EP0340464A2 - Gutbett-Walzenmühle - Google Patents
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- EP0340464A2 EP0340464A2 EP89105932A EP89105932A EP0340464A2 EP 0340464 A2 EP0340464 A2 EP 0340464A2 EP 89105932 A EP89105932 A EP 89105932A EP 89105932 A EP89105932 A EP 89105932A EP 0340464 A2 EP0340464 A2 EP 0340464A2
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- spring
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
- B02C4/28—Details
- B02C4/32—Adjusting, applying pressure to, or controlling the distance between, milling members
Definitions
- the invention relates to a material bed roller mill for pressure comminution of brittle regrind, according to the preamble of claim 1.
- Gutbett roll mills are generally known from DE-C-27 08 053 and allow considerable energy savings in the pressure reduction of brittle regrind, such as. B. cement clinker, ores, etc.
- brittle regrind such as. B. cement clinker, ores, etc.
- two horizontally arranged, driven rollers are pressed against one another at high pressure.
- the material is largely crushed as it passes through the grinding gap formed between the two rollers, agglomerates (so-called slugs) being formed which contain a high proportion of fine or finished goods and which are then broken down in a downstream unit with low energy consumption.
- one roller is designed as a stationary fixed roller and the other as a loose roller movably mounted transversely to the grinding gap, the loose roller being pressed with high pressure in the direction of the fixed roller in order to reduce the pressure described above To bring ground material.
- a combined hydraulic gas spring system to each side of the idler roller, in which at least one hydraulic working cylinder is provided for each side of the idler roller, ie for each knuckle of the idler roller cooperates with a working gas spring.
- the optimum setting, in particular of the grinding force is made above all by several tests, various settings of the gas and hydraulic fluid pre-filling pressures being made, for which purpose the roller mill is then switched off and the pre-filling pressures are reset.
- the working gas spring in each hydraulic gas spring system is first filled with gas to a predetermined gas pre-pressure during the operating setting, and then hydraulic oil is supplied to a predetermined pre-pressure to adjust the grinding force at a so-called zero gap, i.e. when the force flow between the two rollers is above runs several spacers through which a minimum roller distance is maintained.
- the gas spring characteristics and the grinding force behavior during the grinding of the material to be ground are determined by the gas and oil pre-filling pressures.
- the invention is therefore based on the object to further develop a material bed roller mill of the type required in the preamble of claim 1 in such a way that the grinding force can be adjusted in a simple manner even during operation and modified grinding conditions can thereby be adapted with relatively simple measures.
- each working gas spring is divided into a central gas filling space (between the two pistons) and into two hydraulic liquid spaces assigned to the two container edge sections, which are essentially variable to the operating pressures occurring on the part of the working cylinders.
- the second piston of the working gas spring delimiting the second hydraulic fluid space is assigned a displacement measuring device which responds to the piston movement and via which the pre-filling pressure of the hydraulic fluid with the same gas spring characteristic on both sides of the idler roller (i.e. in both hydraulic gas spring systems) can be adjusted during operation.
- the hydraulic fluid pre-filling pressure can thus be obtained via each working gas spring and thus also the grinding force in the grinding nip of the roller mill can be adjusted in the desired manner in the desired way in such a way that the optimum grinding force and thus the optimum comminution of the roller mill are controlled or regulated.
- This can happen during commissioning of the roller mill, when changing the regrind, when changing the regrind parameters (e.g. fine material content, moisture, etc.) and also when the idler roller has to be adjusted if the grinding roller wears down a lot.
- Such readjustment of the grinding force can, for. B. both directly by hand or approximately electromagnetically from a control center or via a control loop.
- the previously described control or regulation of the grinding force (via the pre-filling pressure of the hydraulic fluid) can be carried out independently of fluctuations in each hydraulic gas spring system that can be attributed to a horizontal movement of the idler roller, and independently of the position of the idler roller (e.g. Inclination) are carried out, whereby the gas spring characteristic is essentially identical even after readjusting the grinding force via the hydraulic pre-filling pressure in the working gas springs of the idler roller on both sides.
- a pressure relief valve for setting the maximum permissible grinding force in the grinding gap is connected to the second hydraulic fluid chamber of the working gas spring.
- This material bed roller mill contains, in a stationary mill housing 1, two horizontally arranged rollers 2, 3, which are driven by drive mechanisms (not shown), of which the roller 2 is designed as a fixed roller and the roller 3 as a loose roller.
- the fixed roller 2 is mounted via its two steering knuckles 2a in two associated bearing blocks 4 in a stationary manner in the mill housing 1, while the two steering knuckles 3a of the floating roller 3 are mounted in two associated floating bearing blocks 5, which can be moved within the mill housing 1 together with the loose roller 3 in accordance with the double arrow 6 are so that the latter is movable or displaceable relative to the fixed roller 2.
- a grinding gap (roll gap) 7 is formed between the two rolls 2, 3. Since the loose roller 3 is movable in the direction of the double arrow 6, it is also movable transversely to the grinding gap 7, ie the width of this grinding gap 7 can be changed accordingly by the mobility of the loose roller 3.
- a plurality of spacers in the form of spacers 8, 9 are attached, which determine the minimum roller spacing of the two rollers 2, 3 when they are in mutual contact; this minimum roller spacing ensures that when the roller mill is idling, that is to say if there is little or no supply of regrind, the two rollers 2, 3 do not lie against one another with their roller surfaces, thereby preventing unnecessary wear.
- This minimum roll distance represents the so-called zero gap.
- a hydraulic gas spring system is provided for each side of the loose roller 3, each of which has two hydraulic working cylinders 10, 11, one in the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1 Contains hydraulic pump 12 and a working gas spring 13, which is connected by a hydraulic line 14 to the two working cylinders 10, 11.
- a first throttle 15, to which a first check valve 16 lies in series can be arranged in the hydraulic line 14.
- a second throttle 17, to which a second check valve 18 lies in series can be arranged parallel to this series connection. This arrangement of the two throttles 15, 17 and the two check valves 16, 18 prevents the occurrence of disturbing resonance vibrations.
