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Mahlvorrichtung, insbesondere zum Vermahlen von Müll
Die Erfindung
betrifft eine Mahlvorrichtung mit mindestens einer um eine im wesentlichen waagerechte
Achse drehbaren Mahlkammer mit prismatischem oder zylindrischem Querschnitt, die
das Material an ihrer einen Stirnseite zugeführt erhält, und deren andere Stirnseite
für eine Materialentleerung eingeridlitet ist.
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Der Mahlvorgang in solchen Vorrichtungen wird unter Zuhilfenahme von
Mahlkörpern oder auch ohne solche Körper durchgeführt, indem die Vermahlung in letzterem
Fall durch eine Selbstvermahlung zwischen den die Materialmasse bildenden Bestandteilen
erfolgt.
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Mahlvorrichtungen der genannten Art werden unter anderem für die Vermahlung
von Müll und ähnlichen Abfallmaterialien verwendet, und die Erfindung soll im folgenden
näher in Verbindung mit der Verarbeitung solchen Materials beschrieben werden. In
diesen Fällen erfolgt die Vermahlung in der Regel durch Selbstvermahlung.
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Bei der Verarbeitung von Müll machen sich folgende zwei Eigentümlichkeiten
besonders geltend: Das zu vermahlende Material wird sehr unregelmäßig angeliefert
und eingefüllt, und während der Vermahlung vermindert sich das Materialvolumen erheblich.
Diese zwei Eigentümlichkeiten führen dazu, daß man sich in der Praxis erheblichen
Schwankungen des Füllungsgrades in der Mahlkammer gegenübersieht.
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Wenn die Vermahlung einigermaßen gleichmäßig vor sich gehen soll,
ist es indessen erforderlich, die Entleerung dergestalt einzustellen, daß die Zeit,
in der das Material vom Materialeinlaß zur Materialentleerung wandert, bei allen
Füllungsgraden im wesentlichen gleich groß ist. Insbesondere für die Selbstvermahlung
ist es weiterhin wesentlich, daß ein vorbestimmter bzw. normaler Füllungsgrad im
Behälter aufrechterhalten wird, so daß die Vermahlung mit der gewünschten Intensität
vor sich gehen kann.
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In dieser Hinsicht hat man versucht eine Einstellung eines vorbestimmten
bzw. normalen Füllungsgrades durch die Anbringung einer kreisrunden Mittelöffnung
in der Auslaufstirnseite der Vorrichtung zu erreichen, so daß diese Stirnseite die
Gestalt einer ringförmigen Wand erhält, die einen Überlauf für den Kammerinhalt
bildet. Bei dieser Konstruktion ist der normale Füllungsgrad in der Mahlkammer durch
die Höhe der Ringwandung vorbestimmt, und diese Höhe steht fest, weshalb eine Änderung
des vorbestimmten Füllungsgrades mit Hinblick auf die Art des Materials oder die
gewünschte Verinahlungsintensität nicht ohne weiteres möglich ist. Wenn der Füllungsgrad
und die Materialhöhe in der Mahlkammer diese vorbestimmte Grenze überschreiten,
erfolgt sehr schnell ein Ausfließen vom Material, je-
doch lediglich von dem
zuoberst liegenden Teil der Materialmasse. Wenn die Materialoberfläche unter die
niedrigste Stelle der Auslauföffnung absinkt, hört die Entleerung recht plötzlich
auf. Bei d-iiesem Materialauslauf entsteht somit die Gefahr, daß die Oberfläche
der Materiahnasse in der Mahlkammer sich erheblich gegen die Auslaufstirnseite hin
abwärts neigt, solange der kräftige Materialauslauf vor sich geht. Infolgedessen
werden größere Bestandteile des Mahlgutes, z. B. Kohlköpfe, anstatt in das übrige
Material hineingearbeitet zu werden, um hier einem Selbstvermahlungseinfluß ausgesetzt
zu werden, schnell auf der Oberfläche der Materialmasse entlang abwärts rollen und
die Mahlkammer verlassen, ohne zerkleinert zu sein. Es würde keine Abhilfe darstellen,
statt der genannten Mittelöffnung in der Stirnseite eine Anzahl Entleerungsöffnungen
mit gegenseitigem Abstand verteilt in der Nähe der Peripherie der Stirnseite anzubringen,
da es sich gezeigt hat, daß die Entleerungsmenge durch solche Löcher bei allen Füllungsgraden
fast gleich groß sein wird. Dies bedeutet, daß das Material bei geringem Füllungsgrad
die Mahlkammer schnell durchläuft und infolgedessen unvollständig vermahlen wird.
