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Einrichtung zur Vermahlung von Material mittels beweglicher Mahlkörper
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Vermahlung von Material mittels beweglicher, in einer
Schicht zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Wänden angeordneter Mahlkörper, wobei ein Teil der Mahlkörper die eine Wand und ein anderer Teil der Mahlkörper die andere Wand berührt.
Es ist bekannt, Material in Behältern mittels Mahlkörper zu zerkleinern und zu vermahlen, die der- art in Bewegung versetzt werden, dass sie unter dem Einfluss der Schwere die Vermahlungs-und Zerklei- nerungsarbeit ausführen. Dies geschieht beispielsweise in Kugel- oder Rohrmühlen, in denen sich ein Ge- misch von Mahlgut und Mahlkörpern infolge der Umdrehung der Mühle derart bewegt, dass die Mahlkör- per in einem gewissen Ausmass in der Drehrichtung emporgehoben werden, worauf sie herunterfallen und dabei das Material zerkleinern.
Ferner ist die Massnahme bekannt, in dem sich drehenden Behälter einen sich relativ zum Behälter drehenden Umrührer vorzusehen, derart, dass einerseits infolge der Drehung des'Behälters das zu vermahlende Material und die Mahlkörper unter der Wirkung der Fliehkraft sich in einer Schicht längs der Behälterwand sammeln und anderseits der Ùmrührer die Mahlkörper zwingt, sich gegeneinander zu verschieben.
Solche Mühlen haben jedoch den Nachteil, dass der Druck, mit dem die Mahlkörper aneinandergepresst werden, von der Grösse der Fliehkraft abhängt. Um eine starke Mahlwirkung zu erhalten, ist es somit erforderlich, den Behälter mit hoher Umdrehungsgeschwindigkeit laufen zu lassen. Aber auch dann noch nimmt wegen der inneren freien Oberfläche der Mahlkörperschicht die Pressung erst allmählich von Null an gegen aussen zu und die volle Pressung wird erst in der Nähe der Aussenwand des Behälters erreicht.
Es ist auch bekannt, Material mittels einer zwischen zwei Wänden begrenzten Schicht von beweglichen Mahlkörpern zu vermahlen, wobei die eine Wand durch einen rotierenden zylindrischen Hohlkörper und die andere Wand durch eine im inneren dieses Hohlkörpers angeordnete feststehende Leitbahn gebildet wird. Die Schicht wird als Ganzes durch den umlaufenden Hohlkörper mitgenommen, wobei ihr eine hohe Bewegungsenergie erteilt wird. Ein Mahleffekt wird dadurch erzielt, dass die in Bewegung gesetzte Masse von Mahlkörpern und Mahlgut durch eine feststehende, als Arbeitsbahn dienende Umlenkbahn von der Innenfläche des umlaufenden Hohlkörpers abgestreift wird. Die Wirkung ist auch hier wesentlich von der Umlaufgeschwindigkeit des Hohlkörpers abhängig.
Bei einer Einrichtung der eingangs erwähnten Art wird den Mahlkörpern durch die drehende Trommel eine grosse Geschwindigkeit erteilt, worauf durch eine scharfe Umlenkung eine Schlagwirkung erzielt wird. Die mit grosser Geschwindigkeit bewegte Mahlkörperschicht wird durch eine Umlenkbahn abgelenkt. Zum Vermahlendes Materials werden daher hauptsächlich dynamische Wirkungen benutzt. Demgegenüber werden erfindungsgemäss die Hohlraumwände durch die Wände zweier ineinander angeordneter, relativ zueinander drehbarer, eine ringförmige Schicht der Mahlkörper von aussen und von innen begrenzender Trommeln gebildet, wobei zumindest die innere Trommel zur Reibungsvergrösserung an ihrer mit den Mahlkörpern in Berührung kommenden Oberfläche Erhebungen aufweist.
Bei der erfindungsgemäss ausgebildeten Ein-
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richtung begrenzen die beiden Trommeln einen ringförmigen Mahlraum mit den Mahlkörpern, wobei die
Vermahlung durch rein statische Wirkung erfolgt, indem beispielsweise bei ruhender, innerer Trommel die an dieser anliegenden Mahlkörper infolge der Oberflächenerhebungen gegenüber den von der äusseren
Trommel mitgenommenen Mahlkörpern zurückgehalten werden.
