DE102014101165A1 - DEVICE FOR SMALL EDITING OF SOLIDS OR SUSPENSIONS WITH SOLIDS AND PROCEDURES FOR STARTING A GRINDING PROCESS OF A GRINDER - Google Patents
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Abstract
Es ist eine Vorrichtung zum zerkleinernden Bearbeiten von Feststoffen oder Suspensionen mit Feststoffanteilen offenbart. Die Vorrichtung umfasst einen Mahlbehälter mit einer Vielzahl von im Mahlbehälter aufgenommener Mahlkörpern, wenigstens eine sich stirnseitig in den Mahlbehälter erstreckende Antriebswelle und mehrere im Mahlbehälter positionierte und von der Antriebswelle rotierende bewegbare Rührelemente. Zwischen wenigstens einem der mehreren Rührelemente und der Antriebswelle ist ein Drehspiel ausgebildet, welches eine koaxiale und begrenzte relative Drehbewegung des wenigstens einen Rührelementes zur Antriebswelle erlaubt.It is an apparatus for the crushing of solids or suspensions with solid fractions disclosed. The apparatus comprises a grinding container having a multiplicity of grinding bodies accommodated in the grinding container, at least one drive shaft extending into the grinding container at the end side and a plurality of movable stirring elements positioned in the grinding container and rotating from the drive shaft. Between at least one of the plurality of stirring elements and the drive shaft, a rotational play is formed, which allows a coaxial and limited relative rotational movement of the at least one stirring element to the drive shaft.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum zerkleinernden Bearbeiten von Feststoffen oder Suspensionen mit Feststoffanteilen sowie ein Verfahren zum Starten eines Zerkleinerungsprozesses einer Mahlvorrichtung. The present invention relates to a device for the crushing of solids or suspensions with solids fractions and to a method for starting a comminuting process of a grinding device.
Mahlvorrichtungen für Feststoffe bzw. Kugelmühlen sind zur Zerkleinerung von Feststoffen für bestimmte Feinheitsgrade ausgebildet und umfassen in der Regel einen in Rotation versetzten Mahlraum, in welchem mehrere Mahlkörper beziehungsweise Mahlkugeln zur Zerkleinerung des jeweiligen Feststoffes angeordnet sind. Befüllt werden die Mühlen beziehungsweise der Mahlraum der jeweiligen Kugelmühle durch eine zentrale Öffnung in einer der Stirnwände. Der Austrag ist von der Bauform abhängig und erfolgt beispielsweise durch Schlitze in der Mahlraumwand am Mühlenende, wobei die Mahlkörper aufgrund ihres gegenüber den Schlitzen vergrößerten maximalen Querschnittsdurchmessers zurückgehalten werden und im Mahlraum beziehungsweise im Mahlbehälter verbleiben. Grinding devices for solids or ball mills are designed for comminuting solids for certain degrees of fineness and generally comprise a rotating grinding chamber in which a plurality of grinding media or grinding balls for comminuting the respective solid are arranged. The mills or the grinding chamber of the respective ball mill are filled by a central opening in one of the end walls. The discharge depends on the design and takes place, for example, through slots in the grinding chamber wall at the end of the mill, the grinding bodies being retained due to their increased maximum cross-sectional diameter in relation to the slots and remaining in the grinding chamber or in the grinding container.
Eine Sonderform von derartigen Kugelmühlen ist die Rührwerkskugelmühle. Rührwerkskugelmühlen bestehen aus einem vertikal oder horizontal angeordneten, meist annähernd zylindrischen Mahlbehälter, der in Abhängigkeit des jeweiligen Mahlprozesses in der Praxis zu 70%–90% mit Mahlkörpern beziehungsweise mit Mahlkugeln gefüllt ist. Der Mahlbehälter ist bei derartigen Rührwerkskugelmühlen in der Regel stationär und nicht drehend gelagert. A special form of such ball mills is the agitator ball mill. Agitator ball mills consist of a vertically or horizontally arranged, usually approximately cylindrical grinding container, which is filled depending on the particular milling process in practice to 70% -90% with grinding media or with grinding balls. The grinding container is usually stationary and not rotatably mounted in such Rührwerkskugelmühlen.
Um eine Bewegung der Mahlkörper mit hieraus resultierendem Mahlprozess für den jeweiligen Feststoff herzustellen, ist ein Rührwerk im Mahlbehälter angeordnet und drehend über eine Antriebswelle bewegt. Bei aktivem Mahlprozess wird kontinuierlich Mahlgut durch den Mahlraum gepumpt. Hierbei werden die suspendierten Feststoffe durch Prall- und Scherkräfte zwischen den Mahlkörpern zerkleinert bzw. dispergiert. Am Austrag der Mühle erfolgt weiterhin eine Trennung von Mahlgut und Mahlkörpern vermittels eines geeigneten Trennsystems. Aus dem Stand der Technik bekannte Rührwerkskugelmühlen sind hierbei in der Lage mineralische Füllstoffe in trockener Form zu zerkleinern. In weiteren bekannten Verwendungen können Feststoffanteile in Suspensionen mittels Rührwerkskugelmühlen zerkleinert werden. In order to produce a movement of the grinding media with resulting grinding process for the respective solid, an agitator is arranged in the grinding container and moved in rotation over a drive shaft. When the grinding process is active, regrind is continuously pumped through the grinding chamber. Here, the suspended solids are crushed or dispersed by impact and shear forces between the grinding media. At the discharge of the mill continues to be a separation of regrind and grinding media by means of a suitable separation system. Agitator ball mills known from the prior art are able to comminute mineral fillers in dry form. In further known uses, solid fractions in suspensions can be comminuted by means of stirred ball mills.
Eine derartige Rührwerkskugelmühle zeigt beispielsweise die Patentanmeldung
Wird eine derartige Rührwerkskugelmühle, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, in Betrieb genommen, muss die Antriebswelle zur rotierenden Bewegung der Mahlelemente ein Losbrechmoment überwinden, welches gegenüber dem weiteren im Verlauf des Mahlprozesses auf die Antriebswelle einwirkenden Momentes vergrößert ausgebildet ist. Da die Masse des jeweiligen Mahlgutes und der Mahlkugeln bereits vor dem Mahlprozess auf die Mahlelemente und die Antriebswelle einwirken, ist eine starke Differenz zwischen dem Losbrechmoment und dem weiteren im Mahlverfahren auf die Antriebswelle einwirkenden Momentes zu verzeichnen. If such a stirred ball mill, as is known from the prior art, put into operation, the drive shaft for rotating movement of the grinding elements overcome a breakaway torque, which is formed enlarged compared to the other in the course of the grinding process acting on the drive shaft torque. Since the mass of the respective ground material and the grinding balls act on the grinding elements and the drive shaft before the grinding process, a strong difference between the breakaway torque and the other in the grinding process acting on the drive shaft torque is recorded.
Im Stand der Technik sind aufgrund des zum Beginn eines Mahlprozesses erhöhten Momentes starke Motoren notwendig, um die Antriebswelle mit den jeweiligen mit der Antriebswelle in Verbindung stehenden Mahlelementen rotierend in Bewegung versetzen zu können. Derartige Motoren besitzen gegenüber leistungsschwächeren Motoren einen erhöhten Energieverbrauch und höhere Anschaffungskosten sowie eine größere Dimensionierung, weshalb Vorrichtungen und Verfahren wünschenswert sind, die sich durch geringere Kosten sowie einen gesenkten Energieverbrauch und einen reduzierten Raumbedarf auszeichnen. In the prior art, due to the increased torque at the beginning of a grinding process, strong motors are required to enable the drive shaft to rotate with the respective grinding elements in communication with the drive shaft. Such engines have increased power consumption and cost, as well as greater sizing, over lower power motors, and devices and methods which are characterized by lower cost, reduced power consumption, and reduced space requirements are desirable.
Weiterhin resultiert aus dem hohen Losbrechmoment eine starke Belastung eines der Antriebswelle und dem Motor gegebenenfalls zwischengeordneten Getriebes. Aufgrund der hohen Belastung muss das jeweilige Getriebe eine entsprechende Dimensionierung und Ausgestaltung aufweisen, um den hohen Belastungen standhalten zu können. Auch hiermit sind weitere Kosten und ein hoher Platzbedarf für das Getriebe einhergehend, um das Getriebe entsprechend dem hohen Moment bei Beginn des Mahlprozesses ausgestalten zu können. Furthermore, resulting from the high breakaway torque a heavy load on one of the drive shaft and the engine optionally intermediate transmission. Due to the high load, the respective gear must have a corresponding dimensioning and design to withstand the high loads can. Also hereby are additional costs and a large footprint for the transmission associated to be able to design the gearbox according to the high moment at the beginning of the grinding process.
