EP3840890B1

EP3840890B1 - Vertikale kugelmühle, statorsegment für eine vertikale kugelmühle und verfahren zum warten einer vertikalen kugelmühle

Info

Publication number: EP3840890B1
Application number: EP19769145.4A
Authority: EP
Inventors: Johann Knecht; Norbert Patzelt
Original assignee: Vertical Power Mills Technology Ag
Current assignee: Vertical Power Mills Technology Ag
Priority date: 2018-09-14
Filing date: 2019-09-13
Publication date: 2023-06-21
Anticipated expiration: 2039-09-13
Also published as: US11944976B2; CL2021000513A1; EP3840890A1; MX2021003003A; WO2020053419A1; AU2019338944B2; DE102018122540B3; DK3840890T3; ZA202100900B; FI3840890T3; CA3111689A1; US20220118459A1; ES2952958T3; BR112021003729A2; PE20211487A1; AU2019338944A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine vertikale Kugelmühle, insbesondere zum Vor-Mahlen von Mahlgut wie Mineralien, ein Statorsegment für eine vertikale Kugelmühle und ein Verfahren zum Warten einer vertikalen Kugelmühle.

Technologischer Hintergrund

In einer Kugelmühle werden Mahlkörper verwendet, um Mahlgut zu zerkleinern. Das Mahlgut wird hierbei in einer Suspension, welche auch als Trübe oder Slurry bezeichnet wird, aufgenommen und in der Mühle bewegt. Die Mahlkörper sind im Allgemeinen kugelförmig und werden auch als Mahlkugeln oder Mahlperlen bezeichnet. Unter dem Mahlgut sind insbesondere Mineralien und Mineral-Aggregate zu verstehen, wie metallische Erze, aber auch Stoffe ähnlicher Härte wie Kohlenerze, Recyclingmaterialien etc. In der nachfolgenden Beschreibung wird beispielhaft das Zerkleinern von Mineralien beschrieben.
Bei herkömmlichen Mühlen werden zum Zerkleinern der Mineralien die Mineralien mit den Mahlkugeln vermischt. Ein Teil der Mahlkugeln und der Mineralien wird um eine konstruktionsbedingt vorgegebene Strecke angehoben und stürzt aus dieser Höhe zurück in ein Bett aus dem Rest der Mahlkugeln und Mineralien. Dabei treffen die herabstürzenden Mahlkugeln auf liegende Mahlkugeln. Mineralien, die sich dazwischen befinden, werden zertrümmert.
Eine herkömmliche Kugelmühle kann beispielsweise eine liegende, d.h. um eine horizontale Achse rotierende Trommel aufweisen, in der mit Hilfe von Mahlkugeln Mineralien zerkleinert werden. Bei einer Rührwerksmühle wird ebenfalls die Schwerkraft als ein wesentliches Element zur Erzeugung von Zerkleinerungskräften genutzt (sog. "gravity induced mills").
Bei einer Mühle, die vorwiegend die Schwerkraft nutzt, bildet sich ein hydrostatischer Druck, der die Mahlung unterstützt. Diese Bauart bedingt, dass die Mahlkörper immer wieder angehoben werden. Dazu ist Hebearbeit erforderlich, die beispielsweise durch eine rotierend anzutreibende Schnecke abgegeben wird. Die Mahlung erfolgt im Kugelbett. Die wesentliche Beanspruchung erfolgt durch die Schwerkraft und ein kleinerer Anteil auch durch Fliehkräfte. Der Anteil der Mahlkräfte, welcher auf die Schwerkraft zurückzuführen ist, kann nicht beeinflusst werden. Das Mahlgut wird durch die Schnecke ebenfalls angehoben und rezirkuliert an der Peripherie nach unten. Der primäre Transport des Mahlguts erfolgt durch die Schnecke, ein gewisser Anteil durch Strömungskräfte in der Trübe. Ein solcher Mahl- bzw. Transportmechanismus kann den Austrag auch groben Gutes verursachen. Dies bedingt in der Regel den Einsatz eines externen Sichtkreislaufes.
Vorrichtungen zum Zerkleinern von Mineralien werden in zahlreichen Ausführungsformen gebaut und lassen sich vereinfacht betrachtet als horizontale und vertikale Mühlen bezeichnen. Aus der DE 1 901 593 (A1 ) ist eine vertikal angeordnete Rührwerksmühle mit Mahlhilfskörpern zum Homogenisieren, Dispergieren und Zerkleinern von Feststoffen in Flüssigkeiten bekannt. In der Grundstoffindustrie (Bergwerke etc.) haben sich ebenfalls vertikal angeordnete Mühlen bewährt (siehe u.a. WO 2007/019602 A2 ).
Alternativ dazu gibt es Mühlen, bei denen die Zerkleinerungskräfte überwiegend in einem fluidisierten Mahlbett erzeugt werden und durch die Drehzahl eines Rotors erzeugt und verändert werden können (sog. "fluidized mills"). Eine vertikal ausgerichtete Mineralmühle zum Fein-Mahlen wurde anlässlich der IMCET 2013 ("23rd International Mining Congress and Exhibition of Turkey", Kemer/Antalya/Turkey, April 16 -19, 2013, insbesondere Session 1: "Stirred Milling Technology - A new concept in fine grinding", by I. Roitto et al. "Outotec HIG-mills: a fine grinding technology") vorgestellt. Die vorgestellte Mineralmühle zum feinen Zerkleinern von vorgemahlenen Mineralien besteht aus einem aus zwei Halbschalen zusammengefügten, vertikal ausgerichteten Stator mit feststehenden ringförmigen Mahlscheiben, der an einer massiven Plattform aufgehängt ist und einem an dieser einseitig gelagerten Rotor, auf dessen Welle Mahlscheiben angeordnet sind. Neben dem zentralen Rotor, der durch auf der Plattform gelagerte Getriebemotoren mit einer Leistung von bis 5000 kW angetrieben ist, hängt auch der Stator an dieser Plattform. Zwischen den rotierenden Mahlscheiben und stationären am Gehäuse befestigten Mahlscheiben wird das heterogene Gemenge mit Wasser und mit Mahlkörpern zerkleinert, so lange bis das Mahlgut die gewünschte Korngröße und Kornverteilung erreicht. Dies erfolgt bei einem Nettovolumen (Füllvolumen) von maximal 30m³. Das dabei verwendete Mahlverfahren (welcher teilweise als HIG process; ultra fine grinding technology bezeichnet wird) setzt, damit der Mahlvorgang überhaupt erfolgen kann, vorbehandelte, mehrstufig zerkleinerte Mineralien voraus. Die WO 2018/138405 A1 offenbart eine vertikale Kugelmühle bei welcher sowohl der Rotor als auch der Stator an einer Plattform hängend montiert sind.

Offenbarung der Erfindung und einiger Ausführungsformen

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine vertikale Kugelmühle, insbesondere zum groben Vor-Mahlen von Mineralien, ein Statorsegment für eine vertikale Kugelmühle und ein Verfahren zum Warten einer vertikalen Kugelmühle gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des hier vorgestellten Ansatzes ergeben sich aus der Beschreibung und sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, einen Energieeinsatz zum Vor-Mahlen von Mineralien zu verringern und so eine Effizienzsteigerung zu erreichen sowie einen strukturellen Aufbau einer zum Vor-Mahlen einsetzbaren Mühle derart zu modifizieren, dass diese unter anderem einfach montiert, demontiert und gewartet werden kann.
Insbesondere schafft der hier vorgestellte Ansatz eine robuste Konstruktion, die in ihrem Aufbau weniger materialintensiv und beträchtlich leichter als bisherige Konzepte ausgeführt werden kann. Die Konstruktion kann so verhältnismäßig einfach teilzerlegt nahe an die Abbaustellen der Mineralien beziehungsweise an einen Einsatzort verbracht werden. Durch den hier vorgestellten Ansatz können erforderliche regelmäßige Wartungsarbeiten wesentlich verkürzt und vereinfacht werden. Durch das Maschinenkonzept kann eine Unfallgefahr verringert werden. Eine Revision der vorgestellten Mühle kann verhältnismäßig einfach durchzuführen sein, sodass eventuell kein speziell ausgebildetes Fachpersonal erforderlich ist. Der hier vorgestellte Ansatz kann ferner eine verbesserte Prozessführung und eine erleichterte Anpassung an die im Abbau vorhandene Materialqualität ermöglichen. Das zerkleinerte Material kann weiterverarbeitet beziehungsweise verfeinert werden und/oder direkt dem nachgeschalteten Prozess zugeführt werden. Bei Revisionen und Reparaturen ist im Regelfall kein zusätzliches Hebezeug zur Demontage und Montage erforderlich.
Ersatzteile können auf der gleichen Höhe wie die hauptsächlich zu ersetzenden Bestandteile, wie beispielsweise eine Mühlenwelle mit Mahlscheiben oder einzelnen Mahlzylindem, vor Ort raumsparend gelagert werden. Ein horizontales Verschieben und Positionieren der Ersatzteile kann beispielsweise über Schienen und Rollen von wenigen Personen gefahrlos durchgeführt werden. Hierzu gehört auch ein sicheres und schnelles Entleeren des Mahlzylinders ohne weitgehende Materialverluste.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine vertikale Kugelmühle, insbesondere zum Vor-Mahlen von Mahlgut wie Mineralien, vorgeschlagen. Die vertikale Kugelmühle weist (i) einen an einem oberen Ende axial und radial gelagerten, nach unten hängenden Rotor, (ii) einen den Rotor radial umschließenden, von einem Gewicht des Rotors unbelasteten, selbsttragend stehenden Stator mit einer tangential zum Rotor ausgerichteten, innerhalb einer Formtoleranz näherungsweise zylinderförmige Mantelfläche, und (iii) eine ein Gewicht des Stators abstützende Grundplatte auf. Der Stator ist hierbei aus zumindest zwei voneinander trennbaren, in getrenntem Zustand freitragend stehenden, relativ zueinander verlagerbaren Statorsegmenten zusammengesetzt. Jedes der Statorsegmente weist an zumindest einer Seitenkante einer Wand eine Dichtfläche zum Abdichten an dem jeweils anderen Statorsegment, und an einer Unterkante eine belastungsgerecht dimensionierte Standfläche zum Abdichten an der Grundplatte auf. Die genannte Seitenkante der Wand verläuft hierbei von einer Oberkante der die Mantelfläche ausbildenden Wand zu einer Unterkante der Wand. Das Statorsegment lastet stehend mit der Standfläche auf der Grundplatte innerhalb einer Winkeltoleranz orthogonal auf einer lasttragenden Oberfläche der Grundplatte.
Weiterhin wird gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ein selbsttragend stehendes Statorsegment für eine vertikale Kugelmühle gemäß dem hier vorgestellten Ansatz vorgestellt. Dieses weist (i) eine innerhalb einer Formtoleranz näherungsweise zylindersegmentförmige Wand, (ii) zumindest eine an einer von einer Oberkante der Wand zu einer Unterkante der Wand verlaufenden Seitenkante der Wand angeordnete Dichtfläche zum Abdichten an einem anderen Statorsegment, und (iii) eine an der Unterkante angeordnete belastungsgerecht dimensionierte Standfläche, mit der das Statorsegment innerhalb einer Winkeltoleranz orthogonal auf einer lasttragenden Oberfläche einer Grundplatte der Kugelmühle aufstellbar ist, auf. Aus mehreren Statorsegmenten ist hierbei ein selbsttragend stehender Stator mit einer durch die Wände ausgebildeten, innerhalb einer Formtoleranz kreiszylinderförmigen Mantelfläche zusammensetzbar, der in einem zusammengebauten Zustand auf der Grundplatte zum Abstützen eines Gewichts des Stators stehend lasten kann.
Ferner wird gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Warten einer vertikalen Kugelmühle, insbesondere zum Vor-Mahlen von Mahlgut wie Mineralien vorgestellt. Die vertikale Kugelmühle kann der zuvor genannten Kugelmühle gemäß einer Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung entsprechen und weist wiederum einen an einem oberen Ende axial und radial gelagerten, nach unten hängenden Rotor, einen den Rotor radial umschließenden, von einem Gewicht des Rotors unbelasteten, selbsttragend stehenden Stator mit einer tangential zum Rotor ausgerichteten, innerhalb einer Formtoleranz näherungsweise zylinderförmige Mantelfläche, und eine ein Gewicht des Stators abstützende Grundplatte auf. Der Stator ist aus zumindest zwei voneinander trennbaren, in getrenntem Zustand freitragend stehenden, relativ zueinander verlagerbaren Statorsegmenten zusammengesetzt. Jedes der Statorsegmente weist an zumindest einer von einer Oberkante einer die Mantelfläche ausbildenden Wand zu einer Unterkante der Wand verlaufenden Seitenkante der Wand eine Dichtfläche zum Abdichten an dem jeweils anderen Statorsegment, und an der Unterkante eine belastungsgerecht dimensionierte Standfläche zum Abdichten an der Grundplatte auf. Das Statorsegment lastet stehend mit der Standfläche auf der Grundplatte innerhalb einer Winkeltoleranz orthogonal auf einer lasttragenden Oberfläche der Grundplatte. Das Verfahren weist zumindest die folgenden Verfahrensschritte, vorzugsweise in der angegebenen Reihenfolge, auf:

ein Trennen des Stators in die Statorsegmente, wobei der Stator an den Dichtflächen getrennt wird,
ein Anordnen von Hilfseinrichtungen unter zumindest einem der Statorsegmente, und ein laterales Verlagern des Statorsegments und der Hilfseinrichtungen unter Verwendung einer Verlagerungseinrichtung.

