DE3490332T1

DE3490332T1 - Walzenmühle

Info

Publication number: DE3490332T1
Application number: DE19843490332
Authority: DE
Inventors: Takemi Funabashi Chiba Aizawa; Masaki Kobe Hyogo Hamaguchi; Hiroyuki Tokio/Tokyo Ninomiya; Hiroshi Narashino Chiba Obana; Katsuhiko Shimojima
Original assignee: Kobe Steel Ltd; Onoda Cement Co Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd; Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1983-06-30
Filing date: 1984-06-28
Publication date: 1985-06-27
Also published as: DK171594B1; WO1985000302A1; DK90585D0; DE3490332C2; DK90585A; US4611765A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an einer Walzenmühle, in der das auf einen in einer im wesentlichen
waagerechten Ebene um eine lotrechte Welle drehenden Mahl-Lisch aufgegebene Rohmaterial durch den Druck zwischen dem Mahltisch und drehbaren Zerkleinerungs- oder Mahlwalzen,
die gegen die Oberfläche des Mahltischs hin gepreßt werden, zerkleinert wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Walzenmühle, die darauf abgestellt ist, eine Verminderung in Vibrationen und eine Steigerung in der Mahlleistung zu erzielen.

Für die Zerkleinerung von Feststoffen hoher Härte, wie
z.B. Zementklinker und Hochofenschlacke, wurden bisher
Rohrmühlen, beispielsweise Kugelmühlen, die ein hohes
Zerkleinerungsvermögen haben, eingesetzt. Jedoch sind der-

-X-

artige Rohrmühlen wenig leistungsfähig, sie erhöhen die Betriebskosten und sind insofern sehr unwirtschaftlich.

Aus diesen Gründen wurden im Hinblick auf den Wunsch, Walzenmühlen, die in bezug auf die Wirksamkeit und Leistungsfähigkeit zufriedenstellend sind, für die Zerkleinerung von Zementklinker und Hochofenschlacke zu verwenden, verschiedene Untersuchungen ausgeführt.

Im Fall einer Walzenmühle wird jedoch im Gegensatz zu einer Rohrmühle die Zerkleinerung des Rohmaterials nicht durch Zusammenstoßen der Zerkleinerungsteile oder -mittel, z.B. der Kugeln, mit dem Rohmaterial und durch ein schleifendes Zermahlen ausgeführt, sondern es wird zwischen einen Mahltisch und Mahlwalzen, die beide von einem Maschinengestell getragen werden, eingeklemmtes oder eingezwängtes Rohmaterial auf Grund der Klemm- oder Greifkraft von Mahltisch und Walzen miteinander zerkleinert. Demzufolge werden in vielen Fällen Vibrationen der Mahlwalzen und anderer Bauteile auf das Maschinengestell übertragen, womit extrem große Schwingungen (Vibrationen) im Vergleich zu einer Rohrmühle erzeugt werden. Aus dieem Grund zögert man vielfach, Walzenmühlen für die Zerkleinerung von Feststoffen hoher Härte, wie Zementklinker und Hochofenschlacke, einzusetzen.

Eine Walzenmühle wird im allgemeinen in ihrem Zerkleinerungswirkungsgrad als einer Rohrmühle überlegen angesehen, jedoch ist die Leistungsfähigkeit von gegenwärtig verfügbaren Walzenmühlen nicht immer zufriedenstellend, so daß hier ein beträchtliches Feld für Verbesserungen vorhanden ist.

Schwingungen in oder bei einer derartigen Walzenmühle, vor allem solche, die durch Vibrationen der Mahlwalzen eingetragen werden, können im großen und ganzen klassifiziert

werden in solche, die (1) auf die Härte des Rohmaterials oder Veränderungen in diesem zurückzuführen sind, und solche, die (2) sog. selbsterregte Schwingungen sind, die durch ein Rutschen oder Gleiten des Rohmaterials hervorgerufen werden.

Der Grund für solche selbsterregten Schwingungen und der Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, wird anhand der beigefügten Zeichnungen 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 Walzenmühle ;

Fig. 3 eine Frontansicht einer Mahlwalze zur Erläuterung des Zerkleinerungsvorgangs;

Fig. 4 und 5 Draufsichten auf eine Mahlwalze;

Fig. 6 eine schematische Darstellung zum Zerkleinerungsbereich.

