EP3291914A1 - Mahlwalze mit einer kühleinrichtung - Google Patents

Mahlwalze mit einer kühleinrichtung

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Publication number
EP3291914A1
EP3291914A1 EP16719840.7A EP16719840A EP3291914A1 EP 3291914 A1 EP3291914 A1 EP 3291914A1 EP 16719840 A EP16719840 A EP 16719840A EP 3291914 A1 EP3291914 A1 EP 3291914A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tube
channel
grinding roller
bore
coolant
Prior art date
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Granted
Application number
EP16719840.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3291914B1 (de
Inventor
Christina SIEKMANN
André DORNBLUT
Carsten Bock
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Industrial Solutions AG filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of EP3291914A1 publication Critical patent/EP3291914A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3291914B1 publication Critical patent/EP3291914B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/28—Details
    • B02C4/44—Cooling or heating rollers or bars

Definitions

  • the invention relates to a grinding roller of a roller mill with a cooling device for cooling the grinding roller.
  • grinding rollers For crushing materials such as rocks, ores, coal or other materials usually grinding rollers are used.
  • Known grinding rollers comprise two roller bodies, which rotate in opposite directions to each other and shred material introduced between the grinding rollers.
  • a cooling device of a grinding roller of a roller mill is known for example from DE 10 2012 106 527 AI.
  • the production cost and the production cost of such known cooling devices for grinding rollers are high, with the assembly, especially in
  • a grinding roller for a roller mill which rotates about its longitudinal axis on a
  • Grinding roller shaft is mounted, according to a first aspect comprises an axial bore in the grinding roller shaft, in which a cooling device is arranged, which has at least one arranged in the bore tube, wherein between the tube and the inner surface of the bore, a first channel for guiding a coolant and within the tube a second channel to Guide the coolant is formed, wherein the at least one tube is formed of a plastic.
  • a pipe formed of plastic has no electrical conductivity and offers the advantage that no corrosion can occur by flowing along the pipe coolant along the pipe. Furthermore, a tube made of plastic has a high temperature resistance, which is advantageous in particular when used in a cooling device of a grinding roller of a roller mill, since during operation of the roller mill, as well as during storage and transport of the cooling device temperatures of about -40 ° C to + 80 ° C, especially -20 ° C to + 40 ° C occur.
  • a plastic tube In contrast to tubes formed, for example, of metal, a plastic tube has a low thermal conductivity, so that, for example, a coolant flowing through the first channel hardly heats coolant, preferably not at all, flowing in the second channel.
  • the plastic tube isolates the first channel thermally from the second channel, with no additional coating or space between the first channel and the second channel necessary.
  • the plastic pipe has a wall thickness of 10mm to 30mm and is inelastic.
  • a plastic tube is also easy and inexpensive to produce.
  • the tube is made of a high-density polyethylene (PE-HD) or a polyvinylidene fluoride (PVDF), which are also particularly inexpensive.
  • PE-HD high-density polyethylene
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • Such plastics also have a resistance to chemicals, so that when cleaning the cooling device, in particular with phosphoric acid, no damage to the pipes occurs.
  • the cooling device has a first tube and a second tube, which is arranged within the first tube, wherein the interior of the second tube forms the second channel for guiding the coolant.
  • the tubes are arranged coaxially with each other in the bore.
  • a two-tube cooling device allows reliable thermal isolation of the first channel from the second channel, the first channel between the outer surface of the first tube and the inner surface of the bore of the first channel
  • the second tube is preferably formed of a plastic.
  • the second tube has a smaller diameter than the first tube and is arranged coaxially therewith so that a gap is formed between the tubes. The space between the two tubes of the
  • Cooling means provides additional thermal isolation of the first channel from the second channel, so that a high temperature difference of the coolant in the first channel to the coolant in the second channel is possible.
  • the cooling device has according to a further embodiment exactly one tube, wherein the interior of the tube forms the second channel.
  • a cooling device with only one tube allows a reduction of the components of the cooling device and thus a
  • the assembly of the cooling device in the grinding roller shaft, as well as the maintenance of the cooling device is simplified by a reduced number of components, resulting in a cost and time savings.
  • the reduction of the components of the cooling device to only one tube is made possible, in particular, by the formation of the tube from a plastic, since the use of a plastic tube makes it possible to dispense with additional insulation of the first channel from the second channel.
  • the second channel forms according to a further embodiment of a return for heated in the first channel coolant.
  • the coolant flows from a coolant inlet at one end of the bore through the first channel along the inner surface of the bore, wherein the coolant is heated and the grinding roller shaft is cooled.
  • the coolant flows through the second channel inside the tube back to a coolant outlet.
  • the flow direction of the coolant described has the advantage that the coolant is guided directly after the coolant inlet directly along the surface to be cooled, namely the inner surface of the bore, which allows a particularly efficient cooling.
  • the tube is arranged according to a further embodiment substantially coaxially with the bore. This allows efficient cooling of the grinding roller shaft, with the coolant being guided along the inner surface of the bore.
  • the outer diameter of the tube over the entire extension of the tube is less than the inner diameter of the bore, so that the first channel between the outer surface of the tube and the inner surface of the bore is formed.
  • the cooling device has, according to a further embodiment, at least one spacer, which spaces the tube to the inner surface of the bore. This allows centering of the at least one tube of the cooling device in the bore, so that a distance between the tube and the inner surface of the bore is ensured and a flow through the first channel is made possible.
  • the spacer is substantially annular in shape and attached to the outer tube circumference. Ring-shaped spacers allow easy mounting of the cooling device in the bore.
