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Vorrichtung zum Zerkleinern von trockenen festen Teilchen Die Erfindung
betrifft eine Mühle zum Zerkleinern von trockenen, festen Teilchen, die zusammen
mit einem Trägergas mehreren axial hintereinandergeschalteten Zerkleinerungskammern
zugeführt werden.
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Es ist bereits eine mit einem Trägergas arbeitende Mühle mit mehreren,
auf einer gemeinsamen Welle hintereinandergeschalteten, mit umlaufenden Schlägern
ausgestatteten Zerkleinerungskammern bekannt, bei der diese Kammern durch je eine
aus einer Scheibe und einem Stauring bestehende Drosseleinrichtung voneinander getrennt
sind. Die Scheibe ist an der Welle abgedichtet und läuft mit ihr um, während der
Stauring ortsfest am Gehäuse befestigt ist und an der Welle einen ringförmigen Durchlaß
frei läßt. Die mit den festen Teilchen vermischte Trägerluft tritt aus jeder Zerkleinerungskammer
durch den axialen Raum zwischen der Scheibe und dem Stauring nahe der Welle in die
nachgeschaltete Zerkleinerungskammer. Der axiale Abstand zwischen Scheibe und Stauring
nimmt von Zerkleinerungskammer zu Zerkleinerungskammer zu und im gleichen Maß nimmt
die Geschwindigkeit der Trägerluft ab. Dies hat zur Folge, daß die von der Trägerluft
in die nachgeschaltete Zerkleinerungskammer mitgenommenen festen Teilchen von Kammer
zu Kammer feiner werden. Die gröberen Teilchen bleiben in der vorgeschalteten Zerkleinerungskammer
zurück, um dort durch den Anprall der Schläger weiter zerkleinert zu werden.
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Bei einer anderen mit einem Trägergas arbeitenden Zerkleinerungsvorrichtung
liegen die einzelnen Zerkleinerungskammern übereinander und sind durch je eine mit
der Welle umlaufende Scheibe voneinander getrennt. In den einzelnen Zerkleinerungskammern
laufen Flügel um, die sich in der Nähe des Umfanges der Kammern erstrecken. Über
der durch die einzelnen Zerkleinerungskammern gebildeten Mahlzone liegt eine Trennzone,
in der die groberen Teilchen ausgeschieden werden, die sodann wieder in die Mahlzone
zur weiteren Zerkleinerung herunterfallen.
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Die Erfindung geht aus von einer Mühle zum Zerkleinern von trockenen,
festen Teilchen, die zusammen mit einem Trägergas mehreren axial hintereinander
geschalteten Zerkleinerungskammern zugeführt werden, in denen auf einer gemeinsamen
Welle angeordnete Flügel mit großer Geschwindigkeit umlaufen und die durch je aus
einer Scheibe und einem Stauring bestehende Drosselorgane voneinander getrennt sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche mit einem Trägergas
arbeitende Zerkleinerungsvorrichtung dahingehend zu verbessern, daß beim Durchgang
zwischen zwei benachbarten Zerkleinerungskammern auf einfache Weise eine besonders
wirksame Zurückhaltung der gröberen Teilchen in der vorangehenden Zerkleinerungskammer
und eine Verwirbelung und weitere Zerkleinerung der hindurchgetretenen Teilchen
in der folgenden Zerkleinerungskammer sichergestellt wird.
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Um dies zu erreichen, schlägt die Erfindung vor, daß die Scheibe der
Drosselorgane in bekannter Weise auf der Rotorwelle befestigt und in ihrem Außendruckmesser
etwas kleiner als der Schlagkreisdurchmesser der Flügel ist und daß der Stauring
in geringem axialem Abstand neben der Scheibe angeordnet ist und sein Innendurchmesser
etwa dem Außendurchmesser der Scheibe entspricht.
