DE102018122408B4 - Rührwerkskugelmühle, Verschleißschutzhülse für eine Rührwerkskugelmühle und Verfahren zum Herstellen einer Verschleißschutzhülse für eine Rührwerkskugelmühle - Google Patents

Abstract

Rührwerkskugelmühle (50) mit einem sich entlang einer horizontalen oder vertikalen Achse (L50) erstreckenden Mahlbehälter (51), einem Mahlguteinlass (71) und einem Produktauslass (72), eine innerhalb des Mahlbehälters (51) um die horizontale oder vertikale Achse (L50) drehbare Rührwelle (1) mit Rührelementen (3), wobei der Rührwelle (1) im Bereich des Produktauslasses (72) eine Verschleißschutzhülse (30) zugeordnet ist, wobei die Verschleißschutzhülse (30) an einer Außenmantelfläche zumindest bereichsweise Erhebungen (34) aufweist, wobei die Verschleißschutzhülse (30) mindestens eine Kühleinrichtung (37) in Form eines Kühlkanals umfasst, insbesondere wobei die Kühleinrichtung (37) der Verschleißschutzhülse (30) als mindestens ein Kühlkanal ausgebildet ist, der sich vorzugsweise zumindest bereichsweise parallel zu einer Längsachse (L30) der Verschleißschutzhülse (30) erstreckt, wobei die Verschleißschutzhülse (30) einstückig ausgebildet ist, wobei die Verschleißschutzhülse (30) ein im 3D- Druck gefertigtes Bauteil ist, das aus einem Keramikmaterial besteht.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rührwerkskugelmühle, eine Verschleißschutzhülse für eine Rührwerkskugelmühle und ein Verfahren zum Herstellen einer Verschleißschutzhülse für eine Rührwerkskugelmühle gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
• Stand der Technik
• Die Erfindung betrifft eine Rührwerkskugelmühle, insbesondere ein Rührwerk für eine Rührwerkskugelmühle. Die Rührwerkskugelmühle ist ein Gerät zur Grob-, Fein- und Feinstzerkleinerung oder Homogenisierung von Mahlgut. Eine Rührwerkskugelmühle besteht aus einem vertikal oder horizontal angeordneten, meist annähernd zylindrischen Mahlbehälter, der zu 70% bis 90 % mit Mahlhilfskörpern gefüllt ist. Der Mahlbehälter ist bei Rührwerkskugelmühlen in der Regel stationär gelagert. Viele herkömmlich bekannte Mühlen werden durch eine zentrale Öffnung in einer der Stirnwände befüllt. Das Einfüllen kann alternativ auch direkt über den Mahlzylinder erfolgen. Das zu vermahlende Produkt strömt beim Mahlvorgang kontinuierlich von einem Produkteinlass axial durch den Mahlraum bis zu einem Produktauslass. Dabei werden die suspendierten Feststoffe durch Prall- und Scherkräfte zwischen den Mahlkörpern zerkleinert bzw. dispergiert. In einem Auslassbereich erfolgt dann die Trennung der Mahlhilfskörper vom Produktstrom. Der Austrag ist von der Bauform abhängig und erfolgt beispielsweise durch ein Sieb am Mühlenende.
• Das Rührwerk ist in der Regel durch eine Rührwerkswelle gebildet, die dazu dient, Rührelemente in Form von Scheiben oder radial abstehenden Stiften zu drehen, insbesondere um in Flüssigkeit verteilte Feststoffe des Mahlgutes zu deagglomerieren und zu zerkleinern. Die Rührwerkswelle wird in der Regel motorisch angetrieben. Als geeignete Rührelemente finden insbesondere Scheibenrührer mit einer Mehrzahl von an einer Rührwelle angeordneten Mahlscheiben Verwendung. Die Mahlscheiben sind meist kreisförmig und können mit Durchlassöffnungen versehen sein. Über die Durchlassöffnung wird insbesondere die Produktströmung sichergestellt.
• Zwischen der Innenseite des Mahlzylinders und dem Rührwerk ist ein ringförmiger Mahlspalt ausgebildet, in dem sich im Betrieb der Rührwerkskugelmühle das zu zerkleinernde Mahlgut befindet. Das Rührwerk wird drehend angetrieben und beansprucht derart das Mahlgut innerhalb des Mahlspaltes, wodurch dieses zerkleinert wird, was zum einen durch die Mahlhilfskörper und zum anderen durch die Rührelemente des Rührwerks unterstützt wird. insbesondere werden mittels einer Rührwelle das Mahlgut und die Mahlhilfskörper intensiv bewegt. Dabei werden die Feststoffpartikel des Mahlguts durch Prall, Druck, Scherung und Reibung zerkleinert.
• Viele Prozesse, chemische, mechanische oder andere, laufen unter Erzeugung von Prozesswärme ab, welche den Prozessablauf selbst beziehungsweise die eingesetzten Ausgangsstoffe negativ beeinflussen kann, weil beispielsweise die am Prozess beteiligten Stoffe temperaturempfindlich sind oder die Temperaturänderung sich auf die Prozessgeschwindigkeit auswirkt und damit eine geordnete Prozessführung erschwert. Aus diesem Grund ist es üblich, einen Prozessablauf zu stabilisieren, indem beispielsweise die erzeugte Prozesswärme mittels geeigneter Kühlvorrichtungen beziehungsweise -verfahren abgeleitet wird. In Behältern ablaufende Prozesse werden dabei meist über die Behälterwand temperiert, zum Beispiel durch an der Wand verlaufende Kühl- oder Warmwasserrohre oder indem ein weiterer, vom ersten Behälter radial beabstandet angeordneter Außenbehälter um den ersten Behälter herumgeführt wird, so dass sich zwischen den beiden Behältern ein Hohlraum bildet, durch welchen ein Fluidstrom, welcher ein Warmwasserstrom beziehungsweise ein Kühlmittelstrom sein kann, zum Transport der Prozesswärme geführt werden kann.
• Auch bei dem Mahlprozess entsteht Wärme. In Abhängigkeit vom Produkt muss diese Wärme abgeführt werden bzw. es muss eine Wärmebildung verhindert werden. Die Problematik besteht insbesondere bei Rührwerkskugelmühlen mit einem großen Mahlvolumen oder wenn ein höherer Leistungseintrag erwünscht wird. Zur Kühlung während des Mahlprozesses ist beispielsweise vorgesehen, den Mahlzylinder kühlbar auszugestalten. Beispielsweise beschreibt die Offenlegungsschrift DE 3614721 A1 die Ausstattung des Mahlbehälters mit einem Kühlmantel als bekannten Stand der Technik. Diese Schrift offenbart weiterhin, dass zudem der Rührwerksrotor an seinem Umfang mit wenigstens einem Kühlkanal versehen sein kann. Ein Mahlbehälter mit Kühlmantel wird weiterhin in der Offenlegungsschrift WO 2007/042059 A1 gezeigt. Weiterhin weist die in diesem Dokument beschriebene Rührwerksmühle einen Innenstator auf, der ebenfalls gekühlt werden kann. Das Rührwerk ist topfförmig ausgebildet und umfasst einen ringzylindrischen Rotor.
• Wie bereits im Zusammenhang mit der DE 3614721 A1 erwähnt, kann eine Kühlung alternativ oder zusätzlich auch über den Rührwerksrotor realisiert werden. Die Offenlegungsschrift DE 3015631 A1 beschreibt ein Rührwerk aus einem Innen- und einem Außenzylinder, zwischen denen ein ringförmiger Kühlraum ausgebildet ist, wobei zur Kühlung ein Kühlmittel zuführende Rohrleitung achsparallel innerhalb des Kühlraums angeordnet ist, die an ein Zuführrohr für Kühlmittel angeschlossen ist.
• Die Offenlegungsschrift WO 2007/042059 A1 beschreibt weiterhin eine Rührwerksmühle mit einem Innenstator und einem ringzylindrischen Rotor. Der Innenstator weist eine Außenwand und einen zylindrischen Innenmantel auf, zwischen denen ein Kühlraum ausgebildet ist.
• Ab einer gewissen Baugröße müssen Rührwellen bzw. Rührwerke aus Keramik aus mehreren Bauteilen aufgebaut sein. Um die Einzelteile passend zueinander herzustellen, ist viel Schleifarbeit notwendig, wodurch die Kosten aufgrund der notwendigen Arbeitszeit sehr hoch sind. Zudem entstehen beim Zusammensetzen der Rührwelle aus einer Mehrzahl an Teilen sogenannte Toträume, in denen sich Mahlgut und/oder Mahlhilfskörper festsetzen können und somit den Maschinenraum verschmutzen. Solche mehrteiligen Keramikrührwellen sind zudem sehr bruchempfindlich, insbesondere bei der Montage, Demontage, Reinigung und Wartung. Zudem ist es bisher nicht möglich, Keramikrotoren mit einer Kühlung herzustellen.
• Beschreibung
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verschleißschutzhülse für eine Rührwerkskugelmühle einfach und kostengünstig herzustellen, insbesondere eine kühlbare Verschleißschutzhülse für den Einsatz in Hochleistungs-Rührwerkskugelmühlen.
• Die obige Aufgabe wird durch eine Verschleißschutzhülse für eine Rührwerkskugelmühle, eine Rührwerkskugelmühle und ein Verfahren zum Herstellen einer Verschleißschutzhülse für eine Rührwerkskugelmühle gelöst, die die Merkmale in den unabhängigen Patentansprüchen umfassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.
• Die Erfindung bezieht sich auf eine Rührwerkskugelmühle, eine Verschleißschutzhülse für eine Rührwerkskugelmühle und ein Verfahren zur Herstellung einer Verschleißschutzhülse für eine Rührwerkskugelmühle.
• Bei der hier beschriebenen Rührwerkskugelmühle handelt es sich insbesondere um eine Rührwerkskugelmühle mit einem sich entlang einer horizontalen oder vertikalen Achse erstreckenden Mahlbehälter. Zur Zugabe des Mahlgutes ist ein Mahlguteinlass vorgesehen. Zur Entnahme des Produktes in Form von zerkleinertem Mahlgut ist ein Produktauslass vorgesehen. Die Rührwerkskugelmühle umfasst eine innerhalb des Mahlbehälters um die horizontale oder vertikale Achse drehbare Rührwelle mit Rührelementen. Der Rührwelle ist im Bereich des Produktauslasses eine Verschleißschutzhülse zugeordnet.
• Die Verschleißschutzhülse weist an einer Außenmantelfläche zumindest bereichsweise Erhebungen auf. Die Verschleißschutzhülse umfasst mindestens eine Kühleinrichtung in Form eines Kühlkanals. Vorzugsweise ist die Kühleinrichtung der Verschleißschutzhülse als mindestens ein Kühlkanal ausgebildet, der sich vorzugsweise zumindest bereichsweise parallel zu einer Längsachse der Verschleißschutzhülse erstreckt.Die Verschleißschutzhülse ist einstückig ausgebildet und wird durch ein im 3D- Druck gefertigtes Bauteil gebildet, das aus einem Keramikmaterial besteht. Besonders bevorzugt wird die Verschleißschutzhülse aus Siliziumcarbid (SiC), aus Siliziumcarbid mit freiem Silizium (SiSiC), aus Siliziumnitrid, aus Zirkonoxid oder aus Mischkeramiken hergestellt.
