DE102019112791B3 - GRINDING DEVICE FOR ROUNDING PARTICLES - Google Patents
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Abstract
Schleifvorrichtung (1) zum Verrunden von Partikeln,
mit einer Wirbelkammer (4) zur Behandlung von Partikeln unter ihrer Suspension in einem Fluidstrom, der durch Fluidstrahlen erzeugt wird, die an unterschiedlichen Stellen mittels einer Blasvorrichtung in die Wirbelkammer (4) eingeblasen werden,
wobei die Blasvorrichtung eine Anzahl erster Blasöffnungen (9) umfasst, die eine in eine erste Hauptströmungsrichtung um die Mittelachse (L) der Wirbelkammer (4) kreisende Fluidströmung treiben,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Blasvorrichtung eine Anzahl zweiter Blasöffnungen (10) umfasst, die eine in eine zweite Hauptströmungsrichtung um die Mittelachse (L) der Wirbelkammer (4) kreisende Fluidströmung treiben, die der ersten Hauptströmungsrichtung entgegengesetzt ist.
Grinding device (1) for rounding particles,
with a vortex chamber (4) for treating particles under their suspension in a fluid stream which is generated by fluid jets which are blown into the vortex chamber (4) at different points by means of a blowing device,
wherein the blowing device comprises a number of first blowing openings (9) which drive a fluid flow circulating in a first main flow direction about the central axis (L) of the swirl chamber (4),
characterized in that
the blowing device comprises a number of second blowing openings (10) which drive a fluid flow, which flows in a second main flow direction about the central axis (L) of the swirl chamber (4) and is opposite to the first main flow direction.
Description
Die Erfindung betrifft eine Schleifvorrichtung zum Verrunden von Partikeln. Die Schleifvorrichtung umfasst eine Wirbelkammer zur Behandlung der in einem Fluidstrom suspendierten Partikel und ist darüber hinaus nach Maßgabe des Oberbegriffs des Anspruchs 1 beschaffen. Die Erfindung betrifft darüber hinaus auch ein entsprechendes Verfahren und optional die zugehörige Verwendung.The invention relates to a grinding device for rounding particles. The grinding device comprises a swirl chamber for the treatment of the particles suspended in a fluid flow and is moreover in accordance with the preamble of
TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND
Partikel, deren mittlere Korngröße sich in einem bestimmten Bereich bewegt und die dabei möglichst keine scharfen Kanten aufweisen, werden für unterschiedlichste technische Anwendungen benötigt.Particles whose average grain size is in a certain range and which have as few sharp edges as possible are required for a wide variety of technical applications.
Ein prominenter Anwendungsfall ist die Herstellung von sogenannten Dauer- oder Permanentmagneten.A prominent application is the production of so-called permanent or permanent magnets.
Ein Dauermagnet bzw. Permanentmagnet besteht aus einem magnetisierbaren Material, zum Beispiel Eisen, Kobalt oder Nickel. In vielen Fällen werden Seltenerdmetalle zulegiert, insbesondere Neodym, Samarium, Praseodym, Dysprosium, Terbium oder Gadolinium. Seltenerd-Magnete zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine hohe magnetische Remanenzflussdichte und damit eine hohe magnetische Energiedichte aufweisen.A permanent magnet or permanent magnet consists of a magnetizable material, for example iron, cobalt or nickel. In many cases, rare earth metals are alloyed, especially neodymium, samarium, praseodymium, dysprosium, terbium or gadolinium. Rare earth magnets are characterized by the fact that they have a high magnetic remanence flux density and thus a high magnetic energy density.
Solche Permanentmagnete werden aus kristallinem Pulver hergestellt. Das Magnetpulver wird dabei in Gegenwart eines starken Magnetfelds in eine Form gepresst. Unter dem Einfluss des Magnetfelds richten sich die Kristalle mit ihrer bevorzugten Magnetisierungsachse in Richtung entlang des Magnetfelds aus.Such permanent magnets are made from crystalline powder. The magnetic powder is pressed into a mold in the presence of a strong magnetic field. Under the influence of the magnetic field, the crystals align with their preferred magnetization axis in the direction along the magnetic field.
