-
Die Erfindung betrifft eine Walzenmühle mit Randelementen zur Zerkleinerung von körnigem Material, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Walzenmühle.
-
Walzenmühlen werden üblicherweise zur Zerkleinerung von Mahlgut, wie beispielsweise Kalkstein, Klinker oder ähnliche Gesteine eingesetzt. Bei der Zerkleinerung von Mahlgut in einer Walzenmühle kommt es vor, dass Mahlgut seitlich aus dem Mahlspalt austritt, ohne den Mahlspalt vollständig oder überhaupt passiert zu haben. Dieses führt zur Senkung der Durchsatzleistung der Maschine und zur Erhöhung der Mahlkreisumläufe, was mit einem enormen Energieaufwand verbunden ist.
-
Zur kontrollierten Beeinflussung des seitlichen Abfließens von Mahlgut aus einem zwischen den Mahlwalzen einer Walzenmühle ausgebildeten Mahlspalt ist es bekannt, Randelemente an einer der Mahlwalze anzuordnen. Eine solche Walzenmühle mit Randelementen ist beispielsweise aus der
DE 20 2014 006 837 U1 bekannt. Auf die Randelemente wirkt ein erhöhter spezifischer Mahldruck, der zu einer starken Belastung der Randelemente und somit häufig zum Verschleiß oder Bruch der Randelemente führt.
-
Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Walzenmühle mit Randelementen bereitzustellen, wobei die Randelemente geringeren Belastungen und Verschleiß ausgesetzt sind.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1, sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
-
Eine Walzenmühle zum Zerkleinern von körnigem Material umfasst nach einem ersten Aspekt eine erste Mahlwalze und eine zweite Mahlwalze, die gegenüberliegend angeordnet und gegenläufig antreibbar sind, wobei zwischen den Mahlwalzen ein Mahlspalt ausgebildet ist. Zumindest eine der Mahlwalzen weist an einem Endbereich eines Mahlwalzenendes ein Randelement auf, das derart ausgebildet ist, dass es sich über den Mahlspalt erstreckt und die gegenüberliegende Mahlwalze stirnseitig zumindest teilweise überdeckt.
-
An dem mit einem Randelement versehenen Endbereich des Mahlwalzenendes ist ein Abstreiferelement zum Entfernen von Material angeordnet. Das Abstreiferelement dient insbesondere zum zumindest teilweisen Entfernen von an dem Endbereich der Mahlwalze angelagertem Material. Das Material wird im Betrieb der Walzenmühle, wobei die Mahlwalzen gegenläufig rotieren, von dem Abstreiferelement abgestriffen. Das Abstreiferelement ist vorzugsweise derart an dem Endbereich der Mahlwalze angeordnet, dass es die Mahlwalze nicht berührt. Der Endbereich der Mahlwalze umfasst beispielsweise die Stirnseite der Mahlwalze, die daran angrenzende Mahlwalzenoberfläche, sowie einen die Mahlwalzenoberfläche umgebenden Bereich, in dem sich Material ablagert. Beispielsweise weist ein solcher Bereich eine Höhe von mehr als oder gleich 2mm bis 10mm, insbesondere mehr als oder gleich 4mm bis 8mm, vorzugsweise 5mm auf.
-
Das Randelement umfasst insbesondere einen umlaufenden Kreisring, vorzugsweise eine Kreisscheibe. Insbesondere ist das Randelement an der Stirnseite der jeweiligen Mahlwalze angebracht, beispielsweise verschraubt oder verschweißt.
-
Zwischen den Randelementen und der Stirnseite der jeweils gegenüberliegenden Mahlwalze ist vorzugsweise jeweils ein stirnseitiger Spalt ausgebildet. Ein stirnseitiger Spalt verhindert eine Kollision des Randelements mit dem Endbereich der jeweils gegenüberliegenden Mahlwalze in dem Fall eines Schieflaufs der Mahlwalzen, wobei die gegenüberliegenden Mahlwalzen nicht parallel zueinander angeordnet sind.
-
Die Mahlwalzen umfassen insbesondere einen Walzengrundkörper, wobei das Randelement lösbar mit dem Walzengrundkörper der jeweiligen Mahlwalze verbunden ist. Die Mahlwalze umfasst vorzugsweise eine Antriebswelle zum Antrieb der Mahlwalze, auf welcher der Walzengrundkörper angeordnet ist. Eine lösbare Anordnung der Randelemente auf dem Walzengrundkörper bietet den Vorteil eines schnellen und einfachen Austauschs der Randelemente im Verschleißfall. Die Randelemente werden beispielsweise auf den Walzengrundkörper geklebt, gelötet, geschweißt oder geschraubt und weisen vorzugsweise einen Verschleißschutz auf. Insbesondere ist der Verschleißschutz auf der in Richtung des Mahlspalts weisenden Innenfläche des Randelements angeordnet. Ein solcher Verschleißschutz umfasst beispielsweise eine verschleißfeste Beschichtung, wie Auftragsschweißung, Verschleißschutzelemente oder Verschleißschutzbeschichtungen. Vorzugsweise sind die Randelemente aus Stahl ausgebildet.
-
Im Betrieb der Walzenmühle bildet sich üblicherweise eine Materialschicht auf der Oberfläche der Mahlwalzen, die einen autogegen Verschleißschutz der Walzenoberfläche bewirkt. Gemäß einer Erkenntnis der Erfinder ist diese Verschleißschutzschicht an den Endbereichen der Walzenenden, die mit Randelementen versehen sind, dicker als an den übrigen Bereichen der Mahlwalzen. Dies führt zu einem erhöhten Mahldruck, durch welchen die Randelemente stärker belastet werden und häufiger verschleißen oder versagen. Mittels der Abstreiferelemente wird der Materialaufbau an den Mahlwalzenenden an den Randelementen zuverlässig verhindert. Dadurch wird die Gefahr eines erhöhten Verschleißes und eines Versagens der Randelemente minimiert.