- FIG. 2 The detailed details of one of the associated hydraulic gas spring systems of the material bed roller mill according to FIG. 1 are explained below with reference to the flow diagram of FIG. 2, in which, for the sake of simplicity, only one working cylinder, for example the working cylinder 10 and the loose roller 3 with an associated loose bearing block 5 (on one side or on a steering knuckle 3a of the loose roller 3) is illustrated.
- the mobility of the loose roller 3 with the aid of its loose bearing blocks 5 is again illustrated by the double arrow 6, while the grinding force required for comminuting the material to be ground is indicated in the grinding gap between the two rollers by an arrow 19 directed against the loose roller.
- the hydraulic gas spring system shown on the one side of the idler roller working gas spring 13, which through the line 14 with the working cylinders, for. B. 10, is connected, has an elongated spring container 20 approximately in the manner of a cylinder, which is essentially closed at both end sections by an end wall 20a, 20b - apart from sealed line bushings or the like. Furthermore, this working gas spring 13 has two pistons 21, 22 which are movable relative to one another and which are each assigned to a container end section within the spring container 20. As can be seen in Fig.
- the opposing limits Piston sides of these two pistons 21, 22 define a central gas filling space 23 of the gas spring 13, while the respectively opposite piston sides with the associated end walls 20a and 20b of the spring container 20 delimit a first hydraulic fluid space 24 and a second hydraulic fluid space 25.
- the first hydraulic fluid chamber 24 delimited by the first piston 21 is connected via the hydraulic line 14 to the hydraulic working cylinders, e.g. B. 10, in connection.
- the two pistons 21 and 22 can in principle essentially be designed in the form of a piston plate or a piston body.
- the second piston 22 is assigned a displacement measuring device which responds to the piston movements in one direction or the other and is generally designed in any suitable manner and This second piston 22 can be assigned to respond to each of the reciprocating piston movements and measure their sizes.
- One possibility for the formation of such a path measuring device is indicated at 26 in FIG. 2.
- the second piston 22 has a piston rod 22a which projects through the associated end wall 20b of the spring container 20 and which cooperates with the displacement measuring device 26 for the precise determination of the respective change in position of the piston 22 in the spring container 20.
- a structurally particularly simple design of the displacement measuring device which can be used very favorably in terms of control and regulation technology can consist in the design as an ultrasonic measuring device which responds to any change in position of the second piston 22 in the spring container 20.
- a transmitter and receiver can be provided in or on the associated end wall 20b of the spring container 20 in such a way that corresponding signals are reflected by the piston 22, from which the exact relative position of the piston 22 in the spring container 20 can be derived.
- the hydraulic fluid pre-filling pressure of the working gas spring 13 can then be measured and during milling operation with approximately the same gas spring characteristic on both sides of the idler roller 3 and thus at the same time the grinding force in the grinding gap 7 can be set, as will be explained in more detail below.
- a pressure limiting valve 28 is also connected to the second hydraulic fluid chamber 25 of the spring container 20 via a line 27, via which a maximum permissible grinding force in the grinding gap 7 can be set or controlled.
- the outflow side of this pressure relief valve 28 is connected to a hydraulic fluid tank 29. It should be emphasized in this connection that any suitable hydraulic fluid can be used; however, this is preferably hydraulic oil.
- a partial line 30 is also connected, which is connected to the oil tank 29 via an oil feed pump 31 and in which a multi-way / multi-position valve which enables hydraulic fluid chamber 25 to be supplied and removed 32 and a manometer 33 are arranged.
- a branch line 34 is also connected to the hydraulic line 14 connected to the first hydraulic fluid chamber 24 of the spring container 20, in which a further multi-way / multi-position valve 35 which permits the supply and discharge of hydraulic fluid and a manometer 36 are arranged and which are likewise via the oil feed pump 31 communicates with the oil tank 29.
- the supply of gas into the gas filling space 23 of the spring container 22 can be done in any suitable manner.
- the piston rod 22a can be designed as a hollow rod and connected to a gas supply line 37.
- a spiral or helically wound supply hose which can be arranged within the second hydraulic fluid space 25 without hindering the relative movements of the second piston 22.
- a piston rod led out of the spring container can be dispensed with, which is favored, for example, by using an ultrasound measuring device for the distance measurement.
- the gas supply line 37 is provided and is connected, for example, via a pressure gauge 39 and a further multi-way / multi-position valve 40 and a simple shut-off valve 41 to a compressed gas source, for example, a compressed gas bottle 38.
- an auxiliary gas spring 42 is also connected hydraulically, the spring force of which is adapted to the restoring force for the idler roller 3 in the zero gap position determined by the spacers 8, 9; this additional auxiliary gas spring is therefore referred to below as the zero gap gas spring 42.
- the zero gap gas spring 42 can be made significantly simpler than the working gas spring 13. It has a substantially closed, preferably cylindrical spring container 43 and a simple piston (e.g. plate or membrane piston) arranged axially movably therein, which divides the container interior into a gas filling chamber 45 and a hydraulic fluid chamber or oil chamber 46.
- the oil space 46 is connected to the hydraulic line 14 via a connecting line 14a, while the gas filling space 45 is also connected to the compressed gas bottle 38 via a gas line 47.
- a multi-way / multi-position valve 48 and a pressure gauge 49 are installed in the gas line 47.
- This zero gap gas spring 42 is designed and arranged in a special way for interaction with the working gas spring 13 provided here. For this purpose, it is provided that if the supply of grinding material to the grinding gap 7 is interrupted, the rollers 2, 3 on the part the working gas spring 13 are relieved of pressure. In this pressure-relieved idling state, the two rollers 2, 3 are to be brought together again in their starting position, that is to say in the zero gap position, in that the loose roller 3 is guided against the fixed roller 2 via its loose bearing blocks 5 until the spacers 8, 9 abut one another.