Die Presslinge werden anschließend gesintert. Beim Sintern werden die pulverisierten Bestandteile des Pulvers durch Erwärmung miteinander verbunden oder verdichtet, wobei jedoch keine oder zumindest nicht alle Ausgangsstoffe aufgeschmolzen werden. Dabei werden die Presslinge - oft unter erhöhtem Druck - derart erhitzt, dass die Temperaturen unterhalb der Schmelztemperatur der Hauptkomponenten bleiben, so dass die Gestalt (Form) des Werkstückes erhalten bleibt.The compacts are then sintered. During sintering, the pulverized constituents of the powder are connected to one another or compacted by heating, but none or at least not all of the starting materials are melted. The compacts are heated - often under increased pressure - in such a way that the temperatures remain below the melting temperature of the main components, so that the shape (shape) of the workpiece is preserved.
Es ist bekannt zur Herstellung eines Ausgangsmaterials, wie es zur Fertigung von Permanentmagneten und insbesondere zur Fertigung von Nd-Fe-B (Neodym-Eisen-Bor) Magneten benötigt wird, Seltenerdmetall umfassende Legierungen zu einem Zwischenprodukt zu vermahlen. Bei dem Mahlgut kann es sich ganz oder teilweise auch um ein Rezyklat aus Altmagneten handeln.It is known for the production of a starting material, as is required for the production of permanent magnets and in particular for the production of Nd-Fe-B (neodymium-iron-boron) magnets, to ground alloys comprising rare earth metal to form an intermediate product. All or part of the regrind can also be recycled material from old magnets.
Zur Herstellung von pulverförmigen Zwischenprodukten eignen sich in der Regel die herkömmlichen Zerkleinerungstechniken. Conventional size reduction techniques are generally suitable for the production of powdery intermediate products.
Problematisch ist jedoch, dass bei der Feinmahlung von solchen Seltenerd-Magnetpulvern mit herkömmlichen Verfahren, beispielsweise in Fließbettstrahlmühlen oder ähnlichen Mahlanlagen, Pulverteilchen entstehen, die scharfe Ecken und Kanten aufweisen. Diese scharfen Ecken und Kanten sind aus verschiedensten Gründen in höchstem Maße unerwünscht.It is problematic, however, that fine particles of this type, which have rare earth magnetic powders using conventional methods, for example in fluidized bed jet mills or similar grinding plants, have sharp corners and edges. These sharp corners and edges are highly undesirable for a variety of reasons.
So zeigen Magnete, die unter Verwendung eines solchen scharfkantigen Pulvers hergestellt wurden, schlechtere Magnetwerte bzw. geringere magnetische Energiedichten, als das Berechnungen erwarten lassen, bei denen man weitgehend rund geschliffene Pulverpartikel voraussetzt, also Partikel, die im Wesentlichen keine scharfen Ecken und Kanten aufweisen.For example, magnets that were manufactured using such a sharp-edged powder show poorer magnetic values or lower magnetic energy densities than can be expected from calculations that require largely round-ground powder particles, i.e. particles that essentially have no sharp corners and edges.
In der
In der
DIE DER ERFINDUNG ZUGRUNDE LIEGENDE AUFGABETHE TASK UNDER THE INVENTION
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von geglätteten Partikeln einer bestimmten Größe zur Verfügung zu stellen, d. h. zur Herstellung von Partikeln mit einer zumindest verringerten Anzahl von Ecken und Kanten.The invention has for its object to provide a device for producing smoothed particles of a certain size, d. H. for the production of particles with at least a reduced number of corners and edges.
DIE ERFINDUNGSGEMÄSSE LÖSUNGTHE INVENTION SOLUTION
Vorrichtungsmäßig wird die erfindungsgemäße Lösung durch eine Schleifvorrichtung zum Verrunden von Partikeln nach Maßgabe des ersten Hauptanspruchs erreicht.In terms of the device, the solution according to the invention is achieved by a grinding device for rounding particles in accordance with the first main claim.
