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STRAHLMÜHLE
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Die Erfindung bezieht sich auf Strahlmühlen für Schüttgüter, wie
verschiedenartige Erze und feste Nichterzmineralien, feste Brennstoffe, metallurgische
Gemische, nichtorganische Röst- und Sinterprodukte, Düngemittel und andere Chemikalien,
Getreide, Knochen und andere Materialien pflanzlicher und tierischer Herkunft.
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Die Erfindung kann in der Energetik, im Erzbergbau, im Hüttenwesen,
in der Bau-, Chemie- und Nahrungsmittelindustrie verwendet werden.
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In der erfindungsgemäßen Mühle kann das Gut praktisch bis Körnigkeitsgrad
zu einem beliebigen / (von dezimeter- bis mikrometergroßen Abmessungen) gemahlen
werden.
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Es ist eine Strahlmühle bekannt, welche entgegengesetzt zueinander
gerichtete Mahlinjektoren besitzt, in einem denen das Mahlgut von/ gasförmigen Energieträger
erfaßt und auf eine Geschwindigkeit beschleunigt wird, welche der Geschwindigkeit
des
Energieträgers nahekommt. Außerdem hat diese Mühle eine Mahlkammer, in welche die
erwähnten Injektoren koaxial eingebaut sind. Die Mahlkammer ermöglicht ein ungehindertes
Zusammenstoßen und Zerspalten des Mahlguts.
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Die Strahlmu"hle besitzt auch einen mit der Kammer verbundenen Separator,
welcher das Fertigprodukt von dem ungenüen gend gemahlen/ Gut scheidet und Hohlräume
enthält, in denen grobe und feine Fraktionen des Halbfabrikats voneinander geschieden
werden. Diese Hohlräume sind über Rohrleitungen, welche das Halbfabrikat zum Nachmahlen
leiten, mit den Eingangsstutzen der Injektoren verbunden (s. beispielsweise das
Fachbuch von W.I.Akunov "Strahlmühlen", Maschinenbauverlag, Moskau, 1967, 5.139
bis 142).
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Bei den bekannten Strahlmühlen gelangen die Lahlgutteilchen bei atmosphärischeini)ruck
in die entgegengesetzt zueinander gerichteten Injektoren, werden in ihnen durch
den Energieträger (Gas, das unter Druck zugefuhrt wird) beschleunigt und treffen
in der Mahlkammer mit einer großen Geschwindigkeit aufeinander. Hierbei werden die
Teilchen des Guts gemahlen (zerspalten) und dann aus der Mahlkammer über die Zentralrohrleitung
in den Separator ausgetragen.
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Die ungenügend gemahlenen Teilchen des Guts (Halbfabrikat) werden
im Separator vom Fertigprodukt getrennt und über herabführende Rohrleitungen in
die Mahlinjektoren zurückgeleitet, um nochmals gemahlen zu werden. Das hinreichend
en
(Aerosol) gemahl/e Gut (Fertigprodukt) wird in Form einer Aerosuspension/ zusammen
mit dem Energieträger aus dem Separator entfernt.
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In der bekannten Strahlmühle können große Teilchen, deren Abmessungen
mehrere Zentimeter betragen, nicht gemahlen werden, da ihre pneumatische Förderung
aus der Mahlkammer nach oben in den Separator durch ihr Gewicht begrenzt wird.
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An der neben der Düse befindlichen basis des Energieträgerstrahls
ist die Gasdichte hoch und das Einführen in den eines Strahl von teilchen Mahlguts,
welches unter Einwirkung seines Eigengewichts in den injektor eingeschüttet wird,
macht Schwierigkeiten (der Mitreißfaktor des Guts ist niedrig).
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Daher ist der spezifische Energieträgerverbrauch für das Mahlen einer
Gewichtseinheit des Mahlguts relativ hoch.
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Um das feingemahlene Fertigprodukt von groben und feinen Fraktionen
des Halbfabrikats im Separator effektiv abzuscheiden, müssen alle Teilchen des Guts
in einem großen Gasvolumen dezentralisiert verteilt sein und gut durch das Gas angeblasen
werden. Es ist jedoch die Menge des Energieträgers, welche zum effektiven Mahlen
erforderlich ist, zu einer derartigen Verteilung der Teilchen unzureichend. Daher
wird in aer Regel bei Strahlmühlen in die Injektoren oder in die Zentralrohrleitung
Außenluft angesaugt, welche billiger als der Energieträger ist, aber zu ihrer Befö
m erung längs des ganzen Mühlentrakts und auch oft zu ihrer Erwärmung auf die Umgebungstemperatur
einen zusätzlichen Aufwand an Energieträger und eine erhöhte Leistung
des
Lüfters, welcher den verbrauchten Energieträger aus der Ihihle entfernt, erfordert.
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Die obenerwähnten Nachteile haben zur Folge, daß die in bezug auf
eine Reihe von Kennwerten effektive Verwendung von Strahlmühlen für stückige Ausgangsgüter,
deren Mahlen mit großen Materialkosten verbunden ist, begrenzt ist.
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Es ist das Ziel der Erfