CN118045670A - 具有带槽的篮形件的搅拌研磨机 - Google Patents

Abstract

一种搅拌磨机，其具有包含研磨体的研磨室和在其中围绕水平搅拌轴轴线旋转的搅拌轴，该搅拌轴支撑多个研磨元件，这些研磨元件以旋转固定的方式与搅拌轴连接并且在水平轴线的方向上彼此间隔开，研磨元件优选地呈研磨盘的形式并且移动研磨体，其中，搅拌轴在出口侧具有篮形件，该篮形件优选地在其外圆周上配备有研磨元件并且与支撑间隙管的出口重叠，由此在篮形件的内表面与支撑间隙管的出口之间形成分离室，其中，篮形件具有用于将研磨体从分离室回引到研磨室中的槽，该槽通向篮形件的背离研磨室的自由端面中。

Description

具有带槽的篮形件的搅拌研磨机

技术领域

本发明涉及一种搅拌研磨机，其具有根据权利要求1的前序部分所述的带槽的篮形件以及涉及一种根据权利要求9的前序部分的相应的篮形件。

背景技术

首先应根据图1解释搅拌研磨机的基本原理。

图1示意性地示出了具有水平搅拌轴3的搅拌研磨机1。图中未示出位于研磨容器16中的研磨体，该研磨体通常设计为钢球或陶瓷球。

在搅拌研磨机1运行时，待研磨的物料经由搅拌研磨机1的入口17被泵送进入或通过由研磨容器16所包围的研磨室2。在湿式研磨的情况下，待研磨的物料是由液体(通常以水的形式)和固体组成的悬浮体或分散体。在其他情况下，这种搅拌研磨机1也可以用于干式研磨。然后可以将其设计为带有垂直轴的搅拌碾磨机，研磨物料通过搅拌碾磨机由气态流体(通常以下降流的形式)输送。

在其最广泛的方面，本发明涉及两种类型的搅拌研磨机。其特别优选使用在具有水平搅拌轴3的搅拌研磨机中。

通过搅拌轴3的旋转运动引起研磨元件5旋转，研磨元件5不可旋转地连接到搅拌轴3并且通常也被设计并称为研磨盘。同样在即将描述的本发明的范围内，还可以将研磨元件5设计为单独销的形式。为了产生旋转运动，搅拌轴3例如可以经由皮带传动装置102由电动马达101驱动。搅拌研磨机1的驱动器在此通常位于邻近研磨容器16的壳体103中。

通过研磨元件5的旋转，位于研磨室2中且位于研磨元件5附近的研磨体沿着研磨容器16的圆周方向移动。在每两个研磨元件5之间的中间区域，移动的研磨体一旦到达顶点区域就沿研磨轴3的方向重新流回。因此这在每两个研磨元件5之间形成研磨体的循环运动。

通过研磨体的运动引起泵送通过研磨室2的研磨物料悬浮体的固体与研磨体之间的碰撞和翻转。这些碰撞和翻转导致细颗粒从研磨物料悬浮体中的固体中分裂出来，使得到达搅拌研磨机1的出口7的固体最终显着小于在入口17处供应的固体。

为了确保研磨体不从研磨室2排出，筛子(优选地以间隙管8的形式的筛子)通常附接在出口7的前面和/或由出口7支撑，下文中称为“间隙管(Spaltrohr)”。围绕该间隙管8的篮形件6安装在该间隙管8周围。篮形件用于防止研磨体在间隙管上施加不可接受的研磨体压力，研磨体由于进料泵的压力而倾向于被推向间隙管。

篮形件6通常以旋转固定的方式安装至搅拌轴3的面向出口7的自由端。然后其随着搅拌轴3一起旋转。

在环绕的篮形件6和间隙管8之间的区域形成分离室9，因为这里待研磨的物料或研磨物料悬浮液与研磨体分离并且最终经由间隙管8和出口7重新从搅拌研磨机1中排出。

通常，只有当已经进入分离室9的研磨体有机会离开分离室并返回研磨室2时，篮形件6才能实现其功能。否则，分离室9将很快充满研磨体，并且研磨体随后将堵塞间隙管，甚至可能导致其过早磨损。

为了防止这种情况，在篮形件6中设置了各种开口104。通过这些开口104，研磨体可以更容易地从分离室9进入研磨室2。图2示出了以此方式设计的搅拌研磨机的篮形件6，其用作本发明之前的实验/比较对象。在此，已经提到的并且发生在研磨容器16中的研磨体流和/或研磨物料流在图2中示意性地示出。可以看出，篮形件6优选地还在其外壳表面上支撑研磨元件5，研磨元件导致研磨体在篮形件和研磨容器16的内壁之间的区域中移动或环绕。研磨体的这种环绕使得位于分离室9中的研磨体更容易通过开口104再次进入到研磨室2中。