Die erfindungsgemäße Schleifvorrichtung besitzt mindestens eine Wirbelkammer zur Behandlung von Partikeln, die in einem Fluidstrom suspendiert sind. Unter einem „Suspendiert-Sein“ versteht man, dass die Partikel für den Zeitraum ihrer Bearbeitung zumindest überwiegend von dem Fluidstrom getragen werden.The grinding device according to the invention has at least one swirl chamber for the treatment of particles which are suspended in a fluid stream. A “being suspended” is understood to mean that the particles are at least predominantly carried by the fluid flow for the period of their processing.
Der besagte Fluidstrom, der sich in der Wirbelkammer bewegt, wird durch Fluidstrahlen erzeugt, die an unterschiedlichen Stellen mittels einer Blasvorrichtung in die Wirbelkammer eingeblasen werden. Unter einem Fluidstrahl versteht man ein lokal einströmendes, gebündeltes Fluid. Gebündelt in diesem Sinne ist ein Fluidstrahl nicht nur, aber jedenfalls dann, wenn er direkt an seiner Austrittsmündung einen absoluten oder mittleren Durchmesser von kleiner oder gleich 10 mm aufweist. Said fluid flow, which moves in the swirl chamber, is generated by fluid jets which are blown into the swirl chamber at different points by means of a blowing device. A fluid jet is understood to mean a locally flowing, bundled fluid. A fluid jet is not only bundled in this sense, but in any case if it has an absolute or average diameter of less than or equal to 10 mm directly at its outlet mouth.
Der Durchmesser des Fluidstrahles ist abhängig von dem Düsendurchmesser und der Düsenform (zylindrisch oder konisch), kann im Einzelfall aber auch deutlich größer sein.The diameter of the fluid jet depends on the nozzle diameter and the nozzle shape (cylindrical or conical), but can also be significantly larger in individual cases.
Dabei besitzt die Blasvorrichtung eine Anzahl erster Blasöffnungen zum Einblasen von Fluidstrahlen in die Wirbelkammer hinein, von außen her kommend. Diese Blasöffnungen treiben eine tendenziell in eine erste Hauptströmungsrichtung um die Mittelachse der Wirbelkammer kreisende Fluidströmung.The blowing device has a number of first blowing openings for blowing fluid jets into the swirl chamber, coming from the outside. These blowing openings tend to drive a fluid flow that tends to circulate in a first main flow direction around the central axis of the swirl chamber.
Erfindungsgemäß umfasst die Blasvorrichtung zusätzlich eine Anzahl zweiter Blasöffnungen. Auch diese dienen zum Einblasen von Fluidstrahlen in die Wirbelkammer hinein, von außen her kommend. Diese zweiten Blasöffnungen treiben eine tendenziell in eine zweite Hauptströmungsrichtung um die Mittelachse der Wirbelkammer kreisende Fluidströmung, die der ersten Hauptströmungsrichtung entgegengesetzt ist.According to the invention, the blowing device additionally comprises a number of second blowing openings. These also serve to blow fluid jets into the swirl chamber, coming from outside. These second blowing openings tend to drive a fluid flow that tends to circulate in a second main flow direction about the central axis of the swirl chamber and is opposite to the first main flow direction.
Klarstellend sei gesagt, dass in der Wirbelkammer durch das besagte Einblasen der Fluidstrahlen bevorzugt eine turbulente, kreisende Strömung entsteht, nicht nur, aber insbesondere dann, wenn auch noch ein schnell rotierendes Sichterrad an der Entstehung der Strömung in der Wirbelkammer beteiligt ist. Der Begriff „Hauptströmungsrichtung“ bezeichnet daher (grob) die resultierende Richtung, in die sich der örtliche Fluidstrom bzw. die ihn ausmachende, vertikal orientierte Schicht mit im Regelfall endlicher Dicke insgesamt gesehen bewegt, unbeschadet eventuell überlagerter örtlicher Turbulenzen. To clarify, it is preferred that a turbulent, circular flow is created in the vortex chamber by the said blowing in of the fluid jets, not only, but especially when a rapidly rotating classifier wheel is also involved in the formation of the flow in the vortex chamber. The term “main flow direction” therefore describes (roughly) the resulting direction in which the local fluid flow or the vertically oriented layer that makes it up, generally with a finite thickness, moves, without prejudice to any local turbulence that may be superimposed.
