DE1239548B

DE1239548B - Crushing device, in particular for crushing heat-sensitive grist

Info

Publication number: DE1239548B
Application number: DE1962W0031413
Authority: DE
Inventors: Guenter Wolf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-01-04
Filing date: 1962-01-04
Publication date: 1967-04-27

Description

Zerkleinerungsvorrichtung, insbesondere zum Zerkleinern von wärmeempfindlichen Mahlgütern Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsvorrichtung, in der die Zerkleinerung innerhalb einer fluidierten Mahlgutschicht (sogenannten Wirbelschicht) vollzogen wird, deren Feststoffkomponente das Mahlgut selbst bildet.Crushing device, in particular for crushing heat-sensitive Ground material The invention relates to a comminution device in which the comminution within a fluidized grist layer (so-called fluidized bed) whose solid component forms the grist itself.

Wirbel- und Fließschichten entstehen bekanntlich dann, wenn in einem Gefäß mit luftdurchlässigem Boden eine lose Materialschüttung von geeigneter Körnung von unten her mit einem Glas durchströmt wird, wobei die Materialschüttung den Charakter einer Flüssigkeit annimmt, d. h., Gegenstände können mehr oder weniger mühelos eingetaucht werden, und zugeführtes Material entsprechender Körnung häuft sich nicht an der Zufuhrstelle an, sondern verteilt sich rasch, wobei die Gesamtoberfläche der Wirbelschicht entsprechend ansteigt.As is well known, fluidized and flowing layers arise when in one Vessel with air-permeable bottom a loose material bed of suitable grain size a glass flows through it from below, the bulk of the material giving the character accepts a liquid, d. That is, objects can be immersed more or less effortlessly and material of the appropriate grain size does not accumulate on the Feed point at, but distributes itself rapidly, with the total surface area of the fluidized bed increases accordingly.

Diese Gegebenheiten sind bekannt, und man benutzt auch derartige Wirbelschichten schon zu den verschiedensten Zwecken, beispielsweise beim sogenannten Wirbelsinterverfahren und beim Transport pulvriger bzw. körniger Produkte, die durch »Aufwirbeln« fließfähig und damit leicht transportfähig gemacht werden können.These conditions are known and such fluidized beds are also used for a wide variety of purposes, for example in the so-called fluidized bed sintering process and when transporting powdery or granular products that can flow by being "whirled up" and can therefore be made easily transportable.

Mahlverfahren und Vorrichtungen, bei denen das Mahlgut mehr oder weniger aufgelockert Mahlelementen zugeführt bzw. mit diesen in Kontakt gebracht wird, sind an sich bekannt.Grinding methods and devices in which the grist is more or less loosened grinding elements are supplied or brought into contact with them known per se.

Bei diesen bekannten Vorrichtungen arbeiten Mahlelemente, wie Zylinderscheiben, Stabkäfige, völlig in die Mahlgutmasse eingetaucht, die durch von unten eingeblasene Luft lediglich aufgelockert wird. Die Ausbildung einer Wirbelschicht im Sinn einer »Halbflüssigkeit« kann dabei nicht erfolgen, da dies die eingetauchten Mahlelemente nicht zulassen.In these known devices, grinding elements, such as cylindrical disks, Rod cages, completely immersed in the grist, the one blown in from below Air is only loosened. The formation of a fluidized bed in the sense of a "Semi-liquid" cannot take place here, as this is the case with the immersed grinding elements not allow.

Eine vorteilhafte Gesamtaufwirbelung des Mahlgutes zu einer Wirbelschicht ist also bei diesen bekannten Vorrichtungen nicht möglich, In einer solchen Wirbelschicht reiben sich gleichzeitig alle Mahlgutteilchen gegenseitig, und es werden aus ihr ständig und in ihrem gesamten Bereich alle auf die gewünschte Feinheit gebrachten Teilchen ausgetragen, ohne daß es dabei zum Austrag von zu groben Teilchen kommt, die bei bekannten Vorrichtungen durch besondere Maßnahmen abgetrennt und in den Mahlbereich zurückgeführt werden müssen.An advantageous total fluidization of the ground material to form a fluidized bed is therefore not possible with these known devices, in such a fluidized bed all grist particles rub against each other at the same time, and it becomes from her constantly and in their entire area, all brought to the desired fineness Particles discharged without the discharge of too coarse particles separated by special measures in known devices and in the Grinding area must be returned.