- the zero gap gas spring 42 is effective, the spring force of which only has to be so great that the corresponding frictional forces are overcome and the floating bearing blocks 5 together with the loose roller 3 can be reset.
- This simple measure entails that the corresponding components of the roller mill can be considerably reduced in terms of both their weight and their processing costs compared to the previously known mills, and that, in the event of interruptions or idling conditions, no undesirable large impacts on the corresponding components of the mill are exercised and that due to these relatively low loads, an increased service life, in particular of the associated bearings (spherical roller bearings) and, if appropriate, of the jewels can be achieved.
- the gas and oil priming pressures are set at the zero gap position (spacers 8, 9 abut one another). If one looks at the flow diagram in FIG. 2, the valves 32, 35 are first opened and the gas pre-filling pressure in the gas filling chamber 23 of the working gas spring 13 via the gas supply line 37 and the valve 40 and the pressure gauge 39 and then the gas pressure in the zero gap gas spring 42 via gas line 47, valve 48 and pressure gauge 49 are set to the respectively required pressure.
- the gas pre-filling pressure of the working gas spring 13 is generally significantly higher than that in the zero-gap gas spring 42 (e.g.
- the gas pre-filling pressure in the working gas spring 13 can be approximately 40 bar and the gas pressure in the zero-gap gas spring 42 can be approximately 8 bar).
- the two oil valves 32, 35 are then temporarily closed.
- the oil prefill pressure in the second hydraulic fluid chamber 25 of the working gas spring 13 is first set via the oil valve 32 and then the oil prefill pressure in the oil chamber 46 of the zero-point gas spring 42 via other oil valve 35, the oil prefill pressure in the second hydraulic fluid chamber 25 being significantly higher than that of the oil space 46 of the zero gap gas spring 42 will lie.
- the oil pre-filling pressure in the oil space 46 of the zero gap gas spring 42 must be lower than the gas or oil pre-filling pressure in the working gas spring 13. The hydraulic gas spring system is then ready to start.
- the oil pre-filling pressure and thus the grinding force during operation of the roller mill can be adjusted in a defined manner by means of the path measuring device 26 explained with each working gas spring 13, which in turn optimally controls or regulates the grinding force in the grinding gap 7 can.
- the mean pressure at the two floating bearing blocks 5 can be optimally set under different loads across the width of the rollers 2, 3, the initially set oil pre-pressures for the working gas springs 13 on both loose roller sides changing identically.
- the grinding force can always be readjusted in each operating phase if, for example, the grinding conditions in the roller mill have changed due to changes in the grinding material parameters or when the loose roller 3 is adjusted in the event of excessive grinding roller wear.
- each working gas spring 13 provides a manipulated variable, namely the respective position of the second piston 22 in the spring container 20 (displacement measurement), with which the oil pre-pressures in the associated hydraulic gas spring system can be adjusted uniformly on the corresponding loose roller side in the grinding operation. This means that the gas spring characteristics after a readjustment in both hydraulic gas spring systems (on both loose roller sides) are the same.
- the spring characteristics are the same even after adjusting the two working gas springs in the two hydraulic gas spring systems.
- the grinding pressure can be controlled in grinding mode or regulated by comparing the actual and setpoint values of the specific shredding work. This means that with the newly created manipulated variable, the material bed roller mill with always identical spring characteristics of the working gas springs 13 of both hydraulic gas spring systems on the basis of the optimal operating point (specific Shredding) can be regulated.
- the pressure-limiting valve 28 explained above which limits the maximum grinding force and thus prevents overloading of the roller mill, can be installed particularly advantageously in each hydraulic gas spring system. After this pressure limiting valve 28 has responded (when the oil pre-filling pressure changes), the oil pre-filling pressure can be reset to the optimum value by means of the actual and setpoint comparison mentioned above, without the roller mill having to be switched off after the pressure relief valve has responded.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Gutbett-Walzenmühle zur Druckzerkleinerung von sprödem Mahlgut, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
- Gutbett-Walzenmühlen sind ganz allgemein etwa aus DE-C- 27 08 053 bekannt und ermöglichen eine beträchtliche Energieeinsparung bei der Druckzerkleinerung von sprödem Mahlgut, wie z. B. Zementklinker, Erze usw. Bei solchen Gutbett-Walzenmühlen werden zwei horizontal nebeneinander angeordnete, angetriebene Walzen mit hohem Druck gegeneinandergepreßt. Das Material wird beim Passieren des zwischen den beiden Walzen ausgebildeten Mahlspaltes weitgehend zerkleinert, wobei Agglomerate (sogenannte Schülpen) gebildet werden, die einen hohen Anteil an Fein- bzw. Fertiggut enthalten und die anschließend in einem nachgeschalteten Aggregat mit geringem Energieaufwand aufgeschlossen werden.
- Von den beiden Walzen einer solchen Gutbett-Walzenmühle ist die eine Walze als stationär gelagerte Festwalze und die andere als quer zum Mahlspalt beweglich gelagerte Loswalze ausgebildet, wobei die Loswalze mit hohem Druck gefedert in Richtung auf die Festwalze gepreßt wird, um die oben erläuterte Druckzerkleinerung des Mahlgutes herbeizuführen. Für die Erzeugung dieses hohen Druckes ist es aus der Praxis bekannt, jeder Seite der Loswalze einkombiniertes Hydraulik-Gasfedersystem zuzuordnen, worin für jede Seite der Loswalze, d. h. für jeden Achsschenkel der Loswalze wenigsten ein hydraulischer Arbeitszylinder vorgesehen ist, der mit einer Arbeitsgasfeder zusammenwirkt. Mit Hilfe dieser Hydraulik-Gasfedersysteme soll über die Loswalze eine möglichst optimale Mahlkraft im Mahlspalt sowie außerdem eine gewünschte Gasfedercharakteristik (Federsteifigkeit) eingestellt werden.
