WO2002076596A1 - Mischerauskleidung mit verschleissprofil - Google Patents

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Angelo Schmandra
Eckhard Willms
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Bhs-Sonthofen Maschinen- Und Anlagenbau Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C5/00—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
    • B28C5/08—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions using driven mechanical means affecting the mixing
    • B28C5/0862—Adaptations of mixing containers therefor, e.g. use of material, coatings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/50—Mixing receptacles
    • B01F35/511—Mixing receptacles provided with liners, e.g. wear resistant or flexible liners

Definitions

  • the invention relates to a lining of a cylindrical inner surface of a mixer with cylindrical segment-shaped tiles, which are arranged in axially parallel to the cylindrical inner surface in rows of tiles running parallel to surface lines of the cylindrical inner surface.
  • Such linings are known, for example, from the mixers described in DE 196 54 797 C2.
  • a mixer lining of the type mentioned at the outset in which the abrasion resistance of the tiles is selected in accordance with the wear profile of the inner surface in the region of the cylindrical inner surface in which the material to be mixed is essentially in constant contact with the inner surface.
  • the invention is not limited to use with mixers with a horizontal mixer axis, in particular twin-shaft mixers with mixing elements rotating in opposite directions about horizontake mixer axes, the invention is to be explained in more detail below on the basis of precisely this type of mixer, as described, for example, in DE 1 96 54 797 C2 is used:
  • tiles according to the invention are made of very hard, ie very wear-resistant, material on the trough bottom and then up to the trough edge tiles made of materials of decreasing hardness, ie decreasing wear resistance, are used It should also be noted that the mix usually does not always lie against the inner surface of the mixing trough up to the edge of the trough, but that there is a zone adjacent to the trough edge that is not exposed to any significant wear and tear, but only comes into contact with the mix occasionally.
  • This edge zone is not taken into account when considering the area of the inner surface of the mixing trough that is constantly exposed to the mix and is usually clad with simple metal sheets. Due to the measure according to the invention, the service life of the mixer lining can be increased considerably with the same tile thickness, since the self-reinforcement of the wear described above can no longer occur or can only occur to a considerably lesser extent.
  • Tile materials that can be used are the previously known tile materials, in particular cast materials of different hardness, ceramic materials, for example aluminum oxide ceramics, and the like, other materials.
  • the tiles can have a parallelogram or rectangular shape.
  • FIG. 1 shows a sectional end view of a double-shaft mixer provided with a mixer lining according to the invention
  • FIG. 2 shows a perspective view of the mixing trough of the mixer according to FIG. 1, an end wall of the mixing trough having been removed in order to allow a better view of the mixer lining.
  • the double-shaft mixer 10 shown in FIG. 1 comprises a double-chamber mixing trough 12, which is composed of two mixing troughs 12a and 12b.
  • a mixing shaft 14a and 14b with a mixing axis A is arranged in each of the two mixing troughs 12a and 12b.
  • the mixing shafts 14a and 14b carry mixing elements 16 in the form of mixing blades, which are arranged in such a way that they convey the mix in the two mixing troughs 12a and 12b in opposite directions and at the same time move from one mixing trough to another, while at the ends of the two mixing shafts 14a, 14b (not shown) transfer elements are arranged, which ensure that at the ends of the two mixing troughs 12a, 12b the material to be mixed is transferred in opposite directions from the one mixing trough to the other mixing trough.
  • Each of the two mixing troughs 12a and 12b has a cylindrical inner trough surface 18 which has a circumferential line U and a surface line M.
  • the surface line M runs parallel to the axes A of the mixing shafts 14a and 14b.
  • the inner trough surface 18 is covered with a tile lining 20, which comprises a plurality of tiles 22. These tiles 22 are arranged in rows of tiles 22a, 22b, etc.
