EP0676240B1

EP0676240B1 - Verfahren und Einrichtung zum Zerkleinern von Material unterschiedlicher Körnung, insbesondere Luftstrommühle

Info

Publication number: EP0676240B1
Application number: EP95104094A
Authority: EP
Inventors: Horst Dipl.-Ing. Brundiek
Original assignee: Loesche GmbH
Current assignee: Loesche GmbH
Priority date: 1994-04-08
Filing date: 1995-03-20
Publication date: 1998-09-09
Anticipated expiration: 2015-03-20
Also published as: CN1112857A; US5607111A; JPH08196925A; DE4412197A1; CA2146608A1; TW297784B; ZA952194B; DE59503483D1; BR9501509A; DK0676240T3; EP0676240A1; ATE170777T1; CN1049613C

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerkleinern von Material unterschiedlicher Körnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Einrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 6.

Bei einer aus der DE-AS 1 152 297 bekannten Zerkleinerungseinrichtung mit Luftstrommühle ist ein ringförmiger Raum mit Schaufelkranz von einer Gehäusewand mit einem Wulstpanzer als Verschleißschutz und einer Mahlbahn mit einem Stauring begrenzt. Der Austrittsquerschnitt der Strömungskanäle und die radiale Weite des ringförmigen Raumes sind konstant und durch den fixierten ringförmigen Wulstpanzer und den stationären Stauring vorgegeben. Eine strömungstechnische Beeinflussung des Förderstroms soll durch auswechselbare Schaufeln mit einer definierten Oberflächenkrümmung ermöglicht werden.

Eine andere Luftstrommühle ist als Federrollenmühle bekannt und weist einen ringförmigen Raum, einen Stauring am Mahlring und eine wulstpanzerähnliche Leitwand auf. Um Mahlgut und Fluid auf die Zwischenräume zwischen die Mahlwalzen zu konzentrieren, sind Umlenkschaufeln nahe dem Zentrum der Mahlschüssel und an der Gehäusewand befestigt. Ein Abdeckring und die Leitwand an der Gehäusewand bedecken einen ringförmigen Raum bis auf Öffnungsbereiche, welche radial an die Mahlwalzen angrenzen, ab. Der Mahlgut-Fluidstrom wird in das Innere des Mahlraums und unter die Mahlwalzen gelenkt. Aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit und der Umlenkungen kommt es zu Verwirbelungen der Gesamtströmung, die sich ebenso wie Inhomogenitäten des Mahlbettes nachteilig auf die Energiebilanz und die Effektivität dieses Verfahrens und der Einrichtung auswirken.

In der DE 31 34 601 C2 ist eine Luftstrommühle beschrieben, bei welcher der Fluidstrom mit Hilfe von Einsatzelementen an die Stellen geleitet wird, an denen das gemahlene Gut anfällt. Die Einsatzelemente weisen unterschiedlich lange horizontale Schenkel auf und werden jeweils zwischen zwei Schaufeln des Schaufelkranzes angeordnet.

Aus der DE-OS 23 09 900 ist eine Luftstrommühle bekannt, deren Wulstpanzer aus aneinandersetzbaren Segmenten besteht. Jedes Segment wird mit zwei Schraubelementen lösbar befestigt und weist zwei obere und untere, jeweils unterschiedlich geneigte Trapezflächen als Verschleißflächen auf. Durch ein 180-Grad-Umsetzen um die Längsachse oder die Vertikalachse kann eine nicht verschlissene Fläche und Kante dem Förderstrom ausgesetzt werden. Ein Umsetzen um die Längsachse bewirkt gleichzeitig eine veränderte, beispielsweise schärfere Umlenkung des Förderstroms und der in den ringförmigen Raum geschleuderten Mahlgutpartikel. Das Umsetzen ist jedoch zeitaufwendig und mit Stillstandszeiten verbunden, die zu einer Erhöhung der Betriebskosten führen. Wenn zur örtlich schärferen Umlenkung des Förderstroms nur einzelne Wulstpanzersegmente umgesetzt und somit verstellt werden, können Verwirbelungen der Fluid-Partikelströme zu Druckschwankungen im Mahl-Sichtraum und zu Inhomogenitäten im Bereich des Mahlbettes führen, die die Mahlleistung beeinträchtigen.

Die bekannten Verfahren und Einrichtungen sehen eine Beeinflussung des Mahlprozesses mit Hilfe eines Fluidstromes vor, der mit einer entsprechenden Geschwindigkeit in eine vorgegebene Richtung, insbesondere in Richtung Mahlwalzen oder zwischen die Mahlwalzen, umgelenkt wird. Zur Umlenkung werden statische Mittel eingesetzt, die nur nach Unterbrechung des Mahlprozesses und durch einen Aus- oder Umbau verändert werden können.

