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Die
Erfindung betrifft eine Strahlmühle mit einem Fluidstrahl
zum Zerkleinern und/oder Trennen eines Mahlgutes in einer Mahlkammer
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Bereits
seit einiger Zeit sind sogenannte Strahlmühlen im Einsatz,
um Mahlgüter zu Pulver zu vermahlen. Hierbei wird im Allgemeinen
ein Gasstrom bzw. Druckluft verwendet, der/die in einem Zyklon bzw.
einer Mahlkammer eine sehr hohe Geschwindigkeit aufweist. Hierbei
wird vorzugsweise innerhalb des Zyklons bzw. der Mahlkammer eine
wirbelförmige Strömung generiert.
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Zudem
wird der Mahlkammer bzw. dem Zyklon das Mahlgut bzw. das Ausgangsmaterial
zugeführt. Durch die sehr hohe Geschwindigkeit des Fluidstromes
bzw. der Druckluft prallt das Mahlgut einerseits gegen die Wände
des Zyklons bzw. der Mahlkammer, so dass das Mahlgut zerkleinert
bzw. zerteilt wird. Andererseits prallt das Mahlgut gegen andere bzw.
zerteilte/zerkleinerte Mahlgutteile und wird hierdurch zusätzlich
zerkleinert bzw. zermahlen.
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Derartige
Strahlmühlen sind beispielsweise aus den Druckschriften
DE 37 36 885 A1 ,
WO 93/19848 oder
WO 00/56460 bekannt. Mit
derartigen Strahlmühlen können z. B. sehr feine
Pulver erzeugt werden, was beispielsweise bei der Herstellung von Farbpigmenten
aus Titandioxid, etc. eingesetzt wird.
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Darüber
hinaus können jedoch auch derartige Strahlmühlen
bei der Abfallbeseitigung in vorteilhafter Weise eingesetzt werden,
beispielsweise kann elektronischer Schrott mit derartigen Strahlmühlen
so fein zerteilt bzw. zermahlen werden, dass die unterschiedlichen
Materialien in anschließenden Verfahrensschritten sehr
einfach voneinander getrennt und beispielsweise zur Weiter- bzw.
Wiederverwertung aufbereitet werden können.
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Weiterhin
können mit derartigen Strahlmühlen auch Mahlgüter
wie Klärschlamm oder dergleichen getrocknet bzw. getrennt
werden, d. h. es kann der Klärschlamm, etc. vom Wasser
aufgrund des unterschiedlichen Verhaltens in der Mahlkammer in vorteilhafter
Weise voneinander getrennt werden. Dementsprechend reduziert sich
beispielsweise hierbei die zu verarbeitende Klärschlammmenge.
Dies ist u. a. für einen Transport des verbleibenden Klärschlamms
oder für dessen Verbrennung von besonderem Vorteil.
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Bislang
sind derartige Strahlmühlen z. B. so aufgebaut, dass im
unteren Bereich der sich verjüngenden Mahlkammer bzw. des
Zyklons das zermahlene Mahlgut bzw. das Pulver entnommen wird und der
ausströmende Fluidstrom bzw. die ausströmende Luft
im Deckelbereich der Mahlkammer vorzugsweise zentrisch nach oben
abgesaugt wird bzw. herausströmt.
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Nachteilig
bei derartigen Strahlmühlen ist jedoch, dass hierdurch
eine vergleichsweise große Strahlmühle, einschließlich
Ver- und Entsorgungskomponenten, realisiert wird. Dies ist beispielsweise bei
mobilen Anwendungen von Nachteil, da hier die Höhe während
des Transportes auf der Straße, zum Beispiel auf einem
Lkw oder dergleichen, durch entsprechende Vorschriften für
den Straßenverkehr begrenzt ist.
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Aufgabe und Vorteile der Erfindung
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Aufgabe
der Erfindung ist es demgegenüber eine Strahlmühle
mit einem Fluidstrahl zum Zerkleinern und/oder Trennen eines Mahlgutes
in einer Mahlkammer vorzuschlagen, wobei eine besonders Platz sparende
Bauweise realisierbar ist.
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Diese
Aufgabe wird, ausgehend von einer Strahlmühle der einleitend
genannten Art, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1 gelöst. Durch die oben genannten Maßnahmen sind
vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung
möglich.
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Dementsprechend
zeichnet sich eine erfindungsgemäße Strahlmühle
dadurch aus, dass die Strömungsrichtung des Fluidstrahls
durch die Ausström-Öffnung und/oder im Ausströmelement
im Wesentlichen nach unten ausgerichtet ist.
