WO2021255009A1 - Hochdruckwalzenpresse mit vibrationsvorrichtung in der aufgabevorrichtung - Google Patents

Hochdruckwalzenpresse mit vibrationsvorrichtung in der aufgabevorrichtung Download PDF

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WO2021255009A1
WO2021255009A1 PCT/EP2021/066072 EP2021066072W WO2021255009A1 WO 2021255009 A1 WO2021255009 A1 WO 2021255009A1 EP 2021066072 W EP2021066072 W EP 2021066072W WO 2021255009 A1 WO2021255009 A1 WO 2021255009A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vibration
grist
metering slide
pressure roller
roller press
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/066072
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Niko Hachenberg
Hans-Peter Jeschinowski
Matthias Mersmann
Feleke Tamiru
Kai Weider
Original Assignee
Khd Humboldt Wedag Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Khd Humboldt Wedag Gmbh filed Critical Khd Humboldt Wedag Gmbh
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Priority to EP21733950.6A priority patent/EP4164802A1/de
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/28—Details
    • B02C4/286—Feeding devices

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure roller press for high-pressure comminution of ground material in a roller gap, having two counter-rotating rollers which form a roller gap through which the ground material to be crushed passes under high pressure during the comminution and thereby forms a break in the structure of the ground material in the roller gap, and a feed device , which gives up the grist evenly on the roller gap, the volume of the abandoned grist forming a compacting zone that extends from about the middle of the roller gap to just above the middle of the roller gap, with a device for pre-compressing the grist in the form of a vibration device above half of the compacting zone is arranged and reaches up to close to the compacting zone, and a metering slide is arranged within the feed device, with the help of which the feed location and the feed amount of the grinding material can be set on the nip.
  • the material to be ground is inhomogeneously permeated with air, the material to be ground has the opportunity to escape into the air space as it passes through the roller gap and thus avoid the high pressure in the roller gap, which significantly reduces the crushing performance of the high-pressure roller press.
  • the high pressure roller press can thereby be caused to run unevenly in that the rollers execute a rotational oscillation because the drive of the high pressure roller press rollers is repeatedly braked and frees again.
  • This abrupt load change continues in the entire high pressure roller press and is noticeable as a vibration of the entire high pressure roller press. In unfavorable conditions, the vibration can continue into the foundation and, under unfavorable circumstances, even damage the foundation.
  • feed devices for ground material in such a high-pressure roller press which vary the inflow of the ground material in a controlled manner, so that a constant cone of material is formed in the space between the two counter-rotating rollers .
  • this type of exposure to the Walzenspal tes is not sufficient to ensure a vibration-free running of the high-pressure roller presses and to achieve a continuous operation of the entire shredding machine as a high-pressure roller press.
  • Uneven grain distribution in the ground material and air inclusions in the bed cannot always be sufficiently evened out by solely regulating the pouring cone in the space between the counter-rotating rollers.
  • the object of the invention is therefore to provide an alternative to the known concrete vibrators for fluidizing the grist in the feed device.
  • the object according to the invention is achieved in that the vibration device is connected to the metering slide, the metering slide directing the vibration energy into the compacting zone.
  • the grinding stock applied to the high-pressure roller press is compacted shortly before and during entry into the compacting zone, which does not have a very sharp boundary line, by expelling trapped air from the grinding stock.
  • the compacting zone extends from the middle of the roller gap to an area above the roller gap where the feed of the grist leads to a flow movement through the grist that disappears downwards, reducing the free volume of the grist and thereby increasing the density of the grist.
  • the device for compacting is a vibration device that is connected to a metering slide that is already present. that is.
  • the idea of the invention provides that the metering slide vibrates and directs the vibration energy into the grist, thus causing the loose grist to vibrate. Due to the vibrations, the grist behaves as if it were fluidized.
  • the Vibrationsvorrich device thus has the effect that the grist flows better because the vibrations keep the grist particles in a fluid bed-like movement.
  • the vibration device can be arranged on the outwardly facing side of the metering slide and set the metering slide in vibration.
  • the metering slide thus takes on the function of a vibrating plate.
  • fin-shaped extensions are arranged on the side of the metering slide facing the grist, which guide the vibration energy into the grist close to the compacting zone.
  • these extensions are roughly three angular or parallelogram-like fins that stand like vertical guide plates on the surface of the metering slide.
  • only one fin-shaped extension or two, three or more fin-shaped extensions can be arranged approximately parallel to one another.
  • the size of the energy input into the grist due to the vibration also plays a role in the effectiveness of the fluidization.
  • the mechanical energy input is between 0.1 kJ / m 3 and 1 kJ / m 3 of ground material. If the material to be ground in a circular or circulating mill is quite fine, less energy input into the fine material to be ground is sufficient. However, in the case of very fine ground material, the energy input can only be achieved with a high surface area of the vibration device. For coarser grist, both For example, in a circulation mill with a lower number of revolutions, the energy input must be greater. However, the mechanical energy input is easier to achieve with coarser grist.