Die komplexen Vorgänge in der Luftstrommühle, die Abhängigkeiten der verschiedenen Parameter voneinander, der Einfluß auf das Mahlbett und die Kornverteilung werden nur unzureichend berücksichtigt, weshalb Mahlleistung, Energieverbrauch, Feinkornanteil etc. nicht optimale Werte erreichen können.

Aus Patent Abstracts of Japan, Vol. 014, No. 007 (C-673), JP-A-01-254267, ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt. Eine Wälzmühle weist Einrichtungen zur Veränderung der Spaltbreite im Bereich der Leitschaufeln und der Neigung der Leitschaufeln auf. Außerdem kann die Fluidströmung des Leitschaufelkranzes durch eine verschwenkbare Anordnung einer wulstpanzerähnlichen Einrichtung der Gehäusewand in das Mühleninnere gerichtet werden.

Eine gattungsgemäße Einrichtung, insbesondere zur Durchführung eines Zerkleinerungsverfahrens von Material unterschiedlicher Körnung, ist in der EP 0 165 429 A1 beschrieben. Die bekannte Luftstrommühle weist vier über den Umfang verteilte Luftzuführungen und verstellbare Düsenringsegmente auf. Die Düsenringsegmente bestehen aus einem inneren, stationären Wandteil, der jeweils über zwei stirnseitig angeordnete Führungsteile mit dem Mühlengehäuse verbunden ist. Ein äußerer Wandteil der Düsenringsegmente ist in axialer Richtung verstellbar. Über den Düsenring nach unten fallende Grobgutpartikel werden über ein Becherwerk nach oben gefördert und wieder dem Mahlprozeß zugeführt. Um die Menge und Kornverteilung des Umlaufgutes konstant zu halten und ein Vollaufen oder Leerlaufen der Mühle zu vermeiden, sind vier Regelkreise vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein effizientes Zerkleinerungsverfahren und eine leistungsfähige Einrichtung zur Zerkleinerung von Material unterschiedlicher Körnung zu schaffen, welche eine besonders wirkungsvolle Strömungsdynamik im Hinblick auf eine optimale Mahlbettbildung, eine hohe Durchsatzleistung und einen geringen Energieverbrauch ermöglichen.

Verfahrensmäßig wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig durch die Merkmale des Anspruchs 6 gelöst.

Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen sowie in der Figurenbeschreibung enthalten.

Ein Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, mit Hilfe einer Einrichtung, insbesondere für Wulstpanzersegmente, welche an der Gehäusewand einer Luftstrommühle verstellbar angeordnet sind, eine Regulierung des Fluid-Förderstromes und eine dynamische, nahezu verzögerungsfreie Einstellung eines neuen Gleichgewichtes der Fluid-Förderströmung im Mahl-Sichtraum einer Luftstrommühle mit Hilfe einer gezielt ausgebildeten Strömungs-Einhüllenden zur gezielten, vorgebbaren Ausbildung eines Auftreffpunktes der Strömungs-Einhüllenden auf der Gehäusewand und zur wenigstens teilweisen Entnahme eines äußeren Grießestroms auszunutzen.

Die Strömungs-Einhüllende umgibt die Gesamtströmung und ist bevorzugt als ein Hyperboloid-Torus mit einer definierten Strömungs-Hüllkurve ausgebildet. Als Strömungs-Hüllkurve ist in diesem Zusammenhang die äußere, nahe der Gehäusewand verlaufende Begrenzung der Strömungs-Einhüllenden, insbesondere eines Hyperboloid-Torus, im vertikalen Axialschnitt betrachtet, zu verstehen.

Zur Bildung der Strömungs-Einhüllenden werden die über den Rand einer Mahlbahn abgeschleuderten Mahlgutpartikel einer helixförmigen Strömung, bevorzugt mit Ejektorwirkung an der Austrittsfläche der Strömungskanäle, ausgesetzt. In einer schraubenförmigen Aufwärtsbewegung wird aufgrund der Sichtwirkung eine Strömungs-Einhüllende im wesentlichen aus äußeren Grießen bzw. Randzonengrießen gebildet.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Strömungs-Einhüllende bzw. die Strömungs-Hüllkurven des Hyperboloid-Torus mit Hilfe von neigungsverstellbaren und/oder horizontal verschiebbaren Wulstpanzersegmenten während des Mahlbetriebes eingestellt werden können.

Die Regulierung des Fluid-Förderstromes, die insbesondere durch eine Änderung der Projektionsfläche bei gleichzeitiger Beeinflussung der Strömungsneigung in Richtung Mühlenzentrum im Bereich eines ringförmigen Raumes zwischen Mahltisch und Gehäusewand erfolgt, wird erfindungsgemäß für eine definierte Ausbildung der Strömungs-Einhüllenden eingesetzt. Als Projektionsfläche wird dabei der freie Strömungsquerschnitt oberhalb des Schaufelkranzes unter Berücksichtigung der Position der Wulstpanzersegmente verstanden.

