DE202015101859U1 - Rührwerkskugelmühle - Google Patents

Abstract

Rührwerkskugelmühle (10) mit einem innenliegenden Mahlbehälter (2) und einem außenliegenden Mantelbehälter (1), wobei der Mantelbehälter (1) und der Mahlbehälter (2) koaxial und ineinander radial gleichmäßig beabstandet angeordnet sind und zwischen den beiden Behältern (1, 2) ein Hohlraum (26) ausbildet ist, wobei der Hohlraum (26) zur Aufnahme eines Fluidstroms dient, dadurch gekennzeichnet, dass im Hohlraum (26) zwischen Mantelbehälter (1) und Mahlbehälter (2) wenigstens eine Fluidführungsmatte (3) angeordnet ist und dass die wenigstens eine Fluidführungsmatte (3) über lamellenartige Strukturen (5) verfügt, mit welchen der Fluidstrom im Hohlraum (26) gerichtet geführt ist.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rührwerkskugelmühle mit einer Fluidführungsmatte zur gerichteten Führung eines Fluidstroms in einem Hohlraum zwischen den zwei ineinander radial annähernd gleichmäßig beabstandet angeordneten Behältern einer Rührwerkskugelmühle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Viele Prozesse, chemische, mechanische oder andere, laufen unter Erzeugung von Prozesswärme ab, welche den Prozessablauf selbst beziehungsweise die eingesetzten Ausgangsstoffe negativ beeinflussen kann, weil beispielsweise die am Prozess beteiligten Stoffe temperaturempfindlich sind oder die Temperaturänderung sich auf die Prozessgeschwindigkeit auswirkt und damit eine geordnete Prozessführung erschwert. Aus diesem Grund ist es üblich, einen Prozessablauf zu stabilisieren, indem beispielsweise die erzeugte Prozesswärme mittels geeigneter Kühlvorrichtungen beziehungsweise -verfahren abgeleitet wird.
• Im umgekehrten Fall ist es ebenfalls möglich, dass Prozessen Wärme zugeführt werden muss, um den Prozess in Gang zu bringen oder bei einer bevorzugten Temperatur kontrolliert zu betreiben.
• In Behältern ablaufende Prozesse werden dabei meist über die Behälterwand temperiert, zum Beispiel durch an der Wand verlaufende Kühl- oder Warmwasserrohre oder indem ein weiterer, vom ersten Behälter radial beabstandet angeordneter Außenbehälter um den ersten Behälter herumgeführt wird, so dass sich zwischen den beiden Behältern ein Hohlraum bildet, durch welchen eine Wärmezufuhr mittels eines Warmwasserstroms beziehungsweise ein Kühlmittelfluss zum Abtransport der Prozesswärme stattfinden kann.
• Konzepte der letztgenannten Art sind aus dem Stand der Technik gut bekannt, zum Beispiel aus der DE 24 58 841 A1 , die eine Rührwerksmühle zum Gegenstand hat, bei welcher ein Kühlmittelfluss im Hohlraum zwischen den Behälterwänden ermöglicht ist, indem durch einen nahe dem Mahlguteinlass einer Rührwerksmühle angeordneten Kühlmitteleinlass der Kühlmitteleintritt in den Hohlraum erfolgt und durch einen nahe dem Mahlgutauslass angeordneten Kühlmittelauslass das erwärmte Kühlwasser wieder abfließen kann.
• In der DE 26 34 835 A1 ist eine Rührwerk-Kugelmühle mit schraubenlinienförmig um den Mahlbehälter umlaufendem Kühlwasserfluss beschrieben. Zu diesem Zweck ist in die Außenwand des Mahlbehälters eine, die Form eines Kühlwasserkanals vorgebende, Nut gefräst, in welche ein Metallband eingeführt und dort verschweißt oder verlötet wird. Nach Zusammenführen mit einem Außenbehälter liegt die Außenseite des Metallbands am Außenbehälter an, so dass sich ein um den Innenbehälter schraubenlinienförmig umlaufender Kühlkanal ergibt, durch welchen das Kühlwasser gezielt geführt werden kann.
• Die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen weisen jedoch einige Nachteile auf. So kann bei einer Lösung, welche nur einen Einlass und einen, meist am anderen Ende des Hohlraums angeordneten, Auslass aufweist, zwar der Kühlmittelfluss durch Steuerung des Zulaufs eingestellt werden, es ist dabei aber nicht sichergestellt, dass das Kühlmittel die zu kühlende Oberfläche in stetem Strom bedeckt und die Wärme gleichmäßig abführt. Vielmehr zeigen sich bei derartigen Konstruktionen in der Regel Stellen, in welcher der Kühlmittelfluss teilweise oder vollständig zum Erliegen kommt, was nicht nur effizienzmindernd ist, sondern sogar kontraproduktiv sein kann, wenn nämlich beispielsweise Zonen unterschiedlichen Reaktionsverhaltens erzeugt werden und infolgedessen der Gesamtprozess nicht mehr beherrschbar ist.
• Die Erzeugung einer gerichteten Kühlmittelströmung ist hinsichtlich der Homogenität der damit erzielbaren Temperaturabsenkung ein Fortschritt, in der Regel aber mit einem hohen Aufwand bei Herstellung und Kosten verbunden. Die bekannten Lösungen sind aufgrund der verwendeten Materialien meist ausschließlich dauerhaft herstellbar, wenig fehlertolerant in der Herstellung und mit Veränderungen der bestehenden Bauteile wie beispielsweise des Mahlbehälters verbunden, zum Beispiel bei Fräs-, Schweiß- und/oder Lötarbeiten. Der Einsatz metallischer Werkstoffe, welche eine vergleichsweise niedrige Elastizität aufweisen, zur Ausbildung von Kühlmittelkanälen bedingt weiterhin eine meist eingeschränkte Dichtwirkung aufgrund unvermeidlicher und durch die eingesetzten Materialien nur bedingt zu kompensierender Fertigungstoleranzen. Eine nachträgliche Anpassung, wenn zum Beispiel geänderte Prozessbedingungen eine andere Kühllösung erfordern, oder eine Reparatur beispielsweise eines defekten Mahlbehälters, sind meist nicht möglich oder wenig rentabel.
• Der vorliegenden Erfindung kommt daher die Aufgabe zu, eine Rührwerkskugelmühle mit einem innenliegenden Mahlbehälter und einem außenliegenden Mantelbehälter mittels eines separaten Bauteils so auszustatten, dass ein Fluid, welches der Kühlung oder auch der Erwärmung dienen kann, den innenliegenden Mahlbehälter in einem gerichtet geführten Fluss umströmen kann, wobei an den Behältern nach Möglichkeit keine Veränderungen vorgenommen werden müssen und wobei das separate Bauteil kostengünstig in Herstellung, Montage und Einsatz sowie flexibel auslegbar ist.
• Die genannte Aufgabe wird durch eine Rührwerkskugelmühle mit einer wenigstens einen Fluidführungsmatte zur gerichteten Führung eines Fluidstroms gelöst, welche die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 umfasst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen beschrieben.