然而，发明人发现，在图2所示的篮结构中，已经进入分离室9的研磨体仍然存在一定的趋势，即其自身附着在间隙管8附近并堵塞间隙管8，甚至造成完全不必要的磨损。两者都影响间隙管8的分离性能。这种趋势由图2中指向间隙管8的方向的箭头示意性地指示。研磨体也可以通过开口104从分离室9排出；然而，研磨体的趋势是朝间隙管8移动。

DE 20 44 12 408C2描述了一种搅拌研磨机，其具有：研磨容器，该研磨容器包围研磨室，该研磨室可以部分地填充有辅助研磨体并且研磨物料可以主要轴向地流过该研磨室；搅拌轴，该搅拌轴支撑在轴向上先后布置的搅拌元件；出口体，该出口体位于研磨容器的研磨物料出口(48)的上游；以及，预分级装置，该预分级装置具有预分级盘，该预分级盘直接布置在该出口体的前面并且具有轴向通道，并且优选地将到达其作用区域的辅助研磨体径向向外推，其特征在于，预分级盘也是旋转笼的组成部分，该旋转笼很大程度上包围出口体，使得出口体可以通过预分级盘到达大部分研磨物料。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于进一步改进间隙管的分离性能。

根据本发明的解决方案

根据本发明，该问题通过独立权利要求1的特征来解决。

为此，提出搅拌研磨机具有包含研磨体的研磨室和围绕水平搅拌轴轴线旋转的搅拌轴。该搅拌轴支撑多个研磨元件，这些研磨元件以旋转固定的方式与搅拌轴连接并且在水平轴线的方向上彼此间隔开。这些研磨元件优选设计成研磨盘的形式。当搅拌研磨机运行时，研磨元件可以移动上述研磨体。

搅拌轴在出口侧具有篮形件。这意味着篮形件优选直接邻接搅拌轴并且直接或间接地连接到搅拌轴。然而，搅拌轴和篮形件优选不彼此一体形成，这就是为什么搅拌轴和篮形件代表两个单独的部分并且搅拌轴不承担篮形件的任何直接任务。另外，篮形件的长度优选为搅拌轴长度的至多三分之一，特别优选至多四分之一。

篮形件优选地在其外圆周上配备有附加的研磨元件。这样，如已经提到的，不仅可以在篮形件的外周与研磨容器的内壁之间的径向圆周区域中实现额外的研磨效果。相反，这还产生研磨体的圆周运动，促使研磨体从分离室再次退出。篮形件上的这些研磨元件优选地不像搅拌轴的研磨元件那样设计。虽然搅拌轴的研磨元件优选地设计为研磨盘的形式，但篮形件的研磨元件优选地设计为销的形式。

在正常操作中，所提到的篮形件至少部分地与出口重叠，其中出口支撑间隙管。在此，优选地，篮形件在间隙管的整个长度上搭接间隙管。在这些解释的上下文中，“间隙管”在狭义上优选是具有各种缝隙和/或其他形状的开口的管，但在广义上术语“间隙管”包括任何类型的筛体。

如在前一段中已经解释的，通过篮形件的这种重叠布置在篮形件的内表面和出口或由出口支撑的间隙管的外表面之间形成自由区域。这个区域被称为“分离室”。

根据本发明的搅拌研磨机的特征在于，所讨论的篮形件具有用于将研磨体从分离室回引到研磨室中的槽。所述槽设计为，使得这些槽通向篮形件的背离研磨室的自由端面中。

这是基于发明人的以下发现：图2中所示的直接在篮形件的自由端面后面的进入区域形成一明显的狭窄部分，在该进入区域中，流主要沿水平方向流动以进入分离室。该狭窄部分是因为图2所示的篮形件在该区域中形成了沿圆周方向封闭的环形结构。

当流经狭窄部分时，研磨体流理论上可以达到较高的流速，这实际上是理想的。然而，研磨体主要沿轴向被带动并且离开篮形件的可能性也有限。因此，研磨体经常与篮形件和/或间隙管碰撞，从而显着减慢它们的速度。另外，狭窄部分常常设计得太窄以致于一些研磨体在分离室的入口处与它们自身、篮形件和/或间隙管碰撞，从而首先损失动能。