Es ist vorteilhaft, daß die Projektionsfläche des ringförmigen Raumes auch partiell, insbesondere in Abhängigkeit von der Anzahl und Art der Walzen geändert werden kann. Bevorzugt werden die Wulstpanzersegmente horizontal verschiebbar angeordnet, so daß in Abhängigkeit von den Parametern und dem gewünschten Zerkleinerungsergebnis ein Wulstpanzersegment oder mehrere Wulstpanzersegmente verstellt und dadurch die Strömungs-Einhüllende des Fluidstroms verändert werden kann. Neben einer horizontalen Verstellung des oder der Wulstpanzersegmente können Wulstpanzersegmente um eine horizontale Längsachse schwenkbar oder neigungsverstellbar angeordnet sein. Die Wulstpanzersegmente können zusätzlich oder alternativ mit sich über ihre Umfangsausdehnung stetig ändernden Neigungswinkeln versehen sein.

Im Zusammenhang mit einer definierten Fluid-Förderströmung am Leitschaufelkranz, die im wesentlichen von der Geschwindigkeit des Fluids und von einem Anstellwinkel der Schaufeln gegenüber einer Horizontalen bestimmt wird, kann kontinuierlich, von außen und verzögerungsfrei über verstellbare Wulstpanzersegmente eine den Erfordernissen entsprechende Fluid-Förderströmung innerhalb einer Strömungs-Einhüllenden eingestellt werden, so daß der Strömungsgradient innerhalb der Luftstrommühle ganz gezielt beeinflußbar ist.

In Abhängigkeit vom Anstellwinkel der tangential angeordneten Schaufeln des Schaufelkranzes bewirkt eine Verstellung der Wulstpanzersegmente eine Verringerung der Projektionsfläche des ringförmigen Raumes und damit der Austrittsöffnung des Förderstromes. Gleichzeitig wird eine Richtungsänderung im Sinne einer veränderten Umlenkung des Fluid-Förderstromes erreicht.

Somit besteht die Möglichkeit, Strömungsverhältnisse während eines Mahlprozesses ohne wesentliche Nebeneffekte, Verwirbelungen u.s.w. auf nahezu "indirektem" Wege über den Hyperboloid-Torus bzw. die Strömungs-Einhüllende zu ändern.

In einer besonders effizienten Weise kann eine begrenzte örtliche Beeinflussung der Strömungs-Einhüllenden erreicht werden, indem lediglich zwei aneinandergrenzende Wulstpanzersegmente an einem Verbindungsbereich verstellt werden. Insbesondere im Hinblick auf einen störungsfreien und effizienten Zerkleinerungs- und Sichtprozeß ist es zweckmäßig, den Fluid-Förderstrom so zu regulieren, daß vor einer Mahlwalze kein stark belüftetes Mahlbett gebildet wird. Es ist ein besonderer Vorteil, daß eine optimale Mahlbettbildung durch eine Verstellung der Wulstpanzersegmente derart erreichbar ist, daß die Mahlwalzen als Störgrößen im System einen geringeren Einfluß bzw. keinen störenden Einfluß auf die Strömungsdynamik ausüben.

Mit Hilfe einer Verstelleinrichtung kann wenigstens ein Verbindungsbereich der Wulstpanzersegmente in Richtung der Längsachse der Luftstrommühle verschoben und/oder diese neigungsverstellt werden, so daß aus einem partiell schmaleren ringförmigen Raum ein geringerer, aber richtungsmäßig beeinflußter Fluidstrom austritt. Der Hyperboloid-Torus ist dann mit einer bogenförmigen Einbuchtung am Umfang in Art einer Taillierung versehen. Bevorzugt werden bei einer Zwei-Walzen-Mühle zwei, sich gegenüberliegende Verstelleinrichtungen zur Verstellung der angrenzenden Wulstpanzersegmente genutzt.

Wesentlich ist, daß sich eine Regulierung des Förderstromes prinzipiell über den Hyperboloid-Torus auf die Gesamtströmung auswirkt, woraus ein weitgehend homogenes Mahlbett und ein beeinflußbarer Strömungsgradient im Mahl-Sichtraum resultieren.

Da mit einem homogenen Mahlbett der Wirkungsgrad einer Luftstrom-Wälzmühle verbessert werden kann, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, eine Verstelleinrichtung jeweils vor jeder Mahlwalze, in Abrollrichtung betrachtet, anzuordnen.