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Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend
in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben, und zwar zeigt F i g. 1 eine
Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mühle mit waagerechter
Achse, F i g. 2 eine Ansicht der linken Stirnseite der in F i g. 1 dargestellten
Mühle, F i g. 3 einen Axialschnitt durch den Zerkleinerungsrotorteil der in F i
g. 1 dargestellten Mühle, welche die Kammern mit einer Ausführungsform des Stauringes
zeigt,
F i g. 4 einen Radialschnitt nach der Linie 4-4 in F i g.
3, wobei der Stauring teilweise unterbrochen ist, um die dahinterliegende Anordnung
zu zeigen, F i g. 5 eine Teilansicht im Axialschnitt ähnlich der F i g. 3, die eine
andere Anordnung des Stauringes zeigt, F i g. 6 eine weitere Teilansicht. im Axialschnitt,
die eine weitere Anordnung des Stauringes zeigt, und F i g. 7 eine Teilansicht im
Axialschnitt, die in schematischer Weise die in der Nähe eines Stauringes erzeugten
Gaswirbelströme zeigt.
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Die in F i g.1 bis 4 gezeigte Mühle mit waagerechter Achse besitzt
ein Gehäuse, das allgemein mit 10 bezeichnet ist und das auf einem allgemein
mit 11 bezeichneten Unterbau gelagert ist. Der Unterbau ist seinerseits zweckmäßig
gegen den Boden durch Schwingungsisolatoren 12 abgestützt. Das Gehäuse
10 ist in an sich bekannter Weise von zylindrischer Form und für den leichten
Zusammenbau bzw. das leichte Auseinandernehmen aus geflanschten halbzylindrischen
Hälften zusammengesetzt. Die untere halbzylindrischer Hälfte des Gehäuses ist im
Unterbau befestigt. Das Gehäuse ist vorzugsweise mit einer Auskleidung versehen.
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Durch das Gehäuse 10 erstreckt sich in Achsenrichtung eine
Welle 13, die in Lagern 14 und 15 gelagert ist, -die -auf dem Unterbau
11 außerhalb der entgegengesetzten enden des Gehäuses angeordnet sind. Die
Welle 13 ist über eine Kupplung 16 mit der Antriebswelle eines Motors
17 verbunden.
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Das Gehäuse ist an seinem einen Ende mit einemtangentialen Guteinlaß
18 versehen; durch den das zu zerkleinernde Gut dem Zerkleinerungsrotor zugeführt
wird. Ferner weist das Gehäuse eine Öffnung 19 unter seinem Einlaßende auf,
die mit einem Kanal 20 in Verbindung steht, der die Aufgabe hat, grobkörniges
Gut oder Sand oder metallische Fremdkörper oder anderes dichtes und schweres Gut
aufzunehmen, durch welches das zu zerkleinernde Gut gegebenenfalls verunreinigt
sein kann. Ein Gleitschieber 21 ermöglicht es der Bedienungsperson, den Austrag
von grobem und dichtem Gut aus dem Kanal 20 zu steuern. Ein spiralförmig verlaufender
Kanal 22 an demjenigen Ende, das dem Guteinlaß entgegengesetzt ist, dient zum Austragen
des Produktes aus der Mühle.
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Aus F i g. 3 und 4, die den Aufbau des Zerkleinerungsrotors zeigen,
ist ersichtlich, daß der Zerkleinerungsrotor eine Anzahl von Einheiten oder Kammern
aufweist, von denen jede eine Anzahl von radialen Flügeln 24 umfaßt, die
in eine geschlitzte Scheibe 25 eingesetzt sind und von dieser getragen werden.
Diese Scheibe ist ihrerseits auf dem Flansch eines Blindringes 26 befestigt, der
auf der Welle drehfest aufgekeilt ist. Jede Flügelgruppe einer Zerkleinerungskammer
ist zwischen je zwei auf der Rotorwelle angeordneten vollen Scheiben 28 angeordnet.
