DE29616319U1 - Roll crusher - Google Patents
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Description
Martin Ströer
Bannberscheider Straße 2Martin Stroeer
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56424 Moschheim56424 Moschheim
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Walzenbrecher zum Zerkleinern von Brechgut der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.The present invention relates to a roller crusher for crushing crushed material of the type mentioned in the preamble of claim 1.
Bei bekannten Walzenbrechern werden die Walzen, nämlich die Brecherwalzen einschließlich Vorbrecherwalzen, mechanisch im Verbund angetrieben. Wenn nun Fremdkörper hoher Festigkeit, wie beispielsweise Steine, Stahlstücke (z.B. Baggerzähne, Reste von Stahlstützen) und wasserhaltiges Brechgut, das bei Kälte gefroren und besonders grobstückig ist, zwischen die Brecherwalzen geraten, können diese blockieren. Dies führt zu kostspieligen Betriebsstörungen, Um das die Betriebsstörung hervorrufende Brechgut bzw. die Fremdkörper zu entfernen, müssen bislang die blockierten Walzenbrecher von Hand mittels Schaufel leergeräumt werden, was in der Regel einen Stillstand des Walzenbrechers von typischerweise zwei bis drei Stunden und mehr bedeutet. Außerdem besteht durch die Blockade die Gefahr einer Zerstörung des Drehantriebsmechanismus für die Brecherwalzen.In known roller crushers, the rollers, namely the crusher rollers including the pre-crusher rollers, are mechanically driven in conjunction. If foreign bodies of high strength, such as stones, pieces of steel (e.g. excavator teeth, remains of steel supports) and water-containing crushed material that freezes in cold weather and is particularly coarse, get between the crusher rollers, they can become blocked. This leads to costly operational disruptions. In order to remove the crushed material or foreign bodies causing the operational disruption, the blocked roller crushers have to be cleared out by hand using a shovel, which usually means that the roller crusher is down for two to three hours or more. In addition, the blockage poses the risk of destroying the rotary drive mechanism for the crusher rollers.
Um den Drehantriebsmechanismus durch eine Blockierung derTo stop the rotary drive mechanism by blocking the
Brecherwalzen vor einer Zerstörung zu schützen, ist es bekannt, Sollbruchstellen in Form von Scherbolzen, beispielsweise zwischen Zahnrad und zugeordneter Welle des Drehantriebsmechanismus, vorzusehen. Dabei muß jedoch in Kauf genommen werden, daß diese SolIbruchstellen häufig zerstört werden und einer Erneuerung bedürfen.In order to protect crusher rollers from destruction, it is known to provide predetermined breaking points in the form of shear bolts, for example between the gear wheel and the associated shaft of the rotary drive mechanism. However, it must be accepted that these predetermined breaking points are often destroyed and require replacement.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Walzenbrecher der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art so auszugestalten, daß durch Blockierung der Brecherwalzen hervorgerufene Stillstandszeiten zumindest verringert, wenn nicht gar verhindert werden.The invention is based on the object of designing a roller crusher of the type specified in the preamble of claim 1 in such a way that downtimes caused by blockage of the crusher rollers are at least reduced, if not completely prevented.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the characterizing features of claim 1. Advantageous further developments of the invention are specified in the subclaims.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Vorschlag erhalten die Brecherwalzen jeweils ihren eigenen Antrieb, wobei dieser in seiner Drehrichtung umkehrbar ist.According to the inventive proposal, the crusher rollers each receive their own drive, the direction of rotation of which is reversible.