  • the reduction in vibration intensity has the consequence that new, uncompacted material flows in while the high-pressure roller press is in operation and thus the mechanical energy input is reduced again, which indicates a lower density of the ground material above and at the beginning of the compaction zone.
  • the crizungsvor device regulates the vibration device back into an operating state with increased intensity until a steady balance is established between the vibration intensity of the vibration device and its energy consumption, from which the grist density can be derived.
  • the energy consumption and the actual mechanical energy input into the grist are related to each other. However, the grain size distribution and the quality of the grist, for example due to varying humidity or different air inclusions, can influence the actual mechanical energy input with constant energy consumption of the vibration device.
  • the energy consumption of the compression device itself can be used as an input variable. It is also expedient to use the energy consumption of the roller drive as a control input variable, because an increased energy consumption indicates a higher bulk density of the grist and a lower energy consumption of the roller drive indicates a lower bulk density of the ground material.
  • This control principle it must be ensured that larger grist particles or materials that cannot be crushed by high pressure, such as pieces of metal, which generate a brief increased energy consumption of the grinding roller drive, enter the control loop in order to prevent the disturbance from spreading through the passage of the To prevent crushable grist particles in the high pressure roller press.
  • the grinding roller speed can be yet another control input variable.
  • the energy input can be influenced by increasing the vibration amplitude of the vibration device as well as by the frequency of the vibration.
  • the frequency of electrically excited vibration devices can be varied by varying the excitation frequency.
  • a frequency variation is usually also possible.
  • the working frequency of conventional concrete vibrators available on the market can be set in the range between 800 min 1 (approx. 13 Hz) and 9,000 min 1 (150 Hz). It has proven to be particularly effective as the excitation frequency for fluidizing the grist if the vibration frequency is between 10 Hz and 60 Hz.
  • the lower frequency may be a resonance or natural frequency of the metering slide could pose a particular strain on the mechanics or hydraulics of the metering slide.
  • Higher frequencies such as 50 Hz or 60 Hz, which are common mains frequencies, are suitable for loosening finer grist. These frequencies are usually much higher than the natural frequencies of the mechanical structure of the metering slide and therefore represent lower mechanical loads on the metering slide.
  • the vibration device can be triggered manually in order to trigger the vibration device in the event of possible malfunctions in the high-pressure roller press roll or if the flow of the grist is blocked, which in turn triggers the material flow of the grist.
  • Fig. 1 is a sketched side view of a high pressure roller press with egg nem metering slide with vibration device
  • FIG. 2 shows a metering slide as it is used in the high-pressure roller press according to FIG.
  • FIG. 3 shows a metering slide as it is used in the high-pressure roller press according to FIG.
  • FIG. 4 shows a sketched side view of a further high-pressure roller press with an alternative metering slide with a vibration device
  • FIG. 5 shows a metering slide as it is used in the high-pressure roller press according to FIG.
  • FIG. 6 is a vibration diagram showing the effect of the vibration device.
  • FIG. 1 shows a sketched side view of a high pressure roller press 100 with a metering slide 111.
  • a vibrating tion device 110 attached, which sets the metering slide 111 in vibration.
  • Grist 101 in a feed device 104 is fluidized by the vibrating dosing slide 111.
  • enclosed air L escapes from the ground material 101.
  • the metering slide 111 extends, depending on its position, up to close to the compacting zone 105, which is emphasized here by the pattern and the border within the grist 101.
  • the ground material 101 is drawn through the roller gap 102 by the two counter-rotating rollers 103 and 103 ', where the ground material forms a structural break and is comminuted in the process.
  • the metering slide 111 has fin-shaped extensions 120 which, like guide plates, are perpendicular to the surface of the metering slide 111.
  • the extensions 120 guide the vibration energy into the grinding stock 101. Since the position of the metering slide 111 can be varied, the extensions 120 follow the metering slide 111.
  • FIG 3 a further alternative embodiment of the metering slide 111 is shown.
  • the metering slide 111 shown here has fin-shaped extensions 121 which, like baffles, are perpendicular to the surface of the metering slide 111.
  • the extensions 121 guide the vibration energy into the grist 101. Since the position of the metering slide 111 can be varied, the extensions 121 follow the metering slide 111. What is special about the extensions 121 is that they are constructed like a parallelogram and have an extension at the foot of the Extensions 121 come closer to the compaction zone 105.
  • FIG 4 is a sketched side view of a further high pressure roller press 200 with an alternative metering slide 211 with vibration device 210 is shown.
  • the metering slide shown here can be adjusted in height like a monk in a reservoir.
  • the vibration device 210 brings vibration energy through the metering slide 211 into the ground material 101 in the feed device device 204. Air L escapes from the ground material at the point shown, namely between the metering slide 211 and the adjacent wall of the feed device.
  • This metering slide 211 also extends, depending on the position, up to immediacy bar to the compacting zone 205, which is emphasized here by the pattern and the border within the ground material 101.
  • the ground material 101 is drawn through the roller gap 202 by the two counter-rotating rollers 203 and 203 ', where the ground material forms a structural break and is comminuted in the process.
