DE2136652A1

DE2136652A1 - Strahlmühle

Info

Publication number: DE2136652A1
Application number: DE19712136652
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Andrews, Norwood Henry, Moorestown, NJ (VStA)
Priority date: 1970-07-30
Filing date: 1971-07-22
Publication date: 1972-02-03
Also published as: NO131574C; CA948171A; FR2103142A5; GB1337483A; NO131574B; US3688991A; JPS551825B1; ES393376A1

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland · Dr.-lng. R. König · Dipl.-lng. K. Bergen Patentanwälte · 4ooa Düsseldorf · Cecilienallee 7S . Telefon 43373a

Unsere Akte: 26 813 21. Juli 1971

Herr Norwood Henry Andrews, 224 East Main Street, Moorestown, N.J. (V.St.A.)

"Strahlmühle"

Die Erfindung betrifft eine mit Prallstücken arbeitende Strahlmühle, in die das zu zerkleinernde Mahlgut mit einem Trägergas hoher Geschwindigkeit eingeblasen wird, so daß es auf die Prallstücke aufschlägt.

Die bekannten mit Prallstücken arbeitenden Strahlmühlen werden im Vergleich zu Strahlmühlen mit Zirkulationsströmung zunehmend unwirksam, wenn extrem feine Teilchengrößen anfallen sollen. Der Grund hierfür liegt darin, daß ein Gasstrom hoher Geschwindigkeit, in dem die Teilchen mitgenommen werden, beim Aufprall auf die Prallstückoberfläche eine Hochdruckgasζone in der Nähe der Oberfläche aufbaut, die von den kleineren Teilchen nur schwer durchdrungen werden kann. Die kleineren Teilchen haben deshalb das Bestreben, über die Oberfläche des Prallstücks hinwegzuströmen, ohne mit ihm in Berührung zu kommen, so daß wenig oder keine Aufschlag- und Mahlwirkung stattfindet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Mahlen von Rohgut vermeidet diesen Nachteil dadurch, daß das Rohgut zunächst durch Einblasen mittels eines Gasstroms in eine ein oder mehrere rotierende Prallstücke enthaltende Mahlkammer vorgemahlen wird, und daß das vorgemahlene Gut aus der Mahlkammer abgezogen, beschleunigt und erneut in die Kammer

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gegen den oder die rotierenden Prallstücke geblasen wird.

Diese Verfahrensweise führt zu einer erheblich größeren Wirksamkeit bezüglich der zum Vermählen auf sehr kleine Teilchengrößen erforderlichen Leistung und Zeit_e Diese Vorteile können teilweise auf die Verwendung eines rotierenden Prallstücks zurückgeführt werden, das dem Gas/Teilchen-Strom ständig eine neue Prallstückoberfläche darbietet, wodurch die Entstehung einer Druckzone verhindert wird. Die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit des Prallstücks oder der Prallstücke hängt von der Art des Mahlgutes und der Korngröße ab, jedoch kann unter den meisten Bedingungen die Drehgeschwindigkeit des Prallstücks oder der Prallstücke zur Erzielung bester Resultate so gewählt werden, daß je Sekunde zwischen 500 bis 5000 mal eine neue Prallstückfläche unter der wirksamen Querschnittsfläche des Einlasses, durch den das vorgemahlene Gut erneut eingeblasen wird, hindurchtritt«, Weiterhin kann die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens teilweise auch auf das Wiedereinblasen des vorgemahlenen Guts in die Mahlkammer und gegen den oder die rotierenden Prallstücke zurückgeführt werden.

Vorzugsweise wird wenigstens ein Teil des zusammen mit dem vorgemahlenen Gut aus der Mahlkammer abgezogenen Gases vom vorgemahlenen Gut getrennt, bevor dieses erneut in die Mahlkammer eingeblasen wird. Das abgeschiedene Gas kann abgelassen oder separat in die Mahlkammer wieder eingeblasen werden. In jedem Fall bringt diese Trennung wesentliche Vorteile. Das Gas hohen Druckes oder andere zur Beschleunigung und zum Wiedereinblasen des vorgemahlenen Guts durch den Einlaß in die Mahlkammer verwendete Einrichtungen wirken auf das vorgemahlene Gut selbst ein und müssen nicht die Reibung des zusammen mit dem vorgemahlenen Gut aus der Mahlkammer abgezogenen Gasgewichts überwinden und dieses beschleunigen. Durch die Trennung des

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Gases vom vorgemahlenen Gut ist dieses auch stärker konzentriert, so daß eine erheblich größere Mahlwirkung zwischen den Teilchen stattfindet, wenn sie in sehr turbulenter Strömung und mit unterschiedlichen Beschleunigungen, beispielsweise im Venturi-Rohr vor dem Wiedereinblas-Einlaß,strömen.

Das vorgemahlene Gut wird vorzugsweise in einer Richtung in die Mahlkammer eingeblasen und/oder wieder eingeblasen, die eine entgegengesetzt zu der Bewegungsrichtung des oder der Prallstücke verlaufende Komponente besitzt. Dies verbessert die Aufprallwirkung zwischen den Teilchen und den Prallstücken.

