DE20006063U1 - Grinding device for the production of very fine flour particles in the nanometer range - Google Patents
Grinding device for the production of very fine flour particles in the nanometer rangeInfo
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Description
Anmelder: Stuttgart, den 28.03.2000 Applicant: Stuttgart, 28.03.2000
P7389GM B/ai/di Prof. Dr.-Ing. Gerhard Fauner und
Dipl.-Ing. Hasso WendkerP7389GM B/ai/di Prof. Dr.-Ing. Gerhard Fauner and
Dipl.-Ing. Hasso Wendker
Fauner & Wendker Nanogesellschaft b.R.
Strausberger Platz 16
D-10243 BerlinFauner & Wendker Nano Society bR
Strausberger Platz 16
D-10243 Berlin
Vertreter:Representative:
Kohler Schmid + Partner
Patentanwälte GbR
Ruppmannstraße 27
D-70565 StuttgartKohler Schmid + Partner
Patent Attorneys GbR
Ruppmannstrasse 27
D-70565 Stuttgart
Die Erfindung betrifft eine Mahlvorrichtung, insbesondere eine Trommelmühle, vorzugsweise eine Siebkugelmühle, mit einer zylindrischen oder konischen, um eine vorzugsweise horizontale Achse drehbaren Mahltrommel, die einen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt aufweist, mit mehreren innerhalb der Mahltrommel hintereinander angeordneten, sukzessive feinere Durchlassöffnungen aufweisenden Siebeinsätzen und mit Mahlkörpem zum Zerkleinern von Mahlgut zu feinem Mehl.The invention relates to a grinding device, in particular a drum mill, preferably a sieve ball mill, with a cylindrical or conical grinding drum which can be rotated about a preferably horizontal axis and which has a circular or elliptical cross-section, with a plurality of sieve inserts arranged one behind the other within the grinding drum and having successively finer passage openings, and with grinding bodies for comminuting ground material into fine flour.
Derartige Trommelmühlen sind beispielsweise beschrieben in Lueger, Lexikon der Technik, Deutsche Verlagsgesellschaft, Stuttgart, 4. Auflage, Band 4 (1962) Seiten 372-374 und Band 5 (1963) Seiten 415-421.Such drum mills are described, for example, in Lueger, Lexikon der Technik, Deutsche Verlagsgesellschaft, Stuttgart, 4th edition, volume 4 (1962) pages 372-374 and volume 5 (1963) pages 415-421.
Die Mahlleistung solcher bekannter Kugelmühlen beschränkt sich derzeit auf erreichbare Partikelgrößen von im Mittel einigen &mgr;&eegr;&pgr;. Allerdings enthält das erzeugte Mahlgut, wie Analysen gezeigt haben, immer auch einen gewissen Anteil an feineren Partikeln mit Partikelgrößen <1&mgr;&eegr;&eegr;, die aber nur einen geringen Bruchteil des gesamten Mahlguts ausmachen und darin gewissermaßen „untergehen".The grinding performance of such known ball mills is currently limited to achievable particle sizes of a few μηπ on average. However, as analyses have shown, the ground material produced always contains a certain proportion of finer particles with particle sizes <1 μηπ, which, however, only make up a small fraction of the total ground material and are, in a sense, "lost" in it.
Derartige Feinstpartikel mit Durchmessern im Nanometerbereich haben jedoch mittlerweile aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften insbesondere in Bindemitteln und Zementen besondere Aufmerksamkeit auf sich gezogen:However, such fine particles with diameters in the nanometer range have now attracted particular attention due to their special properties, particularly in binders and cements:
Wenn es nämlich gelingt, beispielsweise anorganische Bindemittel der Verarbeitung besonders fein, insbesondere mit Partikelgrößen im Nanometerbereich zuzuführen, so erfolgt bei der chemischen Härtung der Zusammenschluß dieser besonders feinen Partikel mit einer größeren Anzahl von Verbindungsstellen als bei herkömmlichen Partikelgrößen, was bei entsprechender Prozesssteuerung zu einer Ausbildung von „Gelenken" und damit zu erhöhter Flexibilität des Endprodukts beiträgt. Auch der energetische Oberflächenzustand vieler Feinstpartikel und die resultierende Gesamtstruktur kann vorteilhaft genutzt werden. Darüber hinaus ermöglicht ein besonders feinkörniges Gefüge auch eine Verarbeitung in ganz besonders dünnen Schichten, was mit einer erheblichen Einsparung von Bindemitteln sowie schnellerer und besserer Durchhärtung und rascherem Temperaturausgleich bei thermischer Betriebsbeanspruchung verbunden ist.If, for example, it is possible to process inorganic binders that are particularly fine, particularly with particle sizes in the nanometer range, then during chemical hardening these particularly fine particles will join together with a larger number of connection points than with conventional particle sizes, which, with appropriate process control, contributes to the formation of "joints" and thus to increased flexibility of the end product. The energetic surface state of many of the finest particles and the resulting overall structure can also be used to advantage. In addition, a particularly fine-grained structure also enables processing in particularly thin layers, which is associated with a considerable saving in binders as well as faster and better hardening and more rapid temperature equalization under thermal operating stress.
Weiterhin ergibt sich auch eine höhere Flexibilität bei Wärmedehnung und ein besseres Verhalten bei Schwingbeanspruchung sowie eine höhere einsatzbedingte Verformbarkeit bei Werkstücken unter Verwendung von Bindemitteln mitFurthermore, there is also a higher flexibility in thermal expansion and better behaviour under vibration stress as well as a higher application-related deformability of workpieces when using binders with
höheren Partikelanteilen mit Durchmessern im Nanometerbereich. Derartige Stoffe sind daher insbesondere im Baubereich mit besonderem Vorteil einsetzbar, wo besonders hohe Ansprüche an die Festigkeits- und Dehnungseigenschaften der verwendeten Materialien gestellt werden. Durch eine vermehrte Stegbildung zum Substrat aufgrund der Verwendung von Partikeln mit Durchmessern unterhalb 1&mgr;&igr;&eegr; im Bindemittel ergibt sich insbesondere bei Adhäsionsvorgängen ein besonders günstiges Verhalten.higher particle proportions with diameters in the nanometer range. Such materials are therefore particularly advantageous in the construction sector, where particularly high demands are placed on the strength and elongation properties of the materials used. Increased web formation to the substrate due to the use of particles with diameters below 1μη in the binder results in particularly favorable behavior, especially in adhesion processes.