• Die erfindungsgemäße Rührwerkskugelmühle umfasst zwei ineinander radial beabstandet angeordnete, zylindrische Behälter und wenigstens eine im Hohlraum zwischen den Behältern angeordnete Fluidführungsmatte, welche der gerichteten Führung eines Fluidstroms im Hohlraum zwischen den Behältern dient. Der innenliegende Mahlbehälter, in welchem der Mahlvorgang stattfindet, ist koaxial zum äußeren Mantelbehälter angeordnet und zu diesem radial gleichmäßig beabstandet. Weiterhin weist der Mantelbehälter nicht nur einen größeren Durchmesser auf, sondern in der Regel auch mindestens die gleiche Länge, so dass der innenliegende Mahlbehälter vom Mantelbehälter vollständig aufgenommen werden kann. Aufgrund dieser Ausbildung entsteht zwischen den beiden Behältern ein Hohlraum mit einem von den Durchmessern der Behälter abhängigen Abstand zwischen den jeweiligen Behälterwänden. Beide Behälter können an ihren jeweiligen axialen Enden mit Verbindungsmitteln wie Flanschen o.ä. ausgestattet sein, welche den Anbau weiterer, zur Ausstattung einer Rührwerkskugelmühle gehörender Bauteile erlauben und den zwischen den Behältern entstandenen Hohlraum in ausreichender Weise abdichten. Dies können zum Beispiel Trennvorrichtungen, Ein- oder Auslassöffnungen, Trageinrichtungen für Rührwellen oder gegebenenfalls auch nur einfache Verschlussdeckel sein.
• Zur Einleitung des die erfindungsgemäße Rührwerkskugelmühle durchströmenden Fluides sind in den Mantelbehälter und/oder in wenigstens einen der den Mantelbehälter abschließenden Flansche Ein- und Auslassöffnungen eingebracht. Dabei handelt es sich um meist runde Durchbrüche, welche auf der dem Hohlraum abgewandten Seite von in der Regel angeschweißten Rohrstücken umfasst sind, an welche fluidzu- und -abführende Leitungsstücke angelegt sind.
• Die wenigstens eine Fluidführungsmatte, welche Bestandteil der erfindungsgemäßen Rührwerkskugelmühle ist, ist als separates Bauteil ausgebildet und besteht aus einem Material, welches eine höhere Elastizität aufweist als das jeweilige Material der Mahlbehälter. Die Fluidführungsmatte besteht im unverbauten Zustand aus einer flächigen Grundplatte und darauf orthogonal zur Ebene der Grundplatte angeordneten lamellenartigen Strukturen, in der Folge auch als Lamellen benannt. Die Fluidführungsmatte ist derart zwischen den Behältern angeordnet, dass sie mit ihrer Grundplatte an der Innenfläche des Mantelbehälters anliegt und ihre darauf angeordneten Lamellen entlang ihrer Hochachse zur Behältermitte hin ausgerichtet sind, so dass ihre Oberseiten zur Erzielung einer Dichtwirkung am Mahlbehälter anliegen. Um dies zu erreichen, müssen die Lamellen derart gestaltet sein, dass die Summe aus Dicke der Grundplatte und Höhe der Lamellen wenigstens annähernd so groß, besser genauso groß ist wie der Spalt in radialer Richtung, das heißt der Innenabstand oder die lichte Weite zwischen den Behälterwänden.
• Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Summe aus Dicke der Grundplatte und Höhe der Lamellen größer als der Innenabstand der Behälterwände ist. Damit kann erreicht werden, dass die Lamellen in einem unteren ersten, unmittelbar an die Grundplatte anschließenden Teil zur Behältermitte hin ausgerichtet sind. Im daran wiederum anschließenden oberen zweiten und nun näher an der Behältermitte befindlichen Teil verläuft die jeweilige Lamelle bogenförmig, mit abnehmendem Krümmungsradius und liegt schließlich am oberen Lamellenende mit einer Seitenfläche tangential am innenliegenden Mahlbehälter an. Dies führt dazu, dass der am Mahlbehälter anliegende Teil der Seitenfläche der Lamelle eine Dichtwirkung erzeugt, welche einen Übertritt eines Fluides von einer zur anderen Lamellenseite verhindert.
• Es kann dabei positiv für die Dichtwirkung sein, wenn die Krümmung der jeweiligen Lamelle zur Fließrichtung des Fluidstroms hingerichtet ist, das heißt, der theoretische Mittelpunkt des Krümmungskreises sollte auf der Anströmseite der Lamelle liegen, also dort, wo das anströmende Fluid auf die Lamelle trifft. Wirkt der Fluidstrom aus dieser Richtung auf die Lamelle, wird eine Druckkraft auf diese ausgeübt, welche dazu führt, dass die am Mahlbehälter anliegende Seitenfläche der Lamelle an den Mahlbehälter angepresst wird und so die Dichtwirkung der Lamelle verstärkt. Demgegenüber würde ein Anströmen am Außenradius der Krümmung dazu führen, dass sich die Lamellenkrümmung verstärkt, die am Mahlbehälter anliegende Seitenfläche sich von dieser abhebt und schließlich ein Teil des Fluidstroms an dieser Stelle auf die andere Lamellenseite übertritt; der Fluidstrom würde infolgedessen zumindest teilweise nicht mehr kontrolliert entlang der Lamellen fließen.
• Da die Lamelle also kurvenförmig verläuft und im oberen Bereich am Mahlbehälter anliegen soll, soll hier nochmals erwähnt werden, dass die Summe aus Dicke der Grundplatte und Höhe einer Lamelle idealerweise größer ist als der Durchmesser des Hohlraums, das heißt der Abstand zwischen Innenfläche des Mantelbehälters und Außenfläche des Mahlbehälters.
• Wie oben angedeutet, liegt die Grundplatte der Fluidführungsmatte an der Innenfläche des Mantelbehälters an, wobei im einfachsten Fall, wenn bspw. eine einzige Fluidführungsmatte vorhanden ist, die Breite der Platte dem inneren Umfang des Mantelbehälters entsprechen muss; nach Anbringen der Grundplatte an der Innenseite des Mantelbehälters liegen ihre beiden breitseitigen Außenränder nun unter Ausbildung einer Stoßkante aneinander. Die längsseitigen Außenränder der Platte sind normalerweise entsprechend der benötigten und/oder gewünschten Länge des zu bedeckenden Bereichs des Mantelbehälters ausgebildet und schließen dort in der Regel jeweils flanschseitig, also in axialer Richtung ab. Dabei ist zu beachten, dass eventuell existierende Durchbrüche, welche im Bereich des Mantelbehälters für die Fluidzufuhr beziehungsweise deren Ausleitung vorhanden sind, in die Fluidführungsmatte ebenso einbracht werden müssen, da der Fluidstrom andernfalls durch die Grundplatte unterbrochen beziehungsweise zwischen Grundplatte und Mantelbehälter geleitet werden würde.
