Verfahren zum Behandeln fester Teilchen, insbesondere zum Zerkleinern derselben, und Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Behandeln fester Teilchen, insbesondere zum Zerklei nern derselben, wobei die Teilchen unter der Wirkung eines Druckströmungsmittels zum Aufprall aufeinander gebracht werden.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Ausführen des erfindungsgemässen Verfahrens.
Es sind bereits Mahlvorrichtungen unter Verwen dung zirkulierender Strömungsenergie bekannt, wobei hochgeschwinde Gasströme als Mahl- oder Pulverisier- kraft wirken, indem ein energiereicher Wirbel erzeugt wird, in, dem die Teilchen aufeinandertreffen, wobei die gleichen unter hohem Druck stehenden Strömungsmittel als Transporteinrichtung verwendet werden, um die pul verisierten Teilchen durch einen Klassifizier- und Trenn bereich zu führen.
Da die Strömungsmittel in dem die Zerkleinerung bewirkenden Wirbel viel Energie verlie ren, ist es erforderlich, ausreichend viel Strömungsmit tel mit genügend hoher Geschwindigkeit zuzuführen, um sowohl eine ausreichende Zerkleinerung zu erreichen als auch eine wirksame Umwälzung der zerkleinerten Pro dukte.
Da Strömungsmittel von hoher Energie und ho her Geschwindigkeit verhältnismässig kostspielig sind und da ein grosser Teil der durch diese Strömungsmittel verrichteten Arbeit den Transport betrifft, der selbst gar keine Strömungsmittel hoher Energie benötigt, ist das bisher bekannte Verfahren sehr kostspielig. Ausserdem nimmt mit zunehmender kinetischer Energie des Strö mungsmittels auch der Grad der Zerkleinerung und die Feinheit der Teilchen der zerkleinerten Produkte zu.
Da immer überschüssige Strömungsmittelenergie ver wendet werden muss, um die doppelte Funktion aus zuführen, war es bisher äusserst schwierig, die Teilchen- grösse des Produktes zu beeinflussen. Wenn mit ande ren Worten eine verhältnismässig grobe Teilchengrösse gewünscht wurde, liess sich diese nicht einfach erzeu gen, ohne nicht auch ungünstige Rückwirkungen auf den wirksamen Betrieb der Mahlvorrichtung zu haben.
Ausserdem tragen die zirkulierenden, unter hohem Druck stehenden Strömungsmittel beim Verlassen des Klassifizierbereichs nicht nur verhältnismässig grosse, unzerkleinerte Teilchen in den Aufprallbereich zurück, die noch weiter zerkleinert werden müssen, sondern auch einige kleinere und leichtere Teilchen, die an sich keiner Zerkleinerung mehr bedürfen, die jedoch die Nei gung besitzen, die Hochdruckdrüsen und den Prallbe- reich selbst zu verstopfen, so dass dadurch nicht nur die Hochdruckströmung ungünstig beeinflusst wird,
'.sondern .auch die Zusammenstösse der unzerkleinerten Teilchen gedämpft werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die er wähnten Mängel zu beheben. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die kleine ren, leichten Teilchen von den grösseren, schwereren Teilchen durch Zentrifugalkraft getrennt werden und dass die Strömung der grösseren, schwereren Teilchen und des diese umgebenden Strömungsmittels in wenig stens einem Bereich einer Umwälzbahn beschleunigt wird.
Die Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsge- mässen Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine Prall kammer, durch eine Strömungsmitteldüseneinrichtung zum Zuführen eines kompressiblen Strömungsmittels un ter Druck in die Prallkammer, durch eine Zuführungs einrichtung zum Zuführen fester Teilchen in die Prall- kammer, durch einen ersten Aufsatz, der in offener Ver bindung mit der Prallkammer steht, durch einen ge krümmten Klassifizierbereich, der in Verbindung mit dem ersten Aufsatz steht,
durch eine in Verbindung mit dem Klassifizierbereich stehende Auslassleitung, die so ausgebildet und angeordnet ist, dass sie durch Zentri fugalkraft Strömungsmittel und zerkleinerte Teilchen aus dem Klassifizierbereich aufnimmt, durch einen zweiten Aufsatz, der in Verbindung mit dem Klassifizierbereich steht und der in eine Umwälzkammer mündet, welche wiederum mit dem Einlassende des ersten Aufsatzes in Verbindung steht, und eine Umwälzbahn zwischen dem ersten Aufsatz, dem Klassifizierbereich, dem zweiten Aufsatz,
und durch eine Einrichtung zum Beschleuni- gen der Strömung und der Teilchen durch wenigstens einen Teil der Umwälzbahn.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schemati scher Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen beschrieben.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Mahlvorrichtung. Fig.2 ist eine Stirnansicht der Vorrichtung nach Fig. 1.
Fig.3 ist eine Ansicht von unten der Vorrichtung nach Fig. 1.
Fig.4 ist eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer zweiten Ausführungsform.
Fig. 5 ist eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer dritten Ausführungsform.
Fig. 6 ist eine Stirnansicht der Vorrichtung nach Fig. 5.
Fig. 7 ist eine der Fig. 1 entsprechende vierte Aus führungsform.
Fig. 8 ist eine der Fig. 1 entsprechende fünfte Aus führungsform.
Die in Fig. 1 dargestellte Mahlvorrichtung 10 um- fasst eine Prallkammer oder Mahlkammer 12, von de ren oberem Bereich sich ein Aufsatz 14 erstreckt, das obere Ende desselben ist in zwei nach gegenüberliegen den Richtungen verlaufende, gekrümmte Kniebereiche 16 und 18 geteilt, wobei der Kniebereich 16 in einen Rück führbereich 20 übergeht und der Kniebereich 18 in einen Rückführbereich 22.
Die Rückführbereiche 20 und 22 leiten jeweils in eine seitliche Rückleitung 24 bzw. 26 über, die aufeinander zu gerichtet sind und in einer Umwälzkammer 28 zwischen der Mahlkammer 12 und dem Aufsatz 14 münden. Von den radial innen lie genden Wänden der Rückführbereiche 20 und 22 füh ren Auslassleitungen 30 bzw. 32 zu einem gemeinsamen Auslass 34.
An die Mahlkammer 12 sind eine Anzahl Hoch druckgasdüsen 36 angeschlossen. Es sind insgesamt 6 derartige Düsen 36 dargestellt, die jeweils paarweise einander gegenüberliegen. Dies stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar, bei der jedoch die Anzahl und die Stellungen der Düsen verändert werden können. Die Düsen @36 sind an eine nicht dargestellte Hochdruck quelle für ein kompressibles Strömungsmittel angeschlos sen, etwa für Luft, Dampf oder dergleichen, und sind so angeordnet, dass sämtliche 6 Düsen auf einen ge meinsamen Punkt gerichtet sind, wie am besten aus Fig. 3 zu erkennen ist. Ausserdem sind die Düsen nach oben in einem Winkel angeordnet, wie man aus Fig. 1 erkennt.
