Walzenmühle zum Zerkleinern von IZörnern und Hartgut. Die Erfindung betrifft eine Walzenmühle zum Zerkleinern von Körnern und Hartgut. Es sind solche Mühlen bekannt, bei denen von zwei zusammenarbeitenden Walzen die eine federnd gelagert ist, um ein Ausweichen zu ermöglichen und beim Durchgang von ziz harten oder zu grossen Stücken des Mahlgutes Brüche und unzulässige Beanspruchung der MTalzenzapfen zu vermeiden.
Durch dieses Ausweichen der federnd gelagerten Walze wird aber, selbst wenn das eigentliche Hin dernis nur einen kleinen Bruchteil der Wal zenlänge ausmacht, die Mahlarbeit auf -der ganzen Länge der Walze unterbrochen, wo durch eine grosse Menge ungemahlenen Gu tes zwischen den Walzen hindurchgehen kann.
Die Anordnung von nachgiebigen Lagern für die ausweichende Walze ist schwierig, kostspielig und hat ferner die Nachteile, dass einerseits die Lager gegen das Innere des Mühlengehäuses abgedichtet werden müssen und anderseits durch die Not wendigkeit der Schmierung die Temperatur der Sichterluft in .der Mühle stark begrenzt wird.
Es sind auch Mühlen bekannt, deren Wal zen mit nachgiebigen Oberflächen versehen sind. Diese bekannten Anordnungen sehen für die Walzen aber einen starren gern vor, der wiederum gelagert werden muss, wodurch der oben genannte Nachteil bestehen bleibt (Begrenzung der Temperatur der Sichterluft mit Rücksicht auf die Schmierung).
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird nun mindestens eine Walze der Mühle in sich elastisch (federnd) ausgebildet. Vor zugsweise bestehen die Walzen aus einem Band aus Stahl oder dergleichen, das als zylindrische, konische oder doppelkonische Schraubenfeder gewickelt ist.
Zwecks Beseitigung des Achsialschubes werden zweckmässig zwei gegenläufig gewun dene Schraubenfederwalzen oder mehrere sol cher gegenläufiger Walzenpaare angewendet, deren Achsialschübe sich aufheben. Zweckmässig sind auch Einrichtungen zur Erzielung und Veränderung der Vorspannung der elastischen Walzen, zur Erzielung einer scherenartig schneidenden Wirkung, sowie Führungsvorrichtungen für die Walzen und Einrichtungen zur Führung des Mahlgutes und der Sichterluft vorgesehen.
Bei Mühlen grösseren Durchmessers wird die Walze zweckmässig als Hohlzylinder aus gebildet und der so entstehende Hohlraum zur Aufnahme eines weiteren Mühlenaggre- gates benutzt.
Mehrere Ausführungsbeispiele des Gegen standes der Erfindung sind auf der Zeich nung dargestellt.
Fig. 1 und 2 zeigen eine Mühle mit einer zentralen starren Walze und vier um diese herum angeordneten .elastischen Walzen, die in Käfigen geführt sind, mit einer Einrich tung zur Erzielung und Veränderung der Vorspannung, und zwar ist Fig. 1 ein Schnitt nach -I-I der Fig. 2 und Fig. 2 ein Schnitt nach II II der Fig. 1. Bei dieser Ausfüh rungsform bestehen die achsialen Walzen aus in einer Richtung gewundenen Schrauben federn.
Fig. 3, 4 und 5 zeigen -drei verschiedene Walzenformen im Längsschnitt, und zwar eine zylindrische, eine konische und eine doppelkonische; Fig. 6 zeigt eine gegenläufig gewickelte zylindrische Walze im Längsschnitt; Fig.7 zeigt zwei Paar gegenläufig ge wickelte, konische, elastische Walzen, zu sammenarbeitend mit einer entsprechend ge formten, zentralen, starren Walze mit einer Vorrichtung zum Vorspannen dieser Walzen; Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform, bei der die starre Walze mit schraubenförmigen Nu ten versehen ist, wodurch in den Berührungs stellen scherenartig arbeitende Schneide kanten entstehen;
Fig.9 zeigt eine Ausführungsform, bei der zu demselben Zweck über die starre Walze eine Schraubenfeder geschoben ist; Fig. 10 und 11 zeigen zwei Querschnitts formen des Stahlbandes, aus dem die elasti schen Walzen gewickelt sind; Fig.12 zeigt eine Einrichtung, bei der der Durchmesser der die elastischen Walzen umhüllenden Lauffläche verändert wird.