Weiterhin kann durch den Zusatz von Feinstkomponenten nach Verarbeitung eines solchen Bindemittels die Ausbreitung der bei hoher mechanischer Beanspruchung entstehenden Risse gestoppt oder zumindest verlangsamt werden, weil die Wahrscheinlichkeit, daß ein solcher Riss auf ein den Weiterreißvorgang stoppendes Teilchen trifft, mit abnehmender Teilchengröße und daher „höherer Präsenz" der Teilchen erhöht wird. Die positiven Folgen davon sind steigende Flexibilität und Festigkeit der Endprodukte.Furthermore, by adding ultrafine components after processing such a binder, the propagation of cracks that occur under high mechanical stress can be stopped or at least slowed down, because the probability that such a crack will encounter a particle that stops the tearing process increases with decreasing particle size and therefore "higher presence" of the particles. The positive consequences of this are increasing flexibility and strength of the end products.
Weitere Vorteile der Verwendung solcher Feinstpartikel mit Durchmessern <1&mgr;&igr;&eegr; (im Folgenden „Nanopartikel" genannt) insbesondere für die Herstellung von Spezialkeramiken für hochbeanspruchte Präzisionsteile sind beispielswiese beschrieben in einem Artikel von Franz Frisch in der Zeitschrift FOCUS, 8 (1993), Seiten 78-80.Further advantages of using such ultrafine particles with diameters <1μηη (hereinafter referred to as "nanoparticles"), particularly for the production of special ceramics for highly stressed precision parts, are described, for example, in an article by Franz Frisch in the magazine FOCUS, 8 (1993), pages 78-80.
Ein Verfahren zur Herstellung derartiger Nanopartikel ist in der DE 43 14 310 C1 beschrieben. Bei dem bekannten Verfahren zur Herstellung von Keramik-Pulver höchster Feinheit für Zwecke der technischen Keramik mit Partikeldurchmessern in der Größenordnung Nanometer werden die Ausgangsstoffe für das Rohmaterial zur Herstellung des Pulvers durch Schäumen in feinste Teile zerlegt, wobei die Schaumwände so sehr aufgebläht werden, dass die Bläschenwände Stärken in der Größenordnung Nanometer erhalten. Nach dem Platzen der Schaumbläschen, die im Wesentlichen aus dem Ausgangsmaterial ausgetriebenes Kristallwasser enthalten, liegen Bruchstücke des Keramikmaterials mit Durchmessern in der Größe der Bläschenwandstärke, also Parti-A process for producing such nanoparticles is described in DE 43 14 310 C1. In the known process for producing ceramic powder of the highest fineness for the purposes of technical ceramics with particle diameters in the nanometer range, the starting materials for the raw material for producing the powder are broken down into the finest particles by foaming, whereby the foam walls are inflated so much that the bubble walls reach thicknesses in the nanometer range. After the foam bubbles burst, which essentially contain crystal water expelled from the starting material, fragments of the ceramic material with diameters in the size of the bubble wall thickness, i.e. particles, are left behind.
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kel im Nanometerbereich vor. Nach Entfernung des ausgetriebenen Kristallwassers entsteht somit ein Keramik-Pulver von höchster Feinheit.cle in the nanometer range. After removing the expelled crystal water, a ceramic powder of the highest fineness is created.
Zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens ist allerdings stets die Beherrschung chemischer Prozesse erforderlich. Auf mechanischem Wege lässt sich das gewünschte Nano-Pulver damit nicht gezielt herstellen.However, to carry out this well-known process, it is always necessary to master chemical processes. The desired nano powder cannot be produced in a targeted manner using mechanical methods.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine mechanische Mahlvorrichtung der eingangs beschriebenen Art vorzustellen, mit der ohne die Beherrschung chemischer Prozesse auf technisch möglichst unaufwendige Art gezielt Nano-Pulver, also ein Feinstmehl, das ausschließlich aus Partikeln mit Durchmessern <1&mgr;&idiagr;&eegr; besteht, hergestellt werden kann.The object of the present invention is, in contrast, to present a mechanical grinding device of the type described at the outset, with which nano-powder, i.e. a very fine powder consisting exclusively of particles with diameters <1 μm, can be produced in a targeted manner that is as technically uncomplicated as possible without mastering chemical processes.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe auf überraschend einfache, aber wirkungsvolle Art und Weise dadurch gelöst, dass auf der Innenseite der Mahltrommel eine Stützschale aus Hartmaterial vorgesehen ist, die die Innenfläche der Mahltrommel teilweise überdeckt, und mit der die Siebeinsätze jeweils zumindest an zwei Stellen fest verbunden sind, dass die Siebeinsätze derart angeordnet sind, dass der erste Siebeinsatz mit den gröbsten Durchlassöffnungen zusammen mit der dem ersten Siebeinsatz gegenüberliegenden Innenfläche der Mahltrommel und ggf. einer Teilfläche der Stützschale einen ersten Mahlraum eingrenzt, in welchem das grobe Mahlgut zu Beginn des Mahlprozesses eingefüllt ist, dass der nächstfolgende und alle weiteren Siebeinsätze gegeneinander und ggf. mit Teilflächen der Stützschale weitere Mahlräume eingrenzen, und dass der letzte Siebeinsatz mit den feinsten Durchlassöffnungen zusammen mit einer Teilfläche der Stützschale einen Sammelraum für Feinstmehl eingrenzt, dass zumindest dieser letzte Siebeinsatz Durchlassöffnungen aufweist, die nur Partikel mit Durchmessern < 1&mgr;&igr;&eegr; hindurchtreten lassen, dass in sämtlichen Mahlräumen Mahlkörper vorgesehen sind, und dass der letzte Siebeinsatz zum letzten Mahlraum hin mit einer perforierten Schutzabdeckung aus Hartmaterial, beispielsweise einem Schutzgitter, abgedeckt ist, wobei die Perforationen der Schutzabdeckung etwas kleiner sind als die kleinsten Mahl-According to the invention, this object is achieved in a surprisingly simple but effective manner in that a support shell made of hard material is provided on the inside of the grinding drum, which partially covers the inner surface of the grinding drum and to which the sieve inserts are each firmly connected at least in two places, that the sieve inserts are arranged in such a way that the first sieve insert with the coarsest passage openings, together with the inner surface of the grinding drum opposite the first sieve insert and possibly a partial surface of the support shell, delimits a first grinding chamber into which the coarse grinding material is filled at the beginning of the grinding process, that the next and all further sieve inserts delimit further grinding chambers against one another and possibly with partial surfaces of the support shell, and that the last sieve insert with the finest passage openings, together with a partial surface of the support shell, delimits a collection chamber for fine flour, that at least this last sieve insert has passage openings that only allow particles with diameters < 1 μm. that grinding media are provided in all grinding chambers, and that the last sieve insert towards the last grinding chamber is covered with a perforated protective cover made of hard material, for example a protective grid, whereby the perforations of the protective cover are slightly smaller than the smallest grinding
körper im letzten Mahlraum, jedoch erheblich größer als die Durchlassöffnungen des letzten Siebeinsatzes.body in the last grinding chamber, but considerably larger than the openings of the last sieve insert.