-
Die erfindungsgemäße Walzenmühle weist eine Messeinrichtung zum Ermitteln der Schichtdicke an Mahlgut auf zumindest einer der Mahlwalzen und/oder zum Ermitteln der Belastung des Randelements auf. Des Weiteren weist die Walzenmühle eine Steuerungseinrichtung auf, die mit der Messeinrichtung verbunden und dazu ausgebildet ist, den Abstand des Abstreiferelements zu der Mahlwalze in Abhängigkeit der ermittelten Schichtdicke und/oder Belastung zu verringern oder zu erhöhen. Die Steuerungseinrichtung umfasst beispielsweise einen Computer und ist vorzugsweise derart mit der Messeinrichtung verbunden, dass die mittels der Messeinrichtung ermittelten Daten, wie die Belastung und/ oder die Schichthöhe des Mahlguts auf der Mahlwalze, an die Steuerungseinrichtung übermittelt werden. Die Belastung umfasst beispielsweise die auf das Randelement wirkenden Kräfte oder die relative Dehnung des Randelements.
-
Das Abstreiferelement ist vorzugsweise zu dem Randelement und/ oder dem Endbereich der Mahlwalze beabstandet angeordnet. Vorzugsweise weist der Abstand zwischen dem Abstreiferelement und dem Randelement und/ oder dem Endbereich der Mahlwalze mehr als oder gleich 2mm -10mm, insbesondere 4mm bis 8mm, vorzugsweise 5mm auf. Ein Abstand zwischen dem Abstreiferelement und dem Randelement und/ oder dem Endbereich der Mahlwalze verhindert einen Kontakt des Abstreiferelements mit der Mahlwalze und vermindert somit der Verschleiß des Abstreiferelements.
-
Das Abstreiferelement ist derart angeordnet, dass der Abstand zwischen dem Abstreiferelement und dem Randelement und/ oder zwischen dem Abstreiferelement und dem Endbereich der Mahlwalze einstellbar ist. Insbesondere soll die Dicke der Materialschicht an den Endbereichen der Mahlwalzen einen bestimmten Wert von beispielsweise 2 bis 10mm, insbesondere 4 bis 8mm, vorzugsweise 5mm nicht überschreiten. Ein einstellbarer Abstand stellt sicher, dass bei einem Verschleiß des Abstreiferelements der Abstand zwischen dem Abstreiferelement und dem Randelement und/ oder dem Endbereich der Mahlwalze konstant gehalten wird. Zusätzlich wird die Lebensdauer des Abstreiferelements verlängert und ein Austausch ist im Verschleißfall nicht notwendig.
-
Jede der Mahlwalzen weist vorzugsweise an einem Endbereich eines Walzenendes jeweils ein Randelement auf, das derart ausgebildet ist, dass es sich über den Mahlspalt erstreckt und die gegenüberliegende Mahlwalze stirnseitig zumindest teilweise überdeckt. Insbesondere sind die Randelemente mit Bezug auf die Endbereiche der Mahlwalzen diagonal gegenüberliegend angeordnet. Das Abstreiferelement erstreckt sich insbesondere entlang eines Randelements. Insbesondere erstreckt sich das Abstreiferelement in radialer Richtung der Mahlwalze, beispielsweise parallel oder schräg zu dem Randelement. Der Abstand zwischen dem Randelement und dem Abtreifelement ist vorzugweise über die Länge des Abstreiferelements konstant.
-
Gemäß einer ersten Ausführungsform ist das Abstreiferelement an einer Halterung angebracht, wobei die Halterung in Richtung der Mahlwalze bewegbar ausgebildet ist. Beispielsweise erstreckt sich die Halterung im Wesentlichen in radialer Richtung der Mahlwalze. Vorzugsweise umfasst die Halterung eine Spindel oder Teleskopstange, wobei diese jeweils beispielsweise mittels eines Elektromotors oder manuell mittels eines Handrades antreibbar sind, sodass die Halterung in Richtung der Mahlwalze oder von der Mahlwalze wegbewegt wird. Die Halterung ist vorzugsweise linear bewegbar. Das Abstreiferelement ist vorzugsweise lösbar, beispielsweise mittels Schrauben, an der Halterung angebracht.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Walzenmühle eine erste Messeinrichtung zum Ermitteln der Schichthöhe an Mahlgut auf der Mahlwalze und eine zweite Messeinrichtung zum Ermitteln der Belastung des Randelements auf. Vorzugsweise ist die erste Messeinrichtung an einem relativ zu den rotierenden Mahlwalzen stationären Maschinenrahmen angebracht. Insbesondere ist die erste Messeinrichtung derart angeordnet, dass sie die Schichthöhe des Mahlguts auf der Mahlwalze während der Rotation der Mahlwalze an dessen oberen Wendepunkt ermittelt. Die Abstreiferelemente sind vorzugsweise an einer Position in Rotationsrichtung der Mahlwalze vor dem oberen Wendepunkt angeordnet. Die zweite Messeinrichtung ist beispielsweise an dem Randelement angebracht. Vorzugsweise weist die Walzenmühle jeweils zwei der ersten und der zweiten Messeinrichtung auf, wobei an jedem Randelement eine zweite Messeinrichtung und an jedem mit einem Randelement versehenen Endbereich einer Mahlwalze eine erste Messeinrichtung angebracht ist. Die erste und die zweite Messeinrichtung sind vorzugsweise jeweils mit der Steuerungseinrichtung zur Übermittlung der ermittelten Messdaten verbunden. Die Mehrzahl der Messeinrichtungen dient der zuverlässigen Überwachung jedes Randelements der Walzenmühle.