DE102011010527A1

DE102011010527A1 - stirred ball mill

Info

Publication number: DE102011010527A1
Application number: DE102011010527A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Lipp
Original assignee: Lipp Mischtechnik GmbH
Current assignee: Lipp Mischtechnik GmbH
Priority date: 2011-02-07
Filing date: 2011-02-07
Publication date: 2012-08-09
Also published as: EP2484450A3; EP2484450A2; EP2484450B1; EP2484450B2

Abstract

Beschrieben wird eine Rührwerkskugelmühle mit einem Mahlbehälter (7) und einer axial in dieser verlaufenden Rührwelle (3), die an wenigstens einem Ende über eine Drehdurchführung (14) mit der Wandung (15) des Mahlbehälters (7) verbunden ist, gekennzeichnet dadurch, dass benachbart zu der Drehdurchführung (14) im Mahlbehälter eine die Drehdurchführung (14) abdeckende Schutzscheibe (16) angeordnet ist.A stirrer ball mill with a grinding container (7) and an axially extending stirring shaft (3) is described, which is connected at least at one end to the wall (15) of the grinding container (7) via a rotary feedthrough (14), characterized in that A protective disk (16) covering the rotary feed-through (14) is arranged in the grinding container adjacent to the rotary feed-through (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine Rührwerkskugelmühle mit einem Mahlbehälter und einer axial in diesem verlaufenden Rührwelle, die an wenigstens einem Ende über eine Drehdurchführung mit der Wandung des Mahlbehälters verbunden ist.The invention relates to a stirred ball mill with a grinding container and an axially extending in this agitator shaft, which is connected at least one end via a rotary feedthrough with the wall of the grinding container.

Es ist bekannt, dass Rührwerkskugelmühlen eingesetzt werden, um die Feststoffe flüssiger, disperser Systeme bzw. Suspensionen zu zerkleinern.It is known that stirred ball mills are used to comminute the solids of liquid, disperse systems or suspensions.

Sie bestehen üblicherweise aus vertikal und horizontal angeordneten zylindrischen Behältern, die meist zu 60 bis 80 Vol.-% mit Mahlkörpern gefüllt sind. Diese Mahlkörper sind meistens Kugeln aus Stahl, aus Glas oder aus keramischen Materialien.They usually consist of vertically and horizontally arranged cylindrical containers, which are usually filled to 60 to 80 vol .-% with grinding media. These grinding media are mostly balls made of steel, glass or ceramic materials.

Innerhalb des Mahlbehälters ist die axial angeordnete Rührwelle zu finden, auf der Rührelemente wie Scheiben oder Stäbe verdrehfest angeordnet sind. Durch eine Rotation dieser Rührwelle wird eine intensive Bewegung der Mahlkörper bewirkt.Within the grinding container, the axially arranged stirrer shaft can be found on the stirring elements such as discs or rods are arranged rotationally fixed. By a rotation of this agitator shaft an intensive movement of the grinding media is effected.

Es ist dabei auch bekannt, zur Erhöhung der Prall- oder Scherkräfte an der radial außen liegenden Wandung des Mahlbehälters mit den Rührelementen kämmende Gegenelemente bzw. Gegenstäbe vorzusehen.It is also known, to increase the impact or shear forces on the radially outer wall of the grinding container provided with the stirring elements meshing counter-elements or counter-rods.

Die genannte Suspension wird bei gleichzeitiger Rotation der Rührwelle durch den Mahlbehälter der Rührwerkskugelmühle gepumpt, wobei die Feststoffpartikel innerhalb der Suspension durch die auf sie wirkenden Prall- und Scherkräfte zerkleinert werden, die durch die Mahlkörper erzeugt werden.Said suspension is pumped with simultaneous rotation of the stirring shaft through the grinding container of the stirred ball mill, wherein the solid particles are comminuted within the suspension by the impact and shear forces acting on them, which are generated by the grinding media.

Am Austritt des Mahlbehälters ist dann eine geeignete Vorrichtung vorgesehen, durch die die Mahlkörper im Mahlbehälter gehalten werden, während die Suspension mit den darin befindlichen zerkleinerten Feststoffen austreten kann.At the outlet of the grinding container then a suitable device is provided by which the grinding media are held in the grinding container, while the suspension can escape with the crushed solids contained therein.

