CN114096354B - 搅拌球磨机 - Google Patents

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Abstract

本公开包括一种用于处理流动性研磨对象的搅拌球磨机，所述搅拌球磨机具有圆筒形外定子2和具有圆筒形转子的围绕共同中轴线5可旋转地设置的搅拌器。所述转子1布置在所述外定子2内并且在所述转子1和所述外定子2之间形成研磨室4。流动方向限定在所述研磨室4中，所述流动方向从进料通道7延伸到出料通道6。所述外定子2和所述转子1之间的所述研磨室4具有恒定的宽度。所述研磨室4至少部分由研磨辅助体填充。在所述转子1处设置有多个转子研磨工具11，所述多个转子研磨工具在所述外定子2的方向上延伸，其中在所述外定子2处设置有多个外定子研磨工具21、211，所述多个外定子研磨工具以一段长度径向伸入所述研磨室4。所述外定子研磨工具21、211在圆周方向上并排间隔地布置并且形成排。所述排彼此平行地在所述外定子2处沿着中轴线布置。在所述研磨室的远离所述进料通道7一侧处的至少一排所述外定子研磨工具211，优选三排所述外定子研磨工具211具有比其他所述外定子研磨工具21更长的径向长度。圆周方向上的每排所述外定子研磨工具(21，211)各自具有相同的长度。

Description

搅拌球磨机
本公开涉及一种搅拌球磨机，并且特别地涉及一种确保研磨辅助体在搅拌球磨机内的流化和分布得到改善的搅拌球磨机。
搅拌球磨机(RWKM)的基本构造例如从EP 1 992 412 B1中已知。在传统的RWKM中，在冲洗和生产稀薄的流动的产品时，研磨体由于重力会聚集并压缩在研磨室的下部区域。由于研磨辅助体在RWKM内的不利分布，这可导致产品质量下降或加工时间增加。
搅拌球磨机又例如从文件DE 4 008 472 A1，DE 19 638 354 A1和WO 2006/116338 A2中已知。
因此，本公开的目的在于，在处理具有低粘度和/或低黏性的稀薄的流动的产品时，特别地，通过改善研磨辅助体在RWKM内的分布来实现更低的功率消耗。本发明通过独立权利要求1的特征来定义。从属权利要求描述了优选的实施方式。
本公开包括一种用于处理流动性研磨对象的搅拌球磨机，该搅拌球磨机具有圆筒形外定子和具有圆筒形转子的围绕共同中轴线可旋转地设置的搅拌器。转子布置在外定子内并且在转子和外定子之间形成研磨室。外定子和转子之间的研磨室具有恒定的宽度。在研磨室上游设置有进料通道，可通过该进料通道将研磨对象引入研磨室。此外还设置有出料通道，可通过该出料通道使研磨对象离开研磨室。因此，由进料通道和出料通道限定通过研磨室的流动方向，该流动方向从进料通道延伸到出料通道。
研磨室至少部分由研磨辅助体填充。此外，在转子处设置有转子研磨工具，这些转子研磨工具在外定子的方向上径向延伸。进一步地，在外定子处设置有外定子研磨工具，这些外定子研磨工具以一段长度径向伸入研磨室。这些外定子研磨工具在圆周方向上并排间隔地布置并且形成排。这些排彼此平行地在外定子处沿着中轴线布置。另外，外定子研磨工具布置成纵排，即垂直于圆周方向并且沿中轴线。
即，外定子研磨工具在中轴线方向上形成纵排，即沿着流动方向，并且进一步地形成垂直于中轴线的排，即围绕外定子的圆周呈圆形的。
在研磨室的远离进料通道一侧处的至少一排外定子研磨工具，优选三排外定子研磨工具具有比其他外定子研磨工具更长的径向长度。换句话说，即圆周方向上的至少在流动方向上最后一排/几排外定子研磨工具，即所有位于围绕外定子的圆周的离进料通道最远的圆圈上的外定子研磨工具具有比其他外定子研磨工具更长的径向长度。
优选地，外定子具有圆周方向上的六排至十二排外定子研磨工具和/或八纵排至二十纵排外定子研磨工具。
在一种实施方式中，在该实施方式中搅拌球磨机在工作时如此布置，使得中轴线垂直定向并且流动方向在研磨室中从上至下延伸，圆周方向上的一个下排，或几个下排，优选三排，为具有较长长度的外定子研磨工具排。
圆周方向上的每排外定子研磨工具可各自具有相同的长度。具有较长长度的外定子研磨工具的长度可比其他外定子研磨工具的长度长约1.5倍至2.5倍，优选1.75倍至2.25倍，并且特别优选2.0倍。其他外定子研磨工具的长度可介于5mm和20mm之间，优选介于7mm和15mm之间。
转子研磨工具各自优选地具有相同的长度，例如20mm至40mm。
