Sichtermühle mit Antrieb

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Sichtermühle mit nur einem Antriebsmotor, wobei die Antriebswelle des Antriebsmotors mit der Antriebswelle des Mahlrotors der Sichtermühle unmittelbar in Antriebsverbindung steht und dass die Antriebswelle der Antriebsmotors mit der Antriebswelle des Sichters der Sichtermühle über ein Getriebe mit einstellbarer Übersetzung in Antriebsverbindung steht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Sichtermühle mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

[0002] Sichtermühlen der hier betroffenen Art, wie sie heute hergestellt und auf dem Markt angeboten werden, sind aus der WO 2005/107950 A1 und der DE 195 20 325 A1 bekannt. Sie besitzen ein Gehäuse, in dem ein Mahlrotor und ein Sichter untergebracht sind. Das Gehäuse ist mit einer Produktzuführung und einen Feingutaustritt ausgerüstet. Der Transport des Mahlgutes innerhalb der Sichtermühle erfolgt mit Hilfe eines Luftstromes.

[0003] Sichtermühlen dieser Art sind üblicherweise mit zwei Antriebsmotoren ausgerüstet. Einer der Motoren treibt den Mahlrotor an, der andere den Sichter. Der Grund dafür liegt in dem Bestreben, die Sichtermühlen bei einer Vielzahl von Anwendungen einsetzen zu können, d.h., nicht in Bezug auf die Art des Mahlgutes und/oder die gewünschte Körnung des Feingutes beschränkt zu sein. Dieses Ziel der Variabilität kann am besten erreicht werden, wenn die Drehzahlen von Mahlrotor und Sichter unabhängig voneinander einstellbar sind.

[0004] Sichtermühlen der erwähnten Art sind nicht nur bezüglich ihrer Herstellkosten - wegen der beiden Antriebsmotoren - sondern auch bezüglich ihrer Betriebskosten aufwendig. Erhöhte Betriebskosten entstehen insbesondere beim Einsatz von Produkten, die sich relativ leicht zerkleinern und sichten lassen. Bei Anwendungen dieser Art nimmt der Luftvolumenstrom Einfluss auf die Drehzahl des Sichters. Der Anteil der Antriebsenergie, die vom Luftvolumenstrom auf den Sichter ausgeübt wird, ist nicht konstant und kann hohe Werte annehmen. Zur Einhaltung gewünschter Drehzahlen muss der Sichter-Antriebsmotor zeitweise sogar stark gebremst werden. Ein solcher Betrieb der Sichtermühle ist mit relativ hohen Energieverlusten verbunden. Eine Veränderung des Luftvolumenstromes ist nicht möglich, da er nicht nur den Durchsatz sondern auch die Körnung des Feingutes mitbestimmt und diese Parameter unverändert bleiben sollen.

[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Sichtermühle mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sowohl die Herstellkosten als auch die Betriebskosten zu senken, ohne ihre Variabilität einzuschränken.

[0006] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche gelöst.

[0007] Die erfindungsgemäße Sichtermühle besitzt nur einen Antriebsmotor. Auch wenn sie statt eines zweiten Antriebsmotors ein Getriebe benötigt, sind ihre Herstellkosten günstiger. Das Getriebe ermöglicht es, den Sichter mit einer anderen Drehzahl als der Drehzahl des Mahlrotors zu betreiben und auch eine eingestellte Drehzahl des Sichters ohne Abbremsung konstant zu halten, selbst wenn der Luftvolumenstrom überwiegend zum Antrieb des Sichters beiträgt. In diesem Fall tritt eine Entlastung des Antriebs ein, so dass die insgesamt aufzubringende Energie sinkt.

[0008] Das Getriebe ist zweckmäßig stufenlos einstellbar und kann mechanisch oder hydraulisch ausgebildet sein. Besonders zweckmäßig ist die Verwendung eines stufenlos einstellbaren Keilriemen-Verstellgetriebes bzw. Spreizscheiben-Riemengetriebes.

[0009] Eine besonders zweckmäßige Lösung besteht darin, dass die Antriebsverbindung zwischen der Welle des einzigen Antriebsmotors und der Antriebswelle des Sichters als Doppelscheibenantrieb ausgebildet ist.