Ebenso sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, bei denen Gasströme hoher Geschwindigkeit, die die Zerkleinerung bewirken, in Mahlgutschüttungtm gerichtet werden.Methods and devices are also known in which gas flows high speed, which cause the comminution, directed in Mahlgutschüttungtm will.

Diese bekannten Verfahren und Vorrichtungen erfordern jedoch in vielen Fällen noch verschleißunterworfene Prallelemente. In manchen Fällen wird einerseits mit einer zu geringen, andererseits mit zu großer Packungsdichte im Hinblick auf eine intensive Zerkleinerungswirkung gearbeitet.However, these known methods and devices require many Cases still subject to wear impact elements. In some cases, the one hand with too little, on the other hand with too great a packing density with regard to an intensive crushing effect worked.

Gemäß der Erfindung wird nun gegenüber den bekannten Verfahren und Vorrichtungen in einer eine Wirbelschicht enthaltenden Vorrichtung die Zerkleinerung derart durchgeführt, daß die Mahlelemente, wie rotierende horizontale Stiftscheiben, Gasstrahldüsen od. dgl., im Bereich der Oberfläche des fluidierten Mahlgutbettes angeordnet sind.According to the invention is now compared to the known method and Devices in a device containing a fluidized bed, the comminution carried out in such a way that the grinding elements, such as rotating horizontal pin disks, Gas jet nozzles or the like in the area of the surface of the fluidized grist bed are arranged.

In vorteilhafter Weise wird dabei mit dem durch die Wirbelschicht strömenden Gas das Feingut sofort aus der Wirbelschicht und damit aus dem Mahlbereich herausgeführt. Von vornherein im Aufgabegut enthaltenes Feingut wird demgemäß ebenfalls sofort entfernt und belastet nicht den Mahlvorgang.In an advantageous manner, this is done with the through the fluidized bed flowing gas immediately removes the fine material from the fluidized bed and thus from the grinding area led out. Fine material contained in the feed material from the start is accordingly also removed immediately and does not burden the grinding process.

Vermittels des ständig durch das Mahlgut strömenden Gases vollzieht sich die Vermahlung bei gleichbleibend normalen Temperaturen, während bei den meisten herkömmlichen Mahlverfahren die Mühlen und das Mahlgut durch Wärmebildung stark belastet sind, so daß mitunter besondere Maßnahmen zur Kühlung getroffen werden müssen, um überhaupt eine Vermahlung temperaturempfindlicher Güter durchführen zu können.By means of the gas that constantly flows through the grist the grinding takes place at consistently normal temperatures, while at most conventional grinding processes, the mills and the grist are strong due to the generation of heat are contaminated, so that sometimes special cooling measures are taken have to be able to grind temperature-sensitive goods at all can.

Eine Mahlbahn im üblichen Sinn oder ein druck-oder verschleißfester Behälter ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorteilhafterweise überhaupt nicht vorhanden und notwendig, da die zu zerkleinernden Teilchen, vom eingetauchten Mahlorgan angesaugt, unmittelbar in die Wirbelschicht geschleudert werden, wo eine zusätzliche gegenseitige Zerkleinerung der Mahlgutteilchen erfolgt. Es ist jedoch möglich, irgendwelche Prallflächen ebenfalls in die Wirbelschicht einzutauchen und rings um das Mahlorgan anzuordnen. Diese Vorrichtung ist gegen Fremdkörper nahezu unempfindlich, da gegebenenfalls schwere oder schwer mahlbare Teile in der Wirbel- Schicht auf den Boden sinken und das Mahlorgan nicht gefährden können.A grinding track in the usual sense or a pressure-resistant or wear-resistant one In the device according to the invention, the container is advantageously at all not present and necessary because the particles to be crushed, from immersed Sucked in grinding organ, thrown immediately into the fluidized bed, where a additional mutual comminution of the grist particles takes place. However, it is possible to also immerse any baffles in the fluidized bed and to be arranged around the grinding organ. This device is almost against foreign objects insensitive, as there may be heavy or difficult-to-grind parts in the vortex layer sink to the bottom and cannot endanger the grinding organ.