Das Statorsegment kann vor dem Anordnen der Hilfseinrichtungen unter Verwendung von Hebeeinrichtungen von der Grundplatte abgehoben werden und unter Verwendung der Hebeeinrichtungen auf den Hilfseinrichtungen abgesetzt werden.
Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem, aber ohne die Erfindung einzuschränken, als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.
Unter einer vertikalen Kugelmühle kann eine Vorrichtung zum Zerkleinern eines Mahlguts unter Verwendung von Mahlkörpern verstanden werden. Das Mahlgut kann beispielsweise vorgebrochenes Gestein beziehungsweise Mineralien aus einer Mine sein. Das Gestein beziehungsweise die Mineralien können beispielsweise in einem Brecher, einer Gutbettwalzenmühe, einer Autogen- oder einer Semiautogenmühle zerkleinert und gesiebt werden, bevor sie der vertikalen Kugelmühle zugeführt werden.
Die hierin beschriebene vertikale Kugelmühle kann als eine Mahlstufe einer Rohstoffgewinnung verwendet werden. Das Mahlgut wird der Kugelmühle stückig oder als Suspension in einem flüssigen Trägermedium beziehungsweise Transportmedium zugeführt. Das Trägermedium kann beispielsweise Wasser sein. Das Mahlgut kann einen Anteil eines gewünschten Rohstoffs aufweisen. Beispielsweise kann das Mahlgut einen Erzanteil aufweisen. Ein Hauptanteil des Mahlguts kann taub sein, also den gewünschten Rohstoff nicht aufweisen. Durch das Zerkleinern entstehen kleine Partikel, die in nachfolgenden Prozessschritten weiterverarbeitet werden können. Der Anteil der Partikel mit dem gewünschten Rohstoff kann beispielsweise in einem nachfolgenden Konzentrationsschritt erhöht werden. Beispielsweise kann in dem Konzentrationsschritt ein Dichteunterschied zwischen Partikeln aus dem tauben Material und Partikeln mit dem gewünschten Rohstoff ausgenutzt werden.
Die hierin beschriebene vertikale Kugelmühle kann ein großes Füllvolumen von mehr als 20 m³ aufweisen. Zum wirtschaftlichen Vor-Mahlen von Mineralien sind in praxi Mühlen mit einem Nettovolumen (Füllvolumen) von 20 m³ bis 150 m³ erforderlich. Zum Ermöglichen des hohen Füllvolumens ist die vertikale Kugelmühle entsprechend dimensioniert und daher groß und schwer. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Mahlscheiben kann bis 15 m/s betragen. Die Leistung der Antriebsmotoren kann bis etwa 12500 kW betragen.
Die Mahlkörper können beispielsweise Kugelform aufweisen. Die Mahlkörper können aus einem verschleißarmen Material sein. Insbesondere können die Mahlkörper eine größere Härte aufweisen als das Mahlgut. Die Mahlkörper können beispielsweise aus einem Metallmaterial, insbesondere Stahl, oder Keramikmaterial bestehen.
Die Mahlkörper, das Mahlgut sowie das Trägermedium werden von einem fluiddichten Behälter umschlossen. Der Behälter ist im Betrieb unbeweglich mit einem Untergrund verbunden. Der Behälter kann somit als Stator bezeichnet werden. Die Mahlkörper werden in dem Behälter durch ein antreibendes Element der Kugelmühle zu einer Bewegung angetrieben. Das antreibende Element kann als Rotor bezeichnet werden. Die Mahlkörper können in dem Stator ohne nennenswerte Aufwärtsbewegung und/oder Abwärtsbewegung auf einer angenäherten Kreisbahn bewegt werden. Die Kreisbahn kann innerhalb einer Winkeltoleranz senkrecht zu einer vertikalen Hauptachse der Kugelmühle verlaufen. Die Winkeltoleranz kann als Lagetoleranz bezeichnet werden. Die Winkeltoleranz kann beispielsweise 10° oder weniger, bevorzugt 5° oder weniger, besonders bevorzugt 2° oder weniger betragen.
Das Mahlgut wird zwischen den Mahlkörpern zerrieben beziehungsweise zerkleinert, wenn unterschiedlich schnelle Mahlkörper zusammenstoßen und/oder aneinander abrollen. Ein Geschwindigkeitsunterschied zwischen den Mahlkörpern wird erzielt, indem die Mahlkörper in unmittelbarer Nähe zum Rotor näherungsweise mit einer Bewegungsgeschwindigkeit einer Oberfläche des Rotors bewegt werden. Mahlkörper in unmittelbarer Nähe zum Stator bewegen sich dagegen näherungsweise nicht. Zwischen dem Rotor und dem Stator baut sich so ein Geschwindigkeitsverlauf der Mahlkörper aus. Die schnelleren, näher am Rotor angeordneten Mahlkörper kollidieren bzw. reiben mit den langsameren, näher am Stator angeordneten Mahlkörpern.
Der Rotor kann innerhalb der Winkeltoleranz an der Hauptachse ausgerichtet sein. Der Rotor kann um die Hauptachse drehbar sein. Der Rotor kann fliegend gelagert sein. Der Rotor kann dann an einem unteren Ende ungelagert sein. Eine ergänzende Lagerung am unteren Ende braucht jedoch nicht ausgeschlossen sein. Der Rotor kann durch sein Eigengewicht in einer hängenden Ausrichtung, d.h. im Wesentlichen lotrecht zu einem Untergrund, gehalten werden.
Der Stator kann oben offen sein. Der Rotor kann im Wesentlichen vertikal von oben in das Trägermedium mit dem Mahlgut und die Mahlkörper eintauchen. Der Rotor kann unabhängig vom Stator gelagert sein. Der Stator kann räumlich, statisch und/oder mechanisch von dem Rotor bzw. einer Rotorlagerung des Rotors getrennt sein.
Der Stator weist eine innerhalb einer Formtoleranz näherungsweise zylinderförmige Mantelfläche auf. Mit anderen Worten kann der Stator ein zylindrisches, insbesondere kreiszylindrisches Volumen umschließen. Hierzu kann der Stator vorzugsweise eine innerhalb der Formtoleranz näherungsweise kreisförmige Querschnittsfläche aufweisen und somit rotationssymmetrisch sein. Der Stator kann eventuell auch eine ovale, dreieckige, achteckige n-eckige oder allgemein polygonale Querschnittsfläche aufweisen. Die Querschnittsfläche kann von einer Unterkante des Stators bis zu einer Oberkante des Stators innerhalb einer Formtoleranz gleich bleiben. Die Formtoleranz beschreibt eine zulässige Abweichung von einer Zylinderform. Die Formtoleranz kann beispielsweise 10% oder weniger, bevorzugt 5% oder weniger, besonders bevorzugt 2% oder weniger bezogen auf Gesamtabmessungen des Stators betragen. Mit anderen Worten kann der Stator innerhalb der Formtoleranz unrund sein.
Eine Mantelfläche beschreibt eine Grenzfläche für die Mahlkörper, das Trägermedium und das Mahlgut. Die Mantelfläche kann durch eine Innenfläche des Stators abgebildet sein. Die Mantelfläche kann innerhalb der Winkeltoleranz senkrecht bzw. lotrecht sein.
Eine Grundplatte leitet ein Gewicht des Stators, der Mahlkörper, des Trägermediums und des Mahlguts vollständig oder zumindest zu einem weit überwiegenden Anteil in das Fundament ein und ist belastungsgerecht ausgeführt. Die Grundplatte kann fest mit dem Fundament verbunden sein. Die Grundplatte kann eine lasttragende Oberfläche als Schnittstelle zum Stator aufweisen. Die lasttragende Oberfläche kann eine der Querschnittsfläche des Stators innerhalb der Formtoleranz entsprechende Form aufweisen. Die Grundplatte kann an einer Oberfläche oder an zwei gegenüberliegenden Oberflächen eben sein. Die Grundplatte kann im Bereich der lasttragenden Oberfläche einen Einsatz zur Verstärkung aufweisen. Die Grundplatte kann aus einem Metallmaterial sein. Die Grundplatte kann beispielsweise ein separates Bauteil sein und auf dem Fundament aufliegen. Die Grundplatte kann auch auf Stützfüßen stehen und beabstandet zum Fundament angeordnet sein. Die Grundplatte kann alternativ als speziell ausgeformter Bereich des Fundaments ausgebildet sein.
Ein Statorsegment kann eine im Wesentlichen bogenförmige Grundform aufweisen. Eine Wand des Statorsegments bildet einen Teilbereich der Mantelfläche ab. Die Wand kann einen Winkelbereich der Mantelfläche abbilden. Wenn der Stator zwei Statorsegmente aufweist, können beide Wände jeweils einen Winkelbereich von 180° abbilden. Bei drei Statorsegmenten kann jede Wand einen Winkelbereich von 120° abbilden. Bei n>3 Statorsegmenten kann jede Wand einen Winkelbereich von (360/n)° abbilden. Die Statorsegmente können in Umfangsrichtung unterschiedlich geteilt sein.
Die Wand weist eine belastungsgerecht ausgelegte Wandstärke auf. Insbesondere kann die Wand des Statorsegments strukturell, d.h. insbesondere aufgrund ihrer Wandstärke und/oder aufgrund von Verstärkungsmaßnahmen, dazu ausgelegt sein, den Kräften und Belastungen, die bei der beschriebenen Mühle insbesondere dort, wo die Statorsegmente unten aufstehen, entstehen, standhalten zu können.
Die Wand kann an einer Innenseite mit einer Schutzschicht ausgerüstet sein, um direkten Kontakt zwischen den Mahlkörpern und der Wand zu verhindern. Die Wand kann auf der Außenseite Versteifungsrippen aufweisen.
Seitenkanten der Wand können innerhalb der Winkeltoleranz senkrecht zur Oberkante und/oder Unterkante verlaufen. Eine Dichtfläche kann quer zu einer Zugrichtung von Verbindungselementen zum Verbinden der Statorsegmente ausgerichtet sein. Bei tangentialer Zugrichtung kann die Dichtfläche radial ausgerichtet sein. Bei radialer Zugrichtung kann die Dichtfläche tangential ausgerichtet sein. Die Standfläche kann quer zu einer erwarteten Lastrichtung ausgerichtet sein. Die Standfläche kann innerhalb der Winkeltoleranz horizontal ausgerichtet sein. Die Dichtfläche und/oder die Standfläche können durch an den Kanten der Wand angeordnete Versteifungsrippen ausgebildet sein.
Die Statorsegmente sind mobil beziehungsweise können von der Grundplatte abgehoben werden. Zuvor kann eine mechanische Verbindung zur Grundplatte gelöst werden. Durch die Mobilität der Statorsegmente kann die vertikale Kugelmühle einfach geöffnet werden. An der geöffneten Kugelmühle ist der Rotor gut zugänglich und an den Innenseiten der Statorsegmente können Wartungsarbeiten einfach durchgeführt werden.
An einer Innenseite der Wände der Statorsegmente können mehrere vertikal voneinander beabstandete, horizontale, ringsegmentförmige Rippen angeordnet sein. Die Rippen können am zusammengesetzten Stator nach innen ragende ringförmige Flächen bilden, welche hierin als Bremsflächen bezeichnet werden. Der Rotor kann mehrere vertikal voneinander beabstandete, horizontale Scheiben mit je einer außenliegenden ringförmigen Fläche, welche hierin als Schleppfläche bezeichnet wird, aufweisen. Die Rippen und die Scheiben können in vertikaler Richtung abwechselnd angeordnet sein. Ein Innendurchmesser der Bremsflächen kann kleiner sein als ein Außendurchmesser der Schleppflächen. Die Bremsflächen und die Schleppflächen können sich somit in horizontaler Richtung zumindest anteilig überlappen. Zwischen den Rippen und Scheiben kann ein mäanderförmiges Labyrinth ausgebildet sein. Das Labyrinth erhöht einen Durchflusswiderstand für die Trübe durch die Kugelmühle. Die Rippen können daher auch als Umlenkflächen angesehen werden. Die Rippen können innerhalb der Winkeltoleranz senkrecht zu der Wand ausgerichtet sein. Die Scheiben können innerhalb der Winkeltoleranz senkrecht zur Rotorwelle ausgerichtet sein. Die Scheiben können eine Kreisform innerhalb der Formtoleranz annähern. Die Scheiben können auch polygonal sein. Die Rippen beziehungsweise die Bremsflächen können wie die Wände eine Schutzschicht aufweisen, um beispielsweise direkten Kontakt mit den Mahlkugeln zu verhindern. Die Scheiben können ebenfalls eine Schutzschicht aufweisen. Die Schutzschicht kann austauschbar sein. Die Rippen, die am zusammengesetzten Stator eine gemeinsame Bremsfläche ausbilden, können auf gleicher Höhe an den Statorsegmenten angeordnet sein und die gleiche Breite beziehungsweise Höhe aufweisen. Die Rippen und Scheiben können in gleichmäßigen Abständen angeordnet sein. Die Scheiben können zwischen den Schleppflächen und der Rotorwelle Durchbrüche aufweisen. Die Schleppflächen am Rotor vergrößern im Allgemeinen eine Kontaktfläche des Trägermediums, des Mahlguts und der Mahlkörper zum Rotor. Durch die Schleppflächen können das Trägermedium, das Mahlgut und die Mahlkörper verbessert angetrieben werden. An den Scheiben steigt eine Bewegungsgeschwindigkeit eines Punkts proportional zu einem Abstand des Punkts zur Rotationsachse des Rotors. Am Außendurchmesser des Rotors werden die Schleppflächen mit der höchsten Bewegungsgeschwindigkeit bewegt. Die Bremsflächen am Stator vergrößern eine Kontaktfläche des Trägermediums, des Mahlguts und der Mahlkörper zum Stator. Durch die Bremsflächen beziehungsweise Schleppflächen können das Trägermedium, das Mahlgut und die Mahlkörper verbessert abgebremst beziehungsweise angetrieben werden. Zwischen den Schleppflächen und den Bremsflächen entsteht im Betrieb ein hoher Geschwindigkeitsunterschied. Im Trägermedium, Mahlgut und den Mahlkörpern entsteht so ein großer Geschwindigkeitsgradient, der zu hohen Geschwindigkeitsunterschieden zwischen den einzelnen Mahlkörpern führt. Durch die hohen Geschwindigkeitsunterschiede resultieren hohe Stoß- bzw. Reibungskräfte und das Mahlgut wird effizient zerkleinert. Zwischen den Schleppflächen und den Bremsflächen kann ein Hauptmahlbereich der vertikalen Kugelmühle angeordnet sein.