[0010] Aus der US 6,375,103 B1 ist bereits eine Sichtenmühle mit nur einem Antrieb bekannt. Bei dieser Sichtermühle bilden jedoch der Mahlrotor und der Sichter eine Einheit. Ihr Einsatz ist deshalb auf wenige Anwendungen beschränkt, da Mahlrotor und Sichter nur mit einer gemeinsamen Drehzahl betrieben werden können.

[0011] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigen

• Figur 1 eine schematische Darstellung einer Sichtermühle mit nur einem Antrieb nach der Erfindung und
• Figur 2 ein Ausführungsbeispiel mit einem Doppelscheibenantrieb zwischen der Antriebswelle des einzigen Antriebsmotors und der Antriebswelle des Sichters.

[0012] Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Sichtermühle 1 im Schnitt dargestellt. Das Gehäuse ist mit 2 bezeichnet, die Luftzuführung mit 3, die Produktzuführung mit 4, der Mühlendeckel mit 5, der am Deckel 5 vorgesehene Feingutaustritt mit 6, der Mahlrotor mit 7, das Prallfutter mit 8 und das Sichterrad mit seinen Sichterflügeln mit 9. Antriebswellen 10 für den Sichter 9 und 11 für den Mahlrotor 7 sind nach unten aus dem Gehäuse 2 herausgeführt. Bei der Welle 11 handelt es sich um eine Hohlwelle, innerhalb der die Welle 10 für den Sichter 9 koaxial (Achse 14) angeordnet ist. Der Antrieb des Mahlrotors 7 erfolgt über Riemenscheiben 12, der Antrieb des Sichters über die Riemenscheibe 13.

[0013] Der Mahlrotor 7 besteht aus einer Trägerscheibe 15 und mehreren Zahnrlngscheiben 16. Sie sind auf der Trägerscheibe 15 mit jeweils einem Abstand (je nach Mühlengröße 4 bis 12 mm) untereinander (z.B. mit Hilfe von Bolzen 20 und nicht dargestellten Abstandsringen) befestigt und weisen peripher Zähne auf, welche die Mahlwerkzeuge des Mahlrotors 7 bilden. Das Prallfutter 8 besteht zweckmäßig aus Zahnringscheiben, die ohne Abstand voneinander montiert sind und deren Innenrand die zahnförmigen Mahlwerkzeuge aufweisen. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist in Figur 1 lediglich ein durchgehendes Prallfutter 8 dargestellt.

[0014] Das Sichterrad 9 umfasst die Sichterblätter sowie einen im Zentrum angeordneten Zylinder 18. Der Zylinder 18 hat die Wirkung einer Verengung des Strömungsquerschnittes und damit einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit. Anbackungen können dadurch vermieden werden.

[0015] Das dargestellte Beispiel für eine Sichermühle entspricht der in der internationalen Anmeldung WO 2005/107950 beschriebenen Sichtermühle. Bei anderen Sichtermühlentypen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 kann die Erfindung ebenfalls verwirklicht werden.

[0016] Der einzige Antriebsmotor für die Sichtermühle 1 ist mit 21 bezeichnet, seine parallel zur Mühlenachse 14 angeordnete Antriebswelle mit 22. In Höhe der Riemenscheiben 12 auf der Welle 11 des Mahlrotors 7 trägt die Motorwelle 22 korrespondierende Riemenscheiben 23. Über die gestrichelt dargestellten Riemen 24 besteht eine unmittelbare Antriebsverbindung. Die Drehzahl des Antriebsmotors 21 kann konstant oder einstellbar sein. Wesentlich ist, dass die Drehzahl des Sichters 9 davon unabhängig einstellbar ist.

[0017] Auf der Welle 22 des Antriebsmotors 21 ist eine weitere Riemenscheibe 25 angeordnet. Zwischen dieser Riemenscheibe 25 und der Riemenscheibe 13 auf der Welle 10 des Sichters 9 befindet sich ein als Block 26 dargestelltes Getriebe. Weitere Bestandteile der Antriebsverbindung sind Antriebsriemen zwischen dem Getriebe 26 und den beiden Riemenscheiben 13 bzw. 25. Sie sind mit 27 und 28 bezeichnet.