Weiterhin kann eine solche Vorrichtung, abgesehen von den Lagerungsteilen für das Mahlorgan, vorteilhaft in relativ dünnem Blech sehr leicht ausgeführt sein, da das Gehäuse keinen Belastungen unterworfen ist. Ja selbst eine Ausführung des Behälters mit durchsichtigem Material, wie Plexiglas, wäre zumindest teilweise möglich, was eine Beobachtung der Wirbelschichthöhe zuließe, insbesondere beim Anfahren einer Vermahlung, um Luftzufuhr, Schichthöhe und Mahlgutzufuhr vorteilhaft steuern zu können.Furthermore, such a device, apart from the storage parts for the grinding organ, advantageously be made very light in relatively thin sheet metal, since the housing is not subjected to any loads. Yes even an execution of the Container with transparent material, such as plexiglass, would be at least partially possible, which would allow an observation of the fluidized bed height, especially when starting a Grinding to control air supply, layer height and grist supply in an advantageous manner can.

Auch können beispielsweise in einem entsprechend großen Wirbelschichtgefäß mehrere Mahlorgane angeordnet sein.Also, for example, in a correspondingly large fluidized bed vessel several grinding organs can be arranged.

Die Zerkleinerung kann dabei unter Verwendung bekannter Mahlelemente in entsprechender Anpassung an die Eigenart der Vorrichtung erfolgen. So ist es beispielsweise auch möglich, hierbei das bekannte Strahlmahlverfahren zur Anwendung zu bringen, bei dem das Mahlgut Gasstrahlen von hoher Geschwindigkeit zugeführt wird.The comminution can be carried out using known grinding elements take place in appropriate adaptation to the nature of the device. That's the way it is For example, it is also possible to use the known jet milling process here in which the grist is fed with high-speed gas jets will.

Voraussetzung für eine Zerkleinerung in dieser Vorrichtung ist nur, daß es sich bei dem zu zerkleinernden Material um ein solches handelt, mit dem sich eine Wirbelschicht herstellen läßt, und daß demgemäß das Mahlgut zunächst auf eine geeignete Korngröße vorgebrochen wird, was eine in der Zerkleinerungstechnik ohnehin oft geübte und häufig notwendige Maßnahme ist, um entweder das Mahlgut fein dosieren zu können, weil die Aufgabeöffnung der Mahlguteinrichtungen dies verlangt oder weil sich ein befriedigender Mahlgutaufschluß nur stufenweise erreichen läßt.The only prerequisite for comminution in this device is that the material to be crushed is one with which can produce a fluidized bed, and that accordingly the grist initially on a suitable grain size is pre-crushed, which is already a common practice in crushing technology A measure that is often practiced and often necessary is either to fine-tune the grist to be able to because the feed opening of the grinding stock facilities requires this or because a satisfactory grist digestion can only be achieved in stages.

Wirbelschichten können mit Feststoffen mit einer Körnung von beispielsweise etwa 0,05 bis 1 mm aufrechterhalten werden, bei mengenmäßig relativ kleinen, eingeblasenen und aufwärts strömenden Gasmengen.Fluidized beds can contain solids with a grain size of, for example about 0.05 to 1 mm can be maintained, with relatively small amounts of blown and quantities of gas flowing upwards.

Die Zusammenhänge zwischen Schichthöhe, Druckabfall, Hohlraumvolumen, Durchströmgeschwindigkeit in Abhängigkeit von Korngröße und -form und Schüttvolumen sind bekannt. Störungen dieser Wirbelschichten können auftreten durch sogenannte Pfropfenbildung mit Durchschlag und Kanalbildung, die jedoch bei einer Zerkleinerung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung von wenig ausschlaggebender Bedeutung sind, da die Wirbelschicht ohnehin im Bereich des eingetauchten Mahlorgans bis zu einem gewissen Grad Störungen erfährt, die hier jedoch auf das zu erzielende Ergebnis einer Feinstmahlung ohne Einfluß bleiben.The relationships between layer height, pressure drop, cavity volume, Flow rate depending on grain size and shape and bulk volume are known. Disturbances of these fluidized beds can occur through so-called Plug formation with breakthrough and channel formation, which, however, occurs during crushing are of little importance in the device according to the invention, since the fluidized bed anyway in the area of the immersed grinding organ up to one experiences a certain degree of interference, but this affects the result to be achieved a fine grinding remain without influence.

