Kugelreihen hindurchgehen, werden längs dem den Kanal begrenzenden
gekrümmten Ringeinsatz 32 durch den sich drehenden unteren Mahlring entlang
bewegt, bis sie an die Hilfstür gelangen. Die Hilfstür schwingt dann unter dem auf
sie ausgeübten Druck nach außen, so daß die Eisenstücke unter den Einsatz fallen
können.
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Besondere Hilfsmittel sind noch vorgesehen, um nicht mahlfähiges Gut
kleinerer Stückgröße, wie z. B. kleine Kiesteilchen, zu entfernen. Diese Teilchen
haben genügende Größe und Dichte, daß sie entgegen dem Luftstrom durch den Düsenkanal
in den darunter liegenden Teil der Mahlvorrichtung fallen. Wie die Fig. a und 5
zeigen, sind in Aussparungen des sich an den Kegel io anschließenden waagerechten
Teiles paarweise Bürsten 75 angeordnet, die von Bolzen 76 festgehalten werden. Diese
Bürsten haben nach unten vorstehende Ansätze 77, die über die-Bodenplatte des Gehäuseteiles
q. in der Nähe der Öffnungen 29 streichen oder fegen. An einem der Hilfstür gegenüberliegenden
Punkt hat die Bodenplatte 79 des Gehäuseteiles 4. eine Öffnung 8o in Form
eines Trichters, durch welche die kleinen Kies- oder Pyritteilchen in einen darunterliegenden
Behälter 81 in dem Unterteil des Gehäuses fallen können. Eine Tür 82 gibt die Möglichkeit,
das in der Kammer 81 gesammelte Material zu entfernen.
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Die Teile, denen die Hilfstür ein Herausfallen unter den Einsatz 32
gestattet, werden, wenn sie zu groß sind, um mit den kleinen Kiesteilchen in die
Behälter 81 zu fallen, durch Zugangstüren in der Windkammer entfernt.
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Die beschriebene Bauart der Kugelquetschmühle, die sich besonders
für mittlere Leistung empfiehlt, ist gekennzeichnet durch eine ruhige und weiche
Arbeitsweise infolge ihrer kräftigen Bauart, den Antrieb von unten mit Hilfe einer
kurzen senkrechten Triebwelle, die Isolierung der mahlenden Teil° gegen das Mühlengehäuse
und eine verhältnismäßig geringe Geschwindigkeit der Kugeln. Ein wesentliches Merkmal
ist ferner der niedrige Leistungsaufwand je Tonne gemahlenen Gutes. So z. B. liegt
der Leistungsbedarf für eine solche Mühle einschließlich der Speisevorrichtung und
des Gebläses zwischen 7 und 10,5 kWh je Tonne zu mahlender Kohle mit 5ö bis
ioo Mahlfähigkeit bis auf eine Feinheit von 7o bis 9o °/a Durchgang durch ein 2oo-Maschen-Sieb
bei einemDurchsatz von 2 bis iot je Stunde. Eine hohe Feinheit des gemahlenen Materials
wird bei höchster Belastung erzielt. Sie vergrößert sich noch bei niedriger oder
dazwischenliegender Belastung.- Die Benutzung von gegen Abnutzung widerstandsfähigen
Stahllegierungen, die hitzebehandelt sind, zur Herstellung der Mahlkugeln und die
geringe Umlaufgeschwindigkeit, mit der die Kugeln angetrieben werden, verlängern
die Lebensdauer der mahlenden Teile und verringern die Unterhaltungskosten. Während
der gesamten Lebensdauer der mahlenden Teile wird die gleiche Feinheit des Mahlgutes
und die gleiche Leistung eingehalten. Die hohe Leistung im Verhältnis zum Ringdurchmesser
verringert den Bedarf an Bodenfläche und die Kosten der gesamten Anlage.
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An Stelle von Luft kann auch ein anderes gasförmiges Tragmittel benutzt
werden, um das gemahlene Gut aus der Mühle herauszuführen. Die Mühle kann zum Mahlen
von Kohle, Zement oder eines sonstigen Werkstoffes benutzt werden.