Zum Einschiessen körniger Feststoffe in den Bereich des gemeinsamen Aufprallpunktes der Strö- mungmittelstrahlen aus den Düsen 36 sind einander ge genüberliegend angeordnete Einlassleitungen 38 vorge sehen. Diese Einlassleitungen sind vorzugsweise nach Art von Venturidüsen ausgebildet und mit Einschütt- einrichtungen 40 versehen zum Einführen der rohen Feststoffe. Durch die Düsen 42 wird ein Hochdruck strömungsmittel eingeführt, um die Feststoffe von den Einschütteinrichtungen 40 mitzureissen und sie durch die Einlassleitungen 38 in die Mahlkammer zu führen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwar Strö- mungsmitteldüsen als Einführungseinrichtungen darge stellt, es können jedoch auch andere Arten verwendet werden, z. B. Schraubenförderer, Schwerkraftzuführein- richtungen usw. An der Verbindungsstelle jedes Rück führbereiches 20 und 22 mit der betreffenden Rück leitung 24 bzw. 26 ist wenigstens eine Düse 44 bzw. 46 angeordnet, die mit einer Niederdruckquelle eines ela stischen Strömungsmittels verbunden ist (nicht darge stellt).
Diese Düsen 44 und 46 liefern eine Strömung, die von den Rückführbereichen 20 und 22 durch die Umwälzkammer 28 oberhalb der Mahlkammer 12 und durch den Aufsatz 14 zirkuliert.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Mahlvorrichtung ist jeder Rückführbereich 20 und 22 mit einem Hilfsein- lass 48 bzw. 50 versehen. Diese Hilfseinlässe sind eben falls mit Einschütteinrichtungen versehen und mit Strö- mungsmitteldüsen ähnlich wie bei den Einlassleitungen 38, obgleich auch hier andere Einspeiseeinrichtungen verwendet werden können.
Die durch die Einlässe 48 und 50 eingespeisten festen Teilchen werden von dem zirkulierenden gasförmigen Strömungsmittel mitgerissen und fallen, wenn sie genügend gross und schwer sind, in die Mahlkammer 12, so dass sie der Zerkleinerungs wirkung der Strömungsmittelstrahlen aus den Düsen 36 ausgesetzt sind. Die Hilfseinlässe 48 und 50 sind jedoch nicht nötig zur Erreichung der angestrebten Wirkung und sind nur wahlweise vorhanden.
Beim Betrieb der Mahlvorrichtung 10 werden feste Teilchen durch die Einlassleitungen 38 und wahlweise durch die Hilfseinlässe 48 und 50 in die Mahlkammer 12 eingespeist und in einem Wirbel gegeneinander ge- stossen, der durch die Strömungsmittelstrahlen aus den Düsen 36 erzeugt ist. Wegen der nach oben gerichteten Anordnung der Düsen 36 ergibt sich eine in die Um- wälzkammer 28 nach oben gerichtete Strömungskompo nente, von wo aus die Teilchen dann in den Aufsatz 14 gelangen können.
Diese aufwärtsgerichtete Strömungs komponente braucht nur so gross zu sein, dass die pul verisierten Teilchen in die Umwälzkammer 28 geführt werden, da sie in diesem Bereich von dem durch die Düsen 44 und 46 tretenden gasförmigen Strömungsmit tel mitgerissen und durch diese in den Aufsatz 14 und sodann durch die Rückführbereiche 20 und 22 geführt werden. Als Folge davon wird der grösste Teil der Ener gie des Hochdruckströmungsmittels aus den Düsen 36 lediglich zum Mahlen verwendet. Daher benötigt die Mahlvorrichtung nach der Erfindung eine geringere Menge an Hochdruckströmungsmittel als die bekannten Vorrichtungen.
Die erzeugte Zentrifugalkraft bewirkt, dass die pul verisierten Teilchen bei ihrem Weg nach oben durch den Aufsatz 14 und sodann nach unten durch die ge genüberliegenden Rückführbereiche 20 und 22 getrennt werden, wobei die feineren, leichteren Teilchen längs dem inneren Bereich der Mahlvorrichtung wandern und durch die Auslassleitungen 30 und 32 hinausgelangen, während die schwereren, gröberen Teilchen längs des Aussenbereiches der Mahlvorrichtung wandern und durch die Rückleitungen 24 und 26 wieder in die Um- wälzkammer 28 gelangen.
Wenn die auf diese Weise zurückgeführten Teilchen noch verhältnismässig grob und schwer sind, gelangen sie durch Zentrifugalkraft in die Mahlkammer 12 und unterliegen wieder den Stosskräften der Hochdruckströmungen aus den Düsen 36. Wenn die Teilchen fast fertig gemahlen sind, d. h. verhältnismässig fein und leicht sind, gelangen sie durch die Umwälzkammer 28 wieder in den Aufsatz 14 und sodann in die Auslassleitungen 30 und 32, und zwar dadurch, dass der viskose Widerstand des Strömungs mittels grösser ist als die Zentrifugalkraft. Während die ser Wiederumwälzbewegung stossen die Teilchen weiter hin gegeneinander und werden daher weiter zerkleinert.
Hierbei handelt es sich jedoch lediglich um eine leichte Zerkleinerung, die nicht die grossen Aufprallkräfte er fordert, wie sie in der Mahlkammer 12 erzeugt werden.
Die oben beschriebene Vorrichtung wird verwendet mit Hochdruckströmungsmittelstrahlen aus den Düsen 36 und Niederdruckströmungsmittelstrahlen aus den Dü sen 44 und 46.
Durch die letztgenannten Düsen kann jedoch nach Belieben auch ein Hochdruckströmungsmit- tel eingeführt werden, so dass die Strömungen zusätz lich zu der Transportfunktion in der Umwälzkammer 28 gegeneinander treffen, so dass sie dort eine Art Hilfs- mahlkammer bilden, in der die Teilchen, die von der Mahlkammer 12 nach oben gelangen, weiter zerkleinert werden.
Die Hochdruck- und/oder Niederdruckströmungsmit- tel können kalt sein, etwa Luft von Atmosphärentempe- ratur, oder heiss, :etwa Dampf, heisse Luft oder Verbren- nungsprodukte. Bei Verwendung kalter Strömungsmittel wirkt die Mahlvorrichtung lediglich als Zerkleinerungs vorrichtung.
Mit heissen Strömungsmitteln dient sie zu gleich zum Zerkleinern und zum Trocknen. In dieser Hinsicht ist es manchmal erwünscht, verhältnismässig kalte Strömungsmittel in der Mahlkammer 12 und ver hältnismässig heisse Strömungsmittel durch die Düsen 44 und 46 einzuspeisen,
um die zerkleinerten Teilchen bei der Umwälzbewegung durch die Mahlvorrichtung zu trocknen. Auf diese Weise stört der Trocknungsum- lauf nicht die Mahlwirkung, und die Zerkleinerungs produkte, die im nassen Zustand verhältnismässig schwer sein können, werden wiederumgewälzt, bis sie verhältnismässig trocken und leicht sind, so dass sie durch die Auslassleitungen 30 und 32 aus der Mahl vorrichtung herausgeführt werden.