  • a control device 230 can be provided which regulates the vibration intensity and / or the vibration frequency depending on at least one input variable such as rotational vibration of the rollers 203, 203 ', vibration of the roller press frame, energy consumption of the vibrating device 210, energy consumption of the roller drive.
  • FIG 5 a further alternative embodiment of the metering slide 211 is shown.
  • the metering slide 211 shown here also has fin-shaped extensions 220 which, like baffles, are perpendicular to the surface of the metering slide 211.
  • the extensions 220 guide the vibration energy into the grist 101. Since the position of the metering slide 211 can be varied, the extensions 220 follow the metering slide 211. What is special about the extensions 220 is that they are triangular in structure and on the edge pointing upwards have a wear edge 222.
  • the wear edge 222 is made of hardened steel or reinforced by a build-up weld.
  • FIG. 6 shows a diagram in which the roll gap width d of a high-pressure roll press in operation is shown over time t.
  • the vibration device was switched on after approx. 30 s.
  • the roller gap now varies with a significantly lower amplitude and thus shows a much smoother run.
  • the smoother running of the rollers puts less strain on the high-pressure roller press and the quiet running increases the grinding efficiency in terms of energy input and the required number of revolutions of the grist, so that in the end a finer grist is obtained with less energy input, and the high-pressure roll press with the grist with fewer revolutions has to happen.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Hochdruckwalzenpresse (100, 200) zur Hochdruckzerkleinerung von Mahlgut (101) in einem Walzenspalt (102, 202), aufweisend zwei gegenläufige Walzen (103, 103', 203, 203'), die zwischen sich den Walzenspalt ausbilden (102, 202), welchen das zu zerkleinernde Mahlgut (101) bei der Zerkleinerung unter Hochdruck passiert und dabei im Walzenspalt (102, 202) einen Bruch im Gefüge des Mahlguts (101) ausbildet, und eine Aufgabevorrichtung (104, 204), die das Mahlgut (101) gleichmäßig auf den Walzenspalt (102, 202) aufgibt, wobei das Volumen des aufgegebenen Mahlguts (101) eine Kompaktionszone (105, 205) ausbildet, die von etwa der Mitte des Walzenspaltes (102, 202) bis kurz über die Mitte des Walzenspaltes (102, 202) reicht, wobei eine Vorrichtung zum Vorverdichten des Mahlguts (101) in Form einer Vibrationsvorrichtung (110, 210) oberhalb der Kompaktionszone (105, 205) angeordnet ist und bis nahe an die Kompaktionszone (105, 205) heranreicht, und wobei ein Dosierschieber (111, 211) innerhalb der Aufgabevorrichtung (104, 204) angeordnet ist, mit dessen Hilfe der Aufgabeort und die Aufgabemenge des Mahlguts (101) auf den Walzenspalt (102, 202) einstellbar ist, Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Vibrationsvorrichtung (110, 210) mit dem Dosierschieber (111, 211) verbunden ist, wobei der Dosierschieber (111, 211) die Vibrationsenergie der Vibrationsvorrichtung (110, 210) in die Kompaktionszone (105, 205) leitet.

Description

Hochdruckwalzenpresse mit Vibrationsvorrichtung in der Aufgabevorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckwalzenpresse zur Hochdruckzerkleinerung von Mahlgut in einem Walzenspalt, aufweisend zwei gegenläufige Walzen, die einen Walzenspalt ausbilden, welchen das zu zerkleinernde Mahlgut bei der Zer kleinerung unter Hochdruck passiert und dabei im Walzenspalt einen Bruch im Gefüge des Mahlguts ausbildet, und eine Aufgabevorrichtung, die das Mahlgut gleichmäßig auf den Walzenspalt aufgibt, wobei das Volumen des aufgegebenen Mahlguts eine Kompaktionszone ausbildet, die von etwa der Mitte des Wal zenspaltes bis kurz über die Mitte des Walzenspaltes reicht, wobei eine Vorrich tung zum Vorverdichten des Mahlguts in Form einer Vibrationsvorrichtung ober halb der Kompaktionszone angeordnet ist und bis nahe an die Kompaktionszone heran reicht, und wobei ein Dosierschieber innerhalb der Aufgabevorrichtung an geordnet ist, mit dessen Hilfe der Aufgabeort und die Aufgabemenge des Mahl guts auf den Walzenspalt einstellbar ist.
Nach Schönert, DE 2708053 C3, ist es bekannt, zur Zerkleinerung von sprödem Material, dieses durch Hochdruckbeanspruchung im Walzenspalt einer Hoch druckwalzenpresse zu sogenannten Schülpen zu pressen, wobei das gesamte Materialgefüge bricht und dadurch in viele kleine Bruchstücke zerteilt wird. Diese Hochdruckzerkleinerung im Walzenspalt unterscheidet sich von der Zerkleine rung durch Scheren oder Reiben, wie es in einer herkömmlichen Mühle passiert, weil es primär auf die Druckbeanspruchung ankommt. Ein Scheren oder Reiben des Mahlguts geschieht nicht. Damit die korrespondierende Hochdruckwalzen presse bestimmungsgemäß arbeiten kann, ist es wichtig, dass der Walzenspalt gleichmäßig mit Mahlgut beaufschlagt wird, denn bei einer ungleichmäßigen Be aufschlagung wechselt die Hochdruckwalzenpresse in den Betriebszustand eines herkömmlichen Brechers, dessen Zerkleinerungswirkung anders ist als die einer gleichmäßig mit Mahlgut beaufschlagten Hochdruckwalzenpresse.
