Die Erfindung betrifft eine Mühle zum Nassvermahlen, in der die Zerkleinerung des zu behandelnden Stoffes wäh rend der Durchmischung mit Mahlkörpern mittels auf einer Welle sitzender Mahlkammern erfolgt. Die Mahlkörper kön nen z. B. Sand, Glasperlen oder Stahlkörner sein.
Das Durchmischen wird bei solchen Mühlen mit Hilfe von Rührwerken, die durch einen Satz auf der Welle ange ordneter Mahlkammern gebildet sind, ausgeführt. Jede Mahl kammer wird z. B. als Schaufelrad, Flachring, Schnecke oder als ringsegmentartiger Körper ausgebildet (siehe z.
B. die USA-Patentschrift 2<B>581</B>414 und die BRD-Patentschriften 1 211 905, 1 109 988. 1 183 344,<B>1507</B> 671,<B>1296</B> 950) Es sind auch andere Mühlen zum selben Zweck bekannt, in denen das Rührwerk in Gestalt eines auf der Welle sitzen den, zylindrischen Korbes mit Blindboden ausgeführt ist (BRD-Patentschrift 1 198 176).
Bekanntlich wird beim Betrieb der vorerwähnten Mühlen eine Mahlfeinheit erhalten, die durch eine 1 bis 2 mm Teil chengrösse der Hauptfraktion gekennzeichnet ist, wobei der Gehalt dieser Fraktion (im Gesamtertrag) nur bis 90% be trägt.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Mühle, mit der eine Erhöhung sowohl der Mahlfeinheit als auch des Hauptfraktionsgehaltes erreicht werden kann.
Bei der zu schaffenden Mühle sollen die Mahlkammern derart ausgebildet werden können, dass eine wesentliche Erhöhung der Kraft und der Häufigkeit des Zusammenstosses von Stoffteilchen mit Mahlkörpern und von Stoffteilchen miteinander erreicht werden kann.
Die erfindungsgemässe Mühle ist dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände einer oder mehrerer Kammern die Welle im Abstand umgeben, wobei die Wände mit ihrem Aussenrand ringartig ausgebildet und gegeneinander geneigt sind, und wobei längs des ganzen Aussenumfangs der Kam mer ein Schlitz vorhanden ist.
Mit einer solchen Ausführung der Mahlkammern kann erreicht werden, dass den Teilchen des Stoffes eine Bewe gungsgeschwindigkeit, die nahezu der Mahlkammerdrehzahl entspricht, verliehen wird, sowie dass in der Mühle die vor teilhaftesten Wirbelungen erzeugt werden können, die ein starkes Anwachsen der Anzahl der Zusammenströsse von Stoffteilchen mit den Mahlkörpern und von Stoffteilchen untereinander ermöglichen.
Die gegeneinander geneigten Seitenwände der Mahlkam mern können ihrem radial äusseren Rand zu geradlinigem oder gekrümmten Verlauf haben.
Zwecks Trennung der Strömung innerhalb je einer Kam mer in zwei Teilströme zur Erreichung eines effektiveren Zusammenstosses der Stoffteilchen infolge Anpralls der bei den Teilströme nach dem Austritt aus dem Schlitz gegenein ander kann im Innern der Kammer eine quer zur Welle Lie gende Trennwand angeordnet sein, deren radial äusserer Rand etwa beim Schlitz liegt und die Kammer in zwei Zonen unterteilt.
Zur Gewährleistung einer grösseren Strömungsturbulenz, die eine Intensivierung der Durchmischung im Innern der Mühle zur Folge hat, ist es zweckmässig, Durchbrüche in den Seitenwänden der Kammer vorzusehen.
Zur Erreichung einer besseren Durchmischung und Ver teilung des Stoffes nach Mühlenhöhe (oder nach Mühlen länge) ist es zweckmässig, die vorerwähnten Durchbrüche von Kammern, die längs der Welle in verschiedenen Quer ebenen liegen, so zueinander zu versetzen, dass diese Durch brüche auf Schraubenlinien liegen. Dadurch wird eine gute Übergabe des zu behandelnden Stoffes von der Kammer einer Querebene zu der benachbarten, in einer anderen Querebene liegenden Kammer erreicht.