Verfahrensmäßig wird die erfindungsgemäße Lösung mit den Merkmalen des entsprechenden, unabhängigen Verfahrensanspruchs erreicht.In terms of the method, the solution according to the invention is achieved with the features of the corresponding independent method claim.
OPTIONALE MÖGLICHKEITEN ZUR WEITERENTWICKLUNG DER ERFINDUNGOPTIONAL POSSIBILITIES FOR DEVELOPING THE INVENTION
Bevorzugt wird die Blasvorrichtung als - vorzugsweise gesondert austauschbaren - Leitring mit eingebauten Blasöffnungen ausgebildet. Dieser Leitring bildet dann eine Leitwand der Wirbelkammer aus, d. h. eine Strömungsleitvorrichtung. Diese beeinflusst die Bewegung des Fluidstroms in Umfangsrichtung. Das erfolgt im Regelfall dadurch, dass der Leitring dem Fluidstrom seine kreisende Bewegung in der Wirbelkammer aufzwingt.The blowing device is preferably designed as a guide ring, preferably separately exchangeable, with built-in blowing openings. This guide ring then forms a guide wall of the swirl chamber, i. H. a flow control device. This influences the movement of the fluid flow in the circumferential direction. As a rule, this is done in that the guide ring forces the fluid flow on its circular motion in the swirl chamber.
Wenn der Leitring gesondert austauschbar ist, lässt sich eventueller, meist abrasiver Verschleiß an dem Leitring leicht durch den Einbau eines neuen Leitrings kompensieren.If the guide ring can be replaced separately, possible, usually abrasive wear on the guide ring can be easily compensated for by installing a new guide ring.
Besonders interessant kann die gesonderte Austauschbarkeit indes dort sein, wo eine multifunktionale Vorrichtung realisiert werden soll: Solange ein Leitring mit einer der aus dem Stand der Technik bekannten, unidirektionalen Blasöffnungsanordnungen eingebaut ist, kann die Vorrichtung unter aggressiver Einblasung als Strahlmühle betrieben werden. The separate interchangeability can be particularly interesting, however, where a multifunctional device is to be realized: as long as a guide ring with one of the unidirectional blow opening arrangements known from the prior art is installed, the device can be operated as a jet mill with aggressive blowing.
Sobald ein erfindungsgemäßer Leitring mit gegenläufig orientierten Gruppen von Blasöffnungen eingebaut ist, kann die Vorrichtung unter Einblasung mit geringerer Geschwindigkeit als Schleifvorrichtung betrieben werden. Die Partikel werden dann - jedenfalls im Wesentlichen - nicht weiter zertrümmert. Stattdessen werden nur ihre Kanten gebrochen bzw. abgerieben.As soon as a guide ring according to the invention with oppositely oriented groups of blowing openings is installed, the device can be operated as a grinding device while blowing in at a lower speed. The particles are then - at least essentially - not broken up any further. Instead, only their edges are broken or rubbed off.
Idealerweise liegen die in Einströmrichtung verlaufenden Mittellängsachsen der ersten Blasöffnungen in einer ersten gemeinsamen Ebene, die normal zu der gedachten Achse angeordnet ist, um die die Fluidströmung kreist. Sodann liegen die in Einströmrichtung verlaufenden Mittellängsachsen der zweiten Blasöffnungen in einer gegenüber der besagten ersten gemeinsamen Ebene mit Versatz angeordneten zweiten gemeinsamen Ebene, die normal zu der gedachten Achse angeordnet ist, um die die Fluidströmung kreist. Der Versatz beträgt vorzugsweise 3 mm bis 40 mm, besser 5 mm bis 25 mm.Ideally, the central longitudinal axes of the first blowing openings in the inflow direction lie in a first common plane which is arranged normal to the imaginary axis around which the fluid flow circles. Then the central longitudinal axes of the second blowing openings in the inflow direction lie in a second common plane which is offset with respect to said first common plane and which is arranged normal to the imaginary axis about which the fluid flow circles. The offset is preferably 3 mm to 40 mm, more preferably 5 mm to 25 mm.
