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Die Erfindung betrifft eine Wälzmühle mit
wenigstens einer Mahlwalze und einer horizontal angeordneten Mahlschüssel, auf
welcher eine Abwälzfläche für die Mahlwalze(n)
ausgebildet ist, wodurch zwischen die Mahlwalze(n) und der Abwälzfläche der Mahlschüssel geführtes Zerkleinerungsgut
feingemahlen wird, und der untere Bereich der Mahlschüssel mit
einer vertikal ausgerichteten Welle bzw. Hohlwelle ausgebildet ist
und die Mahlschüssel
durch einen Antrieb in eine rotierende Bewegung um deren vertikale
Drehachse versetzt wird.
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Durch Druckschrift „Große EVT-Kohlemühlen: -Grundlagen
für die
Auslegung, – Betriebserfahrungen
und -Entwicklungsmöglichkeiten" von Dr. Bodo Gehrke
aus EVT-Register
44/1985, Seiten 37 bis 48 sind gattungsgemäße Wälzmühlen bekannt geworden, deren
Mahlschüssel
mit integrierten Schneckengetrieben (die vertikale Mahlschüsselwelle
ist mit einem Schneckenrad ausgebildet – Bild 9) oder Kegelstirnradgetrieben
angetrieben werden. Bei Wälzmühlenantrieben
mit Kegelstirnradgetriebe ist die Mahlschüssel direkt mit dem untergesetzten
Getriebe verbunden (Bild 8), wobei die vertikale Kraftaufnahme aus
dem Mahlprozess bei Verwendung dieses Getriebe üblicherweise mit Kippsegmentgfeitlagern
erfolgt, die in den Kegelstirnradgetrieben integriert sind.
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Ferner sind Wälzmühlen mit Kegelrad-Planetengetrieben
beispielsweise durch die Druckschrift
DE 100 13 097 A1 bekannt
geworden. Bei diesen Getrieben erfolgt die vertikale Kraftaufnahme üblicherweise
gleichfalls mit in den Getrieben integrierten Kippsegmentgleitlagern
und die Mahlschüssel
ist ebenfalls direkt auf das Getriebe aufgesetzt.
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Als nachteilig erweist sich bei allen
diesen vorgenannten Wälzmühlen-Antriebsystemen,
dass eine aufwändige
Getriebe- und Lagerungskonstruktion benötigt wird, dass eine Vielzahl
von Bauteilen anfallen und dass hohe Fertigungstoleranzen und Bearbeitungsqualitäten eingehalten
werden müssen.
Die aufwändigen
Getriebekonstruktionen weisen ferner viele mechanische Verschleißteile wie
Zahnräder und
Lager auf, deren Reparatur bzw. Wartung hohe Kosten verursachen.
Durch den seitlich angeordneten elektrischen Antriebsmotor des Untersetzungsgetriebes
wird der Platzbedarf für
die Wälzmühlenaufstellung
bestimmt.
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Die vorliegende Erfindung hat sich
nunmehr zur Aufgabe gestellt, eine Wälzmühle zu schaffen, bei der die
vorgenannten Nachteile vermieden werden bzw. bei der die Wälzmühle mit
einem Antrieb und einer Lagerung ausgebildet ist, die einen einfachen
Aufbau aufweist, kostengünstig
und wartungsfreundlich ist.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind den Unteransprüchen
ro entnehmen.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine
Wälzmühle geschaffen,
bei der die Mahlschüssel
der Wälzmühle durch
einen getriebelosen Direktantrieb in Form eines Ringmotors angetrieben
wird, der konzentrisch zur Mahlschüsselwelle angeordnet ist und
die Mahlschüsselwelle
bzw. -Hohlwelle sowie der Ringmotor durch ein einziges Axial- und
Radialkräfte
sowie Kippmomente aufnehmendes Wälzlager abgestützt und
mit diesem verbunden ist. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich aus durch
- – weniger
benötigte
Bauteile und durch eine kostengünstigere
Bauweise,
- – eine
Reduzierung bzw. Minimierung der mechanisch berührten Teile auf ein einziges
Wälzlager,
- – Verwendung
größerer Fertigungstoleranzen,
- – eine
Reduzierung des Reparatur- und Wartungsaufwandes,
- – ein
platzsparendes Gesamtkonzept,
- – eine
Reduzierung der Gesamtmasse und Verringerung des Wälzmühlengewichtes.
