DE3342765C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Zerkleinerung harter, körniger Schüttgüter, und zwar mehrstufige Schleuderbrecher, die für die Feinzerkleinerung von Rohstoffen im Erzbergbau, in der Hüttenindustrie, in der chemischen, Zement- und Fer­ tigmischfutterindustrie, abr auch bei der Produktion von Baustoffen verschiedener Arten verwendet werden können.

Besonders effektiv ist ihr Einsatz bei der Zerkleinerung körniger und anorganischer Komponenten in der Fertigmisch­ futterindustrie. Die Vorrichtung ermöglicht eine Zerkleine­ rung körniger und anorganischer Komponenten des herzustell­ lenden Fertigmischfutters bei der Dosierung als Ausgangsstoffe ohne Begrenzung der Feuchtigkeit.

Für die Zerkleinerung körniger Rohstoffe werden in der Fer­ tigmischfutterindustrie hauptsächlich Vorrichtungen mit Schlag- und Reibwirkung benutzt. Am weitesten sind Vorrich­ tungen verbreitet, deren Wirkungsweise auf dem Prinzip der Hammerbrecher beruht.

Die Hauptteile der Hammerbrecher bestehen in einem hohen Energiebedarf des Zerkleinerungsprozesses und einem schnellen Verschleiß der Laufhämmer und des Siebapparates, der in der aktiven Brechzone des Rohstoffes der Betriebskammer angeordnet ist. Die Hammerbrecher liefern ein Mahlprodukt mit nicht einheitlicher Kornzusammensetzung. Die Qualität des Mahlproduktes hängt vom Verschleißgrad der Hämmer und des Siebapparates ab. Die Hammerbrecher sind empfindlich gegen die Feuchtigkeit des zu zerkleinernden Materials. Bei einer Erhöhung der Feuchtigkeit ändern sich Leistung und Qualität des Mahlgutes stark.

Es ist eine Schleudermühle für harte Stoffe bekannt (DE-AS 17 82 130), die als einstufiger Zerkleinerer ausgebildet ist und bei der zur Klassierung ein Sieb verwendet wird, wobei eine pneumatische Rückführung der zu groben Fraktion vorgesehen ist und die Klassierungsstufe durch Austausch von Sieben veränderbar ist.

Derartige bekannte einstufige Zerkleinerer weisen jedoch den Nachteil auf, daß bei einem Durchgang der Masse nicht die notwendige Korngröße des anfallenden Mahlgutes erzielbar ist und daß zusätzliche Siebvorrichtungen für die Rückfüh­ rung der zu groben Mahlfraktion zum wiederholten Mahlen aufgestellt werden müssen.

Es ist hierbei auch nachteilig, daß die Gewährleistung einer einheitlichen Kornzusammensetzung des Mahlgutes bei Einhal­ tung einer staubfreien Sektion nicht möglich ist, und daß eine Zerkleinerung von Korn unterschiedlicher physikalischer und mechanischer Eigenschaften in chemischen Betrieben, wie Bergwerken, Hüttenwerken und anderen Betrieben, in denen bestimmte Qualitätsanforderungen an die Gleichmäßigkeit des Mahlgutes gestellt werden, in einem einzigen einheitli­ chen Arbeitsgang nicht durchführbar ist, wobei es auch nach­ teilig ist, daß ein hoher Energiebedarf während des Zerklei­ nerungsvorgangs durch das nicht rechtzeitige Ableitenkönnen der auf die nötige Größe zerkleinerten Teilchen in Kauf zu nehmen ist.

Eine nachteilige Begleiterscheinung derartiger einstufiger Zerkleinerer besteht auch in einem großen Verschleiß der Siebe oder Gitter und der Luftleitungen, wobei nur ein nie­ driger Wirkungsgrad für das mit Überschußluft für die Rück­ führung des Gutes zum Schleuderrad arbeitende Arbeitsrad erzielbar ist. Auch ist es nachteilig, daß zum Schleuderrad nicht in erster Linie die grobe Fraktion, sondern feine Teilchen zugeführt werden, da diese leichter zu heben und zu transportieren sind, was zu unnötigem Übermahlen und zu zusätzlichem Energieverbrauch führt.