Idealerweise streifen sich die Fluidstrahlen aus zwei unmittelbar benachbarten, gegensinnig einblasenden Blasöffnungen im Wesentlichen tangential. Dementsprechend sind die Blasöffnungen positioniert und/oder mit strahlformenden Düsen bestückt.Ideally, the fluid jets from two directly adjacent, oppositely blowing blowing openings brush essentially tangentially. Accordingly, the blowing openings are positioned and / or equipped with jet-shaping nozzles.
Auf diese Art und Weise entsteht zwischen zwei benachbarten Fluidstrahlen eine Zone starker Scherung, die den betreffenden Partikeln tendenziell eine Eigenrotation aufzwingt. Eine solche Eigenrotation ist für das sich aneinander Abschleifen von miteinander in Kontakt kommenden Partikeln besonders vorteilhaft.In this way, a zone of strong shear is created between two adjacent fluid jets, which tends to force the particles in question to self-rotate. Such a self-rotation is particularly advantageous for the grinding of particles that come into contact with one another.
Nicht zwingend aber idealerweise werden die Blasöffnungen jeweils durch stahlformende Düsen gebildet. Dadurch können die eingeblasenen Fluidstrahlen jeweils so geformt werden, dass sie erst später auffächern, als ohne Düsenformung. Infolgedessen behalten sie länger die Fähigkeit, in der Wirbelkammer die gewünschte Kreisströmung zu treiben, jedenfalls innerhalb der Schicht, für deren Beeinflussung sie zuständig sind.The blowing openings are not necessarily but ideally formed by steel-forming nozzles. As a result, the blown-in fluid jets can each be shaped such that they fan out later than without nozzle shaping. As a result, they retain the ability to drive the desired circular flow in the vortex chamber longer at least within the shift for which they are responsible.
In manchen Sonderfällen können die strahlformenden Düsen einen Düsenkörper aufweisen, der gegenüber der Innenmantelfläche des Leitrings erhaben ist. Auf diese Art und Weise ragt der Düsenkörper in die Kreisströmung der Suspension hinein - meist mehr als nur unerheblich, nämlich im Regelfall um mindestens 5 mm in radial einwärtiger Richtung.In some special cases, the jet-forming nozzles can have a nozzle body which is raised in relation to the inner circumferential surface of the guide ring. In this way, the nozzle body protrudes into the circular flow of the suspension - mostly more than insignificantly, namely usually by at least 5 mm in the radially inward direction.
Hierdurch wird eine besonders charakteristische Verwirbelung geschaffen. Die so geschaffene, zusätzliche Verwirbelung ist zu mild, um eine nochmalige Zertrümmerung der Partikel zu bewirken. Sie ist aber energiereich genug, um die Bewegung der Partikel, die zu dem gewünschten aneinander Abschleifen führt, nochmals signifikant zu intensivieren.This creates a particularly characteristic swirl. The additional turbulence created in this way is too mild to cause the particles to be broken up again. However, it is energy-rich enough to significantly intensify the movement of the particles, which leads to the desired grinding against one another.
Bevorzugt besitzen die Düsen einen Düsenkörper, der im Auslaufbereich zylindrisch oder bevorzugt konisch ausgeführt ist. Wie eben beschrieben, entlassen entsprechend gestaltete Düsen einen sich konisch aufweitenden Fluidstrahl in das Innere der Wirbelkammer und rufen so eine besonders effektive Schleifwirkung hervor.The nozzles preferably have a nozzle body which is cylindrical or preferably conical in the outlet region. As just described, appropriately designed nozzles discharge a conically expanding fluid jet into the interior of the swirl chamber and thus produce a particularly effective grinding effect.
Idealerweise sind die Düsenkörper in Bohrungen des Leitrings eingebaut.Ideally, the nozzle bodies are installed in bores in the guide ring.
