-
ResonanzmUhle Die Erfindung betrifft eine Resonanzmühle, mit einem
aus wenigstens zwei zueinander parallel und waagerecht angeordneten, auf einer Kreisbahn
angetriebenen, mit einem Füllaufsatz und einem Ablaufstutzen versehenen, mit Mahlelementen
gefüllten Nahltrommeln aufgebauten Mahlwerk und mit einer mit einer Antriebswelle
versehenen Erregereinrichtung.
-
Auf dem zum Themenkreis der Erfindung gehörigen Fachgebiet, der Zerkleinerungstechnik,
werden zahlreiche, voneinander wesentlich abweichende tEschinentypen zur Lösung
verschiedener Aufgaben verwendet. Eine Gruppe dieser Maschinentypen bilden
die
mit einer Mahlladung arbeitenden Mühlen, bei denen die Mahlladung hauptsächlich
aus Kugeln oder Stäben untersoniedlichen Materials und unterschiedlicher Abmessungen
besteht.
-
Die mit einer Mahlladung versehenen Mühlen können periodisch oder
kontinuierlich, trocken und feucht betrieben werden.
-
Eine der Grundtypen der mit einer Mahlladung versehenen Mühlen ist
die Drehtrommelmühle, deren waagerecht angeordnete zylindrische Trommel um ihre
eigene geometrische Achse als Drehachse umläuft. Etwa 3/4 des Nutzinhaltes der Drehtrommel
ist mit Mahlelementen gefüllt, die unter der Wirkung der Drehbewegung von einer
etwa 70-80 des Innendurchmessers entsprechenden Höhe zurückfallen und mit ihrer
durch ihre kinetische Energie entwickelten Schlagwirkung das der Drehtrommel zugeführte
und den Raum zwischen den Mahlelementen ausfüllende zu zerkleinernde Material zerkleinern.
-
Ihr Nachteil besteht darin, daß sie nur bei sehr hohen Leisteifen
wirtschaftlich verwendet werden können, so daß die Leistung der üblichen Drehtrommelmuhlen
der Zementindustrie 100 bis 150 t/h ausmacht.
-
In der Industrie kommen aber in sehr vielen Gebieten zerkleinerungstechnische
Aufgaben vor, wo höchstens 10 t/h Material wirtschaftlich verarbeitet werden soll.
Zur Lösung dieser Aufgaben wurden Vibrationsmühlen entwickelt. Die Mahltrommeln
der Vibrationsmühlen werden im allgemeinen mit einer Kreisbewegung von 5-10 mm Amplitude
angetrieben. Ihre Mahlladung kann 60 -70% des Nutzinhaltes erreichen. Die Mahlelemente
zerkleinern durch ihre aus der Schwingbewegung herrührende Trägheitsenergie das
zu verarbeitende Material.
-
Eine solche Vibrationsmühle ist in der DT-AS 1 607 587 und in der
GB-PS 1 189 201 beschrieben. Die zwei miteinander ähnlichen Lösungen weisen alle
charakteristischen Eigenschaften der in der Zerkleinerungstechnik bekannten Vibrationsmühlen
auf, und zwar
sind in einem Rahmen wenigstens zwei, im allgemeinen
vier Mahltrommeln parallel zueinander und waagerecht angeordnet.
-
Der Rahmen ist nachgiebig gelagert und mit einer eingebauten Erregermaschine
versehen.
-
Die Erregermaschine hat eine angetriebene Welle in der Symmetrieachse
des Rahmens und gleichzeitig in der Drehachse der Kreisbewegung. An der Welle sind
im allgemeinen Schwingelemente mit verstellbarer Exzentrizität befestigt.
-
Die bi en Vibrationsmühlen sind in mehrerlei Hinsicht nacitiiig.
-
Ihr auf das Einheitsgewicht des Mahlguts bezogener Energiebedarf ist
hoch, im allgemeinen 25 - 30 kAWh/t, er kann sogar 80 kVh/t erreichen. Im Vergleich
mit der erregten Masse der Vibrationsmühle ist nämlich die Masse des verarbeiteten
Materials fast vernachlässigbar und die spezifische Masse der Konstruktion verändert
sich nicht linear in Abhängigkeit von der Leistung. Bezogen auf die Gesamtmasse
der bekannten Konstruktionen spielt aber die Masse des Rahmens und der Brregermaschine
eine bedeutende Rolle Eine andere nachteilige Eigenschaft besteht darin daß zur
Aufnahme der Massenkräfte ton großen, unwuchtigen Massen ein großer Grundbau für
die bekannten Vibrationsmühlen hergestellt werden muß, so daß sie nur im Erdgeschoß
eines Gebäudes aufgestellt werden können und die ohnehin hohen Investitionskosten
noch weiter erhöht werden.