如果研磨体最终到达开口下方的间隙管的外周表面，则它们通常仅具有太小的动能以避开间隙管的抽吸并利用开口再次退出到研磨室中。结果，研磨体的一部分进入静止状态并积聚在间隙管的外周表面上。这进一步降低了研磨体动力。在不利的情况下，间隙管在运行一定时间后就会面临堵塞。

所讨论的“研磨室”是在研磨容器内的空间，其位于入口和出口之间并且填充有研磨体和/或研磨物料或研磨物料悬浮体，同时未被篮形件封闭。因此，除去穿透研磨室的装入件并且除去分离室，研磨室近似是研磨容器的内部空间。

因此，根据本发明所形成的槽导致的是，在流体进入分离室期间，在篮形件的内表面与出口或间隙管的外表面之间的、待通过的径向间隙至少局部地显著扩大。研磨体和/或待研磨的物料或研磨物料悬浮体在篮形件的入口处的“堵塞”减少，和/或，防止研磨体被引导至筛子，并且研磨体可以至少部分更容易地并且以更高动力地进入分离室。然后在那里产生所需的流动，由此研磨体更远离间隙管并且可以再次更快地和/或更容易地通过槽从分离室移动到研磨室中。

因为研磨体以更快的和/或以对间隙管更温和的方式被回引至研磨室，所以间隙管被更少堵塞并且经受更少的压力和/或更少的磨损。基本上在研磨体通过槽直接进入的区域(特别是在篮形件的外圆周和研磨容器的内壁之间的区域)中，产生额外的湍流并激活周围的研磨体床。

一般来说，可以实现搅拌研磨机的增加的研磨效果，使得间隙管在运行期间经受较少的磨损并且较少的研磨体附着在间隙管中或间隙管上。因此，搅拌研磨机能够以更高的吞吐量运行，同时延长篮形件的使用寿命并减少维护费用。

在此，“槽”是具有总体细长形状的开口和/或开孔和/或切口，其设置在篮形件中或篮形件上。在此，根据本发明的槽至少在一个区域中提供篮形件的外表面到研磨室的开口，但优选不在槽的整个长度上。因此，材料可以局部地与槽邻接，由此槽在一定程度上被篮形件的材料“覆盖”、“衬底”和/或包围。

此外，根据本发明的槽优选在其整个长度上不具有相同的横截面，并且可以局部地改变其范围和/或其形状。

在提到的篮形件的槽的“覆盖”过程中，这里还应该提到的是，优选地，根据本发明的篮形件被设计成，使得每个槽在其背离研磨室的一侧上具有材料，该材料局部地直接邻近槽且径向向外，从而在槽的上方。因此，该槽被设计为被“覆盖”，由此在该区域中形成“端环”，该端环优选地形成连续的外围表面。

这是稳定篮形件并避免振动所必需的。因此，每个槽都从下方穿过端环。

优选的变体

存在多种以进一步改进其有效性或可用性的方式设计本发明的可能性。

本发明的一个优选的实施方式是，槽也穿过将篮形件与搅拌轴连接的轮盘，使得所讨论的槽也经由轮盘本身与研磨室连接。由此研磨体有机会经由该轮盘从分离室移动到研磨室中，由轮盘在研磨室中的另一侧上进行的研磨体动力学促进。这使得从分离室中排出研磨体变得更加容易。

另外，特别优选的是，槽从下方穿过稳定环，该稳定环形成在篮形件的背离研磨室的自由端的一侧上或区域中。该稳定环优选地设计成，使得其比篮形件的其余直径更进一步径向向外突出到研磨室中，从而一方面提高篮形件的稳定性，另一方面进一步改善了流引导和流体动力学。

另一个优选的实施方式在于，槽的主轴线完全平行于或至少基本上平行于搅拌轴轴线延伸。当这些主轴线偏离搅拌轴轴线最大10°、优选最大5°时，可以实现这一点。在此，主轴线沿着槽的整个长度，即其整个扩展长度，优选地也平行于篮形件的纵向轴线延伸，并且位于槽的中间，因此位于槽的宽度的一半处。

另外，特别优选的是，槽的前侧面在工作旋转方向上相对于通过其主轴线的假想径向的迎角为0°至45°。以这种方式，在一定程度上篮形件上就形成了“铲状表面”，使得研磨体偏转，从而被再次更好地排出。