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 Außenumfangsflachen 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 befindlichen 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 gebracht werden, so daß ein minimaler Grenzwert für die Weite des Spalts 6 zwischen den Mahlwalzen 5a, 5b und der Ringrinne 3 eingestellt werden kann.

Die freien Enden der Walzenständer 11a, 11b sind untereinander durch eine Zug- oder Spannvorrichtung 14 und Zugstangen 15a, 15b verbunden. Demzufolge unterliegen die oberen, freien Enden der Walzenständer 11a, 11b Kräften in bezug auf eine Schwenkbewegung in Richtung der Pfeile A zu ihrer Annäherung zueinander, wobei die Mahlwalzen 5a, 5b zur Ringrinne 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 Ricthung 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 Mahl tisch 1 eingeguetscht, so daß es unter Druck zerkleinert wird.

In dem Fall jedoch, da die Stärke der unter der einen Mahlwalze, z.B. der Walze 5a, eingequetschten Rohmaterialschicht zu groß ist, führt die Mahlwalze 5a eine nach oben gerichtete Schwenk-Ausweichbewegung entgegen der Kraft der Zugvorrichtung 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 angebracht 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 Rohmaterials 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 gerichteten, aus einem den Außenumfang des Tischs 1 umschließenden Düsenring 16 austretenden Luftstrom nach oben geblasen. Die Trennung nach Partikelgrößen wird mit Hilfe eines (nicht gezeigten) Separators, der im oberen Teil der Mahlkammer 8 angeordnet ist, ausgeführt, und es werden nur feine Partikel, die eine bestimmte Größe nicht überschreiten, aus der Mahlkammer abgeführt, während grobe, die vorbestimmte Partikelgröße überschreitende Partikel zur oberen Fläche des Mahltischs 1 zurückgeführt und erneut der Zerkleinerungsbehandlung unterworfen werden.

Wie die Fig. 2 zeigt, besteht bei der herkömmlichen Walzenmühle zwischen einem Krümmungsradius r der Außenumfangsflache 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 einschließenden Schnittebene die Beziehung R > r.

Bei dem Beispiel von Fig. 2(a) sind
R = R₁
r = T₁
R₁ = T_{1 +} (J₁

^dl ^{= d}O

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

In dem in Fig. 2(b) gezeigten Beispiel sind R = R₁
r = r₂
R₁ > r_{2 +} d₂

und die Weite des Spalts 6 zwischen beiden gekrümmten Flächen ist so eingestellt, daß die Weite (Stärke) d_ im Bereich der beiden Stirnseiten (innen und außen) immer größer ist als die Weite d 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 1 nach hinten - betrachtet in der Vorlauf richtung (Pfeil) des Mahltischs 1 - versetzt ist. Ferner verschiebt sich, wie Fig. 4 in der Draufsicht auf eine Walze 5 zeigt, eine Umfangsgeschwindigkeit F. in der Drehrichtung des Außenumfangs der Walze 5 um einen Winkel oc mit Bezug zu einer Umfangsgeschwindigkeit F^ in der Drehrichtung (tangentialen Richtung) des Mahltischs 1 am Mahl- oder Quetschpunkt 17. In Übereinstimmung mit diesem Verschiebungswinkel wirkt eine Schubkraft in der Richtung des Pfeils F₅ auf das gerade unter dem Quetschpunkt 17 befindliche Rohma-

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terial. Ein Fluß des Rohmaterials wird durch diese Schubkraft F₁- herbeigeführt, und es wird angenommen, daß diese Kraft die selbsterregte Vibration steigert.