• Um die Grundplatte der Fluidführungsmatte sicher am Mantelbehälter befestigen zu können, empfiehlt es sich, die Grundplatte an der Innenfläche des Mantelbehälters zu verkleben, wobei darauf zu achten ist, dass eventuell in der Wand des Mantelbehälters und in der Fluidführungsmatte vorhandene Durchbrüche aus den oben bereits erwähnten Gründen deckungsgleich sein müssen. Die Verklebung stellt sicher, dass die Platte während des Zusammenbaus der Rührwerkskugelmühle und auch im späteren Betrieb an Ort und Stelle verbleibt und nicht verrutschen kann. Ob die Verklebung selbst vollflächig oder teilflächig erfolgt, ist dabei nebenrangig, solange eine sichere Positionierung der Fluidführungsmatte sichergestellt ist. Je nach Material kann statt einer Verklebung auch eine alternative Befestigungsweise gewählt werden, welche dafür sorgt, dass die Grundplatte nicht verschiebbar am Mantelbehälter gehalten wird, beispielsweise eine Beschichtung der Unterseite der Grundplatte und/oder der Innenseite des Mantelbehälters mit magnetischen und/oder magnetisierbaren Materialien.
• Die Hochachsen der Lamellen sind wenigstens in einem ersten, an die Grundplatte anschließenden Bereich zum Behältermittelpunkt hin ausgerichtet. Der Längsverlauf der Lamellen, das heißt die Ausrichtung ihrer Längsachsen auf der Grundplatte beziehungsweise ihre Anordnung darauf, legt nun den Verlauf des Fluidstroms durch die Ausbildung von den Fluidstrom an der Außenfläche des Mahlbehälters entlang führenden Kanälen fest. Diese Kanäle sind gebildet durch die am Mantelbehälter anliegende Grundplatte, zwei Lamellen als Seitenwände und die Außenfläche des Mahlbehälters, an welcher die Lamellenoberseiten jeweils dicht abschließen und an welcher der Wärmetausch mit dem in den Kanälen geführten Fluid stattfindet.
• Der Verlauf dieser Kanäle ist nun in weiten Teilen variabel und im Hinblick auf die gewünschte Fließrichtung und -geschwindigkeit des Fluidstroms, die Lage der Ein- und Austrittsöffnungen, etc. anpassbar, indem die Lamellen in der dazu nötigen geometrischen Anordnung auf der Grundplatte angebracht werden. So können die Lamellen quer zur Behälterachse, parallel dazu oder auch winklig zu dieser verlaufen, wobei grundsätzlich jeder Winkel von 0° bis einschließlich 180° denkbar ist. Wichtig bei der Anordnung der Lamellen auf der Grundplatte ist, dass, wie oben bereits beschrieben, die beiden breitseitigen Ränder der Grundplatte in der erfindungsgemäßen Rührwerkskugelmühle neben- beziehungsweise aneinander liegen.
• Für einen schraubenlinien- beziehungsweise spiralförmigen Verlauf der Fließrichtung eines Fluidstroms um den Mahlbehälter ist es beispielsweise nötig, dass die Lamellen winklig zur Längsrichtung der Grundplatte angeordnet sind, wobei der Winkel dem gewünschten Steigungswinkel des schraubenlinienförmigen Verlaufs des fluidführenden Kanals entsprechen muss. Zur Ausbildung eines Kanals muss das Ende der ersten Lamelle am Anfang der zweiten Lamelle, das Ende der zweiten am Anfang der dritten und so fort anschließen, somit ergibt sich die Kanalbreite aus dem Versatz zwischen Anfangs- und Endposition der Lamelle in Längsrichtung. Ein solcher schraubenlinien- oder spiralförmiger Verlauf, auch helixförmig genannt, ist vorzugsweise zum Beispiel bei langgestreckten Behältern zu empfehlen. Mit einem derartigen Verlauf ist beispielsweise auch eine allmähliche richtungsabhängige Temperaturänderung möglich, da die Temperatur des Fluides sich während der Bewegung entlang des Mahlbehälters kontinuierlich und stetig verändert.
• An dieser Stelle sei angemerkt, dass es sinnvoll sein kann, wenn an der oben beschriebenen Verbindungsstelle zwischen den Lamellen, das heißt wo eine Lamelle an die nächste anschließt, die Lamellen nicht stirnseitig aneinander liegen, sondern auf geringer Strecke überlappen; an dieser Stelle können die Lamellen miteinander verbunden, bspw. verklebt werden. Dies bewirkt nicht nur eine höhere Seitenstabilität der Lamellen an der Verbindungsstelle und eine bessere Dichtwirkung, sondern vermindert auch die Wirbelbildung in den von den Lamellen gebildeten Kanälen. Um dies zu erreichen, ist es nötig, dass die Lamellen wenigstens auf einer Seite über die Grundplatte hinaus um die für die Verbindung benötigte Länge hinausreichen, das heißt an dieser Stelle einen Überstand bilden.
• Neben der helixförmigen Führung ist es auch möglich, den Fluidstrom im Zick-Zack-Verlauf zu führen. Dies kann zum Beispiel dadurch ermöglicht werden, dass die Lamellen in Längsrichtung der Behälter, also parallel zu den Behälterachsen angeordnet sind und zwar dergestalt, dass sie nicht die vollständige Länge der Grundplatte aufweisen. Werden die so ausgebildeten Lamellen nun stirnseitig abwechselnd einmal mit der Vorderseite, einmal mit der Rückseite der Grundplatte abschließend angebracht, fließt der Fluidstrom, abwechselnd die Richtung entlang der Längsachse ändernd, radial bzw. mäanderförmig um den Mahlbehälter.
• Aufgrund der variablen Gestaltungmöglichkeiten, welche nahezu ausschließlich von der Anordnung der Lamellen auf der Grundplatte abhängen, ist eine Vielzahl unterschiedlicher, an die konkreten Notwendigkeiten des Mahlprozesses anpassbarer Fluidführungen vorstellbar, ohne dass dabei Veränderungen an der Behältergeometrie vorgenommen werden müssen.
• Die Ein- und Austrittspunkte des Fluidstroms werden normalerweise von der Art des Kühlwasserverlaufs bestimmt. Schraubenlinien- beziehungsweise spiralförmige Verläufe legen nahe, dass Ein- und Austrittspunkt an gegenüberliebenden Behälterenden anzusetzen sind, da der Fluidstrom, zumindest bei einkanaliger Führung, nicht ohne Unterbrechung der Kanalführung im Hohlraum zurückgeführt werden kann. Eine nebeneinanderliegende Anordnung von Ein- und Auslassöffnungen ist aber beispielsweise bei zweikanaliger Führung möglich, das heißt bei Vorhandensein zweier paralleler Kanäle, welche für Hin- und Rückführung des Fluides zuständig wären, so dass zum Beispiel an einem Ende des Hohlraums die Ausbildung eines Wendebereichs, in welchem der Fluidstrom aus dem zuführenden Kanal in den abführenden Kanal übertritt, ausreichen würde.
• Zick-Zack-Verläufe sind diesbezüglich jedoch flexibler, hier können die Ein- und Austrittsöffnungen gegenüberliegend oder auch nebeneinander angeordnet sein. Im letztgenannten Fall kann beispielsweise eine die Länge der gesamten Grundplatte aufweisende Lamelle als Trennung zwischen Ein- und Austrittsöffnung genügen.
