EP1335795B1

EP1335795B1 - Centrifugal edge abrasion unit

Info

Publication number: EP1335795B1
Application number: EP01996431A
Authority: EP
Inventors: Angelo Schmandra; Alwin Pienz; Dietmar Guldan
Original assignee: BHS Sonthofen GmbH
Current assignee: BHS Sonthofen GmbH
Priority date: 2000-11-20
Filing date: 2001-11-19
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2021-11-19
Also published as: DE50114430D1; WO2002040167A1; JP2004513766A; EP1335795A1; JP3930804B2; ATE411107T1; DE10057434A1

Abstract

The invention relates to a centrifugal edge abrasion unit (10) for a centrifugal grinder (12) comprising a composite cast-iron element (26) with at least one hard cast-iron area (30) which is radially exposed in an outer direction when the element is in the mounted position and, at least one soft cast iron area (28) for fixing onto the centrifugal grinder (12). Said unit also comprises at least one abrasion unit (34) produced separately from the composite cast-iron element (26), which is received in a cavity (32) in the composite cast-iron element (26).

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleuderkanten-Verschleißeinheit für eine Schleudermühle, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a centrifugal wear unit for a centrifugal mill, according to the preamble of claim 1.

Derartige Verschleißeinheiten sind beispielsweise aus dem Prospekt "BHS-Rotormühlen" bekannt. In derartigen Schleudermühlen wird das Mahlgut zentral in einen sich um eine im Wesentlichen vertikale Achse drehenden Rotor eingebracht. In diesem Rotor verteilt es sich zentrifugalkraftbedingt auf eine Mehrzahl von Schleuderkammern, die jeweils von einer Schleuderschaufel begrenzt sind. In Drehrichtung des Rotors vor der Schleuderwand dieser Schleuderschaufeln bildet sich ein Materialbett aus Mahlgut, das die Schaufelwand vor Verschleiß schützt. Längs einer Oberfläche dieses Materialbetts werden die Mahlgut-Partikel nach radial außen beschleunigt, treten an einer Schleuderkante aus dem Rotor aus und treffen nach kurzen freien Flug auf eine Prallwand, an der die Hauptzerkleinerung des Mahlguts stattfindet. Die Prallwand kann von einer Mehrzahl von verschleißfesten Prallplatten oder einem Materialbett aus zerkleinertem Mahlgut gebildet sein.Such wear units are known for example from the brochure "BHS rotor mills". In such centrifugal mills, the material to be ground is introduced centrally into a rotor rotating about a substantially vertical axis. In this rotor, it is distributed centrifugally due to a plurality of centrifugal chambers, each of which is delimited by a centrifugal blade. In the direction of rotation of the rotor in front of the centrifugal wall of these centrifugal blades, a material bed of ground material is formed, which protects the blade wall from wear. Along one surface of this material bed, the regrind particles are accelerated radially outward, emerge from the rotor at a centrifugal edge and, after a short free flight, strike a baffle wall, at which the main comminution of the millbase takes place. The baffle can be formed by a plurality of wear-resistant baffle plates or a material bed of comminuted material to be ground.

Die Schleuderkante, die das radial äußere Ende der Schaufelwand bildet, ist, wie man aus der vorstehenden Erläuterung der physikalischen Abläufe in dem Schleudermühlen-Rotor leicht einsieht, starkem Verschleiß durch Abrieb ausgesetzt, da sich das Mahlgut an der Verschleißkante im wesentlichen tangential zur Oberfläche des die Verschleißkante bildenden Elements entlang bewegt. Das die Verschleißkante bildende Element ist darüber hinaus aber auch einer Beanspruchung durch von der Prallwand zurückprallendes Mahlgut ausgesetzt. Die Bewegung dieser zurückprallenden Mahlgut-Partikel weist jedoch eine erhebliche Komponente auf, die orthogonal zu der von diesen Partikeln beanspruchten Oberfläche des Schleuderkantenelements gerichtet ist. Es handelt sich hierbei also eher um eine Schlagbeanspruchung.The centrifugal edge which forms the radially outer end of the blade wall, as can be easily seen from the above explanation of the physical processes in the spinning mill rotor, exposed to heavy wear by abrasion, since the ground material at the wear edge substantially tangential to the surface of the the wear edge forming element moves along. However, the element forming the wear edge is also exposed to a load due to regrind rebounding from the impact wall. However, the movement of these rebounding regrind particles has a significant component which is orthogonal to the claimed by these particles surface of the Slip edge element is directed. This is therefore more of a impact load.

