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Die
Erfindung betrifft das technische Gebiet der Prallmühlen. Sie
betrifft eine Prallmühle
gemäß den Merkmalen
des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft insbesondere
eine Prallmühle mit
einem Gehäuse,
in welchem ein Rotor und eine Mahlbahn angeordnet sind, wobei die
Mahlbahn unter Verwendung einer Steuereinrichtung in Mahlstellung
zum Rotor gehalten wird und über
die Steuereinrichtung eine Veränderung
des Mahlspalts eingestellt werden kann, wobei die Mahlbahn über eine
Lenkeranordnung am Gehäuse
angelenkt ist.
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Aus
der
US 5 890 666 A ist
eine Prallmühle bekannt,
bei welcher Prallwerk und Mahlbahn miteinander gekoppelt sind. Das
Prallwerk und die daran angeordnete Mahlbahn sind in einer Achse
aufgehängt,
welche das Gewicht dieses Aufbaus trägt. Kolben-Zylinderanordnungen
dienen der Winkeleinstellung des Prallwerks und der Mahlbahn. Ferner
offenbart die
DE 41
16 134 A1 eine Verwendung von Erfassungsmitteln zur Veränderung
der Weite eines Aufgabemauls einer Prallmühle.
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Aus
der
DE 43 43 406 C1 ist
eine Prallmühle der
eingangs genannten Art bekannt. Die Mahlbahn der Mühle liegt
auf einer am Gehäuse
der Prallmühle angeordneten
Schiene oder Platte verschiebbar auf und ist über Lenker mit einer schwenkbaren
Rückwand
des Gehäuses
verbunden. Die Schiene oder Platte ist über Sollbruchelemente an dem
Gehäuse abgestützt. Bei
einer Überlast
zwischen Mahlbahn und Rotor brechen die Sollbruchelemente. Die Mahlbahn
schwenkt dann mit der unterliegenden Platte nach unten, und der
Mahlspalt zwischen Mahlbahn und Rotor wird geöffnet. Dabei wird das Mahlgut,
einschließlich
der für
die Überlast
ursächlichen
unzerkleinerbaren Fremdkörper
aus dem aufgeklappten Mahlspalt freigegeben, um Beschädigungen
der Mahlbahn durch solche Fremdkörper
zu vermeiden.
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Die
Wiederherstellung des Betriebszustands bedingt einen Ersatz der
Sollbruchelemente und damit Ausfallzeiten. Außerdem ist das Ansprechverhalten
der Sollbruchelemente schwer einstellbar und der Mahlspalt wird
durch ein Abkippen der Mahlbahn unter gleichzeitiger Veränderung
der Winkellage der Mahlbahn ungleichmäßig geöffnet.
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Hier
greift die Erfindung ein.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, bei Überlast
an der Mahlbahn den Mahlspalt zwischen Mahlbahn und Rotor reaktionsschnell
so zu öffnen,
dass das Mahlgut aus dem Mahlspalt vollständig in Lastrichtung ausgeworfen
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Prallmühle
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Die
Lenkeranordnung der Prallmühle
hat wenigstens einen Lenker vorgegebener Länge, der unter Verschwenken
der Mahlbahn um eine vorgegebene Schwenkachse schwenkbar ist, um
den Mahlspalt zu öffnen.
Die Mahlbahn schwenkt in diesem Fall entlang einer von der Lenkeranordnung
bestimmten Kurvenbahn nach unten und außen und der Mahlspalt wird
geöffnet.
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Die
erfindungsgemäße Prallmühle weist
eine am Gehäuse
abgestützte
hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung auf. Diese hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung
ist mit der Mahlbahn gelenkig verbunden. Der Steuereinrichtung sind
Erfassungsmittel für eine
auf die Mahlbahn wirkende Überlast
zugeordnet, die derart ausgebildet sind, dass die Kolben-Zylinder-Anordnung
bei Überlast
an der Mahlbahn druckentlastet oder umgesteuert wird.
