DE19853766C2

DE19853766C2 - Grinding bowl with ceramic lining

Info

Publication number: DE19853766C2
Application number: DE1998153766
Authority: DE
Inventors: Erwin Weber
Original assignee: Erich Netzsch GmbH and Co Holding KG
Current assignee: Erich Netzsch GmbH and Co Holding KG
Priority date: 1998-11-21
Filing date: 1998-11-21
Publication date: 2001-05-03
Anticipated expiration: 2018-11-22
Also published as: DE19853766A1

Description

Die Erfindung nach Anspruch 1 betrifft einen Mahlbehälter für eine Rührwerksmühle mit einer äußeren Gehäusewand und einer inneren aus keramischen Materialien oder vergleichbaren Hartstoffen, wobei die innere Gehäusewand in Bezug auf die zulässige Biegebeanspruchungen aus mehreren Wandteilen besteht, und Abstandselemente aus elastischem Material zwischen der äußeren und inneren Gehäusewand angeordnet sind.The invention according to claim 1 relates to a grinding container for an agitator mill with an outer housing wall and one inner of ceramic materials or comparable hard materials, the inner housing wall in relation to the permissible bending stresses consists of several wall parts, and spacers made of elastic material are arranged between the outer and inner housing wall.

Aus der EP 0 299 529 A2 ist eine Mühle mit einem doppelwandigen Mahlbehälter bekannt. Die äußere Wand des Mahlbehälters besteht aus einem hohlen Metallzylinder, während die innere Wand aus hochverschleißfestem Material in Form von Ringen zusammengesetzt ist. Als Material finden Nitrid- oder Carbid- Verbindungen Einsatz. Aus den dargestellten Ausführungsbeispielen sind zahlreiche Möglichkeiten bekannt, wie die Ringe untereinander in Verbindung stehen können. Diese Möglichkeiten reichen von formschlüssigen Nut- und Federverbindungen bis hin zu kraftschlüssigen Klebeverbindungen anhand derer die Ringe direkt miteinander oder mittels Bandagen verbunden sind. Zur Abführung der während des Mahlvorgangs erzeugten Prozeßwärme werden die Ringe entweder direkt mit Kühlmittel gekühlt oder indirekt von Kühlmittel, das in Kühlmittelkanälen an der Innen- oder Außenseite des Mahlbehälters zirkuliert. EP 0 299 529 A2 describes a mill with a double-walled grinding container known. The outer wall of the grinding bowl consists of a hollow one Metal cylinder, while the inner wall is made of highly wear-resistant material Form of rings is composed. Nitride or carbide Connections use. Are from the illustrated embodiments Numerous ways are known of how the rings connect to each other can stand. These options range from form-fitting groove and Spring connections up to non-positive adhesive connections based on these the rings are connected directly to one another or by means of bandages. For removal the process heat generated during the grinding process becomes the rings either cooled directly with coolant or indirectly from coolant contained in Coolant channels circulated on the inside or outside of the grinding container.

Der DE 44 01 384 A1 ist eine Rührwerksmühle mit einem Mahlbehälter zu entnehmen, der aus einer äußeren Metallwand und einer inneren Wand aus mehreren aus einem Hartstoff gebildeten Ringen besteht. Zwischen der äußeren und inneren Wand verläuft ein Kanal zur Kühlung des Mahlraumes. Zur Führung des Kühlmittels sind Kühlrippen in den Kanal eingesetzt, die aus Metall oder aus einem elastischen Material wie Gummi bestehen können.DE 44 01 384 A1 shows an agitator mill with a grinding container, that of an outer metal wall and an inner wall of several from one Rings made of hard material. A runs between the outer and inner wall Channel for cooling the grinding chamber. Cooling fins are in the to guide the coolant Channel used, which is made of metal or an elastic material such as rubber can exist.

Treten beispielsweise bei dieser Auskleidung des Mahlbehälters mit keramischen Ringen Temperaturunterschiede an oder in den Ringen auf, werden Biegespannungen erzeugt. Aufgrund der starren Verbindung der keramischen Ringe untereinander oder mit der Behälteraußenwand können diese Biegespannungen nicht kompensiert werden, wodurch erhöhte Riß- und Bruchgefahr besteht.Occurs, for example, with this lining of the grinding container with ceramic rings Differences in temperature on or in the rings create bending stresses. Due to the rigid connection of the ceramic rings with each other or with the These bending stresses cannot be compensated for by the outer wall of the container there is an increased risk of tearing and breaking.