Sofern das Mahlgut inhomogen mit Luft durchsetzt ist, bietet sich dem Mahlgut bei der Passage durch den Walzenspalt die Möglichkeit, in den Luftraum auszu weichen und so dem hohen Druck im Walzenspalt auszuweichen, wodurch die Zerkleinerungsleistung der Hochdruckwalzenpresse erheblich verringert wird.
Des Weiteren kann dadurch die Hochdruckwalzenpresse veranlasst werden, un gleichmäßig zu laufen, in dem die Walzen eine Rotationsschwingung ausführen, weil der Antrieb der Hochdruckrollenpressenwalzen wiederholend gebremst wird und wieder freiläuft. Dieser abrupte Lastwechsel setzt sich in der gesamten Hochdruckwalzenpresse fort und ist als Vibration der gesamten Hochdruckwal zenpresse bemerkbar. Bei ungünstigen Bedingungen kann sich die Vibration bis in das Fundament fortsetzen und unter ungünstigen Umständen sogar das Fun dament beschädigen.
Um für einen gleichmäßigen und ruhigen Lauf der Hochdruckwalzenpresse den Walzenspalt gleichmäßig mit Mahlgut zu beaufschlagen, sind Aufgabevorrichtun gen für Mahlgut in solch einer Hochdruckwalzenpresse bekannt, die den Zufluss des Mahlguts geregelt variieren, so dass sich ein konstanter Schüttkegel im Raum zwischen den beiden gegenläufigen Walzen ausbildet. Je nach Art und Konsistenz des Mahlgutes reicht diese Art der Beaufschlagung des Walzenspal tes aber nicht aus, um einen vibrationsfreien Lauf der Hochdruckrollenpressen walzen zu gewährleisten und um eine kontinuierliche Arbeitsweise der gesamten Zerkleinerungsmaschine als Hochdruckwalzenpresse zu erreichen. Ungleichmä ßige Kornverteilung im Mahlgut und Lufteinschlüsse in der Schüttung sind durch eine alleinige Regelung des Schüttkegels im Raum zwischen den gegenläufigen Walzen nicht immer in genügendem Maße zu vergleichmäßigen. In dem deutschen Gebrauchsmuster DE 202009014079 U1 wird vorgeschla gen, Vibrationsstäbe, etwa wie sie aus der Betongusstechnik als Betonrüttler be kannt sind, in der Aufgabevorrichtung anzuordnen, die bis nahe an die Kompakti onszone des zu zerkleinernden Mahlguts heranreichen. Die Vibrationsstäbe ent lüften das Mahlgut durch dessen Fluidisierung und sorgen so für einen gleichmä ßigeren Lauf. Im tatsächlichen Betrieb hat sich gezeigt, dass die Vibrationsstäbe den rauen Bedingungen in der Hochdruckwalzenpresse nicht genügen. Die Vib rationsstäbe werden durch das Mahlgut zu schnell verschlissen oder sogar ver bogen. Die Standzeit von Betonrüttlern oder von Metallstangen, die mit Hilfe des Betonrüttlers in Vibration versetzt werden reicht nicht aus, um einen ausreichend langen Betrieb ohne Stillstand der Hochdruckwalzenpresse zu gewährleisten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Alternative für die bekannten Betonrütt ler zur Fluidisierung des Mahlguts in der Aufgabevorrichtung zur Verfügung zu stellen. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Vibrations vorrichtung mit dem Dosierschieber verbunden ist, wobei der Dosierschieber die Vibrationsenergie in die Kompaktionszone leitet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungswesentlich ist, dass das auf die Hochdruckwalzenpresse beaufschlag te Mahlgut kurz vor und während des Eintritts in die Kompaktionszone, die keine sehr scharfe Begrenzungslinie hat, verdichtet wird, indem eingeschlossene Luft aus dem Mahlgut ausgetrieben wird. Die Kompaktionszone reicht von der Wal zenspaltmitte in einen Bereich über den Walzenspalt wo der Einzug des Mahlguts durch nach unten verschwindendes Mahlgut zu einer Fließbewegung führt, wobei sich das freie Volumen des Mahlgutes verringert und dadurch sich die Dichte des Mahlguts erhöht. Um diesen Effekt zu unterstützen, ist es vorgesehen, dass ge nau dort eine Vorrichtung zum Vorverdichten angeordnet ist.