Das vorgemahlene Gut wird vorzugsweise tangential aus der Mahlkammer abgezogen. Das zu mahlende Röhgut kann dem vorgemahlenen Gut vor dessen Wiedereinblasen zugemischt werden, oder es kann durch einen separaten Einlaß in die Mahlkammer eingeblasen werden.

Die Erfindung umfaßt auch eine mit mindestens einem Prallstück arbeitende Strahlmühle} diese besitzt ein mit einer Mahlkammer versehenes Gehäuse mit ununterbrochener Umfangswand zur Führung einer Zirkulationsströmung aus Gas und den Teilchen, Einrichtungen zum Einblasen von Rohgut in einem Gasstrom durch eine Einlaßleitung in die Mahlkammer, wenigstens ein Prallstück, das in der Mahlkammer rotiert und in der Nähe wenigstens eines Teiles der Umfangswand entlanggeführt wird, eine in der Umfangswand angeordnete Auslaßleitung für das aus der Mahlkammer abzuziehende Gas und vorgemahlenes Gut und eine Vorrichtung zum Beschleunigen und zum erneuten Einblasen des zuvor abgezogenen vorgemahlenen Guts durch die Umfangswand auf das oder die Prallstücke.

Die Strahlmühle kann mehrere Prallstücke besitzen, die aus

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am Umfang eines Rotors in gleichem Winkelabstand voneinander angeordneten hammerartigen Bauteilen bestehen. Alternativ kann auch ein Prallstück mit glatter Oberfläche verwendet werden. Das mit glatter Oberfläche versehene einzige Prallstück wird mit Vorteil in der Pulvermetallurgie und für andere Materialien hoher Schleifwirkung verwendet. Bin Vorteil des glatten Prallstücks liegt darin, daß es das Material nicht zwischen den einzelnen Hammerstücken zusammenpreßt und daß der Aufprall stets auf einer von Teilchen freien Oberfläche erfolgt. Bei Verwendung rotierender Prallstücke können diese hinreichend die notwendige Sichtungsverwirbelung in der Mahlkammer erzeugen. Bei Verwendung eines einzigen Prallstücks mit glatter Oberfläche kann die Sichtungsverwirbelung jedoch durch radial verlaufende, am rotierenden Prallstück angebrachte Gebläseschaufeln erzeugt werden.

Die Erfindung wird anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele des näheren erläutert, und zwar zeigen:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine Strahlmühle;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 einen Teilschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel einer Strahlmühle;

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 5;

Fig. 7 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Strahlmühle;

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie 8-8 in Fig. 7;

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Fig. 9 eine Schnittansicht einer Strahlmühle;

ig.10 einen Teilschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel einer Strahlmühle;

Fig.11 einen Teilschnitt entlang der Linie 11-11 in Fig.10; und

Fig.12 eine der Fig. 11 ähnliche, jedoch abgewandelte Ansicht.

In den Fig. 1 bis 4 ist eine zylindrische Kammer 12 dargestellt, die mit einem Auslaß 14 für das gemahlene Gut versehen ist, zu dem die Teilchen genügender Feinheit infolge der Sichtungswirkung von Gaswirbeln getragen werden. Auf einer Welle 16 ist ein Rotor 18 befestigt, der an seinem äußeren Umfang eine Vielzahl von hammerartigen Prallstükken 20 trägt. Der Rotor 18 wird von der Welle 16 in Drehung versetzt, die ihrerseits durch eine von einem Riemen 24 angetriebene Riemenscheibe 22 angetrieben wird. Die Riemenscheibe 22 ist, wie in Fig. 3 dargestellt ist, durch Feder und Nut 26 formschlüssig mit der Welle 16 verbunden und wird durch einen Motor angetrieben.

Die Prallstücke 20 sind auf dem Rotor so befestigt, daß sie sich so nahe wie möglich, z.B. mit einem Abstand von weniger als etwa 25 mm, an der inneren Umfangswand 28 der Mahlkammer 12 entlang bewegen.

Das zu vermählende Rohgut wird durch eine Einlaßleitung 29, die einen Trichter 30, eine Düse 32 und ein Venturi-Rohr 34 aufweist, in die Mahlkammer 12 eingeblasen. Eine nicht dargestellte Luft- oder Gasquelle ist an die Düse angeschlossen. Das von der Düse abgegebene Gas saugt das Rohgut aus dem Trichter 30 in das Venturi-Rohr 34, wo es beschleunigt und ins Innere der Mahlkammer 12 gefördert

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wird, _wo esι. auf die radial ,verlaufenden Abschnitte 36 der Prallstücke 20 aufschlägt. Der Aufschlag des Rohguts auf die Prallstücke 20 führt zum teilweisen Zerkleinern der Teilchen. Anschließend wird das Gut infolge der Gasströmung entlang der Wand 28 mitgenommen und ein wesentlicher Anteil durch ein Auslaßrohr 38 abgezogen. Die Zentrifugalkraft des Gases und des vorgemahlenen Guts bewirkt deren Eintritt in das Auslaßrohr, das tangential in der Wand 28 der Kammer 12 angeordnet ist.