- Bei dieser aus der Praxis bekannten Ausführung erfolgt die optimale Einstellung insbesondere der Mahlkraft vor allem durch mehrere Versuche, wobei verschiedene Einstellungen der Gas- und Hydraulikflüssigkeits-Vorfülldrücke vorgenommen werden, wozu die Walzenmühle dann jeweils abgeschaltet wird und die Vorfülldrücke neu eingestellt werden. Die in jedem Hydraulik-Gasfedersystem vorhandene Arbeitsgasfeder wird bei der Betriebseinstellung zunächst mit Gas auf einen vorbestimmten Gasvorfülldruck gefüllt, und anschließend erfolgt die Zuführung von Hydrauliköl auf einen vorbestimmten Vorfülldruck, um die Mahlkraft bei sogenanntem Nullspalt einzustellen, d. h. wenn der Kraftfluß zwischen den beiden Walzen über mehrere Distanzhalter läuft, durch die ein Mindestwalzenabstand eingehalten wird. Durch die Gas- und Ölvorfülldrücke werden die Gasfedercharakteristik und das Mahlkraftverhalten während der Zerkleinerung des Mahlgutes bestimmt. Bei den so ausgeführten bekannten Gutbettwalzenmühlen ist es nicht möglich, den Druck in den Hydraulik-Gasfedersystemen - beispielsweise durch Zu- und Abfuhr von Hydrauliköl - im Bedarfsfalle direkt zu verstellen, wenn die Federkennlinien der Gasfedern auf beiden Seiten der Loswalze auch nach der Verstellung identisch sein sollen, weshalb es stets erforderlich ist, für jeden Verstellschritt der Mahlkraft die Walzenmühle abzuschalten und dann neu einzustellen.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gutbett-Walzenmühle der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art in der Weise weiterzuentwickeln, daß mit verhältnismäßig einfachen Maßnahmen die Mahlkraft auch während des Betriebes auf einfache Weise verstellt und dadurch geänderten Zerkleinerungsbedingungen angepaßt werden kann.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
- Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Bei der erfindungsgemäß ausgeführten Gutbett-Walzenmühle sind vor allem die Hydraulik-Gasfedersysteme und hierin insbesondere die zugehörigen Arbeitsgasfedern modifiziert worden. Der Federbehälter jeder Arbeitsgasfeder ist durch die erfindungsgemäße Ausbildung in einen mittleren Gasfüllraum (zwischen den beiden Kolben) und in zwei den beiden Behälterandabschnitten zugeordnete Hydraulik-Flüssigkeitsräume unterteilt, die im wesentlichen den auftretenden Betriebsdrücken seitens der Arbeitszylinder variabel sind. Von weiterer Bedeutung ist dabei, daß jeweils dem den zweiten Hydraulik-Flüssigkeitsraum begrenzenden zweiten Kolben der Arbeitsgasfeder eine auf die Kolbenbewegung ansprechende Wegmeßeinrichtung zugeordnet ist, über die der Vorfülldruck der Hydraulikflüssigkeit bei gleicher Gasfedercharakteristik auf beiden Seiten der Loswalze (also in beiden Hydraulik-Gasfedersystemen) während des Betriebes eingestellt werden kann. Es kann somit über jede Arbeitsgasfeder der Hydraulikflüssigkeits-Vorfülldruck und damit auch die Mahlkraft im Mahlspalt der Walzenmühle während des Zerkleinerungsbetriebes über die vorgesehene Wegmeßeinrichtung in gewünschter Weise genau so verstellt werden, daß die optimale Mahlkraft und damit die optimale Gutzerkleinerung der Walzenmühle gesteuert bzw. geregelt werden. Dies kann während der Inbetriebnahme der Walzenmühle, bei einem Mahlgutwechsel, bei Änderung der Mahlgutparameter (z. B. Feingutanteil, Feuchtigkeit usw.) und auch bei einer erforderlichen Nachführung der Loswalze bei einem großen Mahlwalzenverschleiß geschehen. Eine solche Neueinstellung der Mahlkraft kann z. B. sowohl direkt von Hand oder auch etwa elektromagnetisch von einem Leitstand aus oder über einen Regelkreis folgen. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Arbeitsgasfedern kann die zuvor erläuterte Steuerung bzw. Regelung der Mahlkraft (über den Vorfülldruck der Hydraulikflüssigkeit) unabhängig von auf eine horizontale Bewegung der Loswalze zurückzuführenden Schwankungen in jedem Hydraulik-Gasfedersystem sowie unabhängig von der Lage der Loswalze (z. B. Schrägstellung) durchgeführt werden, wodurch die Gasfedercharakteristik selbst nach einer Neueinstellung der Mahlkraft über den Hydraulik-Vorfülldruck in den beidseitigen Arbeitsgasfedern der Loswalze weiterhin im wesentlichen identisch ist.
- In besonders vorteilhafter Weise ist es ferner möglich, zusätzlich die über die Mahlkraft auftretende Belastung auf eine maximale Zulässigkeit zu begrenzen bzw. einzustellen, ohne die Walzenmühle abschalten zu müssen. Hierzu ist mit dem zweiten Hydraulik-Flüssigkeitsraum der Arbeitsgasfeder ein Druckbegrenzungsventil für die Einstellung der maximal zulässigen Mahlkraft im Mahlspalt verbunden. Dies stellt eine besonders einfache und zugleich wirkungsvolle
- Maßnahme hinsichtlich einer Überbeanspruchung wenigstens einiger Teile der Walzenmühle dar.
- Die Erfindung sei nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen
- Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der Gutbett-Walzenmühle;
- Fig. 2 ein vereinfachtes Fließschema von einem Hydraulik-Gasfedersystem für eine Seite der Loswalze.