Eine Einrichtung zur Zerkleinerung von Material, welche insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, beispielsweise eine Luftstrommühle, welche einen ringförmigen Raum mit einem Schaufelkranz für einen Fluid-Förderstrom zwischen einer rotierenden Mahlschüssel und einer Gehäusewand mit verstellbaren Wulstpanzersegmenten aufweist, wobei die Wulstpanzersegmente mindestens in radialer Richtung verschiebbar angeordnet sind, ist erfindungsgemäß mit mindestens einer Verstelleinrichtung, vorzugsweise mit der Anzahl der Mahlwalzen entsprechenden Verstelleinrichtungen, ausgerüstet, die von außen und insbesondere während eines Zerkleinerungsprozesses betätigt werden können. Diese Verstelleinrichtungen greifen jeweils an Verbindungsbereichen an, welche von wenigstens zwei Wulstpanzersegmenten gebildet sind. Die Verbindungsbereiche bestehen aus Verbindungselementen, die lösbar miteinander verbunden werden können. In einer zweckmäßigen und besonders kostengünstigen Ausbildung sind die als Kreisringsektoren ausgebildeten Wulstpanzersegmente an ihren längsseitigen Stirnseiten miteinander verbunden.

Für eine horizontale oder radiale Verschiebung in Richtung zur Mühlenachse ist es sinnvoll, Gelenke als Verbindungen zu verwenden, welche eine einseitige oder gegenseitige geradlinige Bewegung ermöglichen. Beispielsweise können ein Achsen- oder Gabelgelenk verwendet werden, bei denen die Befestigungsflansche mit einem zylinderförmigen Bolzen verbunden werden.

Grundsätzlich können die Wulstpanzersegmente auch verschwenkbar bzw. neigungsverstellbar in einer horizontalen Längsachse gelagert sein.

In einer Weiterbildung können mehrere, insbesondere zwei Wulstpanzersegmente, über Hebel oder Adapter miteinander verbunden und gemeinsam betätigt werden. Außerdem ist eine Verwendung von Kugelgelenken oder von keilartigen Elementen zur Neigungsverstellung möglich.

Die Anordnung und Anzahl der Verstelleinrichtungen hängt grundsätzlich von der Anzahl und Anordnung der eingesetzten Mahlwalzen und gegebenenfalls der Vorverdichtwalzen ab. Bevorzugt werden je nach Mahlwalze ein feststehendes und zwei bewegliche Wulstpanzersegmente angeordnet, mindestens jedoch zwei bewegliche Segmente. Die Gesamtheit der Segmente, die den Mahlwalzen zugeordnet sind, bildet einen ringförmigen Wulstpanzer.

In einer vorteilhaften konstruktiven Ausbildung ist ein Verstellelement bolzenartig ausgebildet. Das Verstellelement weist einen Bolzenschaft auf, der im Bereich der Gehäusewand hülsenartig oder über eine Kulissensteinführung geführt ist. Verfahrenstechnische und ökonomische Vorteile sind gegeben, weil das Verstellelement kontinuierlich und von außen betätigt werden kann. Eine Befestigung an den Verbindungsbereichen erfolgt über Ausnehmungen mit Bolzen.

Eine Zerkleinerungseinrichtung mit zwei Mahlwalzen sieht in einer vorteilhaften Weise die Ausbildung von zwei, um jeweils 180 Grad versetzt angeordneten Verstelleinrichtungen vor. Die Segmente sind mit Abschrägungen im Bereich der stirnseitig angeordneten Verbindungselemente versehen, um eine radiale Verschiebung oder Verschwenkung nach innen zu ermöglichen. Um eine optimale Fluidstrom-Umlenkung zu erreichen, können Ausnehmungen an sich überlappenden Endbereichen vorgesehen sein.

Die Wulstpanzersegmente, welche Kreisringsektoren darstellen und gegebenenfalls einen sich längs des Kreisbogens stetig ändernden Neigungswinkel aufweisen, sind zur Realisierung eines Verstellweges oder eines Verstellabstandes derart angeordnet, daß eine horizontale Verschiebung und/oder eine Neigungsverstellung oder auch Winkelverschiebung zweier benachbarter Wulstpanzersegmente bei nahezu abgedichtetem Wulstpanzerring gewährleistet ist.

Eine ungehinderte Verstellung der Wulstpanzersegmente wird durch eine sägezahnartig versetzte Anordnung der Wulstpanzersegmente erreicht.

Für eine horizontale Verschiebung eignen sich Wulstpanzersegmente mit einer unteren Gleitfläche, die im wesentlichen horizontal ausgebildet ist und auf einer an der Gehäusewand und etwa in Höhe der Austrittsfläche des Schaufelkranzes angeordneten Auflagefläche aufliegt.

Um gegebenenfalls eine Förderstromregulierung zusätzlich durch ein höhenverstellbares Wulstpanzersegment zu ermöglichen, kann zwischen Auflagefläche und Gleitfläche ein Zwischenringsegment angeordnet sein.

Parallel zur unteren Gleitfläche verläuft eine obere Deckfläche, auf welcher ein Abdeckelement angeordnet ist. Dieses Abdeckelement verhindert die Ansammlung von Mahlgutpartikeln in einem Totbereich.