Nach dem Gedanken der Erfindung ist die Vorrichtung zum Verdichten eine Vib rationsvorrichtung, die mit einem ohnehin vorhandenen Dosierschieber verbun- den ist. Anstelle von Stäben, die in die Aufgabevorrichtung reichen und die Vibra tionsenergie in das Mahlgut leiten, ist nach dem Gedanken der Erfindung vorge sehen, dass der Dosierschieber vibriert und die Vibrationsenergie in das Mahlgut leitet und damit das lockere Mahlgut in Schwingung versetzt. Durch die Schwin gungen verhält sich das Mahlgut so, als sei es fluidisiert. Die Vibrationsvorrich tung hat also die Wirkung, dass das Mahlgut besser fließt, weil durch die Vibrati on die Mahlgutpartikel in einer fließbettähnlichen Bewegung gehalten werden.
Die einzelnen Mahlgutpartikel fallen durch die Schwingungen in dem Fließbett nach unten in Richtung des Walzenspaltes und im Mahlgut dispergierte Luft aus dem Mahlgut entweicht nach oben durch das nachfließende Mahlgut in die freie Atmosphäre.
Die Vibrationsvorrichtung kann an die nach außen gewandte Seite des Dosier schiebers angeordnet sein und den Dosierschieber in Vibration versetzen. Der Dosierschieber nimmt damit die Funktion eines Rüttelbleches ein.
Um den Energieeintrag in das Mahlgut zu erhöhen, kann vorgesehen sein, dass flossenförmige Extensionen auf der zum Mahlgut gewandten Seite des Dosier schiebers angeordnet sind, welche die Vibrationsenergie in das Mahlgut nahe der Kompaktionszone leiten. Diese Extensionen sind im einfachsten Fall etwa drei eckige oder parallelogrammartige Flossen, die wie senkrechte Leitbleche auf der Oberfläche des Dosierschiebers stehen. Je nach Breite der Mahlwalze können nur eine flossenförmige Extension oder auch zwei, drei oder mehr flossenförmige Extensionen etwa parallel zueinander angeordnet sind.
Die Größe des Energieeintrages durch die Vibration in das Mahlgut spielt auch eine Rolle bei der Effektivität der Fluidisierung. Im Betrieb hat es sich als Vorteil haft erwiesen, wenn sich der mechanische Energieeintrag zwischen 0,1 kJ/m3 und 1 kJ/m3 Mahlgut befindet. Ist das Mahlgut in einer Kreislaufmühle oder Um laufmühle recht fein, so reicht ein geringerer Energieeintrag in das feine Mahlgut. Allerdings ist der Energieeintrag bei sehr feinem Mahlgut nur mit einer hohen Oberfläche der Vibrationsvorrichtung zu erreichen. Bei gröberem Mahlgut, bei- spielsweise in einer Kreislaufmühle mit geringerer Umlaufzahl muss der Energie eintrag größer sein. Allerdings ist der mechanische Energieeintrag bei gröberem Mahlgut leichter erreichbar. Wieder anders ist es bei Mahlgut mit einer sehr brei ten Korngrößenverteilung, wenn sehr feines Mahlgut aus dem Umlauf gemischt ist mit grobem Mahlgut aus dem Frischgutzulauf. Für inhomogenes Mahlgut hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Energieeintrag durch Regelung der Leistung variiert wird. Um die Wirkung der Vibrationsvorrichtung zu optimieren, ist es möglich, die Vibrationsintensität, damit den tatsächlichen mechanischen Ener gieeintrag durch einen Regelkreis zu regeln, wobei als Eingangsparameter die Energieaufnahme der Vibrationsvorrichtung gewählt ist. Sofern die Energieauf nahme hoch oder höher als ein zuvor bestimmter Sollwert ist, bewirkt die Rege lungsvorrichtung eine Verringerung der Vibrationsintensität, denn im verdichteten Material arbeitet die Vibrationsvorrichtung ohne weitere Verdichtungswirkung, so dass der mechanische Energieeintrag in das Mahlgut unnötig erhöht ist. Die Ver ringerung der Vibrationsintensität hat zur Folge, dass im laufenden Betrieb der Hochdruckwalzenpresse neues, unverdichtetes Material nachfließt und somit sich der mechanische Energieeintrag wieder verringert, was eine geringere Dichte des Mahlguts über und am Anfang der Kompaktionszone anzeigt. Die Regelungsvor richtung regelt in diesem Fall die Vibrationsvorrichtung wieder in einen Betriebs zustand mit erhöhter Intensität, bis sich ein stationäres Gleichgewicht zwischen Vibrationsintensität der Vibrationsvorrichtung und deren Energieaufnahme, aus dem die Mahlgutdichte ableitbar ist, einstellt. Die Energieaufnahme und der tat sächliche mechanische Energieeintrag in das Mahlgut stehen zwar in Verbindung miteinander. Allerdings kann die Korngrößenverteilung und die Mahlgutbeschaf fenheit, zum Beispiel durch variierende Feuchtigkeit oder durch unterschiedlichen Lufteinschluss unterschiedlich fluidisiert, den tatsächlichen mechanischen Ener gieeintrag bei konstanter Energieaufnahme der Vibrationsvorrichtung beeinflus sen. Zur Bildung einer Regelschleife kann die Energieaufnahme der Vorrichtung zur Verdichtung selbst als Eingangsgröße genutzt werden. Es ist auch zielführend, die Energieaufnahme des Walzenantriebes als Regeleingangsgröße zu nutzen, denn eine erhöhte Energieaufnahme zeigt eine höhere Schüttdichte des Mahl guts an und eine geringere Energieaufnahme des Walzenantriebes zeigt eine geringere Schüttdichte des Mahlguts an. Bei diesem Regelprinzip ist darauf zu achten, dass Durchgänge von größeren Mahlgutpartikeln oder nicht durch Hoch druck zerkleinerbare Materialien, wie Metallstücke, die eine kurzzeitige erhöhte Energieaufnahme des Mahlwalzenantriebs erzeugen, in die Regelschleife einge- hen, um dadurch ein Ausbreiten der Störung durch die Passage des nicht zer kleinerbaren Mahlgutpartikels in der Hochdruckwalzenpresse zu verhindern.