Anderseits weisen heisse Gase gewöhnlich eine grös- sere kinetische Energie auf als kalte Gase, so dass sie vorzugsweise zum Zerkleinern verwendet werden.
In diesem Fall werden heisse Gase durch die Düsen 36 ein gespeist, während kältere Strömungsmittel durch die Düsen 44 und 46 eingespeist werden und lediglich zum Umwälzen und zum Kühlen dienen. Die Hochdruck- und Niederd'rucks:trömungsmittel können natürlich auch die gleiche Temperatur aufweisen oder beide heiss oder kalt sein.
Fig. 4 zeigt eine gegenüber Fig. 1 abgeänderte Aus führungsform, gemäss der die Mahlvorrichtung 100 einen Aufsatz 102 umfasst, der sich in zwei entgegen gesetzt verlaufende gekrümmte Kniebereiche 104 und 106 teilt, -die jeweils in einen Rückführbereich <B>108</B> bzw. 110 übergehen. Jeder Rückführbereich weist eine Aus- lassleitung 112 bzw. 114 auf, die in einen gemeinsamen Auslass 116 münden.
Ausserdem führt jeder Rückführ- bereich in eine gekrümmte Rückleitung 118 bzw. 120, die wiederum in den Aufsatz 102 übergeht.
Unterhalb der Verbindungsstelle der Rückleitungen 118 und 120 und vertikal in Fluchtung mit dem Aufsatz 102 ist eine vertikale Kammer 122 angeordnet, die am oberen Ende offen ist und am Boden geschlossen ist. Der Bodenbereich der Kammer 122 bildet eine Mahl kammer 124. Von den Rückleitungen 118 und 120 er strecken sich tangentiale Nebenflussleitungen 126 bzw. 128 in verhältnismässig enge Einlassöffnungen 130, die in die Mahlkammer 124 führen.
Jede dieser engen Ein lassöffnungen 130 ist vorzugsweise nach Art von Ven- ,turidüsen ausgebildet. Die Nebenflussleittungen 126 und 128 weisen einen geringeren Durchmesser auf als die Rückleitungen 118 und 120. Es sind einander gegen überliegende Hochdruckdrüsen 132 vorgesehen, die an eine nicht dargestellte Strömungsmitteldruckquelle an- geschlossen sind und ein Hochdruckströmungsmittel durch die Einlassleitungen 132 in die Mahlkammer 124 führen, wo die Strömungämittelstrahlen aufeinander pral len.
Rechtwinklig zu den Düsen 132 sind ein Paar Ein- lassleitungen 134 vorgesehen, die ebenfalls vorzugsweise als Venturidüsen ausgebildet sind.
Die an eine Druckmittelquelle (nicht dargestellt) an geschlossenen Niederdruckdüsen 136 sind tangential am Boden der Rückleitungen<B>118</B> und 120 angeordnet, und zwar zu beiden Seiten der vertikalen Kammer 122.
Es sei erwähnt, dass der Aufsatz 102 einen vereng ten Bereich (Venturibereich) 138 in seinem mittleren Teil aufweist. Dieser Venturibereich dient zum Be schleunigen der nach oben gerichteten Strömung des wiederumgewälzten Materials. Diese Ausbildung ist na türlich nicht nur bei der Vorrichtung nach Fig. 4, son dern auch bei allen anderen Vorrichtungen gemäss der Erfindung verwendbar. Der Venturibereich braucht na türlich bei der Vorrichtung nach Fig. 4 nicht unbedingt vorgesehen zu sein.
Zusätzlich zu den Zuführungsleitungen 134 für die Feststoffe sind Hilfseinlässe 140 und 142 ähnlich den Hilfseinlässen 48 und 50 von Fig. 1 vorgesehen. Auch diese Hilfseinlässe sind wahlweise vorhanden.
Beim Betrieb werden die Feststoffteilchen durch die Zuführungsleitungen 134 und wahlweise durch die Hilfseinlässe 140 und 142 in die Mahlkammer 124 ein geführt und durch ihren gegenseitigen Aufprall unter der Wirkung der einander entgegengerichteten Strö- mungsmittelstrahlen aus den Düsen 132 zerkleinert.
Die Düsen 132 sind bei diesem Ausführungsbeispiel nicht nach oben geneigt, obwohl sie in dieser Weise angeord net sein könnten. Es besteht jedoch eine Umwälz- strömung der Niederdruckgase durch den Aufsatz 138, welche aus den Düsen 136 austreten. Diese Umwälz- strömung beginnt oberhalb des oberen Endes der Kammer 122 und übt eine Saugwirkung aus, die die zerkleinerten Teilchen in den Aufsatz 102 führt. Bei Verwendung eines Venturibereichs 138 erhöht dieser noch die Saugwirkung.
Die Umwälzung geschieht in der gleichen Weise wie bei der Vorrichtung nach Fig. 1.
Die verhältnismässig schweren, groben Teilchen wer den durch die Nebenflussleitungen 126 und 128 wieder umgewälzt, welche von den radial äusseren Bereichen der Rückleitungen 118 und 120 abzweigen, wo sich die schwereren Teilchen auf Grund der Zentrifugalkraft be finden. Die Strömung durch die Nebenflussleitungen wird durch die Saugwirkung vergrössert, die durch die Strömung der Hochdruckgase aus den Düsen 132 durch die Hilfseinlässe 130 entsteht, welche als Venturidurch- tritte ausgebildet sind. Die leichteren, feineren Teilchen werden längs der radial inneren Wände der Rückleitun gen 118 und 120 wieder in den Aufsatz 102 überge leitet.
Während dieses Flusses setzt sich die Umwälzung des grösseren Volumens des umgewälzten Strömungs mittels zusammen mit den feineren Teilchen in den Auf satz 102 fort, während lediglich ein verhältnismässig kleiner Teil durch die Nebenflussleitungen 126 und 128 absteigt. Dies rührt her von dem Umstand, dass die Ne benflu.ssleitungen einen kleineren Durchmesser aufwei sen als die Rückleitungen 118 und 120, so dass sie daher nur geringere Gasvolumina hindurchlassen können.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer ge genüber Fig. 1 abgeänderten Mahlvorrichtung 200, die einen Aufsatz 202 umfasst, der an seinem oberen Ende in gegenüberliegend sich erstreckende Kniebereiche 204 und 206 geteilt ist, die in die Rückführbereiche 208 und 210 üb; rgehen. Jeder Rückführbereich ist mit einer Auslassleitung 21.2 bzw. 214 versehen, die in einen ge meinsamen Auslass 216 münden.