Gegenwärtig stellt ein mehrstufiger Schleuderbrecher, vorran­ gig für Korn verwendet, die aktuellste technische Lösung dar, die eine Zuleitung für das Korn und ein Gehäuse enthält, in dem ein Fülltrichter und mehrere, relativ zur vertikalen Achse hintereinander angeordnete Zerkleinerungsstufen ange­ ordnet sind, von denen jede eine Beschleunigungsscheibe, ein kegelförmiges Sieb, eine Prallplatte und einen kegel­ förmigen Trichter hat (SU-PS 7 43 718).

Die Zerkleinerung geschieht in diesem Brecher durch das Aufschlagen des Korns auf die Laufschaufeln der Beschleuni­ gungsscheiben und auf die unbewegliche Prallplatte, während die Klassierung des zerkleinerten Korns mit Hilfe der kegel­ förmigen Siebe vorgenommen wird. Die Effektivität der Klassi­ rung in dem Brecher hängt sowohl vom Betriebsregime als auch von der Zusammensetzung des zu zerkleinernden Korns ab. Eine Änderung des Betriebsregimes des Brechers und der Zu­ sammensetzung des zu zerkleinernden Korns ohne Austausch der kegelförmigen Klassierungssiebe verschlechtert die gleich­ mäßige Kornzusammensetzung und die Qualität des anfallenden Mahlgutes.

Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der obenerwähnten Nachteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brecher mit einer konstruktiven Ausführung zu schaffen, die bei einmaligem Durchgang eine einheitliche Kornzusammensetzung des zu vermahlenden Gutes mit einer vorgegebenen Mahlfein­ heit, eine Verringerung des Energiebedarfs während des Zer­ kleinerungsprozesses und des Anlagengewichts sowie eine ununterbrochene, einfache und wirksame Steuerung des Ab­ scheidungsprozesses gewährleistet und einen Verzicht auf schnell verschleißende Arbeitsorgane ermöglicht, wobei insbe­ sondere eine Rückführung der gröberen Fraktionen zum Schleu­ derrad ermöglicht werden soll, ohne zusätzliche Vorrichtun­ gen, wie Siebvorrichtungen für die Rückführung der gröberen Mahlfraktion zum wiederholten Mahlen aufstellen zu müssen, wobei ein unnötiges Übermahlen der freien Fraktion und hier­ durch ein weiterer zusätzlicher Energieverbrauch vermieden werden soll.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer Brechvorrich­ tung insbesondere für harte, körnige Schüttgüter, die eine Zuleitung für das Korn und ein Gehäuse enthält, in dem ein Fülltrichter und mehrere, relativ zu einer vertikalen Achse hintereinander angeordnete Zerkleinerungsstufen angeordnet sind, von denen jede eine Beschleunigungsscheibe, eine Rut­ sche, eine vom Gehäuse isolierte Prallplatte und einen kegel­ förmigen Trichter hat, gemäß der Erfindung in jeder Zerklei­ nerungsstufe eine Rückwurfeinrichtung und ein elektrostati­ scher Scheider montiert sind, wobei der Scheider in Form eines äußeren und eines inneren zylindrischen Rings gleicher Höhe, die konzentrisch zwischen der erwähnten Rückführein­ richtung und der Rutsche in relativ zur vertikalen Achse gleicher Höhe angebracht und durch Isolatoren miteinander verbunden sind, ausgeführt ist, während die Prallplatten und die kegelförmigen Trichter mit Kontakten für die Zufüh­ rung elektrischer Spannung versehen sind.

Eine Variante der Erfindung sieht vor, daß die Innenfläche der Prallplatten in Form eines Kegelstumpfes ausgeführt werden kann, der mit der kleineren Grundfläche in Richtung zum Fülltrichter montiert ist.

Es ist zweckmäßig, wenn in jeder Zerkleinerungsstufe die Oberfläche der Laufschaufeln der Beschleunigungsscheiben geriffelt sind.