Um den vorstehend beschriebenen Beanspruchungen widerstehen zu können, umfassen die herkömmlichen Schleuderkanten-Verschleißeinheiten wie beispielsweise die aus DE 19534033A1 bekannte ein Hartmetallteil, das sowohl die Schleuderkante bildet als auch dem Rückprall-Verschleißschutz dient. Dieses Hartmetallteil ist mit einem nichtgehärteten Metallteil verlötet oder verklebt, das zur Befestigung der Verschleißeinheit an der Schteuderwand der jeweiligen Schleuderschaufel des Rotors dient. Aus der US Patentschrift US 3 929 296 A ist ferner eine Verschleißeinheit bekannt, deren Hartmetallteil zusammen mit dem Grundkörper als Verbundgusselement dargestellt ist. Das Hartmetallteil bildet zwar einen wirksamen Abriebschutz, ist jedoch aufgrund seiner Sprödigkeit nur in erheblich geringerem Maße als Rückprallschutz geeignet und verschleißt relativ schnell.In order to withstand the above-described stresses, the conventional spin edge wear units such as those of FIG DE 19534033A1 known a hard metal part, which forms both the centrifugal edge and the rebound wear protection is used. This hard metal part is soldered or glued to a non-hardened metal part, which serves for fastening the wear unit to the Schteuderwand the respective centrifugal blade of the rotor. From the US Pat. No. 3,929,296 A Furthermore, a wear unit is known whose hard metal part is shown together with the base body as a composite cast element. Although the hard metal part forms an effective abrasion protection, but is due to its brittleness only to a much lesser extent suitable as rebound protection and wears relatively quickly.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Schleuderkanten-Verschleißeinheit bereitzustellen, weiche einen besseren Schutz gegen Verschleiß bei den im Betrieb auftretenden Beanspruchungen bietet.In contrast, it is an object of the invention to provide a spin edge wear unit, which provides better protection against wear in the stresses occurring during operation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schleuderkanten-Verschleißeinheit für eine Schleudermühle mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.This object is achieved by a sling edge wear unit for a spin mill with the features specified in claim 1.

In den Weichgussbereich des Verbundgusselements können in einfacher Weise, beispielsweise durch Bohren, Durchgangsöffnungen eingebracht werden, mittels derer die Schleuderkanten-Verschleißeinheit an der Schleuderschaufel befestigt werden kann, beispielsweise mittels Schraubbolzen. Gewünschtenfalls kann in eine so in den Weichgussbereich eingebrachte Öffnung bzw. Bohrung auch ein Innengewinde eingeschnitten werden. Es ist jedoch auch der Einsatz einer mit dem. Schraubbolzenden zusammenwirkenden Mutter möglich.In the soft casting region of the composite casting element through openings can be introduced in a simple manner, for example by drilling, by means of which the slinger edge wear unit can be attached to the spinning blade, for example by means of bolts. If desired, an internal thread can also be cut into an opening or bore thus introduced into the soft-cast region become. However, it is also the use of one with the. Bolt ends co-operating nut possible.

Der im montierten Zustand nach radial außen freiliegende Hartgussbereich des Verbundgusselements stellt im Betrieb der Schleudermühle einen wirksamen Rückprallschutz gegen das sich von der Prallwand nach radial innen zurückbewegende Materialgut dar. Aufgrund der Tatsache, dass der Hartgussbereich trotz seiner Härte elastischer und nicht so spröde ist wie das herkömmliche als Rückprallschutz verwendete Element aus Hartmetall, kann er der Schlagbeanspruchung durch das zurückprallende Mahlgut besser widerstehen.During operation of the centrifugal mill, the chilled casting area of the composite cast element which is exposed radially outward in the assembled state constitutes an effective rebound protection against the material material moving back radially inwards from the impact wall. Due to the fact that the chilled casting area is more elastic and not as brittle as it is despite its hardness conventional hard-metal element used as a rebound protection, it can better withstand the impact load from the rebounding regrind.