外定子研磨工具和/或转子研磨工具优选地被实施成销钉形状。销钉优选地具有圆柱形，其中销钉的长度至少和直径一样长。
在转子内可设置有分离器。在流动方向上，用于排放流动性研磨对象的出料通道可布置在分离器的后方。
参考图1描述本发明。该图示出了根据本发明的一个示例的搅拌球磨机的横截图。
以下将参考根据图1的立式搅拌球磨机(RWKM)，即参考根据优选实施方式的RWKM，该RWKM在工作时如此布置，使得中轴线5垂直定向并且流动方向从上至下延伸。平行于中轴线5的方向称为轴向。然而，本发明也可用于卧式RWKM或斜式RWKM。
图1所示的RWKM具有搅拌器，该搅拌器具有基本上为筒形的转子1，其中转子1具有外直径D1和内直径d1。转子1围绕中轴线5可旋转地设置。根据所示的实施方式，中轴线垂直定向。此外，RWKM具有围绕转子1的具有外定子内直径D2的外定子2。特别地，朝向转子1的外定子2的内壁为圆筒形。转子1和外定子2与中轴线5同轴。此外，转子1具有圆筒形的外壁。因此，在外定子2和转子1之间形成研磨室4，该研磨室在整个高度和圆周方向上具有相同的径向厚度。因此，研磨室4具有恒定的环形尺寸。将待处理的研磨对象经由进料通道7送入研磨室4。
同样与中轴线5同轴地，RWKM具有内定子22，该内定子具有内定子外直径d22，该内定子与转子1的径向内置侧形成排放室23。排放室23经由通道与研磨室4连接，该通道在图1中在转子1下方形成。因此，分散的产品从研磨室4经由该通道进入排放室23流向分离器3，该分离器布置在内定子22上方。分离器3被适配为保留可能一起被带走的研磨辅助体。出料通道6位于分离器3内的中心位置，该出料通道将成品排放出机器。
在转子1的外壁处设置有转子研磨工具11，这些转子研磨工具在径向方向上伸入研磨室4。在外定子2的内壁处设置有外定子研磨工具21、211，这些外定子研磨工具在径向方向上伸入研磨室4。工具11、21、211如此交错设置，使得在转子1旋转时，在这些工具之间形成足够的距离。
优选地，工具11、21、211在转子1的圆筒形的外壁处或在外定子2的圆筒形的内壁处设置成平行于中轴线的纵排，即在所示实施方式中垂直地设置，以及在圆周方向上设置。优选地，工具11、21、211各自在纵向方向上和/或圆周方向上彼此间隔相同。换句话说，工具11、21、211是均匀分布的。优选地，工具11、21、211的每个纵排具有六至二十个工具11、21、211。此外，优选地，工具11、21、211的圆周方向上的每排设置有六到十二个工具11、21、211。然而，本发明与在纵向方向上和/或圆周方向上的工具11、21、211的数量并无关联，并且可应用于每个具有定子工具和转子工具的RWKM。
如果没有其他定义，长度在下文中表示工具11、21、211的径向长度，也就是说工具11、21、211径向伸入研磨室4的长度，即在外定子2方向上或转子1方向上的长度。转子工具11具有相同的长度。转子工具11一般地具有约20mm至40mm的长度。根据本发明，外定子研磨工具211在流动方向上的后部区域，即在所示实施方式中在外定子2的下部区域(参照图1)具有更长的长度。后部区域朝向通道，该通道连接研磨室4和排放室23。在此，圆周方向上的各排外定子研磨工具21、211各自具有相同的长度。至少图1中最下排的外定子研磨工具211(流动方向上的最后排)，优选最下两排，并且特别优选最下三排具有比其他外定子研磨工具21更长的长度。如果从垂直方向上看多于一排的外定子研磨工具211具有较长的长度，则这些外定子研磨工具211优选地具有相同的长度。外定子研磨工具21、211的长度在流动方向上的递增也可以是有效的。
具有较长长度的外定子研磨工具211的长度可比其他外定子研磨工具21的长度长约1.5倍至2.5倍，优选1.75倍至2.25倍，并且特别优选2.0倍。其他外定子研磨工具21的长度可介于5mm和20mm之间，优选介于7mm和15mm之间。
根据上述示例性的实施方式，转子外直径D1与外定子内直径D2之比限定如下，其中直径的测量不考虑研磨工具11、21、211：
0.6≤D1/D2≤0.95。
此外，根据本示例，内定子外直径d22与转子内直径d1之比限定如下，其中d22的测量不考虑图1所示的销钉：
0.8≤d22/d1≤0.95。