Eine Verbindungsfläche zwischen der unteren Gleitfläche und der oberen Deckfläche bildet eine dem Verschleiß ausgesetzte Führungsfläche, welche aus diesem Grunde nahezu doppelt so stark ausgebildet ist wie die Gleit- und Deckfläche. Um den Förderstrom mit Mahlgutpartikeln, insbesondere über den Rand abgeschleuderten Grobgutpartikeln, zur Mahlbahn hin zu lenken, ist die Führungsfläche als Schrägfläche und radial nach innen zur Mahlraumachse hin gerichtet. Die Schrägfläche kann alternativ mit konstantem Winkel zur Formung einer kreisförmigen Fläche oder mit einem sich kontinuierlich verändernden Neigungswinkel ausgebildet werden.

In einer besonders einfachen und wirkungsvollen Verstelleinrichtung greift ein Verstellelement, welches einen aus dem Mühlengehäuse herausgeführten Bolzenschaft und einen Führungskopf zur Aufnahme eines Verbindungsbolzens aufweist, in einem Verbindungsbereich an. Eine Verstellung bewirkt folglich eine Lageänderung der zwei angrenzenden Wulstpanzersegmente.

Es kann je nach Anzahl der Mahlwalzen zweckmäßig sein, feste Wulstpanzersegmente im Wechsel mit radial verschiebbaren Wulstpanzersegmenten zu verbinden. Eine derartige Anordnung kann auch für neigungsverstellbare Wulstpanzersegmente zweckmäßig sein. Neigungsverstellbare oder schwenkbare Segmente sind ähnlich den horizontal verschiebbaren Segmenten ausgebildet. Sinnvollerweise ist die Grundfläche verkürzt und als horizontale Schwenkachse für eine zur Mühlenachse gerichtete Neigungsverstellung ausgebildet.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Einrichtung kann in vorteilhafter Weise ein Zerkleinerungsprozeß, bei dem zumindest teilweise Randzonengrieße ausgetragen werden, geregelt und optimiert werden, weil ein fiktiver Auftreffpunkt von Randzonengrießen des Hyperboloid-Torus auf die Gehäusewand definiert festgelegt werden kann. Auf diese Weise ist der Strömungswiderstand besonders gering und eine maximale Durchsatzleistung erreichbar.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Figurenbeschreibung weiter erläutert; in der zugehörigen Zeichnung zeigen in einer stark schematisierten Weise:

Fig. 1: einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung als Ausschnitt im Bereich einer Mahlschüssel mit einem Schaufelkranz;
Fig. 2: einen Horizontalschnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung mit mehreren Wulstpanzersegmenten sowie schematisch dargestellten Mahl- und Vorverdichtwalzen;
Fig. 3,4,5: eine vergrößerte Darstellung eines ringförmigen Raumes mit einem Wulstpanzersegment nach Fig. 1 und zwei horizontal verstellbaren Anordnungen;
Fig. 6: einen Vertikalschnitt durch einen Verbindungsbereich zwischen zwei Wulstpanzersegmenten;
Fig. 7: eine Draufsicht auf den Verbindungsbereich gemäß Fig. 6;
Fig. 8: eine Draufsicht auf einen Verbindungsbereich zwischen zwei Wulstpanzersegmenten, die in Richtung Mahlraumachse (Innenverstellung) verschoben sind;
Fig. 9: ein Wulstpanzersegment mit stirnseitig angeordneten Verbindungselementen in einem Vertikalschnitt und in Draufsicht;
Fig. 10: ein angrenzendes Wulstpanzersegment mit komplementär ausgebildetem Verbindungsbereich mit vorgesehener Aufnahme eines Verstellelementes;.
Fig. 11: Strömungs-Einhüllende in Abhängigkeit vom Anstellwinkel α und Wulstneigungswinkel β in einem schematischen Vertikalschnitt durch einen Mahl- und Sichtraum einer Luftstrommühle;
Fig. 12: eine Draufsicht auf einen Verbindungsbereich zweier Wulstpanzersegmente mit angreifender Verstelleinrichtung;
Fig. 13: einen Vertikalschnitt nach Linie A-A gemäß Fig. 12 und
Fig. 14: eine Draufsicht auf ein Verstellelement.

Fig. 1 zeigt in einem Ausschnitt eine Luftstrommühle 4 im Bereich einer Mahlschüssel 6 als Einrichtung zur Zerkleinerung von Material. Auf einer Mahlbahn 5 rollen Mahlwalzen 7 reibschlüssig ab oder werden gesondert angetrieben. Das zu zerkleinernde Material unterschiedlicher Körnung wird nahezu mittig auf die Mahlschüssel 6 aufgegeben. Zwischen der Mahlschüssel 6 und einer Gehäusewand 3 ist ein ringförmiger Raum 8 ausgebildet, in dem ein Schaufelkranz 12 angeordnet ist. Die Schaufeln des Schaufelkranzes 12 sind tangential und in einem Anstellwinkel α (Winkel zur Horizontalen) angeordnet und bilden eine ringförmige Gasleiteinrichtung 14, deren Strömungskanäle 15 einem Förderstrom 13 eines Fluids eine Ejektor-Wirkung verleihen.