In derselben Figur ist auch eine besondere Aus führung der Luftführung dargestellt; Fig. 13 ist ein Schnitt nach 13-18 der Fig. 12; Fig.14 und 15 zeigen in zwei Projek tionen eine Ausbildung der Walzen mit Nu ten oder Aussparungen zum Hindürchlas.sen des Mahlgutes und der Sichterluft; Fig. 16 zeigt eine etwas von Fig. 14 ab weichende Ausführungsform; Fig.17 zeigt ein mehrteiliges Mühlen gehäuse;
Fig. 18 zeigt eine Ausführungsform, bei der in die hohle starre Antriebswalze ein wei teres Mühlenaggregat eingebaut ist; Fig. 19 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Oberfläche der elastischen Walze mit Nuten oder Mustern versehen ist; Fig.20 zeigt schematisch die Wirkungs- weise der Walze gegenüber einem härteren Mahlkorn.
In den Figuren sind 1 die starren An triebswalzen, 2 die elastischen Walzen, 3 Dichtungen, 4 das Mühlengehäuse. Die ela stischen Walzen bestehen, wie erwähnt, aus einer ein- oder mehrgängigen zylindrischen (Fig. 3), konischen (Fig. 4) oder doppel konischen (Fig. 5) Schraubenfeder. Wenn das Band, aus dem die Schraubenfeder gewickelt ist, rechteckigen oder quadratischen Quer schnitt besitzt, so besteht die Gefahr, dass die Walzen während des Mahlprozesses sich ganz zusammenschieben und die einzelnen Windungen der Schraubenfedern sich so stark aneinanderpressen, dass sie förmlich an einander kleben.
Deswegen erhält der Quer schnitt des Bandes derart geformte Kanten, zum Beispiel abgerundete Kanten gemäss Fig. -10 oder Trapezform gemäss Fig. 11, dass die Windungen sich mit einer möglichst klei nen Fläche berühren, falls die Schrauben federn ganz zusammengedrückt werden.
Sobald bei einer solchen Kombination von elastischen Walzen und einer starren Gegen- flache ein Hindernis zwischen diese beiden Elemente gelangt (Fig.20), wird nicht die ganze arbeitende Walze abgehoben, sondern es erfolgt ein federndes Zurückweichen des jenigen Teils der elastischen Walze 2, an dem sich gerade das Hindernis 30 befindet, wäh rend der übrige Teil dieser Walze mit der starren Gegenfläche 7 in Verbindung bleibt und somit keine Unterbrechung des Mahl vorganges stattfindet.
Die Natur der elastischen Walzen ver langt eine gewisse Vorspannung derselben, die auf verschiedene Weise erreicht werden kann. Bei der einfachsten Ausführungsform kann man sie dadurch erreichen, dass man die elastische Walze zwischen zwei oder meh reren starren Walzen anordnet (Fig. 8), die von vorn herein einen bestimmten Abstand haben, oder von denen die eine verstellbar sein kann. Man kann die Vorspannung auch dadurch erreichen, dass man das Mühlen gehäuse mehrteilig ausbildet und durch mehr oder weniger grosses Nähern der Gehäuseteile den innern Durchmesser des Mühlengehäuses vergrössert oder verkleinert (Fig. 17).
Bei der Ausführungsform gemäss Fig.1 und 2 wird die Vorspannung durch segment- artige Keile 5 erreicht, die an der Innenwand des Mühlengehäuses 4 angeordnet und von aussen nachstellbar sind. Diese Keile sind durch etwas niedrigere Zwischenstücke 6 zwi schen den Keilen voneinander getrennt, wo durch die Kanten der Keile 5 gegenüber den schräg über sie hinwegrollenden. Kanten der Schraubenfedern der elastischen Walzen Schneidekanten bilden, die an der Berüh rungsstelle scherenartig arbeiten und das Mahlgut zerschneiden.
Es ist ohne weiteres möglich, anstatt den Durchmesser des Gehäuses den Durchmesser der treibenden starren Walze veränderlich zu machen. und dadurch die notwendige Vor spannung der elastischen Walzen zu er reichen.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 7 wird die Vorspannüng durch Verstellen der konischen starren Walzen<B>1</B> in der Längs- riehtung, beispielsweise durch Anziehen einer Schraube 20, geregelt.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 12 sitzt in dem Mühlengehäuse 4 eine Spann hülse 7, die durch einen Druckring 8 mit- telst Schrauben 9 in ihren Sitz im Gehäuse eingepresst oder eingezogen wird. Auf diese Weise kann man gleichfalls die Vorspannung der elastischen Walzen regeln. Im übrigen hängt naturgemäss die Spannung der elasti schen Walzen von der Menge des Mahlgutes ab, derart, dass beim Vergrössern der zwischen den Mahlflächen befindlichen Mahlgutschicht die Anpressung wächst.
