EP0658379A1 - Roller mill - Google Patents
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- EP0658379A1 EP0658379A1 EP94119699A EP94119699A EP0658379A1 EP 0658379 A1 EP0658379 A1 EP 0658379A1 EP 94119699 A EP94119699 A EP 94119699A EP 94119699 A EP94119699 A EP 94119699A EP 0658379 A1 EP0658379 A1 EP 0658379A1
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- EP
- European Patent Office
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- grinding
- grinding roller
- roller
- ring
- drive
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
- B02C15/08—Mills with balls or rollers centrifugally forced against the inner surface of a ring, the balls or rollers of which are driven by a centrally arranged member
Definitions
- the invention relates to a roll mill according to the preamble of the first claim.
- Mills of this type with a grinding roller that rolls in a cylindrical grinding ring surface and in which the diameter of the grinding roller corresponds at least to the radius of the grinding ring surface are e.g. known from WO 87/06500 and FR-349 886.
- Various advantages result from the use of such a large grinding roller.
- the rolling resistance is reduced compared to non-generic solutions with several smaller grinding rollers arranged on one level, such as those e.g. in EP-A-0 102 645 are considerable.
- the mechanical structure becomes simpler because e.g. less storage is required and the system becomes less sensitive to hard foreign objects such as e.g. Metal.
- the grinding roller was generally pivotally suspended and brought to rotation about its own axis by a drive. This led to a rolling movement of the grinding roller on the cylindrical grinding ring surface.
- the task is to provide a roll mill of the type mentioned, which does not show these disadvantages of the known devices. Furthermore, the roller mill should be as simple as possible to construct and be as robust as possible.
- the drive does not directly cause the grinding roller to rotate about its own axis, but rather drives it by means of a tangential force component to circulate in the grinding ring surface so that it rolls on it.
- the rotation frequency of the grinding roller center of gravity can be controlled directly by the drive frequency and is no longer dependent on the grinding roller diameter.
- the pressing force of the grinding roller on the grinding ring surface is therefore also much less dependent on the grinding roller diameter and changes only slightly when the grinding roller is worn.
- the grinding ring surface and / or grinding roller are preferably mounted such that they can be deflected laterally.
- the grinding ring surface performs a lateral pendulum movement during operation, the common center of gravity of the grinding roller and grinding ring surface being practically not deflected. In this way, the load on the frame of the mill is reduced.
- the grinding roller is preferably held by a grinding roller table which is gimbally attached to the grinding ring is.
- the grinding roller table is driven by the drive in a circular movement around the mill axis.
- the grinding roller and grinding ring form a jointly mounted unit, the focus of which remains stationary during operation. This reduces the dynamic loads to which the mill frame is subjected.
- Figure 1 shows a section through a first embodiment of the invention. This is a mill for grinding gravel and stone, for example for cement production.
- the most important parts of the mill are the grinding roller 1, 2, the grinding ring 3, 4, the suspension 5 rsp. 6, the drive 7 with the coupling 8 between the drive 7 and the grinding roller 1, 2.
- the grinding roller 1, 2 consists of an outer jacket 1 made of hard steel, for example manganese steel, and a core 2 made of aluminum. He is with a pivot bearing 9 a grinding roller holder 10 connected. This pivot bearing is coaxial to the axis of the grinding roller. The grinding roller 1, 2 is thus rotatable about its grinding roller axis relative to the holder 10.
- the grinding roller holder is suspended from three schematically shown cardan shafts 6 on the cover 11 of the frame of the mill. Each cardan shaft consists of three rigid parts that are connected by two cardan joints. The use of at least one cardan shaft prevents rotation of the grinding roller holder 10 with respect to the frame of the mill, without the pivoting out of the grinding roller holder to the side being prevented.
- the grinding roller holder 10 consists of the supporting structure, as shown in Figures 3 and 4. It has three arms 12 for receiving the cardan shafts. Baffles 13 for guiding the ground material are provided on these arms. The screws for fastening the bearing 9 are inserted in six holes 14.
- the grinding roller holder serves on the one hand to hold the grinding roller and on the other hand as a distribution plate for the grinding stock falling through the opening 15 (FIG. 1) from above.
- the grinding ring 3, 4 can be seen from FIG. 1 outside the grinding roller 1, 2.
- This consists of an inner layer 3 made of hard steel, the surface of which forms the grinding ring surface 16, and an outer ring 4, which can be made of a softer material.
- the grinding ring is connected to the cover 11 of the mill frame via three cardan shafts 5 which are offset by 120 ° and are only shown schematically.
- the use of at least one propeller shaft prevents the grinding ring 3, 4 from rotating against the mill without a lateral deflection of the ring being impeded.
- a cylindrical guide plate 46 is provided on the grinding ring, which prevents ground material from falling laterally over the grinding ring.
- a rubber ring 17 is arranged outside the grinding ring. This acts as damping in the event that the grinding ring is deflected too much. Such strong excursions can occur in a low speed range when starting up and / or running down the mill if the rotational frequency corresponds to the natural vibration frequency of the pendulum body.
