DE20021758U1

DE20021758U1 - Prallmühle mit Schlagwerkzeugen an einem motorgetriebenen Rotor

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Publication number: DE20021758U1
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Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2002-05-08
Anticipated expiration: 2010-12-23
Also published as: DE10161275B4; DE10161275A1

Description

PATENT- UND RECHTSANWÄLTE MEINKE, DABRINGHAUS UND PARTNER GbR

PATENTANWÄLTE-JULIUS MEINKE, DIPL-INQ.

WALTER DABRINGHAUS, dipl.-ing. JOCHEN MEINKE, dipl-ing.

RECHTSANWALT

THOMAS MEINKE

ROSA-LUXEMBURG-STRASSE 44141 DORTMUND

TELEFON (0231)58 41 TELEFAX (0231) 14 76 info ©patent-recht.de

POSTFACH 10 46

44046 DORTMUND, 20. De Z. 2000

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AKTEN-NR. 1/16069 D/Dr

Anmelder: Dipl.-Ing., Dipl.-Geol. Michael Sniehotta Spanenkamp 30b, 45699 Herten

"Prallmühle mit Schlagwerkzeugen an einem
motorgetriebenen Rotor"

"Prallmühle mit Schlagwerkzeugen an einem motorgetriebenen Rotor" _^

Die Erfindung richtet sich auf eine Prallmühle mit Schlagwerkzeugen an einem motorgetriebenen Rotor, wobei die Mahlwerkzeuge mit einer ortsfesten zylindrischen Prallwand zusammenwirken sowie mit einer Mahlgutzuführung und einer pneumatischen Mahlproduktabführung.

Derartige Mühlen sind in unterschiedlichen Gestaltungen bekannt. So zeigt die DE 197 23 705 Cl eine derartige Mühle zum Feinstvermahlen mit einer stehenden Rotorachse, an der ein Zerkleinerungsrotor mit Mahlleisten angeordnet ist. Das Mahlgut wird über ein unteres schneckenförmiges Eintrittsgehäuse von unten der Mühle zugeführt, über die Mahlleisten zerkleinert und nach oben geführt und über einen oberen, wiederum schneckenförmigen Sichter abgeführt.

Die DE-OS 198 35 144-Al zeigt eine Mühle mit horizontal positionierter Antriebswelle für den Rotor mit Schlagplatten, wobei das Mahlgut axial zugeführt, radial durch einen Ringraum im Rotor zu den Schlagleisten gefördert und anschließend in Schwerkraftrichtung nach unten aus einem den Rotor umgebenden Ringraum abgeführt wird.

Die bekannten Mühlen haben aufgrund der gewählten Strömungen zum Teil das Problem, daß beispielsweise eine Rückführung von Mahlgut, welches die gewünschte Korngröße noch nicht erreicht hat, nur außerhalb der Mühle vorgenommen werden kann. Die Gehäusekonstruktionen sind zum Teil aufwendig, wobei durch die Art der AntriebsmotorZuordnungen häufig vergleichsweise großer Raumbedarf nötig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prallmühle zu schaffen, die eine kompakte Bauweise ebenso ermöglicht wie die Mahlgutrückführung innerhalb der Mühle selbst.

Mit einer Prallmühle der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst durch eine im in Schwerkraftrichtung oberen Bereich der Schlagwerkzeuge angeordneten Mahlgutzuführung, einen in Schwerkraftrichtung unterhalb des Rotors vorgesehenen Aufnahmeraum für das Mahlgut, eine dem Aufnahmeraum zugeordnete Förderluftzufuhr für das Mahlprodukt, wobei der Rotor von einem Flügel- oder Speichenrad getragen ist mit Durchtrittsöffnungen für das von unten nach oben mittels Förderluft geführte Mahlprodukt.