Aufgabe der Erfindung ist es, zu verhindern, daß mechanisch- oder temperaturabhängige Belastungen, die auf die innere keramische Gehäusewand des Mahlbehälters einwirken, zur Beeinträchtigung der keramischen Gehäusewand führen.The object of the invention is to prevent mechanical or temperature-dependent Loads that act on the inner ceramic housing wall of the grinding container, lead to impairment of the ceramic housing wall.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.This object is achieved by the features of claim 1.

Die weiteren Ansprüche 2-8 gestalten den Erfindungsgedanken weiter aus. The other claims 2-8 shape the Invention ideas further out.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mahlbehälters ist die innere keramische Gehäusewand an ihren beiden Stirnseiten durch elastische Abstandselemente gegenüber der äußeren aus Stahl oder einem anderen Material gefertigten Gehäusewand abgestützt. Die Abstandselemente können so geformt sein, daß die innere keramische Gehäusewand zusätzlich zur radialen Abstützungsrichtung auch axial gegenüber einem Mahlbehälterboden oder Flansch für den Antrieb abgestützt wird.In a preferred embodiment of the grinding container according to the invention the inner ceramic housing wall on both ends by elastic Spacers opposite the outer one made of steel or another material manufactured housing wall supported. The spacers can be shaped in this way be that the inner ceramic housing wall in addition to the radial Direction of support also axially opposite a grinding vessel bottom or flange is supported for the drive.

Je nach Länge der keramischen inneren Gehäusewand kann es erfindungsgemäß vorteilhaft sein, wenn diese nicht nur an den Stirnseiten, sondern zusätzlich von einer oder mehreren auf der Manteloberfläche verteilten elastischen Abstandselemente abgestützt ist.Depending on the length of the ceramic inner housing wall, it can be according to the invention be advantageous if this not only on the end faces, but also from one or more elastic distributed on the surface of the jacket Spacers is supported.

Beim Einsatz von keramischen Gehäuseelementen, die aus mehreren Teilen bestehen, sei es weil derart große keramische Hohlzylinder nicht, schwer oder nur sehr teuer herzustellen sind, werden die einzelnen Teile vorteilhafterweise an ihren aneinander angrenzenden Stirnseiten durch ein gemeinsames elastisches Abstandselement abgestützt. Da schon beim Einsatz von zwei keramischen Gehäusewandteilen auch in axialer Richtung zwischen den Teilen abgestützt werden sollte, endet das im Querschnitt T-förmige Abstandselement mit seinem radialen Fuß am Innendurchmesser der keramischen Gehäusewand. Um die ein- oder mehrteilige innere Gehäusewand verdrehsicher zu machen, kann das eingesetzte Abstandselement seitliche an seinem radialen Fuß über Längsrippen verfügen, die mit den entsprechenden Nuten an den Stirnseiten der keramischen Gehäusewandteile eine kraftschlüssige Verzahnung eingehen.When using ceramic housing elements that consist of several parts exist, be it because such large ceramic hollow cylinders are not, heavy or only are very expensive to manufacture, the individual parts are advantageously on their adjoining end faces by a common elastic Spacer supported. Since already using two ceramic Housing wall parts are also supported in the axial direction between the parts should, the cross-sectionally T-shaped spacer ends with his radial foot on the inside diameter of the ceramic housing wall. In order to or to make the multi-part inner housing wall secure against twisting can do that used spacer element laterally on its radial foot via longitudinal ribs have the corresponding grooves on the end faces of the ceramic Enter into the housing wall parts a positive toothing.

Die nur auf eine Teilfläche des Mantels der inneren keramischen Gehäusewand beschränkte elastische Abstützung geschieht wegen der notwendigen Kühlung der Gehäusewand. Bei einer vollflächigen elastischen Abstützung würde das erfindungsgemäß eingesetzte elastische Material (Gummi oder Polyurethan) isolierend wirken und den Wärmeübergang reduzieren. Selbstverständliche erfüllen auch andere als die beiden vorgenannten Materialien, sofern sie elastische Eigenschaften aufweisen, die gewünschte Abstützungsfunktion. The only on a partial surface of the shell of the inner ceramic housing wall limited elastic support happens because of the necessary cooling of the Housing wall. With a full-surface elastic support that would elastic material used according to the invention (rubber or polyurethane) have an insulating effect and reduce heat transfer. Fulfill, of course also other than the two aforementioned materials, provided that they are elastic Have properties, the desired support function.