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die erste Messeinrichtung eine optische Messeinrichtung, insbesondere eine Lasermesseinrichtung, Infrarotmesseinrichtung oder eine elektromagnetische Messeinrichtung, wie eine Radarmesseinrichtung (Mikrowellen im Bereich von 1-300 GHz). Im Folgenden ist unter dem Messverfahren sowohl das optische Messverfahren, das Lasermessverfahren als auch das Radarmessverfahren zu verstehen. Bei der Radarmessung wird die Messeinrichtung beispielsweise in einem vorbekannten Abstand zu der Oberfläche der Mahlwalze vorzugsweise oberhalb der Mahlwalze angebracht. Vorzugsweise wird die Schichthöhe in einem seitlichen Randbereich der Mahlwalze mittels einer optischen Messmethode oder der Radarmessung ermittelt. Es ist ebenfalls denkbar, dass insbesondere mittels Radarmessung ein Oberflächenbereich erfasst wird, der sich beispielsweise über die gesamte Breite und Länge Mahlwalze oder nur über einen Teil der Mahlwalze, beispielsweise den Endbereich, erstreckt. Bei einer solchen Radarmessung wird die Oberfläche des Mahlguts auf der Mahlwalze flächig erfasst und beispielsweise der höchste Wert der Schichthöhe in dieser Fläche ermittelt. Beispielsweise sind eine Mehrzahl von Messeinrichtungen vorgesehen, die oberhalb der Oberfläche der Mahlwalze, beispielsweise gleichmäßig zueinander beabstandet, über den Umfang abgebracht sind, um vorzugsweise einen Oberflächenbereich der Mahlwalze zu erfassen und die Schichthöhe in diesem Bereich vorzugsweise flächig zu ermitteln. Beispielsweise wird die Höhe des Mahlguts an einer Vielzahl von einzelnen, zueinander beabstandeten, Messpunkten ermittelt, woraus beispielsweise mittels Interpolation ein 2D Bild der Mahlgutoberfläche ermittelt wird. Die Messverfahren zur Ermittlung der Schichthöhe sind eine einfache und zuverlässige Möglichkeit, die Schichthöhe im Betrieb der Walzenmühle zu ermitteln.
-
Die zweite Messeinrichtung umfasst gemäß einer weiteren Ausführungsform einen Dehnungsmessstreifen. Insbesondere umfasst die zweite Messeinrichtung eine Mehrzahl von Dehnungsmesstreifen, vorzugsweise 2, 4,6, 8 oder 10 Dehnungsmesstreifen. Die Dehnungsmessstreifen sind beispielsweise an dem Randelement umfangsmäßig gleichmäßig zueinander beabstandet angebracht. Insbesondere ist ein Dehnungsmesstreifen an einer Schraube angebracht, mittels welcher das Randelement oder ein Segment des Randelements mit dem Walzengrundkörper verbunden ist. Der Dehnungsmesstreifen ermittelt die relative Dehnung oder Stauchung des Bereichs auf dem dieser angebracht ist, woraus die daran auftretenden Spannungen, insbesondere die auf die Randelemente und/ oder die Schrauben wirkenden Kräfte ermittelt wird.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie den Abstand zwischen dem Abstreiferelement und der Mahlwalze verringert, wenn die Schichthöhe einen vorabbestimmten Grenzwert übersteigt. Bei dem Grenzwert handelt es sich beispielsweise um 2mm bis 10mm, insbesondere 4mm bis 8mm, vorzugsweise 5mm. Vorzugsweise wird der Abstand erhöht, wenn die Schichthöhe den vorab bestimmten Grenzwert unterschreitet. Übersteigt die Schichthöhe den vorab bestimmten Grenzwert, kann auf einen Verschleiß des Abstreiferelements geschlossen werden. Der Grenzwert ist vorzugsweise in der Steuerungseinrichtung hinterlegt. Mit einer Verringerung des Abstandes wird der verschlissenen Bereich des Abstreiferelements kompensiert. Ebenso wird bei einer Erhöhung des Abstandes einem zu großen Verschleiß des Abstreiferelements entgegengewirkt. Unter dem Abstand ist insbesondere der Abstand zwischen dem Abstreiferelement und der Oberfläche des Walzengrundkörpers, insbesondere der Mahlfläche der Mahlwalze zu verstehen.
-
Die Steuerungseinrichtung ist gemäß einer weiteren Ausführungsform derart ausgebildet ist, dass sie den Abstand zwischen dem Abstreiferelement und der Mahlwalze verringert, wenn die Belastung, insbesondere die Dehnung des Randelements, einen vorabbestimmten Grenzwert übersteigt. Der Abstand wird mittels der Steuerungseinrichtung vorzugsweise erhöht, wenn die Belastung, insbesondere die relative Dehnung des Randelements, den vorabbestimmten Grenzwert unterschreitet.
-
Die Messeinrichtung ist gemäß einer weiteren Ausführungsform in Rotationsrichtung der Mahlwalze zwischen dem Abstreifer und dem Mahlspalt angeordnet ist. Dadurch wird die Funktion des Abstreifers überwacht, wobei die Schichtdicke an einem Ort ermittelt wird, an dem kein weiteres Material an die Walze angepresst wird.