- the motor 7 here is a three-phase motor with 30 kW power. It is connected to the axis 19, which rotates the drive table 20, via a gear mechanism (not shown in detail) or only a coupling 18 of a known type.
- stop bars 21 running parallel to one another are arranged on the drive table. Between these beams, a guideway 22 runs radially on the drive table. A stop body 23 projects into this and is axially connected to the grinding roller 1, 2 via a rotary bearing 24. Seen from above, the stop body 23 used here has a rectangular cross section and has lateral slide bearings 25 (e.g. made of Teflon or nylon).
- FIG. 5 The three-dimensional arrangement of the stop bars 21 and the stop body is schematically illustrated again in FIG. 5. In this figure, details that are insignificant in this context have been omitted. It shows a view of the drive table 20 on which the stop bars 21 run.
- a deflection bearing 26 is also fastened between the stop beams, which forms a radial stop for the stop body 23 and deflects it out of the mill axis 27 in the rest position. This ensures that the mill starts up safely.
- the stop body 23 will move outward in the guideway along arrow A and move slightly upward until the grinding roller touches the grinding ring surface.
- the coupling between drive and grinding roller must be such that it is a tangential force component in the direction of rotation of the drive table is able to transfer, but does not hinder a deflection of the grinding roller to the side and upwards.
- a rope rope can also be used, for example, as a coupling between table 20 and grinding roller. Chain arrangement can be used.
- Other couplings, such as oil coupling or magnetic coupling, are conceivable. It is important that the transmission of a force component tangential to the mill axis 27 is possible.
- Figure 5 also indicates the course of a compressed air line 28. This is part of an overpressure system by means of which dust is kept away from the bearings.
- the compressed air is for this purpose as shown in Figure 2 via a hose 29 to the gearbox. the clutch 18 out. From there it reaches openings 32 on the drive table via openings 30 and an annular channel 31. From there it is guided via the flexible hose 28 into the space 33 below the grinding roller 1, 2, from where it can reach the bearings 9 and 24. In this way, all sensitive parts of the mill are under pressure and the ingress of dust can be prevented.
- the mill's pressurized system is isolated by suitable seals of known type.
- FIG. 6 shows an alternative embodiment of the coupling between the drive and grinding roller.
- the grinding roller (not shown) and the drive table 20 are connected here via an articulated rod 40.
- the rod 40 is fastened to the pivot bearing 24 'via a hinge joint 41 with a horizontal tilt axis.
- This pivot bearing replaces the bearing 24 in FIG. 2 and allows the grinding roller to rotate relative to the rod 40.
- the rod 40 is fastened to a lower pivot bearing 43 via a second hinge joint 42.
- This pivot bearing 43 is connected to the drive table 20.
- the pivot bearing 43 allows the rod 40 to follow radial movements of the center of the grinding roller.
- the hinges 41 and 42 allow the rod 40 to compensate for vertical movements of the grinding roller.
- the regrind is introduced through the opening 15, lands on the grinding roller holder 10 and is laterally thrown off by this. Lateral material cones 35 form and the material falls into the gap 36 between the grinding roller and grinding ring.
- the rotational speed of the grinding roller is chosen so high that material falling through the gap 36 is reliably grasped and ground in one circulation of the grinding roller, i.e. that the minimum fall time through the gap is greater than the round trip time of the grinding roller.
- the ground material then falls through a cylindrical space 37 outside the motor and leaves this space through floor openings (not shown).
- FIG. 7 A second embodiment of the mill results from FIG. 7.
- This mill has the same basic structure as that according to FIG. 1 with grinding roller 1, 2, grinding ring 3, 4, drive 7 and coupling 8 between drive 7 and grinding roller 1, 2.
- Purpose of the coupling 8 in turn lies in exerting a force on the grinding roller 1, 2 which is tangential with respect to the grinding ring surface and perpendicular to the grinding ring axis, so that it is driven to rotate in the grinding ring.
- the grinding roller 1, 2 is not suspended directly on the mill frame. Rather, it rests rotatably about a bearing 50 via an eccentric member 55 on a round eccentric plate 51.
- the eccentric plate 51 in turn lies on a table 52.
- the eccentric plate 51 is held laterally by guides 53 and can rotate about the eccentric axis 54.
- the table 52 rests with an axle piece 56 in a pivot bearing 57, via which it is connected to a holder 58.
- This holder 58 comprises radial struts 59 and a cylindrical jacket 60.
- the cylindrical jacket 60 is fixedly attached to the grinding ring 3, 4.
- the axis piece 56 of the table 52 is also connected to the drive 7 via a cardan shaft 70.
- the drive 7 can be flanged directly to the holder 58.
- a distribution table 62 is provided above the grinding roller 1, 2 and is connected via radial plates 63 to a frustoconical holder 64 which also carries the filler neck 65. Bracket 64 forms a wall that prevents material from falling over the outer edge of ring 3, 4.
- the motor 7 drives the drive table 52 via the cardan shaft 70. As a result, it rotates about the central axis of the grinding ring 3, 4.