Die erfindungsgemäß zum Einsatz vorgesehene keramische innere Gehäusewand oder deren Teile bestehen aus Siliziumcarbid oder Siliziumnitrid. Je nach Art des zu vermahlenden Materials eignen sich jedoch auch andere nichtoxydische aber auch oxydische Keramiken, sowie alle Hartstoffe, die vergleichbar niedrige Biegespannungen aufnehmen können und darüber hinaus zu einem schnellen Bruch neigen (Carbide und Nitride, wie Bor-Carbid, Titan-Carbid, Tantal Carbid, Wolfram Carbid oder polykristaliner Diamant, Aluminiumnitrid, Zirkon-Nitrid, Yttrium- Nitrid, Magnesium Nitrid, Beryllium-Nitrid sowie hexagonales oder kubisches Bor- Nitrid).The ceramic inner housing wall provided for use according to the invention or their parts consist of silicon carbide or silicon nitride. Depending on the type of However, other non-oxidic materials are also suitable oxidic ceramics, as well as all hard materials, which are comparatively low Can absorb bending stresses and moreover at a fast Tend to break (carbides and nitrides, such as boron carbide, titanium carbide, tantalum carbide, Tungsten carbide or polycrystalline diamond, aluminum nitride, zirconium nitride, yttrium Nitride, magnesium nitride, beryllium nitride and hexagonal or cubic boron Nitride).

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die elastischen Abstandselemente in parallele Längsnuten auf der äußeren Manteloberfläche der keramischen inneren Gehäusewand eingesetzt. Anstelle von Längsnuten können auch Abflachungen an der Mantelfläche die auf Bereiche an den Stirnflächen begrenzt sind oder über die gesamte Mantelfläche verlaufen, vorgesehen werden.In a further advantageous embodiment of the invention, the elastic Spacers in parallel longitudinal grooves on the outer surface of the ceramic inner housing wall used. Instead of longitudinal grooves also flats on the lateral surface that on areas on the end faces are limited or run over the entire surface area, can be provided.

Die Kühlung kann durch den Einsatz formverschiedener elastischer Abstandselemente angepaßt werden. Ein richtungsgesteuerter Kühlmittelkreislauf wird erzeugt durch den Einsatz von einem spiralförmig auf die innere Gehäusewand aufgebrachten Abstandselement. Das Kühlmittel tritt hier an einer Seite des Mahlbehälters ein, umströmt die Gehäusewand spiralförmig und tritt am anderen Ende des Mahlbehälters aus.The cooling can be made more elastic by using different shapes Spacers are adjusted. A directional coolant circuit is generated by the use of a spiral on the inner housing wall applied spacer. The coolant occurs here on one side of the Grinding container, flows around the housing wall in a spiral and occurs on the other End of the grinding container.

Bei der längsparallelen Anordnung der Abstandselemente können mehrere Kühlmittelkreisläufe gebildet werden, indem jeder Kanal einen eigenen Zu- und Ablauf aufweist oder Verbindungen zwischen den Kanälen an den Ein- und Auslaßseiten eingerichtet werden.With the longitudinally parallel arrangement of the spacer elements, several can Coolant circuits are formed by each channel having its own inlet and outlet Expiration or connections between the channels at the inlet and Outlet sides can be set up.

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren werden an die stirnseitigen Enden elastische Abstandselemente angegossen. Dazu wird die äußere Gehäusewand senkrecht gestellt und die innere keramische Behälterwand eingesetzt und zentriert. Hiernach wird eine Dichtung auf der Außenseite der keramischen Behälterwand mit Abstand zur Stirnseite plaziert. Der Abstand von der oberen Stirnseite entspricht der Breite des Abstandselementes. Ist der elastische eingegossene Werkstoff ausgehärtet, so beginnt der gleiche Prozeß am anderen Ende des Mahlbehälters. According to the manufacturing process of the invention molded on the front ends of elastic spacers. For this, the outer housing wall placed vertically and the inner ceramic container wall used and centered. After that, a seal on the outside of the ceramic container wall placed at a distance from the front. The distance from the upper end corresponds to the width of the spacer. Is the elastic poured material hardened, the same process begins on the other End of the grinding bowl.

Obwohl sich das vorgenannte Verbindungsverfahren der Gehäusewände, insbesondere unter dem Aspekt besonders guter Verdrehsicherheit zwischen der äußeren und inneren Gehäusewand als sehr vorteilhaft erweist, beschränkt sich die Verbindungsweise nicht auf dieses Ausführungsbeispiel, da auch vorgefertigte Abstandselemente mit Einbuchtungen oder Ansätzen, die an den stirnseitigen Mantelflächen der inneren Gehäusewand und/oder der äußeren Gehäusewand plaziert werden, die erfindungsgemäße Aufgabe erfüllen.Although the aforementioned connection method of the housing walls, especially in terms of particularly good security against rotation between the outer and inner housing wall proves to be very advantageous, the Connection not to this embodiment, because also prefabricated Spacer elements with indentations or shoulders on the front Shell surfaces of the inner housing wall and / or the outer housing wall be placed, perform the task of the invention.