Oberhalb des Schaufelkranzes 12 ist ein Wulstpanzer aus Wulstpanzersegmenten 10 angeordnet (siehe auch Fig. 3 bis 5, Fig. 13). Die Wulstpanzersegmente 10 weisen eine untere, horizontale Gleitfläche 28, eine obere, parallel zur Gleitfläche verlaufende Deckfläche 22 und eine zum ringförmigen Raum 8 gerichtete, schräge Führungsfläche 34 auf, deren Neigung und/oder Schwenkstellung in Verbindung mit dem Anstellwinkel α der Schaufeln des Schaufelkranzes 12 eine definierte Fluid-Förderstrom-Umlenkung und -Regulierung ermöglicht.

In Fig. 3, 4 und 5 ist die Positionierung eines Wulstpanzersegmentes 10 im Bereich des Schaufelkranzes 12 dargestellt. Es ist ersichtlich, daß eine horizontale Verschiebung des Wulstpanzersegmentes 10 zu einer Veränderung im Bereich der Gasleiteinrichtung 14 bezüglich Richtung, Volumen und Geschwindigkeit des Fluid-Partikelstromes führt.

In Fig. 2 sind in einer Draufsicht auf eine Mahlschüssel 6 mit zwei Mahlwalzen 7 und zwei kleineren Vorverdichtwalzen 11 der Schaufelkranz 12 sowie acht der insgesamt zwölf erforderlichen Wulstpanzersegmente 10 dargestellt. Für gleiche Merkmale werden identische Bezugszeichen verwendet. Die Wulstpanzersegmente 10 sind an ihren längsseitigen Stirnseiten 25 über Verbindungsbereiche 21 miteinander verbunden. Die Rotationsrichtung der Mahlschüssel ist durch einen Pfeil 16, die Abrollrichtung der Mahlwalzen 7 durch die Pfeile 17 angegeben. Eine Verstelleinrichtung 20 ist zur besseren Übersicht z.B. zwischen einer Mahlwalze 7 und einer Vorverdichtwalze 11 angeordnet.

Eine Verstellung der Wulstpanzersegmente bei 20 wird entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem Bereich vorgenommen, der in Drehrichtung der Mahlschüssel 6 (Pfeil 16) hinter einer Mahlwalze 7 liegt. Die Verstellung ist dagegen am Verbindungsbereich 20' mit einer nicht dargestellten Verstelleinrichtung 20 als eine horizontale Verschiebung der Wulstpanzersegmente durchgeführt worden. Die Projektionsfläche des ringförmigen Raumes 8, worunter der freie Strömungsquerschnitt oberhalb des Schaufelkranzes 12 unter Berücksichtigung der Position der Wulstpanzersegmente 10 verstanden wird, ist in diesem Bereich, der hinter einer Mahlwalze 7 liegt, deutlich schmaler als im übrigen Bereich.

Bei der dargestellten Mahlschüssel 6 mit zwei Mahlwalzen 7 genügen prinzipiell zwei Verstelleinrichtungen 20, welche, in Drehrichtung der Mahlschüssel 6 (Pfeil 16) betrachtet, hinter den Mahlwalzen 7 anzuordnen sind. Die an einer Verstellung beteiligten Wulstpanzersegmente 10 können in der im Zusammenhang mit den Fig. 6 bis 10, 13 und 14 beschriebenen Weise befestigt werden.

Aus den Fig. 3 bis 5 ist eine mögliche horizontale Verschiebung der Wulstpanzersegmente 10 ersichtlich. Die Gleitfläche 28 ist über mindestens ein Zwischenringsegment 27 an der Gehäusewand 3 befestigt. Oberhalb der Wulstpanzersegmente 10 sind schräg aufliegende Abdeckelemente 33 vorgesehen, die Mahlgutpartikel nahe der Gehäusewand 3 nach radial innen zum Fluid-Förderstrom führen.

In den Fig. 6 bis 10 ist eine zweckmäßige Ausbildung eines Verbindungsbereiches 21 mit Verbindungselementen 23, welche an Stirnseiten 25 der Wulstpanzersegmente 10 ausgebildet sind, dargestellt. Beim Verbindungsbereich 21 wird in kreisringförmige Bohrungen und in ein Langloch ein Verbindungsbolzen eingeführt, welcher, falls an diesem Verbindungsbereich 21 eine Verstelleinrichtung 20 angreift, zusätzlich noch einen Führungskopf 40 eines Verstellelementes 35 aufnimmt (siehe Fig. 13,14). Die Stirnseiten 25 der Verbindungsbereiche 21, die mit nahezu komplementären Abschrägungen 29 und Ausnehmungen 32 versehen sind, gehen aus den Fig. 9 und 10 hervor.