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Zweck der Erfindung ist es, eine Mahlvorrichtung anzugeben, bei der
diese Nachteile vermieden sind. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß
der
von Auslauföffnungen gebildete Auslaufgesamtquerschnitt von
außen nach innen bin wächst, -und zwar im wesentlichen proportional mit dem dem
betreffenden Abstand von dem Mahlkammermantel entsprechenden Rauminhalt der Mahlkammer.
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Bei einer derartigen Ausbildung ist der Materialauslauf im wesentlichen
proportional zur Materialmenge in der Mahlkamrner oder, anders ausgedrückt, im wesentlichen
proportional zum Querschnitt durch praktisch die gesamte Materialmasse in der Kammer
und wird nicht, wie im erstgenannten Fall, nur de mzuoberst gelegenen Teil der Materiaknasse
entsprechen. Die Entleerung nimmt automatisch gleichmäßig mit sinkendem Füllungsgrad
ab, und umgekehrt. Diese Proportionalität erstreckt sich bis in den Peripheriebereich
der Stirnseite, Zur Entleerung einer gleichen Materialmenge je Zeiteinheit
wird man sich deshalb beim erfindungsgemäß ausgebildeten Apparat im Mittelbereich
der Stirnseite mit einer kleineren Auslauföffnungsgesamtgröße begnügen können als
bei der bekannten Konstruktion mit kreisförmiger Mittelöffnung, so daß beim erfindungsgemäß
ausgebildeten Apparat eine Verminderung des Materialabganges gerade von dem zuoberst
gelegenen Teil erfolgt, wodurch eine Einarbeitung der zuoberst liegenden Bestandteile
in die Materialmasse hinein gefördert wird.
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Es ist z. B. bei Kugelmühlen bekannt, die Auslaufstimseite der Mählkammer
über ihre ganze Ausdehnung mit Auslauföffnungen derart zu versehen, daß der Auslaufgesamtquerschnitt
je nach der Entfernung vom Mahlkammermantel verschieden ist. Bei diesen bekannten
Vorrichtungen wächst jedoch der Auslaufgesamtquerschnitt im Gegensatz zur. Erfindung
von innen nach außen.
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Die Erfindung befaßt sich ebenfalls mit einigen vorteilhaften Ausführungsbeispielen
für die Vorrichtung. Insbesondere im Fall einer Verarbeitung von Müll und ähnlichen
Abfallmaterialien, die zum Verfilzen oder Verkleben neigende Bestandteile sowie
Bestandteile recht unterschiedlicher Größe aufweisen, kann es zweckmäßig sein, der
öffnung bzw. den Öffnungen die Gestalt eines oder mehrerer Diametralschlitze zu
geben, so daß dem Auslauf von Material zusammenhängende öffnungsquerschnitte zur
Verfügung stehen, Die - wie, oben erklärt - angestrebte Proportionalität
kann dabei dadurch erreicht werden, daß der Schlitz. bzw. die Schlitze Rhombenform
haben. Die Stirnseite kann indessen auch mit einer Anzahl von Löchern versehen sein,
die einzeln oder gruppenweise mit verschieden großem Abstand von der Peripherie
der Stirnseite angebracht sind, und deren Größe und/oder Anzahl mit zunehmendem
Ab-
stand von der Peripherie der Stirnseite wächst. Diese Konstruktion kann
z. B. vorteilhaft dann angewandt werden, wenn das Mahlgut aus körnigem Gut besteht.