Es bleibt zudem festzuhalten, dass eine Antriebswelle, welche zu Beginn ein hohes Drehmoment aufnehmen muss und somit einer hohen Torsion ausgesetzt ist, in der Praxis während mehrfachem Betrieb bereits nach einiger Zeit zu Ermüdungserscheinungen neigen kann, so dass Verfahren und Vorrichtungen wünschenswert wären, welche einen längeren Gebrauch der Antriebswelle erlauben. It should also be noted that a drive shaft, which has to absorb high torque at the beginning and is thus exposed to high torsion, in practice during multiple operation after some time to tend to fatigue, so that methods and devices would be desirable, which allow longer use of the drive shaft.
Aufgabe der Erfindung ist daher eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welche zumindest einige der aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile nicht aufweisen. The object of the invention is therefore to provide an apparatus and a method which do not have at least some of the disadvantages known from the prior art.
Die obige Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gelöst, welche die Merkmale in den Patentansprüchen 1 und 10 umfassen. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die abhängigen Ansprüche beschrieben. The above object is achieved by an apparatus and a method comprising the features in
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum zerkleinernden Bearbeiten von Feststoffen oder Suspensionen mit Feststoffanteilen. Die Vorrichtung ist in bevorzugten Ausführungsformen als Rührwerkskugelmühle ausgebildet und umfasst einen Mahlbehälter mit einer Vielzahl von im Mahlbehälter aufgenommener Mahlkörper. The invention relates to a device for comminution of solids or suspensions with solid fractions. The device is designed in preferred embodiments as agitator ball mill and comprises a grinding container with a plurality of recorded in the grinding container grinding media.
Beispielsweise kann eine derartige Vorrichtung zur Zerkleinerung von Feststoffen oder Suspensionen mit Feststoffanteilen im Bereich der Lebensmittelindustrie, im Bereich der Chemie und/oder im Bereich der Pharmazie Verwendung finden. Denkbar ist auch, dass über die Vorrichtung beziehungsweise mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens Feststoffe zerkleinert werden, welche durch Minerale ausgebildet sind. For example, such a device can be used for the comminution of solids or suspensions with solids content in the food industry, in the field of chemistry and / or in the field of pharmacy. It is also conceivable that solids are comminuted via the device or by means of the method according to the invention, which are formed by minerals.
Der Mahlbehälter kann eine zylindrische Formgebung besitzen und beispielsweise vertikal oder horizontal positioniert sein. Hinsichtlich Formgebung, Positionierung sowie Volumen sind für den angesprochenen Fachmann zahlreiche bekannte Möglichkeiten vorstellbar, so dass auf diese gesamthaft nicht ausdrücklich eingegangen wird. Bevorzugt ist der Mahlbehälter im Rahmen vorliegender Erfindung stationär und nicht drehend sowie hierbei horizontal beziehungsweise liegend orientiert. Um das Mahlgut aufnehmen und nach Zerkleinerung abführen zu können, kann der Mahlbehälter hierzu entsprechende Öffnungen aufweisen. The grinding container may have a cylindrical shape and be positioned, for example, vertically or horizontally. With regard to shaping, positioning and volume, numerous known possibilities can be envisaged for the person skilled in the art, so that this is not explicitly discussed. In the context of the present invention, the grinding container is preferably stationary and non-rotating and in this case oriented horizontally or horizontally. In order to receive the ground material and to be able to dissipate after comminution, the grinding container for this purpose may have corresponding openings.
Die Mahlkörper können sinnvollerweise als Mahlkugeln ausgebildet sein und unter Berücksichtigung des zu zerkleinernden Feststoffes in diversen Ausführungsformen unterschiedliche Durchmesser aufweisen. The grinding media may usefully be designed as grinding balls and, taking into account the solid to be comminuted, have different diameters in various embodiments.
Weiter umfasst die Vorrichtung eine sich stirnseitig in den Mahlbehälter erstreckende Antriebswelle und mehrere im Mahlbehälter positionierte und von der Antriebswelle rotierend bewegbare Rührelemente. Die Antriebswelle kann durch einen Deckel des Mahlbehälters hindurchtreten und ist sinnvollerweise mit einem Motor in Verbindung gebracht. Dem Motor und der Antriebswelle kann gegebenenfalls ein Getriebe mit einer oder mit mehreren Übersetzungsstufen zwischengeordnet sein. In bevorzugten Ausführungsformen rotiert die Antriebswelle beziehungsweise rotieren die mehreren Rührelemente relativ zum Mahlbehälter. Furthermore, the device comprises a drive shaft extending into the milling container at the end face and a plurality of stirring elements positioned in the grinding container and rotatingly movable by the drive shaft. The drive shaft can pass through a lid of the grinding container and is usefully brought into connection with a motor. The engine and the drive shaft may optionally be interposed with a gear with one or more gear ratios. In preferred embodiments, the drive shaft rotates or rotates the plurality of stirring elements relative to the grinding container.
Hinsichtlich einer Ausgestaltung der mehreren Rührelemente sind im Rahmen vorliegender Erfindung diverse Möglichkeiten vorstellbar. So können die mehreren Rührelemente beispielsweise durch Stäbe, Schaufeln oder dergleichen ausgebildet sein. With regard to an embodiment of the plurality of stirring elements, various possibilities are conceivable within the scope of the present invention. Thus, the plurality of stirring elements may be formed for example by rods, blades or the like.
In bevorzugten Ausführungsformen sind die Rührelemente jedoch zumindest anteilig über nachfolgend noch näher beschriebene Rührscheiben ausgebildet. Die Rührelemente können entlang der Längsachse der Antriebswelle positioniert sein, so dass die Längsachse der Antriebswelle als Rotationsachse für die mehreren Rührelemente ausgebildet ist. Denkbar ist zudem, dass sich mehrere Rührelemente oder sämtliche Rührelemente radial weg von der Antriebswelle und in Richtung des Mahlbehälters, gegebenenfalls über nachfolgend noch näher beschriebene Vorsprünge, erstrecken. In preferred embodiments, however, the stirring elements are formed at least partially via stirring discs which are described in more detail below. The stirring elements may be positioned along the longitudinal axis of the drive shaft, so that the longitudinal axis of the drive shaft is formed as a rotation axis for the plurality of stirring elements. It is also conceivable that a plurality of stirring elements or all stirring elements extend radially away from the drive shaft and in the direction of the grinding container, optionally via projections described in greater detail below.
Erfindungsgemäß ist zwischen wenigstens einem der mehreren Rührelemente und der Antriebswelle ein Drehspiel beziehungsweise ein Freiheitsgrad ausgebildet, welches Drehspiel eine koaxiale und begrenzte relative Drehbewegung des wenigstens einen Rührelementes zur Antriebswelle erlaubt. Sämtliche Rührelemente sowie die Antriebswelle können somit bei gemeinsamer Rotation um eine gemeinsame Längsachse beziehungsweise die Längsachse der Antriebswelle rotieren. Weiter kann das wenigstens eine der mehreren Rührelemente relativ zur Antriebswelle und um die Längsachse der Antriebswelle begrenzt drehend bewegt werden. According to the invention, a rotational play or a degree of freedom is formed between at least one of the several stirring elements and the drive shaft, which rotational play allows a coaxial and limited relative rotational movement of the at least one stirring element to the drive shaft. All the stirring elements and the drive shaft can thus rotate with a common rotation about a common longitudinal axis or the longitudinal axis of the drive shaft. Further, the at least one of the plurality of stirring elements can be moved relative to the drive shaft and limited to rotate about the longitudinal axis of the drive shaft.
Wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bearbeiten von Feststoffen gestartet, so resultiert hieraus zunächst eine rotierende Bewegung der Antriebswelle, wobei das wenigstens eine Rührelemente aufgrund des Drehspiels nicht zusammen mit der Antriebswelle bewegt wird. Das Rührelement ruht hierbei unbewegt im Mahlbehälter, so dass ein Losbrechmoment, welches bei startendem Zerkleinerungsvorgang von der Antriebswelle aufgenommen werden muss, gegenüber einer durchgehend drehfesten Verbindung sämtlicher Rührelemente mit der Antriebswelle verkleinert ausgebildet ist. Eine Drehmomentspitze beziehungsweise das maximale über die Antriebswelle aufzunehmende Drehmoment kann bei erfindungsgemäßer Ausgestaltung einer Vorrichtung und mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens verkleinert werden. If a device according to the invention for processing solids is started, the result is first a rotating movement of the drive shaft, wherein the at least one stirring element is not moved together with the drive shaft due to the rotational play. The stirring element rests unmoving in the grinding container, so that a breakaway torque, which must be absorbed by the drive shaft at the start of the comminution process, is reduced in size compared to a continuous non-rotatable connection of all the stirring elements to the drive shaft. A torque peak or the maximum torque to be absorbed via the drive shaft can be reduced in an embodiment of a device according to the invention and by means of a method according to the invention.