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Mit
einer erfindungsgemäßen Ausbildung der Ausström-Richtung
des Fluidstrahls aus der Mahlkammer kann eine besonders kompakte
Strahlmühle realisiert werden. Dies ist bei mobilen Anwendungen
von besonderem Vorteil, wie z. B. auf einem Lkw, einem Anhänger
oder dergleichen. Entsprechend kann beispielsweise die Mahlkammer
bzw. der Zyklon besonders groß bzw. hoch, d. h. z. B. bis
zur maximal zur Verfügung stehenden Höhe, gebaut werden,
so dass u. a. die Leistung der Strahlmühle gemäß der
Erfindung, bezogen auf die Gesamthöhe der Strahlmühle,
besonders hoch ist.
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Gemäß der
Erfindung können die Zu- und Ableitungen der entsprechenden
Fluid- bzw. Stoffströme im Wesentlichen im seitlichen Bereich
bzw. auf der Höhe/Seite der Mahlkammer bzw. des Zyklons
realisiert werden.
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Darüber
hinaus eröffnen sich mit einer erfindungsgemäßen
Ausrichtung des aus der Mahlkammer ausströmenden Fluidstrahls
weitere Funktionalitäten. Beispielsweise kann das Mahlgut
wenigstens teilweise mit dem Fluidstrahl aus der Mahlkammer befördert
werden. Das bedeutet, dass mit einer derartigen Variante der Erfindung
der ausströmende Fluidstrahl als Transportmedium für
das zerkleinerte bzw. getrennte Mahlgut ausgebildet ist. Dies führt
zu einem besonders vorteilhaften Energiemanagement und/oder Stoffflussmanagement
der zu- bzw. abströmenden Stoffströme für
die Strahlmühle gemäß der Erfindung.
Entsprechend können zum Abtransport der zerkleinerten bzw.
getrennten Mahlgüter aus der Mahlkammer heraus auf gegebenenfalls
separate Transportvorrichtungen wie Pumpen oder Transportbänder,
etc. verzichtet werden.
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Zudem
kann mit einer erfindungsgemäßen Strahlmühle,
insbesondere durch das teilweise gemeinsame Abströmen von
Mahlgut und Fluidstrahl aus der Mahlkammer, eine Fraktionierung
in besonders vorteilhafter Weise realisiert werden. Beispielsweise
können größere von kleineren Mahlgütern
getrennt (abgeführt) werden, was von besonderem Vorteil
für eine mögliche nachfolgende Weiterbehandlung
entsprechender Fraktionen ist.
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Gemäß der
Erfindung kann beispielsweise ein Deckel der Mahlkammer im Wesentlichen
die Strahlmühle nach oben begrenzen, ohne dass hier relevante
bzw. voluminöse Aufbauten unbedingt notwendig wären.
Dementsprechend kann der Deckel der Mahlkammer bzw. der oberste
Bereich der Mahlkammer unmittelbar an die maximal zur Verfügung stehenden
Höhe angeordnet bzw. angepasst werden. Dies bedeutet beispielsweise
bei mobilen Anwendungen die maximal zulässige Höhe
entsprechender Fahrzeuge oder die Höhe einer entsprechenden
Halle bzw. eines Gebäudes, in dem die Strahlmühle
gemäß der Erfindung anzuordnen ist.
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Vorzugsweise
ist die Ausströmöffnung und/oder wenigstens teilweise
das Ausströmelement innerhalb der Mahlkammer bzw. innerhalb
des als Kegelstumpf ausgebildeten Abschnitts und/oder die Ausströmöffnung
des Ausströmelementes im oberen Bereich der Mahlkammer
angeordnet. Hiermit wird ermöglicht, dass nahezu kein oder
sehr wenig Mahlgut mit dem Fluidstrahl zusammen aus der Mahlkammer
herausströmt. Dies ist bei einigen Anwendungen von großem
Vorteil, um möglichst eine weitgehend vollständige
Trennung zwischen Fluidstrom und Mahlgutstrom zu realisieren.
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Bei
einer besondere Weiterbildung der Erfindung ist ein Filter und/oder
Sieb oder dergleichen an der Ausströmöffnung des
Ausströmelementes angeordnet. Hiermit kann wirkungsvoll
eine Trennung zwischen ausströmendem Fluidstrahl und zuführendem Mahlgutstrom
realisiert werden.
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Vorzugsweise
ist die Ausströmöffnung in vertikaler Richtung
verstellbar. Hiermit wird erreicht, dass die Anordnung der Ausströmöffnung
in vertikaler Richtung an unterschiedlichste Erfordernisse bzw. Wünsche
oder Güter etc. anpassbar ist. Beispielsweise kann durch
eine Variation der Höhe der Ausströmöffnung
und/oder die Größe bzw. Größenklasse der
Menge des aus der Mahlkammer ausströmenden Mahlgutes eingestellt
bzw. reguliert werden, die gemeinsam, d. h. zusammen mit dem ausströmenden Fluidstrahl,
aus der Mahlkammer heraus befördert werden soll. Entsprechend
kann eine Fraktionierung des Mahlgutes für anschließende
Anwendungen in besonders vorteilhafter Weise realisiert werden.
