CH392222A - Method and device for grinding material by means of movable grinding media - Google Patents

Method and device for grinding material by means of movable grinding media

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Description

  

  Verfahren und Einrichtung zur     Vermahlung    von Material     vermittels    beweglicher  Mahlkörper    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein  Verfahren und eine Einrichtung zur     Vermahlung     von Material vermittels beweglicher     Mahlkörper.     



  Es ist 'bekannt, Material in Behältern mittels  Mahlkörpern zu zerkleinern und zu vermahlen, die  derart in Bewegung versetzt werden, dass sie unter  dem Einfluss der Schwere die     Vermahlungs-    und  Zerkleinerungsarbeit ausführen. Dies geschieht bei  spielsweise in Kugel- oder Rohrmühlen, in denen  sich ein Gemisch von Mahlgut und Mahlkörpern  infolge der Umdrehung der Mühle derart bewegt,  dass die Mahlkörper in einem gewissen Ausmass in  der Drehrichtung emporgehoben werden, wonach 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 einer  seits infolge der Drehung des Behälters das zu     ver-          mahlende    Material und die Mahlkörper unter der  Wirkung der Fliehkraft sich in einer Schicht längs  der Behälterwand sammeln und anderseits der     Um-          rührer    die Mahlkörper zwingt, sich gegeneinander  zu verschieben.  



  Solche Mühlen haben jedoch den Nachteil,     d'ass     der Druck, mit dem die Mahlkörper     aneinanderge-          presst    werden, von der Grösse der Fliehkraft ab  hängt. 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 innern 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.  



  Dieser Nachteil wird beim Verfahren gemäss  der vorliegenden Erfindung dadurch vermieden, dass    in einer den Zwischenraum zwischen zwei Wänden  ausfüllenden, durch die Mahlkörper gebildeten Schicht  durch Relativbewegung dieser Wände gegeneinander  in     tangentialer    Richtung eine Relativbewegung der  einander berührenden Mahlkörper gegeneinander er  zwungen wird.  



  Während bei der bekannten Einrichtung mit     Um-          rührern    die Mahlkörper bei Betätigung des     Um-          rührers    an der innern freien Oberfläche der Schicht  entgegen der Fliehkraft ausweichen können, wird  hier infolge beidseitiger Begrenzung der     Mahlkörper-          schiebt    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 Pres  sung erzeugt, die um so grösser ist, je dichter  der Zwischenraum zwischen den Wänden mit den  Mahlkörpern oder dem Mahlgut aufgefüllt ist.

    



  Im Gegensatz zu den Vorgängen in den gebräuch  lichen     Kugelrohrmühlen    wird also hierbei eine Zer  kleinerung des Mahlgutes nicht mehr mit der Schlag  energie der aufprallenden     Kugeln,        sondern    durch ein  Zerreiben des Mahlgutes einerseits zwischen den  Mahlkörpern und anderseits zwischen den Mahlgut  körnern selbst erreicht. Einen guten Mahleffekt er  hält man, wenn sich viele Mahlkörper bei grossem  Druck gegeneinander verschieben und zwischen den  Mahlkörpern grosse Reibungsflächen vorliegen.

   Das  Mahlgut wird dabei zur Hauptsache Schub- und  Druckkräften     unterworfen,    wodurch die Wirtschaft  lichkeit der Zerkleinerung verbessert, jedoch eine  Zerstörung der Mahlkugeln und Mahlplatten durch  Prall und eine Bildung der unerwünschten  Plätt  chen  im Endprodukt vermieden wird.  



  In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausfüh  rungsbeispiel einer Einrichtung zur Durchführung des      erfindungsgemässen Verfahrens vereinfacht darge  stellt. An Hand dieser Einrichtung wird auch das  Verfahren beispielsweise erläutert. Es zeigen:       Fig.    1 einen axialen Längsschnitt durch die  Einrichtung,       Fig.    2 einen Schnitt nach der Linie     II-II    der       Fig.    1 und       Fig.    3 einen axialen Längsschnitt durch eine  andere Ausführungsform.  



  Die in den     Fig.    1 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 Zwischen  raum 3 durch die Trommel 1 tragende, mit zentralen  Öffnungen versehene Endscheiben 4 und 5 abge  schlossen.  



  Die Trommel 2 ist innerhalb des durch die  Trommel 1 mit den Endscheiben 4 und 5 gebildeten  Behälters angeordnet. Sie wird von Endscheiben 6,  7 getragen, die mit hohlen Wellenzapfen 8 bzw. 9  versehen sind. Der Wellenzapfen 8 geht durch die  zentrale Öffnung der Endscheibe 4 hindurch und  ist in einem Lager 10 abgestützt. Für den Wellen  zapfen 9, der durch die zentrale Öffnung der     End-          scheibe    5 hindurchgeht, ist ein Lager 11 vorgesehen.  