Vorteilhafterweise können aufgrund des Drehspiels zwischen dem wenigstens einen der mehreren Rührelemente und der Antriebswelle Motoren mit kleinerer Leistung und geringerem Anschaffungspreis eingesetzt werden, welche gegebenenfalls eine reduzierte Dimensionierung aufweisen. Die gesamte Vorrichtung ist somit auch an Orten mit geringer Raumkapazität installierbar. Advantageously, due to the rotational play between the at least one of the plurality of stirring elements and the drive shaft motors with smaller power and lower purchase price can be used, which optionally have a reduced dimensions. The entire device is thus also installable in places with low space capacity.
Da die einsetzbaren Motoren eine geringere Leistung besitzen, kann die Vorrichtung gegenüber bereits aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur Zerkleinerung einen reduzierten Energieverbrauch aufweisen. Auch das nachfolgend noch näher beschriebene Verfahren besitzt die beschriebenen Vorteile. Since the usable motors have a lower power, the device can already have known from the prior art devices for crushing a reduced energy consumption. Also, the method described in more detail below has the advantages described.
Weiter sind Belastungen, welche bei geringem Losbrechmoment beziehungsweise bei reduziertem maximalen Drehmoment auf ein dem Motor und der Antriebswelle zwischengeordnetes Getriebe gegebenenfalls übertragen werden, reduziert ausgebildet. Next are loads which are optionally transmitted at low breakaway torque or reduced maximum torque to a motor and the drive shaft intermediate gear, designed reduced.
Da das Getriebe somit weniger Belastungen aufnehmen muss, können vereinfachte Getriebe verwendet werden, woraus ökonomische Vorteile und eine erhöhte Lebensdauer des jeweiligen Getriebes resultieren. Auch bei Getrieben kann die entsprechende Dimensionierung reduziert werden, weshalb sich die erfindungsgemäße Vorrichtung durch einen kompakten Aufbau auszeichnet. Since the transmission thus has to absorb less load, simplified transmissions can be used, resulting in economic advantages and an increased service life of the respective transmission. Even with gearboxes, the corresponding dimensioning can be reduced, which is why the device according to the invention is characterized by a compact design.
Durch eine geringere Belastung der Antriebswelle aufgrund des reduzierten Losbrechmomentes kann die Lebensdauer der Antriebswelle erhöht werden. Auch sind Antriebswellen mit kleinerer Dimensionierung bzw. mit verringertem Querschnittsdurchmesser einsetzbar, die günstiger in der Anschaffung sind und sich durch eine geringere Masse sowie einen reduzierten Raumbedarf auszeichnen können. By reducing the load on the drive shaft due to the reduced breakaway torque, the life of the drive shaft can be increased. Also, drive shafts with smaller dimensions or with reduced cross-sectional diameter can be used, which are cheaper to buy and can be characterized by a lower mass and a reduced space requirement.
Die koaxiale relative Drehbewegung des wenigstens einen Rührelementes zur Antriebswelle beziehungsweise das Drehspiel ist erfindungsgemäß begrenzt. Wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bearbeiten von Feststoffen gestartet, so resultiert hieraus – wie vorhergehend bereits erwähnt – eine rotierende Bewegung der Antriebswelle, wobei das wenigstens eine Rührelement bei beginnender Rotationsbewegung aufgrund des Drehspiels nicht zusammen mit der Antriebswelle rotierend bewegt wird. The coaxial relative rotational movement of the at least one stirring element to the drive shaft or the rotational play is limited according to the invention. If a device according to the invention for processing of solids is started, this results - as already mentioned above - in a rotating movement of the drive shaft, wherein the at least one stirring element is not rotationally moved together with the drive shaft when the rotational movement begins due to the rotational play.
Hat die Antriebswelle im Verlauf einer Rotationsbewegung um weniger als 360° eine bestimmte Relativposition beziehungsweise eine bestimmte relative Drehposition zum wenigstens einen Rührelement eingenommen, so wird im Verlauf der weiteren Rotation das wenigstens eine Rührelement gemeinsam mit der Antriebswelle und über die Antriebswelle drehend bewegt. Die Relativposition des wenigstens einen Rührelementes und der Antriebswelle wird ab gemeinsam drehender Bewegung beibehalten. In bevorzugten Ausführungsformen kann bei vordefinierter relativer Position der Antriebswelle zum wenigstens einen Rührelement eine mechanische Koppelung zwischen dem wenigstens einen Rührelement und der Antriebswelle erfolgen. If, during the course of a rotational movement, the drive shaft has assumed a specific relative position or a specific relative rotational position with respect to the at least one stirring element, then during the further rotation the at least one stirring element is moved in rotation together with the drive shaft and via the drive shaft. The relative position of the at least one stirring element and the drive shaft is maintained from jointly rotating movement. In preferred embodiments, at a predefined relative position of the drive shaft to the at least one stirring element, a mechanical coupling between the at least one stirring element and the drive shaft can take place.
Im Verlauf der weiteren gemeinsamen Rotationsbewegung des wenigstens einen Rührelementes zusammen mit der Antriebswelle ist die Drehfrequenz des wenigstens einen Rührelementes identisch zur Drehfrequenz der Antriebswelle ausgebildet. Durch die Rotation der mehreren Rührelemente werden Mahlkörper im Mahlbehälter der erfindungsgemäßen Vorrichtung bewegt, womit eine Zerkleinerung des jeweiligen Mahlgutes einhergeht. In the course of the further common rotational movement of the at least one stirring element together with the drive shaft, the rotational frequency of the at least one stirring element is identical to the rotational frequency of the drive shaft. By the rotation of the plurality of stirring elements grinding media are moved in the grinding container of the device according to the invention, whereby a comminution of the respective ground material is accompanied.
Beim, Beenden eines Zerkleinerungsvorgangs für das jeweilige Mahlgut wird die rotierende Bewegung der Antriebswelle sowie der drehend via die Antriebswelle bewegten Rührelemente angehalten. Anschließend kann wenigstens eines der Rührelemente von der Antriebswelle entkoppelt und via das vorherig beschriebene Drehspiel relativ zur Antriebswelle bewegt werden. Wird ein Zerkleinerungsvorgang erneut gestartet, so ist das Rührelement zunächst nicht an die Antriebswelle gekoppelt. Das Losbrechmoment ist gegenüber einer durchgehend ausgebildeten Koppelung sämtlicher Rührelemente mit der Antriebswelle reduziert ausgebildet. Wird die Antriebswelle rotierend angetrieben, so kann weiterhin aus einer Rotationsbewegung der Antriebswelle um weniger als 360° eine Koppelung wenigstens eines Rührelementes mit der Antriebswelle rotieren. When stopping a crushing process for the respective ground material, the rotating movement of the drive shaft and the rotating stirring via the drive shaft stirring elements is stopped. Subsequently, at least one of the stirring elements can be decoupled from the drive shaft and moved relative to the drive shaft via the previously described rotational play. If a comminution process is restarted, then the stirring element is initially not coupled to the drive shaft. The breakaway torque is formed reduced compared to a continuous coupling of all the stirring elements with the drive shaft. If the drive shaft driven in rotation, it can continue to rotate from a rotational movement of the drive shaft by less than 360 °, a coupling of at least one stirring element with the drive shaft.
Soll eine Mahlvorrichtung angehalten und nachfolgend erneut in Betrieb genommen werden, so kann hierzu zeitlich nach Einleiten einer rotierenden Bewegung sämtlicher Rührelemente die Antriebswelle angehalten und hierauf folgend in umgekehrter Drehrichtung rotierend bewegt werden. Nach Anhalten der Antriebswelle kann die Mahlvorrichtung für eine bestimmte Zeit außer Betrieb genommen werden, wobei die Antriebswelle nicht bewegt wird. Soll ein erneuter Zerkleinerungsprozess gestartet werden, so kann die Antriebswelle hierzu in umgekehrter Drehrichtung rotierend bewegt werden. If a grinding device is to be stopped and subsequently put into operation again, the drive shaft can be stopped for this purpose after the initiation of a rotating movement of all the stirring elements and, subsequently, be rotated in the reverse direction of rotation. After stopping the drive shaft, the grinding device can be taken out of operation for a certain time, wherein the drive shaft is not moved. If a new comminution process is to be started, the drive shaft can be rotated in the reverse direction.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass bei Änderung der Drehrichtung die Koppelung zwischen dem wenigstens einen Rührelement und der Antriebswelle temporär gelöst wird und nachfolgend aus der Rotationsbewegung in umgekehrter Drehrichtung resultierend wieder hergestellt wird. Ein Drehspiel zwischen Antriebswelle und dem wenigstens einen Rührelement kann somit unabhängig von der jeweiligen Drehrichtung der Antriebswelle zwischen der Antriebswelle und dem wenigstens einen Rührelement ausgebildet sein. It can be provided that, when changing the direction of rotation, the coupling between the at least one stirring element and the drive shaft is temporarily released and subsequently produced from the rotational movement in the reverse direction of rotation. A turning game between Drive shaft and the at least one stirring element can thus be formed independently of the respective direction of rotation of the drive shaft between the drive shaft and the at least one stirring element.