Mit der erfindungsgemäßen Mahlvorrichtung können die Nanopartikel noch während des Mahlprosses von den gröberen Bestandteilen ohne großen technischen Aufwand getrennt werden. Dies erfolgt mit Hilfe der hintereinandergeschalteten, immer feiner werdenden Siebeinsätze in der erfindungsgemäß strukturierten Mahltrommel. Aufgrund der bei einer solchen Trommelmühle wirkenden Zentrifugalkräfte werden ausgehend vom ersten Mahlraum immer feinere Partikel in die nächstfolgenden Mahlräume eingelassen, bis schließlich hinter dem letzten und feinsten Siebeinsatz nur noch Nanopartikel in den Sammelraum für Feinstmehl gelangen.With the grinding device according to the invention, the nanoparticles can be separated from the coarser components during the grinding process without great technical effort. This is done with the help of the successive, increasingly finer sieve inserts in the grinding drum structured according to the invention. Due to the centrifugal forces acting in such a drum mill, ever finer particles are let into the next grinding chambers, starting from the first grinding chamber, until finally behind the last and finest sieve insert only nanoparticles reach the collection chamber for fine flour.
Um den letzten und feinsten Siebeinsatz, der in der Regel relativ empfindlich sein wird, vor Beschädigung durch die im letzten Mahlraum verwendeten Mahlkörper sowie gröbere Mahlgutpartikel zu schützen, wird durch Anwendung einer Schutzabdeckung mit entsprechenden Perforationen lediglich das gewünschte Nano-Pulver und allenfalls Partikel im Mikrometerbereich an den letzten Siebeinsatz herangeführt, während gröbere Partikel, insbesondere die verwendeten Mahlkörper nicht in direkten Kontakt mit dem Feinstsieb gelangen können.In order to protect the last and finest sieve insert, which will usually be relatively sensitive, from damage by the grinding media used in the last grinding chamber as well as coarser grinding material particles, only the desired nano powder and, at most, particles in the micrometer range are brought to the last sieve insert by using a protective cover with appropriate perforations, while coarser particles, in particular the grinding media used, cannot come into direct contact with the fine sieve.
Die verwendete Stützschale gibt den strukturiert angeordneten Siebeinsätzen einen festen Halt und bestimmt ihre relative Lage zur Innenseite der Mahltrommel. Außerdem bildet eine Teilfläche der Stützschale zusammen mit dem letzten Siebeinsatz den Sammelraum für das gewünschte Endprodukt, das Nano-Pulver. The support shell used provides a firm hold for the structured sieve inserts and determines their relative position to the inside of the grinding drum. In addition, a partial surface of the support shell together with the last sieve insert forms the collection space for the desired end product, the nano powder.
Vorteilhaft ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mahlvorrichtung, bei der der erste Mahlraum mindestens die Hälfte des Innenraumes der Mahltrommel einnimmt. Da bei der sukzessiven fraktionierten Zerkleinerung des Mahlgutes in den aufeinanderfolgenden Mahlräumen immer nur ein Teilvolumen in die nächstfeinere Fraktion durch den entsprechenden SiebeinsatzAn embodiment of the grinding device according to the invention is advantageous in which the first grinding chamber takes up at least half of the interior space of the grinding drum. Since during the successive fractional comminution of the grinding material in the successive grinding chambers only a partial volume is divided into the next finer fraction through the corresponding sieve insert
gelangen kann, wird der Mahlprozeß im ersten Mahlraum, in dem das Mahlgut noch die gröbsten Proportionen aufweist, die längste Zeit beanspruchen, so dass die Ausbeute an Nano-Pulver (und eventuell vor dem letzten Sammelraum erzeugten gröberen Pulvern) erhöht wird, wenn gerade der erste Mahlraum besonders großvolumig ist.can reach the final grinding chamber, the grinding process will take the longest time in the first grinding chamber, where the material to be ground still has the coarsest proportions, so that the yield of nano-powder (and possibly coarser powders produced before the last collection chamber) is increased if the first grinding chamber is particularly large in volume.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Siebeinsätze als plattenförmige, ebene oder leicht gekrümmte Segmentgitter ausgeführt, welche direkt mit der Stützschale verbunden sind. Derartige Segmentgitter sind besonders einfach herstellbar. Innerhalb der Mahltrommel können die Segmentgitter entweder hintereinander angeordnet werden, wobei sie auf mindestens zwei Seiten mit der Stützschale fest verbunden sind. Möglich ist aber auch eine „sternförmige" Anordnung, bei der die Segmentgitter auf der Achse der Mahltrommel über eine Kante jeweils untereinander fest verbunden sind, während die gegenüberliegende Kante der Siebeinsätze jeweils an der Stützschale befestigt ist.In a further embodiment of the invention, the sieve inserts are designed as plate-shaped, flat or slightly curved segment grids which are directly connected to the support shell. Such segment grids are particularly easy to manufacture. Within the grinding drum, the segment grids can either be arranged one behind the other, with them being firmly connected to the support shell on at least two sides. However, a "star-shaped" arrangement is also possible, in which the segment grids are firmly connected to one another on the axis of the grinding drum via an edge, while the opposite edge of the sieve inserts is attached to the support shell.
Eine alternative Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Siebeinsätze zylindrisch, insbesondere kreiszylindrisch ausgeführt und in der Mahltrommel koaxial angeordnet sind, wobei der erste Siebeinsatz der radial innerste und der letzte Siebeinsatz der radial äußerste ist, und dass die Siebeinsätze jeweils über durchgehende Stege mit der Stützschale verbunden sind.An alternative embodiment is characterized in that the sieve inserts are cylindrical, in particular circular-cylindrical, and are arranged coaxially in the grinding drum, wherein the first sieve insert is the radially innermost and the last sieve insert is the radially outermost, and that the sieve inserts are each connected to the support shell via continuous webs.
Diese Ausführungsform kann noch dadurch verbessert werden, dass die Siebeinsätze an ihren beiden axialen Enden jeweils eine ringförmige Umfassung aufweisen, von der die Verbindungsstege zur Stützschale radial abgehen.This embodiment can be further improved by providing the sieve inserts with an annular enclosure at their two axial ends, from which the connecting webs to the support shell extend radially.
Bei einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Mahlvorrichtung sind die Stützschalen und vorzugsweise auch die Siebeinsätze aus abriebfestem Material, insbesondere aus Hartmetall, Sondermetall oder hartkeramisierten Werkstoffen hergestellt. Dadurch können Beschädigungen insbesondere der empfindlicheren Feinstsiebeinsätze, aber der auch stan-In a particularly preferred embodiment of the grinding device according to the invention, the support shells and preferably also the sieve inserts are made of abrasion-resistant material, in particular hard metal, special metal or hard ceramic materials. This prevents damage, particularly to the more sensitive fine sieve inserts, but also to the stable
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dig mit den Mahlkörpern und auch gröberem Mahlgut in direkten Körperkontakt tretenden Stützschale vermieden werden.The support shell, which comes into direct physical contact with the grinding media and also with coarser grinding material, must be avoided.