  Zwischen den Endscheiben 4 und 6 der Trom  mel 1 und den die Trommel 2 tragenden Wellen  zapfen 8 und 9 sind Kugellager 12 bzw. 13 einge  schaltet, welche eine relative Drehung der Trom  meln 1 und 2 gegeneinander gestatten. Die Trom  mel 1 erhält ihren Antrieb über ein mit der     End-          scheibe    4 verbundenes Zahnrad 14, das seinerseits  über ein     Ritzel    15 durch nicht gezeigte Mittel an  getrieben wird.  



  Auf dem Wellenzapfen 9 ist ein Zahnrad 16  aufgesetzt, das in ein     Ritzel    17 eingreift. Die Trom  mel 2 kann über dieses     Ritzet        mit    einer von der  Drehzahl der Trommel verschiedenen Drehzahl an  getrieben werden, oder sie kann auch durch eine  Bremse festgehalten werden.  



  Der Zwischenraum 3 ist mit kugelförmigen Mahl  körpern 18 ausgefüllt, welche eine rings um die  Trommel 2 verlaufende Schicht bilden, die sowohl  die Trommel 1 als auch die Trommel 2 berührt.  Das Mahlgut wird durch den hohlen Wellenzapfen  8 eingeführt, gelangt vorerst in einen im Innern der  Trommel 1 durch die Endscheibe 6 und eine Zwi  schenwand 19 in     axialer        Richtung    begrenzten Ein  trittsraum 20 und von dort durch in der Trommel 2  ausgesparte Öffnungen 21 in den ringförmigen Zwi  schenraum 3, das heisst in den Mahlraum.

   Das  gemahlene Gut wird durch in der Nähe der     End-          scheibe    7 in der Trommel 2 ausgesparte Öffnungen  22 in einen im Innern der Trommel 2 gelegenen,  von der Endscheibe 7 und einer weitern Zwischen  wand 23 in axialer Richtung begrenzten Austritts  raum 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 aufrecht  erhalten. Die Trommeln 1 und 2 bilden so     zwei     zueinander parallele Wände, welche in     tangentialer          Richtung    eine Relativbewegung gegeneinander aus  führen. Infolge der Reibung zwischen den Mahl  körpern und diesen Wänden wird dabei in der den  Zwischenraum zwischen diesen Wänden ausfüllen  den, durch die Mahlkörper 18 gebildeten Schicht eine  Relativbewegung der einander berührenden Mahl  körper gegeneinander erzwungen.  



  Um diese Wirkung in ausreichendem Masse zu  gewährleisten, sind die Trommeln 1 und 2 an ihren  Mahlkörpern 18 zugewandten Flächen mit Mitteln  zur Reibungsvergrösserung versehen, die durch Längs  rippen 25 bzw. 26 gebildet werden. Statt dieser  Rippen können aber auch     andersgeartete    Uneben  heiten 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 Mahl  raum 3 auch der Mahldruck erhöht, ohne von Flieh  kräften Gebrauch machen zu müssen. Die Grösse  des Mahldruckes kann durch Änderung des Füllungs  grades     beeinflusst    werden und' derart der     Mahlbar-          keit    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, beispiels  weise die äussere, gedreht, die andere dagegen fest  gehalten 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 Er  reichen der Betriebsdrehzahl wird die zweite Trom  mel 'bis zum Stillstand abgebremst, wobei die durch  die Relativbewegung erzeugten hohen Reibungskräfte  den Antrieb belasten.    Die Ausführungsform nach     Fig.    3 zeigt grund  sätzlich den gleichen Aufbau wie jene nach den       Fig.    1 und 2.

   Der Unterschied liegt nur darin, dass  bei dieser Ausführungsform eine Kühlung der innern  Trommel 2 durch eine Kühlflüssigkeit vorgesehen  ist.  



  Durch eine im Innern der Trommel 2 ange  ordnete 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 den Wellenzapfen  8 hindurchgehendes Rohr 30 dient für die Ableitung  des Kühlmittels vom Mantel 28. In dieser Weise  lässt sich auch bei hoher Mahlleistung eine wirksame  Kühlung erreichen.      Die dargestellten Einrichtungen eignen sich auch  für autogene     Mahlung,    wobei grössere Stücke des  zu zerkleinernden Gutes als Mahlkörper zu ver  wenden wären.



  Method and device for grinding material by means of movable grinding media The present invention relates to a method and a device for grinding material by means of movable grinding media.



  It is known to comminute and grind material in containers by means of grinding bodies which are set in motion in such a way that they perform the grinding and comminution work under the influence of gravity. This happens, for example, in ball or tube mills, in which a mixture of ground material and grinding media moves due to the rotation of the mill in such a way that the grinding media are lifted to a certain extent in the direction of rotation, after which they fall down and crush the material.