- Anhand Fig. 1 sei zunächst der allgemeine Aufbau der Gutbett-Walzenmühle erläutert. Diese Gutbett-Walzenmühle enthält in einem ortsfest aufzustellenden Mühlengehäuse 1 zwei horizontal angeordnete, durch nicht näher veranschaulichte, an sich bekannte Antriebseinrichtungen angetriebene Walzen 2, 3, von denen die Walze 2 als Festwalze und die Walze 3 als Loswalze ausgebildet ist. Die Festwalze 2 ist über ihre beiden Achsschenkel 2a in zwei zugehörigen Lagersteinen 4 stationär im Mühlengehäuse 1 gelagert, während die beiden Achsschenkel 3a der Loswalze 3 in zwei zugehörigen Loslagersteinen 5 gelagert sind, die entsprechend dem Doppelpfeil 6 innerhalb des Mühlengehäuses 1 mitsamt der Loswalze 3 verschiebbar sind, so daß letztere relativ zur Festwalze 2 bewegbar bzw. verlagerbar ist. Zwischen den beiden Walzen 2, 3 ist ein Mahlspalt (Walzenspalt) 7 gebildt. Da die Loswalze 3 in Richtung des Doppelpfeiles 6 beweglich ist, ist sie auch quer zum Mahlspalt 7 beweglich, d. h. die Breite dieses Mahlspaltes 7 ist durch die Beweglichkeit der Loswalze 3 entsprechend veränderbar.
- An den gegeneinanderweisenden Stirnseiten 4a bzw. 5a der Lagersteine 4, 5 sind mehrere Distanzhalter in Form von Distanzstücken 8, 9 angebracht, die bei gegenseitiger Anlage den Mindestwalzenabstand der beiden Walzen 2, 3 bestimmen; dieser Mindestwalzenabstand sorgt dafür, daß im Leerlauf der Walzenmühle, wenn also keine oder nur eine geringe Mahlgutzufuhr erfolgt, die beiden Walzen 2, 3 mit ihren Walzenoberflächen nicht aneinander anliegen, wodurch ein unnötiger Verschleiß verhindert wird. Dieser Mindestwalzenabstand stellt den sogenannten Nullspalt dar.
- Um die Loswalze 3 mit dem erforderlichen hohen Druck gefedert in Richtung auf die Festwalze 2 zu pressen, ist für jede Seite der Loswalze 3 ein Hydraulik-Gasfedersystem vorgesehen, das in dem in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel jeweils zwei hydraulische Arbeitszylinder 10, 11, eine Hydraulikpumpe 12 sowie eine Arbeitsgasfeder 13 enthält, die durch eine Hydraulikleitung 14 mit den beiden Arbeitszylindern 10, 11 verbunden ist.
- In der Hydraulikleitung 14 kann eine erste Drossel 15 angeordnet sein, zu der ein erstes Rückschlagventil 16 in Reihe liegt. Parallel zu dieser Reihenschaltung kann eine zweite Drossel 17 angeordnet sein, zu der ein zweites Rückschlagventil 18 in Reihe liegt. Diese Zusammenordnung der beiden Drosseln 15, 17 und der beiden Rückschlagventile 16, 18 verhindert das Entstehen störender Resonanzschwingungen.
- Es sei noch betont, daß anstelle von zwei Arbeitszylindern 10, 11 auf jeder Seite der Loswalze 3 auch nur jeweils ein solcher Arbeitszylinder vorgesehen werden könnte; die Anordnung von zwei Arbeitszylindern 10, 11 gemäß Fig. 1 sorgt jedoch für ein verkantenfreies Verstellen der zugehörigen Loslagersteine 5 (der Loswalze 3).
- Die näheren Einzelheiten von einem der zugehörigen Hydraulik-Gasfedersysteme der Gutbett-Walzenmühle gemäß Fig. 1 seien nachfolgend anhand des Fließschemas der Fig. 2 erläutert, in der der Einfachheit halber nur ein Arbeitszylinder, beispielsweise der Arbeitszylinder 10 sowie die Loswalze 3 mit einem zugehörigen Loslagerstein 5 (auf der einen Seite bzw. an einem Achsschenkel 3a der Loswalze 3) veranschaulicht ist. Die Beweglichkeit der Loswalze 3 mit Hilfe ihrer Loslagersteine 5 ist wiederum durch den Doppelpfeil 6 veranschaulicht, während die zur Zerkleinerung des Mahlgutes erforderliche Mahlkraft im Mahlspalt zwischen den beiden Walzen durch einen gegen die Loswalze gerichteten Pfeil 19 angedeutet ist.
- Die zum dargestellten Hydraulik-Gasfedersystem auf der einen Loswalzenseite gehörende Arbeitsgasfeder 13, die durch die Leitung 14 mit den Arbeitszylindern, z. B. 10, in Verbindung steht, weist einen länglichen Federbehälter 20 etwa nach Art eines Zylinders auf, der an beiden Endabschnitten durch eine Stirnwand 20a, 20b - abgesehen von abgedichteten Leitungsdurchführungen oder ähnlichem - im wesentlichen abgeschlossen ist. Ferner besitzt diese Arbeitsgasfeder 13 innerhalb des Federbehälters 20 zwei relativ zueinander bewegliche Kolben 21, 22, die je einem Behälterendabschnitt zugeordnet sind. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, begrenzen die gegeneinandergerichteten Kolbenseiten dieser beiden Kolben 21, 22 einen mittleren Gasfüllraum 23 der Gasfeder 13, während die jeweils entgegengesetzten Kolbenseiten mit den zugehörigen Stirnwänden 20a bzw. 20b des Federbehälters 20 einen ersten Hydraulikflüssigkeitsraum 24 und einen zweiten Hydraulikflüssigkeitsraum 25 begrenzen. Der vom ersten Kolben 21 begrenzte erste Hydraulikflüssigkeitsraum 24 steht dabei über die Hydraulikleitung 14 mit den hydraulischen Arbeitszylindern, z. B. 10, in Verbindung.