进一步地，根据一种示例，具有较长长度的外定子研磨工具211的数量与其他外定子研磨工具21的数量之比介于0.1和0.5之间。例如，外定子2具有两个具有较长长度的外定子研磨工具211和八个其他外定子研磨工具21。
示例性地，具有较长长度的外定子研磨工具211伸入研磨室4的高度与研磨室4的总高度(外定子2的长度)之比介于0.05和0.3之间，优选介于0.1和0.2之间。
在此，具有较长长度的外定子研磨工具211伸入研磨室4的高度应理解为具有较长长度的外定子研磨工具211的长度在轴向方向上的延伸范围，即研磨室4的区域，在该区域中长度，在该长度中布置有具有较长长度的外定子研磨工具211。换句话说，在立式搅拌球磨机中，这对应于由较长的外定子研磨工具211覆盖的过程区(研磨室4)的高度。
若具有较长长度的外定子211在研磨室4中的示例性延伸范围为150mm，并且研磨室长度或外定子2的长度(过程区高度)为500mm，则两者之比为0.3。
具有较长长度的外定子研磨工具211伸入研磨室4的长度与外定子内直径D2之比优选地介于0.05和0.4之间，特别优选介于0.2和0.3之间。若具有较长长度的外定子研磨工具211在研磨室4中的延伸范围为150mm，并且外定子内直径D2为550mm，则两者之比为0.27。
在RWKM中，在研磨过程或分散过程中，在流动方向上的后部区域中因为阻力，并且特别地在立式RWKM中因为重力可发生研磨辅助体的聚集。在卧式RWKM或斜式RWKM中，研磨辅助体也可因为阻力在研磨室局部，特别地在向下的流动方向上聚集。通过在流动方向上的后部区域中的加长的外定子研磨工具，研磨辅助体的流化在整个RWKM中得到改善。研磨辅助体在机器局部的聚集得以有效阻止。如果在工作时确实出现了研磨辅助体的聚集，可通过在外定子的下部区域使用较长的销钉来明显松动聚集并使其运动起来。因此，粉碎效果或研磨效果得到改善并且提高产品质量。特别地，该布置使得在处理具有低粘度(黏度)和/或低黏性的稀薄的流动的产品时，更低的功率消耗成为可能。
进一步地，在该机器中发生的振动可因为研磨辅助体聚集而减少。
优选地，本公开的研磨工具是粘合的。这可防止在工作时对磨机进行程序性的误操作。工具与定子的密封是通过粘合实现的，这避免了冷却面的减少。优选地，外定子的工具被设置为两个不同的限定长度。因此，在轴向方向上的工具长度只有一个级别。这也确保了在整个研磨时间内的恒定的研磨条件。
本发明也可应用于现有的RWKM中，特别是其外定子研磨工具被实施成可更换的RWKM中。为了对这样的RWKM进行对应地改造，将远离进料通道的圆周方向上的外定子研磨工具排替换成具有对应的更长的长度的外定子研磨工具。在这种情况下，根据本发明，替换期望数量的外定子研磨工具排，即至少在流动方向上的最后一排，优选最后三排工具。
尽管借助于附图和相关的描述示出和详细描述了本发明，但是该示出和该详细描述应理解为说明性的和示例性的，而不是限制本发明。应理解的是，本领域技术人员可以在不脱离以下权利要求的范围的情况下进行改变和改型。特别地，本发明同样包括具有以上针对不同方面和/或实施方式提及或示出的特征的任意组合的实施方式。
本发明同样在附图中包括各个特征，即使这些特征在附图中结合其他特征示出和/或上面未提及。
此外，术语“包括”及其派生词并不排除其他元素或步骤。同样，不定冠词“一种”或“一个”及其派生词也不排除复数。在权利要求中列举的多个特征的功能可以通过一个单元来实现。特别地，术语“基本上”、“大约”、“大概”等结合特性或值也精确地限定特性或精确地限定值。权利要求中的所有附图标号不应理解为限制权利要求的范围。
附图标号列表
1 转子
11 转子研磨工具
2 外定子
21 外定子研磨工具
211 具有较长长度的外定子研磨工具
22 内定子
23 排放室
3 分离器
4 研磨室
5 中轴线
6 出料通道
7 进料通道
d1 转子内直径
D1 转子外直径
D2 外定子内直径
d22 内定子外直径

Claims (16)

1.一种用于处理流动性研磨对象的搅拌球磨机，具有
圆筒形外定子(2)；
具有圆筒形转子(1)的围绕共同中轴线(5)可旋转地设置的搅拌器，其中所述转子(1)布置在所述外定子(2)内，并且
其中在所述转子(1)和所述外定子(2)之间形成研磨室(4)，其中流动方向限定在所述研磨室(4)中，所述流动方向从进料通道(7)延伸到出料通道(6)，所述进料通道(7)设置在所述研磨室(4)的上游；
其中所述外定子(2)和所述转子(1)之间的所述研磨室(4)具有恒定的宽度，