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Dementsprechend
kann beispielsweise in der Praxis je nach Anwendungsfall eine Anpassung bzw.
Einstellung der Ausströmöffnung in der Höhe spezifisch
auf die Art des Mahlgutes, die Menge und/oder Größe
des mit dem Fluidstrahl aus der Mahlkammer auszutransportierenden
Mahlgutstromes oder dergleichen angepasst werden.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das
Ausströmelement teleskopierbar. Mit einem derartigen, mindestens
teilweise als Teleskop ausgebildeten Ausströmelement, kann
in besonders einfacher Weise die vertikale Anordnung der Ausströmöffnung
verstellt werden.
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Grundsätzlich
ist denkbar, die Verstellung der Ausströmöffnung
in vertikaler Richtung mit einer Antriebseinheit bzw. Verstelleinheit
zu versehen, die insbesondere mittels einer elektronischen Kontrolleinheit
kontrolliert bzw. geregelt werden kann, um möglicherweise
sogar während dem Betrieb die Höhe der Ausströmöffnung
festzulegen. Dementsprechend exakt kann der Abzug des Fluidstrahles und
gegebenenfalls hiermit mittransportierter Mahlgüter bzw.
Mahlgutfraktionen eingestellt werden.
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Vorteilhafterweise
ist im unteren Bereich der Mahlkammer und/oder im Bereich des als
Kegelstumpf ausgebildeten Abschnitts wenigstens eine Ausnehmung
der Wand der Mahlkammer zum Durchtritt des Ausströmelementes
vorgesehen. Mit dieser Maßnahme wird ein Herausführen
des Fluidstrahls bzw. des Ausströmelementes im oberen Bereich
der Mahlkammer entbehrlich. Hiermit kann eine ganz besonders kompakte
Strahlmühle realisiert werden. Dies ist vor allem bei mobilen
Anwendungen von besonderem Vorteil, wie z. B. auf einem Lkw, einem
Anhänger oder dergleichen.
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In
vorteilhafter Weise weist das Abfuhrelement mehrere Abfuhröffnungen
auf. Hiermit kann beispielsweise eine Art Sieb bzw. Filter realisiert
werden.
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In
vorteilhafter Weise ist die Größe der Abfuhröffnungen
an die gewünschten, zu erzeugenden Größen
der abzuführenden Mahlgüter, d. h. beispielsweise
an das Pulver bzw. an die Pulverpartikel anpassbar.
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Darüber
hinaus kann durch mehrere Abfuhröffnungen erreicht werden,
dass vergleichsweise große Mengen pro Zeiteinheiten aus
der Mahlkammer heraus befördert werden können.
Beispielsweise sind die Abfuhröffnungen im Wesentlichen
in gleicher Höhe angeordnet. Hierdurch wird ermöglicht,
dass in etwa gleichartige bzw. gleichgroße Mahlgüter
bzw. Mahlgutpartikel aus der Mahlkammer abgeführt werden.
Einerseits können die Abfuhröffnungen umfangseitig
an der Mahlkammer und/oder innerhalb der Mahlkammer im Bereich der
zentralen Achse angeordnet werden. Dies ist je nach Anwendungsfall bzw.
Art des Mahlgutes von Vorteil.
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Vorzugsweise
sind die Abfuhröffnungen in vertikaler Richtung betrachtet
in unterschiedlicher Höhe angeordnet. Mit Hilfe dieser
Maßnahme kann beispielsweise eine vorteilhafte Fraktionierung
des Mahlgutes erreicht werden. Im Allgemeinen werden tieferliegende
Abfuhröffnungen vergleichsweise kleine Mahlgüter
bzw. Mahlgutpartikel aus der Mahlkammer abführen. Dementsprechend
werden höher gelegene Abfuhröffnungen etwas größere
Mahlgüter bzw. Mahlgutpartikel aus der Mahlkammer abführen.
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In
vorteilhafter Weise ist/sind die Abfuhröffnungen derart
ausgebildet, dass ein Verschlusselement je Abführung bzw.
eine Verschlusseinheit vorgesehen ist. Hiermit kann kontrolliert
bzw. geregelt werden, ob Mahlgut durch die entsprechende Abführöffnung
aus der Mahlkammer abgeführt wird oder nicht.