Soll das Endprodukt eine vorbestimmte Korngröße haben, z. B. bei Zementmühlen, müssen
die Löcher zwecks Zurückhaltung von Mahlkörpern und von Materialbestandteilen, die
noch nicht auf die gewünschte Größe vermahlen sind, eine vorbestimmte Größe haben,
so daß die Einstellung der Entleerung in diesen Fällen ausschließlich dadurch erfolgt,
daß die Anzahl der Löchex gegen den Mittelteil der Stimseite hin zunimmt. Bei der
Verwendung von Schlitzen i als Entleerungsöffnungen gilt analog, daß die Breite
bzw. die Länge und/oder Anzahl der Schlitze entsprechend sein müssen.
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Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen kann man erreichen, daß
die Zeit, in der die Materialbestandteile die Mahlkammer durchwandern, im wesentlichen
die gleiche bei allen Füllungsgraden ist, was wiederum bedeutet; daß der Vermahlungsgrad
konstant gehalten werden kann.
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Man wünscht indessen oft, wahlweise kleinere Materiahnengen zu größerer
Feinheit oder größere Materialmengen zu geringerer Feinheit zu vermahlen. In diesen
Fällen wird man die Stirnseite für eine zu erwartende maximale Materialmenge einrichten
und außerdem die Stirnseite mit solchen Sperrorganen ausstatten, die die Austragquerschnitte
auf eine solche Weise einschränken, daß die Proportionalitätswirkung nicht wesentlich
geändert wird. Im ersten der beiden obengenannten Ausführungsbeispiele kann die
Stirnseite somit für den bzw. die Schlitze mit einem bzw. mehreren Sperrgliedern
ausgestattet sein, die dergestalt ausgebildet und einstellbar sind, daß das Auslaufareal
des Schlitzes bzw. der Schlitze von deren an der Stimseitenperipherie gelegenen
Enden an vermindei t werden kann. Im zweiten der genannten Ausführungsbeispiele
kann die Stirnseite jedenfalls für einige der äußerst gelegenen Löcher mit einstellbaren
Sperrgliedern versehen sein.
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Zur Förderung der Entleerung kann die Stirnseite im übrigen auf ihrer
Innenseite bei einer oder bei mehreren öffnungen mit Leitkörpern versehen seiii,
die in der Umdrehungsrichtung der Kammer als Entleerungssehaufeln für den
Kammerinhalt wirken.
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Die ETfindung ist im folgenden unter Hinweis auf die Zeichnung näher
erläutert.
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F i g. 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine
bekannte Mahlvorrichtung mit kreisförmiger Mittelöffnung in der Auslaufstirnseite,
F i g. 2 einen Schnitt gemäß II-II in F i g. 1,
F i g. 3 einen
schematischen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Mahlvorrichtung, F i g. 4 einen Schnitt gemäß IV-IV in F i g. 3,
F
i g. 5 in vergrößertem Maßstab die rechte Stirnseite der in F i
g. 3 gezeigten Mahlvorrichtung mit Sperrgliedern, F i g. 6 einen Schnitt
gemäß VI-VI in F i g. 5,
F i g. 7 schematisch ein anderes Ausführungsbeispiel
der Stirnseite, F ig. 8 ein drittes Ausführungsbeispiel der Stirnseite und
Fig. 9 ein viertes Ausführungsbeispiel der Stirnseite.
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F i g. 1 zeigt eine Mahlvorrichtung mit einer liegenden zylindrischen
Mahlkammer 1, auf deren Mantel zwei Ringschienen 2 angebracht sind, die auf
Rollen 3
lagern, so daß sich die Kammer um ihre Längsachse drehen kann. Die
Antriebsorgane zum Drehen der Kammex sind nicht gezeigt. Die Kammer hat eine
linke Stirnseite 4, in der ein Einfälltrichter 5 für das zu vermahlende Gut
angebracht ist. Rechts hat die Kammer eine Stirnseite 6, die eine kreisförmige
Mittelöffnung 7 aufweist. Vor dieser Öffnung ist eine Aifslaufschurre
8 angebracht: Zu vermahlendes Gut wird durch den Trichter 5
zugeführt,
die Mahlkamrner wird in Umlauf gesetzt, und das Gut wird in der Kammer vermahlen.
