DE102006003230A1

DE102006003230A1 - Walzen-Paar für Hochdruck-Walzenpressen zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes

Info

Publication number: DE102006003230A1
Application number: DE200610003230
Authority: DE
Inventors: Christian Splinter
Original assignee: KHD Humboldt Wedag AG
Current assignee: KHD Humboldt Wedag AG
Priority date: 2006-01-24
Filing date: 2006-01-24
Publication date: 2007-07-26

Abstract

Um Walzen für Hochdruck-Walzenpressen zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes so auszubilden, dass ein Abfall der Mahlleistung an den Randbereichen der Walzen möglichst nicht oder nur verringert auftritt und dass die ursprüngliche Kontur der Walzenoberflächen möglichst lange über viele Betriebsstunden erhalten bleibt, wird erfindungsgemäß ein durch den Walzenspalt voneinander getrenntes Walzen-Paar vorgeschlagen, bei dem die eine zylindrische Walze sich im Randbereich (11a, 11b) zum stirnseitigen Rand hin im Durchmesser konisch verjüngt, während die gegenüberliegende andere zylindrische Walze im durch den Walzenspalt (12) der erstgenannten Walze getrennten Randbereich (10a, 10b) zum stirnseitigen Rand hin im Durchmesser anwächst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Walzen-Paar für Hochdruck-Walzenpressen mit zwei drehbar gelagerten gegenläufig rotierbaren und durch einen Walzenspalt voneinander getrennten Walzen zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes.

Bei Walzenmühlen wird körniges sprödes Mahlgut in den Walzenspalt, durch den die beiden drehbar gelagerten gegenläufig rotierbaren Walzen voneinander getrennt sind, eingezogen und dort einer Druckzerkleinerung unterworfen. Bekannt ist auch die sogenannte Gutbettzerkleinerung im Walzenspalt einer Hochdruck-Walzenmühle, auch Rollenpresse genannt, bei der die einzelnen Partikel des durch Reibung in den Walzenspalt eingezogenen Mahlgutes in einem Gutbett, d. h. in einer zwischen den beiden Walzenoberflächen zusammengedrückten Materialschüttung bei Anwendung eines hohen Druckes gegenseitig zerquetscht werden. Dabei sind die Walzenoberflächen einer hohen Verschleißbeanspruchung ausgesetzt. Der Pressdruck im Walzenspalt fällt zu den beiden Randbereichen der Walzen hin erheblich ab. Dadurch verringert sich zum einen die Mahlleistung der Rollenpresse, und zum anderen verschleißen die Walzenoberflächen der Rollenpressen nicht gleichmäßig.

So ist es aus der DE-A-39 04 678 1 bekannt, dass sich beim Betrieb von solchen Rollenpressen zur Gutbettzerkleinerung ein mulden- oder wannenförmiges Verschleißprofil (sogenannter Badewannenef fekt) der Walzenoberflächen ergibt, weil die Walzenoberflächen an den Randbereichen nicht so stark verschleißen wie an den übrigen Oberflächenbereichen, so dass nach einer bestimmten Betriebszeit an den Walzenrändern vorstehende Wülste entstehen, die dann künstlich abgeschliffen werden mussten. Daher ist bereits vorgeschlagen worden, den Werkstoff der Walzenoberflächen in den Randbereichen weniger verschleißfest zu machen als in den übrigen Bereichen der Walzenoberfläche, oder bei beiden Walzen von Anfang an den Walzendurchmesser zu den Walzenrändern hin- abnehmen zu lassen.