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Vorteilhaft ist es, den Ringmotor
am Außenumfang
der Mahlschüssel-Welle
bzw. -Hohlwelle anzuordnen, da dadurch konstruktionsseitig eine
einfache Lösung
erzielbar ist und ferner der Ringmotor zu Montage- und Wartungszwecken
gut zugänglich
ist. In weiterer vorteilhafter Ausbildung der Erfindung ist der
Außenumfang
der Welle bzw. Hohlwelle im Bereich des Ringmotors zylindrisch ausgebildet.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung
ist die Mahlschüssel-Welle
bzw. -Hohlwelle und somit auch die Mahlschüssel der Wälzmühle mit dem rotierenden Innenring
eines Wälzlagers
und mit dem Ringmotor-Rotor fest verbunden und über diesen rotierenden Innenring
des Wälzlagers
drehbar gelagert. Durch diese Ausgestaltung wird es ermöglicht, einen
einfachen und kostengünstigen
Konstruktionsaufbau sämtlicher
vorgenannter Komponenten zu erzielen. Das Gleiche trifft auch zu,
wenn in vorteilhafter Weise der Ringmotor-Stator über ein
Motorgehäuse
und den stationären
Außenring
des Wälzlagers mit
dem Antriebständer
fest verbunden ist.
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Um den Ein- und Ausbau des Ringmotor-Stators
und/oder -Rotors zu erleichtern, ist es zweckmäßig, den Stator und/oder den
Rotor über den
Umfang in mehrere Segmente aufzuteilen, die bevorzugt gleich groß sein können.
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Eine vorteilhafte Ausbildung der
Erfindung weist einen Kühlmantel
zur Durchleitung eines Kühlmittels,
beispielsweise Wasser, innerhalb des Ringmotorengehäuses auf.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung sieht eine Kühlluftzufuhr
zum Ringmotor vor. Mit den jeweiligen Maßnahmen kann eine gesicherte Kühlung des
Ringmotors erzielt werden. Zur Erhöhung der Luftkühlung kann
in zweckmäßiger Weise die
Mahlschüsselwelle
bzw. -hohlwelle oder der Ringmotor-Rotor mit einem Lüfterrad
verbunden sein.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der
Erfindung sieht vor, ein Vierpunkt-Lager als Wälzlager für die Lagerung bzw. Aufnahme
der Mahlschüssel
einschließlich
des Ringmotors einzusetzen. Dieses Lager ermöglicht ein Selbstausrichten
der Mahlschüssel-Welle
bzw. – Hohlwelle.
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Nachstehend sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung an Hand der Zeichnung und der Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen
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1 eine
Wälzmühle im Längsschnitt,
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2 die
Mahlschüssel-Hohlwelle
mit Ringmotor als Teilschnitt der Wälzmühle.
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Wälzmühlen 1 gemäß 1 eignen sich unter anderem
zum Vermahlen und Trocknen von feuchtem Rohgut, wie beispielsweise
grubenfeuchter Steinkohle. Das Rohgut wird in der Regel über die zentrisch
zu der vertikalen Wälzmühlenachse 26 angeordnete
Rohgutaufgabe 7 auf die Mahlschüssel bzw. den Mahlteller 5 eingebracht.
Die horizontal angeordnete und um die vertikale Wälzmühlenachse 26 rotierende
Mahlschüssel 5 weist
eine beispielsweise kegelförmige
Abwälzfläche 25 für wenigstens
eine Mahlwalze 6 auf, wodurch zwischen die Mahlwalze bzw.
Mahlwalzen 6 und die Abwälzfläche 25 der Mahlschüssel 5 geführtes Mahl-
bzw. Zerkleinerungsgut feingemahlen wird. Neben den wesentlichen
Mahlwerkzeugen Mahlschüssel 5 und
Mahlwalze(n) 6 weist die Wälzmühle 1 im
wesentlichen einen Mühlenunterbau 2,
ein Mühlengehäuse 3,
einen Mühlensichter 4 sowie
einen Antrieb 10 zum Antreiben der Mahlschüssel 5 auf.