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In
einer bevorzugten Variante der Erfindung sind die Verschlusselemente
bzw. die Verschlusseinheit derart ausgebildet, dass diese mit Hilfe
einer elektronischen Kontrolleinheit kontrollierbar bzw. steuerbar
sind. Hiermit wird erreicht, dass beispielsweise unterschiedlich
hoch angeordnete Abfuhröffnungen separat bzw. unabhängig
voneinander geöffnet und gegebenenfalls in welchem Maß bzw.
wie weit geöffnet diese sind oder ob diese vollständig
geschlossen werden können. Dementsprechend lässt sich
in eleganter Weise einstellen, wo und welche Mahlgüter
bzw. Mahlgutpartikel aus der Mahlkammer abgeführt werden.
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In
einer besonderen Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens ein
eine Prallfläche aufweisendes Prallelement für
das Mahlgut innerhalb der Mahlkammer angeordnet. Hiermit wird erreicht,
dass das Mahlgut an die Prallfläche des Prallelementes
prallt und somit in vorteilhafter Weise zerkleinert wird. Diese
Maßnahme verstärkt die Mahlwirkung bzw. den Zerkleinerungseffekt,
so dass unter anderem besonders kleine Mahlgutpartikel mit Hilfe
der Strahlmühle gemäß der Erfindung erzeugbar
sind.
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Vorzugsweise
ist das Prallelement im Bereich des Einströmelementes und/oder
Zufuhrelementes angeordnet. Hiermit wird erreicht, dass das Mahlgut
vergleichsweise früh während der Mahlphase gegen
die Prallfläche prallt und dementsprechend stark zerkleinert
wird, so dass die Wahrscheinlichkeit weiterer Kollisionen zerkleinerter
Mahlgutstücke deutlich vergrößert wird.
Auch dies verbessert den Mahlvorgang.
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In
einer bevorzugten Variante der Erfindung ist das Prallelement an
einer Umfangswand der Mahlkammer angeordnet. Es hat sich gezeigt,
dass eine derartige Anordnung, insbesondere bei etwa tangential
innerhalb der Mahlkammer strömenden Fluidstrahlen, von
besonderem Vorteil ist. Hier bietet das Prallelement zwar wenig
Luftwiderstand dem Fluidstrahl, jedoch prallt das Mahlgut aufgrund
der Zentrifugalwirkung in Umfangbereich der Mahlkammer gegen das
vorteilhafte Prallelement.
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Vorzugsweise
weist die Mahlkammer einen im Wesentlichen kreisförmigen
Querschnitt auf. Hierdurch wird erreicht, dass der Fluidstrahl innerhalb
der Mahlkammer im Wesentlichen kreisförmig strömt, was
sich als besonders vorteilhaft herausgestellt hat. Entsprechend
wird eine vorteilhafte Zyklon- bzw. eine Wirbelströmung
innerhalb der Mahlkammer realisierbar.
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In
vorteilhafter Weise umfasst das Ausströmelement wenigstens
innerhalb der Mahlkammer eine eine Verjüngung aufweisende
Trichtereinheit. Eine derartige Verjüngung ermöglicht
eine vergleichsweise große Ausbildung der Ausströmöffnung bzw.
einen vergleichsweise großen Querschnitt der Ausströmöffnung,
so dass die Menge des pro Zeiteinheit aus der Mahlkammer ausströmenden
Fluidstrahls vergleichsweise hoch ist bzw. der Strömungswiderstand
beim Ausströmen des Fluidstrahls vergleichsweise gering
ist.
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Andererseits
wird durch die Verjüngung erreicht, dass das Ausströmelement
beispielsweise beim Durchtritt durch die Wand der Mahlkammer einen
relativ kleinen Querschnitt aufweist, so dass das Ausströmelement
hier einen sehr geringen Widerstand bzw. eine relativ geringe Angriffsfläche
für das strömende Mahlgut innerhalb der Mahlkammer
aufweist.
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In
vorteilhafter Weise ist die Trichtereinheit austauschbar, so dass
eine Anpassung an die jeweiligen Anwendungsfälle besonders
einfach realisierbar ist. Darüber hinaus kann auch ein
Verschleiß der Trichtereinheit hierdurch besonders einfach
beseitigt werden.
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Grundsätzlich
ist denkbar, dass das Ausströmelement und/oder das Abfuhrelement
umfangseitig und/oder zentral bzw. im Bereich der zentralen Längsachse
aus der Mahlkammer herausgeführt wird. Hierdurch kann eine
besonders vorteilhafte Anpassung an die jeweiligen Platzverhältnisse
realisiert werden. Darüber hinaus kann hiermit auch erreicht werden,
dass beispielsweise die Störwirkung des Ausströmelementes
und/oder des Abfuhrelementes bezüglich des in der Mahlkammer
strömenden Mahlgutstromes vergleichsweise gering ist.