- the eccentric plate 51 thus runs eccentrically around the central axis. It will orient itself in its guides 53 in such a way that the eccentric member 55 is guided so far away from the central axis that the grinding roller 1, 2 comes into contact with the grinding ring 3, 4. Due to the centrifugal action, the grinding roller 1, 2 is pressed against the grinding ring 3, 4 and rolls on it.
- FIG. 1 A third and currently preferred embodiment of the mill is shown schematically in FIG.
- This mill also has the same basic structure as that according to FIGS. 1 and 7 with grinding roller 1, 2, grinding ring 3, 4, drive 7 and coupling 8 between drive 7 and grinding roller 1, 2.
- the purpose of the coupling 8 is, in turn, one with respect to the The grinding ring surface exerts tangential force on the grinding roller 1, 2 so that it is driven to rotate in the grinding ring.
- the grinding roller 1, 2 is attached to the grinding ring 3, 4 here.
- the grinding roller has a central rotary bearing 50, via which it is connected to the roller table 52 '.
- Roller table 52 'and grinding roller 1, 2 can be rotated coaxially against one another.
- the cardan shafts 75 are mounted on support elements 76 which are firmly connected to the outer part 4 of the grinding ring. So make up Grinding roller 1, 2 and grinding ring again a dynamic unit with a common gimbal 5.
- the motor 7 is firmly connected to the mill frame.
- a motor table 76 rests on the motor axis 19. Between the motor table 76 and the roller table 52 'there is a cable coupling 77-79. This comprises a first anchoring pin 77, which is eccentrically attached to the motor table, a second anchoring pin 78, which is attached to the roller table, and a movable one Rope 79 connected to both anchoring pins.
- the mutual position of the anchoring pins and the length of the rope are dimensioned such that the roller table 52 'is pulled along a circular path around the mill axis by the rotary movement of the motor table 76. The radius of this circular path is so large that the grinding roller 1, 2 comes into safe contact with the grinding ring 3, 4 and can roll on it.
- one of the couplings according to FIG. 5 or 6 can also be used.
- the motor 7 can also be arranged outside the axis of the mill by moving the motor 7 and the coupling 77-79 in parallel.
- the rotational frequency of the grinding roller center of gravity in the grinding ring remains constant, since it corresponds to the rotational frequency of the drive table.
- the pressure of the roller on the ring changes only slightly depending on the wear of the roller and ring.
- the speed of the drive is 750 revolutions per minute.
- the rotational frequency F of the grinding roller center of gravity in the grinding ring is equal to the rotational frequency of the drive table, respectively.
- Drive The rotational frequency W of the grinding roller around itself is however not the same as F resp. f, but strongly depends on the ratio r / R. If r / R goes towards one, F / W becomes very big. However, this does not interfere with practical operation.
- the rotational frequency F of the roller center of gravity is strongly dependent on the wear of the roller and the ring and is much larger than the drive frequency f.
- these known mills must therefore be provided with a controllable drive and a large reduction, which brings considerable problems and costs with larger plants, such as those used in cement production. These problems do not occur in the mill according to the invention.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Walzmühle nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.The invention relates to a roll mill according to the preamble of the first claim.
Mühlen dieser Art mit einer Mahlrolle, die in einer zylindrischen Mahlringfläche abrollt, und bei denen der Durchmesser der Mahlrolle mindestens dem Radius der Mahlringfläche entspricht, sind z.B. aus WO 87/06500 und FR-349 886 bekannt. Durch die Verwendung einer derart grossen Mahlrolle ergeben sich verschiedene Vorteile. So reduziert sich insbesondere der Rollwiderstand gegenüber gattungsfremden Lösungen mit mehreren kleineren, auf einer Ebene angeordneten Mahlrollen, wie sie z.B. in EP-A-0 102 645 beschrieben sind, beträchtlich. Ausserdem wird der mechanische Aufbau einfacher, da z.B. weniger Lager benötigt werden und die Anlage wird dank der grossen Masse der Mahlrolle unempfindlicher gegen harte Fremdkörper, wie z.B. Metall. Bei den bislang bekannten Vorrichtungen dieser Art wurde die Mahlrolle in der Regel schwenkbar aufgehängt und von einem Antrieb zur Rotation um ihre eigene Achse gebracht. Dies führte zu einer Abrollbewegung der Mahlrolle auf der zylinderischen Mahlringfläche.Mills of this type with a grinding roller that rolls in a cylindrical grinding ring surface and in which the diameter of the grinding roller corresponds at least to the radius of the grinding ring surface are e.g. known from WO 87/06500 and FR-349 886. Various advantages result from the use of such a large grinding roller. In particular, the rolling resistance is reduced compared to non-generic solutions with several smaller grinding rollers arranged on one level, such as those e.g. in EP-A-0 102 645 are considerable. In addition, the mechanical structure becomes simpler because e.g. less storage is required and the system becomes less sensitive to hard foreign objects such as e.g. Metal. In the previously known devices of this type, the grinding roller was generally pivotally suspended and brought to rotation about its own axis by a drive. This led to a rolling movement of the grinding roller on the cylindrical grinding ring surface.