Sind Stoffe mit erhöhter Härte, z. B. einige Pigmentstoff- arten zu behandeln, für die eine Vergrösserung der Zusam- menstosskraft der zu zerkleinernden Teilchen mit den Mahl körpern und dieser Teilchen miteinander wünschbar ist, ist es zweckmässig, den aus den erwähnten Durchbrüchen in den Kammerseitenwänden ausfliessenden Strömungen eine ge wünschte Richtung zu geben.
Hierzu können in den Durch brüchen Düsen angeordnet sein, oder die Durchbrüche kön nen selbst als Düsen ausgebildet sein, welche Düsen in Rich tung auf die Wände des Mühlenmantels eingestellt werden können.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Beschrei bung zweier Ausführungsbeispiele und der beigelegten Zeich nungen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Mühle, bei der die Mahlkammern aus Ringscheiben aufgebaut sind, Fig. 2 einen Schnitt durch eine aus zwei Ringscheiben aufgebaute Mahlkammer, wobei die Seitenwände der Kam mer ebene, radial äussere Randbereiche haben, und Fig. 3 einen Schnitt einer anderen Ausführung der eben falls aus zwei Ringscheiben aufgebauten Mahlkammer, wobei die Seitenwände der Kammer gekrümmte, radial äussere Randbereiche haben.
Die Nassmühle ist zur superfeinen Zerkleinerung sowohl von organischen als von mineralischen Hartstoffen geeignet. Die Nassmühle enthält ein Gehäuse 1 mit einem Kühlwasser mantel 2. Im Innern des Gehäuse 1 ist in Lagern 3 eine Welle 4, auf der Mahlkammern 5 befestigt sind, montiert. Eine jede Kammer ist bei den Beispielen aus zwei Ring scheiben aufgebaut, wobei die Seitenwände der Kammer die Welle 4 im Abstand umgeben und gegeneinander geneigt sind. Längs des ganzen Aussenumfangs jeder Kammer ver läuft ein Schlitz 6. Die Kammerseitenwände 7 (Fig. 1 und 2) sind im radial äusseren Randbereich in Richtung zum Schlitz 6 mit ebenen Flächen aufeinander zu geneigt.
In den Seitenwänden 7 einer jeden Kammer sind Durch brüche 8 vorhanden; dabei sind die Durchbrüche 8a der einen Kammer in bezug auf die Durchbrüche 8b, 8c usw. der benachbarten Kammern mit einer solchen Gesetzmässigkeit versetzt, dass die Durchbrüche 8 auf Schraubenlinien 9 liegen (Fig. 1). In die Durchbrüche 8 beim Beispiel nach Fig. 1 und 2 sind Düsen 10 eingebaut. Die verengte Düsenmündung ist nach aussen zu den Innenwänden des Mühlengehäuses 1 gerichtet. Innerhalb einer jeden Kammer ist beim Beispiel nach Fig. 1 und 2 in den Ebenen der Schlitze 6 je eine scheibenförmige Trennwand 11 angeordnet, die jede Kammer in eine obere und eine untere Zone unterteilt.
Die zwischen je einer Kammerseitenwand 7 und der Trennwand 11 gebil deten Spalten 12 bzw. 13 weisen eine Breite auf, die etwas grösser als die Mahlkörper ist.
Bei zweiten Beispiel nach Fig. 3 sind die Seitenwände 7a der Kammer anders ausgebildet. Diese Seitenwände sind in diesem Fall gekrümmt. Die Seitenwände einer Kammer könn ten bei anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispielen auch in noch anderer Weise zumindest in ihrem äusseren Randge biet aufeinander zu gerichtet sein.
Bei den dargestellten Beispielen ist jede Kammer aus zwei Ringscheiben aufgebaut. Es ist aber auch möglich, eine Kam- ner aus einzelnen Ringsegmenten aufzubauen, wobei jedes Segment wieder zwei gegeneinander geneigte Seitenwände hat. Es sind dann keine Ringscheiben 7, 7a mehr vorhanden, sondern die Teile 7, 7a sind einzelne, von der Welle 4 abra- gende Arme (Segmente). Die einzelnen Arme (Segmente) können auch auf Schraubenlinien liegen.