• Siliziumcarbid- Keramiken weisen eine hohe Verschleißbeständigkeit, niedrige Thermoschockempfindlichkeit, niedrige Wärmedehnung, eine hohe Wärmeleitfähigkeit, eine gute Beständigkeit gegen Säuren und Laugen auf und sind darüber hinaus noch leicht und behalten ihre positiven Eigenschaften bis zu Temperaturen oberhalb von 1400°C. Zudem ist Siliziumcarbid toxikologisch unbedenklich und kann somit auch im Nahrungsmittelbereich verwendet werden. Siliziumnitrid weist zwar im Vergleich zu Siliziumcarbid eine reduzierte Härte auf, jedoch kann durch einen Sintervorgang eine stängelige Umkristallisation der β-Siliziumnitridkristalle bewirkt werden, was zu einer erhöhten Bruchzähigkeit des Materials führt. Die hohe Bruchzähigkeit in Kombination mit kleinen Defektgrößen verleiht Siliciumnitrid eine der höchsten Festigkeiten unter den ingenieurkeramischen Werkstoffen. Durch die Kombination von hoher Festigkeit, niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten und relativ kleinem Elastizitätsmodul eignet sich Siliziumnitrid-Keramik besonders für thermoschockbeanspruchte Bauteile. Im Unterschied zu anderen keramischen Werkstoffen weist Zirkonoxid einen sehr hohen Widerstand gegen die Ausbreitung von Rissen auf. Außerdem besitzt Zirkonoxid-Keramik eine sehr hohe Wärmedehnung und wird deshalb gerne bei der Realisierung von Verbindungen zwischen Keramik und Stahl gewählt.
• Die Verschließschutzhülse weist im Wesentlichen eine hohlzylindrische Form und eine Längsachse auf. Die Längsachse der Verschleißschutzhülse ist innerhalb der Rührwerkskugelmühle koaxial zur Längsachse des Mahlbehälters und koaxial zur Längsachse der Rührwelle angeordnet. Die Erhebungen können beispielsweise in Form von Nocken ausgebildet sein, die sich radial nach außen erstrecken. Die Erhebungen bzw. Nocken sind vorzugsweise in einem regelmäßigen Muster an der Außenmantelfläche der Verschleißschutzhülse ausgebildet. Insbesondere können die Erhebungen zum einen in jeweils fluchtender Anordnung in Reihen parallel zur Längsachse der Verschleißschutzhülse angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich können die Erhebungen in Parallelreihen entlang von Umfangslinien der Verschleißschutzhülse angeordnet sein.
• Die Form der Erhebungen kann sowohl im axialen Schnitt als auch in radialer Betrachtung jegliche geometrische Form annehmen, beispielsweise trapezförmig, mit abgerundeten Ecken, mit angefasten Kanten etc. Insbesondere ist vorgesehen, dass eine am zylindrischen Grundkörper der Verschleißschutzhülse ausgebildete Verbindungsfläche der Erhebungen verhältnismäßig groß ausgebildet ist, insbesondere im Verhältnis zur radialen Höhe der Erhebungen.
• Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Verschleißschutzhülse inklusive Erhebungen und gegebenenfalls inklusive Kühleinrichtung einstückig aus einem Keramikmaterial hergestellt wird, wobei insbesondere ein 3D- Druckverfahren Anwendung findet. Auf diese Weise ist es möglich ein Bauteil mit inneren Hohlräumen herzustellen, das mit herkömmlichen Methoden wie beispielsweise Spritzgießen o.ä. ohne weitere Nachbearbeitung, beispielsweise ohne ein nachträgliches Einbringen von Bohrungen o.ä., nicht in einem Verfahrensschritt herstellbar wäre. Nunmehr ist es jedoch möglich, einfach und kostengünstig mindestens eine integrierte Kühleinrichtung innerhalb der Verschleißschutzhülse auszubilden.
• Durch die oben beschriebene Form der Erhebungen ist die bei Keramikmaterial bestehende Empfindlichkeit der Erhebungen gegenüber Ab- oder Ausbrechen deutlich verringert. Die einstückige Ausführung der Verschleißschutzhülse fördert sowohl Stabilität als auch Wärmeleitung, da potenzielle Bruchstellen und Wärmeleitungsbarrieren entfallen.
• Die Rührwelle der Rührwerkskugelmühle weist auf der dem Produktauslass zugewendeten Seite zumindest bereichsweise einen inneren Hohlraum auf, insbesondere ist das dem Produktauslass zugewandte Ende der Rührwelle zu dem inneren Hohlraum hin offen ausgebildet. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Verschleißschutzhülse teilweise in den hohlen Innenraumbereich der Rührwelle hineinragt, wobei sich die Verschleißschutzhülse vom freien Ende der Rührwelle her von Produktauslass in Richtung Mahlguteinlass erstreckt. Dabei ist vorgesehen, dass die Verschleißschutzhülse im Bereich der Nocken einen maximalen Außendurchmesser aufweist, der geringer ist als ein Innendurchmesser des inneren Hohlraums der Rührwelle.
• An einem Endbereich der Verschleißschutzhülse kann ein Befestigungsbereich, beispielsweise ein Flansch, vorgesehen sein, um die Verschleißschutzhülse in oder an der Rührwerkskugelmühle zu positionieren und zu befestigen. Vorzugsweise weist der Mahlbehälterboden eine entsprechende Aufnahme für den Flansch der Verschleißschutzhülse auf, wobei über geeignete Befestigungsmöglichkeiten, beispielsweise Verschrauben, Verklemmen o.ä., eine Fixierung der Verschleißschutzhülse am Mahlbehälterboden erfolgen kann. Vorzugsweise ist die Fixierung lösbar, so dass die Verschleißschutzhülse bei Bedarf, beispielsweise bei Defekten an der Verschleißschutzhülse, ausgewechselt werden kann. Der Befestigungsbereich ist vorzugsweise ebenfalls Bestandteil der einstückig ausgebildeten Verschließschutzhülse und wird insbesondere nicht nachträglich an der Verschleißschutzhülse angebracht.
• Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kühleinrichtung der Verschleißschutzhülse als mindestens ein Kühlkanal ausgebildet ist, der sich vorzugsweise zumindest bereichsweise parallel zu der Längsachse der Verschleißschutzhülse erstreckt. Insbesondere kann die Kühleinrichtung mindestens zwei Kühlkanal- Abschnitte vorsehen, die über einen Umlenkbereich strömungstechnisch miteinander verbunden sind, wobei das Kühlmittel die zwei Kühlkanal- Abschnitte in entgegengesetzt gerichteten Strömungsrichtungen durchströmt.
• Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kühleinrichtung miteinander verbundene, mäanderförmig angeordnete Kühlkanal- Abschnitte umfasst, beispielsweise erstrecken sich mindestens zwei Kühlkanal- Abschnitte jeweils parallel zur Längsachse der Rührwelle, wobei zwischen den zwei parallel verlaufenden Kühlkanal- Abschnitten ein Umlenkbereich ausgebildet ist. Betrachtet man eine Verschleißschutzhülse im axialen Querschnitt, dann sind bei dieser Ausführungsform die Kühlkanal- Abschnitte vorzugsweise jeweils in demselben radialen Abstand zu dem durch die Längsachse der Verschleißschutzhülse definierten Mittelpunkt angeordnet. Ein Kühlmitteleingang und ein Kühlmittelausgang mit Verbindung zu dem mindestens einen Kühlkanal bzw. den mindestens zwei Kühlkanal- Abschnitten sind vorzugsweise im Befestigungsbereich der Verschleißschutzhülse vorgesehen. Hierzu korrespondierend weist der Mahlbehälterboden entsprechende Kühlmittelanschlüsse auf, so dass das Kühlmittel über den Mahlbehälterboden in die Verschleißschutzhülse eingeführt und wieder abgeführt werden kann.
• Das Kühlmittel wird über den Kühlmitteleingang in einen ersten Kühlkanal-Abschnitt eingeleitet und durchströmt diesen in einer ersten Strömungsrichtung parallel zur Längsachse der Verschleißschutzhülse. In dem Endbereich der Verschleißschutzhülse, der dem Kühlmitteleingang bzw. Befestigungsbereich gegenüber liegt, ist ein Umlenkungsbereich zwischen dem ersten Kühlkanal-Abschnitt und einem zweiten Kühlkanal- Abschnitt ausgebildet, der die beiden Kühlkanal- Abschnitte strömungstechnisch miteinander verbindet. Das Kühlmittel wird umgeleitet und durchströmt den zweiten Kühlkanal- Abschnitt in einer der ersten Strömungsrichtung entgegengesetzten zweiten Strömungsrichtung. Benachbart zum Befestigungsbereich ist ein weiterer Umlenkungsbereich zwischen dem zweiten Kühlkanal- Abschnitt und einem dritten Kühlkanal- Abschnitt ausgebildet, der die beiden Kühlkanal- Abschnitte strömungstechnisch miteinander verbindet. Das Kühlmittel wird umgeleitet und durchströmt den dritten Kühlkanal- Abschnitt in der ersten Strömungsrichtung usw. Nach Durchströmen eines letzten Kühlkanal-Abschnittes in der zweiten Strömungsrichtung wird das Kühlmittel durch den Kühlmittelausgang abgeführt. Durch die mäanderförmige Anordnung der Kühlkanal-Abschnitte wird eine große Kühlfläche ausgebildet und eine optimale Kühlung der Rührwerkskugelmühle im Bereich des Produktauslasses erzielt.
• Alternativ kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Kühlkanal zumindest teilweise spiralförmig um die Längsachse der Verschleißschutzhülse verlaufend ausgebildet ist. Das Kühlmittel durchströmt den Kühlkanal und wird dabei spiralförmig um die Längsachse herumgeführt. Die Strömungsrichtung des Kühlmittels in dem spiralförmigen Kühlkanal- Abschnitt kann dabei eine Bewegungskomponente in der ersten Strömungsrichtung oder eine Bewegungskomponente in der zweiten Strömungsrichtung aufweisen.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kühleinrichtung als eine sogenannte Gegenstromkühlung ausgebildet ist. Hierbei ist ebenfalls vorgesehen, dass die Kühleinrichtung eine Mehrzahl von jeweils parallelen, sich insbesondere parallel zur Längsachse der Verschleißschutzhülse erstreckende Kühlkanal- Abschnitte umfasst. Betrachtet man eine Verschleißschutzhülse im axialen Querschnitt, dann sind bei dieser Ausführungsform jeweils zwei Kühlkanal- Abschnitte auf einer Radialen angeordnet, die sich von einem durch die Längsachse der Verschleißschutzhülse definierten Mittelpunkt zum äußeren Umfang der Verschleißschutzhülse erstreckt.