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Weiterhin
kann das Ausströmelement und das Abfuhrelement koaxial
oder separat an unterschiedlichen Stellen aus der Mahlkammer herausgeführt
werden. Auch dies ermöglicht eine Anpassung an die jeweiligen
Platzverhältnisse.
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Ausführungsbeispiel
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher
erläutert.
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Im
Einzelnen zeigt:
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1 eine
schematische Ansicht einer Strahlmühle gemäß der
Erfindung mit teleskopierbarem Ausströmelement,
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2 eine
schematische Ansicht einer zweiten Strahlmühle gemäß der
Erfindung mit Mahlgutzuführung von unten,
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3 eine
schematische Ansicht einer dritten Strahlmühle gemäß der
Erfindung mit mehreren Ausströmöffnungen,
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4 eine
schematische Ansicht einer vierten Strahlmühle gemäß der
Erfindung mit mehreren Abfuhröffnungen und trichterförmigem
Ausströmelement sowie
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5 eine
schematische Ansicht einer fünften Strahlmühle
gemäß der Erfindung mit einer besonders hohen
Abdeckung des Ausströmelements.
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6 eine
schematische Ansicht einer sechsten Strahlmühle gemäß der
Erfindung mit einer seitlich nach unten geführten Ausströmöffnung.
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7 eine
schematische Querschnittsansicht durch das Fluid-Absaugrohr an der
Stelle I. in 6.
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In 1 ist
schematisch eine Strahlmühle im Schnitt dargestellt, wobei
eine etwa kegelförmige bzw. kegelstumpfförmige
Mahlkammer 1 vorgesehen ist. Die Mahlkammer 1 weist
im oberen Bereich eine zylindrische Umrandung 2 auf. Die
Wand der Umrandung 2 weist Einströmöffnungen 3 auf,
durch die der Fluidstrahl bzw. die Druckluft in die Mahlkammer 1 einströmt.
Der Fluidstrahl bzw. die Druckluft wird über an der Umrandung 2 angeordnete
Rohre 4 eingeführt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit
wurde die Weiterführung der Rohre 4 nicht dargestellt.
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Vorzugsweise
ist die Einströmgeschwindigkeit des Fluidstrahls in die
Mahlkammer 1 wenigstens Überschallgeschwindigkeit.
Es hat sich gezeigt, dass durch eine derartige hohe Geschwindigkeit
des Fluidstrahls besonders gute Mahlergebnisse erreicht werden.
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Beispielsweise
wird der einströmende Fluidstrahl bzw. die einströmende
Druckluft, die durch das Rohr 4 in die Mahlkammer 1 strömt,
derart geführt bzw. umgelenkt, dass diese etwa tangential
in die Mahlkammer 1 einströmt. Dies verbessert
die Bildung einer Wirbel- bzw. Zyklonströmung innerhalb der
Mahlkammer 1.
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Zur
Zufuhr des Mahlgutes ist eine Zufuhr 7 vorgesehen. Im vorliegenden
Fall wurde die Zufuhr 7 im Bereich eines Deckels 8 der
Mahlkammer 1 vorgesehen. Weiterhin sind Öffnungen 5 vorgesehen,
die im Wesentlichen als Alternativen zur Zufuhr 7 zum Zuführen
des Materials verwendet werden können. Das bedeutet, dass
hierdurch das Material nicht von oben, sondern ebenfalls wie die
Druckluft bzw. der Fluidstrahl von der Seite der Umrandung 2 bzw.
der Mahlkammer 1 einbringbar ist. Hiermit ist eine besonders
kompakte bzw. Platz sparende, insbesondere Höhe sparende
Strahlmühle gemäß der Erfindung realisierbar.
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Darüber
hinaus weist die Umrandung 2 Prallplatten 6 auf,
gegen die einerseits der Fluidstrahl bzw. die Druckluft prallt und
andererseits Mahlgut dagegen prallt und zerkleinert bzw. zerbrochen
wird.
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Die
Mahlkammer 1 weist eine Verjüngung 9 bzw.
einen Kegelstumpfabschnitt 9 auf, der die Bildung eines
Zyklons bzw. Wirbels innerhalb der Mahlkammer 1 im Betrieb
verbessert.
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Am
untersten Ende der Mahlkammer 1 weist die Strahlmühle
eine Öffnung 10 für das gemahlene Mahlgut
auf. Das bedeutet, dass hier das zerkleinerte bzw. abgetrennte Mahlgut
aus der Mahlkammer heraus befördert wird. Dies ist im vorliegenden
Fall u. a. mit Hilfe der Schwerkraft in besonders vorteilhafter Weise
realisierbar.
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Gemäß der
Erfindung weist die Strahlmühle ein Rohr 11 bzw.