Noch eine weitere Regeleingangsgröße kann die Mahlwalzengeschwindigkeit sein. Je schneller die Hochdruckrollenpressenwalze rotiert, desto intensiver muss die Vorrichtung zur Verdichtung arbeiten, hier die Vibrationsvorrichtung vibrieren, um das nun schneller in den Walzenspalt fließende Mahlgut in kürzerer Zeit zu verdichten.
Der Energieeintrag kann durch Erhöhung der Vibrationsamplitude der Vibrations vorrichtung beeinflusst werden als auch durch die Frequenz der Vibration. Je nach Bauart kann bei elektrisch angeregten Vibrationsvorrichtungen die Fre quenz durch Variation der Anregungsfrequenz variierbar sein. Bei pneumatischen Vibrationsvorrichtungen ist eine Frequenzvariation in der Regel auch möglich. Die Arbeitsfrequenz üblicher und am Markt erhältlicher Betonrüttler können im Be reich zwischen 800 min 1 (ca. 13 Hz) und 9.000 min 1 (150 Hz) eingestellt wer den. Als Anregungsfrequenz zur Fluidisierung des Mahlguts hat es sich als be sonders wirksam erwiesen, wenn die Vibrationsfrequenz zwischen 10 Hz und 60 Hz liegt.
Anregungen mit geringerer Frequenz im Bereich von 10 Hz eigen sich zur Locke rung von gröberen Mahlgutpartikeln. Allerdings kann die geringere Frequenz, die möglicherweise eine Resonanz- oder Eigenfrequenz des Dosierschiebers sein könnte, besondere Belastung für die Mechanik oder die Hydraulik des Dosier schiebers darstellen. Höhere Frequenzen, wie zum Beispiel 50 Hz oder 60 Hz, was übliche Stromnetzfrequenzen sind, eignen sich zur Lockerung von feinerem Mahlgut. Diese Frequenzen liegen in der Regel weit höher als Eigenfrequenzen des mechanischen Aufbaus des Dosierschiebers und stellen damit geringere me chanische Belastungen für den Dosierschieber dar.
In besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vibrations vorrichtung manuell ausgelöst werden kann, um bei möglichen Störungen der Hochdruckrollenpressenwalze oder bei blockiertem Fluss des Mahlguts die Vibra tionsvorrichtung auszulösen, wodurch seinerseits der Materialfluss des Mahlguts wieder ausgelöst wird.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine skizzierte Seitenansicht auf eine Hochdruckwalzenpresse mit ei nem Dosierschieber mit Vibrationsvorrichtung,
Fig. 2 einen Dosierschieber, wie er in der Hochdruckwalzenpresse nach Fig.
1 eingesetzt ist, mit flossenförmigen Extensionen,
Fig. 3 einen Dosierschieber, wie er in der Hochdruckwalzenpresse nach Fig.
1 eingesetzt ist, mit alternativen flossenförmigen Extensionen,
Fig. 4 eine skizzierte Seitenansicht auf eine weitere Hochdruckwalzenpresse mit einem alternativen Dosierschieber mit Vibrationsvorrichtung,
Fig. 5 einen Dosierschieber, wie er in der Hochdruckwalzenpresse nach Fig.
4 eingesetzt ist, mit alternativen flossenförmigen Extensionen und Schleißkanten,
Fig. 6 ein Vibrationsdiagramm, dass die Wirkung der Vibrationsvorrichtung zeigt.
In Figur 1 ist eine skizzierte Seitenansicht auf eine Hochdruckwalzenpresse 100 mit einem Dosierschieber 111 abgebildet. Am Dosierschieber 111 ist eine Vibra- tionsvorrichtung 110 befestigt, die den Dosierschieber 111 in Vibration versetzt. Mahlgut 101 in einer Aufgabevorrichtung 104 wird durch den vibrierenden Do sierschieber 111 fluidisiert. Dabei entweicht eingeschlossene Luft L aus dem Mahlgut 101 heraus. Der Dosierschieber 111 reicht je nach Stellung bis nahe an die Kompaktionszone 105 heran, die hier durch das Muster und die Grenze in nerhalb des Mahlguts 101 hervorgehoben ist. Das Mahlgut 101 wird durch die beiden gegenläufig rotierenden Walzen 103 und 103' durch den Walzenspalt 102 gezogen, wo das Mahlgut einen Gefügebruch ausbildet und dabei zerkleinert wird.