• Bei der Gegenstromkühlung durchströmt das Kühlmittel die auf einer gemeinsamen Radialen angeordneten Kühlkanal- Abschnitte nacheinander, so dass einer der beiden auf derselben Radialen angeordneten Kühlkanal- Abschnitte in einer ersten Strömungsrichtung durchflossen wird, während der andere der beiden Kühlkanal- Abschnitte von dem Kühlmittel in einer Gegenrichtung durchflossen wird. Zur Umlenkung der Strömungsrichtung des Kühlmittels ist in einem Endbereich der Verschleißschutzhülse ein Umlenkbereich vorgesehen, der die beiden Kühlkanal-Abschnitte strömungstechnisch miteinander verbindet. Vorzugsweise wird das Kühlmittel auch bei dieser Ausführungsform über den Befestigungsbereich der Verschleißschutzhülse und den Mahlbehälterboden zu- und abgeführt und durchströmt zuerst einen näher zum Mittelpunkt der Verschleißschutzhülse angeordneten ersten Kühlkanal- Abschnitt in Richtung des Mahlguteinlasses der Rührwerkskugelmühle und anschließend einen zweiten Kühlkanal- Abschnitt auf derselben Radialen, der jedoch näher zur Außenmantelfläche der Verschleißschutzhülse angeordnet ist, in Richtung des Produktauslasses.
• Bei der Gegenstromkühlung kann vorgesehen sein, dass dem Kühlmitteleingang ein erster Ringspalt zugeordnet ist, über den das Kühlmittel gleichzeitig einer Mehrzahl von ersten Kühlkanal- Abschnitten zugeführt wird. Weiterhin kann ein zweiter Ringspalt vorgesehen sein, in den das Kühlmittel aus allen zweiten Kühlkanal- Abschnittet einströmt und über den Kühlmittelausgang abgeleitet wird.
• Mithilfe der Gegenstromkühlung wird erreicht, dass das frischeste und somit kühlste Kühlmittel zuerst in einen Bereich der Rührwerkskugelmühle geführt wird, in dem das Mahlgut am wärmsten ist. Dies ist insbesondere der Bereich nahe dem Produktauslass, nachdem das Mahlgut die Rührwerkskugelmühle in Förderrichtung von der Mahlguteinlass- Seite her durchströmt hat. Insbesondere durchströmt das Kühlmittel die Verschleißschutzhülse an der Außenmantelfläche der Verschleißschutzhülse somit in Gegenrichtung zur Förderrichtung des Mahlguts innerhalb des endständigen inneren Hohlraums der Rührwelle. Mithilfe dieser Gegenstromkühlung kann der Kühlprozess weiter optimiert werden.
• Insbesondere kann bei den hier beschriebenen Ausführungsformen mit mäanderförmiger Kühlung, eine spiralförmige Kühlung oder mit Gegenstromkühlung vorgesehen sein, dass sich die Kühlkanal- Abschnitte parallel zu Reihen der Erhebungen an der Außenseite der Verschleißschutzhülse erstrecken und somit eine bevorzugte Kühlung der Verschleißschutzhülse im Bereich der Erhebungen erfolgt, da in diesem Bereich aufgrund der Beanspruchung des Mahlguts und/oder der Mahlhilfskörper durch die Erhebungen eine besonders starke Erwärmung innerhalb der Rührwerkskugelmühle stattfindet.
• Eine weitere Möglichkeit zur Kühlung der Rührwerkskugelmühle im Bereich des Produktauslasses umfasst ein speziell ausgebildetes Aufnahmeteil in Wirkverbindung mit einer entsprechenden Verschleißschutzhülse. Insbesondere wird der Produktauslass durch ein Aufnahmeteil ausgebildet, dass bereichsweise innerhalb der Rührwelle angeordnet ist. Insbesondere ist das Aufnahmeteil bereichsweise in dem sich vom freien offenen Ende des Rührwelle nahe des Mahlbehälterbodens in Richtung des Mahlguteinlass erstreckenden inneren Hohlraum der Rührwelle angeordnet. Weiterhin erstreckt sich das Aufnahmeteil bereichsweise durch den Mahlbehälterboden der Rührwerkskugelmühle. Das Aufnahmeteil weist eine im Wesentlichen hohlzylindrische Grundform mit einer Längsachse und einem beidseitig offenen zylindrischen Innenraum auf und ist derart innerhalb der Rührwerkskugelmühle angeordnet, dass die Längsachse des Aufnahmeteils und der Rührwelle koaxial angeordnet sind. Der Innenraum bildet insbesondere einen Austrittskanal mit einem offenen Endbereich als Produktauslass. Der den Produktauslass bildende Endbereich des Aufnahmeteils ist zumindest bereichsweise von einer Verschleißschutzhülse umfasst, während am gegenüberliegenden, innerhalb des inneren Hohlraums der Rührwelle angeordneten Endbereich eine Trennvorrichtung, insbesondere ein Trennsieb o.ä. angeordnet ist. Ausreichend zerkleinertes Mahlgut - welches nachfolgend als Produkt bezeichnet wird - gelangt über die Trennvorrichtung in den zylindrischen Innenraum des Aufnahmeteils und wird durch nachdrängendes Produkt zum Produktauslass im Mahlbehälterboden hin befördert. Die Trennvorrichtung verhindert, dass Mahlhilfskörper in den Innenraum des Aufnahmeteils gelangen. Die Mahlhilfskörper werden stattdessen über Durchgangsöffnungen innerhalb der Rührwelle zurück in den Mahlspalt befördert.
• Das Aufnahmeteil weist mindestens eine Profilierung auf, die in Wirkverbindung mit der Verschleißschutzhülse ein Kühlsystem ausbildet. Insbesondere ist ein Teilbereich der Außenmantelfläche des Aufnahmeteils nahe dem Produktauslass profiliert ausgebildet und weist eine Mehrzahl von Erhöhungen und/oder Vertiefungen auf. Beispielsweise ist der Teilbereich als Außengewinde mit Vertiefungen ausgebildet, wobei die Vertiefungen jeweils durch Erhöhungen voneinander beabstandet und getrennt sind. Eine Verschleißschutzhülse wird derart an dem Aufnahmeteil aufgesetzt, dass eine dichtende Verbindung zwischen der Verschleißschutzhülse und dem Aufnahmeteil hergestellt wird, wobei im Bereich der Profilierung zwischen dem Aufnahmeteil und der Verschleißschutzhülse Kühlkanäle ausgebildet werden. Insbesondere besteht eine dichtende Verbindung zwischen den sich spiralförmig um das Aufnahmeteil erstreckenden Erhöhungen des Außengewindes und der Innenmantelfläche der Verschleißschutzhülse. Dadurch bilden die Vertiefungen des Aufnahmeteils einen sich spiralförmig um das Aufnahmeteil erstreckenden Kühlkanal des durch das Aufnahmeteil und die Verschleißschutzhülse gemeinsam gebildeten Kühlsystem aus.
• Ein weiterer Bestandteil des Kühlsystems wird durch mindestens einen inneren Kühlkanal des Aufnahmeteils oder der Verschleißschutzhülse gebildet, wobei über einen Kühlmitteleingang Kühlmittel vorzugsweise zuerst in den inneren Kühlkanal und anschließend dem zwischen Aufnahmeteil und Verschleißschutzhülse ausgebildeten Kühlkanal zugeführt wird. Das Kühlmittel durchströmt den äußeren Kühlkanal vorzugsweise in einer in Richtung des Produktauslasses gerichteten Richtung und wird anschließend über einen Kühlmittelausgang abgeführt. Vorzugsweise ist der Kühlmittelausgang am Aufnahmeteil benachbart zum Produktauslass ausgebildet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Kühlmittel aus dem Kühlkanal in einen entsprechenden Kanal- Abschnitt der Verschleißschutzhülse eingeleitet und über diese abgeleitet wird. Das Kühlsystem dient insbesondere der Kühlung des Produktes beim Durchtritt durch den Austrittskanal des Aufnahmeteils und nachfolgenden Austritt über den Produktauslass. Alternativ kann in Abhängigkeit von den Produktionsbedingungen auch vorgesehen sein, dass das Kühlmittel zuerst über den äußeren Kühlkanal von der Produktauslassseite in Richtung der Mahlguteinlassseite geführt wird und nach Umlenkung den inneren Kühlkanal zum Produktauslass hin durchströmt. Weiterhin sind für den Fachmann Ausführungsformen des Aufnahmeteils denkbar, in denen die Profilierung zur Ausbildung eines geeigneten Kühlkanals an dem der Produktauslassseite gegenüberliegenden Endbereich des Aufnahmeteils oder weitgehend über die gesamte Länge des Aufnahmeteils ausgebildet ist.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass innerhalb der Verschleißschutzhülse ein spiralförmiger Kühlkanal ausgebildet ist, der zumindest teilweise spiralförmig um die Längsachse der Verschleißschutzhülse verläuft. Das Kühlmittel durchströmt den Kühlkanal und wird dabei spiralförmig um die Längsachse der Verschleißschutzhülse herumgeführt. Die Strömungsrichtung des Kühlmittels in dem spiralförmigen Kühlkanal- Abschnitt kann dabei eine Bewegungskomponente in Richtung des Produktauslasses oder eine Bewegungskomponente in der Gegenrichtung, d.h. vom Produktauslass weg, aufweisen. Die Kühlmittelführung erfolgt beispielsweise analog zur spiralförmigen Kühlmittelführung, wie sie im Zusammenhang mit dem Aufnahmeteil bereits oben beschrieben worden ist, nur dass der Kühlkanal komplett innerhalb der Verschleißschutzhülse ausgebildet ist und nicht durch das Zusammenwirken von Verschleißschutzhülse und Aufnahmeteil gebildet wird. Zudem kann eine äußere Kühlmittelspirale und eine innere Kühlmittelspirale ausgebildet sein, wobei die äußere Kühlmittelspirale näher an der Außenmantelfläche der Verschleißschutzhülse ausgebildet ist und die innere Kühlmittelspirale näher an der Innenmantelfläche der Verschleißschutzhülse. Nunmehr kann das Kühlmittel beispielsweise zuerst die innere Kühlmittelspirale in einer Strömungsrichtung mit einer Bewegungskomponente entgegen der Strömungsrichtung des Produktes innerhalb des Produktauslasses durchströmen und dieses dabei kühlen. Über die äußere Kühlmittelspirale wird das Kühlmittel anschließend wieder aus der Verschleißschutzhülse abgeführt. Je nach Produktionsbedingungen kann das Kühlmittel aber auch über die äußere Kühlmittelspirale zugeführt und über die innere Kühlmittelspirale wieder abgeführt werden.