Am unteren Ende jedes Rückführbereiches ist eine Schaufelradkammer 218 bzw. 220 vorgesehen, in der jeweils gegensinnig und schnell laufende Schaufelräder 222 und 224 untergebracht sind. Jedes Schaufelrad weist eine Anzahl gekrümmter Schaufeln auf und sitzt auf einer Welle 226 bzw. 228, welche von einem Elektro motor 230 (Fig. 6) oder dergleichen getrieben ist. Die Wellen 226 und 228 sind jeweils von einer Feststoff- zufiihr;mgsleitun 4r 232 bzw. 234 umgeben.
Am Boden jeder Schaufelradkammer ist wenigstens ein Nieder- druckeinlass 236 bzw. 238 vorgesehen.
Die Nlahh orrichtung lässt sich mit den bisher be schriebenen Teilen betreiben, indem lediglich ein Nie derdruckströmungsmittel durch die Düsen 236 und 238 zugeführt wird und festes körniges Material durch die Einlassleitungen 232 und 234.
Die sich gegensinnig dre lienden Schaufelräder erzeugen eine schnelle Umwälzung des Niederdruckströmungsmittels aus den Düsen 236 und 238, und zugleich nehmen die Schaufeln der Schaufel räder die durch die Einlassleitungen 232 und 234 zu geführten Feststoffteilchen auf und werfen sie in dem Bereich 240 am Boden des Aufsatzes 202 gegeneinan der, wo sie durch gegenseitigen Aufprall zerkleinert wer den.
Zur Erhöhung der Mahlwirkung dieser Mahlvorrich tung kann wahlweise eine abwärtsgerichtete Mahlkam mer 2-12 ähnlich der Mahlkammer 12 von Fig. 1 vor gesehen sein und kann in ähnlicher Weise mit einer An zahl horizontal und vertikal im Winkel liegender Hoch druckdrüsen 24-k versehen sein.. Bei der Kammer 242 können auch einander gegenüberliegende Einlassleitun- gen 246 vorgesehen sein.
Bei dieser Art Vorrichtung geschieht in dem Bereich 240 nicht nur eine Zerkleine rung, sondern die grössten und schwersten Feststoff teilchen sowie ein Teil des von den Schaufelrädern be schleunigten Strömungsmittels werden von den Schaufel rädern 222 und 224 zentrifugal in die Mahlkammer 242 geschleudert, während zusätzliche Feststoffe durch die Einlassleitungen 246 zugeführt werden. Alle diese Teil chen unterliegen dann innerhalb der Mahlkammer 242 der Prallwirkung der Strömungsmittelstrahlen aus den Hochdruckdüsen 244, so dass sich eine schnellere und bessere Zerkleinerung sämtlicher Teilchen ergibt.
Mahlvorrichtungen dieser Art sind besonders gut geeignet zum Mahlen spröder Materialien, wie Kohle, Koks, 1lletallen, keramischen Stoffen, Kunststoffen und dergleichen.
Die Einlassleitungen 246 brauchen nicht verwendet zu werden, so dass dann sämtliche Stoffe durch die Ein lassleitungen 232 und 234 zugeführt werden. Anderseits brauchen die letztgenannten Einlassleitungen nicht ver wendet zu werden, sondern man kann auch lediglich die Einlässe 246 verwenden. In diesem Fall dienen dann die Schaufelräder 222 und 224 lediglich zur Beschleunigung und Umwälzung der aus den Niederdruckdüsen austre tenden Strömungsmittel, während die Zerkleinerung hauptsächlich in der Mahlkammer 242 durchgeführt wird, ähnlich wie bei der Mahlvorrichtung nach Fig. 1.
Dabei ist es gewöhnlich vorzuziehen, die Schaufelräder mit gekrümmten Schaufelblättern durch solche mit ge raden Schaufelblättern zu ersetzen, da dadurch eine ge ringere WurAvirkung auf die Feststoffe ausgeübt wird und da durch gerade Schaufelblätter ferner ermöglicht wird, dass ein grösserer Teil der Strömungsmittel in die Mahlkammer 242 geschleudert wird.
Ein wahlweise anwendbares Verfahren beim Betrieb der Mahlvorrichtung besteht darin, lediglich die aus den Hochdruckdüsen 244 austretenden Strömungsmittel strahlen zu verwenden, die unter den Schaufelrädern 222 und 224 angeordnet sind, um die aus der Kammer 244 aufsteigenden Strömungsmittel während der Zer kleinerung zu beschleunigen. In diesem Fall sind dann die Niederdruckdüsen 236 und 238 ganz abgeschaltet.
In manchen Fällen, etwa beim Zerkleinern ver- hältnismässig weichen Materials in verhältnismässig grobe Teilchen brauchen weder die Hochdruck- noch die Niederdruckdüsen verwendet zu werden, da die sich drehenden Schaufelräder dann die erforderliche Strö- mungsmittelumwälzung herbeiführen. Dabei sollte je doch Luft oder ein ähnliches, nicht unter Druck stehen des Strömungsmittel in die Mahlvorrichtung als Strö mungsmittel geblasen werden.
Fig. 7 zeigt eine Mahlvorrichtung 300, die ähnlich ausgebildet ist wie die Mahlvorrichtung nach Fig. 4, mit Ausnahme, dass das untere Ende der Rückführbereiche 302 und 304 mit Schaufelradkammern 306 bzw. 308 ver sehen ist, welche seitlich den unteren Bereich des Auf satzes 310 schneiden. Die gegensinnig rotierenden Schau felräder 312 und 314 sind in den Schaufelradkammern 306 und 308 untergebracht und mit Einlassleitungen 316 bzw. 318 versehen.
Von diesen Schaufelradkammern erstreckt sich tan- gential nach unten jeweils eine verhältnismässig enge Nebenflussleitung 320 bzw. 322. Diese Nebenflusslei- tungen führen in die Mahlkammer 324 und weisen einander gegenüberliegende Hochdruckdüsen 326 auf, die so angeordnet sind, dass sie Hochdruckströmungs- mittelstrahlen in der Mahlkammer gegeneinander rich ten.
Oberhalb der Mahlkammer liegt eine vertikale Kam mer 328, die sich in den zentralen Bereich 330 zwischen den Schaufelrädern erstreckt. Dieser zentrale Bereich steht mit dem Aufsatz<B>310</B> in Verbindung, der wiederum in die Kniebereiche 332 und 334 übergeht. Diese wie derum führen in die Rückführbereiche 302 und 304, welche mit Auslassleitungen 336 bzw. 338 versehen sind, die in einen gemeinsamen Auslass 340 münden.
Diese Mahlvorrichtung arbeitet in ähnlicher Weise wie die Vorrichtung nach Fig. 4, mit der Ausnahme, dass die Schaufelräder 312 und 314 eine Beschleuni gung und Wiederumwälzung des Strömungsmittels be wirken. Das Strömungsmittel selbst wird von den Hoch druckdüsen 326 geliefert, wobei jedoch der Hauptteil der Energie zur Zerkleinerung verwendet wird, da die Schaufelräder die Energie für die Umwälzung aufbrin gen.