  • the annular spacer has projections which are formed as skids and slide during assembly of the tube in the bore on the inner surface of the bore, whereby damage to the inner surface of the bore is avoided.
  • An annular spacer also allows easy centering of the tube in the bore.
  • the at least one tube has according to a further embodiment at least two separate pipe sections, which are connected to each other via a connecting device.
  • a plurality of pipe sections are conceivable, which are connected together to form a tube.
  • the pipe sections preferably have the same length, whereby the production of the pipe sections is simplified.
  • a plurality of pipe sections enables easy assembly and disassembly of the cooling device in the grinding roller shaft.
  • the mounting space available for mounting or dismounting of the cooling device is often very small, so that a tube which is approximately the length of
  • Mahlwalzenwelle has to be mounted very difficult and time consuming.
  • a tube comprising several pipe sections simplifies the assembly and disassembly of the cooling device considerably.
  • the pipe sections are releasably connected to each other according to another embodiment, which allows a quick disassembly of the individual pipe sections.
  • Connecting device is in particular a screw or clamp connection.
  • the pipe sections are preferably connected to one another via a sleeve, in particular a double sleeve.
  • a sleeve has a small thickness and thus allows a sufficient distance of the connecting means to the inner surface of the bore of the grinding roller shaft.
  • the first channel and the second channel are in fluid communication via a connecting element such that coolant flowing through the first channel flows into the second channel.
  • the cooling device according to a further embodiment is mounted in the bore such that the cooling device is stationary relative to the grinding roller shaft. During operation of the roller mill, the grinding roller shaft rotates about its longitudinal axis, wherein the cooling device mounted in the bore of the grinding roller shaft rotates with the grinding roller, so that the cooling device and the grinding roller do not move relative to one another.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a section of a grinding roller shaft with a cooling device in a sectional view according to an embodiment.
  • 2 shows a schematic representation of a section of a grinding roller shaft with a cooling device of a sectional view according to a further exemplary embodiment.
  • Fig. 1 shows a section of a grinding roller shaft 12 on which a grinding roller is mounted in a manner not shown.
  • the grinding roller shaft 12 has an axial bore 14 passing through the grinding roller shaft 12.
  • the grinding roller shaft 12 further includes a cooling device 10 disposed in the bore 14.
  • the cooling device 10 comprises a first inside the bore 14 and coaxially disposed therewith tube 16.
  • Outer diameter of the first tube 16 is less than the inner diameter of the bore 14, so that between the inner surface of the bore 14 and the outer surface of the tube 16, a first channel 18 is formed for guiding a coolant.
  • a second tube 20 is arranged coaxially to the first tube.
  • the second tube 20 has a smaller diameter than the first tube 16 and is disposed within the first tube 16, so that between the first tube 16 and the second tube 20, a gap 22 is formed.
  • the interior of the second tube 20 forms a second channel 24 for guiding the coolant.
  • the first pipe 16 and the second tube 20 have the same length and are formed of a plastic.
  • the first tube 16 and the second tube 20 are each divided into two tube sections 16a, 16b and 20a, 20b, which are formed as separate components.
  • the pipe sections 16a, 16b, 20a and 20b each have the same length, so that the tubes 16 and 20 are divided centrally in the radial direction.
  • the axially juxtaposed pipe sections 16 a, 16 b are connected to each other via a connecting device 46, so that they form the first tube 16.
  • the pipe sections 20a and 20b are connected to each other via a
  • Connecting means 48 connected to the second tube 20, wherein it is in the
  • Connecting means 46, 48 is for example a sleeve.
  • a plurality of spacers 36 are further arranged, which space the first tube 16 to the inner surface of the bore 14.
  • the spacers 36 are substantially annular in shape and mounted on the outer periphery of the first tube 16, so that they are rotatably connected to the tube 16.
  • four are in the embodiment in Fig. 1
  • Spacer 36 attached.
  • the spacers 36 also have passages for the coolant, so that a flow of the coolant through the first channel 18 is made possible.
  • the bore 14 through the grinding roller shaft 12 has at its one end a cover 26 which has a substantially circular cross section and through which the bore 14 is sealed against the environment.
  • the cover 26 is followed by a connecting element 28 in the direction of the bore 14.
  • the connecting element 28 enables a fluid connection of the first channel 18 and the second channel 24
  • Connecting element 28 at least one passage, which allows a flow of coolant from the first channel 18 into the second channel 24.
  • the connecting element 28 allows a flow of the coolant from the first channel 18 into the second channel 24 and at the same time prevents a flow of the coolant from the first channel 18 or the second channel 24 into the intermediate space 22.
  • the connecting element 28 is connected to the first tube 16 and attached to the second tube 20, wherein the connecting element 28 is not applied to the cover 26.
  • the first tube 16 and the second tube 20 extend from the connecting member 28 to the other end of the bore 14 of the grinding roller shaft 12.
  • the coolant port includes a coolant inlet 32 in fluid communication with the first channel 18 and a coolant outlet 34 in fluid communication with the second channel 24.
  • the grinding roller shaft 12 rotates about its central axis
  • Cover 26 rotates with the grinding roller shaft 12.
  • the cooling device 10 arranged in the bore 14 of the grinding roller shaft 12 is connected to the grinding roller in such a way that it rotates about the longitudinal axis with the grinding roller during operation of the grinding device.
  • the spacer 36 slides only during assembly of the cooling device on the inner surface of the bore 14th
  • coolant flows through the coolant inlet 32 into the first channel 18 along the inner surface of the bore 14, thereby cooling the grinding roller shaft 12 along the bore 14.