Das Auslaßrohr 38 ist direkt an einen Beschleuniger 39 angeschlossen, der eine Düse 40 und ein axial mit dieser fluchtendes Venturi-Rohr 42 aufweist, wie aus Fig. 2 hervorgeht. Die Düse 40 ist an eine Gasquelle hohen Drucks angeschlossen, so daß das vorgemahlene Gut und das Gas in den Strom eingesaugt und durch das Venturi-Rohr 42 geführt sowie beschleunigt wird. Das Venturi-Rohr 42 steht mit dem Inneren der Mahlkammer 12 durch eine Öffnung in der Wand 28 in direkter Verbindung. Das Venturi-Rohr ist so ausgerichtet, daß das austretende Gas/Feststoff-Gemisch erneut gegen die Oberflächen der rotierenden Prallstücke 20 in der Kammer 12 eingeblasen wird. Die Prallstücke rotieren, wie in Fig. 2 dargestellt, im Uhrzeigersinn, Das Venturi-Rohr 42 ist jedoch in entgegengesetzte, tangentiale Richtung gerichtet. Auf diese Weise wird das im Gas suspendierte Gut mit einer Geschwindigkeitskomponente normal zu den rotierenden Prallstücken wieder eingeblasen.

Im Betrieb kann der Rotor 18 mit jeder Geschwindigkeit zur Erzielung des speziellen Mahlergebnisses in Abhängigkeit von der Art des zu mahlenden Guts angetrieben werden. Das Grundprinzip beruht jedoch darauf, daß am Auslaß des Venturi-Rohrs dauernd neue, aufeinander folgende Prallstücke dargeboten werden, auf die das Material aufgeschleudert wird. Dadurch, daß dem erneut eingeblasenen Material ein

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"neues" Prallstück in rascher Aufeinanderfolge dargeboten wird, kann das Auftreten eines Staudrucks praktisch vermieden werden. Außerdem befindet sich jedes Prallstück, während es am Ende des Venturi-Rohrs vorbeigeführt wird, in extremer Nähe zum Venturi-Rohr.

Fig. 4 zeigt die wassergekühlte, hohle Welle 16 zum Antrieb des Rotors 18 und der Prallstücke 20. Die Welle 16 ist drehbar in Lagern 40 und 42 gelagert, die ihrerseits in Lagerhalterungen 44 bzw. 46 angeordnet sind. Der Rotor 18 ist auf einem im Durchmesser verringerten Abschnitt 48 der Welle '16 angeordnet und mittels Feder und Nut 50 sowie einer mit einem Flansch versehenen, in die Welle eingeschraubten Klemmschraube 52 in seiner Stellung festgelegt.

Die Welle 16 erstreckt sich durch eine öffnung 54 in der Wand der Mahlkammer 12. Um ein Austreten von Gas entlang der Welle 16 zu verhindern, ist sie mit einer Stopfbüchse 56 abgedichtet, die ein Gehäuse 58 aufweist, das mittels Flanschen 60 und Befestigungsschrauben 62 an der Wand der Mahlkammer 12 befestigt ist. In der Stopfbüchse 58 ist ein an der Wand der Kammer 12 anliegender kreisförmiger Ring 64 angeordnet, der mit einer inneren und äußeren Umfangsnut 66 und 68 versehen 1st. Die Nut 66 bildet zusammen mit dem Gehäuse 58 einen geschlossenen Kanal. Die Nut 68 bildet in enger Passung mit der Welle 16 einen im wesentlichen geschlossenen inneren Kanal, Die Nuten 66 und 68 sind durch eine Reihe von radial durch den Ring verlaufenden Durchlässen 70 miteinander verbunden. Die Nut 66 ist, wie in der Zeichnung dargestellt, über einen Durchlaß 74 im Gehäuse 58 an eine Gasquelle angeschlossen. Der Zweck dieser Konstruktion besteht darin, daß ein leichter Gasstrom durch den Spalt an der öffnung 54 ins Innere der Mühle aufrechterhalten wird, so daß das Eindringen ,von Staub in die Stopfbüchse und eine Zerstörung der Packung verhindert

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wird. Die Stopfbüchse 58 ist mit mehreren wärmebeständigen Packungen 76 versehen, die mittels einer Stopfbüchsenbrille 78 in die Stopfbüchse eingesetzt sind.

Die hohle Welle 16 und die Stopfbüchse 56 werden durch Wasser gekühlt, das durch ein an eine nicht dargestellte Kühlwasserquelle angeschlossenes Rohr 80 zugeführt wird. Das Rohr 80 erstreckt sich in der Hohlwelle 16 bis fast zum inneren Ende der Klemmschraube 52. Mittels einer Platte 82 mit L-förmigem, die Welle 16 umgebendem Flansch 84 wird das Rohr konzentrisch in der Welle 16 gehalten. Der Flansch 84 ist gegen die Welle 16 durch einen O-Ring 86 abgedichtet. Die Platte 82 wird in ihrer Stellung am Ende der Welle 16 mittels einer Konsole 88 gehalten, die durch Schrauben 90 an der Lagerhalt©rung 44 befestigt ist. Das Rohr 80 wird mittels einer Einstellschraube 92 in einer Öffnung der Platte 82 gehalten. Die Platte 82 ist außerdem mit einem Auslaßrohr 94 für das Kühlwasser versehen.