Diese Ausführungsform kann vorteilhaft dadurch weitergebildet werden, dass zumindest der letzte Siebeinsatz eine in einem Sinterverfahren aus Kornmaterial hergestellte poröse Platte umfasst, die als dreidimensionales Siebgitter wirkt.This embodiment can be advantageously further developed in that at least the last sieve insert comprises a porous plate produced from grain material in a sintering process, which acts as a three-dimensional sieve grid.
Derartiges Kornmaterial, beispielsweise hartkeramisches Material oder sinterbares Hartmetallmaterial weist von Hause aus die geforderten Festigkeitswerte und die erwünschte Robustheit für einen Dauerbetrieb in der erfindungsgemässen Mahlvorrichtung auf, so dass ein derartiges dreidimensionales Feinstsiebgitter möglicherweise auch ohne vorgeschaltete Schutzabdeckung auskommen kann.Such grain material, for example hard ceramic material or sinterable hard metal material, inherently has the required strength values and the desired robustness for continuous operation in the grinding device according to the invention, so that such a three-dimensional fine sieve grid can possibly also manage without an upstream protective cover.
Eventuelle Verstopfungen eines solchen gesinterten dreidimensionalen Feinstsiebes beispielsweise durch Ansammlungen von Mehlpartikeln können z.B. mittels Ultraschall oder durch Spülung mit inerten Fluiden, vorzugsweise Schutzgas, beseitigt werden.Possible blockages of such a sintered three-dimensional fine sieve, for example due to accumulations of flour particles, can be removed by means of ultrasound or by flushing with inert fluids, preferably protective gas.
Eine weitere Möglichkeit zur Erhöhung der Dauerfestigkeit von Stützschale und Siebeinsätzen besteht in einer Beschichtung mit Hartstoffen.Another possibility to increase the fatigue strength of the support shell and sieve inserts is to coat them with hard materials.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mahlvorrichtung ist die Stützschale mit den Siebeinsätzen aus der Mahltrommel herausnehmbar gestaltet, um eine Entleerung der Mahltrommel oder Säuberungs-, Wartungs- und Reparaturarbeiten zu ermöglichen.In a further preferred embodiment of the grinding device according to the invention, the support shell with the sieve inserts is designed to be removable from the grinding drum in order to enable emptying of the grinding drum or cleaning, maintenance and repair work.
In Ausführungsformen der Erfindung kann die Stützschale fest mit der Mahltrommel verbunden sein, wodurch auch die relative Lage der jeweiligen Siebgitter zur Innenfläche der Mahltrommel fixiert ist.In embodiments of the invention, the support shell can be firmly connected to the grinding drum, whereby the relative position of the respective sieve grids to the inner surface of the grinding drum is also fixed.
Alternativ kann bei anderen Ausführungsformen die Stützschale beweglich in der Mahltrommel angeordnet sein, so dass sie sich mitsamt den daran befestigten Siebeinsätzen während des Mahlvorgangs über die Innenfläche der Mahltrommel hinweg drehen kann.Alternatively, in other embodiments, the support shell can be movably arranged in the grinding drum so that it can rotate over the inner surface of the grinding drum together with the sieve inserts attached to it during the grinding process.
Um die Fraktionen der sukzessive feiner werdenden Pulverprodukte in den aufeinanderfolgenden Mahlräumen sowie im Sammelraum für das Nano-Pulver möglichst rein zu erhalten, können bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Mahlvorrichtung zwischen den Siebeinsätzen und der Stützschale Dichtungselemente vorgesehen sein.In order to keep the fractions of the successively finer powder products in the successive grinding chambers and in the collecting chamber for the nano-powder as pure as possible, sealing elements can be provided between the sieve inserts and the support shell in preferred embodiments of the grinding device according to the invention.
Besonders bevorzugt ist auch eine Ausführungsform, bei der die mittleren Durchmesser der Mahlkörper in den aufeinanderfolgenden Mahlräumen vom ersten zum letzten Mahlraum hin sukzessive abnehmen. Der auch nach dem ersten Mahlraum in den folgenden Mahlräumen fortgesetzte Mahlprozess wird dadurch optimal an das immer feiner werdende Mahlgut angepasst, so dass die Ausbeute an Nano-Pulver im Sammelraum besonders hoch wird.An embodiment in which the average diameter of the grinding bodies in the successive grinding chambers decreases successively from the first to the last grinding chamber is also particularly preferred. The grinding process, which continues in the following grinding chambers after the first grinding chamber, is thus optimally adapted to the increasingly finer material to be ground, so that the yield of nano powder in the collection chamber is particularly high.
Um eine rasche Abnutzung der einzelnen Siebeinsätze beim Mahlprozess zu verhindern, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass auch die dem letzten Siebeinsatz vorgeschalteten Siebeinsätze zu den Mahlräumen hin jeweils mit einer perforierten Schutzabdeckung aus Hartmaterial abgedeckt sind, wobei die Perforationen der Schutzabdeckung jeweils etwas kleiner sind als die kleinsten Mahlkörper im entsprechenden Mahlraum, jedoch erheblich größer als die Durchlassöffnungen des abgedeckten Siebeinsatzes.In order to prevent rapid wear of the individual sieve inserts during the grinding process, a preferred embodiment provides that the sieve inserts upstream of the last sieve insert towards the grinding chambers are each covered with a perforated protective cover made of hard material, wherein the perforations of the protective cover are each slightly smaller than the smallest grinding bodies in the corresponding grinding chamber, but considerably larger than the passage openings of the covered sieve insert.
Insbesondere ist es zu bevorzugen, wenn nicht nur eine Teilmenge, sondern alle Siebeinsätze zu den Mahlräumen hin jeweils mit einer perforierten Schutzabdeckung aus Hartmaterial abgedeckt sind. Neben der vorteilhaften Schutzwirkung wird dadurch auch die unerwünschte Beimengung von Gitterabrieb zum Mahlgut bzw. zum Produkt-Pulver eingeschränkt.It is particularly preferable if not just a portion of the sieve inserts but all of the sieve inserts facing the grinding chambers are covered with a perforated protective cover made of hard material. In addition to the advantageous protective effect, this also limits the undesirable admixture of grid abrasion to the grinding material or product powder.
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Die Mahlkörper können bei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Mahlvorrichtung als Kugeln, Kegel, Zylinder, Polyeder, Pebbles oder andere spezielle Formkörper ausgeführt sein.In embodiments of the grinding device according to the invention, the grinding bodies can be designed as spheres, cones, cylinders, polyhedra, pebbles or other special shaped bodies.
Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mahlvorrichtung, bei der am Sammelraum für Feinstmehl, vorzugsweise auch an den Mahlräumen, mindestens eine durch die Mahltrommel und gegebenenfalls die Stützschale hindurchführende Entnahmeöffnung zur Entnahme von Mehl vorgesehen ist.Very particularly preferred is an embodiment of the grinding device according to the invention in which at least one removal opening for removing flour is provided on the collection space for fine flour, preferably also on the grinding spaces, leading through the grinding drum and optionally the support shell.
Bei Weiterbildungen dieser Ausführungsform können die Entnahmeöffnungen während des Mahlprozesses verschließbar sein. Das Produktmehl kann dann bei Stillstand der Mahlvorrichtung nach Abschluss des Mahlprozesses entnommen werden.In further developments of this embodiment, the removal openings can be closed during the grinding process. The product flour can then be removed when the grinding device is at a standstill after the grinding process has been completed.
Ganz besonders bevorzugt ist eine Weiterbildung der oben beschriebenen Ausführungsform, bei der der Innenraum der Mahltrommel an eine Einrichtung zur Erzeugung eines Druckgradienten angeschlossen ist. Damit kann die Entnahme des gewonnenen Produkt-Pulvers erheblich erleichtert werden.A further development of the embodiment described above is particularly preferred in which the interior of the grinding drum is connected to a device for generating a pressure gradient. This can make the removal of the product powder obtained considerably easier.
Dies kann bei Weiterbildungen dadurch realisiert werden, dass eine Saugpumpe an die Entnahmeöffnung(en) anschlossen ist, und dass eine Belüftungsöffnung zum Innenraum der Mahltrommel, vorzugsweise zum ersten Mahlraum vorgesehen ist. Durch den mittels der Saugpumpe erzeugten Unterdruck kann das Produktmehl leicht über die Entnahmeöffnungen aus der Mahlvorrichtung abgesaugt werden, wobei eine Belüftungsöffnung zum Innenraum der Mahltrommel einen Druckausgleich schafft.In further developments, this can be achieved by connecting a suction pump to the removal opening(s) and by providing a ventilation opening to the interior of the grinding drum, preferably to the first grinding chamber. The negative pressure generated by the suction pump allows the product flour to be easily sucked out of the grinding device via the removal openings, with a ventilation opening to the interior of the grinding drum creating pressure equalization.
Bei einer alternativen Weiterbildung ist vorgesehen, dass an den ersten Mahlraum eine Zuführungsleitung für Überdruckgas, insbesondere Pressluft oder Schutzgas, und an die Entnahmeöffnung(en jeweils) ein Auffangbehälter zum Auffangen von Mehl angeschlossen ist. Auch hierdurch kann ein DruckgradientIn an alternative development, a supply line for overpressure gas, in particular compressed air or protective gas, is connected to the first grinding chamber and a collecting container for collecting flour is connected to the removal opening(s). This also allows a pressure gradient
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erzeugt werden, der die Entnahme von Produkt-Pulver in die Auffangbehälter wesentlich erleichtert.which makes it much easier to remove product powder into the collection containers.
Diese Weiterbildung kann noch dadurch verbessert werden, dass eine Entlüftungsöffnung zum Sammelraum und/oder zu einem der Mahlräume vorgesehen ist, die mit einem Feinsieb versehen ist, dessen Maschenweite kleiner ist als die Partikelgröße des in der entsprechenden Kammer erzeugten Mehls.This development can be further improved by providing a ventilation opening to the collecting chamber and/or to one of the grinding chambers, which is provided with a fine sieve whose mesh size is smaller than the particle size of the flour produced in the corresponding chamber.
In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt auch eine Stützschale mit Siebeinsätzen zum Einsatz in einer Mahlvorrichtung gemäß der oben beschriebenen Erfindung.The scope of the present invention also includes a support shell with sieve inserts for use in a grinding device according to the invention described above.
Vorteilhaft ist auch ein Verfahren zum Betrieb der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Mahlvorrichtung, das sich dadurch auszeichnet, dass während des Mahlbetriebs ein von der ersten Mahlkammer zum Sammelraum für Feinstmehl hin abfallender Druckverlauf in der Mahltrommel erzeugt wird. Damit wird einerseits die Entnahme des erzeugten Produkt-Pulvers aus der Mahlvorrichtung erheblich erleichtert, andererseits wird der Mahlvorgang selbst sowie die Materialbewegung von gröberen zu immer feineren Fraktionen des Mahlgutes hin gefördert. Gleichzeitig wird damit auch einer Verstopfung oder Verklebung der Siebeinsätze durch das immer feiner werdende Mahlgut entgegengewirkt. Die Betriebsdauer der erfindungsgemäßen Mahlvorrichtung von einem zum nächsten Wartungsintervall kann auf diese Weise wesentlich erhöht werden.A method for operating the above-described grinding device according to the invention is also advantageous, which is characterized in that during grinding operation a pressure gradient is generated in the grinding drum that decreases from the first grinding chamber to the collecting space for the finest flour. On the one hand, this makes it much easier to remove the product powder produced from the grinding device, and on the other hand, it promotes the grinding process itself and the movement of material from coarser to increasingly finer fractions of the grinding material. At the same time, this also counteracts the clogging or sticking of the sieve inserts by the increasingly fine grinding material. The operating time of the grinding device according to the invention from one maintenance interval to the next can be significantly increased in this way.
Bei einer bevorzugten Verfahrensvariante wird während des Mahlbetriebs permanent Feinstmehl mit mittleren Partikeldurchmessern < 1&mgr;&igr;&eegr; aus dem Sammelraum in einen Auffangbehälter abgesaugt.In a preferred process variant, fine powder with average particle diameters < 1 μm is continuously sucked out of the collection chamber into a collecting container during the grinding operation.
Vorteilhaft kann schließlich auch eine alternative Verfahrensvariante sein, bei der während des Mahlbetriebs ständig oder intermittierend unter Druck Gas,Finally, an alternative process variant can also be advantageous in which gas,
insbesondere Druckluft oder in Bezug auf das erzeugte Mehl nicht-reaktives Schutzgas, in den ersten Mahlraum eingeblasen wird.in particular compressed air or, with regard to the flour produced, a protective gas that is non-reactive, is blown into the first grinding chamber.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung dieser Verfahrensvariante bleibt während des Mahlprozesses mindestens eine Entlüftungsöffnung zum Druckausgleich ständig geöffnet, und das beim Mahlprozess erzeugte Mehl wird erst nach Abschluss des Mahlprozesses über die Entnahmeöffnungen aus der Mahltrommel entnommen.In a preferred development of this process variant, at least one vent opening remains constantly open during the grinding process to equalize the pressure, and the flour produced during the grinding process is only removed from the grinding drum via the removal openings after the grinding process has been completed.