• Über die bereits beschriebenen Ausführungsformen hinaus ergeben sich aufgrund der Möglichkeit der flexiblen Lamellenanordnung weitere Gestaltungsmöglichkeiten. So kann es zum Beispiel möglich sein, den Fluidstrom durch entsprechende Ausbildung eines Kanals gezielt an eine bestimmte Stelle der Behälterwand zu führen und von dort aus zu den jeweiligen Enden; auch könnten bestimmte Stellen gezielt umgangen werden.
• In manchen Fällen sind Änderungen des Verlaufs des Fluidstroms durchführbar, ohne die Lage der Ein- und Austrittsöffnungen verändern zu müssen. Weiterhin bietet die erfindungsgemäße Rührwerkskugelmühle unter Umständen die Möglichkeit, die Lage der Ein- und Austrittsstellen des Fluidstroms im Behälter- und/oder Flanschbereich an äußere Notwendigkeiten anzupassen, ohne den Verlauf des Fluidstroms wesentlich, im Idealfall gar nicht verändern zu müssen.
• Wie bereits erwähnt, besteht eine Fluidführungsmatte aus einer Grundplatte und darauf angeordneten Lamellen. Da Grundplatte und lamellenartige Strukturen zur Erzielung einer ausreichenden Dichtigkeit aus den angeführten Gründen von höherer Elastizität sein müssen als das Material der sie umgebenden Mahlbehälter, besteht die Fluidführungsmatte aus einem Kunststoffmaterial, vorzugsweise aus Polyurethan, abgekürzt auch als PU oder PUR bekannt. Dieses Material ist in unterschiedlichen Härte- beziehungsweise Elastizitätsgraden erhältlich und kostengünstig und in großen Mengen verfügbar. Außer Polyurethan sind natürlich weitere Materialien für die Ausbildung der Fluidführungsmatte, das heißt von Grundplatte und Lamellen denkbar, aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften bevorzugt Kunststoffe wie beispielsweise Polyvinylchlorid, abgekürzt PVC oder Polyethylen, PE.
• Grundplatte und Lamellen bestehen im Normalfall aus demselben Material beziehungsweise derselben Materialqualität, können aber auch aus demselben Material, aber unterschiedlichen Materialqualitäten mit zum Beispiel unterschiedlichen Elastizitätseigenschaften bestehen; weiterhin sind auch Kombinationen aus verschiedenen Materialien möglich. Obwohl die einstückige Ausbildung einer solchen Fluidführungsmatte grundsätzlich möglich ist, wird dies herstellungsbedingt in der Regel nur für kleine Flächen als sinnvoll angesehen; bei größeren Flächen sind die Lamellen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung separat auf die Grundplatte aufgebracht, bspw. durch Aufschmelzen, Verkleben oder einen anderen Verarbeitungsvorgang, welcher den dauerhaften Halt der Lamellen auf der Grundplatte sicherstellt. Der große Vorteil einer solchen Herstellung ist, dass die Lage der Lamellen auf der Grundplatte auf diese Weise frei gestaltbar ist, die Fluidführungsmatte dadurch also an den vorgesehenen Einsatzzweck angepasst werden kann, wie oben bereits ausführlicher dargestellt wurde.
• Wurde die Fluidführungsmatte bisher als einteilig beschrieben, so ist zu sagen, dass es selbstverständlich denkbar ist, dass die zu bestückende Innenfläche des Mantelbehälters mit mehreren kleineren Fluidführungsmatten ausgestattet sein kann, welche in ihrer Gesamtheit die Innenfläche bedecken und durch ihr Zusammenwirken den Fluidstrom in der gewünschten Art leiten. Dies kann bspw. dann sinnvoll sein, wenn die zu bedeckende Fläche sehr groß ist und das Verbauen einer einzigen Fluidführungsmatte daher nur mit hohem Aufwand durchgeführt werden könnte; in diesem Fall kann es vorteilhaft sein, zwei oder mehrere Fluidführungsmatten definierter Form und Größe zu verbauen, welche aufgrund ihrer geringeren Größe wesentlich leichter zu handhaben sind. Diese können, je nach Notwendigkeit, identisch ausgebildet oder auch den jeweiligen Gegebenheiten, wie der Lage der Ein- und/oder Auslassöffnungen, etc. angepasst sein; dabei muss die Form der Grundplatte nicht zwingend rechteckig, sondern kann auch rautenförmig o.ä. sein. Die Verbindung der Lamellen kann dann in der bereits beschriebenen Art und Weise, d.h. durch Überlappung und anschließendes Verbinden der Lamellen an den Überlappungsstellen erfolgen.
• Weiterhin ist als selbstverständlich anzusehen, dass die Dicke der Grundplatte, die Anzahl und Anordnung der Lamellen ebenso wie das Profil der Lamellen, das heißt ihre Breite, Höhe, Form, etc. weiter frei wählbar sein muss, um die Fluidführungsmatte an die Gegebenheiten, beispielsweise Durchmesser und Länge der Behälter, Durchmesser des Hohlraums, Ort des Fluidzu- und -ablaufs und so weiter anpassen zu können.
• Obwohl die Fluidführungsmatte hauptsächlich der Fluidführung dient, so kann sie zusätzlich auch eine wärmeisolierende Funktion übernehmen, bedingt durch die Tatsache, dass die am Mantelbehälter anliegende Grundplatte zwischen dem vorbeiströmenden Fluid und dem Mantelbehälter selbst angeordnet ist. Da die Grundplatte normalerweise aus einem Kunststoffmaterial besteht, welches eine schlechtere Wärmeleitfähigkeit aufweist als das meist metallische Behältermaterial, kann der Wärmeübertritt aus dem Fluid in den Mantelbehälter, oder umgekehrt vom Mantelbehälter in das Fluid, durch die Grundplatte verhindert, mindestens aber verzögert werden; die Grundplatte ist damit selbst als wärmeisolierendes Element ausgebildet.
• Weiterhin ist denkbar, dass die Grundplatte in ihrem Bodenbereich, das heißt der der Lamellenseite gegenüberliegenden Seite, mit welcher die Grundplatte am Mantelbehälter anliegt, mit einem zusätzlichen wärmeisolierenden Element, das heißt einer zusätzlichen Schicht und/oder Lage eines mit der Grundplatte identischen oder von ihr verschiedenen Materials versehen werden kann. Dies kann besonders dann von Vorteil sein, wenn die Temperaturverhältnisse eine zusätzliche Wärmeisolierung erfordern, beispielsweise wenn ein Wärmeübertritt nach oder von außen verhindert werden soll. Ein solcher Fall kann zum Beispiel dann gegeben sein, wenn das durch den erfindungsgemäßen Wärmetauscher geleitete Fluid sich aufgrund der hohen Temperaturen im innenliegenden Mahlbehälter stark aufheizt und sich dadurch die Temperatur des außenliegenden Mantelbehälters zu stark erhöhen würde, oder auch, wenn im umgekehrten Fall das in den Wärmetauscher eingeleitete Fluid bereits vorerwärmt wurde, um dem Mahlbehälter Prozesswärme zuführen zu können, so dass ein Wärmeverlust die Prozessstabilität gefährden würde.
• Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Rührwerkskugelmühle ist nun auch die Verwendung unterschiedlicher Materialien, beispielsweise solchen mit deutlich verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten für Mahl- und Mantelbehälter möglich, da die Lamellen aufgrund ihrer hohen Elastizität wesentlich größere Unterschiede im Ausdehnungsverhalten kompensieren können als dies bisher der Fall war; die Kombination eines metallischen Behälters mit hohem Ausdehnungskoeffizienten und eines keramischen Behälters mit niedriger Ausdehnung sollte in den meisten Fällen möglich sein, ohne Brüche oder Undichtigkeiten befürchten zu müssen. Dies kann auch als Beispiel dafür dienen, dass die erfindungsgemäße Rührwerkskugelmühle, beispielsweise hinsichtlich der Dichtheit der fluidführenden Kanäle wesentlich toleranter gegenüber Fertigungsschwankungen ist beziehungsweise sein kann, als dies beim Stand der Technik der Fall ist.
• Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
• 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Längsschnitts einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rührwerkskugelmühle.
• 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer einteiligen Fluidführungsmatte im unverbauten Zustand.
• 3 zeigt eine perspektivische Ansicht auf eine Fluidführungsmatte aus 2, wie sie sich nach dem Einbau in den Mantelbehälter darstellt.
• 4 zeigt die in den Mantelbehälter eingebaute Fluidführungsmatte.
• 5 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer Fluidführungsmatte im unverbauten Zustand.
• 6 zeigt eine schematische Vorderansicht einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Rührwerkskugelmühle mit äußerem Mantelbehälter und innerem Mahlbehälter und mit einer zwischen den Behältern angeordneten Fluidführungsmatte gemäß 5.
• Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgestaltet sein kann und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
• 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Längsschnitts einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rührwerkskugelmühle 10. Die Rührwerkskugelmühle 10 weist einen inneren Mahlbehälter 2 auf, in welchem eine Rührwelle 30 zentrisch angeordnet ist. An der Rührwelle 30 sind Mahlscheiben 34 angeordnet, welche für die Bewegung des Mahlguts im inneren Mahlbehälter 2 sorgen. Das Mahlgut wird über den Mahlguteinlass 32 der Rührwerkskugelmühle 10, das heißt dem Mahlraum 29 zugeführt und durch die von der Rührwelle 30 und ihren Mahlscheiben 34 in Bewegung versetzten Mahlkörper in Richtung Mahlgutauslass 33 befördert. Vor dem Mahlgutauslass 33 ist eine Trennvorrichtung 31 angeordnet, welche die Mahlkörper vom fertig gemahlenen Mahlgut trennt.
• Den inneren Mahlbehälter 2 umgibt ein äußerer Mantelbehälter 1, wobei beide Behälter 1, 2 in radialer Richtung gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Durch diese Beabstandung wird zwischen innerem Mahlbehälter 2 und äußerem Mantelbehälter 1 ein Hohlraum 26 ausgebildet, welcher zur Aufnahme eines Fluides, in der Regel eines Kühlfluides, dienen kann. Abgeschlossen wird der genannte Hohlraum 26 durch in axialer Richtung beidseits der Behälter 1, 2 angebrachte und an diesen befestigte Flansche 16 und 17. An diesen Flanschen 16, 17 können Tragelemente 27 fixiert werden, welche beispielsweise die Rührwelle 30 oder den Mahlgutauslass 33 tragen und den Mahlraum 29 nach außen hin abschließen.
• Zur Zuführung des Fluides in den Hohlraum 26 dient ein in der Wand des äußeren Mantelbehälters 1 eingebrachter Fluideinlass 11 mit einer Einlassöffnung 14, durch welche das Fluid in Fließrichtung beziehungsweise Strömungsrichtung S in den Hohlraum 26 eintreten kann. Dem Fluideinlass 11 diagonal gegenüber, und ebenfalls in der Außenwand des äußeren Mantelbehälters 1 angeordnet, liegt der Fluidauslass 12 mit einer Auslassöffnung 15, durch welchen das Fluid den Hohlraum 26 wieder in Fließrichtung S verlassen kann.
• Im Hohlraum 26 befindet sich die Fluidführungsmatte 3, welche aus einer Grundplatte 4 und darauf angeordneten Lamellen 5 besteht. Die Grundplatte 4 kleidet die Innenfläche des äußeren Mantelbehälters 1 nahezu vollständig aus, unterbrochen nur von Durchbrüchen 13 für den Fluideinlass 11 und den Fluidauslass 12; in axialer Richtung erstreckt sie sich über nahezu die gesamte Länge des von äußerem Mantelbehälter 1, innerem Mahlbehälter 2 und den Flanschen 16, 17 gebildeten Hohlraums 26.
• Auf der Grundplatte 4 der Fluidführungsmatte 3 sind Lamellen 5 angebracht, welche den inneren Mahlbehälter 2 schraubenlinienförmig umlaufen. Die Lamellen 5 sind in 1 nur schematisch dargestellt, um den schraubenlinienförmigen Verlauf zu kennzeichnen; zu Details sei auf die nachfolgenden Figuren verwiesen.
• 2 zeigt eine Fluidführungsmatte 3, welche ein Bestandteil der erfindungsgemäßen Rührwerkskugelmühle 10 ist. Die Fluidführungsmatte 3 wird im Wesentlichen gebildet von der Grundplatte 4 und darauf angeordneten Lamellen 5. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Grundplatte 4 eine rechteckige Form auf mit einem linken Rand 20, einem rechten Rand 21, einem vorderen Rand 22 und einem hinteren Rand 23. Etwa in der Mitte des vorderen Rands 22 der Grundplatte 4 beziehungsweise der Fluidführungsmatte 3 befindet sich ein Durchbruch 13, welcher beispielsweise um eine Einlassöffnung 14 für einen Fluideinlass 11 zur Fluidzufuhr angeordnet sein kann, wie sie in der Beschreibung zu 1 bereits Erwähnung fand. Auf der Grundplatte 4 und orthogonal zu ihrer Erstreckungsebene sind Lamellen 5 angebracht. Die Lamellen 5 verlaufen in Längserstreckungsrichtung zueinander im Abstand a parallel, aber schräg zum vorderen beziehungsweise hinteren Rand 22, 23 der Fluidführungsmatte 3 und bilden am linken Rand 20 der Fluidführungsmatte einen Überstand der Länge b aus.
• Wie weiter unten noch genauer gezeigt werden wird, stoßen der linke und der rechte Rand 20, 21 der Fluidführungsmatte 3 nach der Befestigung der Fluidführungsmatte 3 an der Innenfläche des äußeren Mantelbehälters 1 unter Ausbildung einer Stoßkante direkt aneinander. Bei der Ausführungsform der Fluidführungsmatte 3, wie sie in 2 gezeigt ist, stoßen damit nicht nur die Seitenkanten 20 und 21 der Grundplatte aneinander sondern auch die jeweiligen Enden der Lamellen 5, wie dies beispielhaft an den unter Z und Z‘ bezeichneten Anfangs- und Endpunkten zueinander paralleler Lamellen 5-1 und 5-2 gezeigt ist. Die Abstände des Anfangspunktes Z einer Lamelle 5-2 und des Endpunktes Z‘ der vorhergehenden Lamelle 5-1 zum vorderen Rand 22 der Fluidführungsmatte 3 sind jeweils identisch, das heißt die Punkte Z und Z‘ der Lamellen 5 stoßen genau aneinander. Durch einen solchen Lamellenverlauf wird erreicht, dass nach der Befestigung der Fluidführungsmatte 3 im Hohlraum zwischen äußerem Mantelbehälter 1 und innerem Mahlbehälter 2 ein einziger, den inneren Mahlbehälter 2 helixförmig umlaufender Kanal 8 ausgebildet ist, durch welchen das Fluid gezielt geführt werden kann, wie in den nachfolgenden Figuren noch detaillierter dargestellt werden wird.