Ausströmelement 11 auf, durch das der Fluidstrahl
bzw. die Druckluft aus der Mahlkammer 1 herausströmen
kann. Die Strömungsrichtung des Fluidstrahls bzw. der herausströmenden
Druckluft ist durch einen Pfeil 12 symbolisiert.
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Im
dargestellten Beispiel weist das Rohr 11 einen teleskopierbaren
Abschnitt 13 auf. Hiermit kann die Anordnung bzw. die vertikale
Ausrichtung einer Öffnung 14 für das
Ausströmen des Fluids verstellt werden. Entsprechend kann
eine Anpassung an den jeweiligen Anwendungsfall in besonders einfacher
Weise eingesetzt werden.
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Weiterhin
weist das Rohr 11 einen Trichter 11 auf, womit
eine Verjüngung des Rohrs 11 innerhalb der Mahlkammer 1 realisiert
wird. Dies ist von Vorteil, da hiermit erreicht wird, dass die Öffnung 14 vergleichsweise
groß ausgebildet bzw. einen großen Querschnitt
aufweist und das Rohr 11 dagegen beim Durchtritt durch
eine Wand 16 der Mahlkammer 1 einen vergleichsweisen
geringen Querschnitt aufweist.
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In 2 ist
ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei im Unterschied
zur Ausführung gemäß 1 die
Materialzuführung 7 nicht durch den Deckel 8,
sondern durch die Wand 16 der Mahlkammer 1 erfolgt.
Hierbei durchstößt die Zufuhr 7 die Wand 16 im
unteren Bereich der Mahlkammer und wird innerhalb der Mahlkammer
in den oberen Bereich bzw. in den Bereich der Umrandung 2 geführt, in
dem die Zufuhröffnung 17 für das Material
bzw. das Mahlgut angeordnet ist.
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Ohne
nähere Darstellung erfolgt die Fluidstrahlzuführung
in vergleichbarer Weise wie in 1.
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Dagegen
erfolgt die Ausströmung des Fluidstrahls bei der Variante
gemäß 2 in der Weise, dass das Rohr 11 kein
Teleskop und auch kein Trichter aufweist, sondern eine Abdeckung 18.
Es ist denkbar, dass die Abdeckung 18 auch eine Filter- bzw.
Siebfunktion realisiert, um unerwünschtes Mahlgut nicht
aus der Mahlkammer 1 abzuziehen.
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Grundsätzlich
ist von Vorteil, den Fluidstrahl bzw. die Druckluft durch das Rohr 11 abzusaugen,
d. h. dass ohne nähere Darstellung in den Figuren eine Unterdruck-Erzeugungseinheit,
insbesondere ein Ventilator bzw. ein Gebläse oder dergleichen,
vorzusehen ist, wodurch eine vorteilhafte Ausströmung des
Fluids aus der Mahlkammer 1 realisierbar ist.
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In 3 ist
eine weitere Strahlmühle dargestellt, wobei im Unterschied
zu den vorgenannten Varianten das Rohr 11 konzentrisch
innerhalb eines Rohres 19 angeordnet ist. Das Rohr 19 führt
das gemahlene bzw. zerkleinerte Mahlgut ab.
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Weiterhin
weist das Rohr 19 im Unterschied zu den vorgenannten Beispielen
mehrere Abfuhröffnungen 10 auf, die in vorteilhafter
Weise in unterschiedlichster Höhe angeordnet sind.
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Vorzugsweise
sind die Öffnungen 10 verschließbar ausgebildet
und in vorteilhafter Weise wird jeweils nur eine Öffnung 10 im
Betrieb geöffnet. Hiermit wird erreicht, dass z. B. festlegbar
ist, was für eine Art an Mahlgut bzw. welche Mahlgutpartikelgröße aus
der Mahlkammer 1 abgeführt werden soll.
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Lediglich
aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde auf eine
Darstellung entsprechender Verschlusselemente bzw. Ventile oder
dergleichen verzichtet. Vorzugsweise sind derartige Verschlusselemente
bzw. Ventile elektronisch steuerbar, so dass mit einer vorteilhaften
elektronischen Kontrolleinheit oder dergleichen die Öffnungen 10 geöffnet
bzw. geschlossen werden können.
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In 4 ist
eine vierte Variante der Strahlmühle gemäß der
Erfindung dargestellt, wobei wiederum eine konzentrische Anordnung
der Abström- bzw. Abfuhrelemente 11, 19 realisiert
ist.
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Darüber
hinaus sind wiederum mehrere Abfuhröffnungen 10 vorgesehen,
die entsprechend der vorgenannten Variante separat ansteuerbar bzw.
separat geöffnet bzw. geschlossen werden können. Hierbei
können jedoch z. B. jeweils zwei auf gleicher Höhe
befindliche Öffnungen 10 bzw. Düsen/Ventile oder
dergleichen geöffnet werden, um im Betrieb gleichartiges
Mahlgut aus der Mahlkammer 1 abzuziehen.