Ein Vergleich zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der Außenumfangsflache 4 der Mahlwalze 5 in der Nachbarschaft des Quetschpunkts 17 und derjenigen der Ringrinne 3 im Mahltisch 1 ist schematisch in Fig. 5 dargestellt. Die Umfangsgeschwindigkeit auf seiten der Ringrinne 3 ist dem Radius von der Drehmitte O des Mahltischs 1 proportional. Wenn man beispielsweise die Außenumfangsflache 4 der Mahlwalze 5 in der Breitenrichtung betrachtet, so besteht, wenn die Umfangsgeschwindigkeit an der relativ nahe zur Drehmitte gelegenen Stelle 17a als V und diejenige an der relativ

von der Drehmitte 0 entfernt gelegenen Stelle 17b als V, bezeichnet wird, die Beziehung V, > V . Weil nun die Umfangsgeschwindigkeit V₀ der Außenumfangsflache 4 der Walze

5 ein Mittelwert von V und V, ist, so gilt die Beziehung

a D

V, > V_. > V .
b 0 a

Zwischen der Außenumfangsflache 4 der Mahlwalze 5 und der Ringrinne 3 tritt ein Schlupf oder Gleiten auf, was durch den oben erläuterten Unterschied in der Umfangsgeschwindigkeit hervorgerufen wird, und eine von diesem Schlupf erzeugte Schubkraft führt zu einem Fließen des Rohmaterialpulvers 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 darauf 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 konstant (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 erlaubt dieser Aufbau das leichte Auftreten von selbsterregten 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 Adhäsionsbereich (Druckbereich) A und als Gleitbereich (Schubbereich) B bezeichnet, so wird das im Adhäsionsbereich A grob zerkleinerte Rohmaterial dann im Gleit- oder Schubbereich 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) gezeigt 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 erhöht, so daß die Wahrscheinlichkeit für ein Ausfließen oder Ausweichen der Partikel größer wird. Diese beiden Einflüsse setzen sich zusammen und bewirken die Ausfließoder Ausweicherscheinung des Pulvers. Kurz gesagt, die große Fläche des Schubbereichs B ist der Hauptgrund, und dieser wirkt mit der mangelhaften Gestaltung der Walze zusammen, 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 Zerkleinerungsleistung zu verbessern, indem verhindert wird, daß das Rohmaterial in der Richtung der Walzenwelle in den Spalt zwischen den Zerkleinerungswalzen und der im Mahl-

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tisch ausgebildeten Ringrinne fließt. Der Kern der Erfindung 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 Außenumfangsflache einer jeden Mahlwalze wenigstens eine Mahloder Zerkleinerungskehle ausgebildet ist, die koaxial zu der die Mahlwalze tragenden Walzenwelle verläuft.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 7 einen Teilschnitt bzw. eine Ansicht" zur Darstellung der Lage zwischen einer Mahlwalze und einem Mahitisch in einer Walzenmühle in einer Ausführungsform 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 Beziehung zwischen der Mahlwalze und dem Mahltisch;

Fig. 12 bis 14 schematische Darstellungen für die Lagebeziehung 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 Oberfläche eines Mahltischs 1 ausgebildeten Ringrinne 3 hin gepreßt. Die Außenumfangsflache 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 ausgestaltete 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, trapezförmig oder dreieckig. Der mittige Teil der Mahlwalze mit der darin ausgebildeten Kehle 27 trägt zur Zerkleinerung überhaupt nicht bei, und wenn diese zu flach ist, so wird die Walzenstandzeit durch Verschleiß verkürzt, weshalb ihre Tiefe unter Berücksichtigung dieses Punkts bestimmt 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 Walzengestalt 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 einreguliert und angepaßt werden kann und, da die Möglichkeit besteht, das Rohmaterialpulver in einer idealen Weise festzuhalten und zu zerkleinern, so kann die Druckkraft wirksam auf die Pulverschicht ausgeübt werden. Demzufolge wird nicht nur die durch ein Kollabieren der Pulverschicht hervorgerufene selbsterregte Vibration verhindert, sondern es kann auch eine die Zerkleinerungsleistung begünstigende Wirkung erhalten werden.

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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 F^ 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 Walzenmühle herabgesetzt wird. Dieses Problem kann gelöst werden, indem der Spalt zwischen der Außenumfangsflache der Mahlwalze 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 festfestellt, 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 umf angsf lache 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 Außenumfangsflache 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 Rohmaterials beschränkt oder verhindert wird.

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

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Am freien Endbereich der Außenumfangsflache 24 der Mahlwalze 25 ist, wie Fig. 8 zeigt, eine Schrägfläche 24a derart 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 gebildet, der zum Außenrand des Mahltischs in dessen radialer Richtung enger wird. Deshalb ist die Weite (Stärke) D, des Austrittsbereichs 26b des Spalts 26 geringer als die Weite (Stärke) D des Eintrittsbereichs 26a.