-
Das Abstreiferelement ist vorzugsweise derart angeordnet, dass es an dem Randelement und/ oder an dem Endbereich der Mahlwalze angelagertes Material im Betrieb der Walzenmühle entfernt. Insbesondere ist das Abstreiferelement relativ zu den rotierbaren Mahlwalzen stationär oder beweglich angeordnet, sodass die Mahlwalzen relativ zu dem Abstreiferelement rotieren.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Walzenmühle einen stationären Maschinenrahmen auf und das Abstreiferelement ist an dem Maschinenrahmen angebracht. Der Maschinenrahmen umfasst beispielsweise mehrere Rahmenelemente, die mit Lagersteinen der Mahlwalzen verbunden sind, sodass die auf die Mahlwalzen wirkende Mahlkraft auf den Maschinenrahmen übertragen wird. Insbesondere umfasst ein Maschinenrahmen einer Walzenmühle ein sich im Wesentlichen in axialer Richtung der Mahlwalzen erstreckendes Rahmenelement, an dem vorzugsweise das Abstreiferelement angebracht ist. Das Abstreiferelement erstreckt sich von dem Maschinenrahmen in Richtung der Mahlwalze, insbesondere in dem Endbereich der Mahlwalze.
-
Die Walzenmühle weist gemäß einer weiteren Ausführungsform zumindest zwei Abstreiferelemente auf, die an Endbereichen unterschiedlicher Walzenenden der Mahlwalze angeordnet sind. Die Abstreiferelemente sind vorzugweise an gegenüberliegenden Endbereichen einer Mahlwalze angeordnet. Vorzugsweise ist jedes Abstreiferelement an jeweils einer Halterung angebracht, die in Richtung der Mahlwalze bewegbar angebracht ist.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Abstreiferelement eine Abstreifplatte auf, die aus einem verschleißfesten Material, wie beispielsweise Wolframcarbid ausgebildet ist. Die Abstreifplatte ist an dem der Mahlwalze zugewandten Ende des Abstreiferelements angeordnet und ist im Betrieb der Walzenmühle mit dem abzustreifenden Material in Kontakt. Die Abtreifplatte ist daher einem hohen Verschleiß ausgesetzt, wobei ein verschleißfestes Material die Lebensdauer der Abstreifplatte verlängert.
-
Das Abstreiferelement weist gemäß einer weiteren Ausführungsform einen Arm auf, an dem die Abstreifplatte lösbar befestigt ist. Beispielsweise ist die Abstreifplatte an dem Arm verklemmt, oder verschraubt. Die Abstreifplatte steht vorzugsweise in Richtung der Mahlwalze über den Arm hervor. Eine lösbare Befestigung der Abstreifplatte des Abstreiferelements ermöglicht ein einfaches Austauschen der Abstreifplatte, die den verschleißintensivsten Bereich des Abstreiferelements darstellt. Ein Austausch des gesamten Abstreiferelements im Verschleißfall ist somit nicht notwendig.
-
Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Betreiben einer Walzenmühle zum Zerkleinern von körnigem Material mit einer ersten Mahlwalze und einer zweiten Mahlwalze, die gegenüberliegend angeordnet und gegenläufig antreibbar sind, wobei zwischen den Mahlwalzen ein Mahlspalt ausgebildet ist und wobei zumindest eine der Mahlwalzen an einem Endbereich einer Mahlwalze ein Randelement aufweist, das derart ausgebildet ist, dass es sich über den Mahlspalt erstreckt und die gegenüberliegende Mahlwalze stirnseitig zumindest teilweise überdeckt, wobei an dem mit einem Randelement versehenen Endbereich der Mahlwalze ein Abstreiferelement zum zumindest teilweisen Entfernen von Material angeordnet ist, wobei das Verfahren zumindest den Schritt aufweist:
- Ermitteln einer Schichthöhe an Mahlgut auf zumindest einer der Mahlwalzen und/ oder
- Ermitteln einer Belastung des Randelements und
- Einstellen des Abstands zwischen dem Abstreiferelement und der Mahlwalze in Abhängigkeit der ermittelten Schichthöhe und/ oder Belastung.
-
Die mit Bezug auf die Mahlwalze beschriebenen Vorteile treffen in verfahrensmäßiger Entsprechung auf das Verfahren m Betreiben einer Walzenmühle zum Zerkleinern von körnigem Material zu.
-
Das Material wird vorzugsweise an zwei mit jeweils einem Randelement versehenen Endbereichen der Mahlwalze entfernt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Abstand verringert, wenn die ermittelte Schichthöhe einen vorab bestimmten Grenzwert übersteigt. Der Abstand wird gemäß einer weiteren Ausführungsform verringert wird, wenn die Belastung einen vorab bestimmten Grenzwert übersteigt.
-
Figurenliste
-
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
- 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer Walzenmühle in einer Draufsicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer Walzenmühle in einer Draufsicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
- 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer Mahlwalze mit Abstreiferelementen in einer perspektivischen Absicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Abstreiferelements in einer perspektivischen Ansicht gemäß eines Ausführungsbeispiels.
- 5 zeigt eine schematische Darstellung des Abstreiferelements der 4 in einer perspektivischen Rückansicht.
-
1 zeigt eine Walzenmühle 10 mit einer ersten Mahlwalze 12 und einer zweiten Mahlwalze 14, die jeweils einen im Wesentlichen zylinderförmigen Walzengrundkörper aufweisen. Die Mahlwalzen 12, 14 sind gegenüberliegend angeordnet und gegenläufig antreibbar. Zwischen den Mahlwalzen 12, 14 ist ein Mahlspalt 16 ausgebildet, der sich in axialer Richtung erstreckt. Die Mahlwalzen 12, 14 sind nahezu parallel zueinander angeordnet, sodass der sich zwischen den Mahlwalzen 12, 14 erstreckende Mahlspalt 16 eine nahezu konstante Breite aufweist. Jeder der Mahlwalzen 12, 14 weist ferner eine Antriebswelle 30, 32 auf, die sich entlang der Mittelachse durch die jeweilige Mahlwalze 12, 14 erstreckt und die Mahlwalzen um ihre Mittelachse rotierend antreibt. Die erste und die zweite Mahlwalze 12, 14 weisen den gleichen Durchmesser auf, wobei die erste Mahlwalze 12 länger ist als die zweit Mahlwalze 14 sein kann.