Eine besondere Problematik ist unter konstruktiven Gesichtspunkten für den sicheren Betrieb einer Rührwerkskugelmühle die Abdichtung der Drehdurchführung am Eintritt der Rührwerkskugelwelle in den Mahlbehälter. Hier besteht nämlich die Gefahr, dass Mahlkörper die hier vorhandenen Drehdurchführungen beschädigen, sei es durch Aufprall oder aber durch Reibung. Besonders hoch ist diese Gefahr, wenn für die Drehdurchführung Gleitringdichtungen Verwendung finden.A particular problem is the design of the rotary union at the entrance of the agitator ball shaft in the grinding container from a design point of view for the safe operation of a stirred ball mill. This is because there is a risk that grinding media damage the rotary unions present here, either by impact or by friction. This risk is particularly high when mechanical seals are used for the rotary feedthrough.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, bisher bekannte Rührwerkskugelmühlen dahingehend weiterzubilden, dass sie betriebssicherer werden. Dies soll auf konstruktiv einfache und damit kostengünstige Weise gelöst werden.The object of the present invention is therefore to further develop agitator ball mills known hitherto in such a way that they become more reliable. This should be solved in a structurally simple and therefore cost-effective manner.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass benachbart zu der Drehdurchführung im Mahlbehälter eine die Drehdurchführung abdeckende Schutzscheibe angeordnet ist.This object is achieved in that adjacent to the rotary feedthrough in the grinding container a rotary union covering protective screen is arranged.

Aufgrund dieser Schutzscheibe wird mit einer konstruktiv einfach Maßnahme ein effektiver Schutz der Drehdurchführung gewährleistet. Die Mahlkörper werden durch diese Schutzscheibe daran gehindert, in mechanischen Kontakt mit der Drehdurchführung zu kommen und diese hat somit eine längere Standzeit. Es ergibt sich dabei von selbst, dass der axiale Abstand der Schutzscheibe von der Drehdurchführung grundsätzlich so gewählt ist, dass er kleiner ist als ein üblicher Mahlkörper. So kann zwischen Schutzscheibe und Drehdurchführung kein Mahlkörper gelangen.Due to this protective screen, a structurally simple measure ensures effective protection of the rotary feedthrough. The grinding media are prevented by this protective disk from coming into mechanical contact with the rotary union and this thus has a longer life. It is self-evident that the axial distance of the protective disk from the rotary feedthrough is basically chosen so that it is smaller than a conventional grinding media. Thus, no grinding media can pass between the protective disk and the rotary union.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Schutzscheibe an der Rührwelle befestigt. Hierdurch kann die Position der Schutzscheibe innerhalb des Mahlbehälters gut fixiert werden, ohne dass dabei eine den Durchsatz von Mahlgut behindernde Befestigung für die Schutzscheibe vorgesehen werden muss.In a particularly preferred embodiment, the protective disk is attached to the stirrer shaft. As a result, the position of the protective pane within the grinding container can be fixed well, without the need to provide a throughput of grinding material obstructing attachment for the protective pane.

Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist die Schutzscheibe auf ihrer der Drehdurchführung zugewandten Seite mit im Wesentlichen in Radialrichtung verlaufenden Förderflügeln versehen. Durch die damit erzeugte Strömung von eintretender Suspension zunächst in Radialrichtung und dann an der Schutzscheibe vorbei in Axialrichtung wird eine besonders gute Förderwirkung für Suspension durch den Mahlbehälter erzeugt. Hierzu ist bekannt, dass die Suspension in Axialrichtung, d. h. parallel zu der Richtung der Rührwelle in den Mahlbehälter eingeführt wird.In a further preferred embodiment, the protective disk is provided on its side facing the rotary feedthrough with substantially radially extending conveying wings. By thus generated flow of incoming suspension first in the radial direction and then past the protective disk in the axial direction, a particularly good conveying action for suspension is generated by the grinding container. For this purpose, it is known that the suspension in the axial direction, d. H. is introduced into the grinding container parallel to the direction of the stirring shaft.