• Diese Art der Ausbildung eines einzigen helixförmigen Kanals 8 wird erreicht, indem der jeweilige Abstand a der Lamellen 5 zueinander, genauer der Abstand der Lamellenmittelpunkte, das heißt der Punkte bei halber Dicke der Lamelle, am linken Rand 20 der Fluidführungsmatte 3 genauso groß ist wie der Versatz der jeweiligen Lamelle der Fluidführungsmatte 3, ausgehend von linkem Rand 20 zu rechtem Rand 21, in Richtung ihres hinteren Rands 23.
• Um bei direktem Aneinanderstoßen der jeweiligen Enden der Lamellen 5 eventuell auftretende Dichtigkeitsprobleme aufgrund von Spaltbildung zu vermeiden, werden die Lamellen 5 auf einer Seite, in der vorliegenden 2 auf der linken Seite, mit einem leichten Überstand der Länge b ausgeführt. Das um die Länge b überstehende Lamellenstück der Lamelle 5-2 kann nach der Befestigung der Fluidführungsmatte 3 am äußeren Mantelbehälter 1 mit dem Ende des direkt anschließenden Lamellenstücks der vorhergehenden Lamellen 5-1 am Übergang Z-Z’ verbunden werden, so dass sich nach Verbindung aller entsprechend ausgebildeten Lamellen 5 eine einzige, durchgehend ausgebildete Lamelle ergibt, durch welche der Fluidstrom sauber geführt werden kann.
• 3 zeigt perspektivisch eine Fluidführungsmatte 3, wie sie sich im Einbauzustand darstellt. Linker und rechter Rand 20 und 21 der Fluidführungsmatte 3 stoßen unter Ausbildung einer Stoßkante 9 aneinander, so dass neben dem linken und rechten Rand 20 und 21 der Grundplatte 4 auch die in 2 gezeigten Lamellen 5-1 und 5-2 am Übergang Z-Z’ berührend aneinander liegen beziehungsweise, da die Lamellen einen Überstand der Länge b aufweisen (vergleiche 2), auf Länge b des Überstands nebeneinander, so dass sie dort miteinander verbunden werden können. Die Verbindung der aneinander liegenden Lamellen 5 kann auf mehrere Arten hergestellt werden, bevorzugt durch Kleben oder Schweißen. Es sind aber selbstverständlich auch andere Arten der Herstellung einer solchen Verbindung denkbar
• An der Stoßkante 9 gehen die in 2 dargestellten einzelnen Lamellen 5-1 und 5-2 beziehungsweise alle dergestalt ausgebildeten Lamellen 5 ineinander über, so dass eine einzige, schraubenlinienförmig verlaufende Lamelle 5‘ und damit auch ein ebenso durchgehend umlaufender, von der Grundplatte 4 und den Wänden der Lamelle 5‘ ausgebildeter Kanal 8 erzeugt wird.
• 4 zeigt den Mantelbehälter 1 mit vorderem Flansch 16, hinterem Flansch 17, der Auslassöffnung 15 für den Fluidstrom und einer abgewandelten Form der Fluidführungsmatte 3. Analog zu der in 3 gezeigten Variante der Fluidführungsmatte 3 zeigt die vorliegende Form eine Einlassöffnung 14, welche den Eintritt eines Fluidstroms durch den Durchbruch 13 der Grundplatte 4 beziehungsweise der Fluidführungsmatte 3 und den Durchbruch 40 des Mantelbehälters 1 gestattet. Neben der Einlassöffnung 14 und in axialer Richtung auf der Fluidführungsmatte 3 am Beginn der Lamelle 5 angelegt, befindet sich das Abschlussstück 24, welches den durch die umlaufende Lamelle 5‘ gebildeten Kanal 8 einlassseitig abschließt und für eine Führung des eintretenden Fluidstroms entlang des Kanals 8 sorgt. Die Lamellen 5 sind zur durchgehenden Lamelle 5‘ miteinander verbunden, wie beispielhaft für die Lamellen 5-1 und 5-2 am Übergang Z-Z‘ dargestellt.
• Im Unterschied zu der in 2 dargestellten Fluidführungsmatte 3 liegt die in 4 gezeigte Einlassöffnung 14 jedoch nicht mittig, sondern am linken Rand der Fluidführungsmatte 3, wie der beim Abschlussstück 24 beginnende Verlauf der Stoßkante 9 zeigt. Dies kann als Beispiel dafür dienen, dass die Gestaltung der Fluidführungsmatte 3 großen Freiheiten unterliegt und viele Ausführungsformen, auch mehrteilige, erlaubt, mit welchen identische Ergebnisse erreicht werden können.
• An der Frontseite des äußeren Mantelbehälters 1 ist der Flansch 16 festgelegt. In den Flansch 16 können beispielsweise Bohrungen 28 eingebracht sein, welche zur Aufnahme von Tragelementen 27 dienen, wie dies beispielhaft bereits in 1 dargestellt wurde. Wie in 4 deutlich erkennbar ist, befindet sich die Einlassöffnung 14, und damit auch der Mantelbehälterdurchbruch 40, hinter dem Flansch 16 in der Behälterwand des Mantelbehälters 1.
• Im Gegensatz dazu ist die Auslassöffnung 15, durch welche der Fluidstrom wieder austritt, in den hinteren Flansch 17 eingelassen, was unter anderem das Fehlen eines entsprechenden Durchbruchs in der Fluidführungsmatte 3 der 2 erklärt.
• Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rührwerkskugelmühle lässt sich mit der in 5 gezeigten Fluidführungsmatte 3 verwirklichen, mit welcher der Fluidstrom nicht schraubenlinienförmig um den Mahlbehälter 2 herum und an diesem entlang geführt ist, sondern beispielsweise im Uhrzeigersinn abwechselnd vor- und zurückströmend um den inneren Mahlbehälter 2 herum.
• Bei der in 5 gezeigten Ausführungsform liegen Fluideinlass 11 und Fluidauslass 12 nahe beieinander. Die Fluidführungsmatte 3 beziehungsweise die Grundplatte 4 weisen dementsprechend an den bezeichneten Stellen jeweils Durchbrüche 13 auf, durch welche der Fluidstrom ein- beziehungsweise austreten kann. Zwischen Fluideinlass 11 und Fluidauslass 12 ist auf der Grundplatte 4 eine durchgehende Lamelle 18 parallel zu den Rändern 20 und 21, beziehungsweise orthogonal zu vorderem Rand 22 und hinterem Rand 23 der Fluidführungsmatte 3 angeordnet und trennt Einlass 11 und Auslass 12 voneinander, indem sich die Lamelle 18 vom vorderen Rand 22 zum hinteren Rand 23 erstreckt. Alle anderen Lamellen 19 sind verkürzt ausgeführt, wobei die Lamellen 19 abwechselnd an vorderem Rand 22 und hinterem Rand 23 angebracht sind und so einen Abstand zum jeweils gegenüberliegenden Rand 22, 23 der Grundplatte 4 aufweisen. Die Länge c der Lamellen 19 und der Abstand d, welcher den Abstand zwischen jeweiligem Ende einer kurzen Lamelle 19 und gegenüberliegendem Rand 22, 23 der Grundplatte 4 kennzeichnet, addieren sich schließlich zur Gesamtlänge e der Grundplatte 4 beziehungsweise der Fluidführungsmatte 3; es gilt: e = c + d, wobei das Verhältnis der Länge c der Lamellen 19 und dem jeweiligen Abstand d nicht grundsätzlich festgelegt sein muss, sondern den jeweiligen Gegebenheiten des Fluidstroms wie Druck, Durchflussmenge, etc. angepasst werden kann.