Vorteilhafterweise ist somit auch bei erneuter Inbetriebnahme beziehungsweise bei erneutem Starten eines Zerkleinerungsprozesses mit umgekehrter Drehrichtung der Antriebswelle das Losbrechmoment für die Antriebswelle aufgrund der zunächst nicht ausgebildeten Koppelung zwischen der Antriebswelle und dem wenigstens einen Rührelement reduziert ausgebildet. Advantageously, therefore, the breakaway torque for the drive shaft due to the initially not formed coupling between the drive shaft and the at least one stirring element is formed reduced even when restarting or re-starting a crushing process with the reverse direction of rotation of the drive shaft.
Vorstellbar ist auch, dass die Koppelung zwischen dem jeweiligen Rührelement und der Antriebswelle manuell gelöst wird. Auch kann es sein, dass die Vorrichtung mit einer Rückstelleinrichtung in Wirkverbindung gebracht ist, welche nach Beendigung eines Zerkleinerungsprozesses die Koppelung eines oder mehrerer Rührelement mit der Antriebswelle löst und das oder die jeweiligen Rührelemente im Bereich des begrenzten Drehspiels relativ zur Antriebswelle bewegt. It is also conceivable that the coupling between the respective stirring element and the drive shaft is released manually. It may also be that the device is brought into operative connection with a restoring device, which solves the coupling of one or more stirring element with the drive shaft after completion of a crushing process and moves the or the respective stirring elements in the region of the limited rotational play relative to the drive shaft.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zwischen wenigstens einem der mehreren Rührelemente und der Antriebswelle ein Drehspiel ausgebildet ist, in bevorzugten Ausführungsformen ist jedoch zwischen mehreren, beispielsweise drei oder mehr als drei Rührelementen, und der Antriebswelle ein Drehspiel ausgebildet, um das Losbrechmoment entsprechend reduzieren und von den bereits erwähnten Vorteilen umfangreich Gebrauch machen zu können. According to the invention, it is provided that between at least one of the plurality of stirring elements and the drive shaft, a rotational play is formed, in preferred embodiments, however, between a plurality, for example, three or more than three stirring elements, and the drive shaft is formed a rotational play to reduce the breakaway torque accordingly and of the already mentioned benefits to make extensive use.
In bevorzugten Ausführungsformen besitzt das wenigstens eine der mehreren Rührelemente lediglich über das Drehspiel einen bestimmten Freiheitsgrad zur Antriebswelle, während weitere Relativbewegungen des wenigstens einen Rührelementes zur Antriebswelle, beispielsweise in axialer Richtung, unterbunden sind. Somit ist in bevorzugten Ausführungsformen die Relativposition des wenigstens einen Rührelementes zur Antriebswelle in Längsrichtung der Antriebswelle vorgegeben beziehungsweise festgesetzt. In preferred embodiments, the at least one of the plurality of stirring elements has only a certain degree of freedom relative to the drive shaft via the rotational play, while further relative movements of the at least one stirring element to the drive shaft, for example in the axial direction, are prevented. Thus, in preferred embodiments, the relative position of the at least one stirring element to the drive shaft in the longitudinal direction of the drive shaft is predetermined or fixed.
Denkbar ist weiter, dass ein oder mehrere Mitnehmerelemente mit dem wenigstens einen Rührelement und der Antriebswelle in Wirkverbindung gebracht sind, die bei vordefinierter relativer Drehposition der Antriebswelle zum wenigstens einen Rührelement das wenigstens eine Rührelement zur gemeinsamen Rotation an die Antriebswelle koppeln. Der Terminus „koppeln“ muss hierbei breit verstanden werden, so dass hierzu jegliche Möglichkeiten in diversen Ausführungsformen vorgesehen sein können, bei welchen das wenigstens eine Rührelemente rechts- und/oder linksdrehend durch die Antriebswelle und gemeinsam mit der Antriebswelle koaxial bewegbar ist. It is also conceivable that one or more driver elements are brought into operative connection with the at least one stirring element and the drive shaft coupled to the at least one stirring element for common rotation to the drive shaft at a predefined relative rotational position of the drive shaft to at least one stirring element. The term "couple" must here be understood broadly, so that any possibilities can be provided in various embodiments, in which the at least one stirring elements right and / or left-handed by the drive shaft and together with the drive shaft is coaxially movable.
Insbesondere haben sich Ausführungsformen bewährt, bei welchen via die Koppelung zwischen dem wenigstens einen Rührelement und der Antriebswelle eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen dem wenigstens einen Rührelement und der Antriebswelle hergestellt ist. In particular, embodiments have proven in which via the coupling between the at least one stirring element and the drive shaft, a positive and / or positive connection between the at least one stirring element and the drive shaft is made.
Auch kann es sein, dass wenigstens eines der mehreren Rührelemente ohne Drehspiel fest mit der Antriebswelle in Verbindung gebracht ist. Eine relative Drehbewegung zwischen Antriebswelle und diesem Rührelement ist hierbei durchgehend nicht möglich. Beispielsweise kann das wenigstens eine Rührelement, welche ohne Drehspiel fest mit der Antriebswelle in Verbindung gebracht ist, auf der Antriebswelle aufsitzen und über Schraub- und/oder Klemm- und/oder Schweiß- und/oder weitere Verbindungen an der Antriebswelle befestigt sein. It may also be that at least one of the plurality of stirring elements is brought without rotational play firmly connected to the drive shaft. A relative rotational movement between the drive shaft and this stirring element is not possible throughout. For example, the at least one stirring element, which is brought without rotation play firmly connected to the drive shaft, sit on the drive shaft and secured by screw and / or clamping and / or welding and / or other connections to the drive shaft.
Bei Beginn einer Rotationsbewegung der Antriebswelle können somit die im Mahlbehälter angeordneten Mahlkörper beziehungsweise Mahlkugeln bereits durch das fest mit der Antriebswelle in Verbindung stehende wenigstens eine Rührelement bewegt werden. Die Bewegung der Mahlkugeln wirkt unterstützend zur Reduzierung des auf die Antriebswelle einwirkenden Losbrechmomentes bei der nachfolgenden Koppelung eines oder mehrerer weiterer Rührelement an die Antriebswelle. So ist das von dem wenigstens einen Rührelement bei Koppelung auf die Antriebswelle übertragene Moment reduziert ausgebildet, da die Mahlkörper beziehungsweise Mahlkugeln zumindest anteilig bereits bewegt werden. In der Praxis hat sich gezeigt, dass insbesondere Ausführungsformen Verwendung finden können, bei welchen mindestens ein Rührelement oder genau ein Rührelement durchgehend drehfest beziehungsweise ohne Drehspiel mit der Antriebswelle in Verbindung steht. At the beginning of a rotational movement of the drive shaft, the grinding bodies or grinding balls arranged in the grinding container can thus already be moved by the at least one stirring element which is fixedly connected to the drive shaft. The movement of the grinding balls has the effect of reducing the breakaway torque acting on the drive shaft during the subsequent coupling of one or more further stirring elements to the drive shaft. Thus, the moment transmitted by the at least one stirring element when coupled to the drive shaft is reduced, since the grinding bodies or grinding balls are at least partly already moved. In practice, it has been found that in particular embodiments can be used in which at least one stirring element or exactly one stirring element is non-rotatably in rotation or without rotational play with the drive shaft in connection.