- Die beiden Kolben 21 und 22 können grundsätzlich im wesentlichen in Form jeweils einer Kolbenplatte oder eines Kolbenkörpers ausgeführt sein.Dem zweiten Kolben 22 ist jedoch eine auf die Kolbenbewegungen in der einen oder anderen Richtung ansprechende Wegmeßeinrichtung zugeordnet, die generell in jeder geeigneten Weise derart ausgebildet und diesem zweiten Kolben 22 zugeordnet sein kann, daß sie auf jede der hin- und hergehenden Kolbenbewegungen anspricht und deren Größen mißt. Eine Möglichkeit für die Ausbildung einer solchen Wegmeßeinrichtung ist in Fig. 2 bei 26 angedeutet. Hierfür besitzt der zweite Kolben 22 eine durch die zugehörige Stirnwand 20b des Federbehälters 20 herausragende Kolbenstange 22a, die mit der Wegmeßeinrichtung 26 zur genauen Ermittlung der jeweiligen Lageänderung des Kolbens 22 im Federbehälter 20 zusammenwirkt.
- Eine baulich besonders einfache sowie steuerungs- und regelungstechnisch sehr günstig verwendbare andere Ausführungsform einer Wegmeßeinrichtung kann in der Ausbildung als Ultraschallmeßeinrichtung bestehen, die auf jede Lageveränderung des zweiten Kolbens 22 im Federbehälter 20 anspricht. Hierbei könnten z. B. ein Sender und Empfänger in bzw. an der zugehörigen Stirnwand 20b des Federbehälters 20 in der Weise vorgesehen sein, daß vom Kolben 22 entsprechende Signale reflektiert werden, aus denen jeweils die genaue Relativlage des Kolbens 22 im Federbehälter 20 herleitbar ist.
- Über eine solche Wegmeßeinrichtung kann dann der Hydraulikflüssigkeits-Vorfülldruck der Arbeitsgasfeder 13 gemessen und während des Mühlenbetriebes bei etwa gleicher Gasfedercharakteristik auf beiden Seiten der Loswalze 3 und damit gleichzeitig die Mahlkraft im Mahlspalt 7 eingestellt werden, wie es weiter unten noch näher ausgeführt wird.
- Mit dem zweiten Hydraulikflüssigkeitsraum 25 des Federbehälters 20 ist ferner über eine Leitung 27 ein Druckbegrenzungsventil 28 verbunden, über das eine maximal zulässige Mahlkraft im Mahlspalt 7 eingestellt bzw. gesteuert werden kann. Die Abflußseite dieses Druckbegrenzungsventils 28 steht mit einem Hydraulikflüssigkeitstank 29 in Verbindung. Es sei in diesem Zusammenhang betont, daß jede geeignete Hydraulikflüssigkeit Verwendung finden kann; vorzugsweise handelt es sich hierbei jedoch um Hydrauliköl.
- An die mit dem zweiten Hydraulikflüssigkeitsraum 25 verbundene Leitung 27 ist ferner eine Teilleitung 30 angeschlossen, die über eine Ölförderpumpe 31 mit dem Öltank 29 in Verbindung steht und in der ein für die Zu- und ABfuhr von Hydraulikflüssigkeit zum zweiten Hydraulikflüssigkeitsraum 25 freigebendes Mehrwege-/Mehrstellungsventil 32 sowie ein Manometer 33 angeordnet sind.
- An die mit dem ersten Hydraulikflüssigkeitsraum 24 des Federbehälters 20 verbundene Hydraulikleitung 14 ist ferner eine Zweigleitung 34 angeschlossen, in der ein die Zu- und Abfuhr von Hydraulikflüssigkeit gestattendes weiteres Mehrwege-/Mehrstellungsventil 35 und ein Manometer 36 angeordnet sind und die ebenfalls über die Ölförderpumpe 31 mit dem Öltank 29 in Verbindung steht.
- Die Zufuhr von Gas in den Gasfüllraum 23 des Federbehälters 22 kann in jeder geeigneten Weise geschehen. Nach dem Beispiel der Fig. 2 kann die Kolbenstange 22a als Hohlstange ausgeführt und mit einer Gaszuführungsleitung 37 verbunden sein. Es ist jedoch ebensogut möglich und baulich vielfach besonders günstig, die Gaszufuhr in den Gasfüllraum 23 etwa durch einen spiralförmig oder schraubenlinienförmig gewickelten Zuführschlauch vorzunehmen, der innerhalb des zweiten Hydraulikflüssigkeitsraumes 25 angeordnet sein kann, ohne die Relativbewegungen des zweiten Kolbens 22 zu behindern. Im letzteren Falle kann auf eine aus dem Federbehälter herausgeführten Kolbenstange verzichtet werden, was beispielsweise durch Verwendung einer Ultraschallmeßeinrichtung für die Wegmessung begünstigt wird.
- In jedem Falle ist die Gaszuführungsleitung 37 vorgesehen und etwa über ein Manometer 39 und ein weiters Mehrwege-/Mehrstellungsventil 40 sowie ein einfaches Absperrventil 41 an eine beispielsweise als Druckgasflasche 38 ausgebildete Druckgasquelle angeschlossen.
- Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn an die vom ersten Hydraulikflüssigkeitsraum 24 des Fe derbehälters 20 zum Arbeitszylinder 10 führende Hydraulikleitung 14 zusätzlich eine Hilfsgasfeder 42 hydraulisch angeschlossen ist, deren Federkraft der Rückstellkraft für die Loswalze 3 in der durch die Distanzahlter 8, 9 bestimmten Nullspaltstellung angepaßt ist; diese zusätzliche Hilfsgasfeder sei daher nachfolgend als Nullspalt-Gasfeder 42 bezeichnet.
- Die Nullspalt-Gasfeder 42 kann gegenüber der Arbeitsgasfeder 13 deutlich einfacher gestaltet sein. Sie besitzt einen im wesentlichen geschlossenen, vorzugsweise zylindrischen Federbehälter 43 und einen darin axial beweglich angeordneten, einfachen Kolben (z.B. Platten- oder Membrankolben),der den Behälterinnenraum in einen Gasfüllraum 45 und einen Hydraulikflüssigkeitsraum bzw. Ölraum 46 unterteilt. Der Ölraum 46 ist über eine Verbindungsleitung 14a an die Hydraulikleitung 14 angeschlossen, während der Gasfüllraum 45 über eine Gasleitung 47 ebenfalls an die Druckgasflasche 38 angeschlossen ist. In der Gasleitung 47 sind wiederum ein Mehrwege-/Mehrstellungsventil 48 sowie ein Manometer 49 eingebaut.