Eine horizontale Verschiebung und die Wirkung eines Spaltabstandes 36 eines Verbindungsbereiches 21 sind den Fig. 7 und Fig. 8 zu entnehmen. Durch die zur Mühlenachse gerichteten zahnartigen Abschrägungen 29 an den Stirnseiten 25 der Wulstpanzersegmente 10 und durch einen Abstandsspalt 36 wird die mit einer Verstellung in Richtung zur Mühlenachse verbundene Umfangsverringerung berücksichtigt. Der Verlauf des inneren Kreisbogens 38 der Wulstpanzersegmente 10 zeigt im Verbindungsbereich 21 bei einer Verstellung nach radial innen eine weitgehend kontinuierliche "Einschnürung" des Kreisbogens 38, welche im Mahlprozess zu einer Veränderung des Fluid-Förderstroms, insbesondere im Bereich der Strömungs-Einhüllenden der Fluid-Förderströmung, führt.

Fig. 11 zeigt Strömungs-Einhüllende, aus denen der Einfluß des Anstellwinkels α der Schaufeln des Schaufelkranzes 12 (siehe Fig. 1) und des Neigungswinkels β der Führungsfläche 34 gegen eine Vertikale (siehe Fig. 13) hervorgeht. Die Strömungs-Einhüllenden 45 zeigen die räumliche Struktur der Anordnung und die Ausdehnung der Strömungshülle hinsichtlich vertikaler und horizontaler bzw. radialer Ausdehnung und stellen in einem einseitigen axialen Vertikalschnitt durch eine Hyperboloid-Strömungshülle deren äußere Begrenzung, den Abstand von einer Gehäusewand 3 und einen fiktiven Schnittpunkt mit der Gehäusewand 3 als Auftreffpunkt eines Hyperboloid-Torus aus Randzonengrießen bzw. äußeren Grießen dar.

In Abhängigkeit vom Anstellwinkel α und dem Neigungswinkel β sind die Kurven der Strömungs-Einhüllenden 45 verschieden stark gekrümmt. Die Kurven der Strömungs-Einhüllenden 45 gemäß Fig. 11 verdeutlichen, welchen Einfluß eine Verstellung von Wulstpanzersegmenten im Zusammenhang mit einer helixförmigen Strömung eines Fluid-Förderstroms aus definiert angestellten Schaufeln eines Schaufelkranzes 12 auf die Form des Hyperboloid-Torus und damit auf den Strömungswiderstand, die Durchsatzleistung und insbesondere auch auf eine Ausscheidung von Randzonengrießen in einem "Totbereich" zwischen Gehäusewand 3 und der Kurve der Strömungs-Einhüllenden 45 ausübt. In diesem Zusammenhang ist der von der Kurve der Strömungs-Einhüllenden 45 mit der Gehäusewand 3 gebildete "fiktive" Schnittpunkt von Bedeutung, da dieser Schnittpunkt eine Art oberen Auftreffpunkt der Grieße auf das Gehäuse darstellt und damit Einfluß auf die Größe des "Totbereiches" zwischen der Gehäusewand 3 und der Kurve der Strömungs-Einhüllenden 45 nimmt, in dem sich eventuell nach außen abführbare Randzonengrieße sammeln.

Bei einem Verfahren, welches im Hinblick auf eine optimierte Energiebilanz Randzonengrieße zumindest teilweise unterhalb des Sichtraumes aus dem Mahlraum abführt, kann eine definierte Lage dieses Auftreffpunktes für eine optimale Positionierung einer Einrichtung zum Sammeln und Entnehmen eines Anteils von nahezu entlüfteten Randzonengrießen, beispielsweise einer Fangtasche, angewendet werden.

In Fig. 12 ist in einer schematischen Darstellung eine Verstelleinrichtung 20 dargestellt, welche an einem Verbindungsbereich 21 mit einem Verstellelement 35 angreift. In der Ausgangslage sind die Stirnseiten 25 der zwei lösbar verbundenen Wulstpanzersegmente 10 sowie ein nahezu konisch verlaufender Abstandsspalt 36 erkennbar. Das Verstellelement 35 (Fig. 14) weist einen Bolzenschaft 37 und einen Führungskopf 40 auf, der zur Aufnahme eines Verbindungsbolzens 18 (Fig. 13) mit einer Bohrung versehen ist. Der Führungskopf 40 wird in den Verbindungsbereich 21 eingeführt und fixiert. Der Bolzenschaft 37, welcher im Bereich der Gehäusewand 3 durch eine kulissensteinartige Führung 41 gehalten ist, kann außerhalb der Gehäusewand betätigt werden. Die Verstellung kann manuell, auf mechanischem, hydraulischem oder elektromotorischem Weg erfolgen.