Der erfindungsgemäße Mahlbehälter ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im Nachstehenden anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt:The grinding container according to the invention is for example in the drawing illustrated and described below with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt vom Mahlbehälter Fig. 1 shows a longitudinal section of the grinding container

Fig. 2 einen Längsschnitt vom Mahlbehälter mit einer zweiteiligen keramischen inneren Gehäusewand Fig. 2 shows a longitudinal section of the grinding container with a two-part ceramic inner housing wall

Fig. 3 einen radialen Schnitt vom Mahlbehälter Fig. 3 shows a radial section from the grinding container

In Fig. 1 ist ein Mahlbehälter 10 dargestellt, der aus einer äußeren Gehäusewand 12 und einer inneren keramischen Gehäusewand 14 besteht. An beiden Stirnseiten 16, 18 sind Abstandselemente 20, 22 angegossen. Die Abstandselemente 20, 22 schließen durch ihre äußere Ringfläche 24 wasserdicht mit der Innenseite der äußeren Gehäusewand 12 ab. Die inneren axial- und radialgerichteten Flächen 26, 26', 28, 28' der ringzylindrischen Abstandselemente 20, 22 bilden axiale und radiale Dichtflächen mit den verjüngten Enden der Stirnseiten der inneren keramischen Behälterwand 12. An der oberen Seite der äußeren Gehäusewand 12 befindet sich ein Einlaßstutzen 30 und ein Auslaßstutzen 32 für das Kühlmittel. Über den Einlaßstutzen 30 fließt das Kühlmittel entlang dem Kühlmittelkanal 34. In Fig. 1 ist ein spiralförmig angebrachtes Abstandselement 36 in den Kühlmittelkanal 34 eingesetzt. Die axiale Begrenzung des Kühlmittelkanals 34 ist eine nicht dargestellte Dichtung an der Innenseite der ringzylindrischen Abstandselemente 20, 22 oder dieser selbst. Die äußere Ringfläche 38, 38' der Abstandselemente 20, 22 kann auch Dichtfläche zum Behälterboden und Flansch des Antriebsgehäuses sein. In Fig. 1, a grinding container 10 is shown, which consists of an outer housing wall 12 and an inner ceramic housing wall 14 . Spacers 20 , 22 are cast on both end faces 16 , 18 . The spacer elements 20 , 22 close through their outer ring surface 24 watertight with the inside of the outer housing wall 12 . The inner axially and radially directed surfaces 26 , 26 ', 28 , 28 ' of the ring-cylindrical spacer elements 20 , 22 form axial and radial sealing surfaces with the tapered ends of the end faces of the inner ceramic container wall 12 . On the upper side of the outer housing wall 12 there is an inlet connection 30 and an outlet connection 32 for the coolant. The coolant flows along the coolant channel 34 via the inlet connection 30 . In Fig. 1, a spirally attached spacer 36 is inserted into the coolant channel 34 . The axial delimitation of the coolant channel 34 is a seal, not shown, on the inside of the ring-cylindrical spacer elements 20 , 22 or the latter itself. The outer ring surface 38 , 38 'of the spacer elements 20 , 22 can also be a sealing surface to the tank bottom and flange of the drive housing.

Die Fig. 2 zeigt ein Erfindungsbeispiel bei dem die innere keramische Gehäusewand 14 aus zwei Teilen A, B besteht. Beide Teile A, B sind an ihren äußeren Stirnseiten über ein angegossenes elastisches Abstandselement 20, 22 mit der äußeren Gehäusewand 12 wasserdicht verbunden. Zwischen den beiden Enden der Stirnseiten der keramischen Wandteile A, B, der inneren Gehäusewand 14 ist ein T-förmiges Abstandselement 40 eingefügt. Dieses T-förmige Abstandselement stützt sich mit seiner äußeren Ringfläche 42 an der Innenseite des äußeren Gehäuseteils 12 und mit seinen beiden inneren Ringflächen 43, 44 an den verjüngten Stirnenden der beiden Wandteile A, E ab. FIG. 2 shows an example of the invention in which the inner ceramic housing wall 14 consists of two parts A, B. Both parts A, B are connected at their outer end faces to the outer housing wall 12 in a watertight manner via a cast-on elastic spacer element 20 , 22 . A T-shaped spacing element 40 is inserted between the two ends of the end faces of the ceramic wall parts A, B and the inner housing wall 14 . This T-shaped spacer element is supported with its outer ring surface 42 on the inside of the outer housing part 12 and with its two inner ring surfaces 43 , 44 on the tapered ends of the two wall parts A, E.