• Es sei an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt, dass alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert wurden, gleichermaßen Teilaspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens betreffen oder sein können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zur erfindungsgemäßen Vorrichtung von bestimmten Aspekten und/oder Zusammenhängen und/oder Wirkungen die Rede ist, so gilt dies gleichermaßen für das erfindungsgemäße Verfahren. In umgekehrter Weise gilt dasselbe, so dass auch alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert wurden, gleichermaßen Teilaspekte der erfindungsgemäßen Vorrichtung betreffen oder sein können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zum erfindungsgemäßen Verfahren von bestimmten Aspekten und/oder Zusammenhängen und/oder Wirkungen die Rede ist, so gilt dies gleichermaßen für die erfindungsgemäße Vorrichtung.
• Figurenbeschreibung
• 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.
• 1 zeigt eine Seitenansicht einer Verschleißschutzhülse.
• 2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Verschleißschutzhülse.
• 3 zeigt perspektivische Darstellung einer entlang einer Schnittlinie C-C gemäß 1 aufgeschnittenen Verschleißschutzhülse.
• 4 zeigt einen Querschnitt einer entlang der Schnittlinie C-C gemäß 1 aufgeschnittenen Verschleißschutzhülse.
• 5 zeigt einen Längsschnitt durch eine Rührwerkskugelmühle mit einer Verschleißschutzhülse gemäß 1 bis 4.
• 6 zeigt einen Querschnitt durch eine Rührwerkskugelmühle gemäß 5 entlang einer Schnittlinie B-B.
• 7A bis 7E zeigen unterschiedliche Darstellungen einer zweiten Ausführungsform einer Verschleißschutzhülse.
• 8A bis 8E zeigen unterschiedliche Darstellungen einer dritten Ausführungsform einer Verschleißschutzhülse.
• 9A bis 9E zeigen unterschiedliche Darstellungen eines Aufnahmeteils.
• 10 zeigt einen Längsschnitt durch eine Rührwerkskugelmühle mit Aufnahmeteil gemäß Figure 9A bis 9E.
• 11 zeigt einen Teilausschnitt der Außenseite einer Verschleißschutzhülse.
• 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.
• 1 bis 4 zeigen unterschiedliche Ansichten und Schnittdarstellungen einer erfindungsgemäß einstückig ausgebildeten Verschleißschutzhülse 30. Eine solche Verschleißschutzhülse 30 wird vorzugsweise in einer Rührwerkskugelmühle 50 verwendet, wie nachfolgend anhand der 5 und 6 näher erläutert wird.
• Die Verschleißschutzhülse 30 ist vorzugsweise einstückig ausgebildet und insbesondere aus einem Keramikmaterial gefertigt und kann beispielsweise im 3D-Druckverfahren aus einem keramischen Material hergestellt werden. Bei dem Keramikmaterial kann es sich beispielsweise um Siliziumcarbid (SiC), insbesondere gesintertes Siliziumcarbit (SSiC), Siliziumcarbid mit freiem Silizium (SiSiC), Siliziumnitrid, Zirkonoxid oder um Mischkeramiken handeln. Siliziumcarbid- Keramiken weisen eine hohe Verschleißbeständigkeit, niedrige Thermoschockempfindlichkeit, niedrige Wärmedehnung, eine hohe Wärmeleitfähigkeit, eine gute Beständigkeit gegen Säuren und Laugen auf und sind darüber hinaus noch leicht und behalten ihre positiven Eigenschaften bis zu Temperaturen oberhalb von 1400°C. Zudem ist Siliziumcarbid toxikologisch unbedenklich und kann somit auch im Nahrungsmittelbereich verwendet werden. Siliziumnitrid weist zwar im Vergleich zu Siliziumcarbid eine reduzierte Härte auf. Jedoch kann durch einen Sintervorgang eine stängelige Umkristallisation der β-Siliziumnitridkristalle bewirkt werden, was zu einer erhöhten Bruchzähigkeit des Materials führt. Die hohe Bruchzähigkeit in Kombination mit kleinen Defektgrößen verleiht Siliciumnitrid eine der höchsten Festigkeiten unter den ingenieurkeramischen Werkstoffen. Durch die Kombination von hoher Festigkeit, niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten und relativ kleinem Elastizitätsmodul eignet sich Siliziumnitrid-Keramik besonders für thermoschockbeanspruchte Bauteile. Im Unterschied zu anderen keramischen Werkstoffen weist Zirkonoxid einen sehr hohen Widerstand gegen die Ausbreitung von Rissen auf. Außerdem besitzt Zirkonoxid-Keramik eine sehr hohe Wärmedehnung und wird deshalb gerne bei der Realisierung von Verbindungen zwischen Keramik und Stahl gewählt.
• Die Verschleißschutzhülse 30 ist zumindest bereichsweise zylindrisch ausgebildet, insbesondere weist die Verschleißschutzhülse 30 als Grundkörper 32 einen Hohlzylinder 33 mit einer Längsachse L30 auf, an dessen Außenseite vorzugsweise Erhebungen 34, insbesondere in Form von nachfolgend näher beschriebenen Nocken 35 ausgebildet sind. Die Außenflächen der Nocken 35 und die nicht durch Nocken 35 bedeckten Außenflächen des zylindrischen Grundkörpers 32 bilden zusammen die Außenmantelfläche der Verschleißschutzhülse 30.
• Der Hohlzylinder 33 weist einen maximalen Außendurchmesser d30 auf, der geringer ist als ein nachfolgend beschriebener geringster Innendurchmesser eines dritten Innenraumbereichs III einer Rührwelle 1 (vergleiche 5 und 6). An einem Endbereich der Verschleißschutzhülse 30 kann ein Befestigungsbereich, beispielsweise ein Flansch 36, vorgesehen sein, um die Verschleißschutzhülse 30 in oder an der Rührwerkskugelmühle 50 zu positionieren und zu befestigen, insbesondere um die Verschleißschutzhülse 30 am Mahlbehälterboden 59, insbesondere in einer geeigneten Aufnahme am Mahlbehälterboden 59, festzulegen - vergleiche 5.
• Die Erhebungen 34 bzw. Nocken 35 sind vorzugsweise in einem regelmäßigen Muster angeordnet. Insbesondere sind die Nocken 35 zum einen in jeweils fluchtender Anordnung in Reihen 100 parallel zur Längsachse L30 der Verschleißschutzhülse 30 angeordnet, zudem sind die Nocken 35 in Parallelreihen entlang von Umfangslinien 101 der Verschleißschutzhülse 30 angeordnet.
• Wie in den Schnittdarstellungen der 3 und 4 zu erkennen ist, zeigt die Verschleißschutzhülse 30 einen weitgehend kreisförmigen Querschnitt, dessen Mittelpunkt durch eine Längsachse L30 der Verschleißschutzhülse 30 verläuft.
• Die Verschleißschutzhülse 30 umfasst mindestens eine Kühleinrichtung 37. In der dargestellten Ausführungsform ist die Kühleinrichtung 37 als Gegenstromkühlung ausgebildet. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Kühleinrichtung 37 eine Mehrzahl von jeweils parallelen Kühlkanal- Abschnitten 38a, 38b umfasst, wobei jeweils zwei parallele Kühlkanal- Abschnitte 38a, 38b auf einer Radialen R angeordnet sind, die sich von der Längsachse L30 aus zur Außenmantelfläche des Grundkörpers 32 der Verschleißschutzhülse 30 aus erstreckt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich die Kühlkanal- Abschnitte 38a, 38b parallel zu Reihen 100 der Nocken 35 erstrecken und somit eine bevorzugte Kühlung der Verschleißschutzhülse 30 im Bereich der Nocken 35 erfolgt, da in diesem Bereich aufgrund der Beanspruchung des Mahlguts und/oder der Mahlhilfskörper durch die Nocken 35 eine besonders starke Erwärmung innerhalb der Rührwerkskugelmühle stattfindet.
• Bei der Gegenstromkühlung ist insbesondere vorgesehen, dass in die Kühlkanal- Abschnitte 38a, 38b ein Kühlmittel eingebracht wird, dass die beiden Kühlkanal- Abschnitte 38a, 38b, die sich jeweils auf einer gemeinsamen Radialen R befinden, nacheinander durchströmt. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass zuerst der innere Kühlkanal- Abschnitt 38a von dem Kühlmittel durchströmt wird. Anschließend wird das Kühlmittel in dem Endbereich der Verschleißschutzhülse 30, der dem Befestigungsflansch 36 gegenüber liegt, umgelenkt und strömt nunmehr in Gegenrichtung durch den äußeren Kühlkanal- Abschnitt 38b.
• Insbesondere kann vorgesehen sein, dass am Flansch 36 oder innerhalb des Flansches 36 ein erster Ringspalt o.ä. ausgebildet ist, so dass gleichzeitig Kühlmittel in alle inneren Kühlkanal- Abschnitte 38a eintreten kann. Weiterhin kann am Flansch 36 oder innerhalb des Flansches 36 ein zweiter Ringspalt vorgesehen sein, über den das Kühlmittel gleichzeitig aus allen äußeren Kühlkanal- Abschnitten 38b abgeführt werden kann.
• 5 und 6 zeigen verschiedene Darstellungen einer Rührwerkskugelmühle 50 mit einer Verschleißschutzhülse 30, wie sie im Zusammenhang mit den 1 bis 4 beschrieben worden ist, insbesondere zeigt 5 einen Längsschnitt durch die Rührwerkskugelmühle 50 und 6 zeigt einen Querschnitt entlang einer Schnittlinie B-B gemäß 5.
• Die Rührwerkskugelmühle 50 umfasst einen sich entlang einer horizontalen Achse L50 erstreckenden zylindrischen Mahlbehälter 51 mit einer Innenmantelfläche 52. Der Mahlbehälter 51 kann aus einem Metall oder analog zur Rührwelle 1 aus einem keramischen Werkstoff ausgebildet sein. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Mahlbehälter kühlbar ausgebildet ist und beispielsweise einen Außenzylinder 53 und einen Innenzylinder 54 umfasst, zwischen denen ein Kühlraum 55 ausgebildet ist, in den über einen geeigneten Kühlmitteleingang (nicht dargestellt) und einen Kühlmittelausgang (nicht dargestellt) Kühlmittel K eingeleitet werden kann. Der Mahlbehälter 51 umfasst weiterhin einen Mahlbehälterdeckel 58 und einen Mahlbehälterboden 59.