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Die
Kolben-Zylinder-Anordnung hält
die Mahlbahn in ihrer Stellung zum Rotor und bringt eine hydraulische
Kraft auf, welche die zwischen Mahlbahn und Rotor wirkende Mahlkräfte während des Mahlvorgangs
kompensiert. Es ist erfindungsgemäß demnach nicht erforderlich,
dass die Mahlbahn unterliegende Stütz- oder Trageelemente aufweist.
Die Mahlbahn wird über
die von der Lenkeranordnung und der Kolben-Zylinder-Anordnung aufgenommenen
Kräfte
in Ihrer Mahlstellung gehalten. Die tragenden Bauteile sind daher
sämtlich
schwenkbar oder/und längenveränderlich
und machen daher die Ausschwenkung der Mahlbahn äußerst reaktionsschnell.
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Bei
Druckentlastung der Kolben-Zylinder-Einrichtung ist die Mahlbahn
lediglich durch die Lenkeranordnung in ihrer Bewegung beschränkt. Sie wird
durch die eigene Gewichtskraft oder die Gegensteuerung aus der Mahlstellung
herausbewegt. Die Bewegung erfolgt bis ein Anschlag erreicht ist
oder die Mahlbahn in der Lenkeranordnung hängt. Der Mahlspalt wird durch
die Bewegung der Mahlbahn erweitert und unzerkleinerbare Fremdkörper können austreten.
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Die
Druckentlastung der Kolben-Zylinderanordnung wird in Abhängigkeit
von der Erfassung einer Überlast äußerst reaktionsschnell
und gleichzeitig sensibel ausgeführt.
Eine Überlast
kann erfindungsgemäß auch mehrstufig
oder variabel aufgehoben werden. Je nach erfasster Überlast
kann die Druckentlastung in einer der Art oder Größe der Überlast angepassten
Weise erfolgen. Es ist beispielsweise möglich, die Druckentlastung
unter einer Längenkontrolle
durchzuführen,
so dass der Mahlspalt bei Auftreten einer Überlast zunächst nur geringfügig vergrößert oder
in rascher Abfolge in Schritten vergrößert wird, bis keine Überlast
mehr vorliegt.
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Die
erfindungsgemäße Ausbildung
erlaubt es, nach Aufhebung bzw. Verschwinden der Überlast die
Rückstellkraft
der Kolben-Zylinder-Einrichtung
erneut aufzubauen und die Mahlbahn kurzfristig wieder in Mahlstellung
zu bringen. Die Ausfallzeiten werden erheblich verringert.
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Da
die Anlenkung der Mahlbahn am Gehäuse im Freigabefall (bei Überlast)
ein geführtes
Wegschwenken der Mahlbahn vom Rotor bewirkt, wird verhindert, dass
die Bestandteile der Mahlbahn in den Schlagradius des Rotors gelangen.
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Vorzugsweise
ist die Mahlbahn über
zwei Lenkeranordnungen derart am Gehäuse abgestützt ist, dass sie einen vorgegebenen
Mahlspalt zum Rotor begrenzt und bei Druckentlastung der Kolben-Zylinder-Anordnung
unter Ausschwenken der Mahlbahn den Mahlspalt über dessen volle Länge öffnet.
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Durch
die Anlenkung der Mahlbahn über zwei
Lenkeranordnungen wird die Bewegung der Mahlbahn entlang einer Bewegungskurve
vorgegeben, wobei die Winkellange der Mahlbahn je nach Anlenkung
während
der Bewegung entlang der Bewegungskurve ver änderlich sein kann. Die Winkellage
der Mahlbahn ist jedoch an jedem Ort der Bewegungskurve durch die
Lenkeranordnungen vorgegeben. Um dies zu erreichen ist die Mahlbahn
in beabstandeten Achsen an die erste und die zweite Lenkeranordnung
angelenkt. Die hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung wiederum gibt
bei einer vorgegebenen Stelllänge
die Position der Mahlbahn auf der Bewegungskurve vor.