Diese bekannten Mühlen konnten sich jedoch in der Praxis nicht durchsetzen, da sie verschiedene Nachteile haben. Insbesondere hat es sich gezeigt, dass die Umlauffrequenz des Schwerpunkts der Mahlrolle in der Mahlringfläche (und somit auch die Zentrifugal- resp. Andruckkraft) bei gegebener Antriebsdrehzahl stark vom Durchmesser der Mahlrolle abhängt. Dieser Effekt macht sich bei zunehmender Abnutzung der Mahlrolle bemerkbar. Da jedoch die Andruckkraft der Mahlrolle an die Mahlringfläche im Betrieb im wesentlichen konstant bleiben sollte, sind bei Anlagen dieser Art sehr aufwendige Drehzahlregelungen und Getriebe für den Antrieb sowie eine dauernde Ueberwachung der Umlauffrequenz der Mahlrolle notwendig.However, these known mills could not prevail in practice because they have various disadvantages. In particular, it has been shown that the rotational frequency of the center of gravity of the grinding roller in the grinding ring surface (and thus also the centrifugal or pressing force) depends strongly on the diameter of the grinding roller for a given drive speed. This effect becomes noticeable with increasing wear of the grinding roller. However, since the pressing force of the grinding roller against the grinding ring surface should remain essentially constant during operation, very complex speed controls and gears for the drive and continuous monitoring of the rotational frequency of the grinding roller are necessary in systems of this type.
Deshalb stellt sich die Aufgabe, eine Walzmühle der eingangs erwähnten Art bereitzustellen, die diese Nachteile der bekannten Vorrichtungen nicht zeigt. Ferner soll die Walzmühle möglichst einfach zu konstruieren und möglichst robust sein.Therefore, the task is to provide a roll mill of the type mentioned, which does not show these disadvantages of the known devices. Furthermore, the roller mill should be as simple as possible to construct and be as robust as possible.
Diese Aufgabe wird durch die im ersten Patentanspruch beschriebene Walzmühle gelöst.This object is achieved by the roll mill described in the first claim.
Gemäss dieser Lösung bewirkt der Antrieb nicht direkt eine Rotation der Mahlrolle um ihre eigene Achse, sondern treibt diese mittels einer tangentialen Kraftkomponente zum Umlauf in der Mahlringfläche an, so dass sie darauf abrollt. Dadurch kann die Umlauffrequenz des Mahlrollenschwerpunkts direkt durch die Antriebsfrequenz gesteuert werden und ist nicht mehr vom Mahlrollendurchmesser abhängig. Die Zentrifugal- resp. Andruckkraft der Mahlrolle auf die Mahlringfläche ist somit ebenfalls viel weniger vom Mahlrollendruchmesser abhängig und ändert sich auch bei Abnutzung der Mahlrolle nur wenig.According to this solution, the drive does not directly cause the grinding roller to rotate about its own axis, but rather drives it by means of a tangential force component to circulate in the grinding ring surface so that it rolls on it. As a result, the rotation frequency of the grinding roller center of gravity can be controlled directly by the drive frequency and is no longer dependent on the grinding roller diameter. The centrifugal resp. The pressing force of the grinding roller on the grinding ring surface is therefore also much less dependent on the grinding roller diameter and changes only slightly when the grinding roller is worn.
Vorzugsweise sind Mahlringfläche und/oder Mahlrolle so gelagert, dass sie seitlich auslenkbar sind. Dadurch führt die Mahlringfläche im Betrieb eine seitliche Pendelbewegung aus, wobei der gemeinsame Schwerpunkt von Mahlrolle und Mahlringfläche praktisch nicht ausgelenkt wird. Auf diese Weise wird die Belastung des Rahmens der Mühle vermindert.The grinding ring surface and / or grinding roller are preferably mounted such that they can be deflected laterally. As a result, the grinding ring surface performs a lateral pendulum movement during operation, the common center of gravity of the grinding roller and grinding ring surface being practically not deflected. In this way, the load on the frame of the mill is reduced.
Vorteilhaft ist eine Lagerung der Mahlrolle in solcher Art, dass die Richtung der Mahlrollachse bei der Umlaufbewegung im wesentlichen konstant bleibt. Dadurch wird eine periodische Änderung des Drehimpulses der Mahlrolle vermieden. In den bekannten Anlagen, wo die Mahlrolle in der Regel beim Umlauf eine Schwenkbewegung durchführt, wird deren Drehimpuls dauernd geändert. Dies führt zu erheblichen Drehmomenten, die insbesondere bei grossen Drehzahlen und grosser Mahlrollmasse kaum mehr aufzufangen sind.It is advantageous to mount the grinding roller in such a way that the direction of the grinding roller axis remains essentially constant during the rotating movement. This avoids a periodic change in the angular momentum of the grinding roller. In the known systems, where the grinding roller generally pivots during rotation, its angular momentum is constantly changed. This leads to considerable torques, which can hardly be absorbed, especially at high speeds and large grinding roll mass.