附图说明

图1示出了根据现有技术的搅拌研磨机的剖面侧视图。

图2示出了搅拌研磨机的研磨容器的剖面侧视图，其中，篮形件根据内部考虑具有开口。

图3示出了根据本发明的篮形件的第一实施例的侧视图。

图4示出了图3中根据本发明的篮形件的实施例的三维视图。

图5示出了图3中根据本发明的篮形件的实施例的正视图。

图6示出了根据本发明的具有稳定环的篮形件的第二实施例的三维视图。

图7示出了图6中根据本发明的具有稳定环的篮形件的实施例的侧视图。

图8示出了图6中根据本发明的具有稳定环的篮形件的实施例的剖面侧视图，其中，篮形件包围支撑间隙管的出口。

图9示出了搅拌研磨机的研磨容器的剖面侧视图，其中根据本发明的篮形件的第三实施例具有其他的稳定环形状。

图10示出了根据本发明的篮形件的第四实施例的侧视图。

图11示出了图10中根据本发明的篮形件的实施例的三维视图。

图12示出了根据本发明的篮形件的第五实施例的正视图。

图13示出了图12中根据本发明的篮形件的实施例的三维视图。

图14示出了根据本发明的篮形件的第六实施例的正视图。

图15示出了图14的根据本发明的篮形件的实施例的三维视图。

具体实施方式

首先，图3至图5示出了根据本发明的篮形件6的第一优选实施例的不同视图。在此，篮形件6在其外圆周上配备有附加的研磨元件18，这些研磨元件18以平行于搅拌轴轴线4延伸的水平行中的销的形式规则地安装在篮形件6的圆周上。槽10同样规则地分布在篮形件6的圆周上，并且如上所述，切割面向研磨室2的轮盘12和背离研磨室2的端面11。如果不是每个单独的槽10都与所述行中的一行相关联，而是存在其连接区域不支撑任何所述行的直接相邻的槽，则可能是有利的。此外，槽10在面向端面11的一侧上从下方穿过端环19，其中，端环19被设计为圆周封闭。

为了简化和更好地概览，这里和其他附图中并未对每个槽和每个研磨元件设置附图标记，而是将仅一个槽和仅一个或两个研磨元件作为示例。

在图5中示出了篮形件6的正视图，其中示出了背离研磨室的端面11。这里可以看到槽的迎角A，该迎角导致在工作旋转方向上槽10的前侧面15或者其假想延伸部不在径向上垂直于篮形件6的外轮廓。该迎角A优选地在0°和45°之间。为了更好地说明，还可以用虚线识别到假想的槽，该槽在径向上完全垂直篮形件6的外轮廓。根据本发明的槽10的主轴线14的角度是根据这种槽的主轴线来计算的，其对应于迎角A。

图6至图8示出了篮形件6的第二优选实施方式，其中，篮形件6支撑具有扩大的外径的稳定环13。槽10还在面向端面11的一侧上从下方穿过端环19，其中，端环19在此是稳定环13的一部分。在此，槽10优选地也延伸穿过轮盘12和面向研磨室的端面11。篮形件6还配备有附加的研磨元件18，其中上述说明也适用于此处。稳定环本身还可以设置有额外的研磨元件18，特别是设置有突出的销或其他搅拌器，其沿着圆周方向带动研磨体。稳定环的销优选地布置成与上文已经描述的篮形件的其他销对齐，通常平行于搅拌轴轴线4，参见图6和图7。

为了更好地概览，以这种方式设计的篮形件6在图8中示出为处于其优选安装位置，其中篮形件围绕支撑间隙管8的出口7。如果出口7具有收缩部(如此处设计为“线轴状”并且可能配备有入口斜面和出口斜面)，则其可以是有利的，该收缩部布置成使得流过其进入分离室的间隙增大。即使这样的收缩部与根据本发明的槽或开口不同，在圆周方向上不具有任何“铲”效应并因此产生不同的动力，该收缩部仍然可以帮助增强根据本发明要实现的效果，尤其是在与根据本发明的槽或开口的协同的相互作用中。

图9最后示出了篮形件6的另一优选实施方式，其中，篮形件6还支撑稳定环13，然而稳定环13具有纯圆柱形截面形状。在此，槽10在整个稳定环13下方穿过，因此稳定环13在一定程度上同时用作端环。图9还示意性地示出了搅拌研磨机1的研磨容器16中的流动行为。此时，应当参考搅拌研磨机的通常的工作原理，其在“背景技术”部分中借助图1和图2进行了描述。基本功能和流动行为在篮形件6的区域内是相同或相似的，因此此时无需再次在此处重复。然而，图9所示的篮形件6具有槽10，该槽10切割轮盘12和背离研磨室的端面11。由此研磨体和/或研磨物料悬浮体更容易进入分离室9，并且最重要的是，研磨体通过由此形成的流动通过槽再次从分离室9排出到研磨室2中，这也可以经由部分开槽的轮盘12与研磨室的附加连接来促进。因此，研磨体远离间隙管8或支撑间隙管的出口7，并且在从分离室9排出后，导致研磨室2中的研磨效果增强。