Schutz wird auch für die an die Erfindung angepasste Verwendung (besondere Betriebsart und Ausrüstung) einer an sich bekannten Strahlmühle als Schleifvorrichtung für Partikel beansprucht.Protection is also claimed for the use adapted to the invention (special operating mode and equipment) of a jet mill known per se as a grinding device for particles.
Schließlich ist auch die im Wege einer Teilanmeldung angedachte Beanspruchung von Schutz für einen mit einer erfindungsgemäßen Anordnung von Blasöffnungen bzw. Düsen ausgerüsteten Leitring bzw. „Düsenring“ als Ersatzteil oder Umrüstteil vorbehalten.Finally, the claim to protection for a guide ring or “nozzle ring” equipped with an arrangement according to the invention of blowing openings or nozzles as a spare part or retrofit part is also reserved by way of a divisional application.
Weitere Funktionen, Vorteile und Weiterentwicklungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren.Further functions, advantages and further development possibilities result from the following description of an embodiment with reference to the figures.
FigurenlisteFigure list
-
Die
1 zeigt die gesamte Schleifvorrichtung in einem Schnitt senkrecht zur MittellängsachseL .The1 shows the entire grinding device in a section perpendicular to the central longitudinal axisL . -
Die
2 zeigt die Schleifvorrichtung gemäß1 in einem zur MittellängsachseL parallelen Schnitt.The2nd shows the grinding device according to1 in one to the central longitudinal axisL parallel cut. -
Die
3 zeigt einen Ausschnitt aus der1 , aber von hinten her gesehen.The3rd shows a section of the1 , but seen from behind. -
Die
4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus3 .The4th shows an enlarged section3rd . -
Die
4a zeigt einen anderen Ausschnitt aus dem von3 dargestellten Bereich, allerdings unter Auswahl einer etwas abweichenden Schnittebene.The4a shows another excerpt from that of3rd displayed area, but with the selection of a slightly different cutting plane. -
Die
4b zeigt einen Detail-Ausschnitt, der darstellt, wie unmittelbar benachbarte Düsen, wie sie von4 dargestellt werden, relativ zueinander liegen.The4b shows a detail section that shows how immediately adjacent nozzles, as they are from4th are shown, lie relative to each other. -
Die
4c zeigt schematisch die Wirbelkammer der Schleifvorrichtung und ihren zusätzlichen Auslass.The4c shows schematically the swirl chamber of the grinding device and its additional outlet. -
Die
5 zeigt das Gleiche wie die4 , perspektivisch schräg von hinten, geschnitten.The5 shows the same as that4th , perspective obliquely from behind, cut. -
Die
6 zeigt das Gleiche wie die4 , perspektivisch gesehen von hinten, ungeschnitten.The6 shows the same as that4th , seen in perspective from behind, uncut. -
Die
7 zeigt eine R E M-Aufnahme von Partikeln vor dem Schleifen.The7 shows a RE M image of particles before grinding. -
Die
8 zeigt eine R E M-Aufnahme von Partikeln nach dem erfindungsgemäßen Schleifen.The8th shows a RE M image of particles after grinding according to the invention. -
Sinngemäß Gleiches zeigen die
9 und10 in Bezug auf die satellitenartige Befrachtung von Abriebpartikeln.The same shows the same9 and10th in relation to the satellite-like loading of abrasion particles.
BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIELPREFERRED EMBODIMENT
Den besten Gesamtüberblick über das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel geben die
Diese beiden Figuren zeigen jeweils einen aussagekräftigen Achsschnitt bzw. Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Schleifvorrichtung
Die Schleifvorrichtung
Der Leitring
Der Ringkanal
Dieses Fluid wird der Wirbelkammer
Die Wirbelkammer
Im Falle eines Chargenbetriebs, wie er von diesem Ausführungsbeispiel optional praktiziert wird, können die fertig gerundeten Partikel optional über das Sichterrad ausgetragen werden, vorzugsweise durch Absenken der Sichterraddrehzahl, womit eine Verringerung oder Aufhebung der Sperrwirkung des Sichterrads einhergeht. In diesem Fall besitzt die Schleifvorrichtung
Alternativ kann die Schleifvorrichtung einen oder mehrere zusätzliche Produktaustritte
Zweckmäßigerweise ist der zusätzliche Produktaustritt
Verfahrenstechnisch besteht auch die Möglichkeit, mit einem zumindest zeitweiligen Überdruck in der Schleifvorrichtung
Dadurch wird dann das Produkt aus den fertig verrundeten Partikeln nach Öffnen der Klappe oder des Ventils aus der Wirbelkammer herausgedrückt.This then pushes the product out of the rounded particles after opening the flap or valve out of the swirl chamber.