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Vorzugsweise
ist wenigstens eine der Lenkeranordnungen aus einem Lenkerpaar gebildet,
wobei das Lenkerpaar um eine gemeinsame Horizontalachse schwenkbar
an der Mahlbahn gelagert ist.
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Da
die Mahlbahn ein erhebliches Gewicht und eine beträchtliche
Ausdehnung entlang der Rotationsachse des Rotors aufweist, ist eine
Anlenkung der Mahlbahn an beabstandeten Punkten einer Schwenkachse
sinnvoll. Die Lenkeranordnung kann auch aus einer größeren Anzahl
von einzelnen Lenkern gebildet sein, wobei diese gemeinsame Anlenkachsen
(jeweils am Gehäuse
und an der Mahlbahn) aufweisen. Die Lenkeranordnung bzw. die Lenkerpaare
weisen für
den Betrieb eine vorgegebene Länge
auf. Die Lenkeranordnung kann dabei jedoch auch längenveränderliche
bzw. längenjustable
Einrichtungen aufweisen.
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Vorzugsweise
bildet die zweite Lenkeranordnung mit der ersten Lenkeranordnung
ein Lenkerparallelogramm, welches die Winkellage der Mahlbahn beim Öffnen und
Schließen
des Mahlspalts im wesentlichen konstant hält.
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Ein
Lenkerparallelogramm gewährleistet, dass
die Mahlbahn bei einem Schwenkvorgang durch die Anlenkung in ihren
beiden Anlenkachsen auf parallelen Kurvenbahnen geführt wird.
Der Mahlspalt wird entlang der gesamten Länge der Mahlbahn einheitlich
vergrößert oder
verkleinert. Ein Abkippen der Mahlbahn oder ein ungleichmäßiges Schwenken findet
nicht statt. Beim Heranschwenken der Mahlbahn an den Rotor (nach
Auswurf eines Fremdkörpers)
wird sichergestellt, dass die Mahlbahn in optimaler Ausrichtung
und Winkellage zum Rotor den Mahlspalt bildet.
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Es
ist vorteilhaft, wenn wenigstens eine der Lenkeranordnungen über eine
zweite Kolben-Zylinder-Anordnung am Gehäuse abgestützt ist. Über die zweite Kolben-Zylinder-Anordnung
kann die Winkellage der Mahlbahn zum Rotor eingestellt werden. Diese
Einstellung der Winkellage ist für
eine Anpassung des Mahlspaltes vorteilhaft.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Steuereinrichtung
so ausgebildet, dass die Kolben-Zylinder-Anordnung nach Aufhebung
der Überlast
unter Zurückschwenken
der Mahlbahn automatisch in die Mahlstellung zurückgestellt wird.
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Ein
automatisches Zurückschwenken
minimiert den Zeitraum des Durchtritts von ungemahlenem Mahlgut
und die Ausfallzeiten im Störfall.
Die Steuereinrichtung kann so ausgebildet sein, dass eine Mindestdauer
bzw. Mindestumdrehungszahl oder ein Stillstand des Rotors abgewartet
wird, bevor die Mahlbahn in die Mahlstellung zurückgeschwenkt wird.
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In
Weiterbildung der Erfindung sind Sicherheitsvorkehrungen möglich, welche
die Anzahl der Öffnungs-
und Zustellvorgänge
der Mahlbahn begrenzen. Sofern diese Anzahl in einem vorgegebenen
Zeitraum überschritten
wird, kann die Mahlbahn automatisch aus ihrer Mahlstellung ausgeschwenkt bleiben
und die Prallmühle
vom Wartungspersonal kontrolliert werden. In diesem Fall kann ein
dauerhafter Defekt vorliegen, der z. B. auf einen in der Mahlbahn
verklemmten Fremdkörper
zurückzuführen ist.
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Vorzugsweise
weisen die Erfassungsmittel ein Überdruckventil
auf.