Solch eine Ausführungsform der Vorrichtung ermöglicht eine effek­ tive Abscheidung des Materials im Brecher und gewährleistet eine optimale, einheitliche Kornzusammensetzung des Gutes.

Das Wesen der Erfindung besteht in einer Verbesserung der Abscheidung des zerkleinerten harten, körnigen Schüttguts nach jeder Zerkleinerungs­ stufe durch das Anbringen elektrostatischer Scheider. Die elektrostatischen Scheider, deren Funktion darauf beruht, daß in einem elektrostatischen Feld die Flug­ bahn geladener Teilchen abgelenkt wird, ermöglichen eine restlose Klassierung des nach der Zerkleinerung anfallenden Materials auf jeder Zerkleinerungsstufe. Die Effektivität der Funktion des Scheiders jeder Stufe hängt von der Größe der an dessen Ringe mit Hilfe ständiger, unlöslicher Kontakte angelegten Gleichspannung ab.

Durch Untersuchungen ist festgestellt worden, daß in der vorliegenden Erfindung zylindrische Ringe, die durch Isolatoren miteinander verbunden sind, die rationellste Form der Platten des Scheiders darstellen. Zur Verbesserung des Abscheidungsprozesses in den Zer­ kleinerungsstufen sind die Prallplatten in Form eines Kegelstumpfes ausgeführt und mit der kleineren Grund­ fläche in Richtung zum Fülltrichter aufgestellt. Solch eine Anbringung der kegelförmigen Prallplatten be­ dingt die Entstehung einer Komponente des Vektors der Bewegungsgeschwindigkeit des zerkleinerten Materials, die das Material auf die Rutschen lenkt, wo es eine Ladung aufnimmt, die proportional der an die Rutschen angelegten Spannung und seiner Masse ist. Die in den Zerkleinerungsstufen angeordneten Rückwurf­ einrichtungen dienen der Schaffung einer gerichteten Be­ wegung des Materials zum Arbeitsraum des Scheiders hin. Die geriffelte Ausführung der Laufschaufeln der Be­ schleunigungsscheiben bewirkt eine verstärkte Zerklei­ nerung des Materials in der Betriebszone der Beschleu­ nigungsscheibe. Durch die Erhöhung der Zerkleinerungsintensität auf die einzelnen Stufen erhält man eine größere Menge der geforderten (vorgesehenen) Frak­ tion, die vom Scheider als Fertigprodukt abgeleitet wird. Die Verringerung des Anteils des Materials, das in die nachfolgende Zerkleinerungsstufe gelangt, ver­ ringert im ganzen den Energiebedarf des Zerkleine­ rungsprozesses.

Die erfindungsgemäße Konstruktion der Vorrichtung für die Zerkleinerung harter, körniger Schüttgüter ermöglicht eine Senkung des Energiever­ brauchs für die Vermahlung einer Einheit des Ausgangs­ materials um den Faktor 1,16 bis 8,57 sowie die Gewinnung von Mahlgut mit vorgegebener Korngröße, schließt das Auftreten staubartiger Fraktionen (Teilchen mit einem Durchmesser unter 0,25 mm) und den Einsatz schnell verschleißender Arbeitsorgane - Hämmer und Siebe - vollkommen aus, verringert das Anlagengewicht um den Faktor 1,12 bis 7,65, erhöht die Zuverlässigkeit und Sta­ bilität des Mahlprozesses, verlängert die Lebensdauer der Arbeitsorgane und steigt die Arbeitsproduktivi­ tät.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispie­ len mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläu­ tert; es zeigt

Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Beschleunigungsscheibe in der Drauf­ sicht mit teilweisem Ausschnitt.

Die Brechvorrichtung für harte, körni­ ge Schüttgüter (Fig. 1) besteht aus einer Zuleitung 1 für das Korn, einem zylindrischen Gehäuse 2, einem Fülltrichter 3, vom Gehäuse 2 isolierten Prallplatten 4, Beschleunigungsscheiben 5 und kegelförmigen Trichtern 6.