Es hat sich gezeigt, daß ein Großteil der zur Walzenblockierung führenden Störfälle bereits dadurch erledigt werden kann, daß bei einer Umkehr der Drehrichtung die Brecherwalzen wieder freilaufen können, um das die Blockade hervorrufende Brechgut danach in einer anderen Stellung störungsfrei einzuziehen und zu zerkleinern. So kann gegebenenfalls zu wiederholten Malen eine Zerkleinerung ohne mechanischen Schaden am Drehantriebsmechanismus versucht werden, wohingegen gemäß dem Stand der Technik jedes Mal ein Scherbolzen zu BruchIt has been shown that a large proportion of the malfunctions that lead to roller blockages can be resolved by reversing the direction of rotation so that the crusher rollers can run freely again, so that the material causing the blockage can then be drawn in and crushed without any problems in a different position. In this way, crushing can be attempted repeatedly without causing mechanical damage to the rotary drive mechanism, whereas according to the state of the art, a shear bolt would break each time.
geht, und letztlich die Notwendigkeit zum manuellen Ausräumen besteht.and ultimately the need for manual clearing exists.
Im übrigen bedeutet die erfindungsgemäß vorgesehene Drehrichtungsumkehr der miteinander zusammenwirkenden Brecherwalzen auch eine neuartige Arbeitsweise hinsichtlich der Zerkleinerung. Anstatt nämlich das Brechgut zwischen das Walzenpaar einzuziehen, wie bislang, wird durch einen gegensinnigen Antrieb der Brecherwalzen das Brechgut mittels der Brechorgane bzw. Zähne gegen Abstreifleisten gedruckt und beim Durchgang der Brechorgane zerkleinert. Dies erweist sich als besonders vorteilhaft bei Brechgut, welches ansonsten beim Walzen zum Plastifizieren bzw. Zusammenbacken neigt, wodurch eine ausreichende Zerkleinerung verhindert wird. Im Gegensatz dazu gewährleistet der erfindungsgemäße Walzenbrecher mit gegensinnig angetriebenen Brecherwalzen eine wirksame {ein Plastifizieren verhindernde) Zerkleinerung von Brechgut.Furthermore, the reversal of the direction of rotation of the interacting crusher rollers provided by the invention also means a new way of working with regard to comminution. Instead of pulling the crushed material between the pair of rollers, as was previously the case, the crushed material is pressed against scraper bars by means of the crushing elements or teeth by driving the crusher rollers in opposite directions and is crushed as it passes through the crushing elements. This proves to be particularly advantageous for crushed material which otherwise tends to plasticize or cake when rolled, thereby preventing sufficient comminution. In contrast, the roller crusher according to the invention with crusher rollers driven in opposite directions ensures effective comminution of crushed material (which prevents plasticization).
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist jeder Brecherwalzen-Drehantrieb stufenlos einstellbar bzw. regelbar. Diese stufenlose und voneinander unabhängige Drehzahlregelung erlaubt eine Optimierung der Zerkleinerungsleistung. Soweit bislang beim Stand der Technik voneinander abweichende Drehzahlen der Brecherwalzen vorgesehen waren, waren diese durch das übersetzungsverhältnis des mechanischen Drehantriebsmechanismus starr festgelegt. Demgegenüber erlaubt die erfindungsgemäß vorgesehene unabhängige Regelung der Drehzahl jedes Drehantriebs fallweise eine vorteilhafte Anpassung an das zu zerkleinernde Brechgut, wodurch eine deutliche Leistungssteigerung erzielt wird. SoAccording to an advantageous development of the invention, each crusher roller rotary drive is infinitely adjustable or regulatable. This infinitely variable and independent speed control allows optimization of the crushing performance. To the extent that different speeds of the crusher rollers were previously provided for in the state of the art, these were rigidly determined by the transmission ratio of the mechanical rotary drive mechanism. In contrast, the independent control of the speed of each rotary drive provided by the invention allows advantageous adaptation to the material to be crushed in certain cases, which achieves a significant increase in performance.
können beispielsweise statt bislang etwa 70 Tonnen/Stunde jetzt 300 Tonnen/Stunde und mehr an Brechgut durchgesetzt werden. Dadurch wird der erfindungsgemäße Walzenbrecher sogar unabhängig von einer Vordosierung, wie sie bislang in Form eines Kastenbeschickers für die bekannten Walzenbrecher üblich war.For example, instead of the previous 70 tons/hour, 300 tons/hour and more of crushed material can now be processed. This means that the roller crusher according to the invention is even independent of pre-dosing, as was previously the case for the known roller crushers in the form of a box feeder.