In Figur 2 ist eine alternative Ausgestaltung des Dosierschiebers 111 dargestellt. Der Dosierschieber 111 weist flossenförmige Extensionen 120 auf, die wie Leit bleche senkrecht auf der Oberfläche des Dosierschiebers 111 stehen. Die Exten sionen 120 leiten die Vibrationsenergie in das Mahlgut 101. Da der Dosierschie ber 111 in seiner Stellung variierbar ist, folgen die Extensionen 120 dem Dosier schieber 111.
In Figur 3 ist eine weitere alternative Ausgestaltung des Dosierschiebers 111 dargestellt. Der hier dargestellte Dosierschieber 111 weist flossenförmige Exten sionen 121 auf, die wie ebenfalls wie Leitbleche senkrecht auf der Oberfläche des Dosierschiebers 111 stehen. Die Extensionen 121 leiten die Vibrationsener gie in das Mahlgut 101. Da der Dosierschieber 111 in seiner Stellung variierbar ist, folgen die Extensionen 121 dem Dosierschieber 111. Besonders an den Ex tensionen 121 ist, dass diese parallelogrammartig aufgebaut sind und mit einer Verlängerung am Fuße der Extensionen 121 näher an die Kompaktionszone 105 heranreichen.
In Figur 4 ist eine skizzierte Seitenansicht auf eine weitere Hochdruckwalzen presse 200 mit einem alternativen Dosierschieber 211 mit Vibrationsvorrichtung 210 gezeigt. Der hier gezeigte Dosierschieber kann wie ein Mönch eines Stau sees in der Höhe verstellt werden. Die Vibrationsvorrichtung 210 bringt durch den Dosierschieber 211 Vibrationsenergie in das Mahlgut 101 in der Aufgabevorrich- tung 204. Dabei entweicht Luft L aus dem Mahlgut an der eingezeichneten Stelle, nämlich zwischen Dosierschieber 211 und der benachbarten Wand der Aufgabe vorrichtung. Auch dieser Dosierschieber 211 reicht je nach Stellung bis unmittel bar an die Kompaktionszone 205 heran, die hier durch das Muster und die Gren ze innerhalb des Mahlguts 101 hervorgehoben ist. Das Mahlgut 101 wird durch die beiden gegenläufig rotierenden Walzen 203 und 203' durch den Walzenspalt 202 gezogen, wo das Mahlgut einen Gefügebruch ausbildet und dabei zerkleinert wird. Eine Regelvorrichtung 230 kann vorgesehen sein, welche die Vibrationsin tensität und/oder die Vibrationsfrequenz regelt und zwar in Abhängigkeit von mindestens einer Eingangsgröße wie Rotationsvibration der Walzen 203, 203', Vibration des Walzenpressenrahmens, Energieaufnahme der Vibrationsvorrich tung 210, Energieaufnahme des Walzenantriebes.
In Figur 5 ist eine weitere alternative Ausgestaltung des Dosierschiebers 211 dargestellt. Der hier dargestellte Dosierschieber 211 weist auch flossenförmige Extensionen 220 auf, die wie ebenfalls wie Leitbleche senkrecht auf der Oberflä che des Dosierschiebers 211 stehen. Die Extensionen 220 leiten die Vibrationse nergie in das Mahlgut 101. Da der Dosierschieber 211 in seiner Stellung variier bar ist, folgen die Extensionen 220 dem Dosierschieber 211. Besonders an den Extensionen 220 ist, dass diese dreieckig aufgebaut sind und auf der nach oben gerichteten Kante eine Schleißkante 222 aufweisen. Die Schleißkante 222 ist aus gehärtetem Stahl aufgebaut oder durch eine Auftragsschweißung verstärkt.
In Figur 6 ist schließlich ein Diagramm dargestellt, in dem die Walzenspaltbreite d einer im Betrieb befindlichen Hochdruckwalzenpresse über die Zeit t dargestellt ist. Ohne Vibration der Vibrationsvorrichtung erleben die Walzen erhebliche Schläge und vibrieren mit einer nicht mehr vernachlässigbaren Amplitude, her vorgerufen durch einen unregelmäßigen Spalt. Diese Ausschläge belasten die Mahlwalze erheblich und wirken sich auch auf die Mahleffizienz nachteilig aus. In dem Diagramm wurde nach ca. 30 s die Vibrationsvorrichtung eingeschaltet. Der Walzenspalt variiert nun mit erheblich geringerer Amplitude und zeigt dadurch einen wesentlich ruhigeren Lauf. Der ruhigere Lauf der Walzen belastet die Hochdruckwalzenpresse weniger und der ruhige Lauf erhöht die Mahleffizienz in Bezug auf Energieeintrag und notwendige Um laufzahl des Mahlguts, so dass im Endeffekt mit weniger Energieeinsatz ein feineres Mahlgut erhalten wird, und wo bei das Mahlgut mit weniger Umläufen die Hochdruckwalzenpresse passieren muss.