Mit der erfindungsgemäßen Mühlenkonstruktion sind eine Reihe von Vorteilen verbunden. So läßt die Förderung des Mahlgutes nach Durchlaufen des Mahlraumes mittels eines Förder-

gutstromes durch das Rotorinnere eine unmittelbare Rückführung von nicht ausreichend zermahltem Mahlgut oberhalb des Rotors in den Mahlraum ebenso zu wie eine sehr kompakte Bauweise, da auf die Rotorwelle unmittelbar ein Antriebsmotor aufflanschbar ist.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen. Besonders zweckmäßig kann es dabei sein, wenn der Mahlgutaufnahmeraum etwa trichterförmig ausgebildet ist mit einer Vielzahl von Lufteintrittsschlitzen, wobei der Kopf des Trichters mit einer feststehenden Luftführungseinrichtung versehen ist, in die die Nabe des die Schlagwerkzeuge tragenden Flügelrades als konzentrischer Strömungsteiler einragt. Die Lufteintrittsschlitze in der Wand des Mahlgutaufnahmeraumes können vertikal und horizontal angeordnet sein, sie sind außen umgeben von einer schneckenförmigen Förderluftzufuhr, um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Luftgeschwindigkeit im Aufnahmetrichter zu erreichen.

Die Prallmühle weist erfindungsgemäß einen konzentrischen Strömungskanal auf, der von der Nabe mit Strömungsteiler einerseits und der in das Innere des die Schlagwerkzeuge tragenden Rotors ragenden Luftführungseinrichtung andererseits gebildet wird. Die Luft strömt damit aus dem Inneren des Mahlgutaufnahmetrichters nach oben, umströmt die Nabe der Antriebswelle und wird nach oben durch einen Ringraum

in eine obere schneckenförmige Abführung geleitet, die von der Antriebswelle zentrisch durchsetzt wird.

Um eine Rückführung des Mahlgutes zu ermöglichen, welches nicht die gewünschte Körnungsfeinheit erreicht hat, kann vorgesehen sein, daß stromabwärts hinter dem Flügelrad ein Entnahmeringraum am äußeren Umfang des Strömungskanales mit einstellbaren Entnahmeöffnungen angeordnet ist.

Durch die Förderung des Mahlgutes von unten nach oben durch den Rotorinnenraum können die Strömungsverhältnisse so eingestellt werden, daß noch zu grobes Mahlgut an der sich außen befindlichen Wand der Luftführungseinrichtung nach oben bewegt und hinter dieser Luftführungseinrichtung in den Entnahmeringraum gelangen kann, um dann unmittelbar wieder dem Mahlraum zugeführt zu werden.

Erfindungsgemäß kann der Aufnahmetrichter über das pneumatisch weiter zu fördernde Mahlgut in seinem Bereich größten Durchmessers als Aufnahmeringkanal für das den Bereich der Schlagwerkzeuge verlassende Mahlgut ausgebildet sein mit Leit- und Führungselementen zur Steuerung des nach unten rieselnden Mahlproduktes. Die Leit- und Führungselemente können dabei gleichzeitig als die Träger für die in das Innere des Rotors ragende Luftführungseinrichtung ausgestaltet sein.

Die Erfindung sieht auch vor, daß dem Aufnahmetrichter im Tiefpunkt eine Mahlgutrückführung zugeordnet ist. Durch die Durchspülung des Aufnahmetrichters mit Förderluft erfolgt eine Sichtung des Materiales, ungenügend zerkleinerte Materialpartikel sammeln sich dabei am Boden des Trichters und können mit Hilfe der Rückführung der Mahlgutaufgabe der Prallmühle zugeführt werden.

Bei derartigen Mühlen ist es bekannt, Wärme z.B. zum Trocknen zuzuführen. Hierfür sieht die Erfindung in Ausgestaltung auch vor, daß am die Schlagwerkzeuge umgebenden Mühlengehäuse Zuführstutzen für ein Sekundärgas, wie z.B. Warmluft, angeordnet sind. Statt der Warmluft kann auch kühlende Luft zugeführt werden oder je nach zu mahlenden Produkten inertisierende Gase, um nur einige Möglichkeiten zu nennen.

Die Erfindung sieht auch vor, die Mühlenabschnitte als miteinander verschraubte Module auszubilden, dabei können beispielsweise der Mahlgutaufnahmeraum mit der schneckenförmigen Förderluftzuführung als Einzelmodul ausgebildet sein, das das Schlagwerkzeug umgebende Mühlengehäuse mit Mahlgutzufuhr als Einzelmodul, ggf. mit Gaszuführstutzen, ebenso wie die schneckenförmige Abführung für den Förderluft-Mahlgutstrom mit Wellenlagerung sowie der angeflanschte Antriebsmotor jeweils als Module. Durch diese Bauweise ist

es möglich, ohne großen Zeitaufwand ggf. Elemente auszuwechseln, wenn es notwendig sein sollte.

