DE3490332C2

DE3490332C2 - Walzenmühle

Info

Publication number: DE3490332C2
Application number: DE3490332A
Authority: DE
Inventors: Katsuhiko Shimojima; Masaki Hamaguchi; Hiroshi Obana; Takemi Aizawa; Hiroyuki Ninomiya
Original assignee: Kobe Steel Ltd; Onoda Cement Co Ltd
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1983-06-30
Filing date: 1984-06-28
Publication date: 1994-06-23
Anticipated expiration: 2004-06-29
Also published as: WO1985000302A1; DK90585A; US4611765A; DE3490332T1; DK171594B1; DK90585D0

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzenmühle mit einem Mahltisch gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Walzenmühle ist aus der DD-PS 1 06 953 und aus dem DE-GM 18 87 179 bekannt. Bei derartigen Walzenmühlen ist zwischen der Außenumfangsfläche der Mahlwalze und dem Mahl tisch ein keilförmiger Spalt ausgebildet, dessen lichte Weite zum Außenrand des Mahltischs hin abnimmt. Durch diese Maßnahme soll eine vorzeitige Auswärtsbewegung des Mahlguts zum Außenrand des Mahltischs hin unterdrückt werden.

Beim Betrieb derartiger Walzenmühlen hat es sich jedoch ge zeigt, daß es insbesondere bei hohen Zerkleinerungsleistun gen nicht gelingt, die Pulverschicht zwischen der Walzen mühle und dem Mahltisch konstant zu halten, so daß die Pul verschicht kollabiert und die Walzenmühlen in Schwingungen versetzt werden.

Aus der FR-PS 531 817 ist es an sich bekannt, an der Außen umfangsfläche der Walzenmühlen umlaufende Kerben auszubil den, so daß am Außenumfang der Mahlwalze spitzwinklige Schneiden entstehen. Im Gegensatz zu der vorbeschriebenen Walzenmühle wird beim Gegenstand der FR-PS 531 817 das Mahlgut am Au ßenumfang des Mahltischs aufgegeben und zentral abgezogen. Die Zerkleinerung des Mahlguts geschieht im wesentlichen im Bereich der durch die Kerben ausgebildeten Schneiden.

Aus der US-PS 332 488 ist eine Walzenmühle mit konischen Mahlwalzen bekannt, an deren Außenumfang eine Vielzahl von umlaufenden Ringnuten ausgebildet sind. An der Auflagefläche des Mahltischs sind koaxial zur Drehachse der Mahlwalzen konzentrische Umfangsnuten ausgebildet, entlang denen die konischen Mahlwalzen formschlüssig mit einem Umfangsab schnitt auf dem Mahltisch aufliegen.

Da bei beiden vorgenannten Druckschriften der Spalt zwischen der wirksamen Mahlfläche und dem Mahltisch über die Breite der Mahlwalze im wesentlichen konstant bleibt, kann es auch bei diesen Konstruktionen zu einem Kollabieren der Mahlgut schicht und damit zur Erregung von Schwingungen kommen.

Aus der US-PS 2 689 689 ist schließlich eine Walzenmühle be kannt, bei der die Mahlwalze derart ausgestaltet ist, daß sie lediglich mit einem Mittelabschnitt auf dem Mahltisch aufliegt, während sich der Spalt zwischen diesem und der Mahlwalze zu deren Stirnflächen hin konisch erweitert.

Demgegenüber liegt der Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Walzenmühle derart weiterzubilden, daß der Vibration der Mahlwalzen vorgebeugt ist und die Zerkleinerungsleistung der Walzenmühle erhöht wird.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des neuen Patentan spruchs 1 gelöst.

Durch die Maßnahme, im Mittelabschnitt der Außenumfangsflä che der Mahlwalze eine Ringnut auszubilden, deren Tiefe durch den mittleren Korndurchmesser des vorzerkleinerten Mahlguts bestimmt ist, gelingt es, auch bei hohen Zerkleine rungsleistungen das Ausfließen des Mahlguts aus dem Spalt zwischen der Mahlwalze und dem Mahltisch zu verhindern, so daß die Mahlgutschicht im wesentlichen stabil gehalten wird, und somit einer Schwingungserregung vorgebeugt ist. Die Tiefe der Ringnut ist dabei so ausgelegt, daß diese selbst nicht zur Zerkleinerung des Mahlguts beiträgt. Das bedeutet, daß der die Feinmahlung bewerkstelligende Abschnitt der Mahlwalze, d. h. der sich von der Ringnut zum Außenabschnitt des Mahltischs erstreckende Außenumfangsabschnitt der Mahl walze, durch die Positionierung und Tiefe der Ringnut beein flußbar ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ausgeführt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Beispiel für eine herkömmliche Walzenmühle teils in Ansicht, teils im Schnitt;

Fig. 2(a) und 2(b) schematische Schnittdarstellungen zur Erläuterung der Lagebeziehungen zwischen einer Mahlwalze und einem Mahltisch in einer Walzen mühle;

Fig. 3 eine Frontansicht einer Mahlwalze zur Erläute rung des Zerkleinerungsvorgangs;

Fig. 4 und 5 Draufsichten auf eine Mahlwalze;

Fig. 6 eine schematische Darstellung zum Zerkleinerungs bereich.