Vorteilhafterweise sind bei dem erfindungsgemäßen Walzenbrecher außerdem die Abstände der Brecherwalzen zueinander veränderlich. Dies geschieht beispielsweise mittels Hydraulikzylindern, Spindelantrieben und dergleichen zur Verstellung der Lagereinheit für die Brecherwalzen, wodurch störendes Brechgut und Fremdkörper auf ein unter dem Walzenbrecher laufendes Förderband ausgebracht werden können. Die Verstellbarkeit der Walzenabstände erlaubt zudem, daß der Korndurchmesser des Brechguts beliebig variiert werden kann, was die Einsatzfähigkeit des erfindungsgemäßen Walzenbrechers erhöht. Im Gegensatz hierzu sind herkömmliche Walzenbrecher auf ein bestimmtes Kornmaß festgelegt.Advantageously, in the roller crusher according to the invention, the distances between the crusher rollers can also be changed. This is done, for example, by means of hydraulic cylinders, spindle drives and the like to adjust the bearing unit for the crusher rollers, whereby disruptive crushed material and foreign bodies can be discharged onto a conveyor belt running under the roller crusher. The adjustability of the roller distances also allows the grain diameter of the crushed material to be varied as desired, which increases the usability of the roller crusher according to the invention. In contrast, conventional roller crushers are fixed to a certain grain size.
Als Brecherwalzendrehantrieb kommt beispielsweise ein Hydraulikmotor oder ein Elektromotor in Betracht, wobei die Drehrichtung dieser Motoren umkehrbar ist. Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme dient ein lastabhängiges Regelorgan zum Stillsetzen des Drehantriebs bei Erreichen eines Lastschwellenwerts, das im Fall des Hydraulikmotors ein Überdruckventil und im Fall des Elektromotors beispielsweise ein Leistungsrelais oder eine Drehmomentkupplung aufweist.A hydraulic motor or an electric motor can be used as a rotary drive for the crusher roller, for example, whereby the direction of rotation of these motors is reversible. As an additional safety measure, a load-dependent control device is used to stop the rotary drive when a load threshold is reached, which in the case of the hydraulic motor has a pressure relief valve and in the case of the electric motor, for example, a power relay or a torque clutch.
Um das Zerkleinern des Walzenbrechers zu optimieren, ist
erfindungsgemäß eine Einrichtung zum automatischen bzw.
programmierbaren Umkehren der Drehrichtung der Drehantriebe vorgesehen.
5In order to optimize the crushing of the roller crusher, the invention provides a device for automatically or programmably reversing the direction of rotation of the rotary drives.
5
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; es zeigen:The invention is explained in more detail below using the drawing as an example; in the drawings:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Walzenbrechers,Fig. 1 is a partially sectioned front view of an embodiment of the roller crusher according to the invention,
Fig, 2 eine Seitenansicht des Walzenbrechers von Fig. 1,Fig. 2 is a side view of the roller crusher of Fig. 1,
undand
Fig. 3 eine Schnittansicht des Walzenbrechers von Fig. 1 in einer Ebene senkrecht zu den Walzenachsen.Fig. 3 is a sectional view of the roll crusher of Fig. 1 in a plane perpendicular to the roll axes.
