DE1259686B - Strahlmuehle zum Zerkleinern von koernigen Feststoffen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B02c

Deutsche Kl.: 50 c-17/30

Nummer: 1 259 686

Aktenzeichen: B 76793 III/50 c

Anmeldetag: 15. Mai 1964

Auslegetag: 25. Januar 1968

Die Erfindung betrifft eine Strahlmühle zum Zerkleinern von körnigen Feststoffen.

Es ist bereits eine Strahlmühle vorgeschlagen, die aus zwei koaxialen Rohrabschnitten besteht, deren aneinanderstoßende Enden einen axialen Abstand voneinander aufweisen und der dadurch gebildete Ringspalt zum Einleiten eines Strömungsmediums von relativ hohem Druck dient.

Unter gewissen Umständen kann es bei Verwendung dieser Strahlmühle vorteilhaft sein, das Strömungsmedium in getrennten Strömen einzuleiten, um beispielsweise dem Mahlgutstrom eine rotierende Bewegung zu erteilen, wenn er durch die Strahlmühle geht. Das kann beispielsweise das Pulverisieren und Klassieren der zu pulverisierenden Feststoffe unterstützen, indem die größeren Teilchen gegen die Wand der Leitung geführt werden.

Diese rotierende Bewegung des Mahlgutstromes ist besonders bedeutsam, wenn die Pulverisiervorrichtung dieser Art in Verbindung mit einer Strahlmühle üblicher Bauart verwendet wird, die eine Reihe von Düsen zur Einführung eines Strömungsmediums unter hohem Druck entlang des Umf anges hat, jedoch zentrale Zuführ- und Austrittsöffnungen aufweist. Die Verwendung von zwei miteinander verbundenen Pulverisieranlagen ergibt eine doppeltwirksame Puvverisierung der in Teilchenform vorliegenden Feststoffe, was häufig erwünscht ist.

Es waren auch schon Injektoren bekannt, bei denen zwischen zwei einander zugeordneten Leitungen ein weiteres Strömungsmedium unter Druck zugeführt wird. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um Strahlmühlen der vorliegenden Art. Ferner war schon ein Injektor bekannt, bei dem zu vermählende Teilchen in das eine Ende des Injektors eingeführt und durch Einführung eines Strömungsmediums beschleunigt werden, ehe sie schließlich aus dem Ende des Geräts gegen einen Prallblock ausgestoßen werden. Hierbei erfolgt praktisch keine Vermahlung der Teilchen, während sie das Gerät durchlaufen.

Die erfindungsgemäße Strahlmühle zum Zerkleinern von körnigen Feststoffen, insbesondere von Titandioxydteilchen, mittels Strömungsenergie, bestehend aus einer Rohrleitung, die zwei koaxiale Rohrabschnitte aufweist, die Öffnungen für die Zufuhr eines Strömungsmediums bilden, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen für das Strömungsmedium in bereits vorgeschlagener Weise von den Stirnflächen der beiden miteinander fluchtenden, den gleichen Durchmesser aufweisenden Rohrabschnitten gebildet werden, wobei die einander zugekehrten Enden der Stirnflächen der Rohrabschnitte Strahlmühle zum Zerkleinern von körnigen
Feststoffen

Anmelder:

British Titan Products Company Limited,

Billingham, Durham (Großbritannien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann

und Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke, Patentanwälte,

8000 München 27, Möhlstr. 22

Als Erfinder benannt:
Walter Twist, Billingham;
Harold Edward Haigh,
Norton, Durham (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 25. Mai 1963 (20 736)

in axialer Richtung vorspringende Zähne aufweisen, die derart ineinandergreifen, daß zwischen den Stirnflächen der Zahnköpfe des einen Rohrabschnittes und den ihnen gegenüberliegenden Stirnflächen der Zahnlücken des anderen Rohrabschnittes Öffnungen verbleiben.

Die Leitungen sind vorzugsweise gerade Rohre von kreisförmigem Quetschnitt und weisen untereinander ähnlichen Querschnitt auf. Sie können jedoch auch elliptischen Querschnitt oder auch einen anderen Querschnitt haben und können gegebenenfalls durch gekrümmte Zufuhrrohre versorgt werden.

Leitungen mit einem Innendurchmesser im Bereich von 2,5 bis zu 31 cm, insbesondere im Bereich von 2,5 bis zu 15,5 cm, können verwendet werden.

Die Dicke der Wände der Leitungen muß ausreichen, um dem Druck des Strömungsmediums innerhalb der Leitungen zu widerstehen, und sie sollte auch vorzugsweise genügen, um eine gute Ausrichtung des zusammenpreßbaren Strömungsmediums, das durch die Öffnung zwischen den Leitungen eingeführt wird, zu ergeben.