Auch ist vorstellbar, dass sämtliche Rührelemente, welche ohne Drehspiel fest mit der Antriebswelle in Verbindung gebracht sind, zu einem Modul zusammengefasst und lösbar an einem stirnseitigen Flanschabschnitt der Antriebswelle fixierbar sind. Da zwischen Antriebswelle und den Rührelementen ohne Drehspiel keine Relativbewegung zur Welle möglich ist, sind – sofern die Vorrichtung mehrere Rührelemente ohne Drehspiel umfasst – Relativbewegungen zwischen den einzelnen Rührelementen ohne Drehspiel unterbunden. Beispielsweise kann das Modul über Schraubverbindungen oder dergleichen an einem stirnseitigen Ende der Antriebswelle mit der Antriebswelle lösbar in Verbindung gebracht sein. It is also conceivable that all stirring elements, which are brought without rotation with fixed to the drive shaft in combination, combined into a module and releasably fixed to a front flange portion of the drive shaft. Since no relative movement to the shaft is possible between the drive shaft and the stirring elements without rotational play, if the device comprises a plurality of stirring elements without rotational play, relative movements between the individual stirring elements are prevented without rotational play. For example, the module via screw or the like at a front end of the drive shaft to be releasably connected to the drive shaft.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen sind mehr und mindestens zwei derartige Rührelemente vorhanden, welche ohne Drehspiel fest mit der Antriebswelle in Verbindung gebracht sind. Die mindestens zwei derartigen Rührelemente können benachbart entlang der Längsachse der Antriebswelle angeordnet und mit der Antriebswelle verbunden beziehungsweise an die Antriebswelle gekoppelt sein. Zudem können die mindestens zwei derartigen Rührelemente jeweils Vorsprünge zum Zwecke einer Bewegung von Mahlkörpern und Mahlgut bei rotierender Bewegung der jeweiligen Rührelemente aufweisen, wobei die Vorsprünge der Rührelemente zueinander fluchtend ausgerichtet sind. In particularly preferred embodiments, more and at least two such stirring elements are present, which are firmly connected to the drive shaft without rotational play. The at least two such stirring elements may be arranged adjacent along the longitudinal axis of the drive shaft and connected to the drive shaft or coupled to the drive shaft. In addition, the at least two such stirring elements may each have projections for the purpose of movement of grinding bodies and ground material with rotating movement of the respective stirring elements, wherein the projections of the stirring elements are aligned with each other.
Vorstellbar ist zudem, dass wenigstens eines der Rührelemente als Rührscheibe ausgebildet ist, die jeweils mehrere von der Antriebswelle weg weisende Vorsprünge aufweist. Insbesondere kann das wenigstens eine Rührelement, zwischen welchem und der Antriebswelle ein Drehspiel ausgebildet ist, als Rührscheibe ausgebildet sein und mehrere von der Antriebswelle weg weisende Vorsprünge aufweisen. It is also conceivable that at least one of the stirring elements is designed as a stirring disc, which in each case has a plurality of projections pointing away from the drive shaft. In particular, the at least one stirring element, between which and the drive shaft, a rotational play is formed, be formed as a stirring disc and having a plurality of the drive shaft facing away from projections.
Sind mehrere Rührelemente beziehungsweise Rührscheiben vorhanden, zwischen welchen und der Antriebswelle ein Drehspiel ausgebildet ist, so können die Vorsprünge der mehreren Rührelemente beziehungsweise Rührscheiben nach Koppelung der mehreren Rührelemente beziehungsweise Rührscheiben mit der Antriebswelle zueinander fluchtend orientiert sein. If there are a plurality of stirring elements or stirring disks, between which and the drive shaft a rotational play is formed, then the projections of the several stirring elements or stirring disks can be oriented in alignment with each other after the coupling of the several stirring elements or stirring disks with the drive shaft.
Sofern Rührelemente vorhanden sind, welche ohne Drehspiel fest mit der Antriebswelle verbunden sind, können die Vorsprünge der Rührscheiben mit Drehspiel zu den Vorsprüngen der Rührscheiben ohne Drehspiel bei gemeinsamer Rotation beziehungsweise Drehung miteinander fluchten. Demnach können sämtliche als Rührscheiben ausgebildete Rührelemente jeweils mehrere von der Antriebswelle weg weisende Vorsprünge umfassen, wobei bei ausgebildeter Koppelung des wenigstens einen Rührelementes zur gemeinsamen Rotation an die Antriebswelle die Vorsprünge sämtlicher der als Rührscheiben ausgebildeten Rührelemente fluchtend zueinander orientiert sind. If stirring elements are present, which are firmly connected to the drive shaft without rotational play, the projections of the stirring discs with rotational play to the projections of the stirring discs can be aligned with each other without rotation in a common rotation or rotation. Accordingly, all stirring elements designed as agitating disks may each comprise a plurality of projections pointing away from the drive shaft, the projections of all of the agitating elements formed as agitating disks being oriented in alignment with one another when the at least one stirring element is formed for common rotation on the drive shaft.
Auch kann es sein, dass zwischen mehreren der Rührelemente und der Antriebswelle ein Drehspiel ausgebildet ist, welches eine koaxiale und begrenzte relative Drehbewegung der mehreren Rührelemente zur Antriebswelle erlaubt, wobei wenigstens zwei dieser Rührelemente unabhängig voneinander drehend bewegbar sind. It may also be that between a plurality of the stirring elements and the drive shaft, a rotational play is formed, which allows a coaxial and limited relative rotational movement of the plurality of stirring elements to the drive shaft, wherein at least two of these stirring elements are independently rotatably movable.
Bei Rotationsbewegung der Antriebswelle können hierbei zunächst ein oder mehrere erste Rührelemente an die Antriebswelle gekoppelt werden und anschließend ein oder mehrere zweite Rührelemente an die Antriebswelle gekoppelt werden. Insbesondere für Ausführungsformen, bei welchen mehrere Rührelemente ein Drehspiel zur Antriebswelle besitzen, kann eine derartige sukzessive Koppelung sinnvoll sein, um das jeweilige maximale Moment, welches bei einer Koppelung der Rührelemente auf die Antriebswelle einwirkt, reduzieren zu können. Vorstellbar ist hierbei, dass ein oder mehrere Rührelemente selbst jeweils ein oder mehrere Mitnehmer ausbilden, über welche Mitnehmer sie zeitlich nach ihrer beginnenden Rotationsbewegung eine Rotationsbewegung eines oder mehrerer weiterer Rührelemente, die gegenüber der Antriebswelle ein Drehspiel ausbilden, einleiten. Die ein oder mehreren Rührelemente, welche selbst jeweils ein oder mehrere Mitnehmer ausbilden, können kontinuierlich drehfest mit der Antriebswelle in Verbindung stehen und/oder ein Drehspiel gegenüber der Antriebswelle ausbilden. In the case of rotational movement of the drive shaft, one or more first stirring elements can first be coupled to the drive shaft and then one or more second stirring elements can be coupled to the drive shaft. In particular, for embodiments in which a plurality of stirring elements have a rotational play to the drive shaft, such a successive coupling may be useful in order to reduce the respective maximum torque which acts on the drive shaft when the stirring elements are coupled. It is conceivable here that one or more stirring elements themselves each form one or more drivers, via which drivers they initiate a rotational movement of one or more further stirring elements, which form a rotational play relative to the drive shaft, after their incipient rotational movement. The one or more stirring elements, which in each case form one or more drivers, can be connected to the drive shaft in a rotationally fixed manner in a continuous manner and / or form a rotational play with respect to the drive shaft.
Für den angesprochenen Fachmann ist klar, dass er eine beliebige Anzahl von Rührelementen vorsehen kann, welche er im Verlauf einer Rotation der Antriebswelle, gegebenenfalls um weniger als 360°, aufeinanderfolgend an die Antriebswelle koppelt. It will be clear to the person skilled in the art that he can provide any number of stirring elements which he successively couples to the drive shaft in the course of a rotation of the drive shaft, possibly by less than 360 °.
Für die Koppelung zwischen dem wenigstens einen Rührelement mit Drehspiel und der Antriebswelle sind prinzipiell zahlreiche Ausführungsformen vorstellbar. In der Praxis haben sich beispielsweise Ausführungsformen bewährt, bei welchen zwischen wenigstens zwei Rührelementen und der Antriebswelle ein Drehspiel ausgebildet ist, wobei die wenigstens zwei Rührelemente durch wenigstens einen parallel zur Antriebswelle orientierten Mitnehmerstab zusammengefasst sind, welcher bei Eintauchen in eine korrespondierende Nut der Antriebswelle die wenigstens zwei Rührelemente drehfest an die Antriebswelle koppelt. Der wenigstens eine Mitnehmerstab kann fest mit den wenigsten zwei Rührelementen in Verbindung stehen, so dass die Position und der relative Abstand der wenigstens zwei Rührelemente zueinander vermittels ihrer festen Verbindung mit dem wenigstens einen Mitnehmerstab vorgegeben ist. In principle, numerous embodiments are conceivable for the coupling between the at least one stirring element with rotational play and the drive shaft. In practice, for example, have proven embodiments in which between at least two stirring elements and the drive shaft, a rotational play is formed, wherein the at least two stirring elements are summarized by at least one parallel to the drive shaft Mitnehmerstab which when immersed in a corresponding groove of the drive shaft, the at least two stirring elements rotatably coupled to the drive shaft. The at least one driver rod can be firmly connected to the fewest two stirring elements, so that the position and the relative distance of the at least two stirring elements from each other by means of their fixed connection with the at least one driver rod is predetermined.