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Das Überdruckventil
kann z. B. als ansteuerbares Überdruckventil
oder als selbstschließendes Überdruckventil
ausgebildet sein und gewährleistet ein
Ausschwenken der Mahlbahn aus der Mahlstellung und eine äußerst rasche
Reaktion, unabhängig von
einer Stellanweisung.
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Die
Erfassungsmittel weisen in einer weiteren vorteilhaften Ausführung eine
Druckmesseinrichtung auf.
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Die
Druckmesseinrichtung, z. B. gebildet mit Drucksensoren, erfasst
den auf die Mahlbahn ausgeübten
Druck, der bei einem Eintritt von Fremdkörpern in den Mahlspalt ansteigt.
Die Druckerfassung kann im Hydrauliksystem erfolgen, welches die
Mahlbahn in Stellung hält.
Eine kontinuierliche oder periodi sche Überwachung der Druckwerte erlaubt
eine differenzierte und flexible Reaktion auf eine Überlast,
da im Gegensatz zu einem Überdruckventil
auch charakteristische Merkmale der Druckwerte ausgewertet werden
können.
Eine der Druckmessung nachgeschaltete Auswerteeinrichtung kann die
Ansteuerung der der Kolben-Zylinder-Anordnung einleiten.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die
Erfindung wird nun anhand eines in den beiliegenden Zeichnungen
schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Die
Zeichnungen zeigen:
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in 1 Bestandteile
einer erfindungsgemäßen Prallmühle gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel,
wobei sich die Mahlbahn in der Mahlstellung befindet und mit dem
Rotor einen Mahlspalt begrenzt;
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in 2 die
Prallmühle
aus 1, wobei die Mahlbahn in Freigabestellung geschwenkt
ist und der Mahlspalt über
die volle Länge
geöffnet
ist;
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in 3 die
Mahlbahn gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
wobei ein Gehäuseteil
der Prallmühle
aufgeschwenkt ist und die Mahlbahn in eine Wartungsposition gebracht
ist.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Prallmühle. Die
Mühle weist
einen Rotor 1 auf, an dem Schlagmittel 12 angeordnet
sind. Eine Mahlbahn 2 ist mit Schleißbalken 13 versehen, die
entlang einer Kurvenlinie in vorgegebenem Abstand von einer Umfangsfläche 11 des
Rotors angeordnet sind und gemeinsam einen Mahlspalt 3 begrenzen.
Von dem Gehäuse 4 der
Prallmühle
ist in den 1 und 2 nur ein
Gehäuseteil 10 dargestellt.
Die Mahlbahn 2 ist über
Lenker 5 und 6 am Gehäuseteil 10 angelenkt,
wobei der Lenker 5 in einer Anlenkachse 19 an
der Mahlbahn und in einer Schwenkachse 18 an einem Lagerabschnitt 17 gelagert
ist. Der Lagerabschnitt 17 ist am Gehäuseteil 10 festgelegt.
Der Lenker 6 ist in einer Achse 22 an der Mahlbahn 2 und
in einer Achse 28 an einem dem Gehäuse zugeordneten Bauteil angelenkt.
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Die
Lenker 5 und 6 bilden ein Lenkerparallelogramm.
Die Mahlbahn kann in Ihren Anlenkachsen 19, 22 entlang
einer Kurvenbahn (Kreisbahn) 20, 23, welche die
Lenker 5 und 6 vorgeben, gegen den Rotor 1 geschwenkt
werden. Die Mahlbahn 2 wird über die Anlenkung einer hydraulischen
Kolben-Zylinder-Anordnung 7 an einem Ort der Bewegungskurve und
in fester Winkellage in ihrem definierten Abstand zum Rotor 1 gehalten.
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Die
Kolben-Zylinder-Anordnung 7 ist über ein Kopplungsmittel 25 an
die Mahlbahn angelenkt. Die Steuereinrichtung 30 gibt die
Stelllänge
der Kolben-Zylinder-Anordnung 7 vor. Die Kolben-Zylinder-Einrichtung 7 weist
ein Überdruckventil 31 auf. Das Überdruckventil 31 ist
mit der Steuereinrichtung 30 gekoppelt.