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Das für die Trocknung und Förderung
des Mahlgutes benötigte
Trocknungs- bzw. Traggas wird über
die Traggas-Eintrittsöffnung 9 der
Wälzmühle 1 zugeführt. Nach
der Trocknung des Mahlgutes durch das Trocknungs- bzw. Traggas wird
der gemahlene Staub vom Traggas in den Sichtraum des Mühlensichters 4 gefördert und
darin nach Partikelgröße separiert
bzw. gesichtet. Der Feinstaub strömt nach dem Passieren des Mühlensichters 4 durch
die Feinstaubaustrittsöffnungen 8 aus
der Wälzmühle 1 ab und
wird seiner weiteren Verwendung zugeführt. Gröberes Gut wird durch die einwirkenden
Zentrifugalkräfte
im Mühlensichter 4 abgeschieden
und gelangt wieder auf die Mahlschüssel 5.
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Die Mahlschüssel 5 ist zwecks
deren Lagerung und Antrieb in ihrem unteren Bereich mit einer vertikal
ausgerichteten Mahlschüssel-Welle
bzw. Mahlschüssel-Hohlwelle 17 ausgebildet,
wobei bei größeren Wälzmühlen 1 in
der Regel Hohlwellen 17, wie in 1 und 2 gezeigt,
zum Einsatz kommen. Die Mahlschüssel 5 kann
dabei mit der Hohlwelle bzw. mit der Welle 17 aus einem
einzigen Teil gebildet sein, sie kann aber auch zweckmäßigerweise, wie
in 1 und 2 dargestellt, aus mehreren miteinander verbundenen
Einzelteilen 17a, 17b gebildet sein, wobei die
Einzelteile 17a, 17b bedarfsweise konisch und/oder
zylindrisch ausgebildet sein können.
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Der Antrieb der Mahlschüssel 5 der
erfindungsgemäßen Wälzmühle 1 erfolgt
derart, dass im unteren Bereich 17b der Mahlschüssel-Welle
bzw. Mahlschüssel-Hohlwelle 17 ein
Ringmotor 12 konzentrisch zur Welle bzw. Hohlwelle 17 angeordnet
ist und der Ringmotor-Rotor 14 des
Ringmotors 12 mit der Welle bzw. Hohlwelle 17 verbunden
ist und diese somit direkt antreibt ohne die Zuhilfenahme von weiteren
Untersetzungsgetrieben oder Transmissionseinrichtungen. Bei Verwendung
einer Hohlwelle 17 ist der Ringmotor 12 dabei
in radialer Sichtweise vorzugsweise am Außenumfang der Hohlwelle 17 angeordnet
, so dass radial von innen nach außen gesehen der mit der Welle
bzw. Hohlwelle 17 verbundene Ringmotor-Rotor 14 an
die Hohlwelle 17 anschließt und daran der stationäre Ringmotor-Stator 13 sowie
das Motorgehäuse 27 folgt.
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Der Antrieb 10 der erfindungsgemäßen Wälzmühle 1 wird
mit einem einzigen Wälzlager 11 ausgebildet,
das geeignet ist, die durch den Mahlprozess auf der Mahlschüssel 5 und
durch deren Eigengewicht verursachten und von der Mahlschüssel 5 bzw.
deren Welle bzw. Hohlwelle 17 übertragenen axialen und radialen
Kräfte
sowie Kippmomente aufzunehmen und auf den Antriebständer 18 sowie
das nicht dargestellte Mühlenfundament
weiter zu übertragen.
Als hierfür
besonders geeignetes Wälzlager 11 wird
vorzugsweise ein aus dem Stand der Technik bekanntes Vierpunktlager
eingesetzt. Dazu wird, wie in 2 dargestellt,
der Außen-
bzw. Festring des Wälzlagers 11 auf
dem Antriebständer 18 abgestützt und
mit diesem mittels nicht dargestellter Verbindungsmittel, z. B.
Schrauben, verbunden. Der Außenring
des Wälzlagers 11 stützt wiederum
das mit ihm verbundene Motorgehäuse 27 und
den damit verbundenen Ringmotor-Stator 13 ab, während der sich
drehende Innenring des Wälzlagers 11 die
mit ihm verbundenen rotierenden Komponenten Mahlschüssel 5 und
deren Welle bzw. Hohlwelle 17 sowie den Ringmotor-Rotor 14 aufnimmt
bzw, abstützt.
Die Welle bzw. Hohlwelle 17 ist mittels nicht dargestellter Verbindungsmittel,
beispielsweise mit Schrauben bestückte kreisringförmige Mitnehmerscheiben,
mit dem Innenring des Wälzlagers 11 sowie
mit dem Ringmotor-Rotor 14 verbunden. Die vorgenannten Komponenten
sind sämtlich – und in
obligatorischer Weise – konzentrisch
zu der Wälzmühlenachse 26 ausgerichtet,
die gleichzeitig die Drehachse der Mahlschüssel 5 darstellt.