Die erfindungsgemäße Schleifvorrichtung
Dieser Ansatz kann beispielsweise beim sogenannten „Abtrennen von Satelliten“, etwa im Zusammenhang der Additiven Fertigung, zum Einsatz kommen. Unter Satelliten versteht man den eigentlichen Nutzpartikeln anhaftende kleine Partikel oder Abrieb, die bzw. der abzutrennen ist. Hier reicht es aus, das Produkt beispielsweise nur kurz (meist schleifend im Sinne der Erfindung) zu beanspruchen. Sobald die Satelliten abgetrennt sind, verändert sich die Partikelgröße des jeweiligen Nutzpartikels. Dann kann das Produkt aus den Nutzpartikeln den Sichter bei konstanter Sichterdrehzahl passieren.This approach can be used, for example, in the so-called “separation of satellites”, for example in connection with additive manufacturing. Satellite is understood to mean small particles or abrasion adhering to the actual useful particles, which has to be separated off. It is sufficient here to only briefly use the product, for example (mostly grinding in the sense of the invention). As soon as the satellites are separated, the particle size of the respective useful particle changes. Then the product of the useful particles can pass through the classifier at a constant classifier speed.
Zu erkennen am hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Nebenauslass über das Sichterrad
Das Sichterrad ist in bekannter Art und Weise gestaltet. Es besteht aus einer rotierenden Trommel. Typischerweise besteht diese ihrerseits aus zwei flankenbildenden Reifen, die über voneinander beabstandete, im Regelfall zur Rotationsachse parallele Stäbe bzw. Schaufeln miteinander verbunden sind.The classifier wheel is designed in a known manner. It consists of a rotating drum. Typically, this in turn consists of two flank-forming tires which are connected to one another by means of spaced-apart bars or blades which are generally parallel to the axis of rotation.
Über dieses Sichterrad
Gleichzeitig wird ein dem momentan neu eingeblasenen Fluidstrom - zumindest im Wesentlichen - entsprechender Fluidstrom als Sichterfluidstrom über das Innere des Sichterrades
Die Bearbeitung, d. h. das Schleifen, der Partikel zum Zwecke der Verrundung ihrer Außenkontur bzw. Außenoberfläche erfolgt dadurch, dass über die Blasöffnungen
Dabei umfasst die Schleifvorrichtung typischerweise eine Steuerung. Diese begrenzt die Strahlgeschwindigkeit der über die Blasöffnungen eingeblasenen Fluidstrahlen.The grinding device typically includes a controller. This limits the jet speed of the fluid jets blown in through the blow openings.
Die Begrenzung ist derart, dass die Partikel nicht so heftig zum Aneinanderprallen und/oder zum Anprall an das Gehäuse
Ein wesentlicher Bestandteil der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung ist ihre speziell gestaltete Blasvorrichtung.An essential part of the grinding device according to the invention is its specially designed blowing device.
Wie man am genausten an Hand der
Auf diese Art und Weise werden zwei tendenziell in entgegengesetzte Hauptströmungsrichtungen kreisende Fluidströmungen erzeugt. Zwischen diesen beiden Fluidströmungen stellt sich ein Strömungsbereich mit einer ausgeprägten Scherung ein, vgl. auch nochmals
Obwohl im vorliegenden Fall von der erfindungsgemäßen Schleifmaschine mit einer kinetischen Energie gearbeitet wird, die signifikant unter der kinetischen Energie liegt, wie sie bei einer Strahlmühle zum Einsatz kommt, entsteht eine unerwartet starke Schleifwirkung, wenn sich die Partikel in der besagten Art und Weise aneinander reiben.Although in the present case the grinding machine according to the invention works with a kinetic energy that is significantly lower than the kinetic energy used in a jet mill, an unexpectedly strong grinding effect arises when the particles rub against one another in the manner mentioned .