Die in Fig. 1 gezeigte herkömmliche Walzenmühle weist einen Mahltisch 1 auf, der um eine lotrechte Achse 2 mit Hilfe einer (nicht gezeigten) Antriebsquelle, z. B. einem Motor, zwangsläufig und eindeutig gedreht wird.

In der oberen Fläche des Mahltischs 1 ist rund um die Achse 2 herum eine Ringrinne 3 mit nach unten bogenförmig gekrümmtem Querschnitt ausgestaltet.

Oberhalb des Mahltischs 1 ist ein Satz von Mahlwalzen 5a, 5b montiert, deren Außenumfangsflächen 4 mit einem Zwischenraum oder Spalt 6 der Ringrinne 3 gegenüberliegen und zu dieser hin gedrückt werden.

Die Mahlwalzen 5a, 5b sind an Walzenwellen 9a und 9b, die in eine Mahlkammer 8 durch einen Mantel 7 eingeführt sind, drehbar gelagert und ferner an Walzenständern 11a sowie 11b, welche auf waagerechten, außerhalb des Mantels 7 befindli chen Wellen 10a, 10b montiert und in einer lotrechten Ebene schwenkbar sind, befestigt. Je ein Stellschraubenbolzen 13a (der Bolzen 13b ist nicht gezeigt) ist in einen Arm 12a (der Arm 12b ist nicht gezeigt) eingeschraubt, und der Kopf der Schraubenbolzen 13 kann an den Armen 11 zum Anstoßen ge bracht werden, so daß ein minimaler Grenzwert für die Weite des Spalts 6 zwischen den Mahlwalzen 5a, 5b und der Ring rinne 3 eingestellt werden kann.

Die freien Enden der Walzenständer 11a, 11b sind untereinan der durch eine Zug- oder Spannvorrichtung 14 und Zugstangen 15a, 15b verbunden. Demzufolge unterliegen die oberen, frei en Enden der Walzenständer 11a, 11b Kräften in bezug auf eine Schwenkbewegung in Richtung der Pfeile A zu ihrer An näherung zueinander, wobei die Mahlwalzen 5a, 5b zur Ring rinne 3 hin zwangsläufig bewegt werden. Die Schwenkbewegung der Ständer 11a, 11b in Richtung der Pfeile A wird jedoch, wie oben erläutert wurde, durch die Stellschraubenbolzen 13a, 13b begrenzt, womit letztlich der minimale Grenzwert für die Weite des Spalts 6 bestimmt wird.

Das dem mittigen Teil der oberen Fläche des Mahltischs 1 zugeführte Rohmaterial wird durch die kegelstumpfförmige Ausgestaltung im mittleren Teil des Mahltischs 1 und durch die bei dessen Drehung hervorgerufene Zentrifugalkraft in der Richtung zum Außenumfang des Mahltischs hin bewegt, d. h. zur Ringrinne 3 hin, und dieses Material wird in den Spalt 6 zwischen den Mahlwalzen 5a, 5b sowie dem Mahltisch 1 eingequetscht, so daß es unter Druck zerkleinert wird.

In dem Fall jedoch, da die Stärke der unter der einen Mahl walze, z. B. der Walze 5a, eingequetschten Rohmaterialschicht zu groß ist, führt die Mahlwalze 5a eine nach oben gerich tete Schwenk-Ausweichbewegung entgegen der Kraft der Zug vorrichtung 14 aus und ihre Schwenkkraft wird durch die Zugvorrichtung 14 sowie die Stange 15b auf den Ständer 11b übertragen, an dem die gegenüberliegende Mahlwalze 5b ange bracht ist. Damit wird die Druckkraft der Mahlwalze 5b in Richtung zur Ringrinne 3 hin vergrößert. Die Druckkräfte der Mahlwalzen 5a, 5b werden also selbsttätig entsprechend irgendwelchen Änderungen in der Schichtstärke des Rohma terials eingeregelt.

Das von den Walzen 5a, 5b zerkleinerte Rohmaterial bewegt sich auf Grund der Zentrifugalkraft des Mahltischs 1 zu dessen Außenumfang hin und wird von einem aufwärts gerich teten, aus einem den Außenumfang des Tischs 1 umschließen den Düsenring 16 austretenden Luftstrom nach oben geblasen. Die Trennung nach Partikelgrößen wird mit Hilfe eines (nicht gezeigten) Separators, der im oberen Teil der Mahl kammer 8 angeordnet ist, ausgeführt, und es werden nur feine Partikel, die eine bestimmte Größe nicht überschrei ten, aus der Mahlkammer abgeführt, während grobe, die vorbe stimmte Partikelgröße überschreitende Partikel zur oberen Fläche des Mahltischs 1 zurückgeführt und erneut der Zer kleinerungsbehandlung unterworfen werden.