       Furthermore, the measure is known to provide a stirrer rotating relative to the container in the rotating container, such that on the one hand, as a result of the rotation of the container, the material to be ground and the grinding media under the action of centrifugal force move in a layer along the Collect the container wall and on the other hand the agitator forces the grinding media to move against each other.



  However, such mills have the disadvantage that the pressure with which the grinding media are pressed against one another depends on the magnitude of the centrifugal force. In order to obtain a strong grinding effect, it is therefore necessary to let the container run at a high speed of rotation. But even then, because of the inner free surface of the grinding body layer, the pressure only increases gradually towards the outside from zero and the full pressure is only reached in the vicinity of the outer wall of the container.



  This disadvantage is avoided in the method according to the present invention in that in a layer formed by the grinding media and filling the space between two walls, relative movement of the grinding media in contact with one another in a tangential direction is forced.



  While in the known device with agitators the grinding media can evade when the agitator is actuated on the inner free surface of the layer against the centrifugal force, here, as a result of the two-sided limitation of the grinding media pushes through the walls moving relative to one another, the grinding media can evade prevented. When the walls move relative to one another, a pressure is automatically generated in the grinding body layer, the greater the density the closer the space between the walls is filled with the grinding bodies or the ground material.

    



  In contrast to the processes in the common ball tube mills, the grinding material is no longer reduced with the impact energy of the impacting balls, but by grinding the ground material on the one hand between the grinding media and on the other hand between the grist itself. A good grinding effect is obtained when many grinding media move against one another under great pressure and there are large friction surfaces between the grinding media.

   The grist is mainly subjected to thrust and compressive forces, which improves the economic efficiency of the comminution, but prevents the grinding balls and grinding plates from being destroyed by impact and the formation of undesirable platelets in the end product.



  In the accompanying drawing, an exemplary embodiment of a device for carrying out the method according to the invention is simplified. The method is also explained, for example, on the basis of this device. 1 shows an axial longitudinal section through the device, FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1 and FIG. 3 shows an axial longitudinal section through another embodiment.



  The mill shown in FIGS. 1 and 2 has two drums arranged coaxially to one another, namely an outer drum 1 and an inner drum 2. These drums 1, 2 delimit an annular gap 3 from the outside and from the inside. In the axial direction of this intermediate space 3 through the drum 1 supporting, provided with central openings end plates 4 and 5 closed abge.



  The drum 2 is arranged inside the container formed by the drum 1 with the end disks 4 and 5. It is carried by end plates 6, 7 which are provided with hollow shaft journals 8 and 9, respectively. The shaft journal 8 passes through the central opening of the end plate 4 and is supported in a bearing 10. A bearing 11 is provided for the shaft journal 9, which passes through the central opening of the end disk 5.



  Between the end plates 4 and 6 of Trom mel 1 and the drum 2 supporting shafts pin 8 and 9 are ball bearings 12 and 13 turned on, which allow relative rotation of the drums 1 and 2 against each other. The drum 1 receives its drive via a gear 14 connected to the end disk 4, which in turn is driven via a pinion 15 by means not shown.



  A gear 16 is placed on the shaft journal 9 and engages with a pinion 17. The drum 2 can be driven via this Ritzet with a speed different from the speed of the drum, or it can also be held by a brake.



  The space 3 is filled with spherical grinding bodies 18, which form a layer running around the drum 2 which touches both the drum 1 and the drum 2. The grist is introduced through the hollow shaft journal 8, first enters a space inside the drum 1 through the end plate 6 and an inter mediate wall 19 in the axial direction and from there through openings 21 in the drum 2 in the annular Zwi between chamber 3, i.e. in the grinding chamber.

   The ground material is transferred through openings 22 recessed in the drum 2 in the vicinity of the end disk 7 into an outlet space 24 located inside the drum 2 and delimited in the axial direction by the end disk 7 and a further intermediate wall 23 and from there discharged through the hollow shaft journal 9. In the same way, air can be blown through the device for cooling and conveying purposes.



  In operation, a relative rotation of the drum 1 with respect to the drum 2 is now maintained. The drums 1 and 2 thus form two walls which are parallel to one another and which move relative to one another in the tangential direction. As a result of the friction between the grinding bodies and these walls, a relative movement of the contacting grinding bodies against one another is forced in the space between these walls filling the layer formed by the grinding bodies 18.



  In order to ensure this effect to a sufficient extent, the drums 1 and 2 are provided on their grinding bodies 18 facing surfaces with means for increasing friction, which are formed by longitudinal ribs 25 and 26, respectively. Instead of these ribs, other types of unevenness can also be provided on the drum surfaces.