- Dies Nullspalt-Gasfeder 42 ist in besonderer Weise für ein Zusammenwirken mit der hier vorgesehenen Arbeitsgasfeder 13 ausgebildet und angeordnet. Hierzu ist vorgesehen, daß bei einer Unterbrechung der Mahlgutzufuhr zum Mahlspalt 7 die Walzen 2, 3 seitens der Arbeitsgasfeder 13 druckentlastet werden. In diesem druckentlasteten Leerlaufzustand sollen die beiden Walzen 2, 3 wieder in ihre Ausgangsstellung zusammengeführt werden, also in die Nullspalt-Stellung, indem die Loswalze 3 über ihre Loslagersteine 5 gegen die Festwalze 2 geführt wird, bis die Distanzhalter 8, 9 aneinander anliegen. Um diese Rückführung im druckentlasteten Zustand zu bewerkstelligen, wird die Nullspalt-Gasfeder 42 wirksam, deren Federkraft nur so groß sein muß, daß die entsprechenden Reibungskräfte überwunden und die Loslagersteine 5 mitsamt der Loswalze 3 zurückgestellt werden können. Diese einfache Maßnahme bringt mit sich, daß die entsprechenden Bauteile der Walzenmühle gegenüber den bisher bekannten Mühlen sowohl in ihrem Gewicht als auch in ihren Bearbeitungskosten erheblich reduziert werden können, daß ferner bei auftretenden Unterbrechungen bzw. Leerlaufzuständen keine unerwünscht großen Stöße auf die entsprechenden Bauteile der Mühle ausgeübt werden und daß aufgrund dieser relativ geringen Beanspruchungen eine erhöhte Lebensdauer insbesondere der zugehörigen Lager (Pendelrollenlager) und gegebenenfalls der Lagersteine erzielt werden kann.
- Zur Funktion insbesondere des erläuterten Hydraulik-Gasfedersystems für die Loswalze 3 sei noch folgendes bemerkt:
- Es sei zunächst angenommen, daß die Gas- und Ölvorfülldrücke bei der Nullspaltstellung (Distanzhalter 8, 9 liegen aneinander an) eingestellt werden. Betrachtet man hierzu das Fließschema in Fig. 2, dann werden zunächst die Ventile 32, 35 geöffnet und der Gasvorfülldruck im Gasfüllraum 23 der Arbeitsgasfeder 13 über die Gaszuführleitung 37 sowie das Ventil 40 und das Manometer 39 und darauf der Gasdruck in der Nullspalt-Gasfeder 42 über Gasleitung 47, Ventil 48 und Manometer 49 auf den jeweils erforderlichen Druck eingestellt. Hier ist im allgemeinen der Gasvorfülldruck der Arbeitsgasfeder 13 deutlich höher als der in der Nullspalt-Gasfeder 42 (z. B. kann der Gasvorfülldruck in der Arbeitsgasfeder 13 etwa 40 bar und der Gasdruck in der Nullspalt-Gasfeder 42 etwa 8 bar betragen). Nach der Einstellung dieser Gasdrücke werden dann vorübergehend die beiden Ölventile 32, 35 geschlossen. Nachdem die Ölförderpumpe 31 gestartet ist, wird über das Ölventil 32 zunächst der Ölvorfülldruck im zweiten Hydraulikflüssigkeitsraum 25 der Arbeitsgasfeder 13 eingestellt und dann über andere Ölventil 35 der Ölvorfülldruck im Ölraum 46 der Nullpunkt-Gasfeder 42, wobei der Ölvorfülldruk im zweiten Hydraulikflüssigkeitsraum 25 deutlich über dem des Ölraumes 46 der Nullspalt-Gasfeder 42 liegen wird. Hierbei muß der Ölvorfülldruck im Ölraum 46 der Nullspalt-Gasfeder 42 niedriger sein als der Gas- oder Ölvorfülldruck in der Arbeitsgasfeder 13. Das Hydraulik-Gasfedersystem ist dann startklar.
- Zur Einstellung und Steuerung bzw. Regelung der Mahlkraft im Mahlspalt 7 sei nochmals darauf hingewiesen, daß die Loswalze 3 über ihre beiden Loslagersteine 5 bewegt wird, auf die je zwei Arbeitszylinder 10, 11 und eine jeweils zugehörigen Arbeitsgasfeder 13 des entsprechenden Hydraulik-Gasfedersystems einwirken (entsprechend Fig. 2). Diese beiden Hydraulik-Gasfedersysteme sind jedoch entkoppelt, d. h. sie arbeiten bei gleicher Nulleinstellung (gleiche Gas- und Ölvorfülldrücke) der Arbeitsfedern 13 unabhängig voneinander, so daß je nach den auftretenden Betriebsbedingungen, d. h. beispielsweise bei unterschiedlicher Mahlgutaufgabe über die Walzenbreite und somit bei Schrägstellung der Loswalze 3, die Arbeitsgasfedern 13 beider Drucksysteme unterschiedlich belastet sein können. Die erwähnte Nulleinstellung in beiden Arbeitsgasfedern ist erforderlich, weil das Belastungsprofil der Walzen 2, 3 je nach Zerkleinerungssituation verschieden sein kann, so daß die gleiche Nulleinstellung die größten Ausgleichsmöglichkeiten bietet.