-
Die Mahlwalzen 12, 14 weisen jeweils einen ersten Endbereich 24, 28 und einen zweiten Endbereich 22, 26 auf, die an gegenüberliegenden Enden der Mahlwalze angeordnet sind. Der erste Endbereich 24 der ersten Mahlwalze 12 ist gegenüberliegend des ersten Endbereichs 28 der zweiten Mahlwalze 14 angeordnet, wobei der zweite Endbereich 22 der ersten Mahlwalze 12 gegenüberliegend des zweiten Endbereichs 26 der zweiten Mahlwalze 14 angeordnet ist.
-
Die erste Mahlwalze 12 weist beispielhaft zwei Randelemente 18, 20 auf, die jeweils an einem Endbereich der Mahlwalze 12 angebracht sind. Das erste Randelement 18 ist an dem ersten Randbereich 22 der ersten Mahlwalze 12 angebracht und erstreckt sich in radialer Richtung über den Mahlspalt 16 hinweg, sodass es die Stirnseite der zweiten Mahlwalze 14 an dem ersten Endbereich 26 teilweise überdeckt. Das zweite Randelement 20 ist an dem zweiten Endbereich 24 der ersten Mahlwalze 12 angebracht und erstreckt sich in radialer Richtung über den Mahlspalt 16 hinweg, sodass es die Stirnseite der zweiten Mahlwalze 14 dem zweiten Endbereich 28 teilweise überdeckt. Zwischen den Randelementen 18 und der jeweiligen Stirnseite der zweiten Mahlwalze 14 ist jeweils ein stirnseitiger Spalt 34, 36 ausgebildet.
-
Die Randelemente 18, 20 umfassen vorzugsweise jeweils einen umlaufenden Kreisring, der beispielweise auch aus Segmenten bestehen kann und auf nicht dargestellte Weise an der jeweiligen Mahlwalze 12, 14 angebracht ist. Beispielsweise sind die Randelemente 18, 20 an der Stirnseite oder auf dem äußeren Umfang der Mahlwalze, insbesondere dem jeweiligen Walzengrundkörper, angebracht. Auf dem äußeren Umfang der jeweiligen Mahlwalze 12, 14 ist beispielsweise eine umlaufende Nut angeordnet, in der jeweils ein Randelement 18, 20 angeordnet ist. Die Randelemente 18, 20 sind aus einem verschleißfesten Material, wie beispielsweise Stahl, ausgebildet und weisen insbesondere auf der zu dem Mahlspalt 16 weisenden Innenseite eine verschleißfeste Beschichtung oder eine Mehrzahl von beispielsweise plattenförmigen Verschleißschutzelementen auf. Die Randelemente 18, 20 weisen beispielsweise eine Dicke von 10 mm bis 100 mm und überdecken die gegenüberliegenden Mahlwalzen 12, 14 um etwa 2-20%, insbesondere 4-10%, vorzugsweise 3-6% des Walzendurchmessers.
-
2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Mahlwalze mit Randelementen 18, 20, wobei die Mahlwalze im Wesentlichen der in 1 dargestellten Mahlwalze entspricht mit dem Unterschied, dass in dem Ausführungsbeispiel der 2 jede der Mahlwalzen 12, 14 jeweils ein Randelement 18, 20 aufweist. Die erste und die zweite Mahlwalze 12, 14 weisen den gleichen Durchmesser und die gleiche Länge auf und sind im Wesentlichen baugleich ausgebildet.
-
Die Randelemente 18, 20 sind bezogen auf die Endbereiche 22-28 der Mahlwalzen 12, 14 diagonal gegenüberliegend angeordnet. Die erste Mahlwalze 12 weist an ihrem ersten Endbereich 24 ein Randelement 18 auf, das sich in radialer Richtung über den Mahlspalt 16 erstreckt und die Stirnseite der zweiten Mahlwalze 14 an dem ersten Endbereich 28 teilweise überdeckt. Die zweite Mahlwalze 14 weist an ihrem zweiten Endbereich 26 ein Randelement 20 auf, das sich in radialer Richtung über den Mahlspalt 16 erstreckt und die Stirnseite der ersten Mahlwalze 12 an ihrem zweiten Randbereich 22 teilweise überdeckt. Das zweite Randelement 20 ist mit Bezug auf das erste Randelement 18 an dem diagonal gegenüberliegenden Endbereich 26 der zweiten Mahlwalze 14 angeordnet. Die Mahlwalzen 12, 14 sind in axialer Richtung versetzt angeordnet, sodass zwischen dem ersten Randelement 18 und der Stirnseite der zweiten Mahlwalze 14 ist ein erster stirnseitiger Spalt 34 ausgebildet ist und zwischen dem zweiten Randelement 20 und der Stirnseite der ersten Mahlwalze 12 ein zweiter Stirnseitiger Spalt 36 ausgebildet ist. Der erste und der zweite stirnseitige Spalt 34, 36 erstrecken sich jeweils in radialer Richtung.
-
3 zeigt einen Ausschnitt einer ersten Mahlwalze 12 der Walzenmühle 10 gemäß 1. Die Randelemente 18, 20 umfassen beispielhaft eine Mehrzahl von teilkreisförmigen Segmenten, die jeweils an die Stirnfläche eines jeweiligen Endbereichs der Mahlwalze 12 angeschraubt sind. Jedes Segment ist mit einer Mehrzahl von Schrauben oder Bolzen an der Stirnseite der Mahlwalze 12 befestigt.