  • Fig. 1 the course of the wear profile V is roughly schematically plotted on the lower edge of the left mixing trough 12a. It can be seen that the wear profile V at the edge of the tile lining 20 adjacent to the ejection opening 12c has its highest value Vmax and from there decreases in the circumferential direction around the axis A in a clockwise direction until it essentially increases on transition from the tile row 22d to the tile row 22e zero drops. The reason for this can be seen in the fact that the mixture H, the time-averaged boundary line of which is shown in broken lines in FIG.
  • the row of tiles 22e therefore does not need to be formed from a particularly wear-resistant material.
  • it can only be made of sheet metal and is only intended to prevent direct contact of the material to be mixed with the inner surface 18 of the mixer trough 12.
  • the wear profile V in the area of the tile rows 22a to 22d relevant according to the invention gradually increases from its maximum value Vmax in the area of the tile row 22a to the tile row 22d drops. Therefore, according to the invention, the tiles 22 of the row of tiles 22a are made from a material with particularly high abrasion resistance, ie particularly high hardness, while the tiles of the row of tiles 22d are made from a material with lower abrasion resistance, that is to say in particular lower hardness.
  • each of the rows of tiles 22a to 22d can be made of a material of different abrasion resistance, the abrasion resistance decreasing in accordance with the course of the wear profile V from the row of tiles 22a to the row of tiles 22d.
  • the tile rows 22a and 22b are combined into a first tile row group 22A and the tiles of the tile rows 22c and 22d are combined into a second tile row group 22B, wherein the tiles 22 of the tile row group 22a made of a material with higher wear resistance and the tiles of the tile row group 22B are made of a material with lower abrasion resistance.
  • Casting materials of different hardness or ceramic materials come into consideration as materials for the tiles.
  • ceramic materials for example aluminum oxide ceramics
  • the tiles of the rows of tiles 22a to 22d are each attached to the inner surface 18 of the mixing trough 12 only by means of a single fastening element 24, for example a screw bolt.
  • the mixing gap s between the mixing blades 16 and the tile lining 20 preferably has a value of approximately 1 mm and approximately 3 mm, and that this value, due to the inventive configuration of the tile lining 20 by adjusting the mixing blades 16, also then substantially exceeds the entire circumference of the inner surface 18 of the mixing trough 12 can be maintained if tiles with a thickness of at least 25 mm, preferably at least 28 mm, are used.
  • the abrasion resistance of the tiles 22 of the tile rows 22a to 22d chosen in accordance with the wear profile V the abrasion can be kept essentially constant despite the different loading of the tiles 22 in the circumferential direction U.

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Abstract

Eine Auskleidung (20) einer zylindrischen Innenfläche (18) eines Mischers (10) umfasst zylindersegmentförmige Kacheln (22), welche in parallel zu Mantellinien (M) der zylindrischen Innenfläche (18) verlaufenden Kachelreihen (22a - 22e) achsparallel zu der zylindrischen Innenfläche (18) angeordnet sind. Erfindungsgemäss ist in dem Bereich der zylindrischen Innenfläche (18), in dem das zu mischende Mischgut im Wesentlichen ständig an der Innenfläche (18) anliegt, die Abriebbeständigkeit der Kacheln (22) dem Verschleissprofil (V) der Innenfläche (18) entsprechend gewählt.

Description

Mischerauskfeidung mit Verschleißprofil
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Auskleidung einer zylindrischen Innenfläche eines Mischers mit zylindersegmentförmigen Kacheln, welche in parallel zu Mantellinien der zylindrischen Innenfläche verlaufenden Kachelreihen achsparallel zu der zylindrischen Innenfläche angeordnet sind.