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In 5 ist
eine weitere Variante der Erfindung dargestellt. Auch hierin entsprechen
gleiche Bezugzeichen aus anderen Figuren vergleichbaren Komponenten.
So weist diese fünfte Variante der Erfindung wie die Variante
gemäß 2 eine Abdeckung 18 der
Ausströmöffnung 14 des Ausströmelementes
bzw. Rohrs 11 auf. Im Unterschied zur Variante gemäß 2 weist
diese Abdeckung 18 jedoch einen vertikalen Abschnitt bzw.
Ring auf, der in vertikaler Richtung vergleichsweise hoch bzw. lang
ausgebildet ist. Dementsprechend strömt der Fluidstrahl zwischen
Rohr 11 und Abdeckung 18 im Bereich des Ringes
etwas in vertikaler Richtung nach oben, um dann durch die Öffnung 14 des
Rohres 11 in vertikaler Richtung 12 nach unten
aus der Mahlkammer 1 herauszuströmen. Dies ermöglicht
eine vorteilhafte Führung bzw. Leitung des ausströmenden
Fluidstrahls.
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Eine
Eintrittsöffnung der Abdeckung 18 für den
Fluidstrahl ist hierbei im unteren Bereich der Mahlkammer 1 bzw.
im Bereich des Abschnitts 9 angeordnet. Ohne nähere
Darstellung kann die Abdeckung 18 bzw. deren Ring in der
Höhe variabel ausgebildet werden. Hiermit kann die Anordnung
bzw. die vertikale Ausrichtung der Eintrittsöffnung der
Abdeckung 18 für den Fluidstrahl verstellt werden.
Entsprechend kann eine Anpassung an den jeweiligen Anwendungsfall
in besonders einfacher Weise verwirklicht werden.
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Darüber
hinaus weist die Abdeckung 18 eine Doppelfunktion auf.
Wie in 5 ersichtlich, umfast die Abdeckung 18 zudem
die Zufuhr 7 für das zu verarbeitende Material.
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Die
Zufuhr 7 weist zudem eine Düse 21, insbesondere
Venturidüse auf. Diese gewährleistet eine besonders
vorteilhafte Zufuhr des zu verarbeitenden Materials durch die Zufuhr 7 bzw.
in die Mahlkammer 1. In vorteilhafter Weise wird hiermit
eine Beschleunigung des Materials realisiert, so dass das Material eine
vergleichsweise hohe Geschwindigkeit aufweist, wenn es durch die Öffnung 17 ins
Innere der Mahlkammer 1 gelangt. Dies ermöglicht,
dass das Material vor allem auch mittels des separat in die Mahlkammer 1 einströmenden
Fluidstrahls eine besonders hohe Strömungsgeschwindigkeit
in der Mahlkammer 1 erreicht. Dies führt zu einem
besonders vorteilhaften Zermahlen des Materials in der Mahlkammer 1.
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6 zeigt
eine weitere Ausführung der erfindungsgemäßen
Strahlmühle. Aus Gründen der Übersichtlichkeit
sind die wiederkehrenden Elemente der Einströmöffnungen
für die Druckluft, die Materialzufuhr sowie sonstige, in
den Vorbeispielen wiederkehrend gezeigte Details nicht gezeigt.
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Die
Strahlmühle nach 6 zeigt
ebenfalls im Inneren einer Mahlkammer 1 die Ausbildung
einer Zyklonströmung 22. Im oberen Bereich kann,
wie vorliegend gezeigt, ein Führungsrohr 23 vorgesehen sein,
damit der freie Raum um Zentrum des Zyklons für das zu
zermahlende Material nicht zugänglich ist, da hier die
Mahlwirkung zu Zentrum hin rapide abnimmt, bis gar nicht mehr vorhanden
sein kann.
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Im
Unterschied zu den vorangegangen gezeigten Strahlmühlen
wird die Absaugung des Fluids durch ein Rohr 24 vorgenommen,
welches im unteren Bereich angeordnet ist, und welches eine zuerst nach
oben gerichtete Fluidbewegung 25, und anschließend
eine seitlich nach unten gerichtete Fluidbewegung 26 erzeugt.
Das zerkleinerte Material wird an der unteren Öffnung 27 abgegeben.
Am nach außen geführten Ende 28 des Rohrs 24 kann
eine Absaugung in Form eines Ventilators angeordnet sein. Zusätzlich
ist eine Anbringung eines regelbaren Ventils möglich, welches
in der Lage ist, auf große Druckschwankung im Inneren der
Strahlmühle, beispielsweise durch verdampfendes Wasser,
zu reagieren und die Absaugleistung zu regulieren.