Vorzugsweise wird die Mahlrolle von einem Mahlrollentisch gehalten, der kardanisch am Mahlring befestigt ist. Der Mahlrollentisch wird mittels des Antriebs in eine Kreisbewegung um die Mühlenachse angetrieben. Somit bilden Mahlrolle und Mahlring eine gemeinsam gelagerte Einheit, deren Schwerpunkt im Betrieb stationär bleibt. Dies vermindert die dynamischen Belastungen, denen der Rahmen der Mühle ausgesetzt ist.The grinding roller is preferably held by a grinding roller table which is gimbally attached to the grinding ring is. The grinding roller table is driven by the drive in a circular movement around the mill axis. Thus, the grinding roller and grinding ring form a jointly mounted unit, the focus of which remains stationary during operation. This reduces the dynamic loads to which the mill frame is subjected.
Weitere Vorteile sowie Anwendungen der erfindungsgemässen Walzmühle ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Figuren. Dabei zeigen:
Figur 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführung der Mühle;Figur 2 eine vergrösserte Ansicht des mittleren Teils vonFigur 1;Figur 3 eine Aufsicht auf die Mahlrollenhalterung;Figur 4 einen Schnitt durch die Mahlrollenhalterung derFigur 3;Figur 5 eine schematische Ansicht einer Kopplung zwischen Antrieb und Mahlrolle;- Figur 6 eine alternative Ausführung der Kopplung zwischen Antrieb und Mahlrolle;
Figur 7 einen Schnitt durch eine zweite Ausführung der Mühle, undFigur 8 einen Schnitt durch eine dritte Ausführung der Mühle.
- 1 shows a section through a first embodiment of the mill;
- Figure 2 is an enlarged view of the central part of Figure 1;
- Figure 3 is a plan view of the grinding roller holder;
- FIG. 4 shows a section through the grinding roller holder of FIG. 3;
- Figure 5 is a schematic view of a coupling between the drive and grinding roller;
- Figure 6 shows an alternative embodiment of the coupling between the drive and grinding roller;
- 7 shows a section through a second embodiment of the mill, and
- Figure 8 shows a section through a third embodiment of the mill.
Figur 1 zeigt einen Schnitt durch eine erste Ausführung der Erfindung. Hier handelt es sich um eine Mühle zum Mahlen von Kies und Stein, zum Beispiel zur Zementherstellung.Figure 1 shows a section through a first embodiment of the invention. This is a mill for grinding gravel and stone, for example for cement production.
Die wichtigsten Teile der Mühle sind die Mahlrolle 1, 2, der Mahlring 3, 4, deren Aufhängung 5 rsp. 6, der Antrieb 7 mit der Kopplung 8 zwischen Antrieb 7 und Mahlrolle 1, 2.The most important parts of the mill are the
Die Mahlrolle 1, 2 besteht aus einem äusseren Mantel 1 aus hartem Stahl, z.B. Manganhartstahl, und einem Kern 2 aus Aluminium. Er ist über ein Drehlager 9 mit einer Mahlrollenhalterung 10 verbunden. Dieses Drehlager ist koaxial zur Achse der Mahlrolle. Die Mahlrolle 1,2 ist somit um ihre Mahlrollenachse gegenüber der Halterung 10 drehbar. Die Mahlrollenhalterung ist an drei schematisch gezeigten Kardanwellen 6 am Deckel 11 des Rahmens der Mühle aufgehängt. Jede Kardanwelle besteht aus drei starren Teilen, die durch zwei Kardangelenke verbunden sind. Durch die Verwendung von mindestens einer Kardanwelle wird eine Verdrehung der Mahlrollenhalterung 10 gegenüber dem Rahmen der Mühle verhindert, ohne dass ein seitliches Ausschwenken der Mahlrollenhalterung behindert würde.The
Die Mahlrollenhalterung 10 besteht aus der Tragkonstruktion, wie sie in den Figuren 3 und 4 gezeigt wird. Sie weist drei Arme 12 zur Aufnahme der Kardanwellen auf. Auf diesen Armen sind Leitbleche 13 zur Führung des Mahlguts vorgesehen. Die Schrauben zur Befestigung des Lagers 9 sind in sechs Löcher 14 eingeführt. Die Mahlrollenhalterung dient einerseits zur Halterung der Mahlrolle und andererseits als Verteilplatte für das von oben durch die Oeffnung 15 (Figur 1) fallende Mahlgut.The
Aus Figur 1 ist ausserhalb der Mahlrolle 1,2 der Mahlring 3, 4 ersichtlich. Dieser besteht aus einer inneren Lage 3 aus Hartstahl, deren Oberfläche die Mahlringfläche 16 bildet, und einem äusseren Ring 4, der aus weicherem Material sein kann. Der Mahlring ist über drei um 120° versetzte, nur schematisch gezeigte Kardanwellen 5 mit dem Deckel 11 des Mühlenrahmens verbunden. Die Verwendung von mindestens einer Kardanwelle verhindert auch hier, dass sich der Mahlring 3, 4 gegen die Mühle verdrehen kann, ohne dass eine seitliche Auslenkung des Rings behindert würde.The