Durch einen konvergenten Ringspalt, der am Umfang der Schutzscheibe zwischen dieser und der um sie umlaufenden Wandung des Mahlbehälters vorhanden ist, kann einerseits ein gleichmäßiger Eintrag von Suspension in den Mahlbehälter gewährleistet werden. Zum anderen werden aber durch diesen konvergenten Ringspalt grobe Agglomerationen von festen Materialien in der Suspension zusätzlich aufgebrochen, wofür die Scherspannungen innerhalb der Suspension genutzt werden können, die auftreten beim Durchtritt der Suspension durch den genannten konvergenten Spalt. – Es versteht sich auch hier, dass die radialen Abmessungen des konvergenten Spaltes insbesondere an seinem dem Inneren des Mahlbehälters zugewandten Ende so gewählt sind, dass Mahlkörper mit ihren üblichen Maßen nicht in den Spalt eindringen können.By a convergent annular gap, which is present at the periphery of the protective pane between this and the surrounding wall of the grinding container, on the one hand a uniform entry of suspension in the grinding container can be ensured. On the other hand, coarse agglomerations of solid materials in the suspension are additionally broken up by this convergent annular gap, for which purpose the shear stresses within the suspension can be utilized, which occur when the suspension passes through said convergent gap. It is also understood here that the radial dimensions of the convergent gap, in particular at its end facing the interior of the grinding container, are selected so that grinding bodies with their usual dimensions can not penetrate into the gap.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Mahlbehälter an seiner Wandung mit einer Kugelentleerung versehen, die im Bereich der dem Mahlbehälter zugewandten Seite der Schutzscheibe liegt. Über diese relative Anordnung ist zu gewährleisten, dass bei Bedarf die innerhalb der Rührwerkskugelmühle vorhandenen Mahlkörper vollständig aus dem Mahlbehälter entnommen und gegebenenfalls durch unverschlissene ersetzt werden können.In a particularly preferred embodiment of the invention, the grinding container is provided on its wall with a ball emptying, which lies in the region of the grinding container facing side of the protective disk. By means of this relative arrangement, it must be ensured that, if necessary, the grinding media present within the agitator ball mill can be completely removed from the grinding container and optionally replaced by unsoldered.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigtFurther advantages and features of the invention will become apparent from the following description of an embodiment. It shows

1 die teilweise aufgeschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kugelmühle; 1 the partially cutaway side view of a ball mill according to the invention;

2 den Kugelauslass einer Kugelmühle gemäß dem Detail II in 1. 2 the ball outlet of a ball mill according to the detail II in 1 ,

In 1 erkennt man die Seitenansicht einer Rührwerkskugelmühle. Über einen Elektromotor 1 wird unter Zwischenschaltung eines in einem Getriebekasten 2 angeordneten Getriebes eine Rührwelle 3 angetrieben. Diese Rührwelle ist mit in Axialrichtung ausgerichteten Rührelementen in Form von Stäben 4 besetzt, die mit Gegenstäben 5 kämmen, die an der Wandung 6 des Mahlbehälters 7 angeordnet sind und radial nach innen ragen. Die Wandung 6 ist dabei zweischalig ausgebildet, so dass sie einen Kühlmantel 8 bildet, in den durch einen Kühlwassereingang 9 Kühlwasser eingeleitet und aus einem Kühlwasserausgang 10 dieses wieder abgeleitet wird.In 1 you can see the side view of a stirred ball mill. About an electric motor 1 is interposed one in a gearbox 2 arranged gear a stirrer shaft 3 driven. This stirring shaft is in the form of rods with axially aligned stirring elements 4 occupied with opposites 5 comb on the wall 6 of the grinding container 7 are arranged and protrude radially inward. The wall 6 is designed bivalve, so that they have a cooling jacket 8th into the through a cooling water inlet 9 Cooling water introduced and from a cooling water outlet 10 this is derived again.

Auch die Rührwelle 3 ist entsprechend gekühlt ausgebildet.Also the stirrer shaft 3 is designed accordingly cooled.

Zwischen den Stäben 4 und den Gegenstäben 5 ist das Innere des Mahlbehälters 7 zum größten Teil mit Mahlkörpern 11 gefüllt, die ein Volumen von 60 bis 80% des freien Raumes im Mahlbehälter 7 einnehmen.Between the bars 4 and the opposites 5 is the inside of the grinding container 7 for the most part with grinding media 11 filled, which has a volume of 60 to 80% of the free space in the grinding container 7 taking.