Derartige Auskleidungen sind beispielsweise von den in der DE 196 54 797 C2 beschriebenen Mischern her bekannt. Bei derartigen Mischern ist es zur Begrenzung des Verschleißes von großer Bedeutung, zwischen den Mischschaufeln und der Mischerauskleidung stets einen engen Mischspalt ein- zuhalten. Wird dieser Mischspalt nämlich zu groß, so können sich zwischen der Mischschaufel und der Mischerauskleidung Mischgutpartikel festklemmen und zu verstärktem Verschleiß führen. Um dies zu verhindern, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die Mischschaufeln nachstellbar auszubilden, um eine verschleißbedingte Vergrößerung des Mischspalts durch Nachstellen der Mischschaufeln wieder ausgleichen zu können.
Mittels dieser Nachstellbarkeit der Schaufeln kann jedoch einem in Umfangsrichtung um die Mischerachse ungleichmäßigen Verschleiß der Mischerauskleidung nicht begegnet werden. Dieser ungleichmäßige Ver- schleiß führt zu einer Variation der Weite des Mischspalts in Umfangsrichtung. Da die Nachstellung der Mischschaufeln sich stets an der Stelle geringsten Verschleißes zu orientieren hat, um einen vorbestimmten Mindestabstand zwischen Mischschaufel und Mischerauskleidung gewährleisten zu können, besteht an denjenigen Stellen, an denen der Verschleiß am weitesten fortgeschritten ist, die Gefahr eines Festklemmens von Mischgutpartikeln zwischen Mischerschaufel und Mischerauskleidung und somit die Gefahr eines insgesamt verstärkten Verschleißes. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mischerauskleidung anzugeben, bei welcher dieses Problem des sich selbst verstärkenden Verschleißes nicht auftritt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Mischerauskleidung der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher in dem Bereich der zylindrischen Innenfläche, in dem das zu mischende Mischgut im Wesentlichen ständig an der Innenfläche anliegt, die Abriebbeständigkeit der Kacheln dem Verschleißprofil der Innenfläche entsprechend gewählt ist. Obgleich die Erfindung nicht auf den Einsatz bei Mischern mit horizontaler Mischerachse, insbesondere Doppelwellenmischer mit zueinander gegensinnig um horizontake Mischerachsen umlaufenden Mischorganen, begrenzt ist, soll die Erfindung im Folgenden anhand eben dieses Mischertyps näher erläutert werden, wie er beispielsweise auch in der DE 1 96 54 797 C2 zum Einsatz kommt:
Da der Verschleiß bei diesen Doppelweilenmischern am Boden des Mischtrogs am stärksten ist und von dort nach oben zu den Rändern der Mischgut-Einfüllöffnung hin abnimmt, werden erfindungsgemäß am Trog- boden Kacheln aus sehr hartem, d.h. sehr verschleißbeständigem, Material und dann nach oben zum Trogrand hin ansteigend Kacheln aus Materialien abnehmenderHärte, d.h. abnehmenderVerschleißbeständigkeit, eingesetzt. Dabei ist ferner zu beachten, dass das Mischgut üblicherweise nicht bis zum Trogrand hin ständig an der Innenfläche des Mischtrogs anliegt, sondern dass es dem Trogrand benachbart eine Zone gibt, die keinem nennenswerten Verschleiß ausgesetzt ist, sondern nur gelegentlich mit Mischgut in Berührung kommt. Diese Randzone bleibt bei der erfindungsgemäßen Betrachtung des ständig dem Mischgut ausgesetzten Bereichs der Innenfläche des Mischtrogs außer Betracht und wird üblicherweise mit einfachen Metallblechen verkleidet. Aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahme kann bei gleicher Kacheldicke die Standzeit der Mischerauskleidung beträchtlich erhöht werden, da die vorstehend beschriebene Selbstverstärkung des Verschleißes nicht mehr bzw. nur noch in erheblich geringerem Maße auftreten kann.
In Versuchen hat sich gezeigt, dass diese Standzeiterhöhung bereits dann ein für den Mischerbetreiber wirtschaftlich relevantes Maß erreichen kann, wenn wenigstens zwei Gruppen von Kachelreihen unterschiedlicher Abriebbeständigkeit vorgesehen sind. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn jede Kachelreihe eine andere Abriebbeständigkeit aufweist, d.h. wenn die Kacheln benachbarter Kachelreihen jeweils eine unterschiedliche Abriebbeständigkeit aufweisen.