-
Schließlich soll noch der komplizierte Aufbau dieser Vorrichtungen,
besonders aber die komplizierte Lagerung der die Dreh-und Schwingbewegung ausführenden
Elemente erwahnt werden.
-
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vibrationsmühle mit auf das
Einheitsgewicht des Mahlguts bezogen kleinem spezifischen Energiebedarf zu schaffen,
deren dynamisches System ausgeglichen
ist.
-
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Mahltrommeln
paarweise am Ende wenigstens eines steifen Schwingarmes befestigt sind, daß die
SchwXngarme auf einer in der paarweise gemeinsamen Symmetrieachse der fiahltrommeln
angeordneten und ortsfesten Hauptwelle verdrehbar gelagert sind, daß die Antriebswelle
außerhalb des Mahlwerkes und parallel dazu angeordnet ist, daß die Mahltrommeln
paarweise mit wenigstens einer Feder und mit wenigstens einer der auf die Antriebswelle
gekeilten Exzenterscheibe zugeordneten, nachgiebigen Antriebskurbel versehen sind
und der Hauptwelle als Drehachse entlang paarweise mit einer Schwingbewegung mit
entgegengesetztem Sinn angetrieben werden.
-
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die
Mahltrommeln mit gleichmäßiger Winkelteilung um die Hauptwelle angeordnet sind,
daß der Neigungswinkel der Schwingarme zur Waagerechten 450 beträgt daß die Antriebskurbel
senkrecht zum Schwingarm angeordnet ist, daß die Feder zwischen den Mahltrommeln
und einem äußeren ortsfesten Punkt eingespannt ist, und daß die Feder zwischen den
an selbständigen Schwingarmen befestigten benachbarten Mahltrommeln eingespannt
ist.
-
Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispiels wird
die Erfindung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch
die Seitenansicht einer zweckmäßigen Vibrationsmühle mit einem aus vier Mahltrommeln
aufgebauten Mahlwerk.
-
Die Hauptwelle 1 der Vorrichtung ist an am Boden aufgestellten Ständern
2 starr befestigt. Auf der Hauptwelle 1 sind je zwei in gemeinsamen Ebenen angeordnete
Schwingarme 3 bzw. 4 drehbar gelagert.
-
An den Enden der Schwingarme 3 bzw. 4 sind Je eine Mahltrommel 5 und
7 bzw0 6 und 8 festgeklemmt, die mit Füll bzw, Ablaßstutzen
versehen
sind.
-
Die Wellenbohrungen der Schwingarme 3 und 4 sind so ausgestaltet,
daß die geometrischen Achsen der Mahltrommeln 5 -zueinander und zur geometrischen
Achse der Hauptwelle 1 parallel und von dieser in gleichen Entfernungen angeordnet
sind.
-
Die Wellenbohrungen sind auf die Hauptwelle 1 mit einer lockeren Passung
oder einer Gummilagerung aufgesetzt.
-
Die Mahltrommeln 5 - 8 sind um die Hauptwelle 1 als Mittelpunkt in
kreissymmetrischer Teilung angeordnet, wobei die Schwingarme 3 und 4 zueinander
senkrecht stehen und mit der Waagerechten einen Winkel von 450 einschließen.
-
Zwischen den benachbarten Mahltrommeln 5 - 8 sind Federn 9 mit ihren
Enden an den Mahltrommeln 5 und 6, bzw. 6 und 7, bzw. 7 und 8, bzw. 8 und 5 befestigt.
Die Federn können Spiralfedern oder Gummifedern sein. Die Federn 9 sind in der in
der Zeichnung dargestelMen Grundstellung der Mahltrommeln 5 - 8 unbelastet.
-
Die Federn 9 können auch unterteilt werden. Dabei ist der in der Zeichnung
mit gestrichelter Linie dargestellten Gestaltung entsprechend je ein Ende an einer
der Mahltrommeln 5 - 8,das andere Ende in einem äußeren ortsfesten Punkt befestigt.
-
Die Antriebswelle 10 der Erregereinrichtung der Vibrationsmühle wird
durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Elektromotor und ein Getriebe angetrieben.
Sie ist parallel zur Hauptwelle 1, zweckmäßigerweise in einer waagerèchten Ebene
außerhalb des Mahlwerks angeordnet. Auf die Antriebswelle 10 ist für jedes Paar
von Mahltrommeln 5 und 7 bzw. 6 und 8 wenigstens eine Exzenterscheibe 11 aufgekeilt.