Sl

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 Querschnittsfläche, 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 wesentlich zu der Zerkleinerungswirkung beiträgt, völlig zerkleinert worden ist, durch diesen Austrittsbereich treten, worauf es zum Außenumfangsteil des Mahltischs 1 hin ausgetragen wird. Insgesamt wird also die Weite des Spalts 26, d.h., die Stärke der Pulverschicht, stabil und beständig

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gehalten, um dadurch selbsterregte Schwingungen zu vermindern.

Da, wie erwähnt wurde, das Auswärtsfließen des Rohmaterials unterdrückt wird, tritt des weiteren der Mangel, daß unzerkleinertes Rohmaterial vom Mahltisch 1 nach außen fließt, nicht länger auf, vielmehr fließt nur das völlig zerkleinerte 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 Ausführungsbeispiele für zur Anwendung gelangende Keilformen alle solche in den Rahmen der Erfindung einbezogen, die auf den Beziehungen zwischen der Außenumfangsgestalt der Mahlwalze 25 und derjenigen des Mahltischs 1 beruhen, wie sie in Fig. 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 keilförmigen Spalt 6 zwischen der Walze und dem Mahltisch 1 zu erlangen. Bei den Reihen B und C der Fig. 9 nimmt der Mahltisch 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 Höhenzunahme am Außenrand der Tische 1 durch eine konkav gekrümmte Oberfläche erhalten wird. Ferner ist bei allen in Fig. 9 gezeigten Beispielen die Außenumfangsflache 24a (Schrägfläche) der Mahlwalze 25 in Aufeinanderfolge von

Nr. 1 zu Nr. 4 tiefer liegend ausgebildet (wobei allerdings zwischen der Nr. 2 und der Nr. 3 kein wesentlicher Unterschied besteht) . Insbesondere ist bei der Nr. 4 die Ringrinne 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 Fläche des Mahltischs 1 eine Abstufung, auf, und auch eine solche 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 Außenumfangsflachen auf, durch die die Keilform des Spalts 6 erhalten wird. Unter Bezugnahme auf die Fig. IO 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 «· und o* sind, dann wird die Walzenwelle 9 so montiert, daß « > <x ist. Damit hat der Spalt 26 zum Zusammenpressen des Rohmaterials zwischen einer Außenumfangsflache 24 der Mahlwalze 25 und der Ringrinne in einer lotrechten, die Walzenwelle enthaltenden Schnittebene im Querschnitt die Gestalt eines Keils, dessen Fläche in der radialen Richtung des Tischs 1 zu dessen Außenrand hin kleiner wird, wie in Fig. 10 gezeigt ist, wobei die Weite D, des Austrittsbereichs 26b geringer ist

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als die Weite D eines innenliegenden Zwischenbereichs 26c.

Insbesondere ist bei dieser Ausführungsform der Mittelpunkt X. des Krümmungsradius der Außenumfangsflache 24, der die Querschnittsmittellinie Y der Mahlwalze 25 durchsetzt, radial nach außen vom Mahltisch 1 mit Bezug zur Querschnittsmittellinie 23 der Ringrinne 3 exzentrisch versetzt, und die Winkel oc sowie oe„ der beiden Querschnittsmittel linien Z sind so festgelegt, daß <*· > o< ist, wie oben gesagt 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 Querschnittsmittel linie 22a der Ringrinne 3 nach außen hin verschoben und in diesem Zustand die Mahlwalze 25 drehbar gelagert wird sowie der Mittelpunkt X. des Krümmungsradius der Außenumfangsflache 24 der Mahlwalze 25 - in der radialen Richtung des Mahltischs 1 - mit Bezug zur Querschnittsmittellinie 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 Außenumfangsfläche 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 Außenumfangsflache der Mahlwalze 25 und der Oberfläche des Mahltischs 1 wird anhand der Fig. 13(1) bis 13(4) erläutert, wobei die Außenumfangsfläche 24 der Mahlwalze 25 und die Oberfläche des Mahltischs 1 beide gerade oder plan sind und die Tischoberfläche ge-

genUber der Außenumfangsflache 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 zusammenwirken, und auch in diesem Fall kann ein keilförmiger 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 gehindert, womit nicht nur die Vibration der Mahlwalze unterdrückt, sondern auch die Zerkleinerungsleistung verbessert und gesteigert werden.