Als Kachelmaterialien kommen die bisher bereits bekannten Kachelmate- rialien in Betracht, also insbesondere Gussmaterialien unterschiedlicher Härte, Keramikmaterialien, beispielsweise Aluminiumoxidkeramiken, und dergleichen andere Materialien.
Insbesondere beim Einsatz von Keramikmaterialien kann es, wie dies aus dem Stand der Technik an sich bekannt ist, von Vorteil sein, eine Mehrzahl von Keramikkacheln auf einem gemeinsamen Träger zu befestigen. Darüber hinaus können die Kacheln, wie dies aus dem Stand der Technik ebenfalls an sich bekannt ist, parallelogrammförmig oder rechteckförmig ausgebildet sein.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn auch bei der erfindungsgemäßen Mischerauskleidung andere aus dem Stand der Technik bekannte verschleißmindernde Maßnahmen beim Verlegen der Kacheln beachtet werden. Als Beispiel sei hier lediglich genannt, die Kacheln so zu verlegen, dass die Einzelkachelstöße benachbarter Kachelreihen längs des jeweils gemeinsamen achsparallelen Kachelreihenstoßes gegeneinander versetzt sind. Ein schneller Austausch der Kacheln bzw. Träger und somit eine Minderung der für die Wartung erforderlichen Zeit wird dadurch ermöglicht, dass die Kacheln bzw. die Träger lösbar mit der Mischerwand verbunden sind, vorzugsweise jeweils mittels lediglich eines einzigen Befestigungselements, beispielsweise Schraubbolzens.
Durch den erfindungsgemäßen Ausschluss des Selbstverstärkungseffekts des Verschleißes ist es möglich, Kacheln mit einer dickeren Verschleißschicht einzusetzen, beispielsweise Kacheln mit einer Dicke von wenig- stens 25 mm, vorzugsweise wenigstens 28 mm. Diese Erhöhung der Kacheldicke führt nicht nur zu einer weiteren Steigerung der Standzeit der Mischerauskleidung, sondern auch zu einer Minderung der auf die Verschleißschichtdicke bezogenen Kosten der Verschleißschutzkacheln.
Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Es stellt dar:
Fig. 1 eine geschnittene Stirnansicht eines mit einer erfindungsgemäßen Mischerauskleidung versehenen Doppelwellenmischers; und
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Mischtrogs des Mischers gemäß Fig. 1 , wobei eine Stirnwand des Mischtrogs entfernt wurde, um einen besseren Blick auf die Mischerauskleidung zu ermöglichen.
Der in Fig. 1 dargestellte Doppelwellenmischer 10 umfasst einen Doppel- kammermischtrog 12, der aus zwei Mischtrögen 12a und 12b zusammengesetzt ist. In jedem der beiden Mischtröge 12a und 12b ist eine Mischwelle 14a bzw. 14b mit einer Mischachse A angeordnet. Die Mischwellen 14a und 14b tragen Mischorgane 16 in Form von Mischschaufeln, welche so angeordnet sind, dass sie das Mischgut in den beiden Mischtrögen 12a und 12b gegenläufig befördern und gleichzeitig von Mischtrog zu Mischtrog aufeinander zu bewegen, während an den Enden der beiden Mischwellen 14a, 14b (nicht dargestellte) Überführungsorgane angeordnet sind, welche dafür sorgen, dass an den Enden der beiden Mischtröge 12a, 12b das Mischgut gegenläufig von dem jeweils einen Mischtrog in den jeweils anderen Mischtrog überführt wird.