Wie die Fig. 2 zeigt, besteht bei der herkömmlichen Walzen mühle zwischen einem Krümmungsradius r der Außenumfangsflä che 4 der Mahlwalze 5 in einer die Walzenwelle 9a bzw. 9b einschließenden Schnittebene und einem Krümmungsradius R der Ringrinne 3 in einer die Walzenwelle 9a bzw. 9b ein schließenden Schnittebene die Beziehung R < r.

Bei dem Beispiel von Fig. 2(a) sind

R = R₁
r = r₁
R₁ = r₁ + d₁
d₁ = d₀

und damit ist die Weite oder Stärke d des Spalts 6 in der Radialrichtung der Walze zwischen beiden gekrümmten Flä chen konstant (d₁ - d₀).

In dem in Fig. 2(b) gezeigten Beispiel sind

R = R₁
r = r₂
R₁ < r₂ + d₂
d₂ < d₀

und die Weite des Spalts 6 zwischen beiden gekrümmten Flä chen ist so eingestellt, daß die Weite (Stärke) d₂ im Be reich der beiden Stirnseiten (innen und außen) immer größer ist als die Weite d₀ des mittigen Teils.

Im Fall einer Walzenmühle wird, wie die Fig. 3 in einer Seitenansicht einer Mahlwalze 5 zeigt, das Zerkleinern des Rohmaterials nicht an einer Stelle 18 genau unter der Walze, an der die Kompression maximal ist, sondern an einer Stelle 17 ausgeführt oder bewirkt, die vom Walzenzentrum um die Strecke l nach hinten - betrachtet in der Vorlaufrichtung (Pfeil) des Mahltischs 1 - versetzt ist. Ferner verschiebt sich, wie Fig. 4 in der Draufsicht auf eine Walze 5 zeigt, eine Umfangsgeschwindigkeit F₄ in der Drehrichtung des Außenumfangs der Walze 5 um einen Winkel α mit Bezug zu einer Umfangsgeschwindigkeit F₃ in der Drehrichtung (tan gentialen Richtung) des Mahltischs 1 am Mahl- oder Quetsch punkt 17. In Übereinstimmung mit diesem Verschiebungswinkel wirkt eine Schubkraft in der Richtung des Pfeils F₅ auf das gerade unter dem Quetschpunkt 17 befindliche Rohma terial. Ein Fluß des Rohmaterials wird durch diese Schub kraft F₅ herbeigeführt, und es wird angenommen, daß diese Kraft die selbsterregte Vibration steigert.

Ein Vergleich zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der Außen umfangsfläche 4 der Mahlwalze 5 in der Nachbarschaft des Quetschpunkts 17 und derjenigen der Ringrinne 3 im Mahl tisch 1 ist schematisch in Fig. 5 dargestellt. Die Umfangs geschwindigkeit auf seiten der Ringrinne 3 ist dem Radius von der Drehmitte 0 des Mahltischs 1 proportional. Wenn man beispielsweise die Außenumfangsfläche 4 der Mahlwalze 5 in der Breitenrichtung betrachtet, so besteht, wenn die Umfangsgeschwindigkeit an der relativ nahe zur Drehmitte 0 gelegenen Stelle 17a als V_a und diejenige an der relativ von der Drehmitte 0 entfernt gelegenen Stelle 17b als V_b bezeichnet wird, die Beziehung V_b < V_a. Weil nun die Um fangsgeschwindigkeit V₀ der Außenumfangsfläche 4 der Walze 5 ein Mittelwert von V_a und V_b ist, so gilt die Beziehung V_b < V₀ < V_a.

Zwischen der Außenumfangsfläche 4 der Mahlwalze 5 und der Ringrinne 3 tritt ein Schlupf oder Gleiten auf, was durch den oben erläuterten Unterschied in der Umfangsgeschwindig keit hervorgerufen wird, und eine von diesem Schlupf er zeugte Schubkraft führt zu einem Fließen des Rohmaterial pulvers in dem Spalt 6, was ein Grund für das Auftreten der selbsterregten Vibration ist.

Somit hat die selbsterregte Vibration der Mahlwalze 5 ihren Grund im Fließen des Rohmaterialpulvers im Spalt 6 in der Richtung der Walzenwelle 9. In diesem Zusammenhang ist dar auf hinzuweisen, daß bei der herkömmlichen Walzenmühle, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, die Weite des Spalts 6 bei Betrachtung in Richtung der Walzenwelle 9 entweder kon stant (Fig. 2(a)) oder im Innen- und Außenbereich größer als im mittigen Teil (Fig. 2(b)) ist. Auf jeden Fall ist der Spalt 6 in einem nach innen oder außen offenen Zustand, d. h., er nimmt keine Gestalt an, die ein Fließen des im Spalt 6 gebildeten Rohmaterials verhindert, und damit er laubt dieser Aufbau das leichte Auftreten von selbster regten Vibrationen.