Die Statorsegmente können jeweils an einer Außenseite Anschlagelemente zum Anheben und Bewegen des jeweiligen Statorsegments aufweisen. Anschlagelemente können speziell zum Anschlagen von Hebezeug ausgebildete Fixpunkte sein. Die Anschlagelemente können belastungsgerecht dimensioniert sein. Die Anschlagelemente können über eine Verstärkungsstruktur mit der Wand und/oder den Verstärkungsrippen verbunden sein. Beispielsweise können die Anschlagelemente über zusätzliche Rippen verbunden sein. Die Anschlagelemente können zur Sicherheit überdimensioniert sein. Anschlagelemente können spezifisch auf eine Art von Hebezeug ausgebildet sein. Beispielsweise können Anschlagzapfen für Gurte, Seile und Ketten und Laschen verwendet werden. Anschlagösen können für Haken vorgesehen sein. Anschlagflächen können zum Einleiten von Druckkräften von Hebegeräten verwendet werden.
Die Statorsegmente können jeweils im Bereich der Unterkante der Wand Anschlagelemente aufweisen, welche insbesondere zum Ansetzen von Hydraulikhebern konfiguriert sind. Die Anschlagelemente können dazu beispielsweise im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Anschlagflächen aufweisen. Die Anschlagelemente können auch eine spezielle Schnittstellengeometrie aufweisen. Beispielsweise können kugelförmige beziehungsweise kugelkalottenförmige Flächen am Anschlagelement oder Hebegerät mit Kugeln beziehungsweise Kugelkalotten am Hebegerät oder Anschlagelement zusammenwirken, um eine winkelunempfindliche Abstützung zu erreichen.
Die Anschlagelemente können Eckpunkte eines virtuellen horizontalen Vielecks, insbesondere Dreiecks, definieren, dessen geometrischer Mittelpunkt auf einer vertikalen Achse durch einen Schwerpunkt des stehenden Statorsegments liegt. Der geometrische Mittelpunkt liegt bei einem Dreieck auf einem Schnittpunkt von Winkelhalbierenden des Dreiecks. Bei einem Viereck liegt der geometrische Mittelpunkt auf einem Schnittpunkt der Diagonalen des Vierecks. Durch eine Position der Anschlagelemente kann eine Gewichtsverteilung zwischen den Anschlagelementen vorbestimmt werden. Durch eine Übereinstimmung der Achse durch den Schwerpunkt und dem Mittelpunkt des Vielecks kann eine Kippstabilität beim Anheben eines Statorsegments maximiert werden.
Die Kugelmühle kann eine Verlagerungseinrichtung zum seitlichen Verschieben der voneinander getrennten Statorsegmente aufweisen, wobei die Verlagerungseinrichtung mobile Hilfseinrichtungen aufweist, die dazu ausgebildet sind, bei angehobenem Statorsegment zwischen den Anschlagelementen und am Boden angeordneten, parallel verlaufenden Schienen angeordnet zu werden und bei darauf abgesetztem Statorsegment mit dem Statorsegment entlang der Schienen bewegt zu werden. Die Schienen können fest mit dem Fundament verbunden sein. Die Hilfseinrichtungen können Gleitlager oder Wälzkörper zum Verringern einer Reibung beim Bewegen aufweisen. Wälzkörper können beispielsweise drehbar gelagerte Rollen sein. Die Rollen können selbst wälz- oder gleitgelagert sein. Bei einem Gleitlager wird das Gewicht des Statorsegments auf eine große Fläche verteilt, wodurch eine geringe Flächenpressung erreicht werden kann. Das Gleitlager kann über ein Schmiersystem geschmiert werden. Alternativ oder ergänzend kann eine Materialpaarung zwischen dem Gleitlager und der Schiene einen geringen Reibungskoeffizienten aufweisen. Beispielsweise kann das Gleitlager eine Gleitfläche aus PTFE, POM oder einem ähnlichen Material aufweisen. Das Statorsegment kann mit den Hilfseinrichtungen unter Verwendung einer Bewegungseinrichtung bewegt werden. Die Bewegungseinrichtung kann zwischen dem Statorsegment und einem Fixpunkt angeordnet werden und Zugkräfte und/oder Druckkräfte in einer durch die Schienen definierten Bewegungsrichtung ausüben. Die Bewegungseinrichtung kann beispielsweise zumindest einen Seilzug, Kettenzug oder Hydraulikzylinder aufweisen.
Die Verlagerungseinrichtung kann zumindest eine Kippstütze zum Abstützen eines vertikal von der Standfläche beabstandeten Anschlagelements auf zumindest einer der Schienen aufweisen, um während des Anhebens und Verschiebens ein Kippen des Statorsegments zu verhindern. Eine Kippstütze kann das Statorsegment in einem relevanten Abstand zum Boden abstützen. Die Kippstütze kann hierzu die Schiene mit dem höher gelegenen Anschlagelement in einem schrägen Winkel verbinden. Die Kippstütze kann mobil sein, also unabhängig von dem Statorsegment bewegt werden und erst dann an dem Statorsegment befestigt werden, wenn das Statorsegment bewegt werden soll.
Alternativ kann die Kippstütze fest mit dem Statorsegment verbunden sein und im Betrieb an Ort und Stelle verbleiben. Die Kippstütze kann über eine untere Verbindung mit einem unteren Anschlagelement verbunden sein. Die untere Verbindung kann ein seitliches Ausweichen der Kippstütze verhindern. Die Kippstütze kann auch zum Ausrichten der vertikalen Flansche benützt werden. An der Kippstütze kann eines der Anschlagelemente zum Anheben des Statorsegments angeordnet sein. Dann können an der Unterkante der Wand zwei weitere der Anschlagelemente zum Anheben angeordnet sein, die im Wesentlichen auf einer Verbindungslinie durch den Schwerpunkt des stehenden Statorsegments angeordnet sind.
Das Statorsegment kann zumindest eine Arbeitsplattform aufweisen. Die Arbeitsplattform kann am stehenden Statorsegment innerhalb einer Lagetoleranz horizontal ausgerichtet sein. Die Arbeitsplattform kann entlang einer Außenkontur des Statorsegments verlaufen. Die unterste Arbeitsplattform kann in über Kopfhöhe am Statorsegment angeordnet sein. Zwischen höherliegenden Arbeitsplattformen kann als vertikaler Abstand zumindest Stehhöhe eingehalten werden. An der Kippstütze kann eine Leiter angeordnet sein, über die die Arbeitsplattform zugänglich ist. Die Arbeitsplattform und die Leiter können Geländer und/oder Absturzsicherungseinrichtungen aufweisen. Über die Arbeitsplattform kann das Statorsegment für Wartungsarbeiten gut zugänglich sein. Durch die Arbeitsplattform kann bei den Wartungsarbeiten auf ein mobiles Gerüst verzichtet werden.
Die Schienen können in das Fundament der Kugelmühle eingelassen sein, und optional, bei Nichtgebrauch durch Abdeckeinrichtungen abdeckbar sein. Die Schienen können beispielsweise einbetoniert sein. Die Schienen können in Vertiefungen in dem Fundament angeordnet sein. Die Abdeckeinrichtungen schützen die Schienen vor Verschmutzung und Beschädigungen. Insbesondere eine Oberfläche der Schienen kann so vor Beschädigungen geschützt werden. Eine nach oben gerichtete Oberfläche der Schienen oder einer diese Schiene abdeckenden Abdeckeinrichtung kann bündig mit einer Oberfläche des Fundaments sein. Die Abdeckeinrichtungen können befahrbar sein. So wird ein Umfeld der vertikalen Kugelmühle zugänglich gehalten.
Die Kugelmühle kann eine Entleerungseinrichtung zum Entleeren der Kugelmühle aufweisen. Da die Mahlkörper während des Betriebs in der Kugelmühle verbleiben, können die Mahlkörper vor dem Öffnen des Stators mit Resten des Trägermediums und des Mahlguts durch die Entleerungseinrichtung abgelassen werden. Die Entleerungseinrichtung kann beispielsweise als Klappe oder Schieber in der Wand eines Statorsegments ausgeführt sein.
Die Entleerungseinrichtung kann innerhalb der lasttragenden Oberfläche der Grundplatte einen Schrägboden aufweisen. Eines der Statorsegmente kann im Bereich eines Tiefpunkts des Schrägbodens eine Entleerungsöffnung der Entleerungseinrichtung aufweisen. Durch einen schräg verlaufenden Boden können die Mahlkörper beim Entleeren seitlich schwerkraftgetrieben abfließen. Der Schrägboden weist eine Schräge von einem tiefsten Punkt zu einem höchsten Punkt auf. Die Schräge kann beispielsweise innerhalb einer Winkeltoleranz zwischen 1° und 5°, bevorzugt zwischen 2° und 3°, besonders bevorzugt 2,5° betragen. Der Schrägboden kann als schräge Ebene ausgeführt sein. Der Schrägboden kann ebenfalls als auf den Tiefpunkt ausgerichtete räumlich geformte Fläche ausgeführt sein. Die Entleerungsöffnung stellt eine Durchgangsöffnung durch die Wand bereit. Die Entleerungsöffnung kann als Rohranschluss ausgeführt sein. Der Rohranschluss kann beispielsweise genormt ausgeführt sein. Der Rohranschluss kann beispielsweise mit einer Größe DN 150 ausgeführt sein. Die Entleerungsöffnung kann eine geeignete Armatur, wie einen Schieber, eine Klappe, einen Hahn oder ein Ventil aufweisen.
Eines der Statorsegmente kann im Bereich eines Hochpunkts des Schrägbodens zumindest eine Spülöffnung der Entleerungseinrichtung aufweisen. Durch die Spülöffnung kann ein Spülfluid, insbesondere eine Spülflüssigkeit, ins Innere des Stators geleitet werden, um dieses auszuspülen. Die Spülöffnung kann als Rohranschluss ausgeführt sein. Die Spülöffnung kann beispielsweise genormt ausgeführt sein. Die Spülöffnung kann beispielsweise mit einer Größe DN 100 ausgeführt sein. Die Spülöffnung kann eine geeignete Armatur, wie einen Schieber, eine Klappe, einen Hahn oder ein Ventil aufweisen. Die Spülöffnung kann der Entleerungsöffnung gegenüberliegend angeordnet sein. Durch ein Spülen kann das Entleeren der Kugelmühle unterstützt werden. Beispielweise kann durch die Spülöffnung Flüssigkeit eingeleitet werden, die über den Schrägboden eine Spülströmung erzeugt.
Die Kugelmühle kann ein von dem Stator getrenntes Gestell aufweisen. Stützen des Gestells können seitlich beabstandet zu dem Stator auf dem Fundament der Kugelmühle abgestützt sein. Zumindest ein Querträger des Gestells kann die Stützen oberhalb des Stators miteinander verbinden. Eine Lagereinrichtung des Rotors kann auf dem Querträger abgestützt sein. Mit anderen Worten kann für die Kugelmühle ein Gestell vorgesehen sein, welches separat zu dem Stator und nicht auf dem Stator lastend ausgebildet ist, wobei auf einem Querträger dieses Gestells die Lager- und Antriebsanordnung gehalten und abgestützt ist, sodass diese Komponenten nicht auf dem Stator lasten. Das Gestell kann beispielsweise aus Stahlträgern zusammengesetzt, insbesondere verschraubt, sein. Das Gestell kann als Portal ausgebildet sein, unter dem der Stator angeordnet ist. Aufgrund des Gestells kann der Stator zerlegt werden, ohne den Rotor dabei verändern zu müssen. Die Statorsegmente können beispielsweise zu Wartungsmaßnahmen seitlich vom Rotor wegbewegt werden.
Die Kugelmühle kann eine Ausrückvorrichtung zum seitlichen Ausrücken des an einer obenliegenden Kupplung abkoppelbaren Rotors aufweisen. Die Ausrückvorrichtung kann zumindest eine Schiene und eine Koppeleinrichtung aufweisen. Die Koppeleinrichtung kann dazu ausgebildet sein, im Bereich der Kupplung mit dem Rotor verbunden zu werden, mit dem Rotor auf die Schiene abgesenkt zu werden und mit dem Rotor entlang der Schiene bewegt zu werden. Eine Ausrückvorrichtung kann den Rotor zu Wartungszwecken in eine zugängliche Position bewegen, während der Antrieb an Ort und Stelle verbleibt. An der Kupplung kann der Rotor vom Antrieb getrennt werden. Die Kupplung kann beispielsweise mit mehreren Schrauben verschraubt sein. An die Kupplung kann ein Anschlagelement gekoppelt werden, um den ausgerückten Rotor mit einem Kran anzuheben. Die Koppeleinrichtung kann eine auf eine Kontur des Rotors im Bereich der Kupplung angepasste Geometrie aufweisen. Die Koppeleinrichtung kann die Rotorwelle umschließen. Die Koppeleinrichtung kann Anschlagelemente zum Ansetzen von Hebezeug aufweisen. Insbesondere können die Anschlagelemente zum Ansetzen von Hydraulikhebern ausgebildet sein. Auch die Schiene kann Anschlagelemente zum Ansetzen der Hydraulikheber aufweisen. Die Ausrückvorrichtung kann insbesondere zwei Schienen aufweisen, die beiderseits der Rotorwelle angeordnet sind.
Das Gestell kann im Bereich der Kupplung des Rotors eine Wartungskabine aufweisen. Die Kupplung kann von der Wartungskabine aus zugänglich sein. Die Wartungskabine kann zum geschützten Aufbewahren von Werkzeugen verwendet werden. Die Wartungskabine kann die Kupplung vor Umwelteinflüssen schützen.
Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen der Kugelmühle, des Statorsegments oder des Verfahrens zum Warten der Kugelmühle beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale der Kugelmühle, des Statorsegments und des Verfahrens in geeigneter Weise kombiniert, übertragen, angepasst und/oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.