  • the heated coolant flows at the end of the bore into the connecting element 28, through which it is passed into the second channel 24.
  • channel 24 forms a return of the heated coolant, wherein the gap 22 between the first channel 18 and the second channel 24 prevents heat transfer of the heated coolant of the second channel 24 to the coolant of the first channel 18. It is also possible to reverse the flow direction of the coolant so that coolant flows from a coolant inlet 34 into the second channel 24 and through the connecting element
  • Fig. 2 shows another embodiment of a cooling device, wherein the structure of the grinding roller shaft 12 with the bore 14 corresponds to the embodiment of FIG. in the
  • the cooling device 12 from FIG. 2 has only one tube 38, which is arranged coaxially with the bore 14 within it.
  • the tube 38 has a smaller diameter than the bore 14 and is arranged centrally within the bore 14.
  • a first channel 18 is formed, in which the coolant for cooling the inner surface of the bore 14 of the
  • a second channel 24 is formed for guiding the coolant, which forms a return of the heated coolant.
  • the first channel 18 and the second channel 24 are separated by the tube 38 in the embodiment shown in FIG.
  • a cover 26 is mounted non-rotatably on the grinding roller shaft 12. Adjoining the cover 26 in the direction of the bore 14 is a connecting element 40 which has at least one passage,
  • At least one through hole which has a fluid connection
  • the tube 38 further comprises two pipe sections 38a and 38b, which are formed approximately identically and are arranged side by side in the bore 14.
  • the pipe sections 10, 38a, and 38b are detachably connected to each other via a connection 44, such as a sleeve.
  • a connection 44 such as a sleeve.
  • the cooling device 10 also has a plurality of spacers 42, which are formed substantially annular.
  • spacers 42 are formed substantially annular.
  • four spacers 42 are arranged, which are mounted circumferentially on the tube 38.
  • Spacers 42 are mounted on the tube 38 so as to be substantially equidistant from each other, with the spacers 42 being fixed to the tube 38 in a rotationally fixed manner and sliding along the interior of the bore 14 during assembly of the cooler into the grinding roller shaft 12 ,
  • a coolant port 30 of FIG. L At the opposite end of the cover 14 of the bore is a coolant port 30 of FIG. L with a coolant inlet 32 and a
  • Coolant outlet 34 is arranged. In the operation of the roller mill, coolant flows from the coolant inlet 32 through the first channel 18 along the inner surface of the bore 14 of the mill roll shaft 12 through the passages in the connector 40 into the second channel 24 and exits the cooler 10 through the coolant outlet 34 second channel 24 flowing heated
  • Coolant is in contrast to the embodiment of FIG. 1 only through the wall
  • Coolant first through the second channel 24 and then through the first channel 18 along the inner surface of the bore 14 flows.
  • the first tube 16 described with reference to FIG. 1, the second tube 20, as well as the tube 38 described with reference to FIG. 2 are in particular made of a plastic.
  • the plastic of the first tube 16 and of the second tube 20 according to FIG. 1, as well as of the tube 38 according to FIG. 2, has in particular a low heat conduction coefficient.
  • the formed of a plastic tube 38 provides it for a thermal insulation of the first channel 14 of the second channel 24, wherein a gap between the channels has been omitted.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)
  • Crushing And Pulverization Processes (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mahlwalze (11) für eine Walzenmühle, die um ihre Längsachse rotierbar auf einer Mahlwalzenwelle (12) angebracht ist, wobei die Mahlwalzenwelle (2) eine axiale Bohrung (14) aufweist, in der eine Kühleinrichtung (10) angeordnet ist, die zumindest ein in der Bohrung (14) angeordnetes Rohr (16, 20) aufweist, wobei zwischen dem Rohr (16, 20) und der Innenfläche der Bohrung (14) ein erster Kanal (18) zur Führung eines Kühlmittels und innerhalb des Rohrs (16, 20) ein zweiter Kanal (24) zur Führung des Kühlmittels ausgebildet ist, wobei das zumindest eine Rohr (16, 20) aus einem Kunststoff ausgebildet ist.

Description

Mahlwalze mit einer Kühleinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Mahlwalze einer Walzenmühle mit einer Kühleinrichtung zum Kühlen der Mahlwalze.
Zur Zerkleinerung von Materialien wie Gesteine, Erze, Kohle oder andere Rohrstoffe werden üblicherweise Mahlwalzen eingesetzt. Bekannte Mahlwalzen umfassen zwei Walzenkörper, die entgegengesetzt zueinander rotieren und zwischen den Mahlwalzen aufgegebenes Material zerkleinern.
Beim Mahlprozess tritt insbesondere an den Lagerstellen der Welle und an der Walzenoberfläche Prozesswärme auf, die für eine Erhitzung der Mahlanlage sorgt und somit eine Kühlung bedingt. Üblicherweise wird die Welle der Mahlwalze über einen Kühlwasserkreislauf in einer
Wellenbohrung gekühlt, wobei ein Kühlmittel durch eine Bohrung in der Mahlwalzenwelle geleitet wird. Im Betrieb bekannter Kühleinrichtungen kommt es häufig zu Beschädigungen durch Ablagerungen und Korrosion an der Mahlwalzenwelle und der Kühleinrichtung.