Darüber hinaus umfasstdie erfindungsgemäße Schleuderkanten-Verschleißeinheit ein von dem Verbundgusselement gesondert gefertigtes Verschleißelement, das die eigentliche Schleuderkante der Verschleißeinheit aufweist. Dieses Verschleißelement kann beispielsweise ein Hartmetallteil sein, so dass sichergestellt ist, dass das erfindungsgemäße Verschleißelement die gleiche Abriebbeständigkeit aufweist, wie sie bei Einsatz der herkömmlichen Schleuderkanten-Verschleißeinheit erzielt werden konnte.Moreover, the inventive spin edge wear unit comprises a wear element separately manufactured from the composite cast element, which has the actual spin edge of the wear unit. This wear element can be, for example, a hard metal part, so that it is ensured that the wear element according to the invention has the same abrasion resistance as could be achieved with the use of the conventional centrifugal edge wear unit.

Die Ausnehmung kann nachträglich in einen Weichgussbereich des Verbundgusselements eingearbeitet sein. Dieses nachträgliche Einarbeiten kann beispielsweise durch Fräsen oder Erodieren erfolgen, was als Bearbeitungsvorgang keine Probleme aufwirft, da lediglich Weichgussmaterial bearbeitet zu werden braucht. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, die Ausnehmung bereits beim Gießen des Verbundgusselements in diesem auszubilden. In diesem letzteren Fall kann die Ausnehmung zumindest teilweise auch in einem Hartgussbereich des Verbundgusselements angeordnet sein. Die letztgenannte Variante hat darüber hinaus den Vorteil, dass auf den zusätzlichen Arbeitsschritt des Fräsens oder Erodierens der Ausnehmung verzichtet werden kann. Das Fräsen oder Erodieren der Ausnehmung hat jedoch den Vorteil, dass die Ausbildung präziser, d.h. gemäß engeren Fertigungstoleranzen ausgebildet sein kann.The recess can be subsequently incorporated into a soft casting region of the composite casting element. This subsequent incorporation can be done for example by milling or erosion, which poses no problems as a machining process, since only soft casting material needs to be processed. In principle, however, it is also possible to form the recess already during the casting of the composite casting element in this. In this latter case, the recess can also be arranged at least partially in a chilled casting region of the composite casting element. The latter variant has the additional advantage that can be dispensed with the additional step of milling or eroding the recess. The milling or erosion of the recess has However, the advantage that the training more precise, that can be designed according to tighter manufacturing tolerances.

Das Verschleißelement kann in die Ausnehmung eingeklemmt oder/und eingeklebt sein. Zum Einklemmen des Verschleißelements kann die Ausnehmung zunächstthermisch erweitert werden und dann nach Einsetzen des Verschleißelements wieder abgekühlt werden, woraufhin sie sich zusammenzieht und bei entsprechender Bemessung von Ausnehmung bzw. Verschleißelement das Verschleißelement sicher hält. Beim Einkleben des Verschleißelements in die Ausnehmung können Maßabweichungen zwischen Ausnehmung und Verschleißelement in einfacher Weise ausgeglichen werden. Es ist in diesem Fall lediglich darauf zu achten, dass ein Klebstoff verwendet wird, der zum einen das Verschleißelement sicher in der Ausnehmung hält, so dass es aufgrund der Reibbeanspruchung nicht von dem Mahlgut aus der Ausnehmung herausgezogen werden kann, und der zum anderen so elastisch ist, dass er bei den im Betrieb der Schleudermühle auftretenden Belastungsschwankungen nicht bricht.The wear element can be clamped in the recess and / or glued. To clamp the wear element, the recess can be expanded firstly thermic and then cooled after insertion of the wear element again, whereupon it contracts and with appropriate dimensioning of recess or wear element holds the wear element safely. When gluing the wear element in the recess dimensional deviations between recess and wear element can be compensated in a simple manner. In this case, it is merely necessary to ensure that an adhesive is used which, on the one hand, reliably holds the wear element in the recess, so that it can not be pulled out of the recess due to the frictional stress and, on the other hand, so elastically is that it does not break with the load fluctuations occurring during operation of the spin mill.