Dennoch findet ein Zertrümmern der Partikel nicht statt.However, the particles are not broken up.
Soweit es zum Bruch kommt, werden überwiegend nur Fragmente abgebrochen, deren mittlerer Durchmesser in vielen Fällen mindestens eine Zehnerpotenz kleiner ist als der mittlere Durchmesser des verbleibenden Partikels. Sobald ein Partikel keine scharfen Kanten mehr aufweist, findet im Wesentlichen kein weiteres Abbrechen mehr statt.As far as breakage occurs, mostly only fragments are broken off, the average diameter of which in many cases is at least a power of ten smaller than the average diameter of the remaining particle. As soon as a particle no longer has any sharp edges, there is essentially no further breaking off.
Günstig sind die Verhältnisse dann, wenn die ersten Blasöffnungen
Idealerweise sind die betreffenden ersten Blasöffnungen
Sinngemäß Gleiches gilt für die zweiten Blasöffnungen
Eine weitere bevorzugt anzuwendende Dimensionierungsregel ergibt sich aus
Bei ersten Arbeiten mit der erfindungsgemäßen Lösung hat sich herausgestellt, dass die Anzahl der Paare aus gegenläufigen Blasöffnungen
Besonders wirksam ist das Ganze, wenn die gleichsinnigen Blasöffnungen
Gut zu erkennen anhand der Figuren und insbesondere der
Erwähnenswert ist noch, dass die erfindungsgemäße Schleifvorrichtung kein Stand-Alone-Gerät sein muss. Vielmehr besteht die Möglichkeit, eine der bekannten Strahlmühlen, etwa des Typs Conjet aus dem Hause der Anmelderin, so zuzurüsten, dass sie zweckentfremdet als erfindungsgemäße Schleifmaschine eingesetzt werden kann.It is also worth mentioning that the grinding device according to the invention need not be a stand-alone device. Rather, it is possible to equip one of the known jet mills, such as the Conjet type from the applicant's house, in such a way that it can be used for purposes other than the grinding machine according to the invention.
Zu diesem Zweck wird ein mit der entsprechenden Bedüsung ausgerüsteter Leitring
Die hohe Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung zeigen die
Die
Demgegenüber zeigt die
Die
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- SchleifvorrichtungGrinding device
- 22nd
- Gehäusecasing
- 2a2a
- Deckelcover
- 33rd
- Leitring bzw. Düsenring, sofern mit Düsen ausgestattetGuide ring or nozzle ring, if equipped with nozzles
- 44th
- WirbelkammerVortex chamber
- 55
- RingkanalRing channel
- 5a5a
- FluideinlassFluid inlet
- 5b5b
- Fluidauslass oder zusätzlicher FluidauslassFluid outlet or additional fluid outlet
- 5c5c
- VentilValve
- 66
- PartikeleinlassParticle inlet
- 77
- SichterradClassifier wheel
- 88th
- schematisch angedeuteter Fluidstromkegel des eingeblasenen Fluids mit „Strahlaufweitung“schematically indicated fluid flow cone of the injected fluid with “jet expansion”
- 99
- erste Blasöffnungfirst blow opening
- 1010th
- zweite Blasöffnungsecond blow opening
- 1111
-
Ausbruch zur näheren Veranschaulichung einer gegenläufig orientierten Düse
12 mit einer zweiten Blasöffnung10 Outbreak for a more detailed illustration of an oppositely orientednozzle 12 with a second blow opening10th - 1212
- Düsejet
- LL
- Mittellängsachse bzw. Längsachse oder AchseCentral longitudinal axis or longitudinal axis or axis
- AA
- Winkelangle
- BB
- Winkelangle
- CC.
- BlasöffungspaarwinkelBlow pair angle
- VV
- VersatzOffset
- LLLL
- Mittellinie einer BlasöffnungCenter line of a blow opening
Claims (11)
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R012 | Request for examination validly filed | ||
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