Eine Kühleinrichtung einer Mahlwalze einer Walzenmühle ist beispielsweise aus der DE 10 2012 106 527 AI bekannt. Der Fertigungsaufwand sowie die Herstellungskosten solcher bekannter Kühleinrichtungen für Mahlwalzen sind hoch, wobei auch die Montage, insbesondere in
Arbeitsumgebungen mit kleinen Montageräumen aufwändig ist.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mahlwalze mit einer
Kühleinrichtung zur Kühlung der Mahlwalze bereitzustellen, die Beschädigungen durch Korrosion vermeidet und gleichzeitig einfach und kostengünstig herstellbar und montierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Mahlwalze mit den Merkmalen des
unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Eine Mahlwalze für eine Walzenmühle, die um ihre Längsachse rotierbar auf einer
Mahlwalzenwelle angebracht ist, umfasst nach einem ersten Aspekt eine axiale Bohrung in der Mahlwalzenwelle, in der eine Kühleinrichtung angeordnet ist, die zumindest ein in der Bohrung angeordnetes Rohr aufweist, wobei zwischen dem Rohr und der Innenfläche der Bohrung ein erster Kanal zur Führung eines Kühlmittels und innerhalb des Rohrs ein zweiter Kanal zur Führung des Kühlmittels ausgebildet ist, wobei das zumindest eine Rohr aus einem Kunststoff ausgebildet ist.
Ein aus Kunststoff ausgebildet Rohr weist keine elektrische Leitfähigkeit auf und bietet den Vorteil, dass keine Korrosion durch an dem Rohr entlang strömendes Kühlmittel an dem Rohr auftreten werden kann. Des Weiteren weist ein aus Kunststoff ausgebildetes Rohr eine hohe Temperaturbeständigkeit auf, was insbesondere bei einem Einsatz in einer Kühleinrichtung einer Mahlwalze einer Walzenmühle vorteilhaft ist, da im Betrieb der Walzenmühle, sowie die bei der Lagerung und dem Transport der Kühleinrichtung Temperaturen von etwa -40°C bis +80°C, insbesondere -20°C bis +40°C auftreten.
Im Unterschied zu beispielsweise aus Metall ausgebildeten Rohren weist ein Kunststoffrohr eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf, sodass beispielsweise ein durch den ersten Kanal strömendes Kühlmittel in dem zweiten Kanal strömendes Kühlmittel kaum, vorzugsweise gar nicht, erwärmt. Das aus Kunststoff ausgebildete Rohr isoliert den ersten Kanal thermisch von dem zweiten Kanal, wobei keine zusätzliche Beschichtung oder ein zusätzlicher Zwischenraum zwischen dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal notwendig ist. Insbesondere weist das Kunststoffrohr eine Wanddicke von 10mm bis 30mm auf und ist unelastisch ausgebildet. Ein Rohr aus Kunststoff ist des Weiteren einfach und kostengünstig herstellbar. Beispielsweise ist das Rohr aus einem Polyethylen mit hoher Dichte (PE-HD) oder einem Polyvinylidenfluorid (PVDF) ausgebildet, die zusätzlich besonders kostengünstig sind. Solche Kunststoffe weisen darüber hinaus eine Beständigkeit gegen Chemikalien auf, sodass bei der Reinigung der Kühleinrichtung, insbesondere mit Phosphorsäure, keine Beschädigung an den Rohren auftritt.
Gemäß einer ersten Ausführungsform weist die Kühleinrichtung ein erstes Rohr und ein zweites Rohr auf, das innerhalb des ersten Rohrs angeordnet ist, wobei das Innere des zweiten Rohrs den zweiten Kanal zur Führung des Kühlmittels ausbildet. Insbesondere sind die Rohre koaxial zueinander in der Bohrung angeordnet. Eine Kühleinrichtung mit zwei Rohren ermöglicht eine zuverlässige thermische Isolierung des ersten Kanals von dem zweiten Kanal, wobei der erste Kanal zwischen der Außenfläche des ersten Rohrs und der Innenfläche der Bohrung der
Mahlwalzenwelle angeordnet ist. Auch das zweite Rohr ist vorzugsweise aus einem Kunststoff ausgebildet. Das zweite Rohr weist gemäß einer weiteren Ausführungsform einen geringeren Durchmesser als das erste Rohr auf und ist koaxial zu diesem angeordnet, sodass zwischen den Rohren ein Zwischenraum ausgebildet ist. Der Zwischenraum zwischen den beiden Rohren der
Kühleinrichtung sorgt für eine zusätzliche thermische Isolierung des ersten Kanals von dem zweiten Kanal, sodass eine hohe Temperaturdifferenz des Kühlmittels in dem ersten Kanal zu dem Kühlmittel in dem zweiten Kanal möglich ist.
Die Kühleinrichtung weist gemäß einer weiteren Ausführungsform genau ein Rohr auf, wobei das Innere des Rohrs den zweiten Kanal ausbildet. Eine Kühleinrichtung mit nur einem Rohr ermöglicht eine Reduktion der Komponenten der Kühleinrichtung und somit eine
Kostenersparnis. Auch die Montage der Kühleinrichtung in die Mahlwalzenwelle, sowie die Wartung der Kühleinrichtung wird durch eine reduzierte Anzahl von Komponenten vereinfacht, was in einer Kosten- und Zeitersparnis resultiert. Die Reduzierung der Komponenten der Kühleinrichtung auf lediglich ein Rohr wird insbesondere durch die Ausbildung des Rohrs aus einem Kunststoff ermöglicht, da durch den Einsatz eines Kunststoffrohrs auf eine zusätzliche Isolierung des ersten Kanals von dem zweiten Kanal verzichtet werden kann.