Ein Beispiel für diese Wirkung wird anhand der Fig. 15 gegeben, die experimentell erhaltene Ergebnisse auf der Beziehung zwischen der Zerkleinerungsmenge und der Korngröße

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(Partikelgröße in cm /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 Außenumfangsflache 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 belegt ist, daß die Zerkleinerungsleistung der Walzenmühle gemäß der Erfindung erheblich gesteigert wird.

In E'ig. 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 Gegenstand 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, zerkleinert wird, ist in der Außenumfangsflache einer jeden Mahlwalze wenigstens eine ringförmige, zur Walzenwelle koaxiale Kehle ausgestaltet, so daß das unter Druck zwischen den Mahlwalzen und der Ringrinne im Mahltisch zerkleinerte Rohmaterial an einem Entweichen (Ausfließen) in radialer Richtung der Walzenwellen gehindert ist und damit nicht nur die Vibration der Mahlwalzen unterdrückt, sondern auch die Zerkleinerungsleistung gesteigert wird.

In einer Walzenmühle gemäß der Erfindung, in der zugeführtes Rohmaterial zwischen der Oberfläche eines Mahltischs und einer Mahlwalze durch Druck zwischen diesen zerkleinert wird, ist an der Mahlwalze wenigstens eine zu deren Welle koaxiale ringförmige Kehle ausgestaltet, so daß eine Herabsetzung von selbsterregten Vibrationen der Walzenmühle 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

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dem Mahltisch und der Mahlwalze eine keilförmige Querschnittsgestalt 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

Patentansprüche

1. Walzenmühle mit einem Mahltisch und einer an einer Walzenwelle drehbar gelagerten, zur oberen Fläche des Mahltischs hin gedrückten Mahlwalze, wobei das dem Mahltisch zugeführte Rohmaterial durch Kompression zwischen dem Mahltisch sowie der Mahlwalze zerkleinert wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Außenumfangsflache (24) der Mahlwalze (25) wenigstens eine zu der die Mahlwalze tragenden Walzenwelle (9) koaxiale ringförmige Kehle (27) ausgebildet ist.

2. Walzenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Kehle (27) in einem mittigen Teil der Außenumfangsflache (24) der Mahlwalze (25) ausgebildet ist.

3. Walzenmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Kehle (27) in der Außenumfangsflache (24) der Mahlwalze (25) eine Tiefe hat, die größer ist als eine mittlere Korngröße des grob durch den Mahltisch (1) sowie die Mahlwalze zerkleinerten Rohmaterials.

4. Walzenmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Außenumfangsflache (24) der Mahlwalze (25) und der Oberfläche des Mahltischs (1) ein Spalt (26) mit einer keilförmigen Querschnittsform, die in ihrer Querschnittsfläche zum Außenrand des Mahltischs (1) hin allmählich abnimmt, ausgestaltet ist.

5. Walzenmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenumfangsflache (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 Außenumfangsflache der Mahlwalze sowie der Oberfläche des Mahltischs (1) bildet.

6. Walzenmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Oberfläche des Mahltischs

(1) eine Ringrinne (3) mit bogenförmigem Querschnitt ausgebildet ist und daß ein Mittelpuntk (X₄) des Krümmungsradius der Außenumfangsflache (24) der Mahlwalze (25) exzentrisch von einer Querschnittsmittellinie (23) der Ringrinne (3) des Mahltischs (1) zur Außenseite hin versetzt ist, um den keilförmigen Spalt (26) zwischen der Außenumfangsflache der Mahlwalze und der Oberfläche des Mahltischs zu bilden.

7. Walzenmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Außenumfangsflache (24) der Mahlwalze (25) wie auch die Oberfläche des Mahltischs (1) plan ausgestaltet sind und daß die Oberfläche des Mahltischs in bezug zur Außenumfangsflache der Mahlwalze geneigt ist, um den keilförmigen Spalt (26) zwischen der Außenumfangsflache der Mahlwalze sowie der Oberfläche des Mahltischs zu bilden.