Bisher hat man die konische Ausbildung der Walzenränder bei den an sich zylindrischen Walzen immer spiegelbildlich gleich bei beiden sich gegenüberliegenden Walzen eines Walzen-Paares vorgenommen. Dies wird auch belegt durch den aus DE-C-702 059 und DE-C 1 050 640 bekannten Stand der Technik.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Walzen für die beschriebenen Hochdruck-Walzenpressen so auszubilden, dass ein Abfall der Mahlleistung an den Randbereichen der Walzen nicht oder nur verringert auftritt und dass die ursprüngliche Kontur der Walzenoberflächen möglichst fange über viele Betriebsstunden erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einem Walzen-Paar mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Walzen-Paar ist so ausgebildet, dass die eine zylindrische Walze sich im Randbereich zum stirnseitigen Rand hin im Durchmesser konisch verjüngt, während die gegenüberliegende andere zylindrische Walze im durch den Walzenspalt von der erstgenannten Walze getrennten Randbereich zum stirnseitigen Rand hin im Durchmesser entsprechend so anwächst, dass der Walzenspalt durchgängig etwa konstant und parallel bleibt. Durch die zum Randbereich hin steigende Durchmesserdifferenz beider Walzen kommt es zu unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten an den Randbereichen der Walzenoberflächen. Hierdurch entstehen zusätzlich zu den Druckkräften Scherkräfte, durch welche die Mahlleistung im Walzenspalt an den Randbereichen vergrößert wird. Außerdem resultiert dadurch in den Randbereichen der Walzen ein Schlupf und ein größerer Verschleiß, welcher der oben beschriebenen Ausbildung eines mulden- oder wannenförmigen Verschleißprofiles der Walzenoberflächen entgegenwirkt.

Der Kegelwinkel der konischen Randbereiche der Walzen ist so klein zu wählen, dass der Oberflächenverschleiß der Walzenrandbereiche an den Oberflächenverschleiß der zylindrischen Walzenbereiche angepasst ist. Der Verschleiß an den konischen Walzenrandbereichen soll also nicht größer werden als der Verschleiß an den zylindrischen Walzenoberflächenbereichen. Diese Maßgabe wird eingehalten, wenn der Kegelwinkel der konischen Randbereiche der Walzen zu der durch den Walzenspalt gedachten bzw. geführten Symmetrieebene in einem Bereich von etwa 5° bis etwa 30° liegt.

Als weiterer Verschleißschutz können sowohl die zylindrischen Bereiche als auch die konischen Randbereiche der Walzen radiale Ausnehmungen aufweisen, in die radial d. h. senkrecht zur Walzendrehachse angeordnete von der Walzenoberfläche vorstehende Hartkörper wie z. B Noppenbolzen eingesetzt sind. Bei dieser sogenannten Rasterpanzerung stehen die Noppenbolzen mit einer so großen Höhe von der Walzenoberfläche vor und sie sind mit einem solchen Abstand voneinander angeordnet, dass im Betrieb der Walzenpresse auf der Walzenoberfläche die Zwischenräume zwischen den Noppenbolzen mit dem zusammengepressten feinkörnigen Gutmaterial ausge füllt bleiben, welches dann einen autogenen Verschleißschutz für die Walzenoberflächen bildet und aufgrund seiner Rauhigkeit auch noch ein gutes Einzugsverhalten der Walzen vermittelt.

Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt:
1: ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Walzen-Paares in Draufsicht,
2: ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Walzen-Paares in Draufsicht, und
3: ausschnittsweise vergrößert den rechten Randbereich einer Walze ausgestattet mit der Rasterpanzerung.
1 zeigt in Draufsicht zwei in einem nicht dargestellten Maschinenrahmen drehbar gelagerte nebeneinander liegende gegenläufig rotierbare Walzen 10, 11, die durch einen Walzenspalt 12 voneinander getrennt sind, in dem körniges Gut unter Anwendung eines hohen Pressdruckes der oben beschriebenen Gutbettzerkleinerung unterworfen wird. Dabei ist die eine Walze als Festwalze ausgebildet, die sich über ihre Lagergehäuse unmittelbar am Maschinenrahmen abstützen kann, während sich die andere Walze als Loswalze über deren Lagergehäuse an Hydraulikzylindern abstützt, mit denen die Walzenpresskraft aufgebracht wird.
Nach 1 hat die eine zylindrische Walze 11 an beiden Stirnseiten zum Walzenende hin jeweils einen konisch verjüngten Randbereich 11a und 11b, während sich die andere gegenüberliegende Walze 10 an beiden Randbereichen 10a und 10b im Durchmesser zum Walzenrand hin entsprechend konisch vergrößert. Die aus dem schrägen Walzenspalt an beiden Walzenrandbereichen resultierenden beim Betrieb der Walzenpresse auf die Walzen ausgeübten Axialkräfte heben sich auf.
Als Alternative zu 1 sind beim Ausführungsbeispiel der 2 beide durch den Walzenspalt 13 voneinander getrennte Walzen 14 und 15 baugleich, indem beide Walzen sich jeweils an einem Randbereich 14a und 15a im Durchmesser konisch verjüngen und am jeweiligen anderen Randbereich 14b und 15b im Durchmesser entsprechend konisch vergrößern.
Anhand der 3 wird gezeigt, dass sowohl der zylindrische Bereich 16 als jeweils auch der konische Randbereich 17 um den Walzenumfang verteilte radial angeordnete Ausnehmungen aufweisen können, in die radial angeordnete von der Walzenoberfläche vorstehende Hartkörper wie z. B. Noppenbolzen 18 eingesetzt sind. Bei dieser sogenannten Rasterpanzerung stehen die Noppenbolzen 18 mit einer so großen Höhe von der Walzenoberfläche vor und sie sind mit einem solchen Abstand voneinander angeordnet, dass im Betrieb der Rollenpresse auf der Walzenoberfläche die Zwischenräume zwischen den Noppenbolzen 18 mit dem zusammengepressten feinkörnigen Gutmaterial ausgefüllt bleiben, welches den idealen autogenen Verschleißschutz für die Walzenoberflächen bildet und aufgrund seiner Rauhigkeit auch ein gutes Einzugsverhalten vermittelt.
Die konisch sich verjüngenden als auch erweiternden Randbereiche der Walzen können statt die Kontur eines Kegelstumpfes auch eine kurvenförmig gewölbte Kontur wie z. B. Abschnitt eines Kreisbogens, Parabel etc. aufweisen.

Claims

Walzen-Paar für Hochdruck-Walzenpressen mit zwei drehbar gelagerten gegenläufig rotierbaren und durch einen Walzenspalt voneinander getrennten Walzen (10, 11 bzw. 14, 15) zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes, dadurch gekennzeichnet, dass die eine zylindrische Walze sich im Randbereich (11a, 11b, 15a) zum stirnseitigen Rand hin im Durchmesser konisch verjüngt, während die gegenüberliegende andere zylindrische Walze im durch den Walzenspalt (12 bzw. 13) von der erstgenannten Walze getrennten Randbereich (10a, 10b, 14b) zum stirnseitigen Rand hin im Durchmesser anwächst.
Walzen-Paar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelwinkel der konischen Randbereiche der Walzen so klein gewählt ist, dass der Oberflächenverschleiß der Walzenrandbereiche an den Oberflächenverschleiß der zylindrischen Walzenbereiche angepasst ist.
Walzen-Paar nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelwinkel der konischen Randbereiche der Walzen zu der durch den Walzenspalt geführten Symmetrieebene in einem Bereich von etwa 5° bis etwa 30° liegt.
Walzen-Paar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Walze (11) sich an beiden Randbereichen (11a, 11b) im Durchmesser konisch verjüngt, während sich die andere (gegenüberliegende) Walze (10) an beiden Randbereichen (10a, 10b) im Durchmesser konisch vergrößert (1).
Walzen-Paar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Walzen (14, 15) baugleich sind, indem beide Walzen sich jeweils an einem Randbereich (14a, 15a) im Durchmesser konisch verjüngen und am anderen Randbereich (14b, 15b) im Durchmesser konisch vergrößern (2).
Walzen-Paar nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die zylindrischen Bereiche (16) als auch die konischen Randbereiche (17) der Walzen radiale Ausnehmungen aufweisen, in die radial angeordnete von der Walzenoberfläche vorstehende Hartkörper wie z. B. Noppenbolzen (18) für den autogenen Verschleißschutz eingesetzt sind (3).
Walzen-Paar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die konischen Randbereiche (10a, 10b, 11a, 11b, 14a, 14b, 15a, 15b) der Walzen statt die Kontur eines Kegelstumpfes eine kurvenförmig gewölbte Kontur wie z. B. Abschnitt eines Kreisbogens, Parabel etc. aufweisen.