Der in Fig. 1 bis 3 gezeigte Walzenbrecher weist ein Gehäuse 1 mit einander gegenüberliegenden, im wesentlichen senkrechten Seitenwänden 2 und 3 auf. Mit der offenen Oberseite des Gehäuses 1 ist ein Einfülltrichter 4 verbunden, der eine allgemein konische, sich von außen noch innen verjüngende Form aufweist. Die quer zu den Seitenwänden 2 und 3 verlaufenden Vorder- und Rückwände 5 und 6 verlaufen im unteren Teil ebenso wie die Seitenwände 2 und 3 senkrecht und im oberen Teil auf das Innenende des Trichters 4 zu geneigt (Fig. 3).The roller crusher shown in Fig. 1 to 3 has a housing 1 with opposing, essentially vertical side walls 2 and 3. A filling funnel 4 is connected to the open top of the housing 1, which has a generally conical shape that tapers from the outside to the inside. The front and rear walls 5 and 6, which run transversely to the side walls 2 and 3, run vertically in the lower part, just like the side walls 2 and 3, and in the upper part are inclined towards the inner end of the funnel 4 (Fig. 3).
Wie aus Fig. 3 ferner hervorgeht, sind im Innern des Gehäuses 1 zwei Brecherwalzen 11 und 12 angeordnet, die sich im wesentlichen über die gesamte Breite des Gehäuses 1 zwischen den Seitenwänden 2 und 3 erstrecken und jeweils von einer Welle 13, 14 getragen sind, die in Drehlagern 15,As can also be seen from Fig. 3, two crusher rollers 11 and 12 are arranged inside the housing 1, which extend essentially over the entire width of the housing 1 between the side walls 2 and 3 and are each carried by a shaft 13, 14 which is mounted in pivot bearings 15,
16 gelagert ist, die beidseits an den Seitenwänden 2 und 3 angeordnet sind. Jeweils ein Ende der Wellen 13, 14 steht seitlich über das Gehäuse 1 vor und weist einen Flansch 17 auf. Das freie Abschlußende jeder Welle 13, 14 ist an einen nachfolgend näher erläuterten Drehantrieb, nämlich hier einen Radialkolbenmotor 18, anschließbar. Mit 19 ist hier eine Einrichtung zum Verstellen der Brecherwalzen 11, 12, nämlich ihrer jeweiligen Lagereinheit bezeichnet. Dadurch lassen sich die gegenseitigen Abstände der Brecherwalzen 11, 12 variieren. Die Einrichtung 19 kann insbesondere in Form eines Hydraulikzylinders oder eines Spindelantriebs realisiert werden.16, which are arranged on both sides of the side walls 2 and 3. One end of each of the shafts 13, 14 protrudes laterally beyond the housing 1 and has a flange 17. The free end of each shaft 13, 14 can be connected to a rotary drive, which is explained in more detail below, namely a radial piston motor 18. 19 here designates a device for adjusting the crusher rollers 11, 12, namely their respective bearing unit. This allows the mutual distances between the crusher rollers 11, 12 to be varied. The device 19 can be implemented in particular in the form of a hydraulic cylinder or a spindle drive.
Die Brecherwalzen 11 und 12 sind identisch ausgebildet und haben in an sich bekannter Weise eine kreiszylindrische Mantelfläche, von der Brechorgane - im dargestellten Beispiel sechs - gleichmäßig beabstandete Zähne 21, 21' radial vorstehen, die Bestandteile von Ringscheiben 20, 20' bilden, die fest mit den Brecherwalzen 11, 12 verbunden sind. Die Ringscheiben 20, 20' sind auf jeder Brecherwalze 11, 12 axial aufeinanderfolgend derart drehversetzt, daß die Zähne 21, 21' jeder zweiten Ringscheibe miteinander axial fluchten, während die Zähne unmittelbar benachbarter Ringscheiben um einen halben Zahnabstand in Umfangsrichtung versetzt sind. Außdem erfolgt der Drehantrieb der beiden Brecherwalzen 11, 12 bevorzugt so, wie in Fig. 3 dargestellt mit einem relativen Drehversatz von einem halben Zahnabstand.The crusher rollers 11 and 12 are identically designed and have a circular cylindrical surface in a manner known per se, from which crushing elements - in the example shown six - evenly spaced teeth 21, 21' protrude radially, which form components of ring disks 20, 20', which are firmly connected to the crusher rollers 11, 12. The ring disks 20, 20' are axially successively offset on each crusher roller 11, 12 in such a way that the teeth 21, 21' of every second ring disk are axially aligned with one another, while the teeth of immediately adjacent ring disks are offset by half a tooth spacing in the circumferential direction. In addition, the rotary drive of the two crusher rollers 11, 12 is preferably carried out as shown in Fig. 3 with a relative rotational offset of half a tooth spacing.