• Der durch den Abstand d gebildete freie Bereich ermöglicht nun, dass der durch die Einlassöffnung 14 eintretende Fluidstrom in Strömungsrichtung S durch das Kanalstück 8-1 fließt und durch das benachbart anschließende Kanalstück 8-2 wieder in Gegenrichtung zurückströmt, wobei im freien Bereich eine Wechselzone 6 gebildet wird, in welcher der Fluidstrom einen Richtungswechsel vollzieht, indem er um die dort auslaufende, verkürzte Lamelle 19 herum geführt wird und, wie bereits beschrieben, durch das darauffolgende Kanalstück wieder in Gegenrichtung fließt. Die Führung des Fluidstroms durch benachbarte Kanalstücke, beispielsweise 8-1 und 8-2, und Wechselzonen 6 bedingt, dass sich der Fluidstrom mit jedem Richtungswechsel orthogonal zur Längserstreckungsrichtung der Lamellen 18, 19 entlang der Grundplatte 4 beziehungsweise der Fluidführungsmatte 3 von der Einlassöffnung 14 zur Auslassöffnung 15 weiterbewegt.
• Um einen konstanten Fluss möglichst unter Vermeidung strömungsarmer Stellen zu erhalten, ist zu beachten, dass Fluideinlass 11 und Fluidauslass 12 jeweils an den Enden eines durch die Lamelle 18 begrenzten, den gesamten Mahlbehälter 2 umlaufenden Kanals 8 liegen; auf diese Weise kann sich ein Fluidstrom mit Strömungsrichtung S ausbilden, welcher die Fläche der Fluidführungsmatte 3 und damit die Außenfläche des inneren Mahlbehälters 2 vollständig bedeckt.
• Die gewählte Bauweise ist, wie in 6 deutlich werden wird, besonders sinnvoll, wenn die Länge der Behälter kurz, der Durchmesser der Behälter dagegen groß ist oder wenn eine besonders kompakte und kurze Bauform gewünscht ist, da sich die Durchbrüche 13 für die Ein- und Auslässe 11 und 12 nahe zueinander, bei entsprechender Ausbildung der Fluidführungsmatte 3 idealerweise direkt nebeneinander anbringen lassen.
• 6 zeigt schematisch in axialer Richtung die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Rührwerkskugelmühle unter Verwendung einer aus 5 bekannten Fluidführungsmatte 3. Um einen inneren Mahlbehälter 2 ist ein äußerer Mantelbehälter 1 koaxial und radial gleichmäßig mit Abstand f angeordnet. Die Innenfläche des Mantelbehälters 1 ist mit der Grundplatte 4 einer Fluidführungsmatte 3 ausgekleidet, wobei die Lamellen 18 und 19 zentrisch zum inneren Mahlbehälter 2 hin ausgerichtet sind. Wie aus 5 bekannt, verläuft die Lamelle 18 in axialer Richtung über die gesamte Länge der Grundplatte 4, die übrigen Lamellen 19 schließen abwechselnd mit dem vorderen Rand 22 oder dem hier nicht sichtbaren Rand 23 der Grundplatte 4 ab. Die Summe aus Dicke der Grundplatte 4 und Höhe der Lamellen 18, 19 entspricht in der hier gezeigten Ausführungsform dem Abstand f der beiden Behälter 1, 2, das heißt die Lamellen 18, 19 liegen in ihrem oberen Bereich am inneren Mahlbehälter 2 an. Am vorderen beziehungsweise hinteren Rand 22, 23 schließen die Grundplatte 4 beziehungsweise die am selben Rand 22, 23 angelegten Lamellen 18, 19 jeweils an einem, hier nicht dargestellten, Flansch ab, wie beispielhaft bereits in 1 dargestellt.
• In dem auf diese Weise entstandenen Hohlraum 26 ist, wie oben beschrieben, die Fluidführungsmatte 3 so angeordnet, dass ihre Grundplatte 4 an der Innenfläche des Mantelbehälters 1 anliegt und sich ihre Lamellen 18, 19 in Richtung der gemeinsamen, beiden Behältern 1, 2 eigenen Behälterachse erstrecken und schließlich an der Außenfläche des Mahlbehälters 2 dicht anliegen. Bedingt durch die oben beschriebene Ausbildung der Lamellen 19, welche wechselweise am vorderen Rand 22 oder hinteren Rand 23 der Fluidführungsmatte 3 beziehungsweise am dort anschließenden Flansch anliegen, bilden sich die fluidführenden Kanäle 8 aus, welche durch die Lamellen 18, 19, die am Mantelbehälter 1 anliegende Grundplatte 4 und die Außenfläche des Mahlbehälters 2 gebildet werden, an welchem beispielsweise ein Temperaturaustausch mit dem in den Kanälen 8 geführten Fluid stattfinden kann.
• Am äußeren Mantelbehälter 1 befinden sich im gezeigten Beispiel der 6 eine Einlassöffnung 14 und eine Auslassöffnung 15, durch welche der Fluidstrom in den Hohlraum 26 beziehungsweise die Kanäle 8 ein- und wieder austreten kann. Da dem gezeigten Beispiel die in 5 beschriebene Fluidführungsmatte 3 zugrunde liegt, befindet sich die Einlassöffnung 14 im vorderen, dem Betrachter zugewandten Bereich der erfindungsgemäßen Rührwerkskugelmühle 10, die Auslassöffnung 15 dagegen im hinteren Bereich der Rührwerkskugelmühle 10. Einlassöffnung 14 und Auslassöffnung 15 sind im zwischen den Behältern 1 und 2 befindlichen Hohlraum durch die sich über die gesamte Länge der Fluidführungsmatte 3 in axialer Richtung erstreckende Lamelle 18 vollständig getrennt, so dass der durch die Einlassöffnung 14 eintretende Fluidstrom nicht direkt wieder durch die Auslassöffnung 15 austreten kann, sondern zuerst die Rührwerkskugelmühle 10 auf ganzer Länge passieren muss.
• Ein in Strömungsrichtung S fließendes Fluid tritt nun über die Einlassöffnung 14 in die Rührwerkskugelmühle 10 ein und strömt in axialer Richtung zum hinteren Ende des ersten Kanals 8-1, was in 6 durch ein ‚x‘ symbolisiert ist. In der dort vorhandenen Wechselzone 6 ändert sich die Fließrichtung S und der Fluidstrom fließt im parallel zu Kanal 8-1 liegenden Kanal 8-2 in Gegenrichtung wieder zur Vorderseite der Rührwerkskugelmühle 10; in 6 wird dies durch ein ‚o‘ dargestellt und deutet an, dass die Strömungsrichtung aus der Zeichenebene heraus gerichtet ist. Während der Richtungsänderung der Fließrichtung S in der Wechselzone 6, und nachfolgend bei jeder solchen Richtungsänderung, bewegt sich der Fluidstrom kurzzeitig weitgehend orthogonal zu den Kanälen 8 in Richtung der Auslassöffnung 15, in der in 6 beschriebenen Rührwerkskugelmühle 10 also im Uhrzeigersinn um den inneren Mahlbehälter 2 herum und tritt schließlich durch die Auslassöffnung 15 aus der Rührwerkskugelmühle 10 wieder aus.
• Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
• Bezugszeichenliste