Fig. 1 zeigt eine räumliche Darstellung einer vertikalen Kugelmühle gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 zeigt eine räumliche Darstellung einer geöffneten vertikalen Kugelmühle gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 zeigt eine räumliche Darstellung eines Statorsegments einer vertikalen Kugelmühle gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine vertikale Kugelmühle gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine vertikale Kugelmühle gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Warten einer vertikalen Kugelmühle gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 7 zeigt eine räumliche Darstellung einer geschlossenen vertikalen Kugelmühle gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 8 zeigt eine räumliche Darstellung einer geöffneten vertikalen Kugelmühle gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 9 zeigt eine räumliche Darstellung eines Statorsegments einer vertikalen Kugelmühle gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 10 zeigt eine räumliche Darstellung einer Arbeitsplattform einer vertikalen Kugelmühle gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 11 zeigt eine räumliche Darstellung einer Verlagerungseinrichtung einer vertikalen Kugelmühle gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 12 zeigt eine Detaildarstellung eines Standflanschs einer vertikalen Kugelmühle gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
Fig. 13 zeigt eine Detaildarstellung eines Dichtflanschs einer vertikalen Kugelmühle gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale.

Ausführungsformen der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine räumliche Darstellung einer vertikalen Kugelmühle 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. In der Kugelmühle 100 ist mit einem Füllvolumen von über 12 m³ bis zirka 150 m³ sehr groß und kann in einem kontinuierlichen Mahlvorgang eine Suspension von grob gebrochenem Mahlgut in einem flüssigen Trägermedium durch bewegte Mahlkörper von einer gemittelten Anfangskorngröße um etwa einen Faktor 10 bis 100 auf eine gemittelte Zielkorngröße zerkleinert werden. Die Mahlkörper können insbesondere metallische und/oder keramische Kugeln mit einem etwa um etwa einen Faktor 2 bis 50 größeren Durchmesser als die Anfangskorngröße sein. Die Anfangskorngröße kann hier bis zu 15 Millimetern betragen. Die Mahlkörper können dabei zwischen 5 Millimetern und 50 Millimetern groß sein. Damit kann die Kugelmühle 100 als Zerkleinerungsstufe in einem mehrstufigen Aufschließungsprozess, beispielsweise in der Rohstoffgewinnung, verwendet werden. Dort kann das Mahlgut gewünschte Mineralien und abzuscheidendes taubes Gestein enthalten.
Die Kugelmühle 100 weist zum Bewegen der Mahlkörper einen hängenden Rotor auf. Ein freistehender Stator 102 umschließt als Behälter für die Suspension und die Mahlkörper einen Arbeitsraum der Kugelmühle 100 und den Rotor radial. Ein Arbeitsraum im Innern des Stators 102 der hier dargestellten Kugelmühle 100 beträgt zwischen 12 Kubikmetern und 150 Kubikmetern. Der Arbeitsraum ist im Betrieb größtenteils mit einem Mahlkörperbett aus vielen Mahlkörpern gefüllt. Die Suspension mit dem grob gebrochenen Mahlgut wird hier mit einer Durchflussrate zwischen 50 Kubikmetern pro Stunde und 5000 Kubikmetern pro Stunde kontinuierlich in einem unteren Bereich des Arbeitsraums in das Mahlkörperbett eingeleitet. Das Mahlgut wird beim Durchfließen des Mahlkörperbetts zerkleinert. In einem oberen Bereich des Arbeitsraums fließt die Suspension mit dem zerkleinerten Mahlgut aus dem Mahlkörperbett ab und wird aus dem Arbeitsraum ausgeleitet, während die Mahlkörper im Arbeitsraum verbleiben.
Zwischen dem Stator 102 und dem Rotor bildet sich während des Mahlvorgangs bei rotierendem Rotor eine Scherströmung aus, da eine Rotorgrenzschicht der den Rotor umgebenden Suspension mit den darin enthaltenen Mahlkörpern vom Rotor im Wesentlichen auf eine Winkelgeschwindigkeit des Rotors mitgerissen wird und eine Statorgrenzschicht der Suspension mit den darin enthaltenen Mahlkörpern am Stator 102 im Wesentlichen stationär gehalten wird. Zwischen der Rotorgrenzschicht und der Statorgrenzschicht bildet sich ein Geschwindigkeitsverlauf der Scherströmung aus, da die Suspension und die Mahlkörper umso schneller bewegt werden, je näher sie dem Rotor sind. Aufgrund des Geschwindigkeitsverlaufs ergeben sich massenhaft Kollisionen zwischen schnellen und langsamen Mahlkörpern, bei denen das dazwischen befindliche Mahlgut zerkleinert wird. Das zerkleinerte Mahlgut wird durch eine aus dem Durchfluss der Suspension durch das Mahlkörperbett resultierende Aufwärtsströmung des Trägermediums im Arbeitsraum aufwärts geschwemmt.
Der Stator 102 weist eine im Wesentlichen eine Zylinderform annähernde Mantelfläche 104 auf und verdeckt in der in der Figur gezeigten Darstellung den Rotor. Der Rotor ist oberhalb des Stators 102 an einem oberen Ende axial und radial gelagert und hängt in den Arbeitsraum hinein. Eine Lager- und Antriebseinrichtung 106 des Rotors ist über ein freistehendes Gestell 108 direkt auf einem Fundament 110 der Kugelmühle 100 abgestützt. Die Lager- und Antriebseinrichtung 106 weist hier vier Elektromotoren 107 mit einer Gesamtleistung zwischen 0,8 Megawatt und 12.5 Megawatt auf, die über ein gemeinsames Getriebe den Rotor antreiben. Es können auch weniger bis minimal ein Elektromotoren zum Einsatz kommen. Zwischen dem Gestell 108 und dem Stator 102 besteht kein lasttragender Kontakt. Ein Antriebsmoment der Lager- und Antriebseinrichtung 106 wird über das Gestell 108 in das Fundament 110 abgeleitet. Der Stator 102 steht selbsttragend auf einer Grundplatte der Kugelmühle 100. Die Grundplatte stützt ein Gewicht des Stators 102, ein Gegenmoment des Antriebsmoments sowie ein Gewicht der Mahlkörper, der Mineralien und des Trägermediums auf dem Fundament 110 ab. Die Grundplatte ist in Fig. 1 durch den Stator 102 verdeckt.
Der Stator 102 ist insbesondere zu Wartungszwecken teilbar. Hier ist der Stator 102 aus zwei im Wesentlichen gleichartigen Statorsegmenten 112 zusammengesetzt. Der Stator 102 kann auch aus mehr als zwei Statorsegmenten 112 zusammengesetzt sein. Die Statorsegmente 112 sind über Dichtflansche 114 miteinander verbunden. Die Dichtflansche 114 verlaufen von einer Oberkante des Stators 102 zu einer Unterkante des Stators entlang von Seitenkanten einer Wand 116 der Statorsegmente 112. Zum Verbinden der Statorsegmente 112 können die Dichtflansche 114 beispielsweise miteinander verschraubt werden. Zum Trennen der Statorsegmente 112 können die Schrauben wieder gelöst werden. Die benachbarten Statorsegmente 112 können alternativ auch in anderer Weise mechanisch miteinander lösbar verbunden werden. Die Dichtflansche 114 bilden Dichtflächen 118 zum fluiddichten Abdichten des Arbeitsraums aus. Zwischen Dichtflächen 118 können zusätzliche Dichtungen angeordnet sein. Die Dichtflächen 118 beziehungsweise Dichtungen verhindern ein Auslaufen der Suspension an den Trennstellen des Stators 102. Dichtflansche 114 können zusätzlich mit Leckagekanälen versehen sein. Leckagekanäle können eventuell austretendes Trägermedium gezielt in ein Sammelsystem ableiten. Die Wand 116 eines Statorsegments 112 bildet ein eine Zylindersegmentform annähernde Segment der Mantelfläche 104 des Stators 102 ab und ist an einer Außenseite durch eine Mehrzahl von tangential ausgerichteten Versteifungsrippen 117 versteift. Zusätzlich ist die Wand 116 an der Außenseite durch wenige in axialer Richtung verlaufende Versteifungsrippen 119 verstärkt. Die Dichtflansche 114 entsprechen im Wesentlichen entlang den Seitenkanten verlaufenden axialen Versteifungsrippen 119. Die Versteifungsrippen 117, 119 versteifen den Stator 112 unter anderem gegen einen hydrostatischen Druck durch das Trägermedium.
Die Statorsegmente 112 weisen an der Unterkante je einen umlaufenden Standflansch 120 auf. Der Standflansch 120 ist im Wesentlichen eine entlang der Unterkante der Wände 116 verlaufende tangentiale Rippe. Über die Standflansche 120 sind die Statorsegmente 112 mit der Grundplatte verbunden, insbesondere derart, dass Kräfte aufgrund eines Gewichts der Statorsegmente 112 sowie eventuell aufgrund eines Gewichts der Mahlkörper und des Mahlguts in die Grundplatte abgeleitet werden können. Beispielsweise können die Standflansche 120 mit der Grundplatte verschraubt sein. Die Standflansche 120 bilden eine belastungsgerecht dimensionierte Standfläche 122 des Stators 102 aus. Über die Standfläche 122 wird das gesamte Gewicht des Stators 102 auf der Grundplatte abgestützt. Die Standfläche 122 ist ebenso eine Dichtfläche 118 und dichtet an der Grundplatte ab. Zwischen der Standfläche 122 und der Grundplatte kann ebenfalls eine Dichtung angeordnet sein. Auch zwischen der Standfläche 122 und der Grundplatte können Leckagekanäle ausgebildet sein.
Um an den Rotor zu gelangen, kann der Arbeitsraum entleert werden, d.h. Mahlgut und Mahlkörper entfernt werden. Dann können die Statorsegmente 112 lateral bewegt werden. Vor dem Bewegen wird eine mechanische Verbindung der Statorsegmente 112 untereinander und der Statorsegmente 112 mit der Grundplatte gelöst. Anschließend können die Statorsegmente 112 individuell mittels einer Hebeeinrichtung angehoben werden, um frei von der Grundplatte lateral bewegt zu werden. Als Hebeeinrichtung können beispielsweise Hydraulikheber verwendet werden. Für das Anheben weist jedes Statorsegment 112 mehrere Anschlagelemente 124 auf. Die Anschlagelemente 124 sind im Bereich der Unterkante der Wand 116 angeordnet. Die Anschlagelemente 124 sind hier als über die Standfläche 122 überstehende Konsolen ausgebildet und weisen nach unten gerichtete Anschlagflächen auf.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Kugelmühle 100 eine Verlagerungseinrichtung 126 auf. Die Verlagerungseinrichtung 126 weist pro Statorsegment 112 drei Schiebewege 128 auf, über die das Statorsegment 112 lateral geführt von dem anderen Statorsegment 112 wegbewegt werden kann. Die Schiebewege 128 sind hier durch im Fundament 110 verankerte Schienen 130 vorgegeben. Die Schienen 130 und das Fundament 110 sind dazu ausgelegt, das Gewicht eines Statorsegments 112 sicher zu tragen. Zum Verschieben wird das angehobene Statorsegment 112 unter Verwendung der Hebeeinrichtung auf Hilfseinrichtungen abgesenkt. Die Hilfseinrichtungen werden zwischen den Anschlagelementen 124 und den Schienen 130 angeordnet und stützen das Gewicht des darauf abgesenkten Statorsegments 112 über die Schienen 130 ab. Durch die Hilfseinrichtungen wird ein Abstand zwischen der Standfläche 122 und der Grundplatte auch in wieder abgesenktem Zustand gewahrt. Das Statorsegment 112 wird mit den Hilfseinrichtungen entlang des Schiebewegs 128 bewegt.
In einem Ausführungsbeispiel sind die Hilfseinrichtungen als Gleitschuhe ausgeführt, die mittels eines Gleitbelags und eines optionalen Schmiermittels auf einer Oberfläche der Schienen 130 gleiten. Zum Bewegen des Statorsegments 112 entlang der Schienen 130 können Zugsysteme und/oder Schubsysteme verwendet werden.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel werden zum Verschieben des Statorsegments 112 Schwerlastroller zwischen den Anschlagelementen 124 und dem belastungsgerecht dimensionierten Fundament 110 angeordnet, über die das Gewicht des Statorsegments 112 direkt auf dem Fundament 110 abgestützt wird. Auf den Schwerlastrollern kann das Statorsegment 112 frei bewegt werden.