• Innerhalb des Mahlbehälters 51 ist eine Rührwelle 1 mit einer Längsachse L horizontal liegend angeordnet. Die Längsachse L der Rührwelle 1 stellt gleichzeitig deren Drehachse dar und ist zudem deckungsgleich zu der horizontalen Achse L50 des Mahlbehälters 51 angeordnet. Die Rührwelle 1 weist einen zylindrischen Grundkörper 2 mit einer Längsachse L auf, wobei auf der Außenfläche des zylindrischen Grundkörpers 2 Rührelemente, insbesondere Rührstäbe, Nocken oder Mahlscheiben angeordnet und/oder ausgebildet sind.
• Die Rührwelle 1 weist drei Teil- Abschnitte auf, insbesondere einen ersten endständigen Teil- Abschnitt I, einen zweiten mittleren Teil- Abschnitt II und einen dritten endständigen Teil- Abschnitt III. Die Rührwelle 1 ist mit ihrem ersten endständigen Teil- Abschnitt I mit einer Antriebswelle 70 der Rührwerkskugelmühle 50 verbunden. Hierzu ist im ersten endständigen Teil- Abschnitt I beispielsweise eine Wellenaufnahme 7 ausgebildet. Die Rührwelle 1 ist zumindest bereichsweise als Hohlwelle ausgebildet, insbesondere weisen der zweite Teil- Abschnitt II und der dritte Teilabschnitt III und gegebenenfalls bereichsweise der erste Teil- Abschnitt I jeweils Innenraumbereiche auf. Insbesondere weist der zweite mittlere Teil- Abschnitt II einen ersten hohlen Innenraum bzw. Innenraumbereich 12 und der dritte Teil- Abschnitt III einen zweiten hohlen Innenraum bzw. Innenraumbereich 13 auf. Diese weisen vorzugsweise ebenfalls eine zylindrische Form auf, deren Längsachse jeweils deckungsgleich zur Längsachse L der Rührwelle 1 ausgebildet ist. Weiterhin ist vorgesehen, dass der dritte Teil- Abschnitt III endseitig offen ausgebildet ist und insbesondere in diesem offenen Bereich einen weiter vergrößerten hohlen Innenraum zeigt.
• Weiterhin kann vorgesehen sein, dass im zweiten mittleren Teil- Abschnitt II zwischen dem hohlen Innenraumbereich 12 und der Außenmantelfläche 5 der Rührwelle 1 Durchtrittsöffnungen 15 ausgebildet sind, über die die Mahlhilfskörper MH wieder in den nachfolgend beschriebenen Mahlspalt MS zurückgeführt werden.
• Die Antriebswelle 70 für die Rührwelle 1 erstreckt sich durch den Mahlbehälterdeckel 58 hindurch und ist mit einem Antrieb (nicht dargestellt) verbunden. Bei dem Antrieb kann es sich beispielsweise um einen Elektromotor o.ä. handeln. Die Antriebswelle 70 ist drehfest mit der Rührwelle 1 verbunden, insbesondere greift das in den Mahlbehälter 51 hineinragende Ende der Antriebswelle 70 in die Wellenaufnahme 7 im ersten Teil- Abschnitt I der Rührwelle 1. Weiterhin ist am Mahlbehälterdeckel 58 oder am Mahlbehälter 51 benachbart zum Mahlbehälterdeckel 58 ein Mahlguteinlass (nicht dargestellt) vorgesehen, über den das Mahlgut in die Rührwerkskugelmühle 50 eingefüllt wird. Im Mahlbehälterboden 59 ist ein Produktauslass 72 vorgesehen, durch den das vermahlene Produkt P die Rührwerkskugelmühle 50 verlässt.
• Zwischen der Innenmantelfläche 52 des Mahlbehälters 51 und einer Außenmantelfläche der Rührwelle 1, insbesondere im Bereich der Rührelemente 3, ist ein ringförmiger Mahlspalt MS ausgebildet. Im Betrieb der Rührwerkskugelmühle 50 befindet sich darin das Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisch G. Durch drehendes Antreiben der Rührwelle 1 in Kombination mit den Mahlhilfskörpern (nicht dargestellt) wird das Mahlgut im Mahlspalt MS von der Mahlguteinlassseite zur Produktauslassseite bewegt und dabei so beansprucht, dass es zerkleinert wird, beispielsweise durch Aufeinanderprallen von Mahlgut- Partikeln untereinander, durch Aufeinanderprallen von Mahlgut- Partikeln auf Mahlhilfskörper MH, durch Scherkräfte etc. Zur Verstärkung der Zerkleinerungswirkung kann vorgesehen sein, dass an der Innenmantelfläche 52 des Mahlbehälters 51 ebenfalls Vorsprünge wie etwa Nocken, Stäbe oder ähnliches angeordnet sein können, die einerseits eine zusätzliche Durchmischung des Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisches G bewirken und andererseits beispielsweise die Zahl der im Mahlspalt MS stattfindenden Kollisionsvorgange erhöht und somit die Zerkleinerungswirkung der Rührwerkskugelmühle 50 steigern.
• Der Produktauslass 72 wird durch ein sogenanntes Aufnahmeteil 75 gebildet, das sich durch eine zentrale Öffnung im Mahlbehälterboden 59 erstreckt. Eine weitere Ausführungsform eines Aufnahmeteils 75 wird im Zusammenhang mit den 9A bis 9E beschrieben. Das Aufnahmeteil 75 erstreckt sich koaxial zumindest bereichsweise im inneren Hohlraum der Rührwelle 1 und ist bereichsweise von der Verschleißschutzhülse 30 umgeben. Insbesondere erstreckt sich das Aufnahmeteil 75 koaxial innerhalb des ersten Innenraumbereichs 12 des zweiten mittleren TeilAbschnitts II der Rührwelle 1 und des zweiten Innenraumbereichs 13 des dritten endständigen Teil- Abschnitts II der Rührwelle 1 sowie durch den Mahlbehälterboden 59 hindurch. An dem innerhalb des ersten Innenraumbereichs 12 angeordneten Endbereich des Aufnahmeteils 75 ist eine Trennvorrichtung 40, insbesondere ein Trennsieb 41 angeordnet, dass für ausreichend zerkleinertes Mahlgut - welches nachfolgend als Produkt bezeichnet wird - durchlässig ist, jedoch verhindert, dass die Mahlhilfskörper MH zu dem Produktauslass 72 gelangen. Die Trennvorrichtung 40 bzw. das Trennsieb 41 eine Durchtrittsgröße bzw. Spaltbreite entsprechend der gewünschten Produktfeinheit auf. Die Größe der Mahlhilfskörper MH wird entsprechend gewählt, da diese nicht durch die Trennvorrichtung 40 hindurchtreten dürfen. Vorzugsweise werden Mahlhilfskörper MH ausgewählt, deren Durchmesser vorzugsweise mindestens zweimal der Durchtrittsgröße bzw. Spaltbreite der Trennvorrichtung 40 entspricht.
• In 5 wird weiterhin der Weg des Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisches G innerhalb der Rührwerkskugelmühle 50 dargestellt und beschrieben. Mahlgut wird über den Mahlguteinlass (nicht dargestellt) in den Innenraum des Mahlbehälters 51 eingefüllt. Dieser ist bereits teilweise mit Mahlhilfskörpern MH befüllt, beispielsweise ist der Innenraum des Mahlbehälters bereits zu ca. 80% mit Mahlhilfskörpern MH befüllt. Aufgrund der Rotation der Rührwelle 1 werden das Mahlgut und die Mahlhilfskörper MH zu einem Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisch G vermischt, das entlang der Rührwelle 1, insbesondere in dem zwischen der Innenmantelfläche 52 des Mahlbehälters 51 und der Außenmantelfläche 5 der Rührwelle 1 ausgebildeten Mahlspalt MS, in einer ersten Förderrichtung FR1 in Richtung des Mahlbehälterbodens 59 gefördert wird. Zwischen dem offenen Endbereich des dritten Teil- Abschnitts III der Rührwelle 1 und dem Mahlbehälterboden 59 ist ein Abstand ausgebildet, in dem das Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisch G umgelenkt wird, so dass dieses nunmehr in einer der ersten Förderrichtung FR1 entgegengesetzten zweiten Förderrichtung FR2 den zweiten hohlen Innenraumbereich 13 des dritten TeilAbschnitts III und den ersten hohlen Innenraumbereich 12 des zweiten mittleren TeilAbschnitts II der Rührwelle 1 durchströmt. Insbesondere durchströmt das Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisch G einen zwischen der Verschleißschutzhülse 30 und der Innenmantelfläche der Rührwelle 1 ausgebildeten Ringraum. Anschließend tritt das ausreichend vermahlende Mahlgut, welches nachfolgend als Produkt P bezeichnet wird, durch die Trennvorrichtung 40 in einen zwischen dem Aufnahmeteil 75 und der Trennvorrichtung 40 ausgebildeten Ringraum ein, wobei es die zweite Förderrichtung FR2 beibehält. Die Mahlhilfskörper MH werden dagegen durch die Trennvorrichtung 40 zurückgehalten und über die Durchtrittsöffnungen 15 der Rührwelle 1 wieder in den Mahlspalt MS zurückgeführt.
• Das Aufnahmeteil 75 umfasst eine axiale Durchgangsbohrung 77, die sich insbesondere koaxial zur Längsachse L der Rührwelle 1 erstreckt und die insbesondere einen Austrittskanal 78 für das Produkt P bildet. Innerhalb des ersten hohlen Innenraumbereichs 12 ist eine Trennvorrichtung 40, beispielsweise ein Trennsieb 41 oder eine andere geeignete Vorrichtung an dem Aufnahmeteil 75 angeordnet und verschließt insbesondere die endständige Öffnung der Durchgangsbohrung 77 zumindest teilweise. Die Trennvorrichtung 40 ist notwendig, um einen Austritt der Mahlhilfskörper MH zusammen mit dem Produkt P zu verhindern. Stattdessen soll nur ausreichend vermahltes Mahlgut als fertiges Produkt P in die Durchgangsbohrung 77 des Aufnahmeteils 75 und somit zu dem Produktauslass 72 gelangen, damit es aus der Rührwerkskugelmühle 50 entnommen werden kann. Ein Deckel 79 am Aufnahmeteil 75 bewirkt, dass Produkt P, welches sich in dem Ringraum zwischen Trennvorrichtung 40 und Aufnahmeteil 75 befindet, in die Durchgangsbohrung 77 des Aufnahmeteils 75 in Richtung Produktauslass 72 umgelenkt wird. Die durch das Trennvorrichtung 40, das Trennsieb 41 o.ä. zurückgehaltenen Mahlhilfskörper MH und gegebenenfalls noch nicht ausreichend vermahlenes Mahlgut gelangen über die Durchtrittsöffnungen 15 im zweiten mittleren Teil- Abschnitt II der Rührwelle 1 zurück in den Mahlspalt MS zwischen Mahlbehälter 51 und Rührwelle 1 und werden erneut in Förderrichtung FR1 bewegt.