Im Bodenbereich des Gehäuses 1 sind unterhalb der beiden Brecherwalzen 11, 12 parallel zu diesen verlaufende Abstreifleisten 22 und 23 vorgesehen, die eine Reihe vonIn the bottom area of the housing 1, scraper bars 22 and 23 are provided below the two crusher rollers 11, 12, running parallel to them, which form a series of
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&khgr; · 4 ···
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Abstreifmessern 24 und 25 tragen, die schräg in die Zwischenräume zwischen den Brechorganen 20a, 20b vorstehen und so beabstandet sind, daß sie in die Zwischenräume zwischen die Ringscheiben 20, 20' eingreifen. Eine ähnliche Abstreifleisten-ZAbstreifmesseranordnung ist im oberen Bereich des Gehäuses 1 angeordnet, und diese Anordnungen sind in Fig. 3 mit 22', 24' bzw. 23', 25' bezeichnet. Die Abstreifleisten 22', 23' dieser Abstreifanordnungen sind durch Schutzbleche 7 und 8 mit einer Bodenstruktur 9, 10 des Gehäuses 1 in Form von U-Profilen fest verbunden. Die Abstreifmesser 24', 25' dieser Abstreifanordnungen greifen mit voller Klingenbreite zwischen die Ringscheiben 20, 20' ein und sind damit um 90° gegenüber den Abstreifmessern 24, 25 der unteren Abstreifanordnungen gedreht angeordnet, deren Klingenbreite parallel zu den Ringscheiben verläuft (Fig. 3).Scraper blades 24 and 25 which protrude obliquely into the spaces between the crushing elements 20a, 20b and are spaced apart so that they engage in the spaces between the ring disks 20, 20'. A similar scraper bar/scraper blade arrangement is arranged in the upper area of the housing 1, and these arrangements are designated 22', 24' and 23', 25' in Fig. 3. The scraper bars 22', 23' of these scraper arrangements are firmly connected to a base structure 9, 10 of the housing 1 in the form of U-profiles by protective plates 7 and 8. The scraper blades 24', 25' of these scraper arrangements engage with their full blade width between the ring disks 20, 20' and are thus arranged rotated by 90° relative to the scraper blades 24, 25 of the lower scraper arrangements, whose blade width runs parallel to the ring disks (Fig. 3).