Im Grundriss können die Kammern eine runde oder Vieleckgestalt aufweisen.
Die Nassmühle kann sowohl mit einem vertikalen als auch mit einem horizontalen Gehäuse ausgeführt werden. Der zur Zerkleinerung bestimmte Stoff wird in das Innere des Mühlengehäuses 1 z. B. als wässerige Suspension von unten durch einen Stutzen 14, der mit einem Rückschlag ventil 15 versehen ist, zugeführt (Fig. 1).
Dank der erläuterten Ausbildung der Mahlkammern fliesst die Suspension im Innern der Mühle in die durch Pfeile in Fig. 1 angegebenen Richtungen.
Infolge Drehung der Welle 4 und der daran drehfest angeordneten Kammern 5 werden die Teilchen des zu zer kleinernden Stoffes und die Mahlkörper durch die Flüssig keitsströme in die zentrale, mehr luftverdünnte Zone der Mühlenarbeitskammer übertragen und danach durch die Fliehkraft gegen die Seitenwände 7 oder 7a geschleudert. Da die Teilchen und Mahlkörper mit den Kammern zusam men rotieren, wird ihnen eine Geschwindigkeit verliehen, die der Umlaufgeschwindigkeit der Kammern 5 annähernd gleich ist.
Indem die Teilchen des zu zerkleinernden Stoffes auf den geneigten Seitenwänden 7 bzw. 7a gleiten, werden sie zu sammen mit dem Strom der Flüssigkeit aus den Schlitzen 6 geschleudert, welcher Strom als radial-kreisförmiger Strahl gegen die Innenwand des Gehäuses 1 gerichtet ist. Hierbei erfolgt das Zusammenstossen der Teilchen mit den im Raum zwischen den Kammern 5 und der Innenwand des Gehäuses 1 zirkulierenden Mahlkörpern sowie der Teilchen miteinan der.
Die grösste Intensivierung der Zusammenstösse wird durch die Bildung von Zusatzströmen, die in fächerartigen Strahlen aus den Düsen 10 fliessen, begünstigt sowie durch das Zusammenstossen der aus den Spalten 12 und 13 fliessen- den Ströme mit den letzteren und miteinander. Die aus den Spalten 12 und 13 und aus den Düsen 8 geschleuderten Sus- pensionsströme schlagen gegen die Innenwand des Gehäuse 1. prallen von dieser zurück und werden wieder in die Zentral zone des Mühleninnenraumes eingesaugt. Eine derartige Zir kulation der Teilchen erfolgt ununterbrochen solange wie die Kammern 5 rotieren.
Die schraubenförmige Anordnung 9 der Durchbrüche 8a, 8b und 8c, folglich auch der Düsen 10, längs der Höhe des Mühlengehäuses 1 gewährleistet das aufeinanderfolgende Überfliessen der zu zerkleinernden Teilchen von unten auf wärts von einer Kammer 5 zur anderen. Hierbei ist erforder lich, dass die Drehrichtung der Welle 4 mit der Steigungs richtung der Schraubenlinien 9 übereinstimmt.
Mit der zunehmend erfolgenden Zerkleinerung wird der Stoff in den Oberteil der Mühle gebracht und durch eine Abflussrinne 16 abgeleitet. Die beiden Vollscheiben 17 die nen zur Verhinderung eines Luftansaugens von oben (Fig. 1). Ein unteres Schwungrad 18 ermöglicht einen stetigen Lauf der Welle 4. Ein im Mühlenoberteil angeordnetes Sieb 19 dient zur kontinuierlichen Trennung der Mahlkörper von der Suspension des zu zerkleinernden Stoffes.
Die beschriebene Zirkulation der Suspensionsströme, bei der eine solche intensive turbulente Wirbeldiffusion um die Kammern 5 im ganzen Mühleninnenraum gewährleistet wird, bewirkt ein maximal intensives Zusammenstossen der Teil chen des zu zerkleinernden Stoffes mit den Mahlkörpern und der Teilchen miteinander.