Die Nut kann hierbei parallel zur Rotationsachse der Antriebswelle in die Antriebswelle eingebracht sein. Sind die wenigstens zwei Rührelemente, die über einen parallel zur Antriebswelle orientierten Mitnehmerstab zusammengefasst sind, nicht mit der Antriebswelle gekoppelt und kann die Antriebswelle im Rahmen des Drehspiels relativ zu den wenigstens zwei Rührelementen bewegt werden, so wird ebenso der Mitnehmerstab relativ zur Antriebswelle bewegt und kann hierbei in bevorzugten Ausführungsformen mit der Antriebswelle in Oberflächenkontakt stehen. The groove can in this case be introduced parallel to the axis of rotation of the drive shaft in the drive shaft. If the at least two stirring elements, which are combined via a drive rod oriented parallel to the drive shaft, not coupled to the drive shaft and the drive shaft can be moved relative to the at least two stirring elements in the context of rotational play, as well as the Mitnehmerstab is moved relative to the drive shaft and can in this case in preferred embodiments with the drive shaft in surface contact.
Während einer relativen Rotationsbewegung der Antriebswelle um weniger als 360° zu den über den Mitnehmerstab zusammengefassten wenigstens zwei Rührelementen kann der Mitnehmerstab in die korrespondierende Nut der Antriebswelle eintauchen, so dass die wenigstens zwei Rührelemente hieraus resultierend mit der Antriebswelle drehfest gekoppelt bzw. drehfest in Verbindung gebracht sind. Demnach kann bei Koppelung eine formschlüssige Verbindung zwischen dem jeweiligen Mitnehmerstab und der Antriebswelle ausgebildet sein. During a relative rotational movement of the drive shaft by less than 360 ° to the combined via the Mitnehmerstab at least two stirring elements, the Mitnehmerstab can immerse in the corresponding groove of the drive shaft, so that the at least two stirring elements resulting from the drive shaft rotatably coupled or rotatably connected are. Accordingly, when coupling a positive connection between the respective Mitnehmerstab and the drive shaft may be formed.
Auch kann es sein, dass mehrere erste Rührelemente über wenigstens einen ersten Mitnehmerstab zusammengefasst sind und mehrere zweite Rührelemente über wenigstens einen zweiten Mitnehmerstab zusammengefasst sind, wobei die mehreren ersten Rührelemente und die mehreren zweiten Rührelemente während einer Rotationsbewegung der Antriebswelle um weniger als 360° aufeinanderfolgend via des jeweiligen Mitnehmerstabes an die Antriebswelle gekoppelt werden. Hierbei kann es sein, dass die Antriebswelle eine Nut ausbildet, in welcher nach Koppelung mehrere Mitnehmerstäbe parallel zur Längsachse der Antriebswelle angeordnet sind. It may also be that a plurality of first stirring elements are combined via at least one first driving rod and a plurality of second stirring elements via at least one second Mitnehmerstab are summarized, wherein the plurality of first stirring elements and the plurality of second stirring elements are coupled during a rotational movement of the drive shaft by less than 360 ° successively via the respective Mitnehmerstabes to the drive shaft. In this case, it may be that the drive shaft forms a groove in which after coupling a plurality of driver rods are arranged parallel to the longitudinal axis of the drive shaft.
In bevorzugten Ausführungsformen sind jedem der Rührelemente, zwischen welchem und der Antriebswelle ein Drehspiel ausgebildet ist, wenigstens zwei Mitnehmerstäbe zugeordnet. Die Antriebswelle kann entsprechend der Anzahl an Mitnehmerstäben eine identische Anzahl an Nuten ausbilden, die mit den jeweiligen Mitnehmerstäben korrespondieren. Bei Koppelung des oder der jeweiligen Rührelemente mit der Antriebswelle können die dem oder den jeweiligen Rührelementen zugeordneten Mitnehmerstäbe zumindest annäherungsweise zeitgleich in ihre jeweilige korrespondierende Nut eintauchen beziehungsweise in ihrer jeweiligen korrespondierenden Nut angeordnet sein. In preferred embodiments, each of the stirring elements, between which and the drive shaft, a rotational play is formed, associated with at least two driving rods. The drive shaft can form an identical number of grooves corresponding to the number of entrainment bars corresponding to the respective entrainment bars. Upon coupling of the respective stirring element (s) with the drive shaft, the drive rods associated with the respective stirring element (s) may at least approximately simultaneously be immersed in their respective corresponding groove or disposed in their respective corresponding groove.
Zudem haben sich weitere Ausführungsformen zur Koppelung des mindestens einen Rührelementes, zwischen welchem und der Antriebswelle ein Drehspiel ausgebildet ist, bewährt. Denkbar ist beispielsweise, dass die Antriebswelle mit mindestens einem und vorzugsweise zwei sich von der Antriebswelle weg erstreckenden Mitnehmern in Verbindung steht, welche bei einer bestimmten relativen Drehposition des wenigstens einen Rührelementes zur Antriebswelle gegen einen jeweils zugeordneten Anschlag des Rührelementes geführt sind. Sind zwei derartige Mitnehmer vorhanden, so können diese einstückig ausgebildet sein. Die wenigstens zwei Mitnehmer können radial von der Antriebswelle weg weisen. Tritt der mindestens eine sich von der Antriebswelle weg erstreckende Mitnehmer mit dem Anschlag des Rührelementes in Oberflächenkontakt, kann eine Koppelung zwischen Antriebswelle und Rührelement ausgebildet sowie das jeweilige Rührelement drehend von der Antriebswelle bei ihrer weiteren Rotationsbewegung mitgenommen werden. In addition, further embodiments for coupling the at least one stirring element, between which and the drive shaft, a rotational play is established, have proven. It is conceivable, for example, that the drive shaft is connected to at least one and preferably two drivers extending away from the drive shaft, which are guided against a respective associated stop of the stirring element at a certain relative rotational position of the at least one stirring element to the drive shaft. If two such drivers are present, they may be formed in one piece. The at least two drivers can point radially away from the drive shaft. If the at least one driver extending away from the drive shaft comes into surface contact with the stop of the stirring element, a coupling between the drive shaft and the stirring element can be formed and the respective stirring element can be driven in rotation by the drive shaft during its further rotational movement.
Hierbei kann es sein, dass der mindestens eine sich von der Antriebswelle weg erstreckende Mitnehmer abnehmbar an der Antriebswelle, beispielsweise via eine Verbindung mit Passfeder, gehalten ist. Weitere Ausführungsformen sind vorstellbar, bei welchen der mindestens eine sich von der Antriebswelle weg erstreckend Mitnehmer beispielsweise über kraft- und/oder formschlüssige Verbindungen an die Antriebswelle fixiert ist, sofern eine drehfeste Verbindung zwischen dem wenigstens einen Mitnehmer und der Antriebswelle gewährleistet werden kann. In this case, it may be that the at least one driver extending away from the drive shaft is held detachably on the drive shaft, for example via a connection with a feather key. Further embodiments are conceivable in which the at least one driver extending away from the drive shaft is fixed to the drive shaft, for example via non-positive and / or positive connections, provided that a rotationally fixed connection between the at least one driver and the drive shaft can be ensured.
In bevorzugten Ausführungsformen sind mindestens zwei sich von der Antriebswelle radial weg erstreckende Mitnehmer vorhanden, mit welchen die Antriebswelle in Verbindung steht. In preferred embodiments, there are at least two drivers extending radially away from the drive shaft, with which the drive shaft is connected.
Um eine möglichst verschleißfreie und sanfte Koppelung bei beschriebener Ausführungsform mit wenigstens einem Mitnehmer sowie zugeordnetem Anschlag gewährleisten zu können, hat sich in der Praxis bewährt, den jeweiligen Mitnehmer und/oder den jeweiligen Anschlag mit einem elastischen Dämpfungselement zu versehen, welches bei Kontakt des jeweiligen Mitnehmers mit seinem jeweiligen zugeordneten Anschlag dem jeweiligen Mitnehmer und dem jeweiligen zugeordneten Anschlag zwischengeordnet ist. In order to ensure a possible wear-free and gentle coupling in the described embodiment with at least one driver and associated stop, has proven in practice to provide the respective driver and / or the respective stop with an elastic damping element which upon contact of the respective driver is interposed with its respective associated stop the respective driver and the respective associated stop.