Kühlwasser fließt durch das Rohr 80, an der Wand der Kammer 12 vorbei und gegen die mit dem Flansch versehene Klemmschraube 52, wo es seine Strömungsrichtung umkehrt und entlang den Innenflächen der hohlen Welle 16 zurückfließt. Das Wasser kühj.t die Packung in der Stopfbüchse 56 und die Lager 42, 40.

Die in Fig. 4 dargestellte Kühlung wird mit besonderem Vorteil bei großen Strahlmühlen verwendet, die mit überhitztem Dampf (üblicherweise von ca. 370°C bis ca. 540⁰C) arbeiten. Bei solchen Temperaturen müssen die Packung in der Stopfbüchse und die Lager geschützt werden. Wenn in der Mühle relativ kühles Druckgas verwendet wird, können verschiedene Arten von üblichen Dichtungen anstelle der in Fig. 4 dargestellten Abdichtung verwendet werden. Unabhängig von der Art des verwendeten Gases sollte jedoch verhindert werden, daß feingemahlenes Material entlang der Welle

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aus der Mühle zu. den Dichtungen strömt»

Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Strahlmühle gleicht der nach Fig. 1 darin, daß sie eine Mahlkammer 12* mit einem zentralen Auslaß 14^r für die von einem Sichtungswirbel geförderten Teilchen aufweist. Mehrere Prallstücke 20* sind auf einem Rotor 18* angeordnet, der seinerseits auf einer angetriebenen Welle I6^r innerhalb der Kammer 12* befestigt ist. Das Ausgangsmaterial wird durch eine Zuführleitung 29¹J die ähnlich wie die Zuführleitung 29 nach Fig. 1 aufgebaut sein kann, in die Mahlkammer 12' eingeführt.

Wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel werden Gas und vorgemahlenes Gut am Umfang der Kammer 12' durch ein Auslaßrohr 38^! abgezogen. Durch Veränderung des Durchmessers des Rohres 38' kann die in der Zeiteinheit abgeführte Menge von vorgemahlenem Gut und Gas variiert werden. Das Gut und das vorgemahlene Gut treten durch das Äuslaßrohr 38 * aus und werden einem Zentrifugalabscheider 100 zugeführt, bevor sie in einen Gasstrom zurückgesaugt werden. Wie in Fig. 6 dargestellt, ist das Auslaßrohr 38* vorzugsweise tangential an die Innenwand 102 des Zentrifugalabscheiders 100 angeschlossen. Wie der Zeichnung zu entnehmen ist, wird im wesentlichen das gesamte Trägergas für das vorgemahlene Gut durch die Leitung 106 aus dem Zentrifugalabscheider abgeführt. Da hierbei ein Teil des Materials mit dem Gas durch die Leitung 106 abströmen kann, kann sie an einen nicht dargestellten Sackfilter oder eine ähnliche Sammelvorrichtung angeschlossen sein.

Das aus dem Gas im Zentrifugalabscheider abgeschiedene Gut wird in den von der Düse 108 ausgehenden Gasstrom gesaugt. Die Düse ist an eine nicht dargestellte Gasquelle hohen Drucks angeschlossen. Das Gut wird im Venturi-Rohr 110 beschleunigt und auf diese Weise in der in Verbindung mit

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dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Weise erneut in die Kammer 12^f und gegen die rotierenden Prallstücke 20' geblasen. '

Im Betrieb ist die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Mühle wirksamer als die nach Fig. 1, weil im wesentlichen das gesamte Trägergas vom Mahlgut abgeschieden wird. Der Grund hierfür ist darin zu suchen, daß die zum Wiedereinblasen des Mahlgutes in die Kammer 12^r erforderliche Energie nur auf das Gut und nicht auf das Gas und das Gut einwirken muß. Außerdem führt die geringere Reibung der Teilchen alleine in den Bauteilen des Beschleunigers, z.B. im Venturi-Rohr, zu höheren Einblasgeschwindigkeiten. Hinzu kommt, daß das wieder eingeblasene Gut hochkonzentriert und nicht durch das zurückgeführte Gas verdünnt ist, was zu stärkerer Wechselwirkung des Gutes führt, wenn es durch das Venturi-Rohr 110 strömt. Es ist bekannt, daß das Mahlen zum Teil im Venturi-Rohr erfolgt. Das Abscheiden des Gases verstärkt diesen Teil des Mahlens.