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Der
Lenker 6 ist über
eine zweite hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung 8 am
Gehäuse
derart angelenkt, dass die Winkelstellung der Mahlbahn 2 durch
eine Längenänderung
der Kolben-Zylinder-Anordnung 8 einstellbar ist. Der Mahlspalt 3 kann mit
Hilfe der Kolben-Zylinder-Anordnung 8 verändert werden
(zum Beispiel in Lastrichtung verengt werden).
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
nehmen die Lenker 5 und 6 einen Teil der Gewichtskraft
der Mahlbahn auf, während
die Mahlbahn von der Hydraulik 7 in Mahlstellung gehalten
wird.
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Tritt
ein unzerkleinerbarer Fremdkörper
in den Mahlspalt 3 ein, erhöht sich der Hydraulikdruck
in der Kolben-Zylinder-Anordnung 7 sprunghaft. Die zwischen
Rotor 1 und Mahlbahn 2 auftretenden Überlastkräfte werden
ohne wesentliche Umlenkung in die Kolben-Zylinder-Anordnung 7 eingeleitet,
da diese ihre Kraft in Richtung der beim Mahlvorgang auftretenden
Gegenkraft ausübt.
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Das Überdruckventil 31 öffnet bei Überschreiten
eines vorgegebenen Maximaldrucks und die Hydraulik 7 wird
druckentlastet. Über
die Kopplung zwischen Überdruckventil 31 und
Steuereinrichtung 30 erhält die Steuereinrichtung ein Überlast-Signal.
Die Mahlbahn 2, in ihrer Bewegung nun lediglich durch die
Anlenkung der Lenker 5 und 6 beschränkt, schwenkt
aufgrund ihres Eigengewichtes vom Rotor 1 weg und in eine
Freigabestellung.
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Die
Freigabestellung der Mahlbahn ist in 2 gezeigt.
Durch die Ausbildung der Lenker 5 und 6 ist die
Mahlbahn in Ihren Anlenkachsen 19, 22 entlang
den Bewegungskurven 20, 23 verschwenkt und gibt
den Mahlspalt über
die gesamte Länge
der Mahlbahn gleichmäßig frei,
ohne dass ein Verkippen der Mahlbahn und eine Gefahr des Eingriffs
der Mahlbahn in den Rotor entsteht. Ein Fremdkörper kann durch den erweiterten
Mahlspalt in Lastrichtung austreten.
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Nach
einer vorgegebenen Mindestzeitdauer wird das Überdruckventil 31 geschlossen
und der Hydraulikdruck der Kolben-Zylinder-Einrichtung 7 unter Steuerung
der Steuereinrichtung 30 erneut erhöht und der Mahlspalt wird wieder
geschlossen. Die Schließung
des Mahlspalts erfolgt durch eine Längenvorgabe an die Kolben-Zylinder-Einrichtung
oder durch das Anfahren eines Endanschlags bzw. Endschalters.
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Die
Prallmühle
nimmt eigenständig
den ordnungsgemäßen Mahlbetrieb
wieder auf, ohne dass ein Eingriff von Wartungspersonal erforderlich
wäre.