Vorteilhaft kann es sein, wenn, wie dies die Erfindung ebenfalls vorsieht, zylindrische, segmentierte Prallwandträger mit nach außen weisenden federbelasteten Halt- und Verstellschrauben vorgesehen sind. Durch diese erfindungsgemäße Gestaltung ist es möglich, den Mahlspalt von außen den jeweiligen Wünschen entsprechend zu verstellen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Schnittzeichnung durch die erfindungsgemäße Prallmühle,

Fig. 2 einen vergrößerten Abschnitt im Übergangsbereich von Nabe und Luftführungseinrichtung im Inneren des Rotors,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch den Rotor mit Schlagwerkzeugen,

Fig. 4 einen Horizontalschnitt durch den Rotor,

Fig. 5 eine Detailvergrößerung im Bereich der Schlagwerkzeuge,

Fig. 6 eine Teilvergrößerung im Bereich der Prallwand mit Prallwandträger,

Fig. 7 eine Horizontalaufsicht auf den Entnahmeringraum oberhalb des Rotors sowie in den

Fig. 8 und 9 Teilausschnitte in der Darstellung gemäß

Fig. 7, mit Kleinstellung der Entnahmeöffnungen in Fig. 8 und Großstellung der Entnahmeöffnungen in Fig. 9.

Die allgemein mit 1 bezeichnete Prallmühle ist modulartig gestaltet und weist eine senkrecht ausgerichtete Rotorachse 2 mit oben angeflanschtem, allgemein mit 3 bezeichneten drehzahlregelbaren Antriebsmotor auf.

An ihrem dem Motor 3 gegenüberliegenden freien Ende ist an der Rotorachse 2 der Rotor 4 mittels eines allgemein mit 6 bezeichneten Flügel- bzw. Speichenrades angeordnet, wobei das freie Ende der Rotorachse 2 hinter dem Flügel- und Speichenrad 6 mit einer Nabe 7 zur Strömungsleitung ausgerüstet ist, was weiter unten näher beschrieben ist.

Der Rotor 4 ist mit in Schwalbenschwanzführungen 5 befestigten (Fig. 5) Schlagwerkzeugen 8 ausgerüstet, die mit einer Prallwand 9 unter Freilassung eines Mahlspaltes 10, wie beispielsweise in Fig. 3 bzw. Fig. 5 angedeutet ist, zusammenwirken. Die Prallwand 9 ist dabei aus einzelnen Segmenten gebildet, in Fig. 6 angedeutet, diese Segmente sind mit 11 bezeichnet und können von außen eingestellt werden, und zwar über Einstellschrauben 12, wobei zwischen der mit 13 bezeichneten Gehäusewand und den Segmenten 11 Tellerfedern 14 vorgesehen sind (Fig. 6).

Unterhalb des aus Rotor und Prallwand bestehenden Mühlenelementes ist ein trichterförmiger Aufnahmeraum bzw. Aufnahmetrichter 15 vorgesehen, der in seinem oberen Bereich über strömungsleitende Abstandstützen 16 eine Luftführungseinrichtung 17, ähnlich geformt wie ein Turbineneinlauf, trägt, wobei die mit 17a bezeichnete Innenschürze der Luftführungseinrichtung in das Innere des Rotors 4 bis zum Speichenrad 6 derart ragt, daß ein Strömungsringraum 18 in Verbindung mit der Nabe 7 gebildet wird. Durch die Speichen des Rades 6 ergeben sich Durchtrittsöffnungen 19 für den das Mahlprodukt führenden Luftstrom.

Erkennbar sind im trichterförmigen Aufnahmeraum 15 Öffnungen 20 vorgesehen, derart, daß über eine nicht näher dargestellte schneckenförmige Luftzuführung 21 Förderluft für

das Mahlprodukt in den Aufnahmetrichter 15 eintreten kann und das von oben aus dem Mahlspalt 9 nach unten rieselnde Mahlprodukt durch den Ringkanal 18 und die Öffnungen 19 im Speichenrad nach oben gefördert werden kann. Der Lufteintritt ist mit einem Pfeil 22 dargestellt, der Weg der Förderluft mit dem Mahlprodukt mittels mit Punkten versehenen Pfeilen 23.