Des weiteren wird die Zerkleinerung in einer Walzenmühle sowohl durch Druck- wie auch durch Schub- oder Scherkräfte bewirkt. Wenn man die jeweiligen Kraftbereiche als Adhä sionsbereich (Druckbereich) A und als Gleitbereich (Schub bereich) B bezeichnet, so wird das im Adhäsionsbereich A grob zerkleinerte Rohmaterial dann im Gleit- oder Schub bereich B fein gemahlen (s. Fig. 6). Wenn nun durch die Walze auf eine Pulverschicht C eine Kraft aufgebracht wird, so tritt bei einer Walzengestalt, wie sie in Fig. 2(a) ge zeigt ist, mit größter Wahrscheinlichkeit der Fall ein, daß die Pulverschicht C zur linken und zur rechten Seite der Walze ausfließen wird. Darüber hinaus ist der Schubbereich B umso größer, je größer die Breite oder der Durchmesser der Walze ist, und in diesem Fall wird die Schubkraft er höht, so daß die Wahrscheinlichkeit für ein Ausfließen oder Ausweichen der Partikel größer wird. Diese beiden Einflüsse setzen sich zusammen und bewirken die Ausfließ- oder Ausweicherscheinung des Pulvers. Kurz gesagt, die große Fläche des Schubbereichs B ist der Hauptgrund, und dieser wirkt mit der mangelhaften Gestaltung der Walze zu sammen, um diese Erscheinung hervorzurufen.

Im Hinblick auf die oben getroffenen Feststellungen und herausgestellten Probleme ist es das Ziel der Erfindung, die selbsterregte Vibration zu vermindern und die Zerklei nerungsleistung zu verbessern, indem verhindert wird, daß das Rohmaterial in der Richtung der Walzenwelle in den Spalt zwischen den Zerkleinerungswalzen und der im Mahl tisch ausgebildeten Ringrinne fließt. Der Kern der Erfin dung liegt in einer Walzenmühle für die Zerkleinerung von auf einen Mahltisch aufgegebenem Rohmaterial auf Grund einer Kompression von zwischen dem Mahltisch und drehbar von Walzenwellen getragenen sowie gegen die obere Fläche des Mahltischs gedrückten Mahlwalzen, wobei in der Außen umfangsfläche einer jeden Mahlwalze wenigstens eine Kehle ausgebildet ist, die koaxial zu der die Mahlwalze tragenden Walzenwelle verläuft.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand der Zeichnungen erläu tert. Es zeigen:

Fig. 7 einen Teilschnitt bzw. eine Ansicht zur Darstellung der Lage zwischen einer Mahlwalze und einem Mahl tisch in einer Walzenmühle in einer Ausführungs form gemäß der Erfindung;

Fig. 8 eine schematische Darstellung über die Beziehung zwischen der Mahlwalze und dem Mahltisch;

Fig. 9 schematische Darstellungen über die Lagebeziehung zwischen der Mahlwalze und dem Mahltisch in weiteren Ausführungsformen gemäß der Erfindung;

Fig. 10 und 11 schematische Darstellungen über die Bezie hung zwischen der Mahlwalze und dem Mahltisch;

Fig. 12 bis 14 schematische Darstellungen für die Lagebe ziehung zwischen der Mahlwalze und dem Mahltisch bei weiteren Ausführungsformen gemäß der Erfindung;

Fig. 15 ein experimentell bestimmtes Diagramm über die Beziehung zwischen der Verarbeitungsmenge und der Korngröße.

Gemäß Fig. 7 wird eine Mahlwalze 25 zu einer in der Ober fläche eines Mahltischs 1 ausgebildeten Ringrinne 3 hin gepreßt. Die Außenumfangsfläche 24 der Mahlwalze 25 ist mit einer zur Walzenwelle 9 koaxialen Kehle in ihrem mitti gen Teil - bei Betrachtung in Richtung der Walzenwelle - versehen, und somit hat die Mahlwalze 25 eine durch die Kehle 27 gebildete Einschnürung. Die Fig. 7 zeigt nur eine in der Breitenrichtung der Mahlwalze 25 mittig ausgestal tete Kehle, jedoch ist die Anzahl dieser Kehlen hierauf nicht begrenzt.

Wenngleich die Kehle 27 eine allgemein halbkreisförmige Gestalt im Querschnitt hat, so kann sie nach Wunsch oder bei Bedarf anders gestaltet sein, z. B. rechtwinklig, tra pezförmig oder dreieckig. Der mittige Teil der Mahlwalze 25 mit der darin ausgebildeten Kehle 27 trägt zur Zerkleine rung überhaupt nicht bei, und wenn diese zu flach ist, so wird die Walzenstandzeit durch Verschleiß verkürzt, wes halb ihre Tiefe unter Berücksichtigung dieses Punkts be stimmt werden soll.