In einem Ausführungsbeispiel ist an zumindest einem der Statorsegmente 112 zumindest eine Kippstütze 132 angeordnet. Die Kippstütze 132 kann fest an dem Statorsegment 112 befestigt sein oder alternativ vor dem Verschieben an dafür vorgesehenen Anschlagelementen 124 der Statorsegmente 112 befestigt werden. Die Kippstütze 132 kann über einen Schwerlastroller auf dem Fundament 110 abgestützt sein. Alternativ kann die Kippstütze 132 Teil der Verlagerungseinrichtung 126 sein. Dann ist die Kippstütze 132 mittels einer weiteren Hilfseinrichtung 134 an eine der Schienen 130 gekoppelt. Die weitere Hilfseinrichtung 134 kann als Gleitschuh ausgebildet sein. Die weitere Hilfseinrichtung 134 kann gegen ein Abheben von der Schiene 130 gesichert sein. Dazu kann die Hilfseinrichtung 134 die Schiene 130 zumindest teilweise umgreifen. So kann die Hilfseinrichtung 134 Druckkräfte und Zugkräfte in die Schiene 130 einleiten. Zusätzlich ist die Kippstütze 132 längenverstellbar, um beim Anheben und Absenken des Statorsegments 112 den Hub ausgleichen zu können beziehungsweise eine Winkelstellung des Statorsegments 112 zu dem anderen Statorsegment 112 zu korrigieren.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schienen 130 in Vertiefungen des Fundaments 110 angeordnet. Somit können die Schienen 130 während des Betriebs der Kugelmühle 100 abgedeckt werden, wodurch sie vor Beschädigung und Verschmutzung besser geschützt sind, als wenn sie offenliegen würden.
Fig. 2 zeigt eine räumliche Darstellung einer geöffneten vertikalen Kugelmühle 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Kugelmühle 100 entspricht dabei im Wesentlichen der Kugelmühle in Fig. 1. Im Gegensatz zu der Darstellung in Fig. 1 sind die Statorsegmente 112 hier voneinander getrennt worden. Die Statorsegmente 112 wurden an den Anschlagelementen 124 angehoben und dabei von der Grundplatte 200 abgehoben. Zwischen den Anschlagelementen 124 und den Schienen 130 sind Hilfseinrichtungen 134 angeordnet worden, auf denen die Statorsegmente 112 abgesetzt worden sind. Dadurch sind die Standflächen 122 beabstandet zu einer lasttragenden Oberfläche 201 der Grundplatte 200. Unter Verwendung einer Zugvorrichtung 202 sind die Statorsegmente 112 auf den Hilfseinrichtungen 134 entlang des durch die Schienen 130 definierten Schiebewegs 128 seitlich von der Grundplatte 200 weg verlagert worden, um Wartungsarbeiten beziehungsweise Unterhaltsarbeiten an dem Rotor 204 und/oder einer Innenseite 206 des Stators 102 durchführen zu können. Im dargestellten Beispiel sind die Statorsegmente 112 in entgegengesetzte Richtungen bewegt worden.
An den Innenseiten 206 der Wände 116 können die Statorsegmente 112 mehrere vertikal voneinander beabstandete, horizontale, ringsegmentförmige Rippen 208 aufweisen. Die Rippen 208 beider Statorsegmente 112 können gleich angeordnet sein. Flachseiten jeder Rippe 208 wirken im Betrieb der vertikalen Kugelmühle 100 als ringförmige Bremsflächen 210 für die Suspension. Die Rippen 208 wirken für die von unten nach oben durch die Kugelmühle 100 strömende Suspension ferner als Umlenkflächen in Richtung des Rotors 204. Die Rippen 208 weisen gleichmäßige Abstände auf. Die Rippen 208 auf der Innenseite 206 können, brauchen aber nicht unbedingt, eine größere Höhe und/oder größere vertikale Abstände voneinander aufweisen als die tangentialen Versteifungsrippen 117 an der Außenseite. Ebenso ist eine Ausführung des Mühlenzylinders ohne innenliegende Rippen möglich.
Der Rotor 204 ist von der Antriebs- und Lagereinrichtung 106 getrennt und seitlich ausgerückt dargestellt. Der Rotor 204 weist mehrere auf einer Rotorwelle 205 angeordnete, vertikal voneinander beabstandete, quer zur Rotorwelle 205 ausgerichtete Scheiben 212 auf. An ihren Flachseiten weist jede Scheibe 212 zwei ringförmige Schleppflächen 214 zum Antreiben der Suspension auf. Die Scheiben 212 weisen zur Rotorwelle 205 hin Durchbrüche 213 auf. Durch die Durchbrüche 213 sind zwischen den Schleppflächen 214 und der Rotorwelle 205 Speichen 215 ausgebildet.
Im betriebsbereiten Zustand der Kugelmühle 100 können die Rippen 208 und die Scheiben 212 im Arbeitsraum beabstandet zueinander und abwechselnd übereinander angeordnet sein, wobei sich die Bremsflächen 210 und die Schleppflächen 214 in horizontaler Richtung zumindest anteilig überlappen können. Durch die Überlappung der Rippen 208 und der Scheiben 212 ist im betriebsbereiten Zustand ein Labyrinth zwischen dem Stator 102 und dem Rotor 204 ausgebildet, das einen Strömungsweg der Suspension durch die Kugelmühle 100 verlängert. Ebenso ist eine Ausführung ohne die inneren Rippen 208 machbar. An einem oberen Ende weist der Rotor 204 eine Kupplung 216 auf, über die der Rotor 204 mit der Lager- und Antriebseinrichtung 106 lösbar gekoppelt werden kann.
Das Gestell 108 weist eine Ausrückvorrichtung 218 zum Ausrücken des Rotors 204 auf. Die Ausrückvorrichtung 218 weist zwei mit dem Gestell 108 verbundene, seitlich über Querträger des Gestells 108 herausragende Schienen 130 und eine Koppeleinrichtung 220 auf. Die Schienen 130 sind an gegenüberliegenden Seiten der Rotorwelle 205 angeordnet.
Zum Ausrücken wird die Koppeleinrichtung 220 im Bereich der Kupplung 216 mit dem an die Lager- und Antriebseinrichtung 106 gekoppelten Rotor 204 verbunden. Die Koppeleinrichtung 220 ist im Wesentlichen U-förmig und wird von der Seite an die Rotorwelle 205 geschoben. Anschließend wird ein offenes Ende der Koppeleinrichtung 220 durch einen Riegel 222 verschlossen. Die Kupplung 216 weist einen größeren Durchmesser auf als die Rotorwelle 205. Die Koppeleinrichtung 220 wird angehoben, bis sie an der Kupplung 216 anliegt und die Lager- und Antriebseinrichtung 106 entlastet ist, indem ein Gewicht des Rotors 204 durch die Koppeleinrichtung 220 abgefangen wird. Dann wird die Kupplung 116 von der Lager- und Antriebseinrichtung 106 gelöst. Die Koppeleinrichtung 220 mit dem gelösten Rotor 204 wird dann abgesenkt, bis sie auf den Schienen 130 aufliegt. Der Rotor 204 mitsamt der Koppeleinrichtung 220 wird anschließend entlang der Schienen 130 bewegt, bis die Kupplung 216 neben dem Querträger angeordnet ist und von oben zugänglich ist. Die Kupplung 216 kann anschließend über einen Adapter mit einem Kran aus der Koppeleinrichtung 220 gehoben werden. Die Koppeleinrichtung 220 kann beispielsweise einen Gleitbelag aufweisen.
Nachfolgend werden Details des Ausführungsbeispiels, wie es in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt ist, weitergehend und mit teilweise modifizierter Wortwahl erläutert.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Kugelmühle 100 bei der ein als Lager- und Antriebseinrichtung 106 dienender Mühlenantrieb aus Motor(en) 107 und Getriebe zusammen mit einer als Rotorwelle 205 dienenden Mühlenwelle oben an der vertikalen Mühle auf einer Plattform beziehungsweise einem Mühlenrahmen, welche als Gestell 108 dienen, angeordnet ist. Die Mühlenwelle trägt Mahlscheiben 212 und kann zusammen mit diesen als Rotor 204 bezeichnet werden. Die Plattform oben an der Mühle trägt nur das Gewicht von Rotor, Motor und Getriebe, wodurch relativ kleine Kräfte wirken. Die Kräfte sind insbesondere klein gegenüber den wirkenden Kräften, wenn die ganze Mühle oben aufgehängt ist.
Ein als Stator 102 wirkender Mahlzylinder der Kugelmühle 100 mit einer Verschleißschutzauskleidung und stationären Scheiben in Form von Rippen 208 ist konstruktiv nicht mit dem Mühlenantrieb verbunden. Der Mahlzylinder ist in zwei Mahlzylinderhälften mit stationären Scheiben teilbar. Eine Abdichtung am Vertikalflansch und am Radialflansch erfolgt mit einer Hohldichtung. Ein Gewicht des Mahlzylinders, der stationären Scheiben, von Mahlkörpern und der hier als Trübe bezeichneten Suspension aus Mahlgut und Trägermedium wird durch die Verankerung am Boden getragen und ins Fundament abgeleitet. Die Mahlzylinderkonstruktion ist in sich genügend stabil, um die Kräfte aufzunehmen. Die Grundplatte 200 ist im Beton am Boden zur Aufnahme und Ableitung der Mahlzylinderkräfte verankert. Eine optionale Verschleißplatte schützt die Grundplatte 200 und wird nur durch ihr Eigengewicht gehalten oder kann auch mechanisch befestigt werden und kann einfach entfernt werden. Ein Trübe-Einlass ist seitwärts unten und ein Trübe-Auslass ist seitwärts oben angeordnet.
Im Betrieb der Kugelmühle 100 ist der Innenraum des Mahlzylinders beziehungsweise des Mühlenzylinders bis zu 80% der Mahlzylinderhöhe mit Mahlperlen (nicht dargestellt) gefüllt. In Zwischenräumen zwischen den Mahlperlen und oberhalb des Mahlperlenbetts befindet sich Trübe. Hier erfolgt eine Entleerung der Kugelmühle 100 durch Öffnungen am Mühlenboden.
Die hier vorgestellte vertikale Kugelmühle 100 kann insbesondere für eine Primärmahlung, also für eine Grobmahlung, eingesetzt werden. Dabei wird Mahlgut mit einer maximalen Korngröße F100 von 10 mm bis 15 mm bzw. mit einem F80 von 250 Mikron bis 5 mm auf eine Feinheit von P80 von 100 µm wirtschaftlich gemahlen.
Eine Variante der Kugelmühle 100 kann für eine Zerkleinerung im Feinbereich verwendet werden. Als Feinbereich wird hier eine Mahlung auf eine Produktfeinheit mit einem P80 von 40 bis 300 µm bezeichnet. Im Feinbereich liegt die Aufgabefeinheit vorzugshalber im Bereich von kleiner 500 µm.
Bei der hier vorgestellten vertikalen Kugelmühle 100 bleiben die Mahlkörper im Wesentlichen in vertikaler Richtung in Position. Es wird im Wesentlichen keine Hubarbeit aufgebracht. Die Mahlung erfolgt in den Bereichen zwischen den Rotorscheiben 212 und den durch die Rippen 208 gebildeten Gehäusescheiben. Der Mahlraum, und damit die Beanspruchung des Mahlgutes mit den Mahlkörpern, ist sehr gut definiert. Dies erhöht die Mahleffizienz. Die für die Mahlung erforderlichen Mahlkräfte werden im Wesentlichen durch Fliehkräfte erzeugt. Die Schwerkraft bewirkt eine von oben nach unten zunehmende Kontaktkraft oder Pressung zwischen den Mahlkörpern und einen von oben nach unten zunehmenden hydrostatischen Druck im Stator 102. Die Mahlkräfte können durch die Drehzahl und durch die Masse der Mahlkörper beeinflusst und geändert werden. Der Transport des Mahlguts in der vertikalen Kugelmühle 100 erfolgt durch die Schleppkräfte in der Trübe welche durch die Aufgabepumpe erzeugt wird. Die Verweilzeit und damit der Energieeintrag kann durch eine einstellbare Förderleistung der Aufgabepumpe beeinflusst werden. Fertiggut wird durch die Öffnungen im Rotor transportiert und im Überlauf oben aus der Mühle abgeführt. Ein separater äußerer Sichtkreislauf ist im Allgemeinen nicht nötig. Ein solcher kann aber im Bedarfsfall vorgesehen werden.
Das Feingut aus der hier vorgestellten vertikalen Kugelmühle 100 erreicht eine für die nachfolgende Behandlungsstufe (Flotation, Laugung) vorteilhafte enge Korngrößenverteilung (KGV). Dies entspricht einem steilen Verlauf einer im RRRS Diagramm dargestellten Feinheitskurve. Eine enge Korngrößenverteilung wird durch die Minimierung von Übermahlung erreicht. Dazu wird bei dem hier vorgestellten Ansatz das bereits fertige Produkt schnellstmöglich aus dem Mahlprozess entfernt. Je besser das gelingt umso steiler ist die KGV. Der Mahlraum der vertikalen Kugelmühle 100 ist daher so gestaltet dass diese Voraussetzungen erfüllt sind. Dies wird im Wesentlichen durch Öffnungen in Form der Durchbrüche 213 in den Rotorscheiben 212 erreicht. Eine Pumpe fördert die Trübe von unten nach oben, passiert die Öffnungen und den Mahlraum und nimmt die Feinanteile des Mahlguts mit. Die Geschwindigkeit wird durch die Fördermenge der Pumpe bestimmt. Die Fördermenge wird so eingestellt, dass ein Abtransport des auf die gewünschte Produktfeinheit gemahlenen Produkts erfolgt und gröberes Material im Mahlraum der Mühle verbleibt. Das Mahlgut, welches bereits die erforderliche Feinheit erreicht hat, wird so schnell wie möglich aus dem Mahlraum entfernt. Damit wird eine Übermahlung vermieden.