-
3 zeigt außerdem zwei Abstreiferelemente 42, 44, die jeweils an einer Halterung 38, 40 angebracht sind und sich jeweils in Richtung eines jeweiligen Endbereichs der Mahlwalze 12 erstrecken. Die Halterungen 38, 40 sind vorzugsweise jeweils an einem nicht dargestellten Maschinenrahmen befestigt, wobei an dem Maschinenrahmen insbesondere die Mahlwalzen 12, 14 gelagert sind. Die Abstreiferelemente 42, 44 sind zu der Mahlwalze 12 und dem Randelement 18, 20 der Mahlwalze 12 beabstandet angeordnet, sodass die Abstreifer die Mahlwalze 12 und die Randelemente 18, 20 nicht berühren. Das erste Abstreiferelement 42 ist derart angebracht, dass es dem ersten Endbereich 22 der Mahlwalze 12 gegenüberliegt, wobei sich das erste Abstreiferelement 42 in radialer Richtung der Mahlwalze 12 entlang des ersten Randelements 18 erstreckt und im Wesentlichen parallel zu diesem ausgerichtet ist. Es sind jedoch auch andere Ausrichtungen möglich. Das zweite Abstreiferelement 44 ist in entsprechender Weise an dem zweiten Endbereich 24 und dem zweiten Randelement 20 der Mahlwalze 12 angeordnet. Die Abstreiferelemente 42, 44 erstrecken sich jeweils entlang an der in axialer Richtung der Mahlwalze 12 nach Innen weisenden Fläche der Randelemente 18, 20. Die Abstreiferelemente 42, 44 sind beispielsweise identisch ausgebildet.
-
Die Halterungen 38, 40 sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie in und/ oder entgegen der Richtung der Mahlwalze 12 bewegbar sind, sodass bei einer Bewegung der Halterungen 38, 40 in oder entgegen der Richtung der Mahlwalze der Abstand zwischen der Mahlwalze, insbesondere der Oberfläche der Mahlwalze 12, 14 und dem Abstreiferelement 42, 44 verringert oder erhöht wird. Die Halterungen 38, 40 sind vorzugsweise linear in Richtung der Mahlwalze 12, 14 oder von der Mahlwalze 12, 14 weg bewegbar. Bei den Halterungen 38, 40 handelt es sich beispielsweise um jeweils eine Teleskopstange oder eine Spindel, die vorzugsweise mittels eines nicht dargestellten Elektromotors oder manuell mittels eines Handrades antreibbar sind.
-
3 zeigt des Weiteren eine erste Messeinrichtung 62 zum Ermitteln der Schichtdicke des auf der Oberfläche der Mahlwalze anhaftenden Mahlguts. Die erste Messeinrichtung 62 ist beispielsweise eine optische Messeinrichtung, wobei die Schichtdicke beispielsweise mittels eines Lasers ermittelt wird. Die erste Messeinrichtung 62 ist vorzugsweise derart angeordnet, dass die Schichtdicke des Mahlguts an einem Endbereich der Mahlwalze 12, 14, insbesondere in der Nähe oder an einem der Randelemente 18, 20 ermittelt wird. Vorzugsweise ist die erste Messeinrichtung 62 in Rotationsrichtung der Mahlwalze 12 hinter dem Abstreiferelement 42, 44 angebracht, sodass die Schichtdicke im Betrieb der Walzenmühle 10 umfangsmäßig zwischen dem Abstreiferelement 42, 44 und dem Mahlspalt 16 ermittelt wird. Die Roationsrichtung der Mahlwalze 12 ist in 3 mit einem Pfeil dargestellt. Die erste Messeinrichtung 62 ist beispielsweise an dem voran beschriebenen Maschinenrahmen angebracht und stationär relativ zu den rotierbaren Mahlwalzen 12, 14 angeordnet.
-
Die Walzenmühle 10 weist des Weiteren eine zweite Messeinrichtung 64 auf, die an einem Randelement 18, 20 angebracht ist und derart ausgebildet ist, dass sie die auf das jeweilige Randelement 18, 20 wirkende Belastung ermittelt. Unter Belastung ist beispielsweise die auf das Randelement 18, 20 wirkende Kraft und/ oder die in dem jeweiligen Randelement 18, 20 auftretenden Spannungen zu verstehen. Bei der zweiten Messeinrichtung 64 handelt es sich beispielsweise um einen oder eine Mehrzahl von Dehnungsmessstreifen. Beispielsweise ist der Dehnungsmesstreifen auf dem Randelement 18, 20 angebracht, um die in dem Randelement auftretenden Spannungen, insbesondere die auf das Randelement wirkenden Kräfte, zu ermitteln. Es ist ebenfalls denkbar, eine Mehrzahl von Dehnungsmesstreifen an unterschiedlichen Positionen auf dem Randelement 18, 20 anzubringen. Beispielsweise sind eine oder eine Mehrzahl von Schrauben zum Befestigen des Randelements 18, 20 an dem Walzengrundkörper der Mahlwalze 12, 14 mit jeweils einem Dehnungsmessstreifen versehen. Die zweite Messeinrichtung 64 ist vorzugsweise in Rotationsrichtung der Mahlwalze 12, 14 hinter dem Abstreiferelement 42, 44 und vor dem Mahlspalt 16 angeordnet.