Der zweite Kanal bildet gemäß einer weiteren Ausführungsform einen Rücklauf für in dem ersten Kanal erwärmtes Kühlmittel aus. Im Betrieb der Kühleinrichtung strömt das Kühlmittel von einem Kühlmitteleinlass an einem Ende der Bohrung durch den ersten Kanal entlang der Innenfläche der Bohrung, wobei sich das Kühlmittel erwärmt und die Mahlwalzenwelle gekühlt wird. Im Anschluss an den ersten Kanal strömt das Kühlmittel durch den zweiten Kanal im Inneren des Rohrs zurück zu einem Kühlmittelauslass. Die beschriebene Strömungsrichtung des Kühlmittels bietet den Vorteil, dass das Kühlmittel im Anschluss an den Kühlmitteleinlass direkt entlang der zu kühlenden Fläche, nämlich der Innenfläche der Bohrung, geführt wird, was eine besonders effiziente Kühlung ermöglicht.
Das Rohr ist gemäß einer weiteren Ausführungsform im Wesentlichen koaxial zu der Bohrung angeordnet. Dies ermöglicht eine effiziente Kühlung der Mahlwalzenwelle, wobei das Kühlmittel entlang der der Innenfläche der Bohrung geführt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Außendurchmesser des Rohrs über die gesamte Erstreckung des Rohrs geringer als der Innendurchmesser der Bohrung, sodass der erste Kanal zwischen der Außenfläche des Rohrs und der Innenfläche der Bohrung ausgebildet ist. Die Kühleinrichtung weist gemäß einer weiteren Ausführungsform zumindest einen Beabstander auf, der das Rohr zu der Innenfläche der Bohrung beabstandet. Dies ermöglicht eine Zentrierung des zumindest einen Rohrs der Kühleinrichtung in der Bohrung, sodass ein Abstand zwischen dem Rohr und der Innenfläche der Bohrung sichergestellt und eine Strömung durch den ersten Kanal ermöglicht wird.
Der Beabstander ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und an dem äußeren Rohrumfang angebracht. Ringförmige Beabstander ermöglichen eine einfache Montage der Kühleinrichtung in der Bohrung. Insbesondere weist der ringförmige Beabstander Vorsprünge auf, die als Gleitkufen ausgebildet sind und bei der Montage des Rohrs in der Bohrung an der Innfläche der Bohrung gleiten, wodurch eine Beschädigung der Innenfläche der Bohrung vermieden wird. Ein ringförmiger Beabstander ermöglicht ferner eine einfache Zentrierung des Rohrs in der Bohrung.
Das zumindest eine Rohr weist gemäß einer weiteren Ausführungsform zumindest zwei separate Rohrabschnitte auf, die miteinander über eine Verbindungseinrichtung verbunden sind.
Insbesondere sind eine Mehrzahl von Rohrabschnitten denkbar, die miteinander zu einem Rohr verbunden sind. Beispielsweise weist ein Rohr 2 bis 10, insbesondere 4 bis 6 Rohrabschnitte auf. Die Rohrabschnitte weisen vorzugsweise die gleiche Länge auf, wodurch die Herstellung der Rohrabschnitte vereinfacht wird. Eine Mehrzahl von Rohrabschnitten ermöglicht eine einfache Montage und Demontage der Kühleinrichtung in der Mahlwalzenwelle. Insbesondere bei montierten Walzenmühlen, die beispielsweise in Zementwerken oder im Tagebau/ Untertagebau eingesetzt werden, ist der zur Montage oder Demontage der Kühleinrichtung zur Verfügung stehende Montageraum häufig sehr klein, sodass ein Rohr, das in etwa die Länge der
Mahlwalzenwelle aufweist, sehr schwierig und zeitaufwändig zu montieren ist. Ein mehrere Rohrabschnitte umfassendes Rohr vereinfacht die Montage und Demontage der Kühleinrichtung erheblich.
Die Rohrabschnitte sind gemäß einer weiteren Ausführungsform lösbar miteinander verbunden, was eine schnelle Demontage der einzelnen Rohrabschnitte ermöglicht. Die
Verbindungseinrichtung ist insbesondere eine Schraub- oder Klemmverbindung. Vorzugsweise sind die Rohrabschnitte über eine Muffe, insbesondere eine Doppelmuffe, miteinander verbunden. Eine Muffe weist eine geringe Dicke auf und ermöglicht somit einen ausreichenden Abstand der Verbindungseinrichtung zu der Innenfläche der Bohrung der Mahlwalzenwelle. Gemäß einer weiteren Ausführungsform stehen der erste Kanal und der zweite Kanal über ein Verbindungselement derart in Fluidverbindung, dass durch den ersten Kanal strömendes Kühlmittel in den zweiten Kanal strömt. Die Kühleinrichtung ist gemäß einer weiteren Ausführungsform derart in der Bohrung angebracht, dass die Kühleinrichtung stationär relativ zu der Mahlwalzenwelle ist. Im Betrieb der Walzenmühle rotiert die Mahlwalzenwelle um ihre Längsachse, wobei die in der Bohrung der Mahlwalzenwelle angebrachte Kühleinrichtung mit der Mahlwalze rotiert, sodass sich die Kühleinrichtung und die Mahlwalze relativ zueinander nicht bewegen.
Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer Mahlwalzenwelle mit einer Kühleinrichtung in einer Schnittansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel. Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer Mahlwalzenwelle mit einer Kühleinrichtung einer Schnittansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt einer Mahlwalzenwelle 12 auf der in nicht dargestellter Weise eine Mahlwalze angebracht ist. Die Mahlwalzenwelle 12 weist eine axiale Bohrung 14 auf, die durch die Mahlwalzenwelle 12 hindurch verläuft. Die Mahlwalzenwelle 12 weist des Weiteren eine Kühleinrichtung 10 auf, die in der Bohrung 14 angeordnet ist. Die Kühleinrichtung 10 umfasst ein erstes im Inneren der Bohrung 14 und koaxial zu dieser angeordnetes Rohr 16. Der
Außendurchmesser des ersten Rohrs 16 ist geringer als der Innendurchmesser der Bohrung 14, sodass zwischen der Innenfläche der Bohrung 14 und der Außenfläche des Rohrs 16 ein erster Kanal 18 zur Führung eines Kühlmittels ausgebildet ist. Koaxial zu dem ersten Rohr ist ein zweites Rohr 20 angeordnet. Das zweite Rohr 20 weist einen geringeren Durchmesser als das erste Rohr 16 auf und ist innerhalb des ersten Rohrs 16 angeordnet, sodass zwischen dem ersten Rohr 16 und dem zweiten Rohr 20 ein Zwischenraum 22 ausgebildet ist. Das Innere des zweiten Rohrs 20 bildet einen zweiten Kanal 24 zur Führung des Kühlmittels aus. Das erste Rohr 16 und das zweite Rohr 20 weisen die gleiche Länge auf und sind aus einem Kunststoff ausgebildet.
Das erste Rohr 16 und das zweite Rohr 20 sind jeweils in zwei Rohrabschnitte 16a, 16b und 20a, 20b unterteilt, die als separate Bauteile ausgebildet sind. Die Rohrabschnitte 16a, 16b, 20a und 20b weisen jeweils die gleiche Länge auf, sodass die Rohre 16 und 20 mittig in radialer Richtung geteilt sind. Die axial nebeneinander angeordneten Rohrabschnitte 16a, 16b sind über eine Verbindungseinrichtung 46 miteinander verbunden, sodass sie das erste Rohr 16 ausbilden. Auf gleiche Weise sind die Rohrabschnitte 20a und 20b miteinander über eine
Verbindungseinrichtung 48 zu dem zweiten Rohr 20 verbunden, wobei es sich bei der
Verbindungseinrichtung 46, 48 beispielsweise um eine Muffe handelt.
In dem ersten Kanal 18 zwischen dem ersten Rohr 16 und der Innenfläche der Bohrung 14 sind ferner eine Mehrzahl von Beabstandern 36 angeordnet, die das erste Rohr 16 zu der Innenfläche der Bohrung 14 beabstanden. Die Beabstander 36 sind im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und auf dem äußeren Umfang des ersten Rohrs 16 angebracht, sodass diese drehfest mit dem Rohr 16 verbunden sind. Exemplarisch sind in dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 vier
Beabstander 36 angebracht. Die Beabstander 36 weisen ferner Durchlässe für das Kühlmittel auf, sodass eine Strömung des Kühlmittels durch den ersten Kanal 18 ermöglicht wird.
Die Bohrung 14 durch die Mahlwalzenwelle 12 weist an ihrem einen Ende einen Abdeckung 26 auf, die einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist und durch welche die Bohrung 14 gegen die Umgebung abgedichtet ist. An die Abdeckung 26 schließt sich in Richtung der Bohrung 14 ein Verbindungselement 28 an. Das Verbindungselement 28 ermöglicht eine Fluidverbindung des ersten Kanals 18 und des zweiten Kanals 24. Dazu weist das
Verbindungselement 28 wenigstens einen Durchgang auf, der einen Kühlmittelstrom von dem ersten Kanal 18 in den zweiten Kanal 24 ermöglicht. Das Verbindungselement 28 ermöglicht eine Strömung des Kühlmittels von dem ersten Kanal 18 in den zweiten Kanal 24 und verhindert gleichzeitig eine Strömung des Kühlmittels von dem ersten Kanal 18 oder dem zweiten Kanal 24 in den Zwischenraum 22. Das Verbindungselement 28 ist an dem ersten Rohr 16 und an dem zweiten Rohr 20 befestigt, wobei das Verbindungselement 28 nicht an der Abdeckung 26 anliegt.
Das erste Rohr 16 und das zweite Rohr 20 erstrecken sich von dem Verbindungselement 28 zu dem anderen Ende der Bohrung 14 der Mahlwalzenwelle 12. Das der Abdeckung 26
gegenüberliegenden Ende der Bohrung 14 weist einen Kühlmittelanschluss 30 auf, der in Fig. l schematisch dargestellt ist. Der Kühlmittelanschluss umfasst einen Kühlmitteleinlass 32, der mit dem ersten Kanal 18 in Fluidverbindung steht, und einen Kühlmittelauslass 34, der mit dem zweiten Kanal 24 in Fluidverbindung steht.
5 Im Betrieb der Mahlwalze rotiert die Mahlwalzenwelle 12 um ihre Mittelachse, wobei die
Abdeckung 26 mit der Mahlwalzenwelle 12 rotiert. Die in der Bohrung 14 der Mahlwalzenwelle 12 angeordnete Kühleinrichtung 10 ist derart mit der Mahlwalze verbunden, dass sie im Betrieb der Mahleinrichtung mit der Mahlwalze um die Längsachse rotiert. Der Beabstander 36 gleitet lediglich während der Montage der Kühleinrichtung an der Innenfläche der Bohrung 14.