Obwohl die Mahlvorrichtung nach Fig. 7 nicht mit Einlassleitungen versehen ist, die direkt in die Mahlkam mer münden, sondern nur die Einlassleitungen 316 und 318 aufweist, können natürlich auch Hilfseinlassleitun- gen vorgesehen sein, die in die Mahlkammer münden.
Fig. 8 zeigt eine weitere abgeänderte Ausführungs form einer Mahlvorrichtung 400 nach der Erfindung mit einem Aufsatz 402, der in nach entgegengerichteten Sei ten verlaufende Kniebereiche 404 und 406 am oberen Ende übergeht. Diese Kniebereiche leiten über in Rück führbereiche 408 bzw. 410, die wiederum in untere Kniebereiche 412 bzw. 414 übergehen, welche die ur sprünglichen Prallkammern bilden. Diese münden wie derum in das untere Ende des Aufsatzes 402. An den unteren Krümmungen der unteren Knie bereiche 412 und 414 sind tangentiale Hochdruck strömungsmitteldüsen 416 bzw. 418 vorgesehen.
Diese Düsen leiten ein Strömungsmittel zum Mahlen ein, wo bei die tangentiale Anordnung bewirkt, dass die Strö mung nach oben in. den Aufsatz 402 gerichtet wird.
An der Verbindungsstelle der oberen Kniebereiche 404 und 406 mit ihren zugeordneten Rückführbe- reichen 408 bzw. 410 ist eine Öffnung 420 bzw. 424 vorgesehen. Diese Öffnungen führen in zugeordnete Schaufelradkammern 424 bzw. 426, in denen ein Schau felrad 428 bzw. 430 drehbar gelagert ist. Diese Schau felräder sind durch reversible Motoren oder dergleichen (nicht dargestellt) angetrieben und können daher in bei den Richtungen laufen. Die Schaufeln der Schaufelräder sind in einem verhältnismässig spitzen Winkel angeord net.
Die Schaufelräder sitzen auf Wellen 432 bzw. 434, welche koaxial von Auslassleitungen 436 bzw. 438 um geben sind.
Die Einlassleitungen 444 und 446 sind an die be treffenden Rückführbereiche 408 bzw. 410 angeschlos sen.
Bei dieser Ausführungsform werden die Feststoffe durch die Einlassleitungen 444 und 446 eingeführt und von den Wirbeln des umgewälzten Strömungsmittels mit- gerissen, welche durch das Druckströmungsmittel er zeugt werden, das durch die tangentialen Düsen 416 und 418 eintritt und durch den Aufsatz 402 und sodann durch die Rückführbereiche 408 und 404 geführt wird.
Die Zerkleinerung geschieht durch Aufprall in diesen Wirbeln. Der untere Bereich des Aufsatzes 402 bildet eine Umwälzkammer, die vertikal gegenüber den Prall kammern 412 und 414 versetzt ist.
Wenn die Strömungsmittel und die von diesen mit genommenen zerkleinerten Feststoffe durch die Knie bereiche 404 und 406 strömen, werden die grösseren, schwereren Teilchen durch Zentrifugalkraft nach aussen getrieben und laufen am äusseren Bereich der Mahlvor richtung entlang, während die kleineren, leichteren Teil chen am Innenbereich entlanglaufen. Wenn die leichte ren Teilchen an den Auslassöffnungen 420 und 422 vor überfliegen, gelangen sie in die entsprechenden Schaufel radkammern 424 bzw. 426.
Wenn die Schaufeln der Schaufelräder 428 und 430 feststehen, fliessen die aus- gestossenen Teilchen und das Strömungsmittel durch die Öffnungen 420 und 422 in einer umgekehrten gekrümm ten Bahn zwischen benachbarten Schaufeln in die Aus- lassleitungen 436 und 438. Diese umgekehrte Bahn er möglicht eine zusätzliche Trennung der schwereren von den leichteren Teilchen, da erstere leichter wieder durch die Auslassöffnungen 420 und 422 zurückgetragen wer den.
Wenn das Schaufelrad 428 im Gegenuhrzeigersinn und das Schaufelrad 430 im Uhrzeigersinn gedreht wer den, wird der Winkel der Auslassbahn kleiner und spit zer, so dass eine grössere Trennung zwischen den gros sen und kleinen Teilchen stattfindet. Wenn anderer seits das Schaufelrad 428 im Uhrzeigersinn und das Schaufelrad 430 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wer den, so wird der Winkel der Auslassbahn grösser und die groben, schwereren Teilchen werden ausgestossen.
Auf diese Weise lässt sich einfach und wirksam die Teilchen- grösse des Produktes beeinflussen.
Die durch die Schaufelräder 420 und 422 erzeugte Saugwirkung beschleunigt die Bewegung des Strömungs mittels und der Teilchen durch den Aufsatz 402. Die abwärtsgerichteten Mahlkammern und Hilfs- niederdruckdüsen bei den Vorrichtungen nach den Fi guren 1 und 4 und die Schaufelradanordnungen nach den Figuren 5 und 7 lassen sich mit der Schaufelrad- auslassanordnung nach der Figur 8 kombinieren.
Mit den oben beschriebenen verschiedenartigen Mahlvorrichtungen nach der Erfindung lassen sich fast alle Arten von Feststoffen mahlen oder zerkleinern, etwa Kohle, Koks, Metalle, Kunstharze und andere Kunststoffe, keramische Stoffe, Nahrungsmittel, etwa löslicher Kaffee, Tee oder Kakao sowie andere Konzen trate, pharmazeutische Stoffe, Pigmente, Gele usw. Als Strömungsmittel können ausser heisser oder kalter Luft, Dampf, Verbrennungsgasen. und dergleichen auch inerte Gase verwendet werden, etwa Stickstoff und der gleichen, oder chemisch aktive Gase, etwa Chlorwasser stoff usw.
Es sei bemerkt, dass die Vorrichtung nach der Erfind ung sich nicht nur zum Mahlen und Zerkleinern, sondern auch zum Mischen von Feststoffen verwenden lässt mit anderen festen oder flüssigen Stoffen, zum Be schichten von Teilchen mit anderen Feststoffen, mit vis kosen oder strömungsmittelartigen Materialien, und zum Ausführen chemischer Reaktionen zwischen festen und anderen festen oder strömungsmittelartigen Materialien unterschiedlicher Zusammensetzungen.
Dies lässt sich erreichen durch Verwendung verschiedener Einlasslei- tungen zum Zuführen der unterschiedlichen Materialien und durch Variieren der Temperatur und des Druckes des Strömungsmittels in Anpassung an die erforderli chen Bedingungen.
Die Erfindung lässt sich im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens noch in anderer und abgeänderter Weise realisieren.