Im oberen Bereich des Mahlspaltes 9 befindet sich die Mahlgutaufgabe, angedeutet durch einen entsprechenden Stutzen 24 und einen Pfeil 25, wobei in diesem Bereich auch Anschlußstutzen für eine Sekundärgasquelle vorgesehen sein können, in Fig. 1 mit 26 bezeichnet, mittels derer in den Mahlraum/das Mühleninnere Trockenluft, Kühlluft oder Inertgase eingespeist werden können.

Der schneckenförmige Austritt des Mahlprodukt/Luftgemisches ist in Fig. 1 mit 27 bezeichnet.

Oberhalb des Speichenrades ist eine Wand des Ringkanales 18 mit in ihrer Größe einstellbaren Öffnungen 28 versehen, wobei sich dahinter ein Ringraum 29 befindet, wie sich dieser auch aus den Fig. 7 bis 9 ergibt. Über eine Einstellschnecke 30 kann eine die Öffnungen 28 freigebende bzw. verschließende verschiebbare Kulissenwand 31 bewegt werden, die Kleineinstellung der Öffnungen 28 ist in Fig. 8 darge-

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stellt, die Großeinstellung in Fig. 9, wobei dort dann die größere Öffnung mit 28a bezeichnet ist.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist dabei die folgende:

Mahlgut wird beispielsweise mittels einer Förderschnecke in die Aufgabe 24 eingebracht und rieselt von dort in den Mahlspalt 9, wird dabei durch die rotierenden Mahlwerkzeuge 8 zerkleinert, das sich ergebende Mahlprodukt rieselt in Schwerkraftrichtung nach unten in den trichterförmigen Aufnahmeraum 15.

Mittels des Förderluftstromes 22, der über die schneckenförmige Zuführung 21 in den Aufnahmetrichter 15 eindringt, wird das Mahlprodukt erfaßt, verwirbelt und durch das Innere des Rotors 8 vorbei an der Nabe 7 in den Ringraum 19 und von dort in die schneckenförmige Abgabe 27 gefördert und verläßt oben die Mühle.

Durch die Möglichkeit der Förderluftzufuhr 22 bzw. mittels der Gestaltung der Eintrittsöffnungen 20 für die Förderluft in den Aufnahmetrichter 15 kann eine Vorsichtung des Mahlgutes stattfinden. Schwere Partikel können sich nach unten im Trichter absetzen und z.B. nach Öffnen eines Schiebers über die dann entstehende Öffnung 32 entnommen und der Aufgabe 24 wieder zugeführt werden.

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Eine weitere Art der Rückführung von Mahlgut besteht in der Möglichkeit, die im Förderluftstrom enthaltenen Partikel bei Durchströmen des rotierenden Speichenrades 6 unter Einfluß der dann auf sie infolge der Rotation der Luftströmung wirkenden Zentrifugalkraft und der axialen Strömungskomponente derart zu klassieren, daß Partikel oberhalb einer sich ergebenden Partikelgröße (Trennkorngröße) in den Bereich der Öffnungen 28 gelangen können und in den Ringraum 29 geleitet werden, um von dort wiederum in den Mahlspalt zurückführbar sind. Mittels auf der Nabe 7 (Fig. 2) aufbringbarer Strömungsleiter 33 oder Verwirbelungsflügel kann der mit Mahlgut beladenen, anströmenden Förderluft bereits eine Rotationskomponente verliehen werden, die eine Konzentration gröberer Mahlgutpartikel im Außenbereich des Ringkanales 18 bewirken soll.

Wie sich insbesondere aus Fig. 1 ergibt, besteht die Mühle 1 aus einzelnen Modulen, die nacheinander durch Verschraubungen festgelegt sind. So beinhaltet das untere Modul die schneckenförmige Förderluftzuführung 21 mit Aufnahmeraum 15, ein weiteres Modul wird von dem das die Schlagwerkzeuge 8 umgebenden Mühlengehäuse 13 gebildet mit Mahlgutzuführung 25 und Sekundärgaszuführung 26, daran anschließend ist die Abführung 27 mit der Lagereinheit 33 für die zentrische Welle 2 angeflanscht, wobei dieses Modul schließlich den Motor 3 trägt.