Der Mantel der Mahlkammer kann aus Siebplatten aufgebaut oder mit solchen versehen
sein, wobei die Siebplatten z. B. als Grobsieb oder Rost ausgebildet sein können,
von wo das Material auf ein Außensieb
fällt, das die feinkörnigen
Bestandteile absiebt, während die großen Bestandteile mittels Rückführorgane in
die Mahlkammer zurückgeführt werden. Der Mantel kann indessen auch völlig ohne Siebplatten
sein, so daß sowohl feinvermahlene als unverrnahlene Bestandteile durch die rechte
Stirnseite entleert werden, wonach eine Absiebung in einem besonderen Siebapparat
vorgenommen werden kann.
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Die Stirnseite 6 wirkt als Überlauf für den Behälterinhalt,
sofern der Materialstand den durch die Höhe der Stimseitenwand vorbestimmten Spiegel
überschreitet. Sobald die Materialoberfläche unter die niedrigste Stelle der Auslauföffnung
absinkt, hört der Materialauslauf auf.
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F i g. 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Mahlvorrichtung,
bei der die Entleerung des Behälterinhalts gemäß der Erfindung im wesentlichen proportional
mit der Materialmenge in der Mahlkammer erfolgt. Die Mahlvorrichtung entspricht
in großen Zügen der in F i g. 1 gezeigten, und gleiche Teile sind mit gleichen
Hinweiszahlen versehen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat indessen eine Stirnseite
9,
in der eine Auslauföffnung in Gestalt eines rhombenförmigen Diametralschlitzes
10 vorgesehen ist. Die Auslauffläche durch diesen Schlitz ist dergestalt
bemessen, daß sie von dem Bereich an der Peripherie der Stirnseite gegen den Mittelteil
der Stirnseite zu im wesentlichen proportional mit dem dem betreffenden Abstand
von dem Mahlkammermantel entsprechenden Rauminhalt der Mahlkammer wächst, so daß
der Materialabgang aus der Mahlkammer im wesentlichen proportional mit der Materialmenge
in der Mahlkammer vor sich geht.
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Je nach Art des Materials hört der Materialabfluß auf, wenn die Materialoberflädhe
die Spitze des Schlitzes erreicht hat oder auch bereits etwas vorher, insbesondere
wenn es sich um Material wie Müll handelt, das zum Verfilzen oder Zusammenkleben
neigende Bestandteile enthält, so daß die äußerste Winkelspitze der öffnung durch
solche Bestandteile versperrt wird. Die Formgebung der öffnung sowie ihre Bemessung
hat deshalb die Art des in der Mahlkammer zu verarbeitenden Gutes zu berücksichtigen.
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Die Einstellung des Materialauslaufs proportional mit der Materialmenge
in der Mahlkammer bedingt, wie oben erklärt, den Vorteil, daß die Oberfläche der
Materialmasse während des Entleerens sich lediglich schwach abwärts gegen die Auslaufstirnseite
neigt oder, mit anderen Worten, daß ein Längsschnitt durch die Materialmasse ein
Schnittbild zeigt, dessen obere Grenzkante, die die Oberfläche der Materialniasse
darstellt, sich lediglich schwach gegen die Stirnseite 9 zu abwärts neigt
(vgl. die gestrichelten Linien a, b und c in F i g. 3, die
drei verschiedene Füllungsgrade darstellen). Infolgedessen werden auch schwer in
die Materialmasse einarbeitbare Bestandteile in der Materialkammer zurückgehalten,
wodurch die Möglichkeit einer Selbstvermahlung allen zugeführten Mahlgutes erhöht
wird. Bei dem in F i g. 1 gezeigten Beispiel, wo die Entleerung durch Überlauf
nicht proportional mit der Materialmenge in der Mahlkammer erfolgt, ist die obere
Grenzkante des entsprechenden Schnittbildes stärker gegen die Stirnseite zu abgebogen,
je größer der Füllungsgrad ist (vgl. die Linien al, bl, cl), mit dem Ergebnis,
daß die genannten Bestandteile dort entlang der Oberfläche der Materialmasse und
durch die öffnung 7 hinausrollen. Die erfindungsgemäße Mahlvorrichtung hält
somit automatisch einen gleichmäßigen Regelungsprozeß aufrecht, der einen optimalen
Materialstand in der Mahlkammer und damit eine wirksame Vermahlung, insbesondere
Selbstvermahlung, des zugeführten Gutes bewirkt.