Auf Grund durchgeführter Versuche hat sich gezeigt, dass durch Vermahlen in einer solchen vorgeschlagenen Mühle die Grösse der zerkleinerten Teilchen in der Haupt fraktion bis 1 mkm und der Hauptfraktionsgehalt mindestens 95 % betragen kann.
The invention relates to a mill for wet grinding, in which the comminution of the substance to be treated is carried out during the mixing with grinding media by means of grinding chambers seated on a shaft. The grinding media can nen z. B. sand, glass beads or steel grains.
The mixing is carried out in such mills with the help of agitators, which are formed by a set of grinding chambers arranged on the shaft. Each grinding chamber is z. B. designed as a paddle wheel, flat ring, worm or as a ring segment-like body (see z.
For example, the USA patent specification 2 581 414 and the FRG patents 1 211 905, 1 109 988, 1 183 344, <B> 1507 </B> 671, <B> 1296 </ B > 950) There are also other mills known for the same purpose, in which the agitator is designed in the form of a sitting on the shaft, the cylindrical basket with a blind bottom (Federal Republic of Germany Patent 1 198 176).
As is known, a grinding fineness is obtained in the operation of the aforementioned mills, which is characterized by a 1 to 2 mm particle size of the main fraction, the content of this fraction (in the total yield) being only up to 90%.
The invention aims to create a mill with which an increase in both the fineness of the grinding and the main fraction content can be achieved.
In the mill to be created, the grinding chambers should be able to be designed in such a way that a substantial increase in the force and the frequency of the collision of material particles with grinding bodies and of material particles with one another can be achieved.
The mill according to the invention is characterized in that the side walls of one or more chambers surround the shaft at a distance, the walls being ring-like with their outer edge and inclined towards one another, and a slot being present along the entire outer circumference of the chamber.
With such a design of the grinding chambers, it can be achieved that the particles of the substance are given a movement speed that almost corresponds to the grinding chamber speed, and that the most advantageous eddies can be generated in the mill, which result in a strong increase in the number of collisions Allow material particles with the grinding media and of material particles with one another.
The mutually inclined side walls of the Mahlkam numbers can have their radially outer edge to a straight or curved course.
For the purpose of separating the flow within a Kam mer into two partial flows to achieve a more effective collision of the particles due to the impact of the other in the partial flows after exiting the slot against each other, a transverse to the wave Lie lowing partition can be arranged in the interior of the chamber, whose radial outer edge is about the slot and divides the chamber into two zones.
To ensure greater flow turbulence, which results in an intensification of the mixing in the interior of the mill, it is advisable to provide openings in the side walls of the chamber.
To achieve better mixing and distribution of the substance according to the mill height (or mill length), it is useful to offset the aforementioned openings in chambers that are along the shaft in different transverse planes so that these openings lie on helical lines . As a result, a good transfer of the substance to be treated is achieved from the chamber in one transverse plane to the adjacent chamber lying in another transverse plane.
Are substances with increased hardness, e.g. For example, to treat some types of pigment for which an increase in the collision force of the particles to be comminuted with the grinding bodies and these particles with each other is desirable, it is advisable to move the currents flowing out of the aforementioned openings in the chamber side walls in a desired direction to give.
For this purpose, nozzles can be arranged in the breakthroughs, or the breakthroughs can be designed as nozzles themselves, which nozzles can be set in the direction of the walls of the mill jacket.
The invention is explained in more detail with reference to the description of two exemplary embodiments and the accompanying drawing.
1 shows a vertical section through a mill in which the grinding chambers are made up of ring disks, FIG. 2 shows a section through a grinding chamber made up of two ring disks, the side walls of the chamber having flat, radially outer edge areas, and FIG 3 shows a section of another embodiment of the grinding chamber, which is also made up of two annular disks, the side walls of the chamber having curved, radially outer edge regions.
The wet mill is suitable for the superfine size reduction of both organic and mineral hard materials. The wet mill contains a housing 1 with a cooling water jacket 2. Inside the housing 1, a shaft 4 is mounted in bearings 3, on which grinding chambers 5 are attached. In the examples, each chamber is composed of two ring rings, the side walls of the chamber surrounding the shaft 4 at a distance and being inclined towards one another. A slot 6 runs along the entire outer circumference of each chamber. The chamber side walls 7 (FIGS. 1 and 2) are inclined towards one another in the radially outer edge region in the direction of the slot 6 with flat surfaces.