709 720/280

3 4

Die Leitungen sind aus einem Material gefertigt Titandioxydpigment pulverisiert werden soll, erwies oder damit ausgekleidet, welches eine zufrieden- sich z. B. ein Abstand im Bereich von 2,7 bis etwa stellende Widerstandsfähigkeit gegenüber jedem ab- 8 mm als besonders geeignet.

schleifenden oder korrosiven Material besitzt, mit Um dem Strom der körnigen Feststoffe, die durch

dem es in Berührung kommen kann. 5 die Leitungen gehen, eine Rotationsbewegung zu ver-

Die Anzahl der Zähne kann gegebenenfalls variiert leihen· und auf diese Weise einen schraubenförmigen werden und hängt vom Durchmesser der Leitung ab, Weg für die zu pulverisierenden körnigen Feststoffe ist jedoch im allgemeinen bevorzugt so ausgebildet, zu schaffen, sind die Seitenflanken der ineinanderdaß sich so viele ineinandergreifende Zähne wie greifenden Zähne vorzugsweise so gerichtet, daß ihre möglich bilden, wobei die Festigkeit der Zähne, die io imaginären geradlinigen Verlängerungen nach innen Kosten der Herstellung und andere Ingenieurpro- tangential zu einem imaginären konzentrischen Kreis bleme in Betracht gezogen werden müssen. innerhalb der Rohrleitung verlaufen. Auf diese Weise

Beispielsweise erwies es sich im Fall von Leitungen verhilft die durch jede Öffnung eintretende Strövon 4,0 cm Innendurchmesser mit Wänden von mungsmasse dazu, daß die Drehbewegung auf den 12 mm Stärke als günstig, 16 gleichmäßig um die 15 Strom des körnigen Materials übertragen wird. Enden der Leitung in Abständen angeordnete Zähne Diese Rotationsbewegung unterstützt die Pulveri-

anzuordnen, die durch zwischen den Zähnen ange- sierung und Klassierung des körnigen Feststoffes, da ordnete Zahnlücken getrennt sind. Normalerweise die größeren Teilchen gegen die Wand der Leitung haben die Zähne eine flache Krone, ebenso wie die getrieben werden.

Grundflächen der gegenüberliegenden Zahnlücken, 20 Falls der rotierende Strom des zu pulverisierenden in die die Zähne vorspringen. körnigen Materials zu einer üblichen Strahlmühle mit

Vorzugsweise ist der Zwischenraum zwischen den zentralen Zufuhr- und Austrittsöffnungen geführt Flanken der Zähne, wenn sie ineinander eingreifen, wird, während er sich zusätzlich schraubenförmig beso gering wie möglich, soweit sich dies mit der Längs- wegt, ist diese Klassierung auf Grund der Rotation bewegung und der Ausdehnung während des Ge- 25 des Stromes von besonderem Wert, da schwerere brauchs in Übereinstimmung bringen läßt. Teilchen, welche eine weitere Pulverisierung erforder-

Die Hauptöffnungen für die Einführung des unter lieh machen, vorzugsweise nach außen gegen den Druck stehenden Strömungsmediums in die Leitung Umfang der zweiten Strahlmühle geschleudert werliegt vorzugsweise zwischen den Stirnflächen der den. Andererseits verbleiben die feineren Teilchen in Zähne eines Rohrabschnittes und den Stirnflächen 30 der Mitte der Mühle und gelangen auf einem kürzeder gegenüberstehenden Zahnlücken, in die diese ren Weg zur Austrittsöffnung.

Zähne in den anderen Rohrabschnitt vorspringen. Mühlen mit einer zentralen Zufuhröffnung sind

Auf diese Weise ist sichergestellt, daß das Strömungs- normalerweise mit einer Abweisplatte versehen, um medium in die Leitung im wesentlichen mit der sämtliches einkommende Material, das pulverisiert Breite des Zahnkopfes als Strom eintritt und seme 35 werden soll, zum Außenrand der Vorrichtung abbreiteste Abmessung in der Querschnittsebene der zulenken. Wenn der Beschickung erfindungsgemäß Leitung hat, so daß mit Strömen der anderen Öffnun- eine Rotationsbewegung überlagert wird, können dergen ein Schleier des Strömungsmediums gebildet artige Abweisplatten überhaupt entfallen, wird, durch den das Mahlgut geführt werden muß. Das zwischen den benachbarten Enden der Lei-

Infolge der Öffnungen zwischen den Zahnköpfen und 40 tungen eingeführte Strömungsmedium besteht vorden gegenüberliegenden Zahnlücken bildet das Strö- zugsweise aus Dampf, obwohl andere Fluide, insmungsmedium zwei Schleier, die durch die Länge der besondere Gase, wie z. B. Luft, verwendet werden Zähne getrennt sind. können.