Eine Beschleunigungsscheibe, eine geriffelte Prallplatte und ein kegelförmiger Trichter bilden je­ weils eine Zerkleinerungsstufe, von denen mehrere im Brecher vorhanden sein können. Die Betriebsparameter der Zerkleinerungsstufen werden von der ersten zu den nachfolgenden größer. Unter jeder Zerkleinerungsstufe sind auf Isolatoren 7 elektrostatische Schneider 8 angeordnet, die aus zwei miteinander verbundenen zylindri­ schen Ringen von gleicher Höhe bestehen, die konzen­ trisch in einer Höhe relativ zu einer gemeinsamen vertikalen Achse angebracht sind. Die Durchmesser der Arbeitsringe der Scheider 8 jeder nachfolgenden Stufe sind größer als die Durchmesser der Ringe der vorangehenden Zerkleinerungsstufe.

Die Prallplatten 4, die zusammen mit dem kegel­ förmigen Trichter 6 aufladende Elektroden darstellen, sind über Isolierschichten 9 mit Hilfe von Schrauben 10 befestigt. Für die Ableitung der gemahlenen Frak­ tion sind über den Prallplatten 4 Rutschen 11 in Form eines Kegels angebracht. Die analog zu Laufrädern von Radialventilatoren ausgeführten Be­ schleunigungsscheiben 5 werden an der Welle 12 mit Hilfe von Klemmen 13 befestigt. Zur Schaffung einer gerichteten Bewegung des zerkleinerten Materials zum Innenraum der Scheider 8 hin sind an deren Arbeits­ ringen Rückwurfeinrichtungen 14 befestigt, während die Innenfläche der Prallplatten 4 in Form eines Kegel­ stumpfes ausgeführt ist, der mit seiner kleineren Grundfläche in Richtung zur Füllöffnung, - des Trichters 3 - montiert ist.

Die Rückwurfeinrichtungen 14 stellen keine auf­ ladenden Elektroden dar, ihre Oberfläche ist von den Innenringen der Scheider 8 isoliert, an denen sie be­ festigt sind. Der Brecher ist mit Hilfe von Stützen 15 am Fundament befestigt. Die Welle 12 des Brechers ist mit den darauf befestigten Beschleunigungsscheiben 5 senkrecht in Zentrum in Lagern 16 des oberen und des unteren Teils des Gehäuses 2 montiert. Das fertige Material wird durch Auslaßtrichter 17 entfernt, die noch nicht fein genug vermahlene Fraktion durch Trichter 18 (Fig. 2). Der innere und der äußere Ring des Scheiders 8 sind miteinander durch Isolatoren 19 (Fig. 2) verbunden. Fig. 3 zeigt die geriffelten Lauf­ schaufeln 20 der Beschleunigungsscheiben 5.

An die Ringe der Scheider 8 wird eine Betriebs­ spannung von einigen Kilovolt angelegt, deren Größe in Abhägigkeit von der geforderten Mahlfeinheit, der Zusammensetzung des zu vermahlenden Materials und dem Betriebsregime des Brechers geregelt wird. Zur Über­ tragung einer Ladung auf die Teilchen des zu vermahlen­ den Korns wird bei ihrer Zerkleinerung und Bewegung im kegelförmigen Trichter 6 bis zum Eintreffen in den Betriebsraum der Scheider 8 an den Trichter und die Prallplatte 4 auf allen Stufen eine Spannung (ein Potential) von einigen Zehntel eines Kilovolts angelegt.

Die Vorrichtung funktioniert folgendermaßen:

Das zu zerkleinernde harte, körnige Schüttgut ge­ langt durch die Zuleitung 1 für das Korn und den Füll­ trichter 3 auf die erste Beschleunigungsscheibe 5. Die Beschleunigungsscheibe 5 saugt durch die Einschüttöff­ nung den Luft-Korn-Strom an und verstärkt somit dessen Bewegung in den Arbeitskanälen. Die Zerkleinerung des Korns geschieht sowohl im Innern der Arbeitskanäle der Beschleunigungsscheiben, als auch beim Aufschlagen auf die Prallplatten 4.