Da die in der Mahlkammer 12^f rotierenden Prall stücke 20' eine im wesentlichen konstante Umdrehungsgeschwindigkeit des Gases in der Kammer aufrechterhalten, unterliegen die mit dem Gas zirkulierenden Teilchen einer im wesentlichen konstanten Zentrifugalkraft. Da Jedoch ein wesentlicher Anteil des Gases aus der Mühle abgezogen ist, strömt erheblich weniger Gas von den Umfangswänden der Kammer 12^f zum Auslaß 14«. Dies führt dazu, daß der innere Gaswiderstand wesentlich vermindert wird, so daß feinere Teilchen in der Kammer 12* zurückgehalten und weitergemahlen werden können. Hierdurch wird die Sichtungswirkung innerhalb der Kammer 12' verbessert.

Das vom Mahlgut getrennte Trägergas braucht nicht durch die Leitung 106 abgeführt zu werden. Es kann stattdessen auch über eine Rohrleitung 112 in von einem Ventil 114 gesteuer-

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ten Mengen in die Kammer 12* wieder eingeblasen werden. Selbstverständlich ist das Ventil 107 geschlossen, wenn das Gas in die Kammer 12' zurückgeführt wird. Die verstärkte Sichtungswirkung wird zwar verhindert, wenn das Gas über die Rohrleitung 112 in die Kammer zurückgeführt wird, jedoch bleibt die verbesserte Zerkleinerung und die Beschleunigung der Teilchen im Venturi-Rohr 110 erhalten.

Ein weiterer Vorteil der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Vorrichtung liegt darin, daß die Größe der Kammer 12· wesentlich verringert werden kann, weil die Sichtungszone nicht mehr so groß zu sein braucht, daß sie die größeren zirkulierenden Gasmengen mit einer mit den gewünschten Teilchengrößen verträglichen, nach innen gerichteten Rotationsgeschwindigkeit aufnimmt. Daher ist eine in den Abmessungen kleinere Strahlmühle möglich. Der Vorteil einer kleineren Mühle, welche die gleiche Teilchengröße wie eine größere Mühle erzeugt, liegt darin, daß die Konzentration des Mahlgutes am Umfang der Kammer 12' stärker ist, was weniger relative innere Reibungsflächen und größere Wechselwirkung zwischen den Teilchen zur Folge hat.

Wenn erforderlich, kann der Abscheider 100 gekühlt werden, indem Wasser oder ein anderes Kühlmittel zwischen den Wänden 102 und 104 hindurchgeführt wird. Einlaß- und Auslaßleitungen 116 und 118 sind hierfür vorgesehen.

Das in den Fig. 7 und 8 dargestellte Ausführungsbeispiel verbindet die erfindungsgemäßen Prinzipien mit denen des US-PS 3 348 779. Die Strahlmühle weist eine Mahl- und Sichtungskammer 12" mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt auf, die von an einer Umfangswand 124 befestigten Seitenplatten 120 und 122 begrenzt wird. Mehrere Düsen sind mit Abstand voneinander in der Umfangswand 124 verteilt und stehen mit einem Sammelkanal 128 in Verbindung. Ein Rohr 130 verbindet den Sammelkanal mit einer Gasquelle, von der Luft oder Dampf unter Druck in den Sammelkanal

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und durch die Düsen 126 gepreßt wird. Die Düsen 126 sind unter einem Winkel angestellt, so daß die von ihnen erzeugten Gasströme tangential zu einem Kreis verlaufen, dessen Durchmesser kleiner als der innere Umfang der Wand 124 ist.

Ein Auslaßrohr 14" genügender Größe, um die Abfuhr des Materials zusammen mit dem zirkulierenden Gas zu ermöglichen, geht in der Mitte von der Seitenplatte 122 ab. Das zu zerkleinernde Rohmaterial wird über eine Einlaßleitung 29", die der in Fig. 1 dargestellten Einlaßleitung 29 gleichen kann, in die Kammer 12" eingebracht. Wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 versetzt die Welle 16" den Rotor 18" mit an dessen Umfang mit Abstand voneinander angeordneten Prallstücken 20" in Drehung.

Eine in der in Verbindung mit der Auslaßleitung 38 in Fig. beschriebenen Weise tangential an die Wand 124 angeschlossene Auslaßleitung 38" stellt eine Verbindung für das vorgemahlene Gut und das Gas zum Beschleuniger 39" her, der der Vorrichtung 39 nach Fig. 2 entsprechen kann. Eine alternative Anordnung des Beschleunigers 39"» die der Anordnung der Einlaßleitung 29" ähnlich ist, ist in gestrichelten Linien dargestellt.

Während des Betriebs dienen die rotierenden Prallstücke 20", die Auslaßleitung 38" und der Beschleuniger 39" dem Wiedereinblasen des vorgemahlenen Gutes in die Mahlkammer 12" in der im Vorstehenden beschriebenen Weise. Das vorgemahlene Gut wird so in erfindungsgemäßer Weise durch den auf die Prallstücke gerichteten Strahl weiter zerkleinert. Das Gut gleitet dann entlang der Umfangswand 124 in der im US-Patent 3 348 779 beschriebenen Weise, wobei es in die von den Düsen 126 ausgehenden Gasströme aufgenommen und nach Art eines Strahlzerstäubers weiter zermahlen wird. Die gemahlenen Teilchen werden dann in der im Vorstehenden be-

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schriebenen Weise durch die Auslaßleitung 14" aus der Mahlkammer 12" entfernt.