Method for treating solid particles, in particular for comminuting them, and apparatus for carrying out the method. The invention relates to a method for treating solid particles, in particular for comminuting them, the particles being brought to impinge on one another under the action of a pressurized fluid.
The invention also relates to a device for carrying out the method according to the invention.
Milling devices using circulating flow energy are already known, with high-speed gas flows acting as a milling or pulverizing force by generating a high-energy vortex in which the particles meet, using the same high-pressure fluid as a transport device, to guide the pulverized particles through a classifying and separating area.
Since the fluid in the vortex causing the comminution has a lot of energy lost, it is necessary to supply a sufficient amount of fluid at a sufficiently high speed to achieve both adequate comminution and effective circulation of the comminuted products.
Since fluids of high energy and high speed are relatively expensive and since a large part of the work performed by these fluids relates to transport, which itself does not require any high energy fluids, the previously known method is very expensive. In addition, as the kinetic energy of the flow medium increases, the degree of comminution and the fineness of the particles of the comminuted products also increase.
Since excess fluid energy always has to be used in order to perform the double function, it has so far been extremely difficult to influence the particle size of the product. In other words, if a relatively coarse particle size was desired, this could not be easily produced without also having unfavorable repercussions on the effective operation of the grinding device.
In addition, when leaving the classification area, the circulating, high-pressure fluids not only carry back relatively large, uncomminuted particles into the impact area, which have to be further crushed, but also some smaller and lighter particles that no longer require crushing have a tendency, however, to clog the high pressure glands and the impact area itself, so that not only the high pressure flow is adversely affected by this,
'.but. also the collisions of the uncomminuted particles are dampened.
The invention has for its object to remedy the shortcomings he mentioned. The method according to the invention is characterized in that the smaller, light particles are separated from the larger, heavier particles by centrifugal force and that the flow of the larger, heavier particles and the fluid surrounding them is accelerated in at least one area of a circulation path.
The device for carrying out the method according to the invention is characterized by an impact chamber, through a fluid nozzle device for supplying a compressible fluid under pressure into the impact chamber, through a supply device for supplying solid particles into the impact chamber, through a first attachment, which is in open connection with the impact chamber, through a curved classification area, which is in connection with the first attachment,
through an outlet line connected to the classification area, which is designed and arranged in such a way that it takes up fluid and comminuted particles from the classification area by centrifugal force, through a second attachment which is connected to the classification area and which opens into a circulation chamber, which in turn communicates with the inlet end of the first attachment, and a circulation path between the first attachment, the classification area, the second attachment,
and by means for accelerating the flow and the particles through at least part of the circulating path.
The invention is described below with reference to schematic drawings of several embodiments.
Fig. 1 is a side view of a grinding device. FIG. 2 is an end view of the device of FIG.
FIG. 3 is a view from below of the device of FIG.
FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 1 of a second embodiment.
FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 1 of a third embodiment.
FIG. 6 is an end view of the device of FIG. 5.
Fig. 7 is a fourth embodiment corresponding to that of FIG.
Fig. 8 is one of FIG. 1 corresponding fifth embodiment.
The grinding device 10 shown in FIG. 1 comprises an impact chamber or grinding chamber 12, from whose upper region an attachment 14 extends, the upper end of which is divided into two curved knee regions 16 and 18 running in opposite directions The knee area 16 merges into a return area 20 and the knee area 18 merges into a return area 22.
The return areas 20 and 22 each lead over into a lateral return line 24 and 26, respectively, which are directed towards one another and open in a circulation chamber 28 between the grinding chamber 12 and the attachment 14. Outlet lines 30 and 32, respectively, lead from the radially inner walls of the return areas 20 and 22 to a common outlet 34.
A number of high-pressure gas nozzles 36 are connected to the grinding chamber 12. A total of 6 such nozzles 36 are shown, each facing in pairs. This represents a preferred embodiment, in which, however, the number and the positions of the nozzles can be changed. The nozzles @ 36 are connected to a high pressure source, not shown, for a compressible fluid, for example for air, steam or the like, and are arranged so that all 6 nozzles are directed to a common point, as best shown in FIG. 3 can be seen. In addition, the nozzles are arranged at an angle upwards, as can be seen from FIG.
To inject granular solids into the region of the common point of impact of the flow center jets from the nozzles 36, inlet lines 38 arranged opposite one another are provided. These inlet lines are preferably designed in the manner of Venturi nozzles and are provided with pouring devices 40 for introducing the raw solids. A high pressure fluid is introduced through the nozzles 42 to entrain the solids from the pouring devices 40 and direct them through the inlet conduits 38 into the grinding chamber.
In this exemplary embodiment, fluid nozzles are provided as introduction devices, but other types can also be used, e.g. B. screw conveyors, gravity feed devices, etc. At the junction of each return guide area 20 and 22 with the respective return line 24 and 26, at least one nozzle 44 and 46 is arranged, which is connected to a low pressure source of an elastic fluid (not shown represents).
These nozzles 44 and 46 provide a flow that circulates from the return regions 20 and 22 through the circulation chamber 28 above the grinding chamber 12 and through the attachment 14.
In the grinding device shown in FIG. 1, each return area 20 and 22 is provided with an auxiliary inlet 48 and 50, respectively. These auxiliary inlets are also provided with pouring devices and with fluid nozzles similar to the inlet lines 38, although other feeding devices can also be used here.
The solid particles fed in through the inlets 48 and 50 are entrained by the circulating gaseous fluid and, if they are sufficiently large and heavy, fall into the grinding chamber 12 so that they are exposed to the crushing action of the fluid jets from the nozzles 36. The auxiliary inlets 48 and 50, however, are not necessary to achieve the desired effect and are only optionally available.
During operation of the grinding device 10, solid particles are fed into the grinding chamber 12 through the inlet lines 38 and optionally through the auxiliary inlets 48 and 50 and are pushed against one another in a vortex that is generated by the fluid jets from the nozzles 36. Because of the upwardly directed arrangement of the nozzles 36, there is a flow component directed upwardly into the circulation chamber 28, from where the particles can then pass into the attachment 14.
This upward flow component only needs to be so large that the pulverized particles are fed into the circulation chamber 28, since they are entrained in this area by the gaseous flow medium passing through the nozzles 44 and 46 and through this into the attachment 14 and then through the return areas 20 and 22. As a result, most of the energy of the high pressure fluid from the nozzles 36 is used for grinding only. Therefore, the milling device of the invention requires a smaller amount of high pressure fluid than the known devices.
The centrifugal force generated causes the pulverized particles to be separated on their way up through the attachment 14 and then down through the opposite return areas 20 and 22, with the finer, lighter particles migrating along the inner area of the grinding device and through the Outlet lines 30 and 32 reach out, while the heavier, coarser particles migrate along the outer area of the grinding device and get back into the circulation chamber 28 through the return lines 24 and 26.