Weiter kann es sein, dass zwischen mehreren Rührelementen und der Antriebswelle ein Drehspiel ausgebildet ist, wobei die mehreren Rührelemente drehfest miteinander in Verbindung stehen. Sofern der mindestens eine sich von der Antriebswelle weg erstreckende Mitnehmer gegen den jeweils zugeordneten Anschlag eines der mehreren Rührelemente geführt ist, können sämtliche drehfest miteinander verbundenen Rührelemente via die Antriebswelle beziehungsweise via des mindestens einen sich von der Antriebswelle weg erstreckenden Mitnehmers drehend bewegt werden. Further, it may be that between a plurality of stirring elements and the drive shaft, a rotational play is formed, wherein the plurality of stirring elements rotatably connected to each other. If the at least one driver extending away from the drive shaft is guided against the respective associated stop of one of the several stirring elements, all the stirring elements connected to one another in a rotationally fixed manner can be moved in rotation via the drive shaft or via the at least one driver extending away from the drive shaft.
Zudem ist vorstellbar, dass ein oder mehrere Rührelemente über den sich von der Antriebswelle weg erstreckenden Mitnehmer drehend bewegt werden und den ein oder mehreren Rührelementen selbst, wie vorhergehend bereits beschrieben, eigene Mitnehmer zugeordnet sind, über welche die ein oder mehreren Rührelemente zeitlich nach ihrer beginnenden Rotationsbewegung eine Rotationsbewegung eines oder mehrerer weiterer Rührelemente, die gegenüber der Antriebswelle ein Drehspiel ausbilden, einleiten. In addition, it is conceivable for one or more stirring elements to be moved in rotation over the driver extending away from the drive shaft and for one or more stirring elements themselves, as already described above, to have their own drivers via which the one or more stirring elements arrive after their beginning Rotational movement, a rotational movement of one or more other stirring elements, which form a rotational play relative to the drive shaft, initiate.
Auch kann es sein, dass jedem Rührelement, zwischen welchem und der Antriebswelle ein Drehspiel ausgebildet ist, wenigstens ein eigener Mitnehmer zur drehfesten Koppelung mit der Antriebswelle zugeordnet ist. It may also be that each stirring element, between which and the drive shaft, a rotational play is formed, at least one own driver for non-rotatable coupling with the drive shaft is assigned.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Starten eines Zerkleinerungsprozesses von Feststoffen oder Suspensionen mit Feststoffanteilen einer Mahlvorrichtung. The invention further relates to a method for starting a comminution process of solids or suspensions with solid fractions of a grinding device.
Aus Gründen der Vollständigkeit sei erwähnt, dass Merkmale, welche vorhergehend zu diversen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung genannt wurden, ebenso bei diversen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens Verwendung finden können. Zudem können Merkmale, welche nachfolgend zu diversen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens genannt werden, bei diversen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorhanden sein. For the sake of completeness, it should be mentioned that features which have been mentioned above for various embodiments of the device according to the invention can also be used in various embodiments of the method according to the invention. In addition, features that below to various Embodiments of the method according to the invention may be present in various embodiments of the device according to the invention.
Die Mahlvorrichtung zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst einen Mahlbehälter mit einer Vielzahl von im Mahlbehälter aufgenommen Mahlkörpern, wenigstens eine sich stirnseitig in den Mahlbehälter erstreckende Antriebswelle und mehrere im Mahlbehälter positionierte und von der Antriebswelle rotierend bewegbare Rührelemente. Über die rotierende Bewegung der Rührelemente wird via die Mahlkörper beziehungsweise via Mahlkugeln das jeweilige Mahlgut durch Prall- und Scherkräfte zerkleinert. The grinding apparatus for implementing the method according to the invention comprises a grinding container having a plurality of grinding bodies received in the grinding container, at least one drive shaft extending into the milling container at the end side and a plurality of stirring elements positioned in the grinding container and rotatingly movable by the drive shaft. About the rotating movement of the stirring elements via the grinding media or via grinding balls the respective ground material is crushed by impact and shear forces.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine rotierende Bewegung wenigstens eines Rührelementes über eine aus der Rotationsbewegung der Antriebswelle resultierende und der beginnenden Rotationsbewegung der Antriebswelle zeitlich nachgeordnete Koppelung zwischen dem wenigstens einen Rührelement und der Antriebswelle eingeleitet. In the context of the method according to the invention, a rotating movement of at least one stirring element is initiated via a coupling between the at least one stirring element and the drive shaft that is chronologically downstream from the rotational movement of the drive shaft and the incipient rotational movement of the drive shaft.
Beispielsweise kann zur Koppelung beziehungsweise zur mechanischen Koppelung zwischen dem wenigstens einen Rührelement und der Antriebswelle eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen dem wenigstens einen Rührelement und der Antriebswelle hergestellt werden. For example, for coupling or for mechanical coupling between the at least one stirring element and the drive shaft, a non-positive and / or positive connection between the at least one stirring element and the drive shaft can be produced.
Da die rotierende Bewegung wenigstens eines Rührelementes der beginnenden Rotationsbewegung der Antriebswelle nachgeordnet ist, kann ein Losbrechmoment, welches bei beginnender Rotationsbewegung auf die Antriebswelle einwirkt, reduziert werden. Wird das wenigstens eine Rührelement über die Antriebswelle bewegt, so drehen das wenigstens eine Rührelement und die Antriebswelle koaxial. Since the rotating movement of at least one stirring element is arranged downstream of the incipient rotational movement of the drive shaft, a breakaway torque, which acts on the drive shaft when the rotational movement begins, can be reduced. If the at least one stirring element is moved via the drive shaft, the at least one stirring element and the drive shaft rotate coaxially.
Auch kann es sein, dass wenigstens eines der mehreren Rührelemente fest mit der Antriebswelle verbunden ist und bei beginnender Rotationsbewegung der Antriebswelle zusammen mit der Antriebswelle rotierend bewegt wird. In bevorzugten Ausführungsformen sind mehrere Rührelemente fest mit der Antriebswelle verbunden und werden bei beginnender Rotationsbewegung der Antriebswelle zeitgleich durch die Antriebswelle drehend in Bewegung versetzt. It may also be that at least one of the plurality of stirring elements is fixedly connected to the drive shaft and is rotatably moved together with the drive shaft at the beginning of rotational movement of the drive shaft. In preferred embodiments, a plurality of stirring elements are fixedly connected to the drive shaft and are rotated at the beginning of rotational movement of the drive shaft at the same time by the drive shaft in rotation.
Denkbar ist auch, dass die rotierende Bewegung wenigstens zweier Rührelemente aufeinanderfolgend und jeweils zeitlich nach beginnender Rotationsbewegung der Antriebswelle eingeleitet wird. Je nach vorgegebenem maximalen und über die Antriebswelle aufzunehmenden Drehmomentes können die rotierenden Bewegungen von von mehr als zwei, beispielsweise von drei oder vier Rührelementen, aufeinanderfolgend und zeitlich nach beginnender Rotationsbewegung der Antriebswelle eingeleitet werden. It is also conceivable that the rotating movement of at least two stirring elements is introduced successively and in each case temporally after the beginning of the rotational movement of the drive shaft. Depending on the predetermined maximum torque to be absorbed by the drive shaft, the rotational movements of more than two, for example three or four, stirring elements can be initiated successively and chronologically after the rotational movement of the drive shaft has begun.
Auch kann vorgesehen sein, dass mehrere Rührelemente zusammengefasst sind, deren rotierende Bewegung zeitgleich und nach beginnender Rotationsbewegung der Antriebswelle via eine rotierende Kopplung zwischen den mehreren Rührelementen und der Antriebswelle eingeleitet wird. It can also be provided that a plurality of stirring elements are combined whose rotational movement is initiated at the same time and after the beginning of rotational movement of the drive shaft via a rotating coupling between the plurality of stirring elements and the drive shaft.
Beispielsweise können mehrere erste Rührelemente und mehrere zweite Rührelemente zusammengefasst sein. Die rotierende Bewegung der mehreren ersten Rührelemente kann zeitgleich und nach beginnender Rotationsbewegung der Antriebswelle eingeleitet werden, während anschließend die rotierende Bewegung der mehreren zweiten Rührelemente zeitgleich eingeleitet wird. Für den angesprochenen Fachmann ist klar, dass mehrere Rührelemente zu weiteren Gruppen, beispielsweise mehrere dritte und vierte Rührelemente, zusammengefasst sein können, wobei die Rotationsbewegungen der Gruppen aufeinanderfolgend eingeleitet werden. For example, a plurality of first stirring elements and a plurality of second stirring elements may be combined. The rotating movement of the first plurality of stirring elements can be initiated at the same time and after the beginning of rotational movement of the drive shaft, while subsequently the rotating movement of the plurality of second stirring elements is initiated at the same time. It is clear to the person skilled in the art that several stirring elements can be combined to form further groups, for example a plurality of third and fourth stirring elements, wherein the rotational movements of the groups are initiated in succession.