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Zur Erleichterung des Ein- und Ausbaues des
Ringmotor-Stators 13 und/oder -Rotors 14 kann der Stator 13 und/oder
der Rotor 14 über
den Umfang in mehrere Segmente aufgeteilt werden, die bevorzugt
gleich groß sein
können.
Beispielsweise können jeweils
sechs Segmentteile vorgesehen werden.
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Wie bereits oben angeführt, wird
als Wälzlager 11 bevorzugt
ein Vierpunktlager eingesetzt, das ein Selbstausrichten der Mahlschüssel-Welle
bzw. -Hohlwelle 17 in die Lotrechte ermöglicht, ohne das Lager dabei
durch Verkanten zu belasten. Neben dem bevorzugten Vierpunktlager
können
weitere Wälzlager 11,
die geeignet sind, gleichzeitig Axial- und Radialkräfte sowie
Kippmomente zu übertragen wie
beispielsweise Kreuzrollenlager, Zweireihige Schrägkugel-
bzw. -rollenlager, Dreireihige Axial-Radial-Rollenlager usw. eingesetzt
werden. Das Wälzlager 11 wird über bekannte
Einrichtungen mittels Öl geschmiert.
Dabei ist es zweckmäßig, das
Schmieröl über eine
Schmierölzufuhr
19 im feststehenden Wälzlageraußenring
dem Wälzlager 11 zuzuführen. Zur
Rückführung wird
das Öl
in einer im Antriebständer 18 befindlichen
beispielsweisen ringförmigen Ölfangwanne 21 gesammelt
und über
Rückführöffnungen 20 abgeleitet.
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Zur Kühlung des Ringmotors 12 kann
der Ringmotor-Stator 13 mit einem Kühlmittelmantel 15, der
im Motorgehäuse 27 radial
gesehen außerhalb des
Ringmotor-Stators 13 angeordnet ist, ausgebildet sein.
Das Kühlmittel,
beispielsweise Wasser, wird dabei dem Kühlmittelmantel 15 über eine
außen
am Motorgehäuse 27 liegende
Kühlmittelzufuhr 22 und Kühlmittelabfuhr 23 zu-
sowie abgeführt.
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Eine weitere Kühlung des Ringmotors 12 kann
durch Kühlluft 24 erfolgen,
die zweckmäßigerweise über das
Motorgehäuse
27 dem Ringmotor 12 zugeführt wird und den Ringspalt
zwischen Ringmotor-Stator 13 und Ringmotor-Rotor 14 durchströmt. Zur
Unterstützung
der Kühlluftzirkulation
ist ein Lüfterrad 16 vorgesehen,
welches zweckmäßigerweise mit
der Welle bzw. Hohlwelle 17 oder dem Ringmotor-Rotor 14 verbunden
ist. Nach dem Ringmotorendurchtritt kann die Kühlluft ins Freie entweichen.
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- 1
- Wälzmühle
- 2
- Mühlenunterbau
- 3
- Mühlengehäuse
- 4
- Mühlensichter
- 5
- Mahlschüssel bzw.
-teller
- 6
- Mahlwalze
bzw. -rolle
- 7
- Rohgut-Aufgabe
- 8
- Feinstaubaustritt
- 9
- Traggaseintritt
- 10
- Antrieb
- 11
- Wälzlager
- 12
- Ringmotor
- 13
- Ringmotor-Stator
- 14
- Ringmotor-Rotor
- 15
- Kühlmittelmantel
- 16
- Lüfterrad
- 17
- Mahlschüssel-Welle
bzw. -Hohlwelle
- 17a
- Mahlschüssel-Welle
bzw. -Hohlwelle, oberer Bereich
- 17b
- Mahlschüssel-Welle
bzw. -Hohlwelle, unterer Bereich
- 18
- Antriebständer
- 19
- Schmierölzufuhr
- 20
- Schmierölrückführung
- 21
- Ölfangwanne
- 22
- Kühlmittelzufuhr
- 23
- Kühlmittelabfuhr
- 24
- Kühlluftzufuhr
- 25
- Abwälzfläche
- 26
- Wälzmühlenachse
bzw. Drehachse
- 27
- Motorgehäuse