B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E Hochdruckwalzenpresse 202 Walzenspalt Mahlgut 203 Walze Walzenspalt 203' Walze Walze 204 Aufgabevorrichtung ' Walze 205 Kompaktionszone Aufgabevorrichtung 210 Vibrationsvorrichtung Kompaktionszone 211 Dosierschieber Vibrationsvorrichtung 220 Extensionen Dosierschieber 222 Schleißkante Extensionen 230 Regelvorrichtung Extensionen L entweichende Luft
Hochdruckwalzenpresse

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Hochdruckwalzenpresse (100, 200) zur Hochdruckzerkleinerung von Mahl gut (101) in einem Walzenspalt (102, 202), aufweisend zwei gegenläufige Walzen (103 , 103', 203, 203'), die zwischen sich den Walzenspalt ausbilden (102, 202), welchen das zu zerkleinernde Mahlgut (101) bei der Zerkleinerung unter Hochdruck passiert und da bei im Walzenspalt (102, 202) einen Bruch im Gefüge des Mahlguts (101) ausbildet, und eine Aufgabevorrichtung (104, 204), die das Mahlgut (101 ) gleichmä ßig auf den Walzenspalt (102, 202) aufgibt, wobei das Volumen des aufgegebenen Mahlguts (101) eine Kompaktionszone (105, 205) aus bildet, die von etwa der Mitte des Walzenspaltes (102, 202) bis kurz über die Mitte des Walzenspaltes (102, 202) reicht, wobei eine Vorrichtung zum Vorverdichten des Mahlguts (101) in Form einer Vibrationsvorrichtung (110, 210) oberhalb der Kompaktionszone (105, 205) angeordnet ist und bis nahe an die Kompaktionszone (105, 205) heranreicht, und wobei ein Dosierschieber (111, 211) innerhalb der Aufgabevorrichtung (104, 204) angeordnet ist, mit dessen Hilfe der Aufgabeort und die Aufgabemenge des Mahlguts (101) auf den Walzenspalt (102, 202) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationsvorrichtung (110, 210) mit dem Dosierschieber (111, 211) ver bunden ist, wobei der Dosierschieber (111 , 211 ) die Vibrationsenergie der Vibrationsvorrichtung (110, 210) in die Kompaktionszone (105, 205) leitet.
2. Hochdruckwalzenpresse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass flossenförmige Extensionen (120, 121, 220) auf der zum Mahlgut (101) ge wandten Seite des Dosierschiebers (111, 211) angeordnet sind, welche die Vibrationsenergie in die Kompaktionszone (105, 205) leiten.
3. Hochdruckwalzenpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die flossenförmigen Extensionen (220) auf der zum Mahlgut (101) gewand ten Seite des Dosierschiebers (111, 211) eine Schleißkante (222) auf der nach oben gerichteten Seite der Extensionen Extensionen (220) aufweisen, welche aus gehärtetem Stahl oder aus einer Auftragsschweißung aufgebaut sind.
4. Hochdruckwalzenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationsvorrichtung (110, 210) mit einer Frequenz zwischen 10 Hz und 150Hz arbeitet, bevorzugt mit einer Frequenz zwischen 10 Hz und 60 Hz arbeitet und einen Energieeintrag zwischen 0,1 kJ/m3 und 10 kJ/m3, bevor zugt zwischen ,1 kJ/m3 und 1,0 kJ/m3in das Mahlgut (101) leistet.
5. Hochdruckwalzenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationsvorrichtung (210) eine Regelvorrichtung (230) aufweist, welche die Vibrationsintensität nach deren aufgenommener Energie zum Betrieb regelt, wobei eine erhöhte Energieaufnahme in einer Verringerung der Vibrationsintensität und eine verringerte Energieaufnahme in einer Er höhung der Vibrationsintensität resultiert.
6. Hochdruckwalzenpresse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (230) zusätzlich nach der Energieaufnahme des Wal zenantriebs regelt, wobei eine erhöhte Energieaufnahme des Walzenan triebs in einer Verringerung der Vibrationsintensität und eine verringerte Energieaufnahme in einer Erhöhung der Vibrationsintensität resultiert.
7. Hochdruckwalzenpresse nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationsvorrichtung (210) zusätzlich nach der Spaltbreite zwischen Walzen (103 , 103', 203, 203'), geregelt wird, wobei eine erhöhte Spaltbreite in einer Erhöhung der Vibrationsintensität und eine verringerte Spaltbreite in einer Verringerung der Vibrationsintensität resultiert.
8. Hochdruckwalzenpresse nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationsvorrichtung (110, 210) zusätzlich nach der Vibrationsintensität der Walzen (103 , 103', 203, 203'), geregelt wird, wobei mit zunehmender Vibrationsamplitude oder der Zunahme einer ausgewählten Linearkombina tionen von Schwingungsfrequenzanteilen die Vibrationsintensität erhöht wird und umgekehrt.
9. Hochdruckwalzenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine manuelle Auslösevorrichtung für die Vibrationsvorrichtung (210) vorgesehen ist.
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