Fig. 9 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Prinzips bei einer torusartigen Strahlmühle.

Die Prallstücke 20^lt! sind auf einem Rotor 18'^!l so befestigt, daß sie in einer Mahlkammer 12^flf rotieren können. Die Prallstücke 20'^lf sind in der gleichen Weise wie die in Fig. 1 und 2 dargestellten geformt und befestigt. Auch der in Fig. 4 dargestellte Antrieb kann dazu verwendet werden, den Rotor 18' " und mit ihm die Prallstücke 20^f'' in Drehung zu versetzen.

Die Kammer 12*^t! ist mit einer geraden Rohrleitung 132 versehen, die ihrerseits an eine halbkreisförmige Rohrleitung 134 angeschlossen ist. Die halbkreisförmige Rohrleitung 134 steht in Verbindung mit einer weiteren geraden Rohrleitung 136, die ihrerseits in direkter Verbindung mit dem Teil der Kammer 12^lt! steht, der den Rotor 18'^!t enthält. Eine Auslaßleitung 138 für das gemahlene Gut geht von der halbkreisförmigen Rohrleitung 134 ab. Die Sichtungswirkung dieser Rohrleitungen ist bekannt und braucht deshalb nicht im einzelnen beschrieben zu werden.

Das zu mahlende Gut wird über eine Einlaßleitung 29¹¹', die auf die gleiche Weise funktioniert wie die Leitung 29 nach Figo 1, in die Kammer 12^IM eingebracht. Das Rohgut wird also aus dem Trichter 30' " in den von der Düse 32''' ausgehenden Gasstrom eingespeist. Der Gasstrom saugt das Rohgut durch ein Venturi-Rohr 34^f'^f, welches das Material beschleunigt. Die Zuführleitung 29'^M ist so eingestellt, daß sie die Rohgutteilchen gegen die rotierenden Prallstücke 20* " schleudert.

Das vorgemahlene Gut wird dann in Anwendung des erfindungs-

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gemäßen Prinzips durch das Auslaßrohr 38¹¹¹ abgezogen und zum Beschleuniger 39^!ff geführt. Der Beschleuniger 39' "' weist, wie im Vorstehenden dargelegt wurde, eine Düse 40^l!t und ein Venturi-Rohr 42* " auf. Er ist so angeordnet, daß er das Gut in die Kammer 12'^fT derart wieder einbläst, daß es auf die rotierenden Prallstücke 20'^lf aufschlägt.

Fig. 10 und 11 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß aufgebauten Strahlmühle, die eine ψ Mahlkainmer 152 in einem zylindrischen Gehäuse aufweist. In der Kammer 152 ist mittels einer angetriebenen Welle 154 ein Rotor 156 angeordnet.

Der Rotor 156 besteht aus einem Paar scheibenförmiger Platten 158 und 160, die mit einer zylindrischen Wand 162 verschraubt sind. Jede der Platten 158 und 160 ist im Durchmesser größer als die zylindrische Wand 162, so daß die Platten zusammen mit der Wand einen Umfangskanal 164 bilden. In dem Umfangskanal 164 sind hammerartige Prallstücke 166 angeordnet.

In der unter der Platte 160 befindlichen Gehäusewand ist ' eine Auslaßleitung 168 angeordnet. Auf der Außenfläche der Platte 158 sind Gebläseschaufeln 170 angeordnet, die von der Welle 154 aus radial zum Umfang der Platte 158 verlaufen, wie am besten in Fig. 11 zu erkennen ist.

Ein Auslaßrohr 172 ist so angeschlossen, daß es sich nach Art der übrigen im Vorstehenden beschriebenen Auslaßrohre in die Kammer 152 öffnet. Das Auslaßrohr 172 nimmt Gas und vorgemahlenes Gut auf, wenn dieses in der Nähe der Wand der Kammer 152 zirkuliert. Das Gas und das Gut werden vom Auslaßrohr 172 in einen Zentrifugalabscheider 174 geführt. Nach der Trennung des Guts vom Trägergas wird das vorgemahlene Gut in einen Schneckenförderer 178 eingespeist und

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mit einer einstellbaren Menge von Rohgut aus einem Behälter 182 vermischt. Das Gemisch wird dann über eine Reihe von Behältern, Ventilen und anderen bekannten Einrichtungen gleichmäßig zu einer Düse 212 geführt, die an eine Gasquelle hohen Drucks angeschlossen ist. Die Düse 212 beschleunigt das aus Rohgut und vorgemahlenem Gut bestehende Gemisch und bläst es in die Kammer 152 gegen die rotierenden Prallstücke 166. Die Breite des Kanals 164 ist relativ zum Durchmesser der Düse 212 groß, weil eine erhebliche seitliche Ausbreitung des Gutes und des Gases nach dem Aufschlagen auf die Prallstücke 166 erfolgt, obwohl dies in geringerem Maße der Fall ist, als wenn die Prallstücke stationär angeordnet wären. Um die Platten 158 und 160 zu schützen, sind sie mit einem harten, verschleißfesten Werkstoff 214 und 216 belegt.