Im oberen Bereich des Gehäuses 1 Mündungsbereichs des Trichters 4 in Vorbrecherwalze 30 vorgesehen, dieIn the upper part of the housing 1 mouth area of the funnel 4 in pre-crusher roller 30 is provided, which
ist unterhalb des dem Gehäuse 1 eine oberhalb der einenis below the housing 1 one above the one
Brecherwalze 11 seitlich versetzt angeordnet ist und sich parallel zu dieser erstreckt. Die Vorbrecherwalze 30 ist ebenso wie die Brecherwalzen 11, 12 in den beiden Seitenwänden 2, 3 mit ihrer Welle 31 in Lagern 32 und 33 gelagert. Die Vorbrecherwalze 30 ist über das eine Drehlager 33 hinaus über die Seitenwand 2 vorstehend axial verlängert und weist dort eine ähnliche Flansch- und Anschlußstruktur auf wie die Brecherwalzen 11, 12. Auf der Mantelfläche der Vorbrecherwalze 30 sind axial gleichmäßig beabstandete Brechorgane mit jeweils einem radial vorstehenden Zahn 34 angeordnet, die im dargestellten Beispiel auch als Messer 35 ausgebildet sind und über denCrusher roller 11 is arranged laterally offset and extends parallel to it. The primary crusher roller 30, like the crusher rollers 11, 12, is mounted in the two side walls 2, 3 with its shaft 31 in bearings 32 and 33. The primary crusher roller 30 is axially extended beyond the side wall 2 via the one pivot bearing 33 and has a similar flange and connection structure there as the crusher rollers 11, 12. On the outer surface of the primary crusher roller 30, axially evenly spaced crushing elements are arranged, each with a radially protruding tooth 34, which in the example shown are also designed as knives 35 and extend beyond the
Walzenumfang mit einem Winkel abstand von 90° aufeinander folgen. Der relative Winkelversatz der Zähen der axial aufeinander folgenden Brechorgane beträgt in Umfangsrichtung ebenfalls 90°. Außerdem haben die Zähne 34 eine Länge derart, daß sie im Drehbetrieb abwechselnd in den Mündungsbereich des Trichters 4 ragen bzw. zur Brecherwalze 11 weisen.The teeth 34 follow one another at an angular distance of 90° around the circumference of the roller. The relative angular offset of the teeth of the crushing elements that follow one another axially is also 90° in the circumferential direction. In addition, the teeth 34 have a length such that, during rotation, they alternately protrude into the mouth area of the hopper 4 or point towards the crushing roller 11.
Die erfindungsgemäße Besonderheit des in Fig. 1 bis 3 gezeigten Walzenbrechers besteht darin, daß jede der beiden Brecherwalzen 11, 12 ebenso wie die Vorbrecherwalze 30 durch einen eigenen Drehantrieb angetrieben wird (hier einen Radialkolbenmotor 18), wobei die Drehrichtung - wie mit Drehpfeil versinnbildlicht - umkehrbar ist.The special feature according to the invention of the roller crusher shown in Fig. 1 to 3 is that each of the two crusher rollers 11, 12 as well as the pre-crusher roller 30 is driven by its own rotary drive (here a radial piston motor 18), whereby the direction of rotation - as symbolized by the rotation arrow - is reversible.
Insbesondere erfolgt der Antrieb der beiden Brecherwalzen 11 und 12 zur Verarbeitung von über den Trichter 4 zugeführtem Brechgut mit gegensinniger Drehung.In particular, the two crusher rollers 11 and 12 for processing crushed material fed via the hopper 4 are driven with opposite rotation.
Wenn ein Störfall auftritt, d.h., wenn Brechgut bzw. Fremdkörper sich zwischen dem Paar von Brecherwalzen 11, 12 verklemmt hat, kann durch Umkehr der Drehrichtung der Brecherwalzen 11, 12 erreicht werden, daß das eingeklemmte Brechgut freikommt, so daß die Brecherwalzen wieder freilaufen können, um daraufhin das Brechgut an anderer Stelle störungsfrei wieder einzuziehen und bestimmungsgemäß zu zerkleinern. In ähnlicher Weise kann ein störungsfreies Zusammenwirken zwischen der Vorbrecherwalze 30 und den darunter angeordneten Brecherwalze 11, 12 erreicht werden, nämlich durch eine Umkehr der Drehrichtung der Vorbrecherwalze 30, ggfs. auch gleichzeitig der Brecherwalzen 11. 12.If a malfunction occurs, i.e. if crushed material or foreign bodies have become jammed between the pair of crusher rollers 11, 12, the jammed crushed material can be released by reversing the direction of rotation of the crusher rollers 11, 12, so that the crusher rollers can run freely again in order to then draw the crushed material back in at another location without any problems and crush it as intended. In a similar way, a trouble-free interaction between the primary crusher roller 30 and the crusher rollers 11, 12 arranged underneath can be achieved, namely by reversing the direction of rotation of the primary crusher roller 30, and possibly also of the crusher rollers 11, 12 at the same time.
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