Zur näheren Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind nachfolgend erläuterte Ausführungsbeispiele derartiger Vorrichtungen zeichnerisch dargestellt. In dieser Darstellung zeigt die F i g. 1 schematisch ein Wirbelschichtgefäß mit von oben in die Wirbelschicht eingetauchtem Mahlorgan, F i g. 2 eine Anordnung, bei der das Mahlorgan in einer Lagerung gehalten ist, die von unten in die Wirbelschicht ragt, F i g. 3 eine Anordnung gemäß F i g. 2, bei der mehrere Mahlorgane in einem Gefäß angeordnet sind, F i g. 4 Ausführungsmöglichkeiten der in die Wirbelschicht einzutauchenden Mahlorgane.For a more detailed explanation of the device according to the invention are given below Illustrated embodiments of such devices illustrated in the drawing. In this illustration, FIG. 1 schematically a fluidized bed vessel with from above in the fluidized bed immersed grinding element, FIG. 2 an arrangement, in which the grinding element is held in a storage that enters the fluidized bed from below protrudes, F i g. 3 shows an arrangement according to FIG. 2, in which several grinding organs in one Vessel are arranged, F i g. 4 possible designs for the fluidized bed grinding organs to be immersed.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem in seinem Aufbau bekannten Wirbelschichtgefäß. Ein solches Gefäß besteht aus einem unteren Luftverteilerkasten 1 mit Luftanschluß 2 und dem eigentlichen Wirbelschichtaufnahmebehälter 3. Diese beiden über den vollen Querschnitt offenen Teile werden lösbar mit Flanschen 4, 5 zusammengesetzt. Zwischen diesen Flanschen 4, 5 befindet sich ein Zwischenboden 6 aus zwei grob gelochten Blechen mit sich entsprechenden Lochungen, wobei zwischen den Blechen ein luftdurchlässiges Gewebe, wie Nylon od. dgl., über den ganzen Querschnitt eingelegt wird, damit ein über den ganzen Behälterquerschnitt möglichst gleichmäßiger Luftdurchlaß erzielt wird.The device according to the invention consists essentially of one fluidized bed vessel known in its structure. Such a vessel consists of one lower air distribution box 1 with air connection 2 and the actual fluidized bed receptacle 3. These two parts, which are open over the full cross-section, can be detached with flanges 4, 5 composed. An intermediate floor is located between these flanges 4, 5 6 made of two roughly perforated sheets with corresponding perforations, with between the metal sheets an air-permeable fabric, such as nylon od. The like., Over the entire cross-section is inserted so that it is as even as possible over the entire cross-section of the container Air passage is achieved.

An einer Seitenwand des Behälters 3 ist eine Mahlgutzufuhröffnung 7 mit Aufgabetrichter 8 vorgesehen, der durch eine Zellenschleuse od. dgl. verschlossen sein kann. Die Mahlgutzufuhr kann aber auch kurz unterhalb der Wirbelschichtoberfläche erfolgen, so daß die Anordnung einer Zellenschleuse nicht notwendig ist.On a side wall of the container 3 is a grinding material supply opening 7 is provided with a feed hopper 8 which is closed by a cell lock or the like can be. The millbase can also be supplied just below the surface of the fluidized bed take place so that the arrangement of a cell lock is not necessary.

Zur Entleerung des Behälters 3 kann dieser mit einer unmittelbar über dem Zwischenboden 6 befindlichen Öffnung versehen sein, die einfach durch einen Schieber 9 verschlossen ist.To empty the container 3, this can with a directly over the intermediate bottom 6 located opening be provided, which can be easily accessed by a Slide 9 is closed.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform ist das Mahlorgan 10 von oben in den Oberflächenbereich der Wirbelschicht 11 eingetaucht und wird von einem Motor 12 angetrieben. Der Motor kann dabei auch außerhalb der Staubabzugshaube 13 angeordnet sein. Eine staubdichte Kapselung ist dann nicht erforderlich. Die Lagerung des Antriebs und des Mahlelementes erfolgt zweckmäßigerweise auf einem vom Gefäß 1, 3 gesonderten Lagerbock 21. Bei entsprechend stabiler Dimensionierung des Gefäßes könnte die Lagerung selbstverständlich auch unmittelbar am Gefäß erfolgen.In the case of the in FIG. In the embodiment shown in FIG. 1, the grinding element 10 is immersed from above into the surface area of the fluidized bed 11 and is driven by a motor 12. The motor can also be arranged outside the dust extractor hood 13. Dust-tight encapsulation is then not necessary. The drive and the grinding element are expediently mounted on a bearing block 21 separate from the vessel 1, 3. If the vessel is suitably dimensioned, it could of course also be mounted directly on the vessel.