• Innerhalb des zweiten Innenraumbereichs 13 der Rührwelle 1 ist eine Verschleißschutzhülse 30 angeordnet. Insbesondere umgreift die Verschleißschutzhülse 30 das Aufnahmeteil 75 nahe dem Produktauslass 72. Dabei ist zwischen der Innenmantelfläche der Rührwelle 50 im dritten Innenraumbereich III und der Außenmantelfläche der Verschleißschutzhülse 30 wiederum ein Ringspalt ausgebildet, in dem das Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisch G in Förderrichtung FR2 in Richtung des ersten hohlen Innenraumbereichs 12 des zweiten mittleren TeilAbschnitts II geführt wird. Zwischen den Nocken 35 der Verschleißschutzhülse 30 und der Innenmantelfläche der Rührwelle 50 im dritten Innenraumbereich III ist dieser Ringspalt besonders gering. Die Nocken 35 der Verschleißschutzhülse 30 dienen insbesondere als Abstreifer, um zu verhindern, dass Mahlgut und/oder Mahlhilfskörper MH an der Innenmantelfläche der Rührwelle 1 anhaften. Stattdessen wird durch die Nocken 35 sichergestellt, dass das Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisch G in Strömung gehalten und in Förderrichtung FR2 den Durchtrittsöffnungen 15 im zweiten TeilAbschnitt zugeführt wird, wo eine Rückführung der Mahlhilfskörper MH in Richtung des zwischen der Außenmantelfläche der Rührwelle 1 und der Innenmantelfläche 52 des Mahlbehälters 51 ausgebildeten Mahlraums bzw. Mahlspaltes MS stattfindet.
• Die Verschleißschutzhülse 30 weist insbesondere eine Kühleinrichtung 37 in Form von parallelen Kühlkanal- Abschnitten 38a, 38b auf, wie sie insbesondere im Zusammenhang mit den 3 und 4 beschrieben worden sind. Über die inneren Kühlkanal- Abschnitte 38a strömt Kühlmittel K in einer Strömungsrichtung ein, die der zweiten Förderrichtung FR 2 innerhalb der Rührwerkskugelmühle 50 entspricht und insbesondere einer Strömung vom Produktauslass 72 in Richtung des Mahlguteinlasses (nicht dargestellt) entspricht. Das Kühlmittel K wird in einem Umlenkbereich 39 in eine entgegengesetzt gerichtete Strömungsrichtung und in den Kühlkanal- Abschnitt 38 b umgelenkt. Somit durchströmt das Kühlmittel K die Verschleißschutzhülse 30 benachbart zur Außenmantelfläche in einer Strömungsrichtung, die der zweiten Förderrichtung FR2 des Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisches G entgegengesetzt ist. Damit wird erreicht, dass das frischeste und somit kühlste Kühlmittel K zuerst in den die Verschleißschutzhülse 30 umfassenden Bereich der Rührwerkskugelmühle 50 geführt wird, in dem das Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisch G am wärmsten ist. Dies ist insbesondere der Bereich nahe der Trennvorrichtung 40, nachdem das Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisch G die Rührwerkskugelmühle 50 von der Mahlguteinlass- Seite her durchströmt hat, umgeleitet wurde und durch die Nocken 35 der Verschleißschutzhülse 30 weiter beansprucht worden ist. Mithilfe dieser Gegenstromkühlung wird ein optimierter Kühlprozess innerhalb der Rührwerkskugelmühle 50 erzielt.
• Der in 6 dargestellte Querschnitt der Rührwerkskugelmühle 50 zeigt insbesondere einen Querschnitt im Bereich des dritten endständigen Teil- Abschnitts III der Rührwelle 1. Hierbei ist zu erkennen, dass die Rührwelle 1 an ihrer Außenmantelfläche 5 Rührelemente 3 in Form von Nocken 4 aufweist. Weiterhin können innerhalb der Rührwelle 1 ebenfalls Kühlkanäle 6 zur Kühlung der Rührwelle 1 und des Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisches G vorgesehen sein.
• 7A bis 7E zeigen unterschiedliche Darstellungen einer zweiten Ausführungsform einer Verschleißschutzhülse 30 und 8A bis 8E zeigen unterschiedliche Darstellungen einer dritten Ausführungsform einer Verschleißschutzhülse 30. Insbesondere zeigen 7A und 8A jeweils eine Vorderansicht von der Flanschseite her, 7B und 8B jeweils eine seitliche Darstellung, 7C und 8C jeweils einen Querschnitt entlang einer Schnittlinie A-A gemäß 7B. 7D und 7E sowie 8D und 8E zeigen jeweils perspektivische Darstellungen mit und ohne Erhebungen 34.
• Im Flansch 36 der unterschiedlichen Ausführungsformen der Verschleißschutzhülsen 30 ist jeweils ein Kühlmitteleingang 45 ausgebildet, über den der Kühleinrichtung 37 Kühlmittel zugeführt wird. Weiterhin ist ein Kühlmittelausgang 46 ausgebildet, über den das Kühlmittel wieder aus der Kühleinrichtung 37 der Verschleißschutzhülse 30 abgeführt wird. Die Kühleinrichtung 37 sieht insbesondere mäanderförmig angeordnete Kühlkanal- Abschnitte 48-1 bis 48-8 vor. Die Kühlkanal-Abschnitte 48-1 bis 48-8 erstrecken sich insbesondere jeweils weitgehend parallel zur Längsachse L30 der Verschleißschutzhülse 30, wobei in den Endbereichen jeweils ein Umlenkungsbereich 49 vorgesehen ist, der zwei benachbarte Kühlkanal-Abschnitte 48 miteinander verbindet. Die Kühlkanal- Abschnitte 48-1 bis 48-8 weisen jeweils eine gleichen radialen Abstand A48 zu dem durch die Längsachse L30 der Verschleißschutzhülse 30 definierten Mittelpunkt auf.
• Das Kühlmittel wird über den Kühlmitteleingang 45 in den ersten Kühlkanal-Abschnitt 48-1 eingeleitet und durchströmt diesen in einer ersten Strömungsrichtung SR1. In dem Endbereich der Verschleißschutzhülse 30, der dem Flansch 36 gegenüber liegt, ist ein Umlenkungsbereich 49 zwischen dem ersten Kühlkanal-Abschnitt 48-1 und dem zweiten Kühlkanal- Abschnitt 48-2 ausgebildet, der die beiden Kühlkanal- Abschnitte 48-1, 48-2 miteinander verbindet. Das Kühlmittel wird umgeleitet und durchströmt den zweiten Kühlkanal- Abschnitt 48-2 in einer der ersten Strömungsrichtung SR1 entgegengesetzten zweiten Strömungsrichtung SR2. Im Bereich des Flansches 36 ist ein weiterer Umlenkungsbereich 49 zwischen dem zweiten Kühlkanal- Abschnitt 48-2 und dem dritten Kühlkanal- Abschnitt 48-3 ausgebildet, der die beiden Kühlkanal- Abschnitte 48-2, 48-3 miteinander verbindet. Das Kühlmittel wird umgeleitet und durchströmt den dritten Kühlkanal- Abschnitt 48-3 in der ersten Strömungsrichtung SR1 usw. Nach Durchströmen des letzten Kühlkanal-Abschnittes 48-8 in der zweiten Strömungsrichtung SR2 verlässt das Kühlmittel die Kühleinrichtung 37 durch den Kühlmittelausgang 46. Durch die mäanderförmige Anordnung der Kühlkanal- Abschnitte 48-1 bis 48-8 wird eine große Kühlfläche ausgebildet und eine optimale Kühlung der Rührwerkskugelmühle im Bereich des Produktauslasses erzielt. Insbesondere ist vorgesehen, dass im Mahlbehälterboden (vergleiche 5) Öffnungen vorgesehen sind, deren Anordnung mit der Anordnung von Kühlmitteleingang 45 und Kühlmittelausgang 46 der Verschleißschutzhülse 30 korrespondieren, so dass entsprechende Kühlmittelzu- und -ableitungen vorzugsweise am Mahlbehälterboden angeordnet und/oder befestigt werden.
• 9A bis 9E zeigen unterschiedliche Darstellungen eine Aufnahmeteils 75 mit Produktauslass 72. Insbesondere zeigt 9A eine perspektivische Darstellung und 9B einen Längsschnitt durch eine perspektivische Darstellung, 9C zeigt eine Draufsicht, 9D zeigt eine seitliche Darstellung und 9E einen Querschnitt durch eine seitliche Darstellung.
• Das Aufnahmeteil 75 weist im Wesentlichen einen zylindrische Grundkörper 76 und eine Längsachse L75 auf. Koaxial zur Längsachse L75 erstreckt sich eine Durchgangsbohrung 77, die insbesondere einen Austrittskanal 78 für das Produkt P bildet. Die hier dargestellte Ausführungsform des Aufnahmeteils 75 ist derart ausgebildet, dass es zusammen mit einer geeigneten Verschleißschutzhülse (nicht dargestellt, vergleiche 10) ein Kühlsystem bildet. Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass das Aufnahmeteil 75 einen Kühlmitteleingang 80 und einen Kühlmittelausgang 81 aufweist, über die entsprechend Kühlmittel zu- und abgeführt werden kann. Weiterhin weist das Aufnahmeteil 75 bereichsweise ein offenes Außengewinde 82 auf, dass über mindestens einen geeigneten ersten Verbindungsabschnitt 83 mit dem Kühlmitteleingang 80 verbunden ist. Das Außengewinde 82 weist insbesondere Vertiefungen 86 auf, die sich spiralförmig um das Aufnahmeteil 75 erstrecken und zur Ausbildung von äußeren Kühlkanälen (vergleiche 10) vorgesehen und/oder geeignet sind. Weiterhin weist das Aufnahmeteil 75 mindestens einen inneren Kühlkanal 85 auf, in den Kühlmittel durch den Kühlmitteleingang und einen ersten Verbindungsabschnitt 83 eingeleitet und in Richtung des Außengewindes 82 zugeführt wird. Das Außengewinde 82 ist über mindestens einen geeigneten zweiten Verbindungsabschnitt 84 mit dem offenen Kühlmittelausgang 81 verbunden.
• 10 zeigt einen Längsschnitt durch eine Rührwerkskugelmühle 50 mit einem Aufnahmeteil 75 gemäß der in den 9A bis 9E beschriebenen Ausführungsform. Die Rührwerkskugelmühle 50 gemäß 10 entspricht in ihren wesentlichen Komponenten der Rührwerkskugelmühle 50 gemäß 5, weshalb auf die entsprechende Beschreibung verwiesen wird. Zusätzlich ist in 10 ein am Mahlbehälter 51 ausgebildete Kühlmitteleingang 56 dargestellt, über den Kühlmittel K in den Kühlraum 55 zwischen dem Innenzylinder 54 und dem Außenzylinder 56 zur Kühlung des Mahlbehälters 51 eingebracht werden kann. Das Kühlmittel K durchströmt den Kühlraum 55 vorzugsweise in einer Strömungsrichtung, die entgegengesetzt zu der ersten Förderrichtung FR1 des Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisches G innerhalb der Rührwerkskugelmühle 50 ausgebildet ist und wird über den Kühlmittelausgang 57 wieder abgeführt.
• Weiterhin ist in 10 dargestellt, dass an der Außenmantelfläche 5 der Rührwelle 1 Rührelemente 3 in Form von Nocken 4 ausgebildet sind, die sich radial nach außen erstrecken. Die Rührwelle 1 kann weiterhin ebenfalls gekühlt werden. Hierzu kann die Rührwelle 1 Kühlkanäle 6 aufweisen, auf die jedoch im Rahmen der vorliegenden Anmeldung nicht näher eingegangen werden soll.