Die Zahnköpfe und die gegenüberliegenden Zahn- Der Druck, mit dem das Strömungsmedium zu-

lücken können rechtwinklig zur Längsachse der 45 geführt wird, kann variieren und hängt z. B. von dem Leitung verlaufen oder sie können so ausgebildet zu pulverisierenden Material ab. Im Fall von Titansein, daß der Strahl des Strömungsmediums, das dioxydpigmenten wird vorteilhaft Dampf mit einem zwischen den Rohrabschnitten eingeführt wird, in Druck im Bereich von etwa 10,0 bis 225 atü, inseinem schrägen Winkel zu dieser Achse gerichtet ist. besondere 36 bis 150 atü, verwendet. Vorzugsweise Insbesondere sind die Enden dieser Leitung Vorzugs- 50 wird überhitzter Dampf verwendet, dessen Überweise so ausgebildet, daß sich eine Geschwindigkeits- hitzung ausreicht, um eine übermäßige Kondensation komponente in derselben Richtung wie die Strömung in der Vorrichtung zu verhüten, aber trotzdem keine des körnigen Materials durch die Leitung ergibt, so zu hohe Temperatur ergibt, damit keine undaß die Bewegung des körnigen Materials durch die erwünschte Abkühlung des Pigments vor der Ver-Pulverisiervorrichtung unterstützt wird, wenn das 55 packung erforderlich wird.

Strömungsmedium eingeführt wird. Andererseits Vorzugsweise liegt ferner das Verhältnis des

kann das Strömungsmedium so gerichtet werden, daß Druckes an der Außenseite der Leitung zu dem sich eine Bewegungskomponente in der entgegenge- Druck innerhalb der Leitung im Bereich von etwa setzten Richtung zu derjenigen der Strömung des kör- 2:1 bis 50 : 1, insbesondere im Bereich von 5: 1 nigen Materials ergibt, so daß ζ. B. Turbulenz erzeugt 60 bis 20 : 1. Gewünschtenfalls kann eine Vorrichtung wird. zur Erzeugung von vermindertem Druck, beispiels-

Vorzugsweise bilden die aneinanderstoßenden weise eine Saugpumpe, an der Auslaßöffnung der Enden der Leitungen einen Winkel zwischen 45 und Mühle angeschlossen werden, um derartige Druckver-90° zur Längsachse der Rohrleitung. Der axiale Ab- hältnisse zu erhalten.

stand zwischen den Zahnköpfen und den gegenüber- 65 Das zu pulverisierende Material wird im allliegenden Zahnlücken, in die die Zähne vorspringen, gemeinen in das offene Ende einer Leitung, d. h. das liegt vorzugsweise im Bereich von 1,2 bis 12 mm. entgegengesetzte Ende zu derjenigen, die an die andere Wenn feinteiliges Titandioxyd zur Herstellung von Leitung anstößt, mittels üblicher Vorrichtungen ein-

gespeist, beispielsweise mittels eines Dampfinjektors, bei dem das Material einer Dampfdüse zugeführt wird, aus der es durch eine Öffnung mit vermindertem Querschnitt in die Leitung geführt wird.

Die erfindungsgemäße Strahlmühle kann auch in senkrechter Stellung angeordnet werden, so daß das Material auf Grund der Schwerkraft in die Leitung fallen kann. Dieses Verfahren kann besonders wirksam gestaltet werden, falls die aneinanderstoßenden Enden der Leitung so geformt sind, daß sich für das zwischen diesen Enden eingeführte komprimierbare Strömungsmedium eine Geschwindigkeitskomponente in der gleichen Richtung ergibt, wie sie die Strömung des körnigen Materials durch die Vorrichtung aufweist.

Gewünschtenfalls können zwei oder mehr der erfindungsgemäßen Strahlmühlen in Reihe geschaltet werden, so daß sich eine besonders gute Pulverisierung ergibt.

F i g. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer so Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 2 zeigt eine Stirnansicht einer Leitung.