Bei einer alternativen Weiterbildung kann das beim Mahlprozess erzeugte Mehl permanent während des Mahlprozesses über die Entnahmeöffnung(en) aus der Mahltrommel entnommen werden.In an alternative development, the flour produced during the grinding process can be permanently removed from the grinding drum via the removal opening(s) during the grinding process.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages of the invention emerge from the description and the drawing. Likewise, the features mentioned above and those listed below can be used individually or in combination in any desired way. The embodiments shown and described are not to be understood as an exhaustive list, but rather are exemplary in nature for the description of the invention.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated in the drawing and is explained in more detail using exemplary embodiments. They show:
Fig. 1a eine schematisierte räumliche Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mahlvorrichtung als Kugelmühle;Fig. 1a is a schematic spatial representation of an embodiment of the grinding device according to the invention as a ball mill;
Fig. 1b eine schematische Draufsicht auf die Mahltrommel der Ausführungsform nach Fig. 1a von oben;Fig. 1b is a schematic plan view of the grinding drum of the embodiment according to Fig. 1a from above;
Fig. 2a eine schematische Draufsicht von oben auf die Mahltrommel einer weiteren Ausführungsform mit gekrümmten Segmentgittern;Fig. 2a is a schematic plan view from above of the grinding drum of a further embodiment with curved segment grids;
Fig. 2b wie Fig. 2a, aber mit ebenen Segmentgittern;Fig. 2b like Fig. 2a, but with flat segment grids;
Fig. 3a eine schematisierte Draufsicht auf die Mahltrommel einer Ausführungsform mit zylinderförmigen, koaxial verschachtelten Siebeinsätzen;Fig. 3a is a schematic plan view of the grinding drum of an embodiment with cylindrical, coaxially nested sieve inserts;
Fig. 3b einen schematischen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 3a längs der Linie A-A; undFig. 3b is a schematic vertical section through the device according to Fig. 3a along the line A-A; and
Fig. 4 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mahlvorrichtung mit Druckzufuhr in die Mahltrommel und Absaugung des Feinstmehls aus der Mahltrommel.Fig. 4 is a schematic vertical section through a further embodiment of the grinding device according to the invention with pressure supply into the grinding drum and suction of the fine flour from the grinding drum.
Die in den Figuren 1a und 1b schematisch dargestellte erfindungsgemäße Mahlvorrichtung besteht aus einer an einem rotierenden Arm 15 drehbar befestigten Mahltrommel 10, auf deren Innenseite eine Stützschale 13 fest oder drehbar angeordnet ist. An der Innenfläche der Stützschale 13 wiederum sind Siebeinsätze 11, 12 befestigt, wobei der erste Siebeinsatz 11 gröbere Durchlassöffnungen und der letzte Siebeinsatz 12 feinste Durchlassöffnungen für Partikel mit Durchmessern kleiner 1 pm aufweist.The grinding device according to the invention, shown schematically in Figures 1a and 1b, consists of a grinding drum 10 which is rotatably attached to a rotating arm 15 and on the inside of which a support shell 13 is arranged fixedly or rotatably. Sieve inserts 11, 12 are in turn attached to the inner surface of the support shell 13, the first sieve insert 11 having coarser passage openings and the last sieve insert 12 having very fine passage openings for particles with diameters of less than 1 pm.
Der erste Siebeinsatz 11 grenzt zusammen mit der ihm gegenüberliegenden Innenfläche der Mahltrommel 10 einen ersten Mahlraum 17 ein, in welchen das grobe Mahlgut zu Beginn des Mahlprozesses eingefüllt wird. Die durch den ersten Siebeinsatz 11 hindurchtretenden gemahlenen Partikel werden in einem zwischen dem ersten Siebeinsatz 11, dem letzten Siebeinsatz 12 und Teilen der Innenfläche der Stützschale 13 eingegrenzten weiteren Mahlraum 17a noch weiter zerkleinert. Aus dem weiteren Mahlraum 17a können dann Feinstpartikel im Nanometerbereich durch den letzten Siebeinsatz 12 in einen SammelraumThe first sieve insert 11, together with the inner surface of the grinding drum 10 opposite it, defines a first grinding chamber 17 into which the coarse grinding material is filled at the beginning of the grinding process. The ground particles passing through the first sieve insert 11 are further crushed in a further grinding chamber 17a defined between the first sieve insert 11, the last sieve insert 12 and parts of the inner surface of the support shell 13. From the further grinding chamber 17a, very fine particles in the nanometer range can then be discharged through the last sieve insert 12 into a collecting chamber.
18 für Feinstmehl eintreten, der zwischen dem letzten Siebeinsatz 12 und einer Teilfläche der Stützschale 13 gebildet wird.18 for fine flour, which is formed between the last sieve insert 12 and a partial surface of the support shell 13.
Um insbesondere den besonders empfindlichen letzten Siebeinsatz 12, aber auch den ersten Siebeinsatz 11 vor Beschädigungen durch Kollisionen mit größeren Partikeln, insbesondere Mahlkörpern zu schützen, sind die Siebeinsätze 11, 12 mit perforierten Schutzabdeckungen 14a, 14b bzw. 14 gegenüber den Mahlräumen 17, 17a abgedeckt. Bei den in den folgenden Figuren dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Mahlvorrichtung sind derartige Schutzabdeckungen für die Siebeinsätze ebenfalls vorgesehen, jedoch der
Übersichtlichkeit halber in der Zeichnung nicht dargestellt.In order to protect the particularly sensitive last sieve insert 12, but also the first sieve insert 11 from damage caused by collisions with larger particles, in particular grinding media, the sieve inserts 11, 12 are covered with perforated protective covers 14a, 14b and 14b, respectively, opposite the grinding chambers 17, 17a. In the embodiments of the grinding device according to the invention shown in the following figures, such protective covers are also provided for the sieve inserts, but the
Not shown in the drawing for reasons of clarity.
Bei der Mahlvorrichtung in Fig. 2a sind in der Mahltrommel 20 ebenfalls wie in Fig. 1b gekrümmte Segmentgitter als Siebeinsätze 21, 21 a, 22 vorgesehen, die allerdings beidseitig jeweils an einer gemeinsamen Linie an der Stützschale 23 befestigt sind. Hierdurch wird die Mahltrommel 20 wiederum in einen ersten Mahlraum 27, in darauffolgende weitere Mahlräume 27a, 27b sowie in einen Sammelraum 28 für Feinstmehl 26 aufgeteilt. Desweiteren sind in Fig. 2a auch schematisch Mahlkörper 24 gezeigt, welche vom ersten Mahlraum 27 zum letzten Mahlraum 27b vor dem Sammelraum 28 in ihrer Größe sukzessive abnehmen. Zwischen den Mahlkörpern 24 sind schematisch Mahlgutpartikel 25 gezeigt.In the grinding device in Fig. 2a, curved segment grids are also provided in the grinding drum 20 as in Fig. 1b as sieve inserts 21, 21a, 22, which are, however, attached to the support shell 23 on both sides along a common line. This divides the grinding drum 20 into a first grinding chamber 27, subsequent further grinding chambers 27a, 27b and a collecting chamber 28 for fine flour 26. Furthermore, Fig. 2a also shows schematically grinding bodies 24, which gradually decrease in size from the first grinding chamber 27 to the last grinding chamber 27b in front of the collecting chamber 28. Grinding material particles 25 are shown schematically between the grinding bodies 24.