Auf dem Mahlring ist ein zylindrisches Führungsblech 46 vorgesehen, welches verhindert, dass Mahlgut seitlich über den Mahlring fällt.A
Ausserhalb des Mahlrings ist ein Gummiring 17 angeordnet. Dieser wirkt als Dämpfung für den Fall, dass der Mahlring zu stark ausgelenkt wird. Solche starken Auslenkungen können in einem tiefen Drehzahlbereich beim Anfahren und/oder Auslaufen der Mühle vorkommen, wenn die Umlauffrequenz der Eigenschwingungsfrequenz des Pendelkörpers entspricht.A
Der Motor 7 ist hier ein Drehstrommotor mit 30 kW Leistung. Er ist über ein nicht im Detail gezeigtes Getriebe oder lediglich einer Kupplung 18 bekannter Art mit der Achse 19 verbunden, die den Antriebstisch 20 dreht.The
Wie am besten aus Figur 2 ersichtlich ist, sind auf dem Antriebstisch zwei parallel zueinander verlaufende Anschlagbalken 21 angeordnet. Zwischen diesen Balken bildet sich eine radial auf dem Antriebstisch verlaufende Führungsbahn 22. In diese ragt ein Anschlagkörper 23, der über ein Drehlager 24 achsial mit der Mahlrolle 1, 2 verbunden ist. Von oben gesehen hat der hier verwendete Anschlagkörper 23 einen rechteckigen Querschnitt und weist seitliche Gleitlager 25 (z.B. aus Teflon oder Nylon) auf.As can best be seen from FIG. 2, two stop bars 21 running parallel to one another are arranged on the drive table. Between these beams, a
Die dreidimensionale Anordnung der Anschlagbalken 21 und des Anschlagkörpers wird schematisch nochmals in Figur 5 illustriert. In dieser Figur wurde auf die Darstellung von in diesem Zusammenhang unerheblichen Details verzichtet. Sie zeigt eine Ansicht des Antriebstischs 20, auf dem die Anschlagbalken 21 verlaufen. Zwischen die Anschlagbalken ragt von oben der Anschlagkörper 23, der hier gestrichelt und ohne seine darüber angeordnete Aufhängung gezeigt wird. Zwischen den Anschlagbalken ist ferner ein Auslenklager 26 befestigt, welches einen radialen Anschlag für den Anschlagkörper 23 bildet und diesen in Ruhestellung aus der Mühlenachse 27 auslenkt. Dadurch wird ein sicheres Anfahren der Mühle gewährleistet. Sobald sich der Antrieb in Bewegung setzt, wird sich der Anschlagkörper 23 in der Führungsbahn entlang Pfeil A nach aussen und etwas nach oben bewegen, soweit bis die Mahlrolle die Mahlringfläche berührt.The three-dimensional arrangement of the stop bars 21 and the stop body is schematically illustrated again in FIG. 5. In this figure, details that are insignificant in this context have been omitted. It shows a view of the drive table 20 on which the stop bars 21 run. The
Die Kopplung zwischen Antrieb und Mahlrolle muss in dieser Ausführung so beschaffen sein, dass sie eine tangentiale Kraftkomponente in Drehrichtung des Antriebstisches zu übertragen vermag, aber eine Auslenkung der Mahlrolle zur Seite und nach oben nicht behindert. Anstelle der Anschlagbalken 21 und des Anschlagkörpers 23 kann hierzu z.B. als Kopplung zwischen Tisch 20 und Mahlrolle auch eine Seil- rsp. Kettenanordnung verwendet werden. Andere Kopplungen, wie z.B. Oelkopplung oder magnetische Kopplung sind denkbar. Wichtig ist, dass die Uebertragung einer zur Mühlenachse 27 tangentialen Kraftkomponente möglich ist.In this version, the coupling between drive and grinding roller must be such that it is a tangential force component in the direction of rotation of the drive table is able to transfer, but does not hinder a deflection of the grinding roller to the side and upwards. Instead of the
Figur 5 deutet ferner den Verlauf einer Druckluftleitung 28 an. Diese ist Teil eines Ueberdrucksystems, mittels welchem Staub von den Lagern ferngehalten wird. Die Druckluft wird hierzu wie in Figur 2 gezeigt über einen Schlauch 29 zum Getriebe resp. der Kupplung 18 geführt. Von dort gelangt sie über Oeffnungen 30 und einen Ringkanal 31 zum Stutzen 32 auf dem Antriebstisch. Von dort wird sie über den flexiblen Schlauch 28 in den Raum 33 unterhalb der Mahlrolle 1, 2 geführt, von wo sie die Lager 9 und 24 erreichen kann. Auf diese Weise befinden sich alle empfindlichen Teile der Mühle unter Ueberdruck und ein Eindringen von Staub kann verhindert werden. Das unter Ueberdruck stehende System der Mühle wird durch geeignete Dichtungen bekannter Art isoliert.Figure 5 also indicates the course of a