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Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So ist die Erfindung nicht auf eine spezielle Art der Werkzeuggestaltung beschränkt, auch nicht auf eine bestimmte Gestaltung des Mahlraumes, die Förderluftzufuhr kann in der dargestellten Weise erfolgen, aber auch in jeder anderen geeigneten Weise, dies gilt ebenso für die Mahlgutförderluftabfuhr 27 u. dgl. Auch die Gestaltung der mit 19 bezeichneten Durchbrüche in dem den Rotor 4 tragenden Flügel- bzw. Speichenrad 6 kann anders als dargestellt ausgeführt sein. Dies betrifft insbesondere die nach außen weisende, im dargestellten Beispiel etwa mit 40° gegen die Vertikale angestellte Wand der Durchtrittsöffnungen, in Fig. 2 mit 19a bezeichnet. Die Gestaltung dieser Wand in ihrer Krümmung bzw. Schrägstellung kann von den unter die Zentrifugalkrafteinwirkung geratenen Partikeln abhängig sein.

Claims

1. Prallmühle mit Schlagwerkzeugen an einem motorgetriebenen Rotor, wobei die Mahlwerkzeuge mit einer ortsfesten zylindrischen Prallwand zusammenwirken sowie mit einer Mahlgutzuführung und einer pneumatischen Mahlproduktabführung, gekennzeichnet durch eine im in Schwerkraftrichtung oberen Bereich der Schlagwerkzeuge (8) angeordneten Mahlgutzuführung (25), einen in Schwerkraftrichtung unterhalb des Rotors (4) vorgesehenen Aufnahmeraum (15) für das Mahlgut, eine dem Aufnahmeraum (15) zugeordnete Förderluftzufuhr (22) für das Mahlprodukt, wobei der Rotor (4) von einem Flügel- oder Speichenrad (6) getragen ist mit Durchtrittsöffnungen (19) für das von unten nach oben (Pfeile 23) mittels Förderluft geführte Mahlprodukt.

2. Prallmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mahlgutaufnahmeraum (15) etwa trichterförmig ausgebildet ist mit einer Vielzahl von Lufteintrittsschlitzen (20), wobei der Kopf des Trichters mit einer feststehenden Luftführungseinrichtung (17) versehen ist, in die die Nabe (7) der Antriebswelle (2) des die Schlagwerkzeuge (8) tragenden Flügelrades (6) als konzentrischer Strömungsteiler einragt.

3. Prallmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der Nabe (7) mit Strömungsteiler einerseits und der in das Innere des die Schlagwerkzeuge (8) tragenden Rotors (6) ragenden Luftführungseinrichtung (17a) andererseits ein koaxialer zentrischer Strömungskanal (18) gebildet ist.

4. Prallmühle nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts hinter dem Flügelrad (6) ein Entnahmeringraum (29) am äußeren Umfang des Strömungskanales mit einstellbaren Entnahmeöffnungen (28) zur Rückführung von nicht ausreichend zerkleinertem Mahlgut angeordnet ist.

5. Prallmühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts hinter dem Entnahmeringraum (29) die Abführschnecke (27) für den Förderluft-Mahlgutstrom angeordnet ist.

6. Prallmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmetrichter (15) für das pneumatisch weiter zu fördernde Mahlprodukt in seinem Bereich größten Durchmessers als Aufnahmeringkanal für das den Bereich der Schlagwerkzeuge (8) verlassenden Mahlgut ausgebildet ist mit Leit- und Führungselementen (16) zur Steuerung des nach unten rieselnden Mahlproduktes.

7. Prallmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Aufnahmetrichter (15) im Tiefpunkt eine Mahlgutrückführung zugeordnet ist.

8. Prallmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am die Schlagwerkzeuge (8) umgebenden Mühlengehäuse (13) Zuführstutzen (26) für ein Sekundärgas, wie trocknende Warmluft, zugeordnet sind.

9. Prallmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Mühlenabschnitte als miteinander verschraubte Module ausgebildet sind.

10. Prallmühle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mahlgutaufnahmeraum (15) mit der schneckenförmigen Förderluftzufuhr (21) als Einzelmodul, das das Schlagwerkzeug (8) umgebende Mühlengehäuse (13) mit Mahlgutzufuhr (24), die schneckenförmige Abführung (27) für den Förderluft-Mahlgutstrom mit Wellenlagern (33) sowie der angeflanschte Antriebsmotor (3) einzelne Mühlenmodule bilden.

11. Prallmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zylindrische, segmentierte Prallwandträger (11) mit nach außen weisenden federbelasteten Halt- und Verstellschrauben (12).

12. Prallmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagwerkzeuge (8) im Rotor (4) in Schwalbenschwanzführungen (5) positioniert und mittels Klemm- und Distanzstücken gesichert sind.