If the particles returned in this way are still relatively coarse and heavy, they enter the grinding chamber 12 by centrifugal force and are again subject to the impact forces of the high pressure currents from the nozzles 36. When the particles are almost completely ground, i. H. are relatively fine and light, they pass through the circulation chamber 28 back into the attachment 14 and then into the outlet lines 30 and 32, namely because the viscous resistance of the flow is greater than the centrifugal force. During this recirculation movement, the particles continue to push against each other and are therefore further crushed.
However, this is only a slight comminution, which does not require the large impact forces that are generated in the grinding chamber 12.
The apparatus described above is used with high pressure fluid jets from nozzles 36 and low pressure fluid jets from nozzles 44 and 46.
However, a high-pressure fluid can also be introduced through the last-mentioned nozzles at will, so that, in addition to the transport function, the flows meet one another in the circulation chamber 28, so that there they form a kind of auxiliary grinding chamber in which the particles that are transported by the grinding chamber 12 go up, be further crushed.
The high pressure and / or low pressure fluid media can be cold, such as air at atmospheric temperature, or hot, such as steam, hot air, or combustion products. When using cold fluids, the grinding device only acts as a comminuting device.
With hot fluids, it is used for crushing and drying at the same time. In this regard, it is sometimes desirable to feed relatively cold fluids into grinding chamber 12 and relatively hot fluids through nozzles 44 and 46,
in order to dry the comminuted particles during the agitation through the grinding device. In this way, the drying cycle does not interfere with the grinding action, and the grinding products, which can be relatively heavy when wet, are rolled again until they are relatively dry and light, so that they can be removed from the grinding device through the outlet lines 30 and 32 be led out.
On the other hand, hot gases usually have greater kinetic energy than cold gases, so they are preferably used for grinding.
In this case, hot gases are fed through the nozzles 36, while colder fluids are fed in through the nozzles 44 and 46 and are used only for circulation and cooling. The high-pressure and low-pressure fluids can of course also have the same temperature or both can be hot or cold.
FIG. 4 shows an embodiment modified from FIG. 1, according to which the grinding device 100 comprises an attachment 102 which divides into two oppositely curved knee areas 104 and 106, each into a return area 108 > or 110 skip. Each return area has an outlet line 112 or 114, which open into a common outlet 116.
In addition, each return area leads into a curved return line 118 or 120, which in turn merges into the attachment 102.
Below the junction of the return lines 118 and 120 and vertically in alignment with the attachment 102 is a vertical chamber 122 which is open at the top and closed at the bottom. The bottom area of the chamber 122 forms a grinding chamber 124. Tangential tributaries 126 and 128 extend from the return lines 118 and 120 into relatively narrow inlet openings 130 which lead into the grinding chamber 124.
Each of these narrow inlet openings 130 is preferably designed in the manner of valve nozzles. The secondary flow lines 126 and 128 have a smaller diameter than the return lines 118 and 120. Opposing high pressure nozzles 132 are provided which are connected to a fluid pressure source (not shown) and lead a high pressure fluid through the inlet lines 132 into the grinding chamber 124, where the fluid jets collide with each other.
A pair of inlet lines 134 are provided at right angles to the nozzles 132, which are likewise preferably designed as Venturi nozzles.
The low-pressure nozzles 136, which are closed to a pressure medium source (not shown), are arranged tangentially at the bottom of the return lines 118 and 120, to be precise on both sides of the vertical chamber 122.
It should be noted that the attachment 102 has a narrowed area (venturi area) 138 in its central part. This venturi area is used to accelerate the upward flow of the rolled material. This training is of course not only usable in the device according to FIG. 4, but also in all other devices according to the invention. The venturi area does not necessarily need to be provided in the device according to FIG. 4, of course.
In addition to the solids supply lines 134, auxiliary inlets 140 and 142 are provided similar to auxiliary inlets 48 and 50 of FIG. These auxiliary inlets are also optionally available.
During operation, the solid particles are introduced into the grinding chamber 124 through the supply lines 134 and optionally through the auxiliary inlets 140 and 142 and are comminuted by their mutual impact under the action of the jets of fluid from the nozzles 132 directed opposite one another.
The nozzles 132 are not inclined upward in this embodiment, although they could be net angeord in this manner. However, there is a circulating flow of the low-pressure gases through the attachment 138, which emerge from the nozzles 136. This circulating flow begins above the upper end of the chamber 122 and exerts a suction effect which guides the comminuted particles into the attachment 102. If a venturi area 138 is used, this further increases the suction effect.
The circulation takes place in the same way as in the device according to FIG. 1.
The relatively heavy, coarse particles are recirculated through the tributaries 126 and 128, which branch off from the radially outer areas of the return lines 118 and 120, where the heavier particles are due to the centrifugal force. The flow through the tributary lines is increased by the suction effect that is created by the flow of the high pressure gases from the nozzles 132 through the auxiliary inlets 130, which are designed as Venturi passages. The lighter, finer particles are passed back into the attachment 102 along the radially inner walls of the return lines 118 and 120.
During this flow, the circulation of the larger volume of the circulated flow continues by means of together with the finer particles in the attachment 102, while only a relatively small part descends through the tributaries 126 and 128. This is due to the fact that the secondary flow lines have a smaller diameter than the return lines 118 and 120, so that they can therefore only let through smaller gas volumes.
Fig. 5 shows a further embodiment of a GE compared to Figure 1 modified grinding device 200, which comprises an attachment 202 which is divided at its upper end into oppositely extending knee areas 204 and 206, which into the return areas 208 and 210; go. Each return area is provided with an outlet line 21.2 or 214, which open into a common outlet 216.
At the lower end of each return area there is a paddle wheel chamber 218 or 220, in which paddle wheels 222 and 224 running in opposite directions and fast are housed. Each paddle wheel has a number of curved blades and sits on a shaft 226 or 228, which is driven by an electric motor 230 (Fig. 6) or the like. The shafts 226 and 228 are each surrounded by a solids feed line 232 and 234, respectively.
At least one low-pressure inlet 236 or 238 is provided at the bottom of each impeller chamber.
The hearing device can be operated with the parts described so far by only supplying low pressure fluid through nozzles 236 and 238 and solid granular material through inlet lines 232 and 234.
The oppositely rotating impellers create a rapid circulation of the low pressure fluid from the nozzles 236 and 238, and at the same time the blades of the impellers pick up the solid particles fed through the inlet lines 232 and 234 and throw them into the area 240 at the bottom of the attachment 202 against each other, where they are crushed by mutual impact.
To increase the grinding action of this Mahlvorrich device can optionally be seen a downward Mahlkam mer 2-12 similar to the grinding chamber 12 of Fig. 1 and can be provided in a similar manner with a number of horizontally and vertically angled high pressure glands 24-k. In the case of the chamber 242, inlet lines 246 opposite one another can also be provided.