图10和图11还示出了具有槽10和附加研磨元件18的篮形件6的另一优选实施方式，其中，篮形件6的外轮廓被设计成截锥体形状。通过这种设计避免了当流过锥状结构时的流动障碍(与图9中不同)，并且当流过篮形件时实现了连续增加的流动动力。同时，锥状结构在其自由端部区域基本上形成整体稳定环，在该区域中没有突然变窄。在此，槽10又从下方穿过周向封闭的端环19。

从图11中可以清楚地看出，篮形件的内部形成圆柱形内周面，使得分离室9不会(从篮形件的自由端面开始)呈圆锥形逐渐变细。这将是低效的，因为对于锥形的分离室来说存在研磨体在进入分离室后由于锥形的内轮廓而堵塞的风险。

图12和图13示出了篮形件6的另一优选实施方式。篮形件6还具有稳定环13并且槽10从下方穿过端环19。然而，槽10在此延伸或被设计为，使得槽10仅借助于圆形钻孔穿过端面11。

图14和图15示出了篮形件6的另一优选实施方式。篮形件6还具有稳定环13并且槽10从下方穿过端环19。然而，槽10在此延伸或被设计为，使得槽10在端面11的区域中或在面向端面11的一侧上具有在槽10的下方直接设置材料的区域，由此槽10局部地被近似“加衬底”。

附图标记列表

1 搅拌研磨机

2 研磨室

3 搅拌轴

4 搅拌轴轴线

5 搅拌轴上的研磨元件

6 篮形件

7 出口

8 间隙管

9分离室

10槽

11端面(面向研磨室)

12轮盘

13稳定环

14槽的主轴线

15槽的侧面

16研磨容器

17入口

18篮形件上的研磨元件

19端环

101 电动马达

102 皮带传动装置

103 壳体

104 开口

A迎角。

Claims (6)

1.一种搅拌研磨机(1)，其具有包含研磨体的研磨室(2)和在所述研磨室(2)中围绕水平搅拌轴轴线(4)旋转的搅拌轴(3)，所述搅拌轴(3)支撑多个研磨元件(5)，所述研磨元件(5)以旋转固定的方式连接到所述搅拌轴(3)并且在水平轴线的方向上彼此间隔开，所述研磨元件(5)优选以研磨盘的形式并移动研磨体，其中，所述搅拌轴(3)在出口侧具有篮形件(6)，所述篮形件(6)优选地在其外圆周上配备有研磨元件(18)并且与支撑间隙管的出口(7)重叠，由此在所述篮形件(6)的内表面与支撑间隙管的出口(7)之间形成分离室(9)，其特征在于，所述篮形件(6)具有用于将研磨体从所述分离室(9)回引到所述研磨室(2)中的槽(10)，所述槽(10)通向所述篮形件(6)的背离所述研磨室(2)的自由端面(11)中，其中，所述槽(10)至少局部地改变其范围和/或形状。

2.根据权利要求1所述的搅拌研磨机(1)，其特征在于，所述槽(10)还贯穿轮盘(12)，所述轮盘(12)将所述篮形件(6)与所述搅拌轴(3)连接，使得所述槽(10)还经由所述轮盘(12)本身与所述研磨室(2)连接。

3.根据权利要求1或2所述的搅拌研磨机(1)，其特征在于，所述槽(10)从下方穿过稳定环(13)，所述稳定环(13)形成在所述篮形件(6)的自由端部的一侧上或区域中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌研磨机(1)，其特征在于，所述槽(10)的主轴线(14)平行于所述搅拌轴轴线(4)延伸。

5.根据权利要求4所述的搅拌研磨机(1)，其特征在于，所述槽(10)的前侧面(15)在工作旋转方向上相对于通过其主轴线(14)的假想径向的迎角(A)为0°至45°。

6.一种篮形件(6)，其优选地在其外圆周上配备有研磨元件(18)并且与支撑间隙管的出口(7)重叠，其特征在于，所述篮形件(6)具有槽(10)，所述槽(10)通向所述篮形件(6)的背离所述研磨室(2)的自由端面(11)中，其中，所述槽(10)至少局部地改变其范围和/或形状。