Die beiden Rohrabschnitte 1 und 2 sind mit ineinandergreifenden Zähnen 3 ausgebildet, die Öffnungen 4 zwischen den Zahnköpfen 5 des einen Rohrabschnittes und den Zahnlücken 6 des anderen Rohrabschnittes bilden. Die Abstände der beiden Rohrabschnitte werden durch Einsetzen eines Distanzstückes 7 zwischen Flanschen 8 der beiden Rohrabschnitte aufrechterhalten. Das Distanzstück bildet zusammen mit den Flanschen 8 einen Ringraum 9, zu dem Dampf oder ein anderes unter Druck stehendes Gas durch eine öffnung 10 zugeführt wird. Das Distanzstück wird durch Bolzenil festgehalten, welche das Abstandsstück und die Flansche durchdringen. Falls die öffnungen 4 verändert werden sollen, wird das Distanzstück durch ein anderes mit entsprechender Länge ersetzt.

Der Abstand zwischen den Zahnköpfen und den gegenüberliegenden Zahnlücken kann aber auch, wie dargestellt, stetig einstellbar sein, ohne daß ein Distanzstück ersetzt werden muß. Zu diesem Zweck ist der Rohrabschnitt 2 langer als der Rohrabschnitt 1, und der Flansch 8 ist auf ihm gleitend angeordnet und zu einer Abdichtbuchse 13 verlängert, die mit einem Dichtungsflansch 14 mittels Bolzen 15 zusammenwirkt, wodurch zwischen den Oberflächen 16 und 17 ein komprimierbares Material zusammengepreßt wird und somit ein dichter Verschluß auf der Oberfläche des Rohrabschnittes 2 entsteht.

Die axiale Bewegung des Rohrabschnittes 2 und eine entsprechende Einstellung der Öffnungen 4 wird durch einen weiteren Flansch 23 bewirkt, der auf dem Rohrabschnitt 2 befestigt ist und mittels Bolzen 21, von denen nur einer gezeigt ist, mit dem Flansch 8 der Abdichtbuchse 13 verbunden ist. Zwei Muttern 19 und 20, die auf die Flächen 22 und 23 des Flansches 23 wirken, halten den Rohrabschnitt in der gewünschten Lage. Durch Verstellen der beiden Muttern 19 und 20 kann der axiale Abstand der beiden Rohrabschnitte 1 und 2 in einfacher Weise verändert werden. Ein Endflansch 12 dient zum Anschluß des Rohrabschnittes 2 an das übrige Leitungssystem.

In F i g. 2 ist der Zahn 5 mit den Zahnlücken 6 gezeigt. Die imaginären Verlängerungslinien 25 verlaufen von den Seitenflanken der Zähne zum Inneren der Leitung und bilden Tangenten zu einem imaginären Kreis 26, der mit der Längsachse der Leitung konzentrisch, jedoch von kleinerem Durchmesser als der Innendurchmesser der Leitung ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Strahlmühle zum Zerkleinern von körnigen Feststoffen, insbesondere von Titandioxydteilchen, mittels Strömungsenergie, bestehend aus einer Rohrleitung, die zwei koaxiale Rohrabschnitte aufweist, die öffnungen für die Zufuhr eines Strömungsmediums bilden, dadurchgekennzeichnet, daß die öffnungen für das Strömungsmedium in bereits vorgeschlagener Weise von den Stirnflächen der beiden miteinander fluchtenden, den gleichen Durchmesser aufweisenden Rohrabschnitten gebildet werden, wobei die einander zugekehrten Enden der Stirnflächen der Rohrabschnitte in axialer Richtung vorspringende Zähne (3) aufweisen, die derart ineinandergreifen, daß zwischen den Stirnflächen der Zahnköpfe (5) des einen Rohrabschnittes (1) und den ihnen gegenüberliegenden Stirnflächen der Zahnlücken (6) des anderen Rohrabschnittes (2) Öffnungen (4) verbleiben.

2. Strahlmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

3. Strahlmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflanken der ineinandergreifenden Zähne (3) so gerichtet sind, daß ihre imaginären geradlinigen Verlängerungen (25) nach innen tangential zu einem imaginären, konzentrischen Kreis (26) innerhalb der Rohrleitung (1, 2) verlaufen.

4. Strahlmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der Zahnköpfe (5) und der Zahnlücken (6) derart verlaufen, daß sie einen Winkel zwischen 45 und 90° zur Längsachse der Rohrleitung bilden.

5. Strahlmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand zwischen den Zahnköpfen und den gegenüberliegenden Zahnlücken zwischen 1,2 und 12,0 mm, vorzugsweise zwischen 2,5 und 8,0 mm, beträgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 637 650;
belgische Patentschrift Nr. 615 852;
britische Patentschriften Nr. 487 025, 546 474;
USA.-PatentschriftNr. 2 821 346.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 720/280 1.68 © Bundesdruckerei Berlin