Claims

Verfahren zum Zerkleinern von Material unterschiedlicher Körnung, bei dem das Material einer rotierenden horizontalen Mahlbahn eines Mahl-Sichtraumes aufgegeben und zu Mahlgutpartikeln zerkleinert wird, bei dem Mahlgutpartikel mit Hilfe eines Fluid-Förderstromes einer Sichtung zugeführt, Feingutpartikel ausgetragen und wenigstens ein Teil der als Grobgutpartikel anfallenden Grieße wieder der Mahlbahn zugeführt wird, wobei der Fluid-Förderstrom über einen ringförmigen Raum mit einem Schaufelkranz zwischen der Mahlbahn und einer Gehäusewand mit verstellbaren Wulstpanzersegmenten zugeführt wird, und bei dem von über den Rand der Mahlbahn abgeschleuderten Mahlgutpartikeln in einer helikalen Aufwärtsbewegung eine Strömungs-Einhüllende als ein nahezu feingutfreier, äußerer Grießestrom in Form eines Hyperboloid-Torus gebildet wird, dessen räumliche Anordnung und Struktur mit dem Fluid-Förderstrom eingestellt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der äußere Grießestrom wenigstens teilweise aus dem Mahlraum entnommen wird und daß die Entnahme im Bereich des Auftreffpunktes des Hyperboloid-Torus auf die Gehäusewand durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die helixförmige Strömung von einem Fluid-Förderstrom mit einer Geschwindigkeit > 30 m/s von einer einen Drall erzeugenden Gasleiteinrichtung hervorgerufen wird und daß als Strömungs-Einhüllende ein nahezu feingutfreier, äußerer Grießestrom gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kurve der Strömungs-Einhüllenden bzw. des Hyperboloid-Torus Zusätzlich mit Hilfe eines verstellbaren Leitschaufelkranzes verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kurve der Strömungs-Einhüllenden bzw. des Hyperboloid-Torus mit Hilfe neigungsverstellbarer und/oder horizontal verschiebbarer Wulstpanzersegmente eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kurve der Strömungs-Einhüllenden bzw. des Hyperboloid-Torus mit Hilfe partiell verstellbarer Wulstpanzersegmente verändert wird.
Einrichtung zum Zerkleinern von Material, insbesondere Luftstrommühle (4), welche einen ringförmigen Raum (8) mit einem Schaufelkranz (12) für einen Fluid-Förderstrom (13) zwischen einer rotierenden Mahlschüssel (6) und einer Gehäusewand (3) mit verstellbaren Wulstpanzersegmenten (10) aufweist, wobei die Wulstpanzersegmente (10) mindestens in radialer Richtung verschiebbar angeordnet sind,
insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die verstellbaren Wulstpanzersegmente (10) über Verbindungsbereiche (21) verbunden sind und an wenigstens einem Verbindungsbereich (21) eine extern betätigbare Verstelleinrichtung (20) angreift.
Einrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Verstelleinrichtung (20) zur Betätigung mehrerer Verbindungsbereiche (21) vorgesehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindungsbereiche (21) von Verbindungselementen (23) gebildet sind, welche an Stirnseiten (25) der Wulstpanzersegmente (10) angeordnet sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wulstpanzersegmente (10) als Kreisringsektoren ausgebildet sind und als Verbindungsbereiche (21) Gelenke, insbesondere Achsen- und Gabelgelenke angeordnet sind.
Einrichtung nach nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Wulstpanzersegmenten (10) ein Abstandsspalt (36) ausgebildet ist, welcher eine horizontale Verschiebung und eine Neigungsverstellung zweier benachbarter Wulstpanzersegmente (10) bei nahezu abgedichtetem Wulstpanzerring gewährleistet.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein stirnseitiger Bereich der Wulstpanzersegmente (10) mit Abschrägungen (29) und/oder Ausnehmungen (32) versehen sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Wulstpanzersegment (10) mit einer unteren, nahezu horizontalen Gleitfläche (28), einer etwa parallelen, oberen Deckfläche (22) und einer abgeschrägten und zur Mahlraumachse geneigten Führungsfläche (34) ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Wulstpanzersegmente (10) mit einem sich in Umfangsrichtung kontinuierlich verändernden Neigungswinkel β ausgebildet sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstelleinrichtung (20) ein Verstellelement (35) aufweist, welches mit einem aus dem Mühlengehäuse (3) herausgeführten Bolzenschaft (37) und mit einem Führungskopf (40) zur Anordnung in einem Verbindungsbereich (21) versehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstelleinrichtung (20) manuell, hydraulisch oder elektromotorisch betätigbar ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anzahl der radial verschiebbaren Wulstpanzersegmente (10) von der Anzahl der Mahlwalzen (7) bestimmt ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Verstelleinrichtung (20) jeweils vor einer Mahlwalze (7), in Abrollrichtung betrachtet, vorgesehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß stationäre Wulstpanzersegmente im Wechsel mit neigungsverstellbaren oder schwenkbaren Wulstpanzersegmenten angeordnet sind.
Einrichtung nach Anspruch 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die neigungsverstellbaren Wulstpanzersegmente horizontale Schwenkachsen aufweisen, welche in Aufnahmen nahe der Gehäusewand angeordnet sind.