In Fig. 8 wird die schneidende Wirkung der Kanten der zylindrischen Schraubenfeder 2 an der Berührungsstelle mit der treibenden Walze 1 dadurch erreicht, dass die Walze 1 mit schraubenförmigen Nuten 10 versehen ist. Das Gleiche wird bei der Ausführungs form nach Fig. 9 dadurch erreicht, dass über die Walze 1 eine Schraubenfeder 11 ge schoben ist.
Die Einbringung des Mahlgutes in die Mühle erfolgt durch -einen Einfülltrichter 22, die Einführung der Sichterluft durch die Öffnungen 1.8 und die Abführung des ge mahlenen Gutes mit der Sichterluft durch die Öffnungen 17.
Damit das Mahlgut frei durch die elasti schen Walzen 2 rieseln kann, ist es zweck mässig, die Schraubenfedern dieser Walzen so zu wickeln, dass zwischen den einzelnen Gän gen genügend grosse Zwischenräume 12 blei ben (Fig. 3, 4, 5, 6, 19), die gleichzeitig die scherenartige Schneidwirkung der Schrauben federn erhöhen. Diese Schneidwirkung der Kanten der elastischen Walze 2 wird auch an der Berührungsstelle mit der sie umhüllen den Lauffläche erreicht, indem diese mit Nuten 24 oder Schlitzen 13 versehen wird (Fig. 12, 13). Die letzteren haben den Vor teil, dass die Sichterluft einen besserer! Zu tritt zu dem Mahlgut hat.
Wie oben erwähnt, ist es eine Eigen schaft der als Schraubenfedern ausgebildeten elastischen Walzen, dass sie, wenn sie ganz zusammengeschoben sind, weder das Mahl- gut, noch die Sichterluft vom Innenraum der Walze nach aussen durchlassen. Zu diesem Zwecke werden die Kanten der Federbänder mit Nuten 14 (Fig. 14 bis 16) oder Ausspa rungen versehen, die es ermöglichen, dass selbst im zusammengepressten Zustand der Schraubenfedern das Mahlgut und die Sichterluft durch die Walzen streichen kön nen.
Diese Nuten können gleichzeitig als Zahnlücken für einen zwangläufigen Antrieb der elastischen Walzen benutzt werden, falls die Reibung der treibenden festen Walze für den Antrieb nicht ausreichen sollte. In einem solchen Fall wird die treibende, feste Walze mit Zähnen 15 (Fig. 14 und 15) versehen, die in die oben erwähnten Aussparungen 14 der Schraubenfedern eingreifen.
Anderseits ist es zweckmässig, die die elastischen Walzen umhüllende Lauffläche an passenden Stellen mit Löchern oder Schlitzen zu versehen, um dem Mahlgrit und der Sichterluft einen freien Durchlass zu ge währen. Demgemäss ist bei der Ausführungs form gemäss Fig. 12 die Lauffläche (Spann hülse 7) mit Schlitzen 1-3 versehen, durch die das Feingut in einen Ringkanal 16 und von dort mit dem Luftstrom in den Stutzen 17 gelangt, an den der Sichter angeschlossen ist. Der Eintritt der Luft erfolgt durch den Stutzen 18.
Bei Mühlen grösseren Durchmessers, wie sie beispielsweise in den Fig. 1 und 2 dar gestellt sind, ist die starre Triebwalze '1 zweckmässig als Hohlzylinder ausgebildet und in dem so entstandenen Hohlraum ein selbständiges Mühlenaggregat untergebracht. Eine solche Ausführungsform zeigt Fig. 18. Hier ist die Innenfläche der starren Walze mit einem Gewinde versehen, durch das das in den Hohlraum und in das dort befindliche illühlenaggregat gelangte Nahlgut wieder nach aussen zurückgeführt wird.
Die Sichterluft kann entweder aus der Innenmühle in die Aussenmühle geführt wer den (Reihenschaltung), oder es kann die Sichterluft auch getrennt den beiden Mühlen aggregaten zugeführt werden (Parallelschal tung). Ebenso kann der Antrieb der starren Walzen der Innenmühle entweder unab hängig oder gemeinsam mit dem Antrieb der Aussenmühle erfolgen.