10
Zur Kühlung der Mahlwalze strömt Kühlmittel durch den Kühlmitteleinlass 32 in den ersten Kanal 18 entlang der Innenfläche der Bohrung 14, wodurch eine Kühlung der Mahlwalzenwelle 12 entlang der Bohrung 14 erreicht wird. Das erwärmte Kühlmittel strömt am Ende der Bohrung in das Verbindungselement 28, durch welches es in den zweiten Kanal 24 geleitet wird. Der zweite
15 Kanal 24 bildet einen Rücklauf des erwärmten Kühlmittels, wobei der Zwischenraum 22 zwischen dem ersten Kanal 18 und dem zweiten Kanal 24 eine Wärmeübertragung des erwärmten Kühlmittels des zweiten Kanals 24 auf das Kühlmittel des ersten Kanals 18 verhindert. Es ist ebenfalls möglich die Strömungsrichtung des Kühlmittel umzukehren, sodass Kühlmittel von einem Kühlmitteleinlass 34 in den zweiten Kanal 24 strömt und durch das Verbindungselement
20 28 in den ersten Kanal 18 geleitet wird, in dem es an der Innenfläche der Bohrung 14 entlang strömt und eine Kühlung der Mahlwalzenwelle 12 erzeugt.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kühleinrichtung, wobei der Aufbau der Mahlwalzenwelle 12 mit der Bohrung 14 dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 entspricht. Im
25 Unterschied zur Fig. 1 weist die Kühleinrichtung 12 aus Fig. 2 lediglich ein Rohr 38 auf, das koaxial zu der Bohrung 14 innerhalb dieser angeordnet ist. Das Rohr 38 weist einen geringeren Durchmesser als die Bohrung 14 auf und ist mittig innerhalb der Bohrung 14 angeordnet.
Zwischen dem äußeren Umfang des Rohrs 38 und der Innenfläche der Bohrung 14 ist ein erster Kanal 18 ausgebildet, in dem das Kühlmittel zur Kühlung der Innenfläche der Bohrung 14 der
30 Mahlwalzenwelle 12 strömt. Innerhalb des Rohrs 38 ist ein zweiter Kanal 24 zur Führung des Kühlmittels ausgebildet, der einen Rücklauf des erwärmten Kühlmittels bildet. Der erste Kanal 18 und der zweite Kanal 24 sind in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel durch das Rohr 38 getrennt. An einem Ende der Bohrung ist, wie mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben eine Abdeckung 26 drehfest an der Mahlwalzenwelle 12 angebracht. An die Abdeckung 26 schließt sich in Richtung der Bohrung 14 ein Verbindungselement 40 an, das wenigstens einen Durchgang,
beispielsweise wenigstens eine Durchgangsbohrung, aufweist, der eine Fluidverbindung
5 zwischen dem ersten Kanal 18 und dem zweiten Kanal 24 darstellt. Die Durchgangsbohrung ist vorzugsweise zentriert und weist einen kleineren Durchmesser als der zweite Kanal 24 auf, sodass eine Rückströmung von dem zweiten Kanal 24 in den ersten Kanal 18 vermieden wird. Das Rohr 38 weist des Weiteren zwei Rohrabschnitte 38a und 38b auf, die in etwa identisch ausgebildet sind und nebeneinander in der Bohrung 14 angeordnet sind. Die Rohrabschnitte 10 38a, und 38b sind über eine Verbindung 44, wie beispielsweise eine Muffe, lösbar miteinander verbunden. Exemplarisch weist das Rohr 38 in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 zwei Rohrabschnitte 38a und 38b auf, wobei eine höhere Zahl von Rohrabschnitten, beispielsweise 3, 4 , 5 oder 6 Rohrabschnitte ebenfalls denkbar wäre.
15 Die Kühleinrichtung 10 weist ferner eine Mehrzahl von Beabstandern 42 auf, die im Wesentlichen kreisringförmig ausgebildet sind. Exemplarisch sind in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 vier Beabstander 42 angeordnet, die auf dem Rohr 38 umfangsmäßig angebracht sind. Die
Beabstander 42 sind derart auf dem Rohr 38 angebracht, dass sie im Wesentlichen den gleichen Abstand zueinander aufweisen, wobei die Beabstander 42 drehfest an dem Rohr 38 befestigt 0 sind und bei der Montage der Kühleinrichtung in die Mahlwalzenwelle 12 an dem Inneren der Bohrung 14 entlang gleiten. An dem der Abdeckung gegenüberliegenden Ende der Bohrung 14 ist ein Kühlmittelanschluss 30 gemäß Fig. l mit einem Kühlmitteleinlass 32 und einem
Kühlmittelauslass 34 angeordnet. 5 Im Betrieb der Walzenmühle strömt Kühlmittel von dem Kühlmitteleinlass 32 durch den ersten Kanal 18 entlang der Innenfläche der Bohrung 14 der Mahlwalzenwelle 12 durch die Durchgänge in dem Verbindungselement 40 in den zweiten Kanal 24 und verlässt die Kühleinrichtung 10 durch den Kühlmittelauslass 34. Das durch den zweiten Kanal 24 strömende erwärmte
Kühlmittel ist im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 lediglich durch die Wandung
30 des Rohrs 38 getrennt. Die Strömungsrichtung des Kühlmittels ist umkehrbar, sodass das
Kühlmittel zuerst durch das den zweiten Kanal 24 und anschließend durch den ersten Kanal 18 entlang der Innenfläche der Bohrung 14 strömt.