Jeder der beiden Mischtröge 12a und 12b besitzt eine zylindrische Troginnenfläche 18, welche eine Umfangslinie U und eine Mantellinie M aufweist. Die Mantellinie M verläuft parallel zu den Achsen A der Mischwellen 14a und 14b. Die Troginnenfläche 18 ist mit einer Kachel- auskleidung 20 belegt, welche eine Mehrzahl von Kacheln 22 umfasst. Diese Kacheln 22 sind in Kachelreihen 22a, 22b usw. angeordnet.
In Fig. 1 ist am unteren Rand des linken Mischtrogs 12a grob schematisch der Verlauf des Verschleißprofils V aufgetragen. Man erkennt, dass das Verschleißprofil V an dem der Auswurf Öffnung 12c benachbarten Rand der Kachelauskleidung 20 seinen höchsten Wert Vmax aufweist und von dort in Umfangsrichtung um die Achse A im Uhrzeigersinn abnimmt, bis es beim Übergang von der Kachelreihe 22d zur Kachelreihe 22e im Wesentlichen auf null abfällt. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, dass der Mischgut- häufen H, dessen zeitlich gemittelte Begrenzungslinie in Fig. 1 gestrichelt eingetragen ist, nur im Bereich der Großkachelreihen 22a bis 22d im Wesentlichen ständig an der Kachelauskleidung 20 anliegt, während das Mischgut die Innenumfangsfläche 18 bzw. die Kachelauskleidung 20 im Bereich der Kacheln 22e nicht oder nur selten beaufschlagt. Die Kachel- reihe 22e braucht daher aus keinem besonders verschleißfesten Material gebildet zu sein. Sie kann beispielsweise lediglich in Blech ausgeführt sein und soll lediglich einen direkten Kontakt des Mischguts mit der Innenfläche 18 des Mischertrogs 12 verhindern.
Nochmals sei darauf hingewiesen, dass das Verschleißprofil V im Bereich der erfindungsgemäß relevanten Kachelreihen 22a bis 22d von seinem Höchstwert Vmax im Bereich der Kachelreihe 22a allmählich zur Kachel- reihe 22d hin abfällt. Daher werden erfindungsgemäß die Kacheln 22 der Kachelreihe 22a aus einem Material besonders hoher Abriebbeständigkeit, d.h. insbesondere besonders hoher Härte, gefertigt, während die Kacheln der Kachelreihe 22d aus einem Material niedrigerer Abriebbeständigkeit, also insbesondere niedrigerer Härte, ausgebildet sind.
Erfindungsgemäß kann jede der Kachelreihen 22a bis 22d aus einem Material unterschiedlicher Abriebbeständigkeit gefertigt sein, wobei die Abriebbeständigkeit entsprechend dem Verlauf des Verschleißprofils V von der Kachelreihe 22a zur Kachelreihe 22d hin abnimmt. Es ist jedoch auch möglich, zwei oder mehrere der Kachelreihen zu einer Kachelreihengruppe zusammenzufassen, wobei die Kacheln 22 einer Kachelreihengruppe jeweils aus Material identischer Abriebbeständigkeit gefertigt sind. Gemäß Fig. 2 sind die Kachelreihen 22a und 22b zu einer ersten Kachelreihengruppe 22A zusammengefasst und sind die Kacheln der Kachelreihen 22c und 22d zu einer zweiten Kachelreihengruppe 22B zusammengefasst, wobei die Kacheln 22 der Kachelreihengruppe 22a aus einem Material höherer Verschleißbeständigkeit und die Kacheln der Kachelreihengruppe 22B aus einem Material niedrigerer Abriebbeständigkeit gefertigt sind.
Als Materialien für die Kacheln kommen beispielsweise Gussmaterialien unterschiedlicher Härte oder auch Keramikmaterialien, beispielsweise Aluminiumoxidkeramiken, in Betracht. Insbesondere beim Einsatz von Keramikmaterialien ist es ferner möglich, die Kacheln 22 als Verbund- kacheln auszubilden mit einem Träger, auf dem eine Mehrzahl von Keramik- Verschleißschutzkacheln befestigt, beispielsweise festgeklebt sind.