Die Oberfläche der elastischen Walzen wird je nach dem Mahlgut glatt, genutet oder gemustert ausgeführt. Fig. 19 zeigt eine Musterung der Oberfläche, mittelst der man beispielsweise dünne Metallfolien oder der gleichen zerkleinern kann.
Roller mill for crushing grains and hard material. The invention relates to a roller mill for comminuting grains and hard material. Such mills are known in which one of two co-operating rollers is resiliently mounted in order to enable evasion and to avoid breakage and undue stress on the roller cones when passing through ziz hard or too large pieces of the ground material.
However, even if the actual hindrance is only a small fraction of the length of the roller, this deflection of the spring-loaded roller interrupts the grinding work along the entire length of the roller, where a large amount of unground material can pass between the rollers.
The arrangement of flexible bearings for the evasive roller is difficult, expensive and also has the disadvantages that, on the one hand, the bearings must be sealed against the interior of the mill housing and, on the other hand, the temperature of the classifier air in the mill is severely limited due to the need for lubrication .
There are also mills known whose rollers are provided with resilient surfaces. These known arrangements, however, like to provide a rigid one for the rollers, which in turn has to be stored, whereby the above-mentioned disadvantage remains (limitation of the temperature of the sifter air with regard to the lubrication).
According to the present invention, at least one roller of the mill is now inherently elastic (resilient). Preferably, the rollers consist of a band made of steel or the like, which is wound as a cylindrical, conical or double-conical coil spring.
In order to eliminate the axial thrust, two counter-rotating helical spring rollers or several such counter-rotating pairs of rollers are expediently used, the axial thrusts of which cancel each other out. It is also expedient to provide devices for achieving and changing the pretensioning of the elastic rollers to achieve a scissor-like cutting effect, as well as guide devices for the rollers and devices for guiding the ground material and the classifier air.
In the case of mills with a larger diameter, the roller is expediently designed as a hollow cylinder and the cavity thus created is used to accommodate a further mill unit.
Several embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing.
Fig. 1 and 2 show a mill with a central rigid roller and four elastic rollers arranged around it, which are guided in cages, with a device for achieving and changing the preload, namely Fig. 1 is a section according to - II of Fig. 2 and Fig. 2 is a section according to II II of Fig. 1. In this Ausfüh approximately form, the axial rollers consist of springs wound in one direction screws.
3, 4 and 5 show three different roller shapes in longitudinal section, namely a cylindrical, a conical and a double-conical; 6 shows a counter-wound cylindrical roller in longitudinal section; 7 shows two pairs of conical, elastic rollers wound in opposite directions, to cooperate with a correspondingly shaped, central, rigid roller with a device for pretensioning these rollers; Fig. 8 shows an embodiment in which the rigid roller is provided with helical grooves, whereby scissors-like working cutting edges arise in the contact points;
9 shows an embodiment in which a helical spring is pushed over the rigid roller for the same purpose; 10 and 11 show two cross-sectional shapes of the steel strip from which the elastic rolls are wound; FIG. 12 shows a device in which the diameter of the running surface surrounding the elastic rollers is changed.
In the same figure, a special execution of the air duct is shown; Figure 13 is a section along 13-18 of Figure 12; 14 and 15 show, in two projections, a design of the rollers with grooves or recesses for the passage of the ground material and the classifier air; Fig. 16 shows an embodiment which differs somewhat from Fig. 14; Fig.17 shows a multi-part mill housing;
18 shows an embodiment in which a further mill unit is built into the hollow rigid drive roller; Fig. 19 shows an embodiment in which the surface of the elastic roller is provided with grooves or patterns; Fig. 20 shows schematically how the roller works in relation to a harder grinding grain.
In the figures, 1 are the rigid drive rollers, 2 the elastic rollers, 3 seals, 4 the mill housing. The ela elastic rollers consist, as mentioned, of a single or multi-thread cylindrical (Fig. 3), conical (Fig. 4) or double conical (Fig. 5) coil spring. If the strip from which the coil spring is wound has a rectangular or square cross-section, there is a risk that the rollers will push themselves together during the grinding process and that the individual turns of the coil springs will press against one another so strongly that they literally stick to one another.
Therefore, the cross-section of the tape is given such shaped edges, for example rounded edges according to Fig. -10 or trapezoidal shape according to Fig. 11, that the turns touch with as small an area as possible if the coil springs are completely compressed.