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Bisher war es üblich, daß jede Zerkleinerungskammer in engem Abstand
zwischen den zwei vollen Scheiben angeordnet war, wie durch die erste Zerkleinerungskammer
am Einlaßende des Gehäuses in 171 g. 3 gezeigt. Die Erfindung besteht in der Abänderung
dieser üblichen Anordnung, wie durch jede der übrigen Zerkleinerungskammern in F
i g. 3 gezeigt: Diese Abänderung besteht in -der Anordnung eines verhältnismäßig
schmalen Stauringes 29 zwischen der dem Einlaß zugekehrten Seitenkante der radialen
Flügel 24 und der Scheibe 28 auf der Eintrittsseite jeder Zerkleinerungskammer,
d. h. derjenigen Seite jeder Zerkleinerungskammer, die dem Beschickungseinlaß zugewandt
ist.
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Der Stauring 29 sitzt auf den Enden von Speichen
30, die sich von einer auf der Welle 13 aufgekeilten Nabe 31 radial
nach außen erstrecken. Vorzugsweise bestehen der Stauring 29, die Speichen 30 und
die Nabe 31 aus einem Stück. In dem Raum zwischen dem Außenumfang der Nabe 31, dem
Innenumfang des Stauringes 29 und den Speichen 30 befinden sich mehrere verhältnismäßig
weite Öffnungen 32. Der Stauring 29 wird von den Seitenkanten der Flügel 24 mit
Hilfe eines auf der Welle 13 zwischen der Nabe 31 und dem Bundring 26 angeordneten
Abstandsringes 33 auf axialem Abstand gehalten. Von der Scheibe 28 wird der Stauring
29 durch einen ähnlichen Abstandsring 34 in Abstand gehalten.
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Ein Gebläse mit einer Nabenscheibe 36, die eine Anzahl von radialen
Gebläseflügeln 37 trägt, ist auf der Welle 13 innerhalb des spiralförmig
verlaufenden Gehäuseteiles 22 angeordnet, um das Austragen des zerkleinerten Gutes
aus der Mühle zu unterstützen. Der Raum zwischen der letzten Zerkleinerungskammer
und dem Gebläse wird durch zwei besonders massive Scheiben 28 eingenommen, die in
erster Linie die Aufgabe haben, das Ansammeln von Gut in diesem Raum durch Verengung
des Ringraumes für den Gasdurchtritt zu verhindern und eine ausreichend kräftige
waagerechte Komponente für den Transport der Feststoffe zu erzeugen. Der gleiche
Raum kann gegebenenfalls von einer weiteren Zerkleinerungskammer, die mit einem
Stauring ausgerüstet ist, eingenommen werden.
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Wie in F i g. 3 gezeigt, ist der Außendurchmesser des Stauringes
29 so bemessen, daß derade ein Laufspiel innerhalb des Gehäuses vorhanden
ist. Der Innendurchmesser des Stauringes 29 ist etwa gleich dem Außendurchmesser
der Scheibe 28. Infolge des durch den Abstandsring 34 vorgesehenen axialen Abstandes
besteht eine schmale ringförmige Öffnung zwischen der Innenkante des Stauringes
29 und der Außenkante der Scheibe 28. Diese Öffnung dient als Kanal, durch
den die Gutteilchen hindurchtreten müssen, um von der einen Zerkleinerungsstufe
zur nächsten bei ihrem Durchtritt durch die Mühle zu gelangen.
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Es wurde experimentell festgestellt, daß in dem Raum zwischen dem
Außenumfang des Zerkleinerungsrotors und der inneren Gehäusewand eine Gutströmung
in Längsrichtung nicht stattfindet, obwohl infolge des Laufspielraumes eine solche
Gutströmung erwartet werden könnte. Dagegen wurde festgestellt, daß die normalerweise
axiale Strömung aus der einen Zerkleinerungskammer zur nächsten nach innen zur Öffnung
zwischen der Außenkante der Scheibe 28 und der Innenkante des Stauringes 29 umgelenkt
wird. Da diese Öffnung verengt ist, treten nur die feineren Teilchen hindurch. Die
gröberen Teilchen werden mit einer Wirbelströmung zur Zerkleinerungskammer zurückgeführt,
die sie gerade verlassen haben und treten in die umlaufende Strömung in der Zerkleinerungskammer
und um diese herum zur weiteren Zerkleinerung bis zum Übertritt zur nächstfolgenden
Stufe ein.