Bevor Unterhaltsarbeiten an der Kugelmühle 100 beginnen können, wird der Mahlzylinder-Innenraum entleert. Dabei werden die Mahlperlen und die Trübe durch Öffnungen und Rohrleitungen im Mühlenboden und durch Öffnen der entsprechenden Ventile abgelassen. Durch das Eigengewicht verlassen die Mahlperlen und die Trübe den Mahlraum durch die Bodenöffnungen. Die Entleerungsmenge kann durch die Ventile geregelt und durch eine Drehung des Rotors unterstützt werden. Rohrleitungen führen die Mahlperlen und die Trübe zu einem geeigneten Fördersystem, welches unterhalb des Mühlenbodens angebracht ist. Das Fördersystem kann zum Beispiel ein Förderband, eine Förderschnecke, eine Pumpe oder ein Becherwerk sein. Die Aufzählung ist nicht abschließend.
Das Fördersystem transportiert die Mahlperlen und die Trübe seitwärts der Kugelmühle 100 auf genügend Höhe, damit diese in einen Behälter oder Lastwagen eingefüllt werden können. Dieser Vorgang wird solange fortgesetzt, bis die Kugelmühle 100 vollständig entleert ist.
Zum Öffnen des Stators 102 durch Verlagern eines der Statorsegmente 112 in Form der ersten Mahlzylinderhälfte werden die Gleitschienen 130 abgedeckt und gereinigt. Dabei wird insbesondere eine Gleitschienenoberfläche gereinigt. Anschließend werden Montagestützen bzw. Kippstützen 132 an beiden Mühlenzylinderhälften montiert und Rohrflanschverschraubungen der Trübe Zuführung und des Trübe-Auslaufrohrs gelöst. Dann werden die vertikalen und radialen Flanschverschraubungen gelöst und drei Hydraulikzylinder pro Mahlzylinderhälfte eingeschoben. Unter Verwendung der drei Hydraulikzylinder wird eine Mahlzylinderhälfte um ca. 25mm angehoben und drei Teflon-Gleitschuhe an der Mahlzylinderhälfte sowie ein weiterer Gleitschuh an der Montagestütze angebracht. Mit den drei Hydraulikzylindern wird die Mahlzylinderhälfte abgelassen, bis die Teflon-Gleitschuhe auf den Gleitschienen aufstehen. Dann werden die beidseitigen Zug- und Schubzylinder an den vorgesehen Laschen des Mahlzylinders beziehungsweise der Gleitschuhe verbunden. Die Montagestütze wird mit ihrem Hydraulikzylinder soweit ausgefahren, bis sich die Mahlzylinderhälfte anfängt zu heben. Mit den beiden Zug- und Schubzylindern wird die Mahlzylinderhälfte bis zur vorgesehenen Unterhaltsposition gezogen.
Zum Demontieren der Mühlenwelle wird ein Wellenmontageschlitten beziehungsweise Wellenmontagewagen als Ausrückvorrichtung 218 an die installierte Welle gefahren. Der Wellenmontageschlitten wird mit vier Hydraulikzylindern zirka 25mm nach oben angehoben und die Wellenklemmschelle um den Wellenschaft geschlossen und geklemmt. Anschließend werden Kupplungsschrauben gelöst. Der Wellenmontageschlitten wird zusammen mit der geklemmten und entkuppelten Welle mittels vier Hydraulikzylindern abgelassen, bis der Wellenmontageschlitten auf der Gleitbahn aufsetzt. Mit zumindest einem hydraulischen Verfahrzylinder wird der Wellenmontageschlitten mit der Welle in eine seitliche Position beziehungsweise eine Aushebeposition, an welcher die Welle mit dem Hallenkran ausgehoben werden kann, verschoben. Dort wird eine Wellenhaltevorrichtung beziehungsweise eine Öse an der Wellenkupplung installiert. Jetzt kann die Welle am Haken des Hallenkrans weggehoben werden. Die Welle kann in einer hängenden Haltevorrichtung gelagert werden oder auf einen speziellen Maintenance Trailer abgelegt werden.
Fig. 3 zeigt eine räumliche Darstellung eines Statorsegments 112 einer vertikalen Kugelmühle gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Statorsegment 112 entspricht im Wesentlichen einem der Statorsegmente 112 in den Figuren 1 und 2. Im Gegensatz zu der Darstellung in den Figuren 1 und 2 wird der Stator im dargestellten Ausführungsbeispiel aus drei Statorsegmenten 112 zusammengesetzt. Die Wand 116 bildet einen Bogen von 120° ab. Der Dichtflansch 114 und die Dichtfläche 118 sowie der Standflansch 120 und die Standfläche 122 sind mit Durchgangsbohrungen 121 versehen, um sie jeweils mit einem entsprechend ausgeführten Gegenstück, also einer anderen Dichtfläche eines anderen Statorsegments 112 beziehungsweise der lasttragenden Oberfläche der Grundplatte zu verschrauben. Das hier dargestellte Statorsegment 112 weist ein Gewicht von etwa 30 Tonnen auf. An der Innenseite 116 sind neun in regelmäßigen Abständen übereinander angeordnete Rippensegmente angeordnet.
Die als Konsolen ausgebildeten Anschlagelemente 124 stehen radial über die Standfläche 122 über und sind über je zwei axial ausgerichtete Versteifungsrippen mit der Wand 116 verbunden. Zwei der Anschlagelemente 124 sind im Bereich der unteren Ecken der Wand 116 angeordnet.
Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine vertikale Kugelmühle 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Kugelmühle 100 entspricht im Wesentlichen der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Kugelmühle. Die Kugelmühle 100 weist eine Entleerungseinrichtung 400 zum Entleeren des Arbeitsraums auf. Die Grundplatte 200 der Kugelmühle 100 weist als Teil der Entleerungseinrichtung 400 einen Schrägboden 402 auf. Für den Schrägboden 402 ist eine von der lasttragenden, das Gewicht der Statorsegmente 112 abstützenden Oberfläche 201 umschlossene Fläche über die Oberfläche 201 erhaben und um einen Winkel von zirka 2,5° bis 30° gegenüber der Horizontalen schräg ausgerichtet.
Eines der Statorsegmente 112 weist im Bereich eines Tiefpunkts des Schrägbodens 402, also dort, wo eine Oberfläche des Schrägbodens 402 am nächsten an der lasttragenden Oberfläche 201 ist, eine Entleerungsöffnung 404 auf. Die Entleerungsöffnung 404 ist hier als radial ausgerichteter Rohranschlussflansch ausgeführt. Im Betrieb ist die Entleerungsöffnung 404 durch eine geeignete Armatur verschlossen. Zum Entleeren wird die Armatur geöffnet. Das Fundament 110 weist hier neben der Kugelmühle 100 im Bereich vor der Entleerungsöffnung 404 eine Grube 406 auf, in der zum Entleeren des Arbeitsraums Transportbehälter zum Abtransport der Mahlkörper platziert werden können. Durch die Entleerungsöffnung 404 können die Mahlkörper mit anhaftenden Resten der Suspension schwerkraftgetrieben in die in der Grube 406 angeordneten Transportbehälter abgelassen werden. Während des Entleerens kann der Rotor 204 angetrieben werden, um auf den Scheiben 212 abgelagerte Mahlkörper nach außen wegzuschleudern.
In einem Ausführungsbeispiel weist das andere Statorsegment 112 im Bereich eines Hochpunkts des Schrägbodens 402, also dort, wo die Oberfläche des Schrägbodens 402 am weitesten über die lasttragende Oberfläche 201 übersteht, zumindest eine Spülöffnung 408 auf. Die Spülöffnung 408 ist hier ebenfalls als radial ausgerichteter Rohranschlussflansch ausgeführt. Die Spülöffnung 408 ist der Entleerungsöffnung diametral gegenüberliegend angeordnet. Durch die Spülöffnung 408 kann die Entleerung des Arbeitsraums mittels eines auf die Entleerungsöffnung 404 gerichteten Flüssigkeitsstroms unterstützt werden. Auch die Spülöffnung 408 ist im Betrieb durch eine geeignete Armatur verschlossen.
Der Rotor 204 kann zusätzlich zu der oberen radialen und axialen Lagerung in der Lager- und Antriebseinrichtung 106 auch über ein radiales Loslager in der Grundplatte 200 gelagert sein. Dazu weist die Rotorwelle am unteren Ende einen Lagerzapfen auf, der in dem Loslager gelagert ist. Längenänderungen des Rotors 204 können durch Verschiebungen des Loslagers auf dem Lagerzapfen ausgeglichen werden.
Fig. 5 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine vertikale Kugelmühle 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Kugelmühle 100 entspricht im Wesentlichen der Kugelmühle in Fig. 4. Im Gegensatz dazu deckt hier die Grundplatte 200 die Grube 406 zumindest teilweise ab. Die Grundplatte 200 weist hier die zumindest eine Entleerungsöffnung 404 auf. Wird die Armatur geöffnet, fließt der Inhalt des Arbeitsraums durch die Entleerungsöffnung 404 ab.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Grundplatte 200 mehrere Entleerungsöffnungen 404 auf. Die Entleerungsöffnungen 404 sind über die Grundplatte 200 verteilt angeordnet. Die mehreren Entleerungsöffnungen 404 weisen zusammen eine vergrößerte Gesamtquerschnittsfläche auf, wodurch das Entleeren schnell erfolgt.
In einem Ausführungsbeispiel ist in der Grube 406 ein Transportsystem 500 zum Fördern des Inhalts des Arbeitsraums aus der Grube 406 angeordnet. Beispielsweise kann das Fördersystem 500 als Förderband oder Förderschnecke ausgeführt sein. Das Transportsystem 500 weist eine Förderhöhe auf, die ausreicht, um den Inhalt in ebenerdig abgestellte Transportbehälter zu transportieren. Ebenso kann aber auch der Transportbehälter unter der Mühle angeordnet sein, so dass keine Fördereinrichtung benötigt wird.
Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 zum Warten einer vertikalen Kugelmühle gemäß einem Ausführungsbeispiel. Unter Verwendung des Verfahrens 600 kann eine Kugelmühle, welche insbesondere zum Vor-Mahlen von Mineralien ausgebildet ist, gewartet werden. Das Verfahren 600 weist einen Schritt 602 des Trennens, einen Schritt 606 des Anordnens und einen Schritt 610 des Verlagerns auf.
Die vertikale Kugelmühle weist einen nach unten hängenden Rotor auf, der an einem oberen Ende axial und radial gelagert ist. Weiterhin weist die vertikale Kugelmühle einen den Rotor radial umschließenden, selbsttragend stehenden Stator auf, der von einem Gewicht des Rotors unbelastet ist. Der Rotor weist eine tangential zum Rotor ausgerichtete, innerhalb einer Formtoleranz eine Zylinderform annähernde Mantelfläche auf. Ferner weist die vertikale Kugelmühle eine Grundplatte auf, die ein Gewicht des Stators abstützt. Der Stator ist aus zumindest zwei voneinander trennbaren, in getrenntem Zustand freitragend stehenden, relativ zueinander verlagerbaren, Statorsegmenten zusammengesetzt. Jedes der Statorsegmente weist an zumindest einer von einer Oberkante einer die Mantelfläche ausbildenden Wand zu einer Unterkante der Wand verlaufenden Seitenkante der Wand eine Dichtfläche zum Abdichten an dem jeweils anderen Statorsegment auf. Ferner weist jedes der Statorsegmente an der Unterkante eine belastungsgerecht dimensionierte Standfläche zum Abdichten an der Grundplatte auf. Das Statorsegment lastet mit der Standfläche innerhalb einer Winkeltoleranz orthogonal auf einer lasttragenden Oberfläche der Grundplatte stehend.
Im Schritt 602 des Trennens wird der Stator in die Statorsegmente getrennt, wobei der Stator an den Dichtflächen getrennt wird. Mechanische Verbindungen zwischen benachbarten Statorsegmenten können hierzu gelöst werden.
Im Schritt 606 des Anordnens werden Hilfseinrichtungen unter dem Statorsegment angeordnet. Die Hilfseinrichtungen können dabei derart positioniert werden und ausgestaltet sein, dass das gesamte Statorsegment auf den Hilfseinrichtungen lasten und mit diesen verlagert werden kann.
Im Schritt 610 des Verlagerns werden das Statorsegment und die Hilfseinrichtungen unter Verwendung einer Verlagerungseinrichtung lateral verlagert. Zumindest eines der Statorsegmente wird hierbei im Wesentlichen horizontal verlagert, während es über die Hilfseinrichtungen vorzugsweise nach wie vor mit seinem Gewicht auf dem Fundament der Kugelmühle lastet.
Die Kugelmühle mit dem in der beschriebenen Weise geöffneten Stator kann dann einfach gewartet werden. Insbesondere ist der Arbeitsraum einfach zugänglich, sodass er gereinigt kann und/oder Verschleißteile ausgetauscht werden können.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 600 einen Schritt 604 des Anhebens und einen Schritt 608 des Absetzens auf. Im Schritt 604 des Anhebens wird zumindest eines der Statorsegmente unter Verwendung von Hebeeinrichtungen angehoben, wobei das Statorsegment von der Grundplatte abgehoben wird. Ein Anheben des Statorsegments um wenige Millimeter oder wenige Zentimeter kann genügen. Das Anheben kann insbesondere mithilfe von hydraulischen Hebeeinrichtungen erfolgen, welche Anschlagelemente an dem jeweiligen Statorsegment von unten her abstützen. Im Schritt 608 des Absetzens wird das Statorsegment auf den Hilfseinrichtungen abgesetzt.