In this type of device, not only does a comminution take place in the area 240, but the largest and heaviest solid particles and part of the fluid accelerated by the paddle wheels are centrifugally thrown by the paddle wheels 222 and 224 into the grinding chamber 242, while additional solids through inlet lines 246. All of these particles are then subject to the impact of the fluid jets from the high-pressure nozzles 244 within the grinding chamber 242, so that all the particles are reduced in size more quickly and effectively.
Grinding devices of this type are particularly well suited for grinding brittle materials such as coal, coke, 1lletallen, ceramics, plastics and the like.
The inlet lines 246 need not be used, so that all substances are then supplied through the inlet lines 232 and 234. On the other hand, the last-mentioned inlet lines do not need to be used, but only the inlets 246 can be used. In this case, the paddle wheels 222 and 224 only serve to accelerate and circulate the fluids emerging from the low-pressure nozzles, while the comminution is mainly carried out in the grinding chamber 242, similar to the grinding device according to FIG. 1.
It is usually preferable to replace the paddle wheels with curved paddles with those with straight paddles, as this has less impact on the solids and because straight paddles also allow more of the fluid to enter the grinding chamber 242 is thrown.
An optional method in operating the grinding apparatus is to use only the jets of fluids exiting high pressure nozzles 244 located below paddle wheels 222 and 224 to accelerate the fluids emerging from chamber 244 during grinding. In this case, the low-pressure nozzles 236 and 238 are completely switched off.
In some cases, for example when crushing relatively soft material into relatively coarse particles, neither the high pressure nor the low pressure nozzles need to be used, since the rotating paddle wheels then bring about the necessary circulation of fluid. In this case, however, air or the like, which is not pressurized, should be blown into the grinding device as a flow medium.
Fig. 7 shows a grinding device 300, which is similar to the grinding device of FIG. 4, with the exception that the lower end of the return areas 302 and 304 is seen ver with paddle wheel chambers 306 and 308, which laterally the lower area of the attachment 310 cut. The oppositely rotating blade wheels 312 and 314 are housed in the blade wheel chambers 306 and 308 and provided with inlet lines 316 and 318, respectively.
A comparatively narrow tributary line 320 or 322 extends tangentially downward from these impeller chambers. These tributaries lead into the grinding chamber 324 and have opposing high-pressure nozzles 326 which are arranged so that they jets of high-pressure fluid in the grinding chamber against each other.
Above the grinding chamber is a vertical Kam mer 328, which extends into the central area 330 between the paddle wheels. This central area is connected to the attachment <B> 310 </B>, which in turn merges into the knee areas 332 and 334. These in turn lead into the return areas 302 and 304, which are provided with outlet lines 336 and 338, respectively, which open into a common outlet 340.
This grinding device operates in a similar way to the device of FIG. 4, with the exception that the paddle wheels 312 and 314 act to accelerate and recirculate the fluid. The fluid itself is supplied by the high pressure nozzles 326, but most of the energy is used for the crushing as the paddle wheels generate the energy for the circulation.
Although the grinding device according to FIG. 7 is not provided with inlet lines which open directly into the grinding chamber, but only has inlet lines 316 and 318, auxiliary inlet lines can of course also be provided which open into the grinding chamber.
Fig. 8 shows a further modified embodiment of a grinding device 400 according to the invention with an attachment 402 which merges into knee areas 404 and 406 at the upper end in opposite directions. These knee areas lead over to return areas 408 and 410, which in turn merge into lower knee areas 412 and 414, which form the original impact chambers. These in turn open into the lower end of the attachment 402. On the lower curvatures of the lower knee areas 412 and 414, tangential high-pressure fluid nozzles 416 and 418 are provided.
These nozzles introduce a fluid for grinding, the tangential arrangement of which causes the flow to be directed upwards into the attachment 402.
An opening 420 and 424 is provided at the junction of the upper knee regions 404 and 406 with their associated return regions 408 and 410, respectively. These openings lead into associated paddle wheel chambers 424 and 426, in which a blade wheel 428 and 430 is rotatably mounted. These blade wheels are driven by reversible motors or the like (not shown) and can therefore run in both directions. The blades of the paddle wheels are net angeord at a relatively acute angle.
The impellers sit on shafts 432 and 434, which are coaxial with outlet lines 436 and 438 to give.
The inlet lines 444 and 446 are connected to the respective return areas 408 and 410, respectively.
In this embodiment, the solids are introduced through inlet lines 444 and 446 and are entrained by the eddies of the circulating fluid created by the pressurized fluid entering through tangential nozzles 416 and 418 and through attachment 402 and then through the Return areas 408 and 404 is performed.
The comminution occurs through impact in these eddies. The lower region of the attachment 402 forms a circulation chamber that is vertically offset from the impact chambers 412 and 414.
When the fluid and the comminuted solids taken with it flow through the knee areas 404 and 406, the larger, heavier particles are driven outwards by centrifugal force and run along the outer area of the grinding device, while the smaller, lighter particles are on the inner area walk along. When the lighter particles fly over at the outlet openings 420 and 422, they enter the corresponding vane wheel chambers 424 and 426, respectively.
With the blades of paddle wheels 428 and 430 stationary, the ejected particles and fluid flow through openings 420 and 422 in an inverted curved path between adjacent blades into outlet conduits 436 and 438. This inverted path allows for an additional path Separation of the heavier from the lighter particles, since the former is more easily carried back through the outlet openings 420 and 422.
When the paddle wheel 428 is rotated counterclockwise and the paddle wheel 430 is rotated clockwise, the angle of the outlet path becomes smaller and more acute, so that there is greater separation between the large and small particles. If, on the other hand, the paddle wheel 428 is rotated clockwise and the paddle wheel 430 is rotated counterclockwise, the angle of the outlet path becomes larger and the coarse, heavier particles are expelled.
In this way, the particle size of the product can be influenced simply and effectively.
The suction generated by the paddle wheels 420 and 422 accelerates the movement of the flow by means of and the particles through the attachment 402. The downwardly directed grinding chambers and auxiliary low-pressure nozzles in the devices according to FIGS. 1 and 4 and the paddle wheel arrangements according to FIGS combine with the paddle wheel outlet arrangement according to FIG.
With the various types of grinding devices according to the invention described above, almost all types of solids can be ground or comminuted, such as coal, coke, metals, synthetic resins and other plastics, ceramics, foods, such as soluble coffee, tea or cocoa and other concentrates, pharmaceuticals Substances, pigments, gels etc. Besides hot or cold air, steam, combustion gases can be used as fluids. and the like, inert gases such as nitrogen and the like, or chemically active gases such as hydrogen chloride, etc. can also be used.
It should be noted that the device according to the invention can be used not only for grinding and comminuting, but also for mixing solids with other solid or liquid substances, for coating particles with other solids, with viscous or fluid-like materials, and for performing chemical reactions between solid and other solid or fluidized materials of different compositions.
This can be achieved by using different inlet lines to supply the different materials and by varying the temperature and the pressure of the fluid in adaptation to the required conditions.
The invention can be implemented in a different and modified manner within the scope of the general inventive concept.