Das mit Bezug auf Fig. 1 beschriebene erste Rohr 16, das zweite Rohr 20, sowie das mit Bezug 35 auf Fig. 2 beschriebene Rohr 38 sind insbesondere aus einem Kunststoff ausgebildet. Der Kunststoff des ersten Rohrs 16 und des zweiten Rohrs 20 gemäß Fig. 1 , sowie des Rohrs 38 gemäß Fig. 2 weist insbesondere einen geringen Wärmeleitkoeffizienten auf. Somit sorgen in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 aus Kunststoff ausgebildete Rohre 16 und 20 für eine thermische Isolierung der Rohre 16 und 20 gegeneinander, sodass zwischen dem ersten Kanal 18 und dem zweiten Kanal 24 keine Wärme übertragen wird. In dem in Fig. 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel sorgt das aus einem Kunststoff ausgebildete Rohr 38 für es eine thermische Isolierung des ersten Kanals 14 von dem zweiten Kanal 24, wobei auf einen Zwischenraum zwischen den Kanälen verzichtet wurde.
Bezugszeichenliste
10 Kühleinrichtung
11 Mahlwalze
5 12 Mahlwalzenwelle
14 Bohrung
16 erstes Rohr
16a Rohrabschnitt
16b Rohrabschnitt
10 18 erster Kanal zur Führung eines Kühlmittels
20 zweites Rohr
20a Rohrabschnitt
20b Rohrabschnitt
22 Zwischenraum
15 24 zweiter Kanal zur Führung eines Kühlmittels
26 Abdeckung
28 Verbindungselement
30 Kühlmittelanschluss
32 Kühlmitteleinlass /-auslass
20 34 Kühlmittelauslass / -einlass
36 Beabstander
38 Rohr
38a erster Rohrabschnitt
38b zweiter Rohrabschnitt
25 40 Verbindungselement
42 Beabstander
44 Verbindung/ Verbindungseinrichtung
46 Verbindung/ Verbindungseinrichtung
48 Verbindung/ Verbindungseinrichtung

Claims

Patentansprüche
l. Mahlwalze (11) für eine Walzenmühle, die um ihre Längsachse rotierbar auf einer
Mahlwalzenwelle (12) angebracht ist,
wobei die Mahlwalzenwelle (12) eine axiale Bohrung (14) aufweist, in der eine
Kühleinrichtung (10) angeordnet ist, die zumindest ein in der Bohrung (14) angeordnetes Rohr (16, 20; 38) aufweist
wobei zwischen dem Rohr (16, 20; 38) und der Innenfläche der Bohrung (14) ein erster Kanal (18) zur Führung eines Kühlmittels und innerhalb des Rohrs (16, 20; 38) ein zweiter
Kanal (24) zur Führung des Kühlmittels ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Rohr (16, 20; 38) aus einem
Kunststoff ausgebildet ist.
2. Mahlwalze (11) nach Anspruch 1, wobei die Kühleinrichtung ein erstes Rohr (16) und ein zweites Rohr (20) aufweist, wobei das zweite Rohr (20) innerhalb des ersten Rohrs (16) angeordnet ist und wobei das Innere des zweiten Rohrs (20) den zweiten Kanal (24) zur Führung des Kühlmittels ausbildet.
3. Mahlwalze (11) nach Anspruch 2, wobei das zweite Rohr (20) einen geringeren
Durchmesser als das erste Rohr (16) aufweist und koaxial zu diesem angeordnet ist, sodass zwischen dem ersten Rohr (16) und dem zweiten Rohr (20) ein Zwischenraum (22) ausgebildet ist.
4. Mahlwalze (11) nach Anspruch 1, wobei die Kühleinrichtung (10) genau ein Rohr (38) aufweist und das Innere des Rohrs (38) den zweiten Kanal (24) ausbildet.
5. Mahlwalze (11) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zweite Kanal (24) einen Rücklauf für in dem ersten Kanal (18) erwärmtes Kühlmittel ausbildet.
Mahlwalze (11) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Rohr (16, 20; 38) im Wesentlichen koaxial zu der Bohrung (14) angeordnet ist.
7. Mahlwalze (11) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der
Außendurchmesser des Rohrs (16, 20; 38) über die gesamte Erstreckung des Rohrs (16, 20; 38) geringer ist als der Innendurchmesser der Bohrung (14), sodass der erste Kanal (18) zwischen der Außenfläche des Rohrs (16, 20; 38) und der Innenfläche der Bohrung (14) ausgebildet ist.
8. Mahlwalze (11) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kühleinrichtung (10) zumindest einen Beabstander (36; 42) aufweist, der das Rohr (16, 20; 38) zu der Innenfläche der Bohrung (14) beabstandet.
9. Mahlwalze (11) nach Anspruch 8, wobei der Beabstander (36; 42) im Wesentlichen
ringförmig ausgebildet ist und an dem äußeren Rohrumfang angebracht ist.
10. Mahlwalze (11) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Rohr (16, 20; 38) zumindest zwei separate Rohrabschnitte (16a, 16b, 20a, 20b; 38a, 38b) aufweist, die miteinander über eine Verbindungseinrichtung (44; 46, 48) verbunden sind.
11. Mahlwalze (11) nach Anspruch 10, wobei die Rohrabschnitte (16a, 16b, 20a, 20b; 38a, 38b) lösbar miteinander verbunden sind.
12. Mahlwalze (11) nach Anspruch 10, oder 11, wobei die Verbindungseinrichtung (44; 46, 48) eine Schraub- oder Klemmverbindung ist.
13. Mahlwalze (11) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Kanal (18) und der zweite Kanal (24) über ein Verbindungselement (28; 40) derart in
Fluidverbindung stehen, dass durch den ersten Kanal (18) strömendes Kühlmittel in den zweiten Kanal (24) strömt.
14. Mahlwalze (11) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kühleinrichtung (10) derart in der Bohrung (14) angebracht ist, dass die Kühleinrichtung (10) stationär relativ zu der Mahlwalzenwelle (12) ist.
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