As soon as an obstacle gets between these two elements with such a combination of elastic rollers and a rigid counter surface (FIG. 20), the whole working roller is not lifted off, but rather a resilient retreat of that part of the elastic roller 2 which is just the obstacle 30, while rend the remaining part of this roller with the rigid counter surface 7 remains in connection and thus no interruption of the grinding process takes place.
The nature of the elastic rolls requires a certain amount of pretensioning thereof, which can be achieved in various ways. In the simplest embodiment, it can be achieved by arranging the elastic roller between two or more rigid rollers (FIG. 8), which have a certain distance from the start, or one of which can be adjustable. The preload can also be achieved in that the mill housing is constructed in several parts and the inner diameter of the mill housing is increased or decreased by bringing the housing parts closer together (FIG. 17).
In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the prestressing is achieved by segment-like wedges 5, which are arranged on the inner wall of the mill housing 4 and can be adjusted from the outside. These wedges are separated by slightly lower spacers 6 between tween the wedges, where by the edges of the wedges 5 against the obliquely rolling over them. Edges of the coil springs of the elastic rollers form cutting edges that work like scissors at the contact point and cut up the grist.
It is easily possible, instead of making the diameter of the housing, the diameter of the driving rigid roller variable. and thereby the necessary pre-tensioning of the elastic rollers to reach it.
In the embodiment according to FIG. 7, the pretensioning is regulated by adjusting the conical rigid rollers 1 in the longitudinal direction, for example by tightening a screw 20.
In the embodiment according to FIG. 12, a clamping sleeve 7 is seated in the mill housing 4 and is pressed or drawn into its seat in the housing by means of screws 9 by means of a pressure ring 8. In this way you can also regulate the pretensioning of the elastic rollers. In addition, the tension of the elastic rollers naturally depends on the amount of material to be ground, in such a way that the pressure increases when the layer of material to be ground between the grinding surfaces is increased.
In FIG. 8, the cutting effect of the edges of the cylindrical helical spring 2 at the point of contact with the driving roller 1 is achieved in that the roller 1 is provided with helical grooves 10. The same is achieved in the embodiment according to FIG. 9 in that a helical spring 11 is pushed over the roller 1.
The ground material is introduced into the mill through a feed hopper 22, the classifier air is introduced through openings 1.8 and the milled material is discharged with the classifier air through openings 17.
So that the grist can trickle freely through the elastic rollers 2's, it is advisable to wind the coil springs of these rollers so that enough large spaces 12 remain between the individual courses (Fig. 3, 4, 5, 6, 19 ), which at the same time increase the scissors-like cutting effect of the screws. This cutting action of the edges of the elastic roller 2 is also achieved at the point of contact with which it envelops the running surface by providing it with grooves 24 or slots 13 (FIGS. 12, 13). The latter have the advantage that the classifier air is better! To occurs to the grist.
As mentioned above, it is a property of the elastic rollers designed as helical springs that, when they are pushed together completely, they neither let the ground material nor the classifier air through from the inside of the roller to the outside. For this purpose, the edges of the spring strips are provided with grooves 14 (FIGS. 14 to 16) or recesses that allow the ground material and the classifier air to pass through the rollers even when the helical springs are compressed.
These grooves can also be used as tooth gaps for a positive drive of the elastic rollers if the friction of the driving fixed roller should not be sufficient for the drive. In such a case, the driving, fixed roller is provided with teeth 15 (Figs. 14 and 15) which engage in the above-mentioned recesses 14 of the coil springs.
On the other hand, it is useful to provide the running surface surrounding the elastic rollers with holes or slots at suitable points in order to allow the grinding grit and the sifter air a free passage. Accordingly, in the embodiment according to FIG. 12, the running surface (clamping sleeve 7) is provided with slots 1-3 through which the fine material enters an annular channel 16 and from there with the air flow into the nozzle 17 to which the sifter is connected . The air enters through the nozzle 18.
In the case of larger diameter mills, as shown, for example, in FIGS. 1 and 2, the rigid drive roller 1 is expediently designed as a hollow cylinder and an independent mill unit is housed in the cavity thus created. Such an embodiment is shown in FIG. 18. Here the inner surface of the rigid roller is provided with a thread, through which the material that has got into the cavity and into the mill unit located there is returned to the outside again.
The classifier air can either be fed from the internal mill into the external mill (series connection), or the classifier air can also be fed separately to the two mill units (parallel connection). Likewise, the drive of the rigid rollers of the inner mill can be done either independently or together with the drive of the outer mill.
The surface of the elastic rollers is smooth, grooved or patterned depending on the material to be ground. 19 shows a pattern of the surface, by means of which, for example, thin metal foils or the like can be comminuted.