Der Winkel zwischen den Exzenterscheiben entspricht dem Winkel zwischen den Schwingarmen
3 und 4.
-
In die auf der Exzenterscheibe 11 geführten Exzenterköpfe 12 ist je
eine Antriebskurbel eingespannt. Die Antriebskurbeln sind zweckmäBigerweise aus
nachgiebigen Holzplatten, als sogenannte Holzfedern, ausgestaltet. Die Schubstangen
13 sind mit flexiblen, zweckmäßigerweise aus Gummi hergestellten Lagern 14 an eine
der den einzelnen Schwingarmen 3 bzw. 4 zugeordneten Mahltrommeln, im gegebenen
Falle an die Nahltrommel 5 bzw. 6 angeschlossen.
-
Die erfindungsgemäße Vibrationsmühle arbeitet folgendermaßen: Die
Mahltrommeln 5 - 8 sind mit Mahlladung gefüllt, deren Material, Form und Menge der
zerkleinerungstechnischen Aufgabe entspricht. Ihre Füll- bzw. Ablaufstutzen werden
bei periodischem Betrieb nach dem Einfüllen des zu mahlenden Materials verschlossen
oder bei kontinuierlichem Betrieb an die Anschlußleitungen des technologischen Systems
angeschlossen. Die gewünschte Exzentrizität der Exzenterscheiben 11 wird eingestellt,
gegebenenfalls die Anzahl oder Federkonstante der Federn 9 durch Austausch verändert.
Dann wird das System auf die B8riebsdrehzahl der Antriebswelle 10 der Erregereinrichtung
eingestellt.
-
Durch den Anlauf des Motors der Erregereinrichtung wird die Antriebswelle
10 angetrieben. Die Drehbewegung der Antriebswelle 10 wird mit Hilfe der Exzenter
11 in Schwingbewegung umgewandelt,und die Mahltrommeln 5 - 8 werden über die Exzenterköpfe
12, die Antriebskurbeln 13 und die Lager 14 um die Hauptwelle 1 als Drehachse längs
einer Kreisbahn in Schwingungen versetzt. Durch die an die Winkelstellung der Schwingarme
3 und 4 angepaßte Verstellung werden die am Schwingarm 3 befestigten Mahltrommeln
5 und 7 in einem dem der am Schwingarm 4 befestigten Mahltrommeln 6 und 8 entgegengesetzten
Sinne angetrieben.
-
Dadurch sind die in den einzelnen schwingenden Gruppen entstehenden
Massenkräfte völlig oder beinahe völlig miteinander ausgeglichen.
-
Die in der Ausgangsstellung der Schwingarme 3 und 4 trägen Federn
9 werden durch die Schwingbewegung deformiert. Mit Hilfe der darin gespeicherten
Verformungsenergle wird den im Totpunkt der Schwingung entstehenden maximalen Massenkräften
entgegengewirkt. Nachdem das System eingeschwungen ist soll durch die Antriebswelle
10, außer der zur Zerkleinerung nötigen Leistung, im wesentlichen nur'die die Reibungsverluste
deckende Energie zugeführt werden.
-
Das Maximum der obigen günstigen Wirkungen kann erreicht werden, wenn
die Selbstschwingungszahl der Federn 9 und die Drehzahl der Antriebswelle 10 0 der
Erregereinrichtung beinahe gleich sind, d. h., wenn das System in der Nähe seines
Resonanzpunktes abgeglichen arbeitet.
-
Die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Vibrationsmühle
können wie folgt zusammengefaßt werden: Der auf das Einheitsgewicht des Mahlguts
bezogene Energiebedarf macht nicht einmal die Hälfte des entsprechenden Werts bei
bekannten Vorrichtungen aus, einfachere, leichtere Konstruktion, der innere Ausgleich
der Massenkräfte macht den Bau von großen Grundkörpern unnötig. Deshalb kann die
Mühle in einer beliebigen Etage eines Betriebsgebäudes, auf einer Decke von normaler
Tragfähigkeit angeordnet werden, es folgt aus den obigen Vorteilen, daß die an der
der Teclmologie entsprechenden Stelle angeordnete Vibrationsmühle bei der Materialförderung
eine zusätzliche Ersparung ermöglicht.
-
Die erfindungsgemäße Vibrationsmühle kann innerhalb des Rahmens der
Erfindung in verschiedenen anderen Ausführungsformen aufgebaut werden. Die einfachste
Ausführungsform ist die, bei der das Mahlwerk nur aus einem Schwingarm und aus zwei
daran befestigen Mahltrommeln aufgebaut ist.
-
Patentansprüche