Figur 6 zeigt eine alternative Ausführung der Kopplung zwischen Antrieb und Mahlrolle. Anstelle der Anschlagbalken 21 und des Anschlagkörpers 23 sind hier die Mahlrolle (nicht gezeigt) und der Antriebstisch 20 über eine gelenkig gelagerte Stange 40 verbunden. An ihrem oberen Ende ist die Stange 40 über ein Scharniergelenk 41 mit horizontaler Kippachse am Drehlager 24' befestigt. Dieses Drehlager ersetzt das Lager 24 der Figur 2 und erlaubt eine Drehung der Mahlrolle gegenüber der Stange 40. An ihrem unteren Ende ist die Stange 40 über ein zweites Scharniergelenk 42 an einem unteren Drehlager 43 befestigt. Dieses Drehlager 43 ist mit dem Antriebstisch 20 verbunden. Das Drehlager 43 erlaubt es der Stange 40, radialen Bewegungen des Mahlrollenmittelpunktes zu folgen. Die Scharniere 41 und 42 erlauben es der Stange 40, vertikale Bewegungen der Mahlrolle auszugleichen.Figure 6 shows an alternative embodiment of the coupling between the drive and grinding roller. Instead of the
Im Betrieb wird das Mahlgut durch die Oeffnung 15 eingeführt, landet auf der Mahlrollenhalterung 10 und wird von dieser seitlich abgeworfen. Es bilden sich seitliche Materialkegel 35 und das Material fällt in den Spalt 36 zwischen Mahlrolle und Mahlring. Die Umlaufgeschwindigkeit der Mahlrolle ist so gross gewählt, dass durch den Spalt 36 fallendes Material sicher in einem Umlauf der Mahlrolle erfasst und gemahlen wird, d.h. dass die minimale Fallzeit durch den Spalt grösser als die Umlaufzeit der Mahlrolle ist. Das gemahlene Material fällt sodann durch einen zylindrischen Raum 37 ausserhalb des Motors und verlässt diesen Raum durch Bodenöffnungen (nicht gezeigt).In operation, the regrind is introduced through the
Eine zweite Ausführung der Mühle ergibt sich aus Figur 7. Diese Mühle hat den gleichen Grundaufbau wie jene nach Figur 1 mit Mahlrolle 1, 2, Mahlring 3, 4, Antrieb 7 und Kopplung 8 zwischen Antrieb 7 und Mahlrolle 1, 2. Zweck der Kopplung 8 liegt wiederum darin, eine bezüglich der Mahlringfläche tangentiale, zur Mahlringachse senkrechte Kraft auf die Mahlrolle 1, 2 auszuüben, so dass diese zum Umlaufen im Mahlring angetrieben wird.A second embodiment of the mill results from FIG. 7. This mill has the same basic structure as that according to FIG. 1 with grinding
Im Gegensatz zu der Ausführung nach Fig. 1 ist hier jedoch die Mahlrolle 1, 2 nicht direkt am Mühlenrahmen aufgehängt. Vielmehr ruht sie um ein Lager 50 drehbar über ein Exzenterglied 55 auf einer runden Exzenterplatte 51. Die Exzenterplatte 51 liegt ihrerseits auf einem Tisch 52 auf. Seitlich ist die Exzenterplatte 51 durch Führungen 53 gehalten und kann sich um die Exzenterachse 54 drehen.In contrast to the embodiment according to FIG. 1, however, the grinding
Der Tisch 52 ruht mit einem Achsstück 56 in einem Drehlager 57, über welches er mit einer Halterung 58 verbunden ist. Diese Halterung 58 umfasst radiale Streben 59 und einen zylindrischen Mantel 60. Der zylindrische Mantel 60 ist fest am Mahlring 3, 4 befestigt.The table 52 rests with an
Das Achsstück 56 des Tisches 52 ist ferner über eine Kardanwelle 70 mit dem Antrieb 7 verbunden. Alternativ kann der Antrieb 7 direkt an der Halterung 58 angeflanscht werden.The
Oberhalb der Mahlrolle 1, 2 ist ein Verteiltisch 62 vorgesehen, der über Radialbleche 63 mit einer frustokonischen Halterung 64 verbunden ist, die auch den Einfüllstutzen 65 trägt. Halterung 64 bildet eine Wand, die verhindert, dass Material über den äusseren Rand des Rings 3, 4 fällt.A distribution table 62 is provided above the grinding
Im Betrieb treibt der Motor 7 über die Kardanwelle 70 den Antriebstisch 52 an. Dadurch dreht sich dieser um die Zentralachse des Mahlrings 3, 4. Die Exzenterplatte 51 läuft somit exzentrisch um die Zentralachse. Sie wird sich dabei in ihren Führungen 53 so orientieren, dass das Exzenterglied 55 soweit von der Zentralachse weggeführt wird, dass die Mahlrolle 1, 2 mit dem Mahlring 3, 4 in Kontakt kommt. Durch die Zentrifugalwirkung wird die Mahlrolle 1, 2 gegen den Mahlring 3, 4 gedrückt und rollt auf diesem ab.In operation, the