Zur Erleichterung der Fertigung der Verschleißelemente sowie zur Vereinfachung der Lagerhaltung kann eine Mehrzahl von Verschleißelementen in ein und diesselbe Ausnehmung eingesetzt sein. Die Schleuderkanten-Verschleißeinheiten von Schleudermühlen mit unterschiedlich hohem Rotor können in diesem Fall in einfacher Weise durch Bestückung mit einer unterschiedlichen Anzahl von Verschleißelementen gefertigt werden.To facilitate the production of the wear elements and to simplify the storage, a plurality of wear elements can be used in one and the same recess. The spinning edge wear units of centrifugal mills with different rotor height can be made in this case in a simple manner by equipping with a different number of wear elements.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Verbundgusselement einen Hauptabschnitt umfasst, in dem die Ausnehmung für das wenigstens eine Verschleißelement vorgesehen ist, sowie einen seitlichen Ansatz, der zur Befestigung an der Schleudermühle ausgebildet ist. Dabei ist es zur Vermeidung der Bildung von Rissen im Übergangsbereich zwischen dem Hauptabschnitt und dem Ansatz vorteilhaft, wenn der Ansatz aus Weichguss-Material gefertigt und mit einem Weichgussbereich des Hauptabschnitts verbunden ist.In a further development of the invention it is proposed that the composite casting element comprises a main portion in which the recess is provided for the at least one wear element, as well as a lateral approach, which is designed for attachment to the centrifugal mill. It is to avoid the formation of cracks in the transition region between the main portion and the approach advantageous when the approach Made of soft casting material and connected to a soft casting area of the main section.

Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Es stellt dar:

Fig. 1: eine erfindungsgemäße Schleuderkanten-Verschleißeinheit in ihrem frisch in eine Schleudermühle eingebauten Zustand.

The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment with reference to the accompanying drawings. It shows:

Fig. 1: a slinger edge wear unit according to the invention in its freshly installed in a spin mill state.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Schleuderkanten-Verschleißeinheit allgemein mit 10 bezeichnet. In dem in Fig. 1 dargestellten, in eine Schleudermühle 12 eingebauten Zustand ist die Verschleißeinheit 10 am radial äußeren Ende einer Schleuderschaufel 14 des Rotors der Schleudermühle 12 befestigt. In Drehrichtung R vor der Schleuderschaufel 14 bildet sich im Betrieb der Schleudermühle 12 ein Materialbett 16 aus Mahlgut, längs dessen Oberfläche 1 6a Mahlgut-Partikel 18 zur Schleuderkante 20 hin beschleunigt werden. Nachdem sich die Mahlgut-Partikel 18 an der Schleuderkante 20 vorbeibewegt haben, d.h. nachdem die Mahlgut-Partikel 18 aus dem Rotor der Schleudermühle 12 ausgetreten sind, bewegen sie sich im freien Flug zu einer in Fig. 1 nicht dargestellten Prallwand, an der die Hauptzerkleinerung stattfindet. Zumindest ein Teil der von der Prallwand zerkleinerten Mahlgut-Fragmente 22 bewegt sich wieder nach radial innen und schlägt gegen die nach radial außen freiliegende Oberfläche 24 der Verschleißeinheit 10.In Fig. 1 a sling edge wear unit according to the invention is generally designated 10. In the in Fig. 1 shown installed in a spin mill 12 state, the wear unit 10 is attached to the radially outer end of a centrifugal blade 14 of the rotor 12 of the centrifugal mill. In the direction of rotation R in front of the centrifugal blade 14 is formed during operation of the centrifugal mill 12, a material bed 16 of ground material, along the surface of which 1 6a Mahlgut particles 18 are accelerated towards the centrifugal edge 20 out. After the regrind particles 18 have moved past the centrifugal edge 20, ie after the regrind particles 18 have escaped from the rotor of the centrifugal mill 12, they move in free flight to an in Fig. 1 baffle wall, not shown, at which the main crushing takes place. At least part of the comminuted fragments 22 comminuted by the baffle wall again move radially inwards and strike against the radially outwardly exposed surface 24 of the wear unit 10.

Um der Reibbeanspruchung im Bereich der Schleuderkante 20 und der Schlagbeanspruchung im Bereich der Oberfläche 24 widerstehen zu können, umfasst die Verschleißeinheit 10 als Grundkörper ein Verbundgusselement 26 mit einem Weichgussbereich 28 und einem Hartgussbereich 30. Der Hartgussbereich 30 ist dabei in dem an die nach radial außen freiliegende Oberfläche 24 angrenzenden Abschnitt des Verbundgusselements 26 ausgebildet. Er bildet den Schlagschutz gegen zurückprallende Mahlgut-Fragemente 22.In order to be able to withstand the frictional stress in the region of the centrifugal edge 20 and the impact stress in the area of the surface 24, the wear unit 10 comprises a composite casting element 26 with a soft casting region 28 and a chilled casting region 30 as the main body. The chilled casting region 30 is in the radial outward direction exposed surface 24 adjacent portion of composite casting element 26 educated. It forms the impact protection against rebounding regrind fragments 22.