[0018] Ebenfalls als Blöcke dargestellt sind eine zentrale Steuerung 31 mit Eingabe 32 und Anzeige 33. Zwischen der Steuerung 31 und dem Antriebsmotor 21 besteht eine Verbindung 34, über die die Drehzahl des Antriebsmotors 21 eingestellt werden kann. Außerdem steht die Steuerung 31 über eine Leitung 35 mit einem Drehzahlsensor 36 in Verbindung. Er ist einer Scheibe 37 zugeordnet, die auf der Welle 11 des Mahlrotors 7 befestigt ist. Die vom Sensor 36 der Steuerung zugeführten Signale entsprechen also der Istdrehzahl des Mahlrotors 9. Über die Verbindung 38 zwischen der Steuerung 31 und dem Getriebe 26 erfolgt die Einstellung der Übersetzung des Getriebes.

[0019] Ein weiterer Sensor kann der Welle 10 des Sichters 9 zugeordnet sein, um seine Drehzahl zu kontrollieren. Nur in Figur 2 ist ein Sensor dieser Art dargestellt und mit 39 bezeichnet. Über die Leitung 40 steht er mit der Steuerung in Verbindung.

[0020] Das Getriebe 27 kann beliebig -mechanisch, hydraulisch -ausgebildet sein. Seine Übersetzung kann in Stufen oder stufenlos einstellbar sein. Das Getriebe muss lediglich in der Lage sein, eine eingestellte Übersetzung derart konstant zu halten, dass eine Entlastung des Motors 21 eintritt, wenn der Luftvolumenstrom in der Sichtermühle 1 zum Antrieb des Sichterrades 9 beiträgt. Diese Wirkung wird beispielsweise mit einem Spreizscheibenriemengetriebe erreicht. Getriebe dieser Art werden von der Firma Berges Antriebstechnik GmbH & Co. KG angeboten.

[0021] Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 sind Sichtermühle 1 und Antriebsmotor 21 in Ansicht dargestellt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.

[0022] Wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 umfasst die Antriebsverbindung zwischen der Motorwelle 22 und der Welle 11 die Riemenscheiben 23 auf der Motorwelle 22, die Riemen 24 und die Riemenscheiben 12 auf der Welle 11 des Mahlrotors 7.

[0023] Als Antriebsverbindung zwischen der Motorwelle 22 und der Sichterwelle 10 ist ein Doppelscheibenriemenantrieb vorgesehen. Auf der Antriebswelle (Motorwelle 22) ist eine Verstellscheibe 41 mit ihren beiden Scheibenlaufflächen montiert. Durch axiale Verschiebung einer Scheibenlauffläche kann der Laufdurchmesser des die Scheibe umfassenden Keilriemens 42 stufenlos verstellt werden. Die Verschiebung der Scheibenlauffläche erfolgt mit Hilfe des Stellmotors 43. Auch eine hydraulische Verstellung ist möglich. Über die Verbindung 38 zwischen der Steuerung 31 und dem Stellmotor 43 erfolgt die Verstellung der Verstellscheibe 41.

[0024] Auf der Welle 10 des Sichters 9 ist eine passive Verstellscheibe 44 montiert. Eine ihrer Scheibenlaufflächen steht unter der Wirkung einer Axialfeder 45. Eine Vergrößerung des Laufdurchmessers des Riemens 42 auf der antriebseitigen Verstellscheibe 41 hat die Wirkung, dass sich sein Laufdurchmesser auf der passiven Verstellscheibe 44 verkleinert und umgekehrt. Eine Vergrößerung des Laufdurchmessers des Riemens 42 auf der antriebsseitigen Verstellscheibe 41 bewirkt damit eine Erhöhung der Drehzahl des Sichters 9, eine Verkleinerung des Laufdurchmessers auf der Verstellscheibe 41 eine Reduzierung der Drehzahl des Sichters 9. Der Zustand der maximalen Drehzahl des Sichters 9 ist dargestellt. Doppelscheibenriemenantriebe der geschilderten Art werden ebenfalls von der Firma Berges Antriebstechnik GmbH & Co. KG angeboten.

[0025] Der Betrieb einer Sichtermühle 1 der erfindungsgemäßen Art erfolgt in der Weise, dass sie vor ihrer Betriebnahme auf die Eigenschaften des Mahlgutes eingestellt wird. Ist auch die Drehzahl des Antriebsmotors 21 einstellbar, geschieht das folgendermaßen: Zunächst wird die Drehzahl des Mahlrotors 7 über die Einstellung der Drehzahl des Antriebsmotors 21 so gewählt, dass die Zerkleinerungsbedingungen optimal sind. Die geeignete Auswahl der Drehzahl des Sichters 9 erfolgt über die Einstellung der Übersetzung des Getriebes 26 (Figur 1) bzw. des Doppelscheibenriemenantriebes (Figur 2).