Während bei der bekannten Einrichtung mit Umrührerndie Mahlkörper bei Betätigung des Umrührers an der inneren freien Oberfläche der Schicht entgegen der Fliehkraft ausweichen können, wird hier infol- ge beidseitiger Begrenzung der Mahlkörperschicht durch die sich relativ zueinander bewegenden Wände ein Ausweichen der Mahlkörper verhindert. Bei der Relativbewegung der Wände gegeneinander wird in der Mahlkörperschicht von selbst eine Pressung erzeugt, die um so grösser ist, je dichter der Zwischenraum zwi- 0 schen den Wänden mit den Mahlkörpern oder dem Mahlgut aufgefüllt ist.
Im Gegensatz zu den Vorgängen in den gebräuchlichen Kugelrohrmühlen wird also hiebei eine Zer- kleinerung des Mahlgutes nicht mehr mit der Schlagenergie der aufprallenden Kugeln, sondern durch ein
Zerreiben des Mahlgutes einerseits zwischen den Mahlkörpern und anderseits zwischen den Mahlgutkörnern selbst erreicht. Einen guten Mahleffekt erhält man, wenn sich viele Mahlkörper bei grossem Druck gegen- einander verschieben und zwischen den Mahlkörpern grosse Reibungsflächen vorliegen. Das Mahlgut wird dabei zur Hauptsache Schub- und Druckkräften unterworfen, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Zerklei- nerung verbessert, jedoch eine Zerstörung der Mahlkugeln und Mahlplatten durch Prall und eine Bildung der unerwünschten "Plättchen" im Endprodukt vermieden wird.
Inder Zeichnungist ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemä- ssen Verfahrens vereinfacht dargestellt. An Hand dieser Einrichtung wird auch das Verfahren beispielsweise erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch die Einrichtung, Fig. 2 eisen Schnitt nach der Linie li-li der
Fig. l, und Fig. 3 einen axialen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform.
Die in den Fig. l und 2 dargestellte Mühle weist zwei koaxial zueinander angeordnete Trommeln, nämlich eine äussere Trommel 1 und eine innere Trommel 2 auf. Diese Trommeln 1, 2 begrenzen einen ringförmigen Zwischenraum 3 von aussen und von innen. In axialer Richtung ist dieser Zwischenraum 3 durch die Trommel 1 tragende, mit zentralen Öffnungen versehene Endscheiben 4 und 5 abgeschlos- sen.
Die Trommel 2 ist innerhalb des durch die Trommel 1 mit den Endscheiben4 und 5 gebildeten Be-
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Lager 10 abgestützt. Für den Wellenzapfen 9, der durch die zentrale Öffnung der Endscheibe 5 hindurchgeht, ist ein Lager 11 vorgesehen.
Zwischen den Endscheiben 4 und 5 der Trommel 1 und den die Trommel 2 tragenden Wellenzapfen 8 und 9 sind Kugellager 12 bzw. 13 eingeschaltet, welche eine relative Drehung der Trommeln 1 und 2 gegeneinander gestatten. Die Trommel 1 erhält ihren Antrieb über ein mit der Endscheibe 4 verbundenes Zahnrad 14, das seinerseits über ein Ritzel 15 durch nicht gezeigte Mittel angetrieben wird.
Auf dem Wellenzapfen 9 ist ein Zahnrad 16 aufgesetzt, das in ein Ritzel 17 eingreift. Die Trommel 2 kann über dieses Ritzel mit einer von der Drehzahl der Trommel 1 verschiedenen Drehzahl angetrieben werden, oder sie kann auch durch eine Bremse festgehalten werden.
Der Zwischenraum 3 ist mit kugelförmigen Mahlkörpern 18 ausgefüllt, welche eine rings um die Trommel 2 verlaufende Schicht bilden, die sowohl die Trommel 1 als auch die Trommel 2 berührt. Das Mahlgutwird durchden hohlen Wellenzapfen 8 eingeführt, gelangt vorerst in einen im Inneren der Trommel 1 durch die Endscheibe 6 und eine Zwischenwand 19 in axialer Richtung begrenzten Eintrittsraum 20 und von dort durch in der Trommel 2 ausgesparte Öffnungen 21 in den ringförmigen Zwischenraum 3, d. h. in den Mahlraum. Das gemahlene Gut wird durch in der Nähe der Endscheibe 7 in der Trommel 2 ausgesparte Öffnungen 22 in einen im Inneren der Trommel 2 gelegenen, von der Endscheibe 7 und einer weitern Zwischenwand 23 in axialer Richtung begrenzten Austrittsraum 24 übergeführt und von dort durch den hohlen Wellenzapfen 9 ausgetragen.