其中所述研磨室(4)至少部分由研磨辅助体填充，
其中在所述转子(1)处设置有多个转子研磨工具(11)，所述多个转子研磨工具在所述外定子(2)的方向上延伸，
其中在所述外定子(2)处设置有多个外定子研磨工具(21,211)，所述多个外定子研磨工具以一段长度径向伸入所述研磨室(4)，并且
其中所述外定子研磨工具(21,211)在圆周方向上并排间隔地布置并且形成排，并且
所述排彼此平行地在所述外定子(2)处沿着所述中轴线布置，
其中在所述研磨室的远离所述进料通道(7)一侧处的至少一排所述外定子研磨工具(211)具有比其他所述外定子研磨工具(21)更长的径向长度，并且
其中在圆周方向上的所述研磨室的同一中轴线高度上的每排所述外定子研磨工具(21,211)具有相同的长度，
其中通过在流动方向上的下部区域中设置加长的外定子研磨工具(211)，以阻止所述研磨辅助体在所述研磨室的下部区域的聚集。
2.根据权利要求1所述的搅拌球磨机，其中，所述在所述研磨室的远离所述进料通道(7)一侧处的三排所述外定子研磨工具(211)具有比其他所述外定子研磨工具(21)更长的径向长度。
3.根据权利要求1所述的搅拌球磨机，其中所述外定子(2)具有圆周方向上的六排至十二排所述外定子研磨工具(21,211)和/或所述中轴线(5)方向上的八纵排至二十纵排所述外定子研磨工具(21,211)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的搅拌球磨机，其中具有较长径向长度的所述外定子研磨工具(211)的数量与其他所述外定子研磨工具(21)的数量之比介于0.1和0.5之间。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的搅拌球磨机，其中所述搅拌球磨机在工作时如此布置，使得所述中轴线(5)垂直定向并且流动方向在所述研磨室(4)中从上至下延伸，从而使得圆周方向上的一个下排或者多个下排为具有较长长度的所述外定子研磨工具(211)排。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的搅拌球磨机，其中具有较长径向长度的所述外定子研磨工具(211)的长度比其他所述外定子研磨工具(21)的长度长1.5倍至2.5倍。
7.根据权利要求6所述的搅拌球磨机，其中，具有较长径向长度的所述外定子研磨工具(211)的长度比其他所述外定子研磨工具(21)的长度长1.75倍至2.25倍。
8.根据权利要求7所述的搅拌球磨机，其中，具有较长径向长度的所述外定子研磨工具(211)的长度比其他所述外定子研磨工具(21)的长度长2.0倍。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的搅拌球磨机，其中其他所述外定子研磨工具(21)的长度介于5mm和20mm之间。
10.根据权利要求9所述的搅拌球磨机，其中，其他所述外定子研磨工具(21)的长度介于7mm和15mm之间。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的搅拌球磨机，其中所述转子研磨工具(11)具有相同的长度。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的搅拌球磨机，其中所述外定子研磨工具(21,211)和/或所述转子研磨工具(11)被实施成销钉形状。
13.根据权利要求12所述的搅拌球磨机，其中所述销钉具有圆柱形，其中所述销钉的长度至少和直径一样长。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的搅拌球磨机，其中在所述转子(1)内设置有分离器(3)。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的搅拌球磨机，其中转子外直径D1与外定子内直径D2之比为0.6≤D1/D2≤0.95。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的搅拌球磨机，其中内定子外直径d22与转子内直径d1之比为0.8≤d22/d1≤0.95。
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