Wie in Fig. 2 schematisch angedeutet ist, sind die Kacheln der Kachelreihen 22a bis 22d jeweils nur mittels eines einzigen Befestigungselements 24, beispielsweise eines Schraubbolzens, an der Innenfläche 18 des Mischtrogs 12 befestigt. Nachzutragen ist noch, dass der Mischspalt s zwischen den Mischschaufeln 16 und der Kachelauskleidung 20 vorzugsweise einen Wert von etwa 1 mm und etwa 3 mm aufweist, und dass dieser Wert aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Kachelauskleidung 20 durch Nachstellen der Mischschaufeln 16 auch dann im Wesentlichen über den gesamten Umfang der Innenfläche 18 des Mischtrogs 12 beibehalten werden kann, wenn man Kacheln einer Dicke von mindestens 25 mm, vorzugsweise mindestens 28 mm, einsetzt. Aufgrund der dem Verschleißprofil V entsprechend gewählten Abriebbeständigkeit der Kacheln 22 der Kachel- reihen 22a bis 22d kann nämlich der Abrieb trotz der unterschiedlichen Belastung der Kacheln 22 in Umfangsrichtung U im Wesentlichen konstant gehalten werden.

Claims

Ansprüche
1 . Auskleidung (20) einer zylindrischen Innenfläche (18) eines Mischers (10) mit zylindersegmentförmigen Kacheln (22), welche in parallel zu
Mantellinien (M) der zylindrischen Innenfläche (18) verlaufenden Kachelreihen (22a - 22e) achsparallel zu der zylindrischen Innenfläche (18) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bereich der zylindrischen Innenfläche (18), in dem das zu mischende Mischgut im Wesentlichen ständig an der Innenfläche (18) anliegt, die Abriebbeständigkeit der Kacheln (22) dem Verschleißprofil (V) der Innenfläche (18) entsprechend gewählt ist.
2. Mischerauskleidung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Gruppen (22A, 22B) von Kachelreihen (22a/22b, 22c/22d) unterschiedlicher Abriebbeständigkeit vorgesehen sind.
3. Mischerauskleidung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kacheln (22) benachbarter Kachelreihen (22a - 22d) jeweils eine unterschiedliche Abriebbeständigkeit aufweisen.
4. Mischerauskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kacheln (22) aus Gussmaterial, Keramik, beispielsweise Aluminiumoxidkeramik, oder dergleichen gefertigt sind.
5. Mischerauskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Kacheln auf einem gemeinsamen Träger befestigt sind.
6. Mischerauskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kacheln (22) bzw. die Träger lösbar mit der Mischerwand (12a, 12b) verbunden sind, vorzugsweise jeweils mittels lediglich eines einzigen Befestigungselements (24), beispielsweise Schraubbolzens.
7. Mischerauskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (10) wenigstens eine im Wesentlichen horizontale Mischerachse (A) aufweist.
8. Mischerauskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (10) ein Doppelwellenmischer ist, dessen Mischorgane (16) zueinander gegensinnig um die beiden Mischerachsen (A) umlaufen.
9. Mischerauskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kacheln (22) eine Dicke von wenigstens 25 mm, vorzugsweise wenigstens 28 mm, aufweisen.
10. Mischerauskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass kachelreihenmittlere Kacheln (22) bzw. Träger parallelogrammförmig oder rechteckförmig ausgebildet sind, während endständige Kacheln (22) bzw. Träger im Falle von parallelogrammförmigen kachelreihenmittleren Kacheln (22) bzw. Trägern dreieckförmig oder trapezförmig und im Falle von rechteck- förmigen kachelreihenmittleren Kacheln (22) bzw. Trägern ebenfalls rechteckförmig sind.
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