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Das
nach außen geführte Rohr befindet sich zumindest
teilweise seitlich im Bereich der ausgebildeten Wirbelströmung.
Um eine Störung der Wirbel-/Zyklonströmung durch
das Rohr zu vermeiden kann dieses gegebenenfalls in seinem Querschnitt strömungsbegünstigt
angepasst ausgebildet werden.
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7 zeigt
eine derartige strömungsangepasste Ausbildung eines Teils
des Rohrs 24 an der Position I. in 6. Hierbei
ist die Rohrform mit einem stromlinienförmigen tragflächenähnlichen
Querschnitt 29 ausgebildet, an welcher die Strömung
des Fluids innerhalb der Strahlmühle keine signifikante Störung
erfährt. Das Rohr 24 muss jedoch nicht an allen
Stellen eine strömungsbegünstigende Form tragen.
Dies ist nur an den Stellen angebracht, an welchen die Wirbel-/Zyklonströmung
ansonsten abreißen würde.
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Generell
ist von Vorteil, die Einströmöffnungen 3 der
Mahlkammer 1 derart auszubilden, dass diese als Überschalldüsen
ausgebildet werden, so dass das einströmende Fluid bzw.
die einströmende Druckluft mit Überschallgeschwindigkeit
in die Mahlkammer 1 einströmt. Hiermit wird eine
besonders vorteilhafte Mahlung des Mahlgutes erreicht.
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Mit
einer Strahlmühle gemäß der Erfindung kann
generell erreicht werden, dass eine besonders Platz sparende, d.
h. vorzugsweise eine besonders Höhe sparende Strahlmühle
realisiert wird, wobei die Mahlkammer 1 besonders groß und
somit besonders leistungsstark ausbildbar ist. Dies ist besonders
bei mobilen Anwendungen und/oder Futtermittel- oder Klärschlammtrocknung
etc. von besonderem Vorteil.
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Aus
allen dargestellten Varianten der Erfindung wird deutlich, dass
gerade der Bereich über dem Deckel 8 zur Ver-
bzw. Entsorgung der Stoffströme der Strahlmühle
nicht oder optional nur vereinzelt in Anspruch genommen wird.
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Grundsätzlich
kann eine Heizeinheit und/oder Kühleinheit zum Heizen oder
Kühlen des Fluidstahls und/oder des Mahlguts und/oder der Mahlkammer 1 oder
dergleichen vorgesehen werden. Hiermit kann beispielsweise mittels
Wärmeenergie Wasser aus einem feuchten Mahlgut wie Klärschlamm,
Futtermittel oder dergleichen in vorteilhafter Weise herausgetrennt
werden und vorzugsweise mit dem abströmenden Fluidstrahl
aus der Mahlkammer 1 herausgeführt werden. Es
können z. B. Fluidtemperaturen von mehreren hundert Grad
Celsius, z. B. ca. 250°C, verwendet werden, um eine sehr schnelle
Aufheizung des Gutes zu realisieren.
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Andererseits
kann durch die Kühlung bzw. Schockkühlung des
Mahlguts dieses vorteilhaft aufgetrennt werden. Zum Beispiel können
Altreifen, Elektrokabel mit der Isolation entsprechend gekühlt werden.
Hierbei werden beispielsweise die weicheren Bestandteile wie Kunststoffe
oder Gummi u. s. w. spröde, so dass diese in der Mahlkammer 1 vom
Metall etc. sehr leicht getrennt werden. Insbesondere wird Metall
nicht oder nur unwesentlich verkleinert bzw. zermahlen, sondern
lediglich verformt. Hier können Temperaturen von ca. –50°C
oder bis ca. –150°C vorgesehen werden.
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- 1
- Mahlkammer
- 2
- Umrandung
- 3
- Öffnung
- 4
- Rohr
- 5
- Öffnung
- 6
- Prallplatte
- 7
- Zufuhr
- 8
- Deckel
- 9
- Abschnitt
- 10
- Öffnung
- 11
- Rohr
- 12
- Pfeil
- 13
- Teleskop
- 14
- Öffnung
- 15
- Trichter
- 16
- Wand
- 17
- Öffnung
- 18
- Abdeckung
- 19
- Rohr
- 20
- Ausnehmung
- 21
- Düse
- 22
- Zyklonströmung
- 23
- Führungsrohr
- 24
- Rohr
- 25
- Fluidbewegung
- 26
- Fluidbewegung
- 27
- Öffnung
- 28
- Austrittsöffnung
- 29
- Querschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3736885
A1 [0004]
- - WO 93/19848 [0004]
- - WO 00/56460 [0004]