Bei dieser Ausführungsform trägt vielmehr die mittige Kehle der Mahlwalze zur Verminderung des Gleitbereichs oder der Gleitfläche bei, und damit wird die durch die Druckkraft und die Tischdrehung eingetragene Schubkraft vermindert. Das hat zum Ergebnis, daß selbst dann, wenn die Walzenge stalt mit dem oben erwähnten Mangel behaftet ist, keine selbsterregte Vibration auftreten wird. Das bedeutet, daß die Fläche des zerkleinernden Teils der Mahlwalze 25 durch Änderung der Ausgestaltung des ausgekehlten Teils einregu liert und angepaßt werden kann und, da die Möglichkeit be steht, das Rohmaterialpulver in einer idealen Weise fest zuhalten und zu zerkleinern, so kann die Druckkraft wirksam auf die Pulverschicht ausgeübt werden. Demzufolge wird nicht nur die durch ein Kollabieren der Pulverschicht hervorge rufene selbsterregte Vibration verhindert, sondern es kann auch eine die Zerkleinerungsleistung begünstigende Wirkung erhalten werden.

Weil die herkömmliche Walzenmühle einen Aufbau aufweist, der ein Ausfließen oder Ausweichen des Rohmaterials aus dem Spalt 6 zwischen der Mahlwalze 25 und dem Mahltisch 1 zuläßt, tritt das Rohmaterial, bevor die Druckkraft F₁ der Mahlwalze wirksam auf das Rohmaterialpulver einwirkt, aus, d. h., die unter Druck erfolgende Zerkleinerung wird nicht in einem zufriedenstellenden Ausmaß ausgeführt, und das ist ein Grund, durch den die Zerkleinerungsleistung der Walzen mühle herabgesetzt wird. Dieses Problem kann gelöst werden, indem der Spalt zwischen der Außenumfangsfläche der Mahlwal ze und der oberen Fläche des Mahltischs im Querschnitt die Gestalt eines Keils erhält, dessen Querschnittfläche zum Außenrand des Mahltischs hin allmählich abnimmt. Tatsächlich wurde als Ergebnis der Anwendung eines solchen Aufbaus festgestellt, daß das Rohmaterial, das unter Druck zwischen der Mahlwalze und dem Mahltisch zerkleinert worden ist, an einem Entweichen oder Ausfließen in der radialen Richtung des Mahltischs gehindert und die Zerkleinerungsleistung gesteigert wurde.

Die oben erwähnte Keilform wird erreicht, indem an der Außen umfangsfläche der Mahlwalze eine geneigte, sich verjüngende Oberfläche ausgebildet wird, die in ihrem Querschnitt zum freien Ende der Walzenwelle hin abnimmt. Somit wird der Spalt zwischen der Außenumfangsfläche der Mahlwalze und der Ringrinne im Mahltisch keilförmig zur Außenseite des Mahltischs hin - bei Betrachtung in der radialen Richtung des Tischs - verengt, so daß ein Auswärtsfließen des Roh materials beschränkt oder verhindert wird.

Die konstruktive Ausbildung wie auch die Funktion und Wir kung der Keilform werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9 erläutert.

Am freien Endbereich der Außenumfangsfläche 24 der Mahl walze 25 ist, wie Fig. 8 zeigt, eine Schrägfläche 24a der art ausgebildet, daß die Querschnittsfläche bei einem Schnitt in einer zur Walzenwelle 9 senkrechten Ebene allmählich zum freien Ende der Walzenwelle hin abnimmt. Zwischen der Schrägfläche 24a und der Ringrinne wird ein Spalt 26 ge bildet, der zum Außenrand des Mahltischs in dessen radia ler Richtung enger wird. Deshalb ist die Weite (Stärke) D_b des Austrittsbereichs 26b des Spalts 26 geringer als die Weite (Stärke) D_a des Eintrittsbereichs 26a.

Unter Verwendung der oben erläuterten Mahlwalze wird die Zerkleinerung in der folgenden Weise ausgeführt.

Dem mittigen Teil des Mahltischs 1 zugeführtes Rohmaterial bewegt sich aufgrund einer durch die Drehung dieses Tischs erzeugten Zentrifugalkraft in radialer Richtung des Tischs und fließt in die Ringrinne 3 ein. Dann wird es in den Spalt 26 zwischen dem Tisch und der zur Ringrinne 3 hin gepreßten Mahlwalze eingequetscht.