Auf dem gleichen Weg kann auch zu Kühl- und Förderzwecken Luft durch die Einrichtung geblasen werden.
Im Betrieb wird nun eine Relativdrehung der Trommel 1 in bezug auf die Trommel 2 aufrechterhalten. Die Trommeln 1 und 2 bilden so zwei im gleichen Abstand voneinander verlaufende Wände, welche in tangentialer Richtung eine Relativbewegung gegeneinander ausführen. Infolge der Reibung zwischen den Mahlkörpern und diesen Wänden wird dabei in der den Zwischenraum zwischen diesen Wänden ausfüllenden, durch die Mahlkörper 18 gebildeten Schicht eine Relativbewegung der einander berührenden Mahlkörper gegeneinander erzwungen.
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Um diese Wirkung in ausreichendem Masse zu gewährleisten, sind die Trommeln 1 und 2 an ihren den
Mahlkörpern 18 zugewandten Flächen mit Oberflächenerhebungen zur Reibungsvergrösserung versehen, die durch Längsrippen 25 bzw. 26 gebildet werden. Statt dieser Rippe können aber auch andersgeartete Un- ebenheiten an den Trommelflächen vorgesehen werden.
Dadurch, dass die Mahlkörper gezwungen werden, sich in Umfangsrichtung der Trommeln 1, 2 ge- geneinander zu verschieben, wird bei gefülltem Mahlraum 3 auch der Mahldruck erhöht, ohne von Flieh- kräften Gebrauch machen zu müssen. Die Grösse des Mahldruckes kann durch Änderung des Füllungsgrades beeinflusst werden und derart der Mahlbarkeit des Gutes angepasst werden. Je dichter die Füllung des
Mahlraumes mit den Mahlkugeln oder dem Mahlgut ist, um so grösser wird der Mahldruck.
Die Einrichtung wird zweckmässig in der Weise betrieben, dass eine der beiden Trommeln, beispielsweise die äussere, gedreht, die andere dagegen festgehalten wird. Um bei der Inbetriebsetzung grosse Anfahrmomente zu vermeiden, kann für die zweite Trommel eine lösbare Bremse vorgesehen werden. Bei der Inbetriebsetzung wird dann vorerst diese Bremse gelöst, so dass die zweite Trommel mit der ersten Trommel frei mitlaufen kann. Erst nach Erreichen der Betriebsdrehzahl wird die zweite Trommel bis zum
Stillstand abgebremst, wobei die durch die Relativbewegung erzeugten hohen Reibungskräfte den Antrieb belasten.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 zeigt grundsätzlich den gleichen Aufbau wie jene nach den Fig. 1 und 2. Der Unterschied liegt nur darin, dass bei dieser Ausführungsform eine Kühlung der inneren Trommel 2 durch eine Flüssigkeit vorgesehen ist.
Durch eine im Inneren der Trommel 2 angeordnete ringförmige Wand 27 wird ein axial durch die Wände 19 und 23 begrenzter Kühlmantel 28 abgetrennt. Dieser Mantel 28 ist über ein durch den Wellenzapfen 9 hindurchgehendes Rohr 29 mit einer nicht gezeigten Kühlmittelquelle verbunden. Ein auf der Gegenseite angeordnetes, durch deR Wellenzapfen 8 hindurchgehendes Rohr 30 dient für die Ableitung des Kühlmittels aus dem Mantel 28. In dieser Weise lässt sich auch bei hoher Mahlleistung eine wirksame Kühlung erreichen.
Die dargestellten Einrichtungen eignen sich auch für eine Mahlung, bei welcher grössere Stücke des zu zerkleinernden Gutes als Mahlkörper verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Vermahlung von Material mittels beweglicher, in einer Schicht zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Wänden angeordneter Mahlkörper, wobei ein Teil der Mahlkörper die eine Wand und ein anderer Teil der Mahlkörper die andere Wand berührt, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände des Mahlraumes aus den Wänden zweier konzentrisch ineinander angeordneter, relativ zueinander drehbarer Trommeln (1, 2) bestehen, wobei zumindest die innere Trommel (2) zur Reibungsvergrösserung an ihrer Oberfläche mit Erhebungen (26) versehen ist.
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