In bevorzugten Ausführungsformen kann zudem vorgesehen sein, dass sich von den mehreren Rührelementen Vorsprünge in Richtung weg von der Antriebswelle erstrecken, wobei nach eingeleiteter Rotationsbewegung sämtlicher Rührelemente die Vorsprünge wenigstens zweier Rührelemente fluchtend zueinander ausgerichtet sind. In preferred embodiments, it may also be provided that projections of the plurality of stirring elements extend in the direction away from the drive shaft, wherein after initiation of rotational movement of all stirring elements, the projections of at least two stirring elements are aligned with each other.
Wie vorhergehend bereits erwähnt, kann es sein, dass wenigstens eines der mehreren Rührelemente fest mit der Antriebswelle verbunden ist und bei beginnender Rotationsbewegung der Antriebswelle zusammen mit der Antriebswelle rotierend bewegt wird. Das fest mit der Antriebswelle verbundene Rührelement kann hierbei Vorsprünge aufweisen, die vorzugsweise radial weg von der Antriebswelle und gegebenenfalls in Richtung einer Innenwand des Mahlbehälters weisen. Wird ein weiteres Rührelement zeitlich nach beginnender Rotationsbewegung an die Antriebswelle gekoppelt, so können seine Vorsprünge fluchtend zu den Vorsprüngen des fest mit der Antriebswelle verbundenen Rührelementes orientiert sein. As previously mentioned, it may be that at least one of the plurality of stirring elements is fixedly connected to the drive shaft and is rotatably moved together with the drive shaft at the beginning of rotational movement of the drive shaft. The stirring element fixedly connected to the drive shaft may in this case have projections which preferably point radially away from the drive shaft and optionally in the direction of an inner wall of the grinding container. If another stirring element is coupled to the drive shaft in terms of time after the beginning of the rotational movement, its projections can be oriented in alignment with the projections of the stirring element fixedly connected to the drive shaft.
In bevorzugten Ausführungsformen kann zudem vorgesehen sein, dass bei ausgebildeter Koppelung zwischen dem wenigstens einen Rührelement und der Antriebswelle sämtliche Rührelemente beziehungsweise die Vorsprünge sämtlicher Rührelemente zueinander fluchtend orientiert sind. In preferred embodiments, it may also be provided that, when the coupling is formed between the at least one stirring element and the drive shaft, all the stirring elements or the projections of all the stirring elements are oriented in alignment with one another.
Weiter ist für bevorzugte Ausführungsformen vorgesehen, dass zeitlich nach Einleiten einer rotierenden Bewegung sämtlicher Rührelemente die Antriebswelle angehalten und hierauf folgend in umgekehrter Drehrichtung rotierend bewegt wird. Bei Änderung der Drehrichtung kann die Koppelung zwischen dem wenigstens einen Rührelement und der Antriebswelle temporär gelöst werden und nachfolgend aus der Rotationsbewegung in umgekehrter Drehrichtung resultierend wieder hergestellt werden. Ist die Koppelung wieder hergestellt, so wird das wenigstens eine Rührelement zusammen mit der Antriebswelle in umgekehrter Drehrichtung rotierend bewegt. Furthermore, it is provided for preferred embodiments that the time after initiation of a rotating movement of all the stirring elements Drive shaft stopped and then rotating in the reverse direction is moved. When changing the direction of rotation, the coupling between the at least one stirring element and the drive shaft can be temporarily released and subsequently produced from the rotational movement in the reverse direction as a result. If the coupling is restored, the at least one stirring element is rotated in the reverse direction together with the drive shaft.
Auch ist vorstellbar, dass zeitlich nach Einleiten einer rotierenden Bewegung sämtlicher Rührelemente die Antriebswelle hierauf folgend in umgekehrter Drehrichtung bewegt wird, bis die Koppelung zwischen dem wenigstens einen Rührelement und der Antriebswelle aufgehoben ist. Nach aufgehobener Koppelung zwischen dem wenigstens einen Rührelement und der Antriebswelle kann die Antriebswelle wiederum in erster beziehungsweise in vorhergehender Drehrichtung rotierend bewegt werden. It is also conceivable that, after initiating a rotating movement of all the stirring elements, the drive shaft is subsequently moved in the reverse direction of rotation until the coupling between the at least one stirring element and the drive shaft is canceled. After canceled coupling between the at least one stirring element and the drive shaft, the drive shaft can in turn be rotated in the first or in the previous direction of rotation.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. In the following, embodiments of the invention and their advantages with reference to the accompanying figures will be explained in more detail. The proportions of the individual elements to one another in the figures do not always correspond to the actual size ratios, since some shapes are simplified and other shapes are shown enlarged in relation to other elements for better illustration.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar. For identical or equivalent elements of the invention, identical reference numerals are used. Furthermore, for the sake of clarity, only reference symbols are shown in the individual figures, which are required for the description of the respective figure. The illustrated embodiments are merely examples of how the device or method of the invention may be configured and are not an exhaustive limitation.
In Phantomlinien angedeutet ist ein als Bestandteil der Vorrichtung
Bezugsziffer
Weiter sind mehrere erste Rührelemente
Sowohl die ersten Rührelemente
Es sei darauf hingewiesen, dass die in den Figuren vorliegender Patentanmeldung dargestellte geometrische Ausbildung der Vorsprünge
Durch die Positionierung der Rührelemente
Zwischen den ersten Rührelementen
Die zweiten Rührelemente
Da zwischen den ersten Rührelementen
Aufgrund dessen können zur drehenden Bewegung der Antriebswelle
Belastungsspitzen, welche bei durchgehend fester Koppelung sämtlicher Rührelemente
Das Drehspiel beziehungsweise der Freiheitsgrad zwischen den ersten Rührelementen
Im Verlauf einer Rotationsbewegung der Antriebswelle
Zu erkennen sind hierzu zwei Mitnehmerstäbe
Nimmt die Antriebswelle
Bei weiterer Rotationsbewegung der Antriebswelle
Ist die Koppelung zwischen den ersten Rührelementen
Wie
Ein Verlauf der Nuten, welche in
Die in
Weiter ist die in
Auch ist vorstellbar, dass sämtliche der ersten Rührelemente
Dargestellt ist in
Wie in
Vorstellbar sind weitere Ausführungsformen, bei welchen das Modul
Auch kann es sein, dass die durchgehend drehfest mit der Antriebswelle
Auch ist in alternativen Ausführungsformen denkbar, dass die Mitnehmerstäbe
In
Wird ein Zerkleinerungsvorgang für das jeweilige Mahlgut beendet, so wird die Rotationsbewegung der Antriebswelle
Aufgrund ihres Drehspiel können die ersten Rührelemente
Wird die Vorrichtung
Zu erkennen sind in
Dargestellt sind zwei sich von der Antriebswelle
Das erste Rührelement
Zu erkennen ist weiter ein Drehspiel, welches zwischen dem ersten Rührelement
Das erste Rührelement
Vorteilhafterweise kann bei der in
Weiter kann nachfolgend aus der Rotationsbewegung in umgekehrter Drehrichtung resultierend und der beginnenden Rotationsbewegung der Antriebswelle
In weiteren Ausführungsformen ist denkbar, dass jedem der ersten Rührelemente
Da die Antriebswelle
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen. The invention has been described with reference to a preferred embodiment. However, it will be apparent to those skilled in the art that modifications or changes may be made to the invention without departing from the scope of the following claims.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Vorrichtung contraption
- 22
- Rührwerkskugelmühle stirred ball mill
- 33
- Erstes Rührelement First stirring element
- 44
- Antriebswelle drive shaft
- 55
- Mahlbehälter Cutting container
- 66
- Zweites Rührelement Second stirring element
- 77
- Vorsprung head Start
- 99
- Vorsprung head Start
- 1010
- Modul module
- 1212
- Mitnehmerstab carry-along rod
- 1313
- Mitnehmer takeaway
- 1414
- Eigener Mitnehmer Own driver
- 1515
- Passfeder Adjusting spring
- 1717
- Anschlag attack
- 2020
- Modul module
- LL
- Längsachse longitudinal axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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