Durch das Innere des Mahlbehälters 7 wird nun eine Suspension gepumpt. Durch die dabei gleichzeitig durchgeführte Rotation der Rührwelle 3 werden dabei die Mahlkörper 11 in Bewegung gesetzt, wobei die Feststoffpartikel in der genannten Suspension durch die Prall- und Scherkräfte der dabei aufeinanderprallenden Mahlkörper zerkleinert werden.Through the interior of the grinding container 7 Now a suspension is pumped. Through the simultaneous rotation of the stirrer shaft 3 become thereby the grinding bodies 11 set in motion, wherein the solid particles are comminuted in said suspension by the impact and shear forces of the colliding crushing bodies.

Am oberen Ende des Mahlbehälters findet sich dann ein Ringspalt 12, durch den die Suspension mit den zerkleinerten Feststoffpartikeln hindurchtritt, um durch einen Suspensionsaustritt 13 den Mahlbehälter 7 zu verlassen. Durch dessen Abmessungen, insbesondere die lichte Weite des Ringspalts 12 wird dabei verhindert, dass dabei auch die Mahlkörper aus dem Mahlbehälter 11 ausgetragen werden.At the upper end of the grinding container there is then an annular gap 12 through which the suspension passes with the comminuted solid particles to pass through a suspension exit 13 the grinding container 7 to leave. By its dimensions, in particular the clear width of the annular gap 12 is thereby prevented that while the grinding media from the grinding container 11 be discharged.

Wesentlich ist jetzt allerdings der Bereich, in dem die Rührwelle 3 an einer Drehdurchführung 14 durch die Wandung, insbesondere den Boden 15 des Mahlbehälters 7 hindurchgeführt wird.However, what is essential now is the area in which the stirrer shaft 3 on a rotary union 14 through the wall, especially the floor 15 of the grinding container 7 is passed.

Bei der hier dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist in diesem Bereich an der Rührwerkswelle 3 eine Schutzscheibe 16 vorgesehen. Diese erstreckt sich in Radialrichtung über die eigentliche Drehdurchführung 14 und verhindert so, dass einzelne Mahlkörper 11 auf die Drehdurchführung 14 aufschlagen und diese beschädigen können.In the embodiment of the invention shown here is in this area at the agitator shaft 3 a protective screen 16 intended. This extends in the radial direction over the actual rotary feedthrough 14 and thus prevents individual grinding media 11 on the rotary feedthrough 14 hit and damage them.

Im hier dargestellten Beispiel ist die Schutzscheibe 16 einstückig mit der Rührwelle 3 ausgebildet und weist außerdem auf ihrer der Drehdurchführung 14 zugewandten Seite in Radialrichtung verlaufende Förderflügel 17 auf. Mit diesen Förderflügeln 17 wird Suspension, die parallel zur Achse der Rührwelle 3 durch ein Zuführrohr 18 in den Mahlbehälter 7 eintritt, wie mit einem Pumpenrad einer Zentrifugalpumpe in den Mahlbehälter 3 hineingefördert. Dabei wird diese Suspension, nach dem Austreten aus dem Zuführrohr 18 in Radialrichtung umgelenkt und wird dann, wie dies in der 2 zu erkennen ist, durch einen in Axialrichtung ausgerichteten konvergenten Spalt 19 gedrückt, wodurch die Suspension speziell beschleunigt und damit einer Scherung unterzogen wird, Was zu einer Aufspaltung von Agglomerationen von Partikeln innerhalb der Suspension führt. Die in Radialrichtung liegende lichte Weite des konvergenten Spaltes ist dabei so gewählt, dass sie an dem dem Inneren des Mahlbehälters 7 zugewandten Ende des Ringspaltes kleiner ist als ein übliches Maß eines Mahlkörpers 11. Hierdurch wird ein unerwünschtes Eindringen von Mahlkörpern 11 in den Spalt 19 und damit auch in den Raum zwischen Schutzscheibe 16 und Drehdurchführung 14 verhindert und die Drehdurchführung 14 ist so sicher vor einem durch Mahlkörper an ihr verursachten Verschleiß geschützt.In the example shown here is the protective screen 16 integral with the agitator shaft 3 trained and also has on their rotary feedthrough 14 facing side in the radial direction conveying wings 17 on. With these conveyor wings 17 becomes suspension, which is parallel to the axis of the stirrer shaft 3 through a feed tube 18 in the grinding container 7 enters, as with a pump impeller of a centrifugal pump in the grinding container 3 into promoted. In this case, this suspension, after emerging from the feed tube 18 is deflected in the radial direction and then, as in the 2 can be seen by an axially aligned convergent gap 19 is pressed, whereby the suspension is specially accelerated and thus subjected to a shear, which leads to a splitting of agglomerations of particles within the suspension. The radial width of the convergent gap which is in the radial direction is selected so that it lies against the interior of the grinding container 7 facing the end of the annular gap is smaller than a conventional measure of a grinding body 11 , As a result, an undesirable penetration of grinding media 11 in the gap 19 and thus also in the space between the protective screen 16 and rotary feedthrough 14 prevents and the rotary feedthrough 14 is thus protected from wear caused by grinding media.