Das T-förmige Abstandselement 40 sorgt nicht nur für die elastische Abstützung zwischen der inneren zweiteiligen Gehäusewand 14 zur äußeren Gehäusewand 12, sondern auch für die axiale elastische Abstützung, weshalb das radiale Fußteil 46 des T-förmigen Abstandselements bis zur Innenseite der Wandteile A, B verläuft und mit dieser plan abschließt.The T-shaped spacer 40 not only provides the elastic support between the inner two-part housing wall 14 to the outer housing wall 12 , but also for the axial elastic support, which is why the radial foot part 46 of the T-shaped spacer element extends to the inside of the wall parts A, B. runs and concludes with this plan.

Das elastische Abstandselement 40 teilt auch den Kühlmittelkanal in zwei Teilbereiche C, D, wovon jeder einen unteren und einen oberen Ein- und Auslaß 48, 50 bzw. 52, 54 mit axialer Versetzung hat. Der äußere Metall-Gehäuseteil 12 kann an den beiden Befestigungsflanschen 56, 58 mit angrenzenden Bauteilen verbunden werden.The elastic spacer 40 also divides the coolant channel into two sections C, D, each of which has a lower and an upper inlet and outlet 48 , 50 and 52 , 54 with axial displacement. The outer metal housing part 12 can be connected to adjacent components on the two fastening flanges 56 , 58 .

In Fig. 3 ist eine Möglichkeit dargestellt, um die innere Gehäusewand 14 gegenüber der äußeren Gehäusewand 12 verdrehsicher anzuordnen. Dazu weist die Mantelfläche der inneren keramischen Gehäusewand 14 vier um 90° versetzte Abflachungen 60 auf, in die Anlageflächen des Abstandselements 40 greifen.In Fig. 3, a possibility is shown to be arranged around the inner housing wall 14 12 against rotation relative to the outer housing wall. For this purpose, the outer surface of the inner ceramic housing wall 14 has four flats 60 offset by 90 °, into which the contact surfaces of the spacer element 40 engage.

Claims

1. Grinding container ( 1 ) for an agitator mill with an outer housing wall ( 12 ) and an inner one made of ceramic materials or comparable hard materials, wherein the inner housing wall ( 14 ) consists of several wall parts (A, B) with respect to permissible bending stresses, and spacing elements ( 22 , 24 ) of elastic material are arranged between the outer and inner housing wall ( 12 , 14 ), characterized in that the inner housing wall ( 14 ) on its outer end faces ( 16 , 18 ) and between the end faces of adjacent wall parts (A, B) has elastic spacers ( 20 , 22 , 40 )

2. Grinding container according to claim 1, characterized in that the elastic spacer elements ( 20 , 22 , 40 ) with one or more end faces of the inner housing wall ( 14 ) or parts (A, B) of the housing wall ( 14 ) form a positive connection.

3. Grinding container according to one of claims 1 to 2, characterized in that elastic spacers are inserted in parallel longitudinal grooves on the outer circumferential surface of the inner housing edge ( 14 ).

4. Grinding container according to one of claims 1 to 3, characterized in that an elastic spacer ( 36 ) is arranged spirally between the outer and the inner ceramic housing wall ( 12 , 14 ).

5. Grinding container according to one of claims 1 to 4, characterized in that one or more coolant channels ( 34 ) are formed between the or the elastic spacer elements ( 22 , 24 , 40 ).

6. Grinding container according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inside of the outer housing wall ( 12 ) and / or the outer surface of the inner housing wall ( 14 ) in the region of the elastic spacers ( 22 , 24 , 40 ) have depressions or elevations.

7. Grinding container according to one of claims 1 to 6, characterized in that on the end faces ( 16 , 18 ) of the hollow cylindrical inner housing wall ( 14 ) or parts (A, B) of elastic spacer elements are cast.

8. Grinding container according to one of claims 1 to 7, characterized in that on the outer surface of the inner housing wall ( 14 ) a seal is applied at a distance from the end face, which corresponds to the desired width of the spacer element and the space sealed on one side with elastic material is.