DE102009057732A1

DE102009057732A1 - Verfahren und Vorrichtung zur leistungsoptimierten Zerkleinerung von Mahlgut mit Rollenmühlen

Info

Publication number: DE102009057732A1
Application number: DE200910057732
Authority: DE
Inventors: Otto Heinemann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-12-10
Filing date: 2009-12-10
Publication date: 2011-06-16

Abstract

Die Vertikal-Rollenmühle zur Durchführung des erfindungsgemäßem Verfahren zur leistungsoptimierten Zerkleinerung von Mahlgut besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Mühlengehäuse mit vertikaler Ache. Im Mühlengehäuse ist mit ebenfalls vertikaler Achse der Mahlteller drehbar angeordnet. Auf dem Mahlteller wälzen sich mindestens 1, vorzugsweise jedoch 2 bis 6 oder mehr Mahlrollen ab, die Mahlgut einziehen und durch Druck das Mahlgut in einer Schicht zerkleinern. Der Mahlteller ist, jede Mahlrolle kann angetrieben sein. Zwischen Mahlteller und Mahlrolle existiert auf Grund der geometrischen Verhältnisse ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis (i). Das Übersetzungsverhältnis (i) aber ändert sich im Mahlbetrieb, weil keine stationäre Zustände der geometrischen Verhältnisse gewährleistet werden können. Die Drehung der Mahlrollen wird ununterbrochen beschleunigt oder abgebremst, was die Leistungsaufnahme der Rollenmühle negativ beeinflusst und die Mahlleistung reduziert. Nach dem erfindungsgemäßem Verfahren wird das Übersetzungsverhältnis (i) überwacht und durch Verschieben der Mahlrollen radial auf dem Mahlteller konstant gehalten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vertikal-Rollenmühle zum effektivem und leistungsoptimiertem Betrieb einer Vertikal-Rollenmühle zum Zerkleinern von Mahlgut.
Vertikal-Rollenmühlen bekannter Art haben einen zentralen Mahlteller mit einem vertikalen Mahltellerantrieb und eine oder vorzugsweise mehrere nicht angetriebene Mahlrollen, die auf dem Mahlteller abrollen und zugeführtes Mahlgut durch Überrollen zerkleinern. Mahlkräfte werden durch mechanische Federn oder durch hydropneumatische Federn über die Mahlrollen ins System eingebracht.
Es sind auch Vertikal-Rollenmühlen mit Rollenantrieben und teilweise mit unterstützenden Mahltellerantrieb ( DE 197 02 854 A1 , DE 10 2007 041 878 A1 ) mit entsprechenden Regelsystemen vorgeschlagen worden, um große Mühleneinheiten wirtschaftlich mit hohen Materialdurchsätzen auch ohne den Mahlteller mit einem großen Vertikalantrieb betreiben zu müssen, vorgeschlagen worden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Koppelung der einzeln angetriebenen Mahlrollen zueinander über den Mahlteller trotz der vorgeschlagenen Regelsysteme nicht zu einer Synchronisation der Rollenantriebe führt. Die Folge ist hoher Verschleiß an den Mahlwerkzeugen, hohe divergierende Leistungsaufnahmen an den einzeln angetriebenen Mahlrollen mit großen Drehzahlschwankungen. Im Gesamtsystem ”Rollenmühle” gibt es dadurch eine insgesamt hohe Leistungsaufnahme mit großen Schwankungen und erheblichen Problemen bei der gesamten elektrischen Versorgung der Antriebstechnik.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, das alle zusätzlichen Leistungsforderungen des Rollenmühlen-Systems darin begründet liegen, das durch Drehzahlschwankungen an den einzelnen Mahlrollen diese beschleunigt oder abgebremst werden. Die Drehzahlschwankungen der Mahlrollen beruhen darauf, das eine Friktionspunktverschiebung zwischen Mahlteller und jeder einzelnen Mahlrolle in der Mahlgutschüttung, der Mahlguthomogenität, und der Mahlgutverteilung vor bzw. unter der Mahlrolle begründet ist. Zusätzlich erfolgt eine Friktionspunktverschiebung besonders stark durch die Kinematik der Rollenführung und der Rollenlagerung, wobei berücksichtigt werden muss, dass die Mahlrolle eine endliche Breite besitzt während der Friktionspunkt den Kreuzungspunkt zweier Linien in einer Ebene darstellt, der jedoch nur rein theoretisch zu ermitteln ist.
Aus diesen Erkenntnissen leitet sich die Aufgabenstellung der Erfindung ab, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die es ermöglichen, eine Leistungsoptimierung einer Vertikal-Rollenmühle durch eine Leistungsoptimierung an jeder einzelnen Mahlrolle durchzuführen, indem das Übersetzungsverhältnis (i) der Mahlrolle zum Mahlteller durch Verschiebung des Friktionspunktes zeitlich annähernd konstant gehalten wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 bis 7 gelöst.
Das Verfahren zur Zerkleinerung von Mahlgut auf Vertikal-Rollenmühlen erfordert erfindungsgemäß eine Vertikal-Rollenmühle mit einem Mahlteller mit vertikaler Achse, mit der Mahltellerlagerung, mit einer bis mehreren Mahlrollen, mit einem Mahlteller-Hauptantrieb oder Mahlteller-Hilfsantrieb mit Antrieben für eine, mehreren oder allen vorhandenen Mahlrollen. An jeder Mahlrolle und am Mahlteller sind Drehzahlmessungen angeordnet. Im Mahlbetrieb wird für jede Mahlrolle das Übersetzungsverhältnis (i) Drehzahl Mahlteller zu der Drehzahl Mahlrolle ermittelt und mit einer Regelung individuell konstant gehalten, indem die Mahlrolle auf dem Mahlteller radial verschoben wird, sodass durch eine Drehzahländerung an der Mahlrolle das Übersetzungsverhältnis (i) zwischen Mahlteller und Mahlrolle einstellbar konstant wird. Durch das radiale Verschieben der Mahlrolle auf dem Mahlteller werden unnötige Drehbeschleunigungen oder Drehverzögerungen an den Mahlrollen abgebaut bzw. ganz verhindert.