Oberhalb der Schutzscheibe 16 fluchtet diese mit ihrer Oberseite 20, mit der Unterkante 21 einer Kugelentleeröffnung 22. Diese Kugelentleeröffnung 22 ist in der Wandung 6 des Mehlbehälters 7 vorgesehen und kann durch einen Stopfen 23 verschlossen werden. Bei einer Entfernung dieses Stopfens 23 können durch die Kugelentleeröffnung 22 die in dem Mahlbehälter 7 vorhandenen Mahlkörper 11 zu einem Auswechseln entnommen werden.Above the protective screen 16 It aligns with its top 20 , with the lower edge 21 a ball emptying opening 22 , This ball emptying opening 22 is in the wall 6 of the flour container 7 provided and can through a stopper 23 be closed. At a removal of this plug 23 can through the ball dump opening 22 in the grinding container 7 existing grinding media 11 to be removed for replacement.

Wesentlich bei der Erfindung ist nun aber, dass durch die Schutzscheibe 16 die Drehdurchführung 14 geschützt wird und somit die Rührwerkskugelmühle betriebssicherer auszuführen ist.It is essential in the invention, however, that through the protective screen 16 the rotary feedthrough 14 is protected and thus the agitator ball mill is run more reliable.

Der guten Ordnung halber sei noch erwähnt, dass außer einer, wie hier dargestellten vertikalen Anordnung der Rührwelle, auch deren horizontale Anordnung vorgesehen sein kann. Außerdem ist es möglich, eine Rührwelle an beiden Enden mit Drehdurchführungen am Mahlbehälter 7 zu lagern, wobei dann gegebenenfalls auch für eine weitere Drehdurchführung eine entsprechende Schutzscheibe an der Rührwelle vorzusehen wäre.For the sake of good order, it should be mentioned that in addition to a vertical arrangement of the stirrer shaft as shown here, its horizontal arrangement can also be provided. In addition, it is possible to have a stirring shaft at both ends with rotary feedthroughs on the grinding container 7 store, in which case, if appropriate, a corresponding protective disk on the stirrer shaft would also have to be provided for a further rotary feedthrough.

Claims

Agitator ball mill with a grinding container ( 7 ) and in this axially extending stirrer shaft ( 3 ), which at least one end via a rotary feedthrough ( 14 ) with the wall ( 15 ) of the grinding container ( 7 ), characterized in that adjacent to the rotary union ( 14 ) in the grinding container ( 7 ) a rotary union ( 14 ) protective cover ( 16 ) is arranged.

Agitator ball mill according to claim 1, characterized in that the protective disk ( 16 ) on the stirrer shaft ( 3 ) is attached.

Agitator ball mill according to claim 1, characterized in that the protective disk ( 16 ) with radial conveying wings ( 17 ) is provided.

Agitator ball mill according to claim 2, characterized in that between protective disc ( 16 ) and circumferential wall ( 6 ) of the grinding container ( 7 ) a convergent annular gap ( 19 ) is available.

Agitator ball mill according to claim 1, characterized in that in the wall ( 6 ) of the grinding container ( 7 ) one with the protective disk ( 16 ) corresponding emptying opening ( 22 ) is provided.