Nun ist aber der Spalt 26 zwischen der einen bogenförmigen Querschnitt aufweisenden Ringrinne 3 und der Schrägfläche 24a der Mahlwalze 25 als Keil ausgestaltet, dessen Quer schnittsfläche, wie gesagt wurde, zum Außenrand abnimmt. Demzufolge erzeugt das Rohmaterial, das versucht, nach außen zu fließen, am Austrittsbereich 26b ein Verstopfen oder Versperren, d. h., das Auswärtsfließen des Rohmaterials wird unterdrückt. Deshalb wird lediglich das Rohmaterial, das durch die Kompression am Austrittsbereich 26b, der wesent lich zu der Zerkleinerungswirkung beiträgt, völlig zerklei nert worden ist, durch diesen Austrittsbereich treten, wor auf es zum Außenumfangsteil des Mahltischs 1 hin ausgetra gen wird. Insgesamt wird also die Weite des Spalts 26, d. h., die Stärke der Pulverschicht, stabil und beständig gehalten, um dadurch selbsterregte Schwingungen zu ver mindern.

Da, wie erwähnt wurde, das Auswärtsfließen des Rohmaterials unterdrückt wird, tritt des weiteren der Mangel, daß unzer kleinertes Rohmaterial vom Mahltisch 1 nach außen fließt, nicht länger auf, vielmehr fließt nur das völlig zerklei nerte Rohmaterial zum Düsenring 16 hin, so daß also die Zerkleinerungsleistung ganz bedeutend erhöht wird.

Die oben erwähnte Steigerung in der Zerkleinerungsleistung wird durch die Keilform zwischen der Mahlwalze 25 und dem Mahltisch 1 erlangt, und diese Keilform ist zum Außenrand des Tischs 1 hin enger. Deshalb werden als Ausführungsbei spiele für zur Anwendung gelangende Keilformen alle solche in den Rahmen der Erfindung einbezogen, die auf den Bezie hungen zwischen der Außenumfangsgestalt der Mahlwalze 25 und derjenigen des Mahltischs 1 beruhen, wie sie in Fig. 9 schematisch dargestellt sind.

So ist beispielsweise bei jeder der vier Ausführungsformen der Reihe A der Gesamtquerschnitt der Mahlwalze 25 parallel zu ihrer Achse trapezförmig ausgestaltet, um einen keilför migen Spalt 6 zwischen der Walze und dem Mahltisch 1 zu erlangen. Bei den Reihen B und C der Fig. 9 nimmt der Mahl tisch 1 in seiner Höhe zu seinem Außenrand hin allmählich zu - also zum rechten Rand in der Zeichnung -, womit der keilförmige Spalt 6 zwischen dem Tisch 1 und der Walze 25 gebildet wird. Bei den Tischen 1 nach der B-Reihe erfolgt die Zunahme in der Höhe durch eine Kombination von geraden Linien, während bei den Tischen nach der C-Reihe diese Hö henzunahme am Außenrand der Tische 1 durch eine konkav ge krümmte Oberfläche erhalten wird. Ferner ist bei allen in Fig. 9 gezeigten Beispielen die Außenumfangsfläche 24a (Schrägfläche) der Mahlwalze 25 in Aufeinanderfolge von Nr. 1 zu Nr. 4 tieferliegend ausgebildet (wobei allerdings zwischen der Nr. 2 und der Nr. 3 kein wesentlicher Unter schied besteht). Insbesondere ist bei der Nr. 4 die Ring rinne 3 praktisch bündig mit der Grund- oder Innenfläche der Walze. Eine derartige Ausgestaltung wird ebenfalls in den Rahmen der Erfindung mit einbezogen, weil die Wirkung, die erwähnte selbsterregte Vibration zu verhindern, durch die Ringrinne 3 erzielt werden kann. Bei den Beispielen der Nr. 3 und 4 der drei Reihen A, B und C weist die obere Flä che des Mahltischs 1 eine Abstufung auf, und auch eine sol che konstruktive Ausgestaltung ermöglicht eine Steigerung in der Zerkleinerungsleistung, solange der Spalt 6 die Form eines Keils hat.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 8 und 9 weisen alle Mahlwalzen 25 eine geradlinige Verjüngung an den jeweiligen Außenumfangsflächen auf, durch die die Keilform des Spalts 6 erhalten wird. Unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 14 werden nun keilförmige Spalte erläutert, die durch andere Maßnahmen erlangt werden.

In Fig. 10 fallen eine Querschnittsmittellinie Y einer Mahlwalze 25 und eine Querschnittsmittellinie 23 der im Mahltisch ausgebildeten Ringrinne 3 nicht zusammen (was jedoch bei einer herkömmlichen Walzenmühle der Fall ist), und wenn die Winkel beider Mittellinien mit Bezug zu einer Lotrechten Z jeweils α₁ und α₂ sind, dann wird die Wal zenwelle 9 so montiert, daß α₂ < α₁ ist. Damit hat der Spalt 26 zum Zusammenpressen des Rohmaterials zwischen einer Außenumfangsfläche 24 der Mahlwalze 25 und der Ring rinne in einer lotrechten, die Walzenwelle enthaltenden Schnittebene im Querschnitt die Gestalt eines Keils, des sen Fläche in der radialen Richtung des Tischs 1 zu dessen Außenrand hin kleiner wird, wie in Fig. 10 gezeigt ist, wobei die Weite D_b des Austrittsbereichs 26b geringer ist als die Weite D₀ eines innenliegenden Zwischenbereichs 26c.