Die in Fig. 2b dargestellte Mahlvorrichtung ist ähnlich aufgebaut wie die gemäß Fig. 2a, wobei aber auf der Stützschale 23' ebene Siebeinsätze 21', 21a', 21b' und 22' hintereinander angeordnet sind, wodurch der Innenraum der Mahltrommel 20 in Mahlräume 27', 27a1, 27b1, 27c' sowie einen Sammelraum 28' aufgeteilt wird.The grinding device shown in Fig. 2b is constructed similarly to that according to Fig. 2a, but with flat sieve inserts 21', 21a', 21b' and 22' arranged one behind the other on the support shell 23', whereby the interior of the grinding drum 20 is divided into grinding chambers 27', 27a 1 , 27b 1 , 27c' and a collecting chamber 28'.
Eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mahlvorrichtung ist in den Figuren 3a und 3b dargestellt, wo koaxial mit der Mahltrommel 30 zylinderförmige Siebeinsätze 31, 31a, 32 über durchgehende Stege 39 mit der Stützschale 33 verbunden sind. Dabei weisen die Siebeinsätze 31, 31a, 32 jeweils an ihren beiden axialen Enden eine ringförmige Umfassung 35 auf, von der die Verbindungsstege 39 zur Stützschale 33 hin radial abgehen. Der Innenraum der Mahltrommel 30 ist wiederum aufgeteilt in Mahlräume 37, 37a, 37b mit darin befindlichen, sukzessive kleiner gewählten Mahlkörpern 34 sowie radial außen einen Sammelraum 38 für das erzeugte Feinstmehl, welches durch den letzten Siebeinsatz 32 hindurchtritt.An alternative embodiment of the grinding device according to the invention is shown in Figures 3a and 3b, where cylindrical sieve inserts 31, 31a, 32 are connected to the support shell 33 via continuous webs 39 coaxially with the grinding drum 30. The sieve inserts 31, 31a, 32 each have an annular enclosure 35 at their two axial ends, from which the connecting webs 39 extend radially to the support shell 33. The interior of the grinding drum 30 is in turn divided into grinding chambers 37, 37a, 37b with successively smaller grinding bodies 34 located therein, as well as a collecting chamber 38 radially on the outside for the fine flour produced, which passes through the last sieve insert 32.
Fig. 4 schließlich zeigt im schematischen Vertikalschnitt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mahlvorrichtung, bei welcher durch die Mahltrommel 40 und die Stützschale 43 hindurch führende Entnahmeöffnungen 51,51' zur Entnahme von Feinstmehl 46 aus dem Sammelraum 48 vorgesehen sind. Desweiteren zeigt Fig. 4 eine Saugpumpe 52, mit deren Hilfe über die flächig über den Umfang der Mahltrommel 40 verteilten Entnahmeöffnungen 51 das Feinstmehl 46 in einen Auffangbehälter 54 abgesaugt werden kann. Zum Druckausgleich ist im Deckel der Mahltrommel 40 eine Entlüftungsöffnung 43 vorgesehen, über die Gas, insbesondere Luft beim Absaugvorgang nachströmen kann.Finally, Fig. 4 shows a schematic vertical section of an embodiment of the grinding device according to the invention, in which removal openings 51, 51' leading through the grinding drum 40 and the support shell 43 are provided for removing fine flour 46 from the collecting chamber 48. Furthermore, Fig. 4 shows a suction pump 52, with the aid of which the fine flour 46 can be sucked into a collecting container 54 via the removal openings 51 distributed over the circumference of the grinding drum 40. To equalize the pressure, a vent opening 43 is provided in the cover of the grinding drum 40, through which gas, in particular air, can flow during the suction process.
Anstelle einer Absaugung kann aber auch ein Druckgradient durch Zuführen von Überdruckgas, insbesondere Pressluft oder Schutzgas durch die Belüftungsöffnung 53 in das Innere der Mahltrommel 40 erzeugt werden. Durch diesen Überdruck kann Feinstmehl 46 auch über die Entnahmeöffnung 51' in einen Auffangbehälter 54 geblasen werden.Instead of suction, a pressure gradient can also be generated by supplying overpressure gas, in particular compressed air or protective gas, through the ventilation opening 53 into the interior of the grinding drum 40. This overpressure can also blow fine powder 46 into a collecting container 54 via the removal opening 51'.
Um einen Druckausgleich zu gewährleisten, ist bei dieser Ausführungsform eine Entlüftungsöffnung 55 vorgesehen, die auch während des Mahlprozesses ständig geöffnet bleibt. Diese ist im oberen Bereich der Mahltrommel 40 angeordnet, so dass Partikel nur entgegen der Schwerkraft dorthin gelangenIn order to ensure pressure equalization, this embodiment is provided with a vent opening 55, which remains constantly open even during the grinding process. This is arranged in the upper area of the grinding drum 40 so that particles only reach it against the force of gravity.
können. Um aufgewirbeltes Feinstmehl 46 am Austritt durch die Entlüftungsöffnung 55 zu hindern, ist ein Feinstsieb 56 vorgesehen, dessen Maschenweite noch kleiner ist als die Partikelgröße des erzeugen Feinstmehls 46.In order to prevent the whirled up fine flour 46 from escaping through the vent opening 55, a fine sieve 56 is provided, the mesh size of which is even smaller than the particle size of the fine flour 46 produced.
Im Übrigen ist der Innenraum der Mahltrommel 40 wiederum durch koaxial angeordnete, zylinderförmige Siebeinsätze 41, 42, welche an einer Stützschale 43 befestigt sind, in Mahlkammern 47, 47a sowie einen Sammelraum 48 für Feinstmehl 46 aufgeteilt. In den Mahräumen 47, 47a befinden sich wiederum Mahlkörper 44 von sukzessive abnehmender Größe und Mahlgut 45.Furthermore, the interior of the grinding drum 40 is divided into grinding chambers 47, 47a and a collecting chamber 48 for fine flour 46 by coaxially arranged, cylindrical sieve inserts 41, 42, which are attached to a support shell 43. The grinding chambers 47, 47a again contain grinding bodies 44 of successively decreasing size and grinding material 45.