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Für einen
regelmäßigen Wartungsbetrieb und
den Ersatz der Schleißbalken 13 an
der Mahlbahn 2 ist es erforderlich, dass die Mahlbahn für Wartungspersonal
zugänglich
ist. Gemäß der Erfindung kann
dazu die Mahlbahn aus ihrer Mahlstellung, in welcher sie den Rotor
teilweise untergreifen kann, durch Hebezeuge oder eine Anlenkung
an ein Gehäuse
derart angehoben werden, dass die Mahlbahn und Schleißbalken
bequem zugänglich
sind. Dies wird durch die erfindungsgemäße Anlenkung möglich. In 3 ist
die Prallmühle
gemäß dem Ausführungsbeispiel
in einem Wartungszustand gezeigt. Die Darstellung zeigt einen wesentlichen
weiteren Aspekt der Erfindung. Es sind ein oberer Gehäuseteil 11 und
Prallwerke 35 dargestellt (diese Bestandteile sind in den 1 und 2 aus
Gründen
der Übersichtlichkeit
fortgelassen). Die Prallwerke 35 sind in der Abdeckung 11 aufgehängt. Die
untere Lenkeranordnung 6 der Mahlbahn 2 ist entfernt
bzw. aus der Mahlbahn ausgehängt,
so dass die Mahlbahn 2 (nun in ihrer Bewegung lediglich
durch die Anlenkung der Lenkeranordnung 5 beschränkt) unter
dem Rotor 1 heraus und in eine Wartungsposition schwenkbar
ist. Das darge stellte Schwenken der Mahlbahn in die Wartungsposition
ist möglich,
da die Mahlbahn in den Lenkeranordnungen gleichsam ”hängt” und keine starre
Führung
ausgebildet ist. Um diesen Aspekt der Erfindung zu realisieren ist
die Überlasterfassung nicht
wesentlich. Es ist lediglich wesentlich, dass die Mahlbahn an Lenkern
schwenkbar aufgehängt
ist. Die Prallmühle
gemäß diesem
Aspekt hat demnach ein Gehäuse
(10), einen Rotor (1), eine Mahlbahn (2) und
eine Steuereinrichtung, welche die Mahlbahn (2) unter Bildung
eines Mahlspaltes (3) in Mahlstellung zum Rotor (1)
hält und
zur Veränderung
des Mahlspaltes geeignet ausgebildet ist, wobei die Mahlbahn (2) über eine
Lenkeranordnung (5, 6) am Gehäuse (10) angelenkt
ist. Die Lenkeranordnung (5, 6) weist dabei wenigstens
einen Lenker (5) vorgegebener Länge auf, der unter Verschwenken
der Mahlbahn (2) um eine Schwenkachse (18) schwenkbar
ist. Die Steuereinrichtung weist eine am Gehäuse (10) abgestützte hydraulische
Kolben-Zylinder-Anordnung (7) auf, die mit der Mahlbahn
(2) gelenkig verbunden ist.
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Dank
der Anlenkung ist die Mahlbahn oberhalb ihrer Betriebsstellung schwenkbar
und gleichzeitig durch die Anlenkung 5 sicher in diese
Position geführt
und unterstützt.
Alternativ ist auch eine längenveränderliche
Anlenkung 6 möglich,
welche durch Längenausdehnung
der Bewegung der Mahlbahn in die in 3 gezeigte
Stellung folgt. Das Heben der Mahlbahn in die Wartungsstellung kann
unter Verwendung von Hebezeugen oder festinstallierte Hebemittel,
z. B. Hydrauliksysteme erfolgen.
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Im
Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen möglich. Wie
bereits angedeutet, können
die Lenkeranordnungen längenveränderliche Hydraulikeinrichtungen
aufweisen. Es ist außerdem möglich, die
Freigabe der Mahlbahn in Abhängigkeit von
anderen Umständen
anzusteuern. Beispielsweise kann die Mahlbahn bereits dann freigegeben
werden, wenn die Prallwerke durch Sensoren oder ihre Hydraulik eine Überlast
registrieren. Auf diese Weise kann regelmäßig eine Beschädigung der
Mahlbahn oder des Rotors vollständig
verhindert werden. Die Druckentlastung findet bereits statt, wenn
eine übermäßige Belastung der
Prallwerke erfasst wird und zwischen Rotor und Mahlbahn kann ein
entsprechendes Auftreten einer Überlast
verhindert werden.
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Weiterhin
kann die Ansteuerung und Freigabe durch geeignete Steuervorgaben
von Betriebsparametern abhängig
erfolgen. Beispielsweise kann die Wahl der Ansprech-Überlast
in Abhängigkeit
von der Art des Mahlguts oder der Körnung wählbar sein.