Die den Gebläseschaufeln 170 zugewandte Seite der Kammer 152 ist mit einer Rohrleitung 218 versehen, welche an eine Gasquelle relativ niedrigen Drucks angeschlossen ist. Der Druck ist lediglich so groß, daß er ausreicht, um eine Strömung durch die Kammer 152 zur Auslaßleitung für das gemahlene Gut sicherzustellen. Die Gebläseschaufeln 170 erzeugen eine Wirbelwirkung in dem Gas niedrigen Drucks, die es mit dem nach dem Auftreffen auf die Prallstücke aus dem Kanal 164 austretenden Gas mischt und dessen Verwirbelung verstärkt.

Es wurde festgestellt, daß die in Fig. 10 dargestellte Vorrichtung insbesondere zum Mahlen verschiedener Arten von hartem Mahlgut, beispielsweise bestimmter Metallpulver, geeignet ist. Insbesondere gilt dies für solche Metallpulver, die sowohl hart als auch weitgehend spröde sind. Da die meisten Materialien dieser Art normalerweise nicht zu solch feinen Teilchengrößen vermählen werden können, wie viele andere Materialien, sind die Prallstücke 166 weiter von der Düse 212 entfernt angeordnet.

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Fig. 12 zeigt eine Abwandlung des Rotors der Fig. 10 und 11, wobei die hammerartigen Prallstücke 166 fehlen und lediglich eine einzige glatte zylindrische Prallfläche verbleibt. Diese Ausführung ist insbesondere vorteilhaft zum Mahlen stark schleifender Materialien, welche die vorspringenden Prallstücke in relativ kurzer Zeit zerstören würden. Außerdem ist diese Ausführung vorteilhaft zum Mahlen gummiartiger, klebriger oder leicht feuchter Materialien, die das Bestreben zum Zusammenkleben oder Zusammenbacken zwischen den Prallstücken haben. Die in Fig. 12

ψ dargestellte Vorrichtung dient also der gleichen Wirkung wie die Vorrichtung nach Fig. 10 und die anderen beschriebenen Vorrichtungen, ist jedoch bei Betrieb mit bestimmten Materialien wirksamer. Die Vorteile der in Fig. 12 dargestellten Abwandlung liegen darin, daß dem aus der Düse 212" austretenden Gemisch von Rohgut und vorgemahlenem Gut dauernd eine neue Prallstückoberfläche dargeboten wird. Obgleich die glatte Prallfläche 162' in anderer Hinsicht nicht so wirksam ist wie die im Vorstehenden beschriebenen rotierenden Prallstücke, wird auch in diesem Fall das Prinzip angewendet, einen geringen Abstand zwischen der Aufschlagfläche und dem Auslaßende des Beschleunigers 212' zu benutzen, ohne daß sich ein Staudruck aus-

* bildet. Die Nachteile eines feststehenden Prallstücks sind also vermieden.

Das Prinzip des einzelnen rotierenden Prallstücks mit glatter Oberfläche kann auch auf das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 übertragen werden. Erfindungsgemäß kann also auch vorgemahlenes Gut gegen die Umfangsflache des scheibenförmigen Gestells 18" geblasen werden, wobei die Umfangsfläche dann anstelle der separaten Prallstücke 20" eine Prallfläche bildet.

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Claims

Herr Norwood Henry Andrews, 224 East Main Street, Moorestown, N.J. (V„St.A.)

Patentansprüche:

Mahlverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohgut zunächst durch Einblasen mittels eines Gasstroms in eine ein oder mehrere rotierende Prallstücke enthaltende Mahlkammen vorgemahlen wird und das vorgemahlene Gut aus der Mahlkammer abgezogen, beschleunigt und erneut in die Kammer gegen den oder die rotierenden Prallstücke geblasen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des zusammen mit dem vorgemahlenen Gut aus der Mahlkammer abgezogenen Gases vom Mahlgut getrennt wird, bevor das Mahlgut erneut in die Mahlkammer eingeblasen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgemahlene Gut in die Mahlkammer in einer Richtung eingeblasen und/oder erneut eingeblasen wird, die eine Komponente entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des oder der Prallstücke aufweist.
4_e Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das vorgemahlene Gut tangential aus der Mahlkammer abgezogen wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der