-
Die Walzenmühle 10 umfasst des Weiteren eine Steuerungseinrichtung 66 zum Einstellen des Abstands zwischen dem Abstreiferelement 42, 44 und der Oberfläche der Mahlwalze 12, 14. Die Steuerungseinrichtung 66 steht mit der ersten und/ oder der zweiten Messeinrichtung 62, 64 derart in Verbindung, dass die mittels der jeweiligen Messeinrichtung 62, 64 ermittelten Daten an die Steuerungseinrichtung 66 übermittelt werden. Die Steuerungseinrichtung 66 steht des Weiteren mit der Halterung 38, 40, vorzugsweise mit beiden Halterungen 38, 40 der Abstreiferelemente 42, 44 in Verbindung. Insbesondere ist die Steuerungseinrichtung 66 mit einem Elektromotor verbunden, der die Halterungen 38, 40 der Abstreiferelemente 42, 44 bewegt, vorzugsweise in Richtung der Mahlwalze 12, 14 oder von der Mahlwalze 12, 14 weg. Die Steuerungseinrichtung 66 ist derart mit den Halterungen 38, 40 und/ oder dem Elektromotor verbunden, dass sie die Halterungen mittels eines Steuerungssignals zur Bewegung in Richtung der Mahlwalze 12, 14 oder von der Mahlwalze 12, 14 wegbewegen kann.
-
3 zeigt lediglich die Anordnung der Abtreifelemente 42, 44 an einer Walzenmühle gemäß 1. Eine in 2 dargestellte Walzenmühle 10 weist beispielsweise ebenfalls zwei Abstreiferelemente 42, 44 auf. Jede Mahlwalze 12, 14 der in 2 dargestellten Walzenmühle 10 weist jeweils ein Abstreiferelement 42, 44 auf, das beispielsweise an einem Walzenrahmen angebracht ist und sich entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 3 in Richtung eines jeweiligen ein Randelement 18, 20 aufweisenden Endbereichs der Mahlwalze 12, 14 erstrecket. Ebenso ist es denkbar, dass an jedem Endbereich der Mahlwalze jeweils eine erste Messeinrichtung 62 und an jedem Randelement 18, 20 jeweils eine zweite Messeinrichtung 64 angebracht ist. Beispielsweise sind alle Messeinrichtungen 62, 64 mit einer Steuerungseinrichtung 66 verbunden.
-
Zur Einstellung des Abstands zwischen dem Abstreiferelement 42, 44 und der Oberfläche der Mahlwalze 12, 14 vergleicht die Steuerungseinrichtung 66 beispielsweise die von der ersten und/ oder der zweiten Messeinrichtung 62, 64 übermittelten Messwerte mit einem entsprechenden vorab bestimmten Grenzwert. Beispielsweise vergleicht die Steuerungseinrichtung 66 den mittels der ersten Messeinrichtung 62 übermittelten Wert der Schichthöhe des Mahlguts auf der Mahlwalze 12, 14 mit einem vorab bestimmten Grenzwert der Schichthöhe, der in der Steuerungseinrichtung 66 hinterlegt ist. Die Steuerungseinrichtung 66 ist vorzugsweise derart ausgebildet und eingerichtet, dass sie bei einem Überschreiten der ermittelten Schichthöhe von dem vorab bestimmten Grenzwert, den Abstand zwischen dem jeweiligen Abstreiferelement 42, 44 und der Oberfläche der jeweiligen Mahlwalze 12, 14 verringert. Dazu übermittelt die Steuerungseinrichtung 66 beispielsweise ein Steuersignal an den Elektromotor oder an die Halterungen 38, 40, sodass die Halterungen 38, 40 und die daran fest angebrachten Abstreiferelemente 42, 44 in Richtung der Mahlwalze 12, 14, insbesondere in Richtung der Mahlwalzenoberfläche, bewegt werden und sich der Abstand zwischen den Abstreiferelementen 42, 44 und der Oberfläche der Mahlwalze 12, 14 verringert. Bei dem vorabbestimmten Grenzwert der Schichthöhe handelt es sich beispielsweise um 2mm bis 10mm, insbesondere 4mm bis 8mm, vorzugsweise 5mm. Die Steuerungseinrichtung 66 ist vorzugsweise derart ausgebildet und eingerichtet, dass sie bei einem Unterschreiten der ermittelten Schichthöhe von dem vorab bestimmten Grenzwert, den Abstand zwischen dem jeweiligen Abstreiferelement 42, 44 und der Oberfläche der jeweiligen Mahlwalze 12, 14 erhöht. Eine erhöhte Schichtdicke an Mahlgut auf der Mahlwalze 12, 14 lässt auf einen Verschleiß des Abstreiferelements 42, 44 schließen, wobei eine Verringerung des Abstandes des Abstreiferelements 42, 44 zu der Oberfläche der Mahlwalze einer Verschleißnachstellung des Abstreiferelements 42, 44 entspricht, sodass der Verschleiß des Abstreiferelements 42, 44 ausgeglichen wird.
-
Beispielsweise vergleicht die Steuerungseinrichtung 66 den mittels der zweiten Messeinrichtung 64 übermittelten Wert der Belastung, vorzugsweise der Dehnung der Randelemente 18, 20 und / oder die auf die Randelemente 18,20 und/ oder die Schrauben wirkenden Kräfte, mit einem vorab bestimmten Grenzwert der jeweiligen Belastung, vorzugsweise der Dehnung, der in der Steuerungseinrichtung 66 hinterlegt ist. Die Steuerungseinrichtung 66 ist vorzugsweise derart ausgebildet und eingerichtet, dass sie bei einem Überschreiten der ermittelten Belastung, insbesondere der Dehnung, des vorab bestimmten Grenzwerts, den Abstand zwischen dem jeweiligen Abstreiferelement 42, 44 und der Oberfläche der jeweiligen Mahlwalze 12, 14 verringert. Dies erfolgt vorzugsweise wie voran beschrieben. Die Steuerungseinrichtung 66 ist vorzugsweise derart ausgebildet und eingerichtet, dass sie bei einem Unterschreiten der ermittelten Belastung, insbesondere der Dehnung, des vorab bestimmten Grenzwerts, den Abstand zwischen dem jeweiligen Abstreiferelement 42, 44 und der Oberfläche der jeweiligen Mahlwalze 12, 14 verringert.