- Bei der insbesondere anhand Fig. 2 erläuterten Ausbildung und Zusammenordnung kann mit jeder Arbeitsgasfeder 13 der Ölvorfülldruck und damit die Mahlkraft im Betrieb der Walzenmühle über die erläuterte Wegmeßeinrichtung 26 in definierter Weise verstellt werden, wodurch wiederum die Mahlkraft im Mahlspalt 7 optimal gesteuert bzw. geregelt werden kann. Mit Hilfe der Wegmeßeinrichtung 26 kann der mittlere Druck an den beiden Loslagersteinen 5 bei unterschiedlicher Belastung über die Breite der Walzen 2,3 optimal eingestellt werden, wobei die anfangs eingestellten Ölvorfülldrücke für die Arbeitsgasfedern 13 beider Loswalzenseiten sich identisch ändern. Durch diese Wegmessung über den zweiten Kolben 22 der Arbeitsgasfedern 13 läßt sich in jeder Betriebsphase stets die Mahlkraft neu einstellen, wenn beispielsweise durch Änderungen der Mahlgutparameter oder bei einer Nachführung der Loswalze 3 bei zu großem Mahlwalzenverschleiß die Zerkleinerungsbedingungen in der Walzenmühle sich geändert haben. Diese Neueinstellungen bzw. Nachsteuerungen konnen während des Betriebes vorgenommen werden, ohne daß dafür die Walzenmühle gestoppt werden muß; gleiches gilt selbstverständlich auch für die Steuerung bzw. Regelung bei Betriebsbeginn.
- In dieser Gutbett-Walzenmühle wirken sich die erläuterten Hydraulik-Gasfedersysteme beider Loswalzenseiten, und dabei insbesondere die Ausbildung und Funktion der jeweils zugehörigen Arbeitsgasfedern 13 äußerst günstig aus. Jede Arbeitsgasfeder 13 liefert dabei eine Stellgröße, nämlich die jeweilige Stellung des zweiten Kolbens 22 im Federbehälter 20 (Wegmessung), mit der die Ölvorfülldrücke in dem jeweils zugehörigen Hydraulik-Gasfedersystem an der entsprechenden Loswalzenseite im Mahlbetrieb einheitlich verstellt werden können. Dies bedeutet, daß die Gasfedercharakteristiken nach einer Neueinstellung in beiden Hydraulik-Gasfedersystemen (auf beiden Loswalzenseiten) gleich sind. Stellt man sich nämlich ein entsprechendes Koordinatendiagramm vor, auf dem die Federkennlinien (für die Federcharakteristiken) in entsprechender Weise für verschiedene Mahlspalte und Mahldrücke aufgetragen sind, dann sind die Federkennlinien auch nach einer Verstellung der beiden Arbeitsgasfedern in den beiden Hydraulik-Gasfedersystemen gleich. Mit der zuvor erwähnten Stellgröße (Wegmessung des zweiten Kolbens jeder Arbeitsgasfeder) kann der Mahldruck (Mahlkraft) im Mahlbetrieb gesteuert bzw. durch einen Ist- und Sollwertvergleich der spezifischen Zerkleinerungsarbeit geregelt werden. Dies bedeutet also, daß mit der neu geschaffenen Stellgröße die Gutbett-Walzenmühle bei stets identischen Federkennlinien der Arbeitsgasfedern 13 beider Hydraulik-Gasfedersysteme anhand des optimalen Betriebspunktes (spezifische Zerkleinerungsarbeit) geregelt werden kann.
- Ferner kann besonders vorteilhaft in jedes Hydraulik-Gasfedersystem das weiter oben erläuterte Druckbegrenzungsventil 28 eingebaut werden, das die maximale Mahlkraft begrenzt und damit eine Überlastung der Walzenmühle verhindert. Nach Ansprechen dieses Druckbegrenzungsventiles 28 (bei Änderung des Ölvorfülldruckes) kann der Ölvorfülldruck durch den oben erwähnten Ist- und Sollwertvergleich wieder auf den optimalen Wert eingestellt werden, ohne daß dazu die Walzenmühle - nach einem Ansprechen des Überdruckventiles - abgeschaltet werden muß.
Claims (6)
a) zwei angetriebene, miteinander einen Mahlspalt (7) bildende Walzen (2, 3), von denen die eine Walze (2) als stationär gelagerte Festwalze und die andere Walze (3) als quer zum Mahlspalt beweglich gelagerte Loswalze ausgebildet ist,
b) zwei je einer Seite der Loswalze (3) zugeordnete und diese Loswalze mit hohem Druck gefedert in Richtung auf die Festwalze (2) pressende Hydraulik-Gasfedersysteme, die je wenigstens einen hydraulischen Arbeitszylinder (10, 11) eine mit diesem Arbeitszylinder verbundene Arbeitsgasfeder (13) sowie steuerbare Zu- und Abführeinrichtungen für Hydraulikflüssigkeit und Gas enthalten und von denen die Arbeitsgasfedern bei einem den Walzenmindestabstand bestimmenden Nullspalt auf vorbestimmbare Gas- und HydraulikflüssigkeitsVorfülldrücke für die Gasfedercharakteristik und die Mahlkraft im Mahlspalt (7) einstellbar sind,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
c) jede Arbeitsgasfeder (13) weist einen im wesentlichen geschlossenen, länglichen Federbehälter (20) und zwei je einem Behälterendabschnitt zugeordnete, relativ zueinander bewegliche Kolben (21, 22) auf, deren gegen einandergerichtete Kolbenseiten den Gasfüllraum (23) der Arbeitsgasfeder und deren jeweils entgegengesetzte Kolbenseiten mit den zugehörigen Stirnwänden (20a, 20b) des Federbehälters erste und zweite Hydraulikflüssigkeitsräume (24, 25) begrenzen, wobei der vom ersten Kolben (21) begrenzte erste Hydraulikflüssigkeitsraum (24) über eine Hydraulikleitung (14) mit dem hydraulischen Arbeitszylinder (10, 11) verbunden ist;
d) dem den zweiten Arbeitsflüssigkeitsraum (25) begrenzenden zweiten Kolben (22) jeder Arbeitsgasfeder (13) ist eine auf die Kolbenbewegung ansprechende Wegmeßeinrichtung (26) derart zugeordnet, daß über die Wegmeßeinrichtungen (26) die Hydraulikflüssigkeits-Vorfülldrücke der Arbeitsgasfedern (13) auf beiden Seiten der Loswalze (3) bei gleicher Gasfedercharakteristik einstellbar sind.
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