• Am Mahlbehälterdeckel 58 ist der Mahlguteinlass 71 ausgebildet, über den das Mahlgut M in die Rührwerkskugelmühle 50 eingefüllt wird.
• Die Rührwelle 1 ist wie bereits im Zusammenhang mit 5 beschreiben teilweise innen hohl ausgebildet, insbesondere erstreckt sich ein innerer Hohlraum vom offenen Ende des dritten Teil- Abschnitts III her durch den dritten Teil- Abschnitt III und den zweiten Teil- Abschnitt II.
• Innerhalb des Hohlraums ist das Aufnahmeteil 75 koaxial zur Längsachse L der Rührwelle 1 angeordnet. Der Endbereich des Aufnahmeteils 75 mit dem Produktauslass 72, dem im Zusammenhang mit den 9A bis 9E beschriebenen Kühlmitteleingang 80, dem Kühlmittelausgang 81 und dem offenen Außengewinde 82 weist dabei insbesondere zum Mahlbehälterboden 59 hin bzw. erstreckt sich teilweise durch den Mahlbehälterboden 59. Der gegenüberliegende Endbereich des Aufnahmeteils 75 ist im ersten Innenraumbereich 12 innerhalb des zweiten TeilAbschnitts II der Rührwelle 1 angeordnet. Insbesondere ist in diesem Bereich die Durchgangsbohrung 77 durch eine Trennvorrichtung 40 zumindest teilweise bedeckt, die verhindert, dass die Mahlhilfskörper MH in den Austrittskanal 78 und somit zum Produktauslass 72 gelangen. Das Produkt P durchströmt den Austrittskanal 78 in einer der ersten Förderrichtung FR1 entsprechenden Strömungsrichtung und verlässt die Rührwerkskugelmühle 50 über den Produktauslass 72.
• Auf dem Bereich des Aufnahmeteils 75, der das Außengewinde 82 aufweist, sitzt eine Verschleißschutzhülse 30 dichtend auf. Zwischen den Vertiefungen 86 des Aufnahmeteils 75 und der Innenmantelfläche des Verschleißschutzhülse 30 werden dabei sogenannte äußere Kühlkanäle 87 ausgebildet. Die Baugruppe bestehend aus einem Aufnahmeteil 75 und einer daran angeordneten Verschleißschutzhülse 30 bildet somit ein Kühlsystem, bei dem im Aufnahmeteil 75 innere Kühlkanäle 85 und zwischen Aufnahmeteil 75 und Verschleißschutzhülse 30 äußere Kühlkanäle 87 zur Kühlung innerhalb der Rührwerkskugelmühle 50 ausgebildet sind. Das Kühlmittel K wird über den Kühlmitteleingang 80 in das Aufnahmeteil 75 eingeleitet und durchströmt dieses von der Produktauslassseite her in Richtung der Mahlguteinlassseite. Im Bereich des zweiten Teil- Abschnitts II der Rührwelle 1 wird das Kühlmittel K innerhalb des Aufnahmeteils 75 umgelenkt und durchströmt dieses nunmehr in der Gegenrichtung. Über den ersten Verbindungsabschnitt 83 wird das Kühlmittel K zum Außengewinde 82 hin geführt und durchströmt die durch die Vertiefungen 86 und die Verschleißschutzhülse 30 gebildeten äußeren Kühlkanäle 87, wobei das Kühlmittel K spiralförmig um das Aufnahmeteil 75 herumgeführt wird, bevor es über den zweiten Verbindungsabschnitt 84 und den Kühlmittelausgang 81 aus der Rührwerkskugelmühle 50 austritt. Das Kühlsystem dient insbesondere der Kühlung des Produktes P beim Durchtritt durch den Austrittskanal 78 und Austritt aus der Rührwerkskugelmühle 50 über den Produktauslass 72.
• Alternativ (nicht dargestellt) kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Kühlkanal innerhalb der Verschleißschutzhülse zumindest teilweise spiralförmig um die Längsachse der Verschleißschutzhülse verlaufend ausgebildet ist. Das Kühlmittel durchströmt den Kühlkanal und wird dabei spiralförmig um die Längsachse der Verschleißschutzhülse herumgeführt. Die Strömungsrichtung des Kühlmittels in dem spiralförmigen Kühlkanal- Abschnitt kann dabei eine Bewegungskomponente in der ersten Strömungsrichtung oder eine Bewegungskomponente in der zweiten Strömungsrichtung aufweisen. Die Kühlmittelführung erfolgt beispielsweise analog zu 10, nur dass der Kühlkanal innerhalb der Verschleißschutzhülse ausgebildet ist und nicht durch das Zusammenwirken von Verschleißschutzhülse und Aufnahmeteil gebildet wird.
• 11 zeigt einen Teilausschnitt der Außenseite einer Verschleißschutzhülse 30. In diesem Zusammenhang soll näher auf die Form der Erhebungen 34 eingegangen werden. Wie bereits beschrieben, wird die Verschleißschutzhülse 30 einstückig hergestellt, insbesondere werden die Erhebungen 34 bei der Herstellung der Verschleißschutzhülse 30 direkt mit ausgebildet und nicht nachträglich befestigt. Die Erhebungen 34 werden insbesondere als von dem zylindrisch ausgebildeten Grundkörper 22 der Verschleißschutzhülse 30 abstehende Nocken 35 ausgebildet. Die die am Grundkörper 32 der Verschleißschutzhülse 30 ausgebildete Verbindungsfläche 60 der Nocken 35 ist verhältnismäßig groß ausgebildet, insbesondere im Verhältnis zur radialen Höhe h der Nocken 35. Die Form der Nocken 35 kann sowohl im axialen Schnitt als auch in radialer Betrachtung jegliche geometrische Form annehmen, beispielsweise trapezförmig, mit abgerundeten Ecken, mit angefasten Kanten etc. Die Verbindungsfläche 60 entspricht insbesondere einer Grundfläche eines jeden Nockens 35 und meint diejenige Fläche, mit der jeder Nocken 35 in Kontakt mit der Außenmantelfläche der Verschleißschutzhülse 30 steht.
• Durch die Form ist die bei Keramikmaterial bestehende Empfindlichkeit der Nocken 35 gegenüber Ab- oder Ausbrechen deutlich verringert. Die einstückige Ausführung der Verschleißschutzhülse 30 fördert sowohl Stabilität als auch Wärmeleitung, da potenzielle Bruchstellen und Wärmeleitungsbarrieren entfallen.
• Vorteilhaft ist beispielsweise, wenn jeder Nocken 35 eine Verbindungsfläche 60 zur Verschleißschutzhülse 30 mit einer größten Breite B hat und das Verhältnis aus der Höhe h jedes Nockens 4 normal zur Verschleißschutzhülse 30 und der größten Breite B größer als 0,2 ist. Weiterhin kann jeder Nocken 35 eine Verbindungsfläche 60 zur Verschleißschutzhülse 30 mit einer größten Länge L35 aufweisen, wobei das Verhältnis aus der Höhe h jedes Nockens 35 und der größten Länge L35 vorzugsweise kleiner als 1 ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn jeder Nocken 35 eine Verbindungsfläche 60 zur Verschleißschutzhülse 30 mit einer größten Länge L35 und einer größten Breite B aufweist, wobei das Verhältnis aus der größten Breite B und der größten Länge L35 kleiner als 1 ist.
• Grundsätzlich ist es vorteilhaft, eine Vielzahl von Nocken 35 an der Verschleißschutzhülse 30 vorzusehen. Dabei kann die Verschleißschutzhülse 30 auch nockenfreie Bereiche aufweisen, oder kann in manchen Bereichen mehr Nocken 35 und in anderen Bereichen weniger Nocken 35 aufweisen. Zudem müssen nicht alle Nocken 35 gleich ausgebildet sein, sondern können in unterschiedlichen Formen und Größen in unterschiedlichen Bereichen angeordnet sein.
• Wie insbesondere anhand der 2 ersichtlich ist, kann es vorteilhaft sein, in Umfangsrichtung des Grundkörpers 32 der Verschleißschutzhülse 30 mehrere Nocken 35 in einer Reihe 101 entlang einer Umfangslinie des Grundkörpers 32 der Verschleißschutzhülse 30 aufeinanderfolgend anzuordnen. Beispielsweise kann dabei ein Abstand zwischen in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Nocken 35 einer Reihe gleich oder grösser als die größte Länge L35 eines Nockens 35 in Umfangsrichtung ausgebildet sein.
• Sind eine Vielzahl von Nocken 35 entlang mehrerer in Axialrichtung voneinander beabstandeter Umfangslinien jeweils in einer Reihe 101 aufeinanderfolgend angeordnet, dann ist vorteilhaft ein axialer Abstand zwischen jeweils zwei axial benachbarten Nockenreihen grösser oder gleich dem 1,1-fachen der größten Breite B eines Nockens 35. Wenn Nocken 35 in Axialrichtung voneinander beabstandet an dem Grundkörper 32 der Verschleißschutzhülse 30 ausgebildet sind, dann können diese Nocken 35 axial entweder fluchten in Reihen 100 oder auch versetzt zueinander angeordnet sein.
• Die Ausführungsformen, Beispiele und Varianten der vorhergehenden Absätze, die Ansprüche oder die folgende Beschreibung und die Figuren, einschließlich ihrer verschiedenen Ansichten oder jeweiligen individuellen Merkmale, können unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination verwendet werden. Merkmale, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben werden, sind für alle Ausführungsformen anwendbar, sofern die Merkmale nicht unvereinbar sind.
• Wenn auch im Zusammenhang der Figuren generell von „schematischen“ Darstellungen und Ansichten die Rede ist, so ist damit keineswegs gemeint, dass die Figurendarstellungen und deren Beschreibung hinsichtlich der Offenbarung der Erfindung von untergeordneter Bedeutung sein sollen. Der Fachmann ist durchaus in der Lage, aus den schematisch und abstrakt gezeichneten Darstellungen genug an Informationen zu entnehmen, die ihm das Verständnis der Erfindung erleichtern, ohne dass er etwa aus den gezeichneten und möglicherweise nicht exakt maßstabsgerechten Größenverhältnissen der Stückgüter und/oder Teilen der Vorrichtung oder anderer gezeichneter Elemente in irgendeiner Weise in seinem Verständnis beeinträchtigt wäre. Die Figuren ermöglichen es dem Fachmann als Leser somit, anhand der konkreter erläuterten Umsetzungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der konkreter erläuterten Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein besseres Verständnis für den in den Ansprüchen sowie im allgemeinen Teil der Beschreibung allgemeiner und/oder abstrakter formulierten Erfindungsgedanken abzuleiten.
• 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.
• Bezugszeichenliste