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F i g. 5 zeigt eine andere Ausbildung des Stauringes. Bei dieser Ausführungsform
befindet sich die Scheibe 28 von der Seitenkante des Flügels 24A der
nächstfolgenden
Zerkleinerungsrotoreinheit durch ein etwas breiteres Abstandsstück 33A in größerem
axialen Abstand. In dem Raum zwischen der Scheibe und der Flügelkante ist ein innerer
Stauring 29A angeordnet. An jedem der Flügel jeder Rotorstufe ist auf der Einlaßseite
eine Lasche 39 vorgesehen, an der der Stauring 29A mit Hilfe einer Schraube 40 befestigt
und von dem Flüge124A durch einen Abstandsbund 41 in Abstand gehalten ist.
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F i g. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Stauringes. Bei dieser
Ausführungsform wird die Scheibe 28 von der Kante der Flügel 24 ebenfalls mittels
eines breiten Abstandsstückes 33 A in Abstand gehalten. Der Stauring 29B ist bei
dieser Ausführungsform an der Innenfläche der Gehäusewand befestigt. Obwohl die
Arbeitsweise von Mühlen mit feststehenden Stauringen im wesentlichen ähnlich dem
von Mühlen mit umlaufenden Stauringen ist, wurde festgestellt, daß der feststehende
Stauring etwas weniger wirksam ist.
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Der Rotor der erfindungsgemäßen Mühle wird mit einer verhältnismäßig
hohen Drehzahl, beispielsweise mit etwa 3600 U/Min. bei einem Rotordurchmesser von
66 cm angetrieben. Trockenes Mahlgut wird dem Gehäuse 10 durch den tangentialen
Beschikkungseinlaß 18 zusammen mit Luft oder einem anderen Gas zugeführt.
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Infolge der Wirkung der Gebläseflügel 37 oder einer äußeren Unterdruckquelle
oder beiden herrscht am Austragende des Gehäuses Unterdruck. Diese Zone verringerten
Druckes saugt das Mahlgut durch die Mühle im wesentlichen in Richtung vom Beschickungseinlaß
zum Austragende hin. Normalerweise findet diese Strömung in dem Raum zwischen dem
Außenumfang des Zerkleinerungsrotors und der zylindrischen Gehäusewand statt. Bei
der erfindungsgemäßen Mühle wird jedoch der Strömungsverlauf aus der einen Zerkleinerungskammer
zur nächsten verändert. Statt einer Strömung längs der Gehäusewand wird die Strömung
nach innen umgelenkt.
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Wie in F i g. 7 gezeigt, fließt der feinere Teil des Gutes durch den
Raum zwischen der Außenkante der Scheibe 28 und der Innenkante des Stauringes 29,
wobei er im wesentlichen der Bahn des Pfeiles 42 folgt. Derjenige Teil der Strömung,
der die gröberen Teilchen enthält, wird umgekehrt und längs der Gehäuseinnenwand
zur vorangehenden Zerkleinerungskammer zur weiteren Zerkleinerung zurückgelenkt,
wie im wesentlichen durch den Verlauf der Pfeile 43 dargestellt. Diese Unterbrechung
der Gutströmung tritt zwischen jedem der Paare von Zerkleinerungskammern auf. Weitere
Verwirbelungen und Wirbelströme werden erzeugt, wie am wesentlichen durch den Verlauf
der Pfeile 44 angegeben, die weiter dazu beitragen, gröbere Teilchen im Rotor zur
weiteren Zerkleinerung zu halten.
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Der Innendurchmesser des Stauringes 29 ist vorzugsweise etwa gleich
dem Außendurchmesser der benachbarten Scheibe 28. Wenn der Raum zwischen der Außenkante
der Scheibe und der Innenkante des Stauringes größer wird, wird eine geringere Drosselwirkung
bei geringerer Zunahme des Betriebswirkungsgrades erzielt. Andererseits tritt, wenn
die Scheibe und der Stauring einander praktisch überlappen, eine zu starke Drosselung
ein, so daß die Leistung der Mühle wesentlich herabgesetzt wird.