In the side walls 7 of each chamber through 8 openings are available; The openings 8a of one chamber are offset with respect to the openings 8b, 8c etc. of the adjacent chambers with such a regularity that the openings 8 lie on helical lines 9 (FIG. 1). In the openings 8 in the example of FIGS. 1 and 2, nozzles 10 are installed. The narrowed nozzle orifice is directed outwards towards the inner walls of the mill housing 1. Within each chamber, in the example according to FIGS. 1 and 2, a disk-shaped partition wall 11 is arranged in the planes of the slots 6, which divides each chamber into an upper and a lower zone.
The between each chamber side wall 7 and the partition 11 gebil Deten columns 12 and 13 have a width that is slightly larger than the grinding media.
In the second example according to FIG. 3, the side walls 7a of the chamber are designed differently. These side walls are curved in this case. In other exemplary embodiments, not shown, the side walls of a chamber could also be directed towards one another in yet another way, at least in their outer edge region.
In the examples shown, each chamber is made up of two annular disks. However, it is also possible to build a chamber from individual ring segments, each segment again having two side walls inclined towards one another. There are then no longer any annular disks 7, 7a, but rather the parts 7, 7a are individual arms (segments) protruding from the shaft 4. The individual arms (segments) can also lie on helical lines.
The chambers can have a round or polygonal shape in plan.
The wet mill can be designed with a vertical or a horizontal housing. The material intended for comminution is in the interior of the mill housing 1 z. B. as an aqueous suspension from below through a nozzle 14, which is provided with a check valve 15, supplied (Fig. 1).
Thanks to the explained design of the grinding chambers, the suspension flows inside the mill in the directions indicated by arrows in FIG.
As a result of the rotation of the shaft 4 and the non-rotatably arranged chambers 5, the particles of the substance to be shredded and the grinding media are transferred through the liquid into the central, more air-thinned zone of the mill working chamber and then thrown against the side walls 7 or 7a by centrifugal force. Since the particles and grinding media rotate together with the chambers, they are given a speed which is approximately the same as the rotational speed of the chambers 5.
By sliding the particles of the material to be shredded on the inclined side walls 7 and 7a, they are thrown out of the slots 6 together with the flow of liquid, which flow is directed as a radial-circular jet against the inner wall of the housing 1. Here, the collision of the particles takes place with the grinding media circulating in the space between the chambers 5 and the inner wall of the housing 1 and the particles miteinan.
The greatest intensification of the collisions is facilitated by the formation of additional currents that flow in fan-like jets from the nozzles 10 and by the collision of the currents flowing from the gaps 12 and 13 with the latter and with one another. The suspension streams hurled out of the gaps 12 and 13 and out of the nozzles 8 strike the inner wall of the housing 1, bounce back from the latter and are sucked back into the central zone of the mill interior. Such a circulation of the particles takes place continuously as long as the chambers 5 rotate.
The helical arrangement 9 of the openings 8a, 8b and 8c, consequently also of the nozzles 10, along the height of the mill housing 1 ensures the successive overflow of the particles to be comminuted from below upwards from one chamber 5 to the other. Here it is required that the direction of rotation of the shaft 4 coincides with the pitch direction of the helical lines 9.
As the comminution increases, the material is brought into the upper part of the mill and drained through a drainage channel 16. The two solid disks 17 the NEN to prevent air intake from above (Fig. 1). A lower flywheel 18 enables the shaft 4 to run continuously. A sieve 19 arranged in the upper part of the mill serves to continuously separate the grinding media from the suspension of the material to be comminuted.
The described circulation of the suspension flows, in which such an intense turbulent vortex diffusion around the chambers 5 in the entire mill interior, causes a maximally intense collision of the particles of the material to be comminuted with the grinding media and the particles with one another.
Tests carried out have shown that, by grinding in such a proposed mill, the size of the comminuted particles in the main fraction can be up to 1 µm and the main fraction content can be at least 95%.