-
4 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines beispielhaften Abstreiferelements 42, 44. Das Abstreiferelement 42, 44 weist eine Befestigungsplatte 46 auf, die in der montierten Position des Abstreiferelements 42, 44 an der Halterung 38, 40 angebracht ist. Die Befestigungsplatte weist eine Mehrzahl von Befestigungslöchern 48 auf, die der Befestigung des Abstreiferelements 42, 44 an der Halterung 38, 40 beispielsweise mittels Schrauben dienen.
-
An der Befestigungsplatte 46 ist ein Arm 50 angebracht, der sich beispielsweise in einem Winkel von etwa 30-60°, insbesondere etwa 45° zu der Befestigungsplatte 46 in Richtung der nicht dargestellten Mahlwalze 12, 14 erstreckt. An dem Arm 50 ist eine Abstreifplatte 52 angebracht, die mittels zwei Schrauben 54 und einer Klemmplatte 56 an dem Arm 50 befestigt ist. Die Abstreifplatte erstreckt sich parallel zu dem Arm 50 über das der Befestigungsplatte 46 abgewandte Ende des Arms hinaus, sodass die Abstreifplatte 52 an dem Arm 50 in radialer Richtung der Mahlwalze 12, 14 hervorsteht. Die Abstreifplatte 52 ist zwischen der Klemmplatte 56 und dem Arm 50 verklemmt, sodass diese in einem Verschleißfall einfach austauschbar ist. Beispielhaft ist die Abstreifplatte 58 in einer Klemmaufnahme 58 angeordnet, die zwischen der Klemmplatte 56 und dem Arm 50 angeordnet und mittels der Klemmplatte 56 und den Schrauben 54 verklammt ist.
-
Die Vorderkante der Abstreifplatte 52 erstreckt sich in dem Ausführungsbeispiel der 4 in einem Winkel zu Oberfläche der jeweiligen Mahlwalze 12, 14, sodass der Abstand zwischen der Abstreifplatte 52 und der Oberfläche der Mahlwalze 12, 14 in Richtung des Mahlwalzenendes geringer ist. Der Winkel zwischen der Abstreifplatte 52 und der Oberfläche der Mahlwalze 12, 14 beträgt beispielsweise 45° - 135° Es ist ebenfalls denkbar, dass sich die Vorderkante der Abstreifplatte 52 im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche der jeweiligen Mahlwalze 12, 14 erstreckt, insbesondere in axialer Richtung der Mahlwalze. Die Seitenfläche der Abstreifplatte 52, sowie die Seitenfläche des Arms 50 erstrecken sich entlang des jeweiligen Randelements 18, 20. Insbesondere ist zwischen dem Abstreiferelement 42, 44 und der Oberfläche der Mahlwalze 12, 14 ein Spalt von 2mm bis 10mm, vorzugsweise 4mm bis 8mm, insbesondere 5mm ausgebildet.
-
Die Befestigungsplatte 46, der Arm, die Klemmaufnahme 58 und die Klemmplatte 56 sind beispielsweise aus Stahl ausgebildet. Die Abstreifplatte ist beispielsweise aus einem hochverschleißfesten Material, wie Wolframcarbid ausgebildet.
-
5 zeigt eine Rückansicht des Abstreiferelements 42, 44 der 4. Der Arm 50 weist beispielhaft ein im Wesentlichen U-förmiges Profil auf, wobei die Klemmplatte 56 und die Klemmaufnahme 58 mittels Schrauben 54 und Muttern an dem Arm 50 angebracht sind.
-
Im Betrieb der Walzenmühle 10 verhindern die Randelemente 18, 20 ein seitliches Austreten von Material aus dem Mahlspalt 16. Auf der Oberfläche der Mahlwalzen 12, 14 wird durch die Ablagerung von Material ein autogener Verschleißschutz aufgebaut. Die Abstreiferelemente 42, 44 streifen während der Rotation der Mahlwalze 12, 14 an den Endbereichen der Mahlwalze 12, 14 abgelagertes Material ab und sorgen somit dafür, dass die autogene Verschleißschutzschicht auch in den Endbereichen der Mahlwalzen 12, 14, an denen die Randelemente angebracht sind, nicht über eine bestimmte Dicke ansteigt, sodass die Randelemente zuverlässig vor hohem Druck durch abgelagertes Material geschützt werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Walzenmühle
- 12
- erste Mahlwalze
- 14
- zweite Mahlwalze
- 16
- Mahlspalt
- 18
- erstes Randelement
- 20
- zweites Randelement
- 22
- erster Endbereich der ersten Mahlwalze
- 24
- zweiter Endbereich der ersten Mahlwalze
- 26
- zweiter Endbereich der zweiten Mahlwalze
- 28
- erster Endbereich der zweiten Mahlwalze
- 30
- Antriebswelle der ersten Mahlwalze
- 32
- Antriebswelle der zweiten Mahlwalze
- 34
- erster stirnseitiger Spalt
- 36
- zweiter stirnseitiger Spalt
- 38
- Halterung
- 40
- Halterung
- 42
- erstes Abstreiferelement
- 44
- zweites Abstreiferelement
- 46
- Befestigungsplatte
- 48
- Befestigungslöcher
- 50
- Arm
- 52
- Abstreifplatte
- 54
- Schrauben
- 56
- Klemmplatte
- 58
- Klemmaufnahme
- 60
- Mutter
- 62
- erste Messeinrichtung
- 64
- zweite Messeinrichtung
- 66
- Steuerungseinrichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 202014006837 U1 [0003]