1

Rührwelle

2

zylindrischer Grundkörper

3

Rührelement

4

Nocke

5

Außenmantelfläche

6

Kühlkanal

7

Wellenaufnahme

12

erster Innenraumbereich

13

zweiter Innenraumbereich

15

Durchtrittsöffnung

30

Verschleißschutzhülse

32

zylindrischer Grundkörper

33

Hohlzylinder

34

Erhebung

35

Nocke

36

Flansch; Befestigungsflansch

37

Kühleinrichtung

38a

(innerer) Kühlkanal- Abschnitt

38b

(äußerer) Kühlkanal- Abschnitt

39

Umlenkbereich

40

Trennvorrichtung

41

Trennsieb

45

Kühlmittteleingang

46

Kühlmittelausgang

48, 48-1 bis 48-8

Kühlkanal- Abschnitt

49

Umlenkungsbereich

50

Rührwerkskugelmühle

51

Mahlbehälter

52

Innenmantelfläche

53

Außenzylinder

54

Innenzylinder

55

Kühlraum

56

Kühlmitteleingang

57

Kühlmittelausgang

58

Mahlbehälterdeckel

59

Mahlbehälterboden

60

Verbindungsfläche

70

Antriebswelle

71

Mahlguteinlass

72

Produktauslass

75

Aufnahmeteil

76

zylindrischer Grundkörper

77

Durchgangsbohrung

78

Austrittskanal

79

Deckel

80

Kühlmitteleingang

81

Kühlmittelausgang

82

offenes Außengewinde

83

erster Verbindungsabschnitt

84

zweiter Verbindungsabschnitt

85

innerer Kühlkanal

86

Vertiefung

87

äußerer Kühlkanal

100

Reihe

101

Umfangslinie

A48

radialer Abstand

B

Breite

d30

Außendurchmesser Verschleißschutzhülse

FR1

erste Förderrichtung

FR2

zweite Förderrichtung

G

Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisch

h

radiale Höhe der Nocken

I

erster endständiger Teil- Abschnitt

II

zweiter mittlerer Teil- Abschnitt

III

dritter endständiger Teil- Abschnitt

K

Kühlmittel

L

Längsachse der Rührwelle

L30

Längsachse der Verschleißschutzhülse

L35

Länge Nocke

L50

Achse des Mahlbehälters der Rührwerkskugelmühle

L75

Längsachse Aufnahmeteil

M

Mahlgut

MH

Mahlhilfskörper

MS

Mahlspalt

P

Produkt

R

Radiale

SR1

erste Strömungsrichtung

SR2

zweite Strömungsrichtung

Claims (14)

1. Rührwerkskugelmühle (50) mit einem sich entlang einer horizontalen oder vertikalen Achse (L50) erstreckenden Mahlbehälter (51), einem Mahlguteinlass (71) und einem Produktauslass (72), eine innerhalb des Mahlbehälters (51) um die horizontale oder vertikale Achse (L50) drehbare Rührwelle (1) mit Rührelementen (3), wobei der Rührwelle (1) im Bereich des Produktauslasses (72) eine Verschleißschutzhülse (30) zugeordnet ist, wobei die Verschleißschutzhülse (30) an einer Außenmantelfläche zumindest bereichsweise Erhebungen (34) aufweist, wobei die Verschleißschutzhülse (30) mindestens eine Kühleinrichtung (37) in Form eines Kühlkanals umfasst, insbesondere wobei die Kühleinrichtung (37) der Verschleißschutzhülse (30) als mindestens ein Kühlkanal ausgebildet ist, der sich vorzugsweise zumindest bereichsweise parallel zu einer Längsachse (L30) der Verschleißschutzhülse (30) erstreckt, wobei die Verschleißschutzhülse (30) einstückig ausgebildet ist, wobei die Verschleißschutzhülse (30) ein im 3D- Druck gefertigtes Bauteil ist, das aus einem Keramikmaterial besteht.
2. Rührwerkskugelmühle (50) nach Anspruch 1, wobei die Rührwelle (1) auf der dem Produktauslass (72) zugewendeten Seite zumindest bereichsweise einen inneren Hohlraum (13) aufweist und insbesondere wobei die Rührwelle (1) an dem Ende, das dem Produktauslass (72) zugewandt ist, zu dem inneren Hohlraum (13) hin offen ausgebildet ist, wobei die Verschleißschutzhülse (30) zumindest teilweise in dem inneren Hohlraum (13) der Rührwelle (1) angeordnet ist.
3. Rührwerkskugelmühle (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Verschleißschutzhülse (30) eine Befestigungsvorrichtung zum Festlegen an und/oder innerhalb der Rührwerkskugelmühle (50) aufweist, insbesondere einen Flansch (36) zur Befestigung der Verschleißschutzhülse (30) an einem Mahlbehälterboden (59) der Rührwerkskugelmühle (50)
4. Rührwerkskugelmühle (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei sich der mindestens eine Kühlkanal vorzugsweise zumindest bereichsweise parallel zu der Längsachse (L30) der Verschleißschutzhülse (30) erstreckt.
5. Rührwerkskugelmühle (50) nach Anspruch 4, wobei der mindestens eine Kühlkanal in mindestens zwei Bereichen jeweils parallel zu der Längsachse (L30) der Verschleißschutzhülse (30) erstreckt, wobei zwischen den zwei parallel verlaufenden Bereichen ein Umlenkbereich ausgebildet ist, insbesondere wobei ein Kühlmittel die mindestens zwei über einen Umlenkbereich miteinander verbundenen Bereiche in entgegengesetzten Strömungsrichtungen durchströmt.
6. Rührwerkskugelmühle (50) nach Anspruch 5, wobei der mindestens eine Kühlkanal mäanderförmig angeordnete Kühlkanal- Abschnitte (48) umfasst oder wobei der mindestens eine Kühlkanal zumindest teilweise spiralförmig um die Längsachse (L30) der Verschleißschutzhülse (30) verlaufend ausgebildet ist.
7. Rührwerkskugelmühle (50) nach Anspruch 5, wobei die zwei parallel verlaufenden Bereiche auf einer Radialen (R) zwischen der Längsachse (L30) und einem Außenumfang der Verschleißschutzhülse (30) angeordnet sind.
8. Rührwerkskugelmühle (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Produktauslass (72) durch ein Aufnahmeteil (75) ausgebildet ist, das bereichsweise innerhalb der Rührwelle (1) angeordnet ist und sich durch einen Mahlbehälterboden (59) der Rührwerkskugelmühle (50) erstreckt.
9. Rührwerkskugelmühle (50) nach Anspruch 8, wobei das Aufnahmeteil (75) bereichsweise innerhalb der Rührwelle (1) angeordnet ist, insbesondere wobei das Aufnahmeteil (75) zumindest bereichsweise in dem sich vom freien offenen Ende der Rührwelle (1) nahe des Mahlbehälterbodens (59) in Richtung des Mahlguteinlass (71) erstreckenden inneren Hohlraum (13) der Rührwelle (1) angeordnet ist, wobei sich das Aufnahmeteil (75) bereichsweise durch den Mahlbehälterboden (59) der Rührwerkskugelmühle (50) erstreckt, wobei das Aufnahmeteil (75) eine im Wesentlichen hohlzylindrische Grundform mit einer Längsachse (L75) und einen beidseitig offenen zylindrischen Innenraum aufweist und derart innerhalb der Rührwerkskugelmühle (50) angeordnet ist, dass die Längsachse (L75, L50) des Aufnahmeteils (75) und der Rührwelle (50) koaxial angeordnet sind, wobei der den Produktauslass (72) bildende Endbereich des Aufnahmeteils (75) zumindest bereichsweise von der Verschleißschutzhülse (30) umfasst ist und wobei an einem gegenüberliegenden, innerhalb des inneren Hohlraums (13) der Rührwelle (1) angeordneten Endbereichs eine Trennvorrichtung (40) zum Zurückhalten der Mahlhilfskörper (MH) angeordnet ist.
10. Rührwerkskugelmühle (50) nach Anspruch 9, wobei das Aufnahmeteil (75) mindestens eine Profilierung aufweist, die in Wirkverbindung mit der Verschleißschutzhülse (30) ein Kühlsystem ausbildet.
11. Verschleißschutzhülse (30) für eine Rührwerkskugelmühle (50), die einstückig aus einem Keramikmaterial ausgebildet ist, an einer Außenmantelfläche zumindest bereichsweise Erhebungen (34) aufweist und mindestens eine Kühleinrichtung (37) in Form eines Kühlkanals umfasst, insbesondere wobei die Kühleinrichtung (37) der Verschleißschutzhülse (30) als mindestens ein Kühlkanal ausgebildet ist, der sich vorzugsweise zumindest bereichsweise parallel zu einer Längsachse (L30) der Verschleißschutzhülse (30) erstreckt.
12. Verschleißschutzhülse (30) nach Anspruch 11 für eine Rührwerkskugelmühle (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
13. Verfahren zum Herstellen einer Verschleißschutzhülse (30) für eine Rührwerkskugelmühle (50), wobei die Verschleißschutzhülse (30) an einer Außenmantelfläche zumindest bereichsweise Erhebungen (34) aufweist und mindestens eine Kühleinrichtung (37) in Form eines Kühlkanals umfasst, insbesondere wobei die Kühleinrichtung (37) der Verschleißschutzhülse (30) als mindestens ein Kühlkanal ausgebildet ist, der sich vorzugsweise zumindest bereichsweise parallel zu einer Längsachse (L30) der Verschleißschutzhülse (30) erstreckt, wobei die Verschleißschutzhülse (30) einstückig aus einem Keramikmaterial gefertigt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13 zum Herstellen einer Verschleißschutzhülse (30) für eine Rührwerkskugelmühle (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, insbesondere wobei die Verschleißschutzhülse (30) vermittels 3D- Druck aus einem Keramikmaterial hergestellt wird.

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