In den Weichgussbereich 28 ist eine Ausnehmung 32 eingearbeitet, sei es durch nachträgliche Bearbeitung des Weichgussabschnitts 28, beispielsweise mittels Fräsen oder Erodieren, oder sei es durch Einlegen eines entsprechenden Kerns in die Gussform zur Herstellung des Verbundgusselements 26. In diese Ausnehmung 32 ist eine Hartmetall-Leiste 34 eingesetzt, an welcher die Abrisskante 20 ausgebildet ist, bzw. deren aus der Ausnehmung 32 herausragendes Ende die Schleuderkante 20 bildet. Wie bereits erwähnt, ist die als Verschleißelement dienende Leiste 34 aus Hartmetall gebildet und daher besonders widerstandsfähig gegen Reibbeanspruchung.A recess 32 is incorporated into the soft casting region 28, either by subsequent processing of the soft casting section 28, for example by means of milling or erosion, or by inserting a corresponding core into the casting mold for producing the composite casting element 26. In this recess 32 is a cemented carbide Ledge 34 is used, on which the tear-off edge 20 is formed, or whose end protruding from the recess 32 forms the centrifugal edge 20. As already mentioned, serving as a wear element bar 34 is formed of hard metal and therefore particularly resistant to frictional stress.

Zur Befestigung der Verschleißeinheit 10 an der Schaufelwand 14 ist an dem relativ voluminös ausgebildeten Hauptabschnitt 36 der Verschleißeinheit, in dem sowohl der Hartgussbereich 30 als auch die Ausnehmung 32 für die Verschleißleiste 34 ausgebildet sind, seitlich ein länglicher Ansatz 38 angeformt, der vorzugsweise aus Weichgussmaterial gefertigt ist und in den Weichgussbereich 28 des Verbundgusselements 26 übergeht. Letzteres beugt der Rissbildung im Übergangsbereich 40 im Betrieb der Schleudermühle 12 vor. In diesem Ansatz 38 ist ein Durchgangsloch 42 eingebracht, welches im dargestellten Ausführungsbeispiel zudem mit einem Innengewinde 44 versehen ist. Diese Gewindebohrung 42/44 dient zur Befestigung der Verschleißeinheit 10 an der Schaufelwand 14 mittels eines Schraubbolzens 46.To attach the wear unit 10 to the blade wall 14, an elongate projection 38, which is preferably made of soft casting material, is laterally formed on the relatively voluminous main section 36 of the wear unit in which both the chilled casting area 30 and the recess 32 are formed for the wear strip 34 is and in the soft casting region 28 of the composite casting element 26 passes. The latter prevents the formation of cracks in the transition region 40 during operation of the spin mill 12. In this approach 38, a through hole 42 is introduced, which is also provided in the illustrated embodiment with an internal thread 44. This threaded hole 42/44 is used to attach the wear unit 10 to the blade wall 14 by means of a bolt 46th

Claims

A centrifugal edge wearing unit (10) for a centrifugal mill (12) with a main body which comprises at least one wearing element (34) which is produced separately from the main body (26), has a wearing edge and which is accommodated in a recess (32) of the main body (26), characterised in that the main body is in the form of a compound cast element (26) with at least one hard cast portion (30) which projects radially outwards and constitutes an impact protection in the installed condition, and at least one malleable cast portion (28) designed to be fastened to the centrifugal mill (12).
A wearing unit according to Claim 1, characterised in that the recess (32) is incorporated subsequently in a malleable cast portion (28) of the compound cast element (26).
A wearing unit according to Claim 1, characterised in that during the casting of the compound cast element (26) the recess (32) is formed therein.
A wearing unit according to any one of Claims 1 to 3, characterised in that the wearing element (34) is jammed in the recess (32).
A wearing unit according to any one of Claims 1 to 4, characterised in that the wearing element (34) is bonded into the recess (32).
A wearing unit according to any one of Claims 1 to 5, characterised in that a plurality of wearing elements (34) are inserted into the same recess (32).
A wearing unit according to any one of Claims 1 to 6, characterised in that the compound cast element (26) comprises a main portion (36), in which the recess (32) for the at least one wearing element (34) is provided, and also a lateral projection (38) which is designed for fastening to the centrifugal mill (12).
A wearing unit according to Claim 7, characterised in that the projection (38) is produced from malleable cast material and is connected to a malleable cast portion (28) of the main portion (36) .