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F i g. 5 und 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel bei der
die Größe der Auslauföffnung 10 einstellbar ist, so daß die Vorrichtung verschiedenartigem
Gut angepaßt und die Mindesthöhe des Materialstandes in der Mahlkammer eingestellt
werden kann.
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Auf der Stirnseite 9 sind zwei dreieckige Schwenkklappen
11 angebracht, die mit einer Dreieckspitze auf Zapfen 12, die in unmittelbarer
Nähe der äußeren Enden des Diametralschlitzes angebracht sind, schwenkbar gelagert
sind. Zum Zwecke der Schwenkung sind die Klappen 11 mit einer Schraubenspindel
13 mit Handrad 14 verbunden. Hierdurch kann eine Einstellung der öffnungsgröße
erfolgen, ohne daß sich das Verhältnis zwischen Auslaufmenge und Füllungsgrad wesentlich
verändert.
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Die Drehrichtung der Stirnseite ist durch einen Pfeil 15 angedeutet.
Entlang den der Drehrichtung nachlaufenden Kanten des Schlitzes sind auf
. der Stimseiteninnenseite Leitkörper 16 angebracht, die sich von
den betreffenden Kanten schräg einwärts in die Mahlkammer hinein erstrecken, so
daß sie während des Umlaufs der Mahlkammer als Entleerungsschaufeln für den Kammerinhalt
wirken. Die Schaufeln haben in Richtung auf die Stirnseitenperipherie abnehmende
Breite.
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F i g. 7 bis 9 zeigen weitere Ausführungsbeispiele für
Entleerungsöffnungen in der Stirnseite 9 der Mahlkammer. F i g. 7
zeigt eine Auslauföffnung 17 in Gestalt zweier rhombenförmiger Diametralschlitze,
die sich senkrecht zueinander erstrecken. F i g. 8 zeigt eine Stirnseite,
die mit einer Anzahl Auslauflöcher 18 versehen ist, welche einzeln mit verschieden
großem Abstand von der Peripherie der Stirnseite angebracht sind, indem sie einer
Spirallinie entlang angeordnet sind. Die Größe der Löcher nimmt entlang der Spirallinie
von der Stirnseitenperipherie an einwärts . zu. Einige der der Stirnseitenperipherie
am nächsten gelegenen Löcher sind mit schwenkbaren Sperrklappen 19 versehen,
so daß sie ganz oderteilweise nach Bedarf geöffnet oder geschlossen werden können.
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F i g. 9 zeigt die Stirnseite mit einer Anzahl von Löchern
20 versehen, die gruppenweise mit verschieden großem Abstand von der Stirnseitenperipherie
angebracht sind, indem sie drei konzentrischen Kreislinien entlang angeordnet sind.
Die Löcher sind gleich groß, und ihre Anzahl nimmt von Kreislinie zu Kreislinie
von der Stirnseitenperipherie an gerechnet zu. In diesem Ausführungsbeispiel ist
für jedes Loch auf der äußersten Kreislinie ein schwenkbares Sperrglied 21 vorgesehen,
durch das das betreffende Loch ganz oder teilweise geöffnet bzw. geschlossen werden
kann. Verständlicherweise kann eine größere oder kleinere Anzahl Löcher
18 oder 20 mit Sperrgliedern yorsehen sein.
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Das in F i g. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung
hat lediglich eine einzige Mahlkammer, jedoch kann die Erfindung mit Vorteil auch
in Vorrichtuhgen mit mehreren Mahlkammern angewandt werden, wobei eine oder mehrere
dieser Kammern an der Auslaufseite einen erfmdungsgemäß ausgebildeten Auslaufstirnboden
aufweisen.