1

Äußerer Mantelbehälter, Mantelbehälter

2

Innerer Mahlbehälter, Mahlbehälter

3

Fluidführungsmatte

4

Grundplatte

5

Lamelle

6

Wechselzone

7

Überstand der Lamelle

8

Kanal

9

Stoßkante

10

Rührwerkskugelmühle

11

Fluideinlass

12

Fluidauslass

13

Durchbruch

14

Einlassöffnung

15

Auslassöffnung

16

Vorderer Flansch

17

Hinterer Flansch

18

Durchgehende Lamelle

19

Kurze Lamelle

20

Linker Rand der Fluidführungsmatte

21

Rechter Rand der Fluidführungsmatte

22

Vorderer Rand der Fluidführungsmatte

23

Hinterer Rand der Fluidführungsmatte

24

Abschlussstück

26

Hohlraum

27

Tragelement

28

Bohrung

29

Mahlraum

30

Rührwelle

31

Trennvorrichtung

32

Mahlguteinlass

33

Mahlgutauslass

34

Mahlscheibe

40

Durchbruch Mantelbehälter

a

Abstand der Lamellenmittelpunkte

b

Länge Überstand

c

Länge einer Lamelle 19

d

Abstand Ende einer Lamelle 19 zu Rand Grundplatte

e

Länge der Fluidführungsmatte

f

Höhe des Hohlraums, Abstand der Mahlbehälter

S

Fließrichtung der Fluidströmung, Strömungsrichtung

x

Strömungsrichtung in die Betrachtungsebene hinein

o

Strömungsrichtung aus der Betrachtungsebene heraus

Z

Anfangspunkt einer Lamelle

Z‘

Endpunkt einer Lamelle

Z-Z‘

Übergang vom Endpunkt einer Lamelle zum Anfangspunkt der

folgenden Lamelle

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 2458841 A1 [0005]
• DE 2634835 A1 [0006]

Claims (11)

1. Rührwerkskugelmühle (10) mit einem innenliegenden Mahlbehälter (2) und einem außenliegenden Mantelbehälter (1), wobei der Mantelbehälter (1) und der Mahlbehälter (2) koaxial und ineinander radial gleichmäßig beabstandet angeordnet sind und zwischen den beiden Behältern (1, 2) ein Hohlraum (26) ausbildet ist, wobei der Hohlraum (26) zur Aufnahme eines Fluidstroms dient, dadurch gekennzeichnet, dass im Hohlraum (26) zwischen Mantelbehälter (1) und Mahlbehälter (2) wenigstens eine Fluidführungsmatte (3) angeordnet ist und dass die wenigstens eine Fluidführungsmatte (3) über lamellenartige Strukturen (5) verfügt, mit welchen der Fluidstrom im Hohlraum (26) gerichtet geführt ist.
2. Rührwerkskugelmühle (10) nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Fluidführungsmatte (3) aus einer flächigen Grundplatte (4) besteht, auf welcher die lamellenartigen Strukturen (5) angeordnet sind.
3. Rührwerkskugelmühle (10) nach Anspruch 2, wobei die Summe aus Höhe der lamellenartigen Strukturen (5) und Dicke der Grundplatte (4) mindestens so groß ist wie der größte radiale Abstand von der Außenfläche des innenliegenden Mahlbehälters (2) zur Innenfläche des außenliegenden Mantelbehälters (1).
4. Rührwerkskugelmühle (10) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die wenigstens eine Fluidführungsmatte (3) mit ihrer Grundplatte (4) die Innenfläche des außenliegenden Mantelbehälters (1) bedeckt.
5. Rührwerkskugelmühle (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Fluidführungsmatte (3) aus einem Material besteht, welches eine höhere Elastizität aufweist als das jeweilige Material der Behälter (1, 2).
6. Rührwerkskugelmühle (10) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei die Längsachsen der lamellenartigen Strukturen (5) in Bezug auf die Längsachse der Behälter (1, 2) in einem Winkel zwischen 0° bis einschließlich 180° ausgebildet sind.
7. Rührwerkskugelmühle (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, wobei die lamellenartigen Strukturen (5) der wenigstens einen Fluidführungsmatte (3) in Bezug auf die Längsachse der Behälter (1, 2) helixförmig ausgebildet sind.
8. Rührwerkskugelmühle (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Grundplatte (4) und die lamellenartigen Strukturen (5) der wenigstens einen Fluidführungsmatte (3) aus demselben Material bestehen.
9. Rührwerkskugelmühle (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Grundplatte (4) und die lamellenartigen Strukturen (5) der wenigstens einen Fluidführungsmatte (3) aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
10. Rührwerkskugelmühle (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zwischen der Grundplatte (4) und dem außenliegenden Mantelbehälter (1) ein wärmeisolierendes Element vorhanden ist.
11. Rührwerkskugelmühle (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Grundplatte (4) als wärmeisolierendes Element ausgebildet ist.

Images