Beim dem erfindungsgemäßem Verfahren wird kein Abgleich einzelner Mahlrollen zueinander benötigt. Die gesamte additive Leistungsaufnahme der Vertikal-Rollenmühle mit angetriebenen Mahlrollen wird gemäß dem Materialdurchsatz und dem Mahlergebnis optimiert. Das Verfahren ist für Vertikal-Rollenmühlen mit Rollenantrieben einsetzbar, wobei der Mahlteller zusätzlich einen Zentralantrieb oder einen Hilfsantrieb besitzen kann. Das Verfahren optimiert nicht nur die Leistungsaufnahme und Leistungsfähigkeit der Vertikal-Rollenmühle, sondern wirkt auch verschleißmindernd auf die Maschinenkomponenten Mahlteller und Mahlrolle.
Die Erfindung wird an dem Beispiel gemäß der Zeichnung nach 1 und 2 erläutert, wobei 1 einen Vertikalschnitt und 2 eine Draufsicht entsprechend der Linie II-II in 1 zeigt. Das Beispiel der erfindungsgemäß ausgeführten Vertikal-Rollenmühle besitzt 4 angetriebene Mahlrollen 5 und einen Hilfsantrieb 6 am Mahlteller 3. Der Mahlteller 3 dreht sich im Mühlengehäuse 1 um die vertikale Mühlenachse 2 und ist auf dem Lagerring 4 drehgelagert. Auf dem Mahlteller befindet sich die Mahlbahn 7, über der im Stillstand mit kleinem Abstand die 4 Mahlrollen 5 gleichmäßig über den Umfang der Mahlbahn 7 verteilt angeordnet sind. Jede Mahlrolle 5 ist auf der Abtriebswelle 8 eines Antriebsgetriebes 9 drehfest montiert, und wird von dem auf der Antriebsseite des Getriebes 9 durch einen Motor 10 angetrieben. Am Getriebe 9 greift unten der die Mahlkraft erzeugende Hydraulikzylinder 11 an. Mahlrolle 5, Getriebe 9 und Motor 10 werden über Lenker in einem außerhalb des Mühlengehäuses auf einem Maschinensockel 13 in einem radial verschiebbaren Rahmen 12 drehstabil und vertikal geführt gehalten. Hinter dem Rahmen 12 befindet sich auf dem Maschinensockel 13 das steuernde Hydrauliksystem 14, das die Anpassung des Friktionspunktes der Mahlrolle auf dem Mahlteller vornimmt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19702854 A1 [0003]
DE 102007041878 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Zerkleinerung von Mahlgut mit einer Vertikal-Rollenmühle mit einem Mühlengehäuse mit vertikaler Achse, mit einem um die vertikale Achse, drehend gelagerten Mahlteller mit einer auf seiner Oberfläche befindlichen Mahlbahn, angetrieben von einem Hauptantrieb oder Hilfsantrieb, mit mindestens einer oder mehreren Mahlrollen auf der Mahlbahn bzw. auf dem der Mahlbahn zugeführtem, ein Mahlbett bildendes Mahlgut drehbar gelagert abrollen, federbelastet und über eine Kinematik geführt sind, die mit oder ohne einen eigenen Mahlrollenantrieb ausgeführt sein können, dadurch gekennzeichnet, das nach dem Verfahren an jeder Mahlrolle und an dem Mahlteller die Drehzahl gemessen wird und das daraus ermittelte Übersetzungsverhältnis (i) Drehzahl Mahlteller zu der Drehzahl jeder einzelnen Mahlrolle über eine Regeleinrichtung individuell einstellbar konstant hält, indem die Mahlrolle auf dem Mahlteller radial verschoben wird, sodass durch eine Drehzahländerung an der Mahlrolle das Übersetzungsverhältnis (i) zwischen Mahlteller und jeder Mahlrolle einstellbar konstant wird.
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mahlteller mit einem zentralen Haupt- oder einem Hilfsantrieb mit einer Teilantriebsleistung der gesamten Vertikal-Rollenmühlenleistung angetrieben wird, wenn im mahlgutfreien Leerlaufzustand die Mahlrollen mit geringem Abstand über der Mahlbahn gehalten werden.
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertikal- Rollenmühle zusätzlich zu den möglichen Mahltellerantrieben angetriebene Mahlrollen besitzt.
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertikal- Rollenmühle zusätzlich zu den möglichen Mahltellerantrieben nichtangetriebene Mahlrollen besitzt.
Verfahren und Vorrichtung nach Ansprüch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertikal- Rollenmühle zusätzlich zu den möglichen Mahltellerantrieben angetriebene und nichtangetriebene Mahlrollen besitzt.
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vertikal-Rollenmühle sowohl bei den angetriebenen Mahlrollen als auch bei den nichtangetriebenen Mahlrollen eine Regelung das Übersetzungsverhältnis (i) zwischen Mahlteller und Mahlrolle einstellbar konstant regelt.
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die angetriebenen Mahlrollen die für die Vertikal-Rollenmühle zur Mahlgutzerkleinerung erforderliche Gesamtantriebsleistung als Restleistung in das System einbringen.