[0026] Mit den Einstellungen der Drehzahlen des Mahlrotors 7 und des Sichters 9 sind die Einstellungen ihrer Umfangsgeschwindigkeiten verbunden. Bei Sichtermühlen der mittleren Größenordnung mit beispielsweise einer Korngröße des Ergebnisses von < 100µm liegt die Umfangsgeschwindigkeit des Mahlrotors bei 100 bis 150 m/s, die des Sichters bei 40 bis 60 m/s. Bei Sichtermühlen dieser Art hat sich die Erfindung besonders bewährt.

Ansprüche

1. Sichtermühle (1) mit einem Gehäuse (2), in dem ein Sichter (9) und ein Mahlrotor (7) drehbar angeordnet sind, mit Antriebswellen (10, 11) für den Sichter (9) und für den Mahlrotor (7), welche aus dem Gehäuse (2) herausgeführt sind, und mit einem außerhalb des Gehäuses (2) befindlichen Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb nur einen Antriebsmotor (21) umfasst, dass die Antriebswelle (22) des Antriebsmotors (21 )mit der Antriebswelle (11) des Mahlrotors (7) unmittelbar in Antriebsverbindung steht, und dass die Antriebswelle(22) des Antriebsmotors (21) mit der Antriebswelle (10) des Sichters (9) über ein Getriebe (26) mit einstellbarer Übersetzung in Antriebsverbindung steht.

2. Sichtermühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (26) stufenlos einstellbar ist.

3. Sichtermühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein mechanisches oder ein hydraulisches Getriebe (26) handelt.

4. Sichtermühle nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (26) als Spreizscheiben-Riemengetriebe ausgebildet ist.

5. Sichtermühle (1) mit einem Gehäuse (2), in dem ein Sichter (9) und ein Mahlrotor (7) drehbar angeordnet sind, mit Antriebswellen (10, 11) für den Sichter (9) und für den Mahlrotor (7), welche aus dem Gehäuse (2) herausgeführt sind, und mit einem außerhalb des Gehäuses (2) befindlichen Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb nur einen Antriebsmotor (21) umfasst, dass die Antriebswelle (22) des Antriebsmotors (21) mit der Antriebswelle (11) des Mahlrotors (7) unmittelbar in Antriebsverbindung steht und dass als Antrieb für den Sichter (9) ein Doppelscheibenriemenantrieb vorgesehen ist, dessen eine Verstellscheibe (41) auf der Antriebswelle (22) des Antriebsmotors (21) und dessen zweite Verstellscheibe (44) auf der Welle (10) des Sichters montiert ist.

6. Sichtermühle (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Scheibenlaufflächen der auf der Antriebswelle (22) des Antriebsmotors (21) montierten Verstellscheibe (41) mit Hilfe einer mechanischen oder hydraulischen Einrichtung verschiebbar ist.

7. Sichtermühle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verschiebung einer Scheibenlauffläche der Verstellscheibe (41) ein Stellmotor (43) dient.

8. Sichtermühle (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Drehzahl des Antriebsmotors (21) einstellbar ist.

9. Sichtermühle (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung ( 31) vorgesehen ist, mit deren Hilfe die Übersetzung des Getriebes (26) bzw. die Verschiebung der Verstellscheibe (41) des Doppelscheibenantriebs zur Auswahl der gewünschten Drehzahl des Sichters (9) einstellbar ist.

10. Verfahren zum Betrieb einer Sichtermühle (1) mit den Merkmalen eines oder mehrerer der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zunächst auf die Eigenschaften des Mahlgutes und auf das gewünschte Mahlergebnis eingestellt wird, indem die gewünschte Drehzahl des Mahlmotors (7) ausgewählt sowie die Drehzahl des Antriebsmotors (21) entsprechend eingestellt wird, und dass dann die gewünschte Drehzahl des Sichters (9) ausgewählt wird sowie die Übersetzung des Getriebes (26) entsprechend eingestellt bzw. die Verschiebung der Scheibenlauffläche der Verstellscheibe (41) entsprechend vorgenommen wird, und dass danach die Sichtermühle (1) in Betrieb genommen wird.

Zeichnung