Eine dritte und zur Zeit bevorzugte Ausführung der Mühle ist schematisch in Figur 8 dargestellt. Auch diese Mühle hat den gleichen Grundaufbau wie jene gemäss Figur 1 und 7 mit Mahlrolle 1, 2, Mahlring 3, 4, Antrieb 7 und Kopplung 8 zwischen Antrieb 7 und Mahlrolle 1, 2. Zweck der Kopplung 8 liegt wiederum darin, eine bezüglich der Mahlringfläche tangentiale Kraft auf die Mahlrolle 1, 2 auszuüben, so dass diese zum Umlaufen im Mahlring angetrieben wird.A third and currently preferred embodiment of the mill is shown schematically in FIG. This mill also has the same basic structure as that according to FIGS. 1 and 7 with grinding
Wie in der Ausführung nach Figur 7 ist die Mahlrolle 1, 2 hier am Mahlring 3, 4 befestigt. Hierzu weist die Mahlrolle ein zentrales Drehlager 50 auf, über welches sie mit dem Rollentisch 52' verbunden ist. Rollentisch 52' und Mahlrolle 1, 2 sind koaxial gegeneinander drehbar. Der Rollentisch 52' ruht auf drei oder vier Kardanwellen 75, von denen in Fig. 8 nur zwei in schematischer Weise angedeutet sind. Die Kardanwellen 75 sind auf Stützelementen 76 gelagert, welche fest mit dem äusseren Teil 4 des Mahlrings verbunden sind. Somit bilden Mahlrolle 1, 2 und Mahlring wiederum eine dynamische Einheit mit gemeinsamer kardanischer Aufhängung 5.As in the embodiment according to FIG. 7, the grinding
Der Motor 7 ist fest mit dem Mühlenrahmen verbunden. Auf der Motorachse 19 ruht ein Motortisch 76. Zwischen dem Motortisch 76 und dem Rollentisch 52' befindet sich eine Seilkupplung 77 - 79. Diese umfasst einen ersten, exzentrisch am Motortisch befestigten Verankerungsstift 77, eine zweiten, am Rollentisch befestigten Verankerungsstift 78 und ein beweglich mit beiden Verankerungsstiften verbundenes Seil 79. Die gegenseitige Lage der Verankerungsstifte und die Länge des Seils sind so bemessen, dass der Rollentisch 52' durch die Drehbewegung des Motortisches 76 auf einer Kreisbahn um die Mühlenachse mitgezogen wird. Der Radius dieser Kreisbahn ist so gross, dass die Mahlrolle 1, 2 mit dem Mahlring 3, 4 sicher in Kontakt kommt und auf diesem abrollen kann.The
Anstelle der Seilkupplung 77 - 79 kann auch eine der Kupplungen gemäss Fig. 5 oder 6 verwendet werden.Instead of the cable coupling 77-79, one of the couplings according to FIG. 5 or 6 can also be used.
Ferner kann der Motor 7 auch ausserhalb der Achse der Mühle angeordnet werden, indem Motor 7 und Kopplung 77 - 79 parallel verschoben werden. Der Radius r der Mahlrolle beträgt im Neuzustand 35 cm, der Innenradius R des Mahlrings 40 cm. Im Betrieb nützen sich Rolle und Ring ab, so dass im Extremfall r = 30 cm und R = 45 cm betragen kann.Furthermore, the
Dank des Antriebs, der direkt auf die Umlaufbewegung des Mahlrollenschwerpunktes im Mahlring wirkt, bleibt die Umlauffrequenz des Mahlrollenschwerpunkts im Mahlring konstant, da sie der Umlauffrequenz des Antriebstisches entspricht. Somit ändert sich auch die Andruckkraft der Rolle am Ring nur wenig in Abhängigkeit der Abnützung von Rolle und Ring. Die Drehzahl des Antriebs beträgt im vorliegenden Beispiel 750 Umdrehungen pro Minute.Thanks to the drive, which acts directly on the orbital movement of the grinding roller center of gravity in the grinding ring, the rotational frequency of the grinding roller center of gravity in the grinding ring remains constant, since it corresponds to the rotational frequency of the drive table. Thus, the pressure of the roller on the ring changes only slightly depending on the wear of the roller and ring. In the present example, the speed of the drive is 750 revolutions per minute.
Bei der vorliegenden Konstruktion ist also die Umlauffrequenz F des Mahlrollenschwerpunktes im Mahlring gleich der Drehfrequenz des Antriebstisches resp. Antriebs. Die Drehfrequenz W der Mahlrolle um sich selbst ist jedoch nicht gleich wie F resp. f, sondern hängt stark vom Verhältnis r/R ab. Geht r/R gegen eins, so wird F/W sehr gross. Dies stört jedoch den praktischen Betrieb nicht.In the present design, the rotational frequency F of the grinding roller center of gravity in the grinding ring is equal to the rotational frequency of the drive table, respectively. Drive. The rotational frequency W of the grinding roller around itself is however not the same as F resp. f, but strongly depends on the ratio r / R. If r / R goes towards one, F / W becomes very big. However, this does not interfere with practical operation.
Bei den bekannten Anordnungen gemäss dem Stande der Technik, wie z.B. in WO 87/06500 beschrieben, ist im Gegensatz hierzu die Umlauffrequenz F des Mahlrollenschwerpunkts im Mahlring durch die Formel
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