Die Wegführung und Abscheidung des Feingutes erfolgt durch die Abzugshaube 13, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Gebläses 14, hinter dem dann ein Abscheider, wie Zyklon oder Filtergerät, angeordnet ist. Bei Verwendung eines Gebläses 14 empfiehlt es sich, einen Zuluftschieber 15 vorzusehen, der eine Steuerung der Absaugung ermöglicht.The removal and separation of the fine material takes place through the extractor hood 13, optionally with the interposition of a fan 14, behind which then a Separator, such as cyclone or filter device, is arranged. When using a blower 14, it is advisable to provide a supply air slide 15 that controls the Suction made possible.

Die Vorrichtung gemäß F i g. 2 zeigt insofern eine Abänderung gegenüber der gemäß F i g. 1, als hier die Lagerung und der Antrieb des Mahlementes von unten durch den Zwischenboden 6 hindurch erfolgt. Das Gefäß 3 ist hierbei hinsichtlich einer Steuermöglichkeit für die Abzugsgeschwindigkeit der Luft oberhalb der Wirbelschicht mit einer Erweiterung 16 ausgestattet, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit des die Wirbelschicht durchströmenden Gases über der Schicht verkleinert wird.The device according to FIG. 2 shows a modification to this according to FIG. 1, as here the storage and the drive of the grinding element from below takes place through the intermediate floor 6. The vessel 3 is here with regard to a control option for the withdrawal speed of the air above the fluidized bed equipped with an extension 16, whereby the flow rate of the the gas flowing through the fluidized bed is reduced in size above the bed.

Zuluftöffnungen 20 für das Gebläse können auch im Bereich der Erweiterung 16 angeordnet sein, womit allen Steuerbedürfnissen hinsichtlich der Luftgeschwindigkeit Rechnung getragen ist.Inlet air openings 20 for the fan can also be in the area of the expansion 16 be arranged, bringing all control needs in terms of air speed Is taken into account.

Die Ausführung in F i g. 3 entspricht grundsätzlich denen der bereits beschriebenen, nur daß hierbei mehrere Mahlelemente innerhalb der Wirbelschicht 11 vorgesehen sind.The embodiment in FIG. 3 basically corresponds to those already described, only that here several grinding elements within the fluidized bed 11 are provided.

In F i g. 4 sind beispielsweise Mahlelementausführungsformen dargestellt, die vorzugsweise als offene und abgedeckte Stiftscheiben ausgebildet sind, wobei die Abdeckungen 17 Ringform haben und damit in Scheibenmitte eine Mahlguteintrittsöffnung aufweisen. Die Scheiben 18 können Durchbrechungen für einen unmittelbaren Luftdurchtritt aufweisen. Die Mahlelemente sind in Lagerungen 19,19' gelagert.In Fig. 4, for example, grinding element embodiments are shown, which are preferably designed as open and covered pin disks, wherein the covers 17 have a ring shape and thus have a grist inlet opening in the middle of the disk exhibit. The discs 18 can have openings for an immediate Have air passage. The grinding elements are stored in bearings 19, 19 '.

Claims

Claims: 1. Device for comminuting, in particular of heat-sensitive grist, consisting of a fluidized bed vessel with gas permeable Bottom-shaped container in which grinding elements are in a fluidized state offset regrind act and the fines gas extractor leading to a separator is provided, characterized in that the grinding elements, such as rotating horizontal ones Pin disks (10), gas jet nozzles or the like, in the area of the surface of the fluidized Mahlgutbettes (11) are arranged.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the bearing (19) of the grinding elements (10) is arranged above the grinding material bed (11) is.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the storage of Grinding elements (10) is arranged at the bottom of the fluidized bed vessel (3).

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the grinding members (10) are axial are adjustable.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the fluidized bed container (3) above the grist bed (11) with an enlarged cross-section (16) is formed and has air inlet openings (20) in the area of the expansion. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 400 307, 918 185, 598,421; French Patent No. 819 124; U.S. Patents No. 1791,100, 2,587,609; Journal »Chemie-Ingenieur-Technik«, 1952, pp. 60 to 81.