Die an der Innenfläche kegelförmigen Prallplat­ ten 4, deren kleinere Grundplatte nach oben gerichtet ist, bilden eine Zone der Zerkleinerung des Korns und stellen außerdem zusammen mit den kegelförmigen Trich­ tern 6 aufladende Elektroden dar. Die in der er­ Zerkleinerungsstufe bei der Zerkleinerung des Korns entstandenen Materialteilchen werden an der Elektrode aufgeladen und gelangen unter Einwirkung der durch den Schlagimpuls erhaltenen Geschwindigkeit, der Schwerkraft und der Kraft des Luftstroms in den Arbeitsraum zwischen den Ringen des Scheiders 8, zwi­ schen denen ein Potentialunterschied von einigen Kilovolt besteht.

Unter Einwirkung des elektrostatischen Feldes wird das Material nach dem Coulombschen Gesetz in das Fertigprodukt und eine Fraktion geteilt, die auf den folgenden Zerkleinerungsstufen noch weiter zerklei­ nert werden muß. Durch Änderung der Spannung an den Arbeitsringen der Scheider 8 kann der Abscheidungspro­ zeß reguliert werden. Die Möglichkeit einer Änderung des Abscheidungsprozesses durch Änderung der Betriebs­ spannung gestattet es, das Material auf den Zerklei­ nerungsstufen bei beliebigem Betriebsregime des Bre­ chers restlos zu schneiden. Die Möglichkeit einer rest­ losen Klassierung des Materials bei beliebigen Betriebs­ regimen des Brechers gewährleistet eine einheitliche Kornzusammensetzung des Mahlguts ohne Beimischung staubartiger Fraktionen und eine Verringerung des Energieverbrauchs für den stufenweisen Zerkleinerungs­ prozeß infolge der restlosen Entfernung der zer­ kleinerten Fraktion aus dem Ausgangsmaterial, das in die nachfolgende Zerkleinerungsstufe gelangt.

Eine andere Ausführungsmodifikation der Brechvorrichtung für harte, körnige Schütt­ güter sieht den Austausch der elektrostatischen Schei­ der gegen austauschbare Siebe vor. Das Anbringen aus­ tauschbarer Siebe in Form symmetrischer Kegel ermög­ licht eine Klassierung des Materials auf den Zerklei­ nerungsstufen. Bei der Klassierung mit Hilfe von Sie­ ben gelangen Teilchen in das Fertigprodukt, deren Größe nicht standardgerecht ist, wodurch die Ein­ heitlichkeit der Kornzusammensetzung verschlechtert wird. Die Siebe übernehmen in dieser Variante die Rolle der Rutschen.

Claims (3)

1. Brechvorrichtung, insbesondere für harte, körnige Schüttgüter, die eine Zuleitung (1) für das Schüttgut und ein Gehäuse (2) enthält, in dem ein Fülltrichter (3) und mehrere, relativ zu einer vertikalen Achse hin­ tereinander angeordnete Zerkleinerungsstufen angeord­ net sind, von denen jede eine Beschleunigungsscheibe (5), eine Rutsche (11), eine vom Gehäuse (2) der Vorrichtung isolierte Prallplatte (4) und einen kegel­ förmigen Trichter (6) aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in jeder Zerkleinerungsstufe Rückwurfeinrichtungen (14) und ein elektrostatischer Scheider (8) montiert sind, wobei der Scheider in Form eines äußeren und eines inneren zylindrischen Ringes gleicher Höhe, die konzentrisch zwischen den Rückwurfeinrichtungen (14) und der Rutsche (11) in relativ zur vertikalen Achse gleicher Höhe angebracht und durch Isolatoren (19) miteinander verbunden sind, ausgeführt ist, und die Prallplatten (4) und die kegel­ förmigen Trichter (6) mit Kontakten für die Zuführung elektrischer Spannung versehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Prallplatten (4) in Form eines Kegelstumpfes aus­ geführt ist, der mit der kleineren Grundfläche in Richtung zum Fülltrichter (3) montiert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Zerkleine­ rungsstufe die Oberflächen der Laufschaufeln (20) der Beschleunigungsscheiben (5) geriffelt sind.