Insbesondere ist bei dieser Ausführungsform der Mittelpunkt X₄ des Krümmungsradius der Außenumfangsfläche 24, der die Querschnittsmittellinie Y der Mahlwalze 25 durchsetzt, ra dial nach außen vom Mahltisch 1 mit Bezug zur Querschnitts mittellinie 23 der Ringrinne 3 exzentrisch versetzt, und die Winkel α₁ sowie α₂ der beiden Querschnittsmittelli nien Z sind so festgelegt, daß α₂ < α₁ ist, wie oben ge sagt wurde, womit dem Spalt 26 die Keilform gegeben wird.

Selbst wenn, wie Fig. 11 zeigt, die Querschnittsmittellinie Y in der Breitenrichtung der Mahlwalze 25 mit Bezug zu einer Querschnittsmittellinie 22a der Ringrinne 3 nach außen hin verschoben und in diesem Zustand die Mahlwalze 25 drehbar gelagert wird sowie der Mittelpunkt X₄ des Krümmungsradius der Außenumfangsfläche 24 der Mahlwalze 25 - in der radialen Richtung des Mahltischs 1 - mit Bezug zur Querschnittsmittel linie 22a der Rinne 3 auswärts angeordnet wird, so ist es möglich, eine gleichartige Keilform zu bilden.

Die Fig. 12(1) bis 12(4) zeigen Abwandlungen zu den Nr. 1-4 in Fig. 9, und weil diese Abwandlungen auf der Ausführungsform gemäß Fig. 10 beruhen, so ist die Außenum fangsfläche einer jeden Mahlwalze 25 sphärisch gekrümmt, während als Mahltische 1 solche zur Anwendung kommen, wie sie in Fig. 9 in der C-Reihe gezeigt sind.

Eine andere Möglichkeit zur Ausbildung des Spalts 6 in einer Keilform zwischen der Außenumfangsfläche der Mahl walze 25 und der Oberfläche des Mahltischs 1 wird anhand der Fig. 13(1) bis 13(4) erläutert, wobei die Außenumfangs fläche 24 der Mahlwalze 25 und die Oberfläche des Mahltischs 1 beide gerade oder plan sind und die Tischoberfläche ge genüber der Außenumfangsfläche eine Neigung oder Schräge aufweist.

Wie die Fig. 14(1) bis 14(4) zeigen, können die Mahlwalzen 25 von Fig. 12 mit den Tischen 1 der B-Reihe von Fig. 9 zu sammenwirken, und auch in diesem Fall kann ein keilförmi ger Spalt 6 gebildet werden.

Durch die beschriebenen konstruktiven Ausbildungen wird das unter Druck zwischen der Mahlwalze und der Ringrinne des Mahltischs zerkleinerte Rohmaterial an einem Entweichen (Ausfließen) in Richtung der Achse der Walzenwelle ge hindert, womit nicht nur die Vibration der Mahlwalze unter drückt, sondern auch die Zerkleinerungsleistung verbessert und gesteigert werden.

Ein Beispiel für diese Wirkung wird anhand der Fig. 15 ge geben, die experimentell erhaltene Ergebnisse auf der Be ziehung zwischen der Zerkleinerungsmenge und der Korngröße (Partikelgröße in cm²/g) zeigt, wobei eine herkömmliche Walzenmühle (die Ergebnisse sind als Kreise angegeben) und eine Walzenmühle gemäß der Erfindung (die Ergebnisse sind als schwarze Punkte angegeben) zur Anwendung kamen. Bei der Walzenmühle gemäß der Erfindung sind also in jeder Mahlwalze eine Ringkehle sowie ein keilförmiger Spalt zwischen der Außenumfangsfläche der Mahlwalze und der Oberfläche eines Mahltischs vorhanden. Wie aus Fig. 15 deutlich wird, kann, wenn die gleiche Menge an Rohmaterial pro Zeiteinheit (h) zugeführt wird, durch den Erfindungsgegenstand ein Produkt von sehr viel feineren Partikeln erhalten werden, womit be legt ist, daß die Zerkleinerungsleistung der Walzenmühle gemäß der Erfindung erheblich gesteigert wird.