Die stehend auf der Grundplatte und somit indirekt auf dem Fundament lastende Ausgestaltung des Stators der hierin beschriebenen Kugelmühle ermöglicht somit, dass der Stator in einfacher Weise und vorzugsweise auch von wenig geschultem Personal und/oder bei widrigen Bedingungen geöffnet werden kann, um die Kugelmühle dann warten zu können. Durch die oben beschriebene Ausgestaltung kann die Wartung in einer kürzeren Zeitspanne erfolgen. Da die Mühle dann schneller wieder in den Produktionsprozess eingesetzt werden kann, wird die Produktivität gesteigert.
Fig. 7 zeigt eine räumliche Darstellung einer geschlossenen vertikalen Kugelmühle 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Kugelmühle 100 entspricht dabei im Wesentlichen der Kugelmühle in Fig. 1. Zusätzlich dazu weist die Kugelmühle 100 am Gestell 108 und am Stator 102 Arbeitsplattformen 700 in mehreren Etagen übereinander auf. Die Arbeitsplattformen 700 sind umlaufend durch Geländer abgesichert. Die Statorsegmente 112 und das Gestell 108 weisen Arbeitsplattformen 700 in zwei Etagen auf. Das Gestell 108 weist auch Arbeitsplattformen 700 in zwei darüber liegenden Etagen auf. Die Kugelmühle 100 erstreckt sich also über vier Etagen.
Die Arbeitsplattformen 700 eines Statorsegments 112 sind über eine Leiter 702 miteinander verbunden. Die Leiter 702 ist an der hier permanent verbauten Kippstütze 132 befestigt. Die Leiter 702 weist einen Rückenschutzkäfig auf. Die Kippstütze 132 ist an beiden Arbeitsplattformen 700 beziehungsweise mit einer Tragstruktur der Arbeitsplattformen 700 verbunden und ist im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des Stators 102 ausgerichtet. Die Kippstütze 132 ist durch die Arbeitsplattformen 132 beabstandet zu dem Statorsegment 112 angeordnet. Aufgrund der permanent verbauten Kippstütze 132 weist der Stator 102 nur zwei Anschlagelemente 124 im Bereich der Dichtflansche 114 auf. Das dritte Anschlagelement 124 ist am unteren Ende der Kippstütze 132 angeordnet. Über die Arbeitsplattformen 700 des Stators 102 sind die Dichtflansche 114 über ihre volle Länge für Wartungsarbeiten einfach zugänglich.
Die Arbeitsplattformen 700 am Gestell 108 sind über einen Treppenturm 704 zugänglich. Der Treppenturm ist neben dem Gestell 108 angeordnet. In der dritten Etage weist das Gestell 108 eine Wartungskabine 706 auf, von der aus ein geschützter Zugang zu der Kupplung zwischen der Lager- und Antriebseinrichtung 106 und dem Rotor sowie der Ausrückvorrichtung möglich ist. Die Wartungskabine 706 ist umlaufend von Arbeitsplattformen 700 umgeben. Die Arbeitsplattform 700 der vierten Etage ist im Wesentlichen auf einer Dachfläche der Wartungskabine 706 angeordnet und erstreckt sich rund um die Lager- und Antriebseinrichtung 106. Die Lager- und Antriebseinrichtung 106 weist hier einen einzelnen Elektromotor 107 auf.
Das Gestell 108 ist als Fachwerkkonstruktion ausgeführt. Dabei ist das Gestell 108 auf der Seite des Treppenturms 704 als räumliches Fachwerk ausgeführt und weist sechs Ständer in zwei parallelen Reihen auf. Auf den unteren beiden Etagen des Gestells 108 sind Arbeitsplattformen 700 auf den die Ständer verbindenden Balken des Fachwerks angeordnet. Die Arbeitsplattformen 700 des Stators sind in geschlossenem Zustand der Kugelmühle 100 auch von den Arbeitsplattformen 700 des Gestells 108 zugänglich. Auf der dem Treppenturm 704 entgegengesetzten Seite ist das Gestell 108 als ebenes Fachwerk mit drei Ständern in einer Reihe ausgeführt.
Fig. 8 zeigt eine räumliche Darstellung einer geöffneten vertikalen Kugelmühle 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Kugelmühle 100 entspricht dabei im Wesentlichen der Kugelmühle in Fig. 7. Der Rotor ist aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nicht dargestellt. Hier sind die Statorsegmente 112 voneinander getrennt und seitlich verschoben dargestellt. Im Gegensatz zu den Darstellungen in den Figuren 1 bis 6 ist die Grundplatte 200 hier über eine umgebende Bodenfläche erhaben ausgeführt. Der Schrägboden 402 ist als schräge Stirnfläche eines über die lasttragende Oberfläche 201 überstehenden Zylinderstumpfs ausgeführt, ragt also bei geschlossener Kugelmühle 100 in den Innenraum des Stators 102 hinein.
Die Hilfseinrichtungen 134 weisen je einen Rahmen 800 auf, der alle drei Anschlagelemente 124 eines Statorsegments 112 verbindet und ihre Relativpositionen fixiert. An den Rahmen 800 können die Hilfseinrichtungen 134 einfach beispielsweise mit dem Hallenkran angehoben werden und an einen Lagerplatz bewegt werden. Nach dem Trennen der Statorsegmente 112 sind die Statorsegmente 112 an den Anschlagelementen 124 angehoben worden, um sie von der Grundplatte 200 zu lösen. Die Hilfseinrichtungen 134 mit ihrem Rahmen 800 sind zwischen den Anschlagelementen 124 und der Verlagerungseinrichtung 126 angeordnet worden. Die Statorsegmente 112 sind dann auf die Hilfseinrichtungen 134 abgesenkt worden. Die Hilfseinrichtungen 134 weisen einen eigenen Antrieb 802 auf. Unter Verwendung des Antriebs 802 sind die Hilfseinrichtungen 134 mit den darauf gelagerten Statorsegmenten 112 entlang der Verlagerungseinrichtung 126 seitlich in die Wartungspositionen bewegt worden.
Fig. 9 zeigt eine räumliche Darstellung eines Statorsegments 112 einer vertikalen Kugelmühle gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Statorsegment 112 entspricht dabei im Wesentlichen einem der Statorsegmente in den Figuren 7 und 8. Das Statorsegment 112 weist im Gegensatz zu den Statorsegmenten in den Figuren 1 bis 5 auf der Außenseite nur eine Versteifungsrippe 117 auf. Die Versteifungsrippe 117 ist in einem unteren Bereich der Mantelfläche 104 oberhalb der axialen Versteifungsrippen 119 der Anschlagelemente 124 angeordnet.
Die Arbeitsplattformen 700 sind umlaufend um die Mantelfläche 104 ausgeführt. Auf einer Innenseite, also auf einer der Mantelfläche 104 zugewandten Seite weisen die Arbeitsplattformen 700 einen halbkreisbogenförmigen Ausschnitt für das Statorsegment 112 auf. Auf einer Außenseite, also auf einer von der Mantelfläche 104 abgewandten Seite sind die Arbeitsplattformen 700 eckig. Entlang aller Außenkanten weisen die Arbeitsplattformen 700 das Geländer und einen Süllrand 900 auf. Der Süllrand 900 steht nach oben über eine Bodenfläche der Arbeitsplattformen 700 über und verhindert ein Herabfallen von Gegenständen.
Die Arbeitsplattformen 700 weisen im Bereich des Dichtflanschs 114 einen Ausschnitt auf. Der Dichtflansch 114 wird also durch die Arbeitsplattformen 700 nicht unterbrochen. Im Bereich des Ausschnitts sind die Arbeitsplattformen 700 auf einer Seite des Statorsegments 112 über eine Ebene der Dichtfläche 118 beziehungsweise über den Dichtflansch 114 über. Dadurch ist der Dichtflansch 114 von beiden Seiten zugänglich und Das Statorsegment 112 kann in einer ergonomischen Arbeitshaltung mit dem anderen, hier nicht dargestellten Statorsegment verbunden werden.
Die Leiter 702 ist auf einer Seite der Kippstütze 132 angeordnet und weist auf Höhe der beiden Arbeitsplattformen 700 je einen Durchstieg durch den Rückenschutzkäfig auf. Im Bereich der Durchstiege ist das Geländer unterbrochen.
Fig. 10 zeigt eine räumliche Darstellung einer Arbeitsplattform 700 einer vertikalen Kugelmühle gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Arbeitsplattform 700 entspricht dabei im Wesentlichen einer der Arbeitsplattformen in Fig. 7. Die Arbeitsplattform 700 ist rechteckig. Die Arbeitsplattform 700 weist an zwei Außenseiten wie die Arbeitsplattformen in Fig. 9 einen über die Bodenfläche überstehenden Süllrand 900 und ein Geländer auf. Unterhalb der Bodenfläche weist die Arbeitsplattform 700 eine Tragstruktur auf. Insbesondere ist die Bodenfläche durch Rippen ausgesteift. Die Rippen weisen an zwei Innenseiten der Arbeitsplattform 700 Befestigungsbohrungen zum Befestigen der Arbeitsplattform 700 an der Kugelmühle auf.
An den vier Ecken weist die Arbeitsplattform 700 je eine in der Bodenfläche versenkte Hebelasche 1000 auf. Über die Hebelaschen 1000 kann die Arbeitsplattform 700 einfach und schnell mit dem Hallenkran montiert und demontiert werden.
Fig. 11 zeigt eine räumliche Darstellung eine Verlagerungseinrichtung 126 einer vertikalen Kugelmühle 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Verlagerungseinrichtung 126 entspricht dabei im Wesentlichen der Verlagerungseinrichtung in Fig. 8. Die Verlagerungseinrichtung 126 ist auf die Schienen 130 aufgesetzt. Die Hilfseinrichtungen 134 sind zwischen den Anschlagelementen 124 und den Schienen 130 angeordnet. Der Rahmen 800 ist im Wesentlichen V-förmig und verbindet die an den Anschlagelemente 124 angeordneten Hilfseinrichtungen 134 miteinander. Die beiden am Statorsegment 112 angeordneten Hilfseinrichtungen 134 weisen je einen elektrischen Antrieb 802 auf.
Fig. 12 zeigt eine Detaildarstellung eines Standflanschs 120 einer vertikalen Kugelmühle 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Standflansch 120 liegt auf der Grundplatte 200 auf. Die Grundplatte 200 entspricht der Darstellung in Fig. 8. Der Standflansch 120 und die lasttragende Oberfläche 201 weisen in einem einheitlichen Raster angeordnete Nuten 1200 auf. Die Nuten 1200 in der lasttragenden Oberfläche 201 sind dabei als T-Nuten ausgeführt, um hier nicht dargestellte T-Nutenschrauben zum Verschrauben des Stators 102 mit der Grundplatte 200 aufzunehmen. Die T-Nutenschrauben können in gelöstem Zustand seitlich aus den T-Nuten und den Nuten 1200 des Standflanschs 120 herausgenommen werden und stellen so kein Hindernis beim seitlichen Verlagern der Statorsegmente 112 dar.
Fig. 13 zeigt eine Detaildarstellung eines Dichtflanschs 114 einer vertikalen Kugelmühle 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Kugelmühle 100 ist hier geschlossen. Die Dichtflansche 114 der miteinander verbundenen Statorsegmente 112 sind hier durch schwenkbare Zwingen 1300 aneinander gepresst. Die Zwingen 1300 weisen einen im Wesentlichen U-förmigen Grundkörper 1302 auf und umgreifen beide Dichtflansche 114 von außen. An einem der Statorsegmente 112 sind auf der Außenseite Scharniere 1304 angeordnet, an denen die Zwingen 1300 horizontal schwenkbar gelagert sind. Die Grundkörper 1302 weisen jeweils zumindest eine Gewindebohrung 1306 auf, in der eine Schraubspindel 1308 zum Zusammenpressen der Dichtflansche 114 drehbar gelagert ist.
In einem Ausführungsbeispiel sind die Dichtflansche 114 durch schwenkbare Klemmbacken 1310 miteinander verbunden. Die Klemmbacken 1310 sind an den Scharnieren 1304 horizontal schwenkbar gelagert. Die Klemmbacken 1310 weisen einen schräg zulaufenden, vertikalen Schlitz 1312 auf. Der Schlitz 1312 ist an seinem breiteren Ende breiter als beide Dichtflansche 114 zusammen. Am schmaleren Ende ist der Schlitz 1312 schmaler als die Dichtflansche 114. Die Dichtflansche 114 werden beim Schwenken der Klemmbacken 1310 in den Schlitz 1312 eingeführt. Wenn die Seitenflächen des Schlitzes 1312 an den Dichtflanschen 114 anliegen, kann der Klemmbacken 1310 beispielsweise durch Hammerschläge auf den Dichtflanschen 114 verkeilt werden. Zum Lösen eines Klemmbacken 1310 kann beispielsweise ein Keil zwischen den Klemmbacken 1310 und die Mantelfläche 104 getrieben werden, um den Klemmbacken 1310 von den Dichtflanschen 114 abzudrücken.
Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie "aufweisend", "umfassend", etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie "eine" oder "ein" keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Bezugszeichenliste:

100: Kugelmühle
102: Stator
104: Mantelfläche
106: Lager- und Antriebseinrichtung
107: Elektromotoren
108: Gestell
110: Fundament
112: Statorsegment
114: Dichtflansch
116: Wand
117: tangentiale Versteifungsrippen
118: Dichtfläche
119: axiale Versteifungsrippen
120: Standflansch
121: Durchgangsbohrungen
122: Standfläche
124: Anschlagelement
126: Verlagerungseinrichtung
128: Schiebeweg
130: Schiene
132: Kippstütze
134: Hilfseinrichtung

200: Grundplatte
201: lasttragende Oberfläche
202: Zugvorrichtung
204: Rotor
205: Rotorwelle
206: Innenseite
208: Rippe
210: Bremsfläche
212: Scheibe
213: Durchbrüche
214: Schleppfläche
215: Speichen
216: Kupplung
218: Ausrückvorrichtung
220: Koppeleinrichtung
222: Riegel

400: Entleerungseinrichtung
402: Schrägboden
404: Entleerungsöffnung
406: Grube
408: Spülöffnung

500: Transportsystem

600: Verfahren zum Warten einer vertikalen Kugelmühle
602: Schritt des Trennens
604: Schritt des Anhebens
606: Schritt des Anordnens
608: Schritt des Absetzens
610: Schritt des Verlagerns

700: Arbeitsplattform
702: Leiter
704: Treppenturm
706: Wartungskabine

800: Rahmen
802: Antrieb

900: Süllrand

1000: Hebelasche

1200: Nut

1300: Zwinge
1302: Grundkörper
1304: Scharnier
1306: Gewindebohrung
1308: Schraubspindel
1310: Klemmbacken
1312: Schlitz

Claims

Vertikale Kugelmühle (100), insbesondere zum Vor-Mahlen von Mahlgut wie Mineralien, aufweisend:
einen an einem oberen Ende axial und radial gelagerten, nach unten hängenden Rotor (204),

einen den Rotor (204) radial umschließenden, von einem Gewicht des Rotors (204) unbelasteten, selbsttragend stehenden Stator (102) mit einer tangential zum Rotor (204) ausgerichteten, innerhalb einer Formtoleranz näherungsweise zylinderförmigen Mantelfläche (104), und

eine ein Gewicht des Stators (102) abstützende Grundplatte (200),

wobei der Stator (102) aus zumindest zwei voneinander trennbaren, in getrenntem Zustand freitragend stehenden, relativ zueinander verlagerbaren Statorsegmenten (112) zusammengesetzt ist,

wobei jedes der Statorsegmente (112) an zumindest einer von einer Oberkante einer die Mantelfläche (104) ausbildenden Wand (116) zu einer Unterkante der Wand (116) verlaufenden Seitenkante der Wand (116) eine Dichtfläche (118) zum Abdichten an dem jeweils anderen Statorsegment (112), und an der Unterkante eine belastungsgerecht dimensionierte Standfläche (122) zum Abdichten an der Grundplatte (200) aufweist,

wobei das Statorsegment (112) mit der Standfläche (122) auf der Grundplatte (200) innerhalb einer Winkeltoleranz orthogonal auf einer lasttragenden Oberfläche (201) der Grundplatte (200) stehend lastet.
Kugelmühle (100) gemäß Anspruch 1,
bei der an einer Innenseite (206) der Wände (116) mehrere vertikal voneinander beabstandete, horizontale, ringsegmentförmige Rippen (208) angeordnet sind, welche am zusammengesetzten Stator (102) nach innen ragende ringförmige Bremsflächen (210) bilden, und

bei der der Rotor (204) mehrere vertikal voneinander beabstandete, horizontale Scheiben (212) mit je einer außenliegenden ringförmigen Schleppfläche (214) aufweist,

wobei die Rippen (208) und die Scheiben (212) in vertikaler Richtung abwechselnd angeordnet sind und die Bremsflächen (210) und die Schleppflächen (214) sich in horizontaler Richtung zumindest anteilig überlappen.
Kugelmühle (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei der die Statorsegmente (112) jeweils an einer Außenseite Anschlagelemente (124) zum Anheben und Bewegen des jeweiligen Statorsegments (112) aufweisen.
Kugelmühle (100) gemäß Anspruch 3,
bei der die Statorsegmente (112) jeweils im Bereich der Unterkante der Wand (116) Anschlagelemente (124) aufweisen, welche insbesondere zum Ansetzen von Hydraulikhebern konfiguriert sind.
Kugelmühle gemäß einem der Ansprüche 3 bis 4,
bei der die Anschlagelemente (124) Eckpunkte eines virtuellen horizontalen Vielecks, insbesondere Dreiecks, definieren, dessen geometrischer Mittelpunkt auf einer vertikalen Achse durch einen Schwerpunkt des stehenden Statorsegments (112) liegt.
Kugelmühle (100) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5,
mit einer Verlagerungseinrichtung (126) zum seitlichen Verschieben der voneinander getrennten Statorsegmente (112),

wobei die Verlagerungseinrichtung (126) mobile Hilfseinrichtungen (134) aufweist, die dazu ausgebildet sind, bei angehobenem Statorsegment (112) zwischen den Anschlagelementen (124) und am Boden angeordneten, parallel verlaufenden Schienen (130) angeordnet zu werden und bei darauf abgesetztem Statorsegment (112) mit dem Statorsegment (112) entlang der Schienen (130) bewegt zu werden, und bei der optional

die Verlagerungseinrichtung (126) zumindest eine Kippstütze (132) zum Abstützen eines vertikal von der Standfläche (122) beabstandeten Anschlagelements (124) auf zumindest einer der Schienen (130) aufweist, um während des Anhebens und Verschiebens ein Kippen des Statorsegments (112) zu verhindern.
Kugelmühle (100) gemäß Anspruch 6, bei der die Schienen (130) in ein Fundament (110) der Kugelmühle (100) eingelassen sind und, optional, bei Nichtgebrauch durch Abdeckeinrichtungen abdeckbar sind.
Kugelmühle (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Entleerungseinrichtung (400) zum Entleeren der Kugelmühle (100),
und bei der optional

die Entleerungseinrichtung (400) innerhalb der lasttragenden Oberfläche (201) der Grundplatte (200) einen Schrägboden (402) aufweist, wobei eines der Statorsegmente (112) im Bereich eines Tiefpunkts des Schrägbodens (402) eine Entleerungsöffnung (404) der Entleerungseinrichtung (400) aufweist.
Kugelmühle (100) gemäß Anspruch 8, bei der eines der Statorsegmente (112) im Bereich eines Hochpunkts des Schrägbodens (402) eine Spülöffnung (408) der Entleerungseinrichtung (400) aufweist.
Kugelmühle (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
mit einem von dem Stator (102) getrennten Gestell (108),

wobei Stützen des Gestells (108) seitlich beabstandet zu dem Stator (102) auf einem Fundament (110) der Kugelmühle (100) abgestützt sind und zumindest ein Querträger des Gestells (108) die Stützen oberhalb des Stators (102) miteinander verbindet, wobei eine Lager- und Antriebseinrichtung (106) des Rotors (204) auf dem Querträger abgestützt ist.
Kugelmühle (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
mit einer Ausrückvorrichtung (218) zum seitlichen Ausrücken des an einer obenliegenden Kupplung (216) abkoppelbaren Rotors (204),

wobei die Ausrückvorrichtung (218) zumindest eine Schiene (130) und eine Koppeleinrichtung (220) aufweist, wobei die Koppeleinrichtung (220) dazu ausgebildet ist, im Bereich der Kupplung (216) mit dem Rotor (204) verbunden zu werden, mit dem Rotor (204) auf die Schiene (130) abgesenkt zu werden und mit dem Rotor (204) entlang der Schiene (130) bewegt zu werden.
Kugelmühle (100) gemäß Anspruch 10 und 11, bei der das Gestell (108) im Bereich der Kupplung (216) eine Wartungskabine (706) aufweist.
Selbsttragend stehendes Statorsegment (112) für eine vertikale Kugelmühle (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, aufweisend:
eine innerhalb einer Formtoleranz näherungsweise zylindersegmentförmige Wand (116),

zumindest eine an einer von einer Oberkante der Wand (116) zu einer Unterkante der Wand (116) verlaufenden Seitenkante der Wand (116) angeordnete Dichtfläche (118) zum Abdichten an einem anderen Statorsegment (112), und

eine an der Unterkante angeordnete belastungsgerecht dimensionierte Standfläche (122), mit der das Statorsegment (112) innerhalb einer Winkeltoleranz orthogonal auf einer lasttragenden Oberfläche (201) einer Grundplatte (200) der Kugelmühle (100) aufstellbar ist,

wobei aus mehreren Statorsegmenten (112) ein selbsttragend stehender Stator (102) mit einer durch die Wände (116) ausgebildeten, innerhalb einer Formtoleranz näherungsweise zylinderförmige Mantelfläche (104) zusammensetzbar ist, der in einem zusammengebauten Zustand auf der Grundplatte (200) zum Abstützen eines Gewichts des Stators (102) stehend lasten kann.
Verfahren (600) zum Warten einer vertikalen Kugelmühle (100), insbesondere zum Vor-Mahlen von Mahlgut wie Mineralien,
wobei die vertikale Kugelmühle (100) einen an einem oberen Ende axial und radial gelagerten, nach unten hängenden Rotor (204), einen den Rotor (204) radial umschließenden, von einem Gewicht des Rotors (204) unbelasteten, selbsttragend stehenden Stator (102) mit einer tangential zum Rotor (204) ausgerichteten, innerhalb einer Formtoleranz näherungsweise zylinderförmigen Mantelfläche (104), und eine ein Gewicht des Stators (102) abstützende Grundplatte (200) aufweist, wobei der Stator (102) aus zumindest zwei voneinander trennbaren, in getrenntem Zustand freitragend stehenden, relativ zueinander verlagerbaren Statorsegmenten (112) zusammengesetzt ist,

wobei jedes der Statorsegmente (112) an zumindest einer von einer Oberkante einer die Mantelfläche (104) ausbildenden Wand (116) zu einer Unterkante der Wand (116) verlaufenden Seitenkante der Wand (116) eine Dichtfläche (118) zum Abdichten an dem jeweils anderen Statorsegment (112), und an der Unterkante eine belastungsgerecht dimensionierte Standfläche (122) zum Abdichten an der Grundplatte (200) aufweist,

wobei das Statorsegment (112) mit der Standfläche (122) auf der Grundplatte (200) innerhalb einer Winkeltoleranz orthogonal auf einer lasttragenden Oberfläche (201) der Grundplatte (200) stehend lastet,

wobei das Verfahren (600) aufweist:
ein Trennen (602) des Stators (102) in die Statorsegmente (112), wobei der Stator (102) an den Dichtflächen (118) getrennt wird,

ein Anordnen (606) von Hilfseinrichtungen (134) unter zumindest einem der Statorsegmente (112), und

ein laterales Verlagern (610) des Statorsegments (112) und der Hilfseinrichtungen (134) unter Verwendung einer Verlagerungseinrichtung (126).
Verfahren (600) gemäß Anspruch 14, bei dem das Statorsegment (112) unter Verwendung von Hebeeinrichtungen von der Grundplatte (200) abgehoben wird und unter Verwendung der Hebeeinrichtungen auf den Hilfseinrichtungen (134) abgesetzt wird.