Claims (23)
dass auf der Innenseite der Mahltrommel (10; 20; 30; 40) eine Stützschale (13; 23; 23'; 33; 43) aus Hartmaterial vorgesehen ist, die die Innenfläche der Mahltrommel (10; 20; 30; 40) teilweise überdeckt, und mit der die Siebeinsätze (11, 12; 21, 21a, 22; 21', 21a', 21b', 22'; 31, 31a, 32; 41, 42) jeweils zumindest an zwei Stellen fest verbunden sind,
dass die Siebeinsätze (11, 12; 21, 21a, 22; 21', 21a', 21b', 22'; 31, 31a, 32; 41, 42) derart angeordnet sind, dass der erste Siebeinsatz (11; 21; 21'; 31; 41) mit den gröbsten Durchlassöffnungen zusammen mit der dem ersten Siebeinsatz (11; 21; 21'; 31; 41) gegenüberliegenden Innenfläche der Mahltrommel (10; 20; 30; 40) und ggf. einer Teilfläche der Stützschale (13; 23; 23'; 33; 43) einen ersten Mahlraum (17; 27; 27'; 37; 47) eingrenzt, in welchem das grobe Mahlgut (25; 45) zu Beginn des Mahlprozesses eingefüllt ist,
dass der nächstfolgende und alle weiteren Siebeinsätze (12; 21a, 22; 21a', 21b', 22'; 31a, 32; 42) gegeneinander und ggf. mit Teilflächen der Stützschale (13; 23; 23'; 33; 43) weitere Mahlräume (17a; 27a, 27b; 27a', 27b', 27c'; 37a, 37b; 47a) eingrenzen, und dass der letzte Siebeinsatz (12; 22; 22'; 32; 42) mit den feinsten Durchlassöffnungen zusammen mit einer Teilfläche der Stützschale (13; 23; 23'; 33; 43) einen Sammelraum (18; 28; 28'; 38; 48) für Feinstmehl (26; 46) eingrenzt,
dass zumindest dieser letzte Siebeinsatz (12; 22; 22'; 32; 42) Durchlassöffnungen aufweist, die nur Partikel mit Durchmessern < 1 µm hindurchtreten lassen,
dass in sämtlichen Mahlräumen (17, 17a, 27, 27a, 27b; 27', 27a', 27b', 27c'; 37, 37a, 37b; 47, 47a) Mahlkörper (24; 34; 44) vorgesehen sind,
und dass der letzte Siebeinsatz (12; 22; 22'; 32; 42) zum letzten Mahlraum (17a; 27b; 27c'; 37b; 47a) hin mit einer perforierten Schutzabdeckung (14) aus Hartmaterial, beispielsweise einem Schutzgitter, abgedeckt ist, wobei die Perforationen der Schutzabdeckung (14) etwas kleiner sind als die kleinsten Mahlkörper (24; 34; 44) im letzten Mahlraum (17a; 27b; 27c'; 37b; 47a), jedoch erheblich größer als die Durchlassöffnungen des letzten Siebeinsatzes (12; 22; 22'; 32; 42). 1. Grinding device, in particular a drum mill, preferably a sieve ball mill, with a cylindrical or conical grinding drum ( 10 ; 20 ; 30 ; 40 ) which can be rotated about a preferably horizontal axis and which has a circular or elliptical cross-section, with several sieve inserts ( 11 , 12 ; 21 , 21 a, 22 ; 21 ', 21 a', 21 b', 22 '; 31, 31 a, 32 ; 41 , 42 ) arranged one behind the other within the grinding drum ( 10 ; 20; 30 ; 40 ) and having successively finer passage openings, and with grinding bodies ( 24 ; 34 ; 44 ) for comminuting grinding material ( 25 ; 45 ) to fine flour ( 26 ; 46 ) . ), characterized ,
that on the inside of the grinding drum ( 10 ; 20 ; 30 ; 40 ) there is provided a support shell ( 13 ; 23 ; 23 ';33; 43 ) made of hard material, which partially covers the inner surface of the grinding drum ( 10 ; 20 ; 30 ; 40 ) and to which the sieve inserts ( 11 , 12 ; 21 , 21a , 22 ; 21 ', 21a ', 21b ', 22 '; 31 , 31a , 32 ; 41 , 42 ) are each firmly connected at least at two points,
that the sieve inserts ( 11 , 12 ; 21 , 21a , 22 ; 21 ', 21a ', 21b ', 22 '; 31 , 31a , 32 ; 41 , 42 ) are arranged in such a way that the first sieve insert ( 11 ; 21 ; 21 ';31; 41 ) with the coarsest passage openings together with the inner surface of the grinding drum ( 10 ; 20 ; 30 ; 40 ) opposite the first sieve insert ( 11 ; 21 ; 21 ';31; 41 ) and optionally a partial surface of the support shell ( 13 ; 23 ; 23 ';33; 43 ) forms a first grinding chamber ( 17 ; 27 ; 27 ';37; 47 ) into which the coarse grinding material ( 25 ; 45 ) is filled at the beginning of the grinding process,
that the next and all further sieve inserts ( 12 ; 21 a, 22 ; 21 a', 21 b', 22 '; 31 a, 32 ; 42 ) delimit further grinding chambers ( 17 a; 27 a, 27 b; 27 a', 27 b', 27 c '; 37 a, 37 b; 47 a) against one another and, if necessary, with partial surfaces of the support shell ( 13 ; 23 ; 23 ';33; 43 ), and that the last sieve insert ( 12 ; 22 ; 22 ';32; 42 ) with the finest passage openings together with a partial surface of the support shell ( 13 ; 23 ; 23 ';33; 43 ) forms a collecting chamber ( 18 ; 28 ; 28 ';38; 48 ) for fine flour ( 26 ; 46 ),
that at least this last sieve insert ( 12 ; 22 ; 22 ';32; 42 ) has passage openings which only allow particles with diameters < 1 µm to pass through,
that grinding bodies ( 24 ; 34; 44 ) are provided in all grinding chambers ( 17 , 17a , 27 , 27a , 27b ; 27 ', 27a ', 27b ', 27c '; 37 , 37a , 37b ; 47 , 47a ),
and that the last sieve insert ( 12 ; 22 ; 22 ';32; 42 ) towards the last grinding chamber ( 17 a; 27 b; 27 c'; 37 b; 47 a) is covered with a perforated protective cover ( 14 ) made of hard material, for example a protective grid, wherein the perforations of the protective cover ( 14 ) are somewhat smaller than the smallest grinding bodies ( 24 ; 34 ; 44 ) in the last grinding chamber ( 17 a; 27 b; 27 c'; 37 b; 47 a), but considerably larger than the passage openings of the last sieve insert ( 12 ; 22 ; 22 ';32; 42 ).
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2000
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|---|---|---|---|---|
| DE102011117418A1 (en) | 2011-11-02 | 2013-05-02 | BEAR Mühlen & Behälter GmbH | Vertical ball mill for cutting e.g. fibrous grinding stock, has passage opening for grinding stock provided between tubular shaft and base plate, and entry device and discharge device provided in grinding chambers, respectively |
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