In Fig. 15 bezeichnet "Bereich ganz geringer Vibration" einen Bereich, in dem geringe Vibrationen, die den Betrieb überhaupt nicht behindern, auftreten, während mit "Bereich schwacher Vibration" ein Bereich bezeichnet ist, in dem eine größere Vibration einen Langzeitbetrieb behindern würde und in dem die auftretenden Vibrationen größer oder stärker sind als diejenigen, die im "Bereich ganz geringer Vibration" auftreten. Der Unterschied zwischen dem Gegen stand der Erfindung und der herkömmlichen Walzenmühle ist klar erkennbar und deutlich.

Bei einer Walzenmühle gemäß der Erfindung, wobei das einem Mahltisch zugeführte Rohmaterial unter Druck zwischen dem Mahltisch und von Walzenwellen getragenen Mahlwalzen, die gegen die Oberfläche des Mahltischs gedrückt werden, zer kleinert wird, ist in der Außenumfangsfläche einer jeden Mahlwalze wenigstens eine ringförmige, zur Walzenwelle koaxiale Kehle ausgestaltet, so daß das unter Druck zwi schen den Mahlwalzen und der Ringrinne im Mahltisch zer kleinerte Rohmaterial an einem Entweichen (Ausfließen) in radialer Richtung der Walzenwellen gehindert ist und damit nicht nur die Vibration der Mahlwalzen unterdrückt, son dern auch die Zerkleinerungsleistung gesteigert wird.

In einer Walzenmühle gemäß der Erfindung, in der zugeführ tes Rohmaterial zwischen der Oberfläche eines Mahltischs und einer Mahlwalze durch Druck zwischen diesen zerklei nert wird, ist an der Mahlwalze wenigstens eine zu deren Welle koaxiale ringförmige Kehle ausgestaltet, so daß eine Herabsetzung von selbsterregten Vibrationen der Wal zenmühle und eine Steigerung in der Zerkleinerungsleistung erreicht werden. Um diese Wirkungen noch zu erhöhen, wird die Tiefe dieser Ringkehle größer gemacht als die mittlere Korngröße des Rohmaterials. Ferner weist der Spalt zwischen dem Mahltisch und der Mahlwalze eine keilförmige Quer schnittsgestalt auf, wobei die Keilform zum Außenrand des Tischs hin abnimmt, so daß das durch Druck zwischen dem Mahltisch und der Walze zerkleinerte Rohmaterial an einem Entweichen in Achsrichtung der Walzenwelle gehindert wird und eine Verminderung der selbsterregten Vibration wie auch eine Verbesserung in der Zerkleinerungsleistung erhalten werden.

Claims

1. Walzenmühle mit einem Mahltisch, einer Walzenwelle und mit zumindest einer am Endabschnitt der Walzenwelle drehbar gelagerten, an die obere Fläche des Mahltisches angepreßte Mahlwalze, wobei das dem Mahltisch zugeführte Rohmaterial durch Kompression zwischen dem Mahltisch sowie der Mahlwalze zerkleinert wird, wobei zwischen der Außenumfangsfläche der Mahlwalze und der Oberfläche des Mahltisches ein Spalt mit einer keilförmigen Quer schnittsform, die in ihrer Querschnittsfläche zum Außenrand des Mahltisches hin allmählich abnimmt, ausgestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Mittelabschnitt der Außenumfangsfläche (24) der Mahlwalze (25) wenigstens eine zu der die Mahlwalze tragenden Walzenwelle (9) koaxiale ringförmige Kehle (27) ausgebildet ist, deren Tiefe größer ist, als eine mittlere Korngröße des grob durch den Mahltisch (1) sowie die Mahlwalze zerkleinerten Rohmateri als.

2. Walzenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenumfangsfläche (24) der Mahlwalze (25) mit einer Schrägfläche (24b) ausgebildet ist, die sich in ihrem Querschnitt zum freien vorderen Ende der Walzenwelle (9) hin allmählich verjüngt und den keilförmigen Spalt (26) zwischen der Außenumfangsfläche der Mahlwalze sowie der Oberfläche des Mahltisches (1) bildet.

3. Walzenmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß in der Oberfläche des Mahltisches (1) eine Ringrinne (3) mit bogenförmigem Querschnitt ausgebildet ist und daß ein Mittelpunkt (X₄) des Krümmungsradius der Außenumfangsfläche (24) der Mahlwalze (25) exzentrisch von einer Querschnittsmittellinie (23) der Ringrinne (3) des Mahltisches (1) zur Außenseite hin versetzt ist, um den keilförmigen Spalt (26) zwischen der Außenumfangsfläche der Mahlwalze und der Oberfläche des Mahltisches zu bilden.

4. Walzenmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß sowohl die Außenumfangsfläche (24) der Mahl walze (25) wie auch die Oberfläche des Mahltisches (1) plan ausgestaltet sind und daß die Oberfläche des Mahltisches in bezug zur Außenumfangsfläche der Mahlwalze geneigt ist, um den keilförmigen Spalt (26) zwischen der Außenumfangsfläche der Mahlwalze sowie der Oberfläche des Mahltisches zu bil den.