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wirksame Flächenbereich des oder der den Einlaß je Sekunde passierenden Prallstücks oder Prallstücke zwischen 500 bis 5.000 mal größer als die wirksame Querschnittsfläche des Einlasses ist.
6. Strahlmühle zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein mit einer Mahlkammer (12; 12·; 12"; 12¹¹¹) versehenes Gehäuse mit ununterbrochener Umfangswand, Einrichtungen (29; 29'; 29"; 29¹¹¹) zum Einblasen von Rohgut in einem Gasstrom durch eine Einlaßleitung in die Mahlkammer (12; 12»; 12»; 12'««), wenigstens ein Prallstück (20; 20»; 20»; 20 ^x ''), das in der Mahlkammer rotiert und in der Nähe wenigstens eines Teils der Umfangswand entlang geführt wird, eine in der Umfangswand angeordnete Auslaßleitung (38; 38»; 38»; 38'") für aus der Mahlkammer (12; 12'; 12»; 12^tlf) abzuziehendes Gas und vorgemahlenes Gut, und durch einen Beschleuniger (39; 108; 110; 39"; 39¹¹¹) zum erneuten Einblasen des zuvor abgezogenen vorgemahlenen Guts durch die Umfangswand auf das oder die Prallstücke (20; 20»; 20»; 20'").
7. Strahlmühle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßleitung (29; 29¹J 29"; 29^IM) und/oder der Beschleuniger (39; 108, 110; 39"; 3911') das vorgemahlene Gut in einer Richtung durch die Umfangswand lenken, die eine Komponente entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des benachbarten Teils des Prallstücks oder der Prallstücke (20; 20«; 20"; 20¹¹¹) aufweist.
8. Strahlmühle nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßleitung (38; 38»; 38»; 38¹¹') in Tangentialrichtung von der Mahlkammer (12; 12'; 12»; 12·«·) wegführt.

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9. Strahlmühle nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Trennen wenigstens eines Teils des Gases, das die Mahlkammer (12¹) zusammen mit dem vorgemahlenen Gut durch die Auslaßleitung verlassen hat, vom vorgemahlenen Gut, bevor dieses erneut in die Mahlkammer (12') eingeblasen wird, vorgesehen ist.
10. Strahlmühle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Abscheiden des Gases ein Zentrifugalabscheider (100) ist.
11. Strahlmühle nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (106, 107, 112, 114) zum Zurückführen des abgeschiedenen Gases in die Mahlkammer (12^f) vorgesehen sind.
12. Strahlmühle nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlkammer (12") in axialem Abstand von dem oder den Prallstücken (20") mit Düsen (126) zum Einblasen von Gasströmen hohen Drucks in die Mahlkammer (12") mit einer Tangentialkomponente zur Erzeugung einer Mahlwirkung auf das vorgemahlene Gut in der Mahlkammer versehen ist.
13. Strahlmühle nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlkammer (12; 12»; 12"; 12·«*) als torusförmige Kammer ausgebildet ist.
14. Strahlmühle nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis

13, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (178, 182, 186) zum Zumischen eines Anteils von zu mahlendem Rohgut zum vorgemahlenen Gut, bevor das vorgemahlene Gut erneut in die Mahlkammer eingeblasen wird,

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vorgesehen sind·
15. Strahlmühle nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein separater Einlaß zum Einblasen des Rohgutes in die Mahlkammer (12; 12*; 12"; 12'*') gegen den oder die Prallstücke (20; 20'; 20"; 20*^lf) vorgesehen ist..
16. Strahlmühle nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohgut durch eine Hochdruck-

" gasquelle und ein die Einlaßleitung bildendes Venturi-Rohr

(34; 34¹¹¹) eingeblasen wird.
17. Strahlmühle nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis

16, dadurch gekennzeichnet, daß der zum erneuten Einblasen des vorgemahlenen Guts dienende Beschleuniger (39; 108, 110; 39'; 39"; 39'^!l) eine Hochdruckgasquelle und ein Venturi-Rohr (42; 110; 42'") aufweist.
18. Strahlmühle nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis

17, dadurch gekennzeichnet, daß

die Prallstücke (20; 20'; 20"; 20*^fl) aus mehreren mit Abstand voneinander am Umfang eines Rotors (18; 18'; 18"; 18^llf) angeordneten hammerartigen Bauteilen bestehen.
19. Strahlmühle nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis

18, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die rotierenden Prallstücke (20; 20'; 20"; 20¹¹¹) eine Anzahl von im wesentlichen radial verlaufenden Gebläseschaufeln (170) zur Erzeugung eines Sichtungswirbels in der Mahlkammer trägt oder tragen.
20. Strahlmühle nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis

19, dadurch gekennzeichnet, daß

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der oder die Prallstücke (20| 20»; 20»$ 20·^l!) auf einer angetriebenen Welle (16; 16'; 16") gehaltert sind, die sich unter Verbleib eines Spaltes durch eine öffnung (54) in der Gehäusewand in die Mahlkammer (12? 12»; 12"; 12'^If) erstreckt, und daß Einrichtungen (64, 66,, 68, 74) zum Erzeugen eines durch den Spalt ins Gehäuse strömenden Gasstroms vorgesehen sind.

· Strahlmühle nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Prallstücke (20; 20'; 20"; 20^flf) auf einer angetriebenen Welle (16; 16*; 16") gehaltert sind, die sich durch das Gehäuse in die Mahlkammer (12; 12^f; 12"; 12'^!l) erstreckt, und daß die Welle hohl ausgebildet ist und ein Rohr (80) aufweist, das einen Kühlmittelstrom durch die Welle fließen läßt.

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