  The fact that the grinding media are forced to move in the circumferential direction of the drums 1, 2 ge against each other, the grinding pressure is increased when the grinding chamber 3 is full, without having to make use of centrifugal forces. The size of the grinding pressure can be influenced by changing the degree of filling and thus adapted to the grindability of the goods. The denser the filling of the grinding chamber with the grinding balls or the ground material, the greater the grinding pressure.



  The device is expediently operated in such a way that one of the two drums, for example the outer one, rotates while the other is held firmly in place. In order to avoid large starting torques during commissioning, a releasable brake can be provided for the second drum. When the system is put into operation, this brake is first released so that the second drum can run freely with the first drum. Only after reaching the operating speed is the second drum 'braked to a standstill, the high frictional forces generated by the relative movement loading the drive. The embodiment according to FIG. 3 basically shows the same structure as that according to FIGS. 1 and 2.

   The only difference is that, in this embodiment, cooling of the inner drum 2 is provided by a cooling liquid.



  By an in the interior of the drum 2 is arranged annular wall 27, an axially limited by the walls 19 and 23 cooling jacket 28 is separated. This jacket 28 is connected to a coolant source (not shown) via a tube 29 passing through the shaft journal 9. A tube 30 arranged on the opposite side and passing through the shaft journal 8 serves to divert the coolant from the jacket 28. In this way, effective cooling can be achieved even with a high grinding capacity. The devices shown are also suitable for autogenous grinding, with larger pieces of the material to be ground being used as grinding media.

 

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Vermählung von Material mittels beweglicher Mahlkörper, dadurch gekennzeichnet, dass in einer den Zwischenraum zwischen zwei Wän den ausfüllenden, durch die Mahlkörper gebildeten Schicht durch Relativbewegung dieser Wände gegen einander in tangentialer Richtung eine Relativbe wegung der einander berührenden Mahlkörper ge geneinander erzwungen wird. PATENT CLAIMS I. A method for grinding material by means of movable grinding media, characterized in that in a layer which fills the space between two walls and formed by the grinding media, relative movement of the grinding media in contact with one another in a tangential direction forces them to move relative to one another becomes. II. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch zwei ineinander angeordnete Trommeln (l, 2), welche einen ringförmigen Zwischenraum (3) von aussen und von innen begrenzen, eine diesen Zwischen raum (3) ausfüllende Schicht von Mahlkörpern (18) und Mitteln zur Relativdrehung der beiden Trommeln (1, 2) gegeneinander. UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Trommel (2) axial auf einer Seite Öffnungen (21) für die Zufuhr des Mahlgutes und axial auf der andern Seite Öffnungen (22) zur Ableitung des gemahlenen Gutes aufweist. 2. II. Device for carrying out the method according to claim I, characterized by two drums (1, 2) arranged one inside the other, which delimit an annular gap (3) from the outside and inside, a layer of grinding media (18) filling this gap (3) ) and means for relative rotation of the two drums (1, 2) against each other. SUBClaims 1. Device according to claim II, characterized in that the inner drum (2) has openings (21) axially on one side for the supply of the ground material and axially on the other side openings (22) for the discharge of the ground material. 2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Trommel (2) mit hohlen Wellenzapfen (8, 9) versehen ist, welche auch zur Zuleitung des Mahlgutes bzw. zur Ableitung des gemahlenen Gutes dienen. 3. Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an einem der hohlen Wellen zapfen (8, 9) Mittel zur Zuleitung von Kühlluft angeschlossen sind. 4. Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Trommel mit einem Kühlmantel (28) versehen ist und an diesen Kühl mantel (28) durch die hohlen Wellenzapfen (8, 9) hindurchgehende Zu- und Ableitungen (29, 30) für ein Kühlmittel angeschlossen sind. 5. Device according to dependent claim 1, characterized in that the inner drum (2) is provided with hollow shaft journals (8, 9) which also serve to supply the ground material or to discharge the ground material. 3. Device according to dependent claim 2, characterized in that pin (8, 9) means for supplying cooling air are connected to one of the hollow shafts. 4. Device according to dependent claim 2, characterized in that the inner drum is provided with a cooling jacket (28) and on this cooling jacket (28) through the hollow shaft journal (8, 9) through feed and discharge lines (29, 30) for a coolant are connected. 5. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommeln (1, 2) an ihren den Mahlkörper zugewandten Oberflächen mit Mit teln (25, 26) zur Reibungsvergrösserung versehen sind. 6. Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass nur die eine der Trommeln mit einer Antriebsvorrichtung, die andere dagegen mit einer lösbaren Bremse versehen ist. Device according to patent claim II, characterized in that the drums (1, 2) are provided with means (25, 26) on their surfaces facing the grinding media to increase friction. 6. Device according to claim 1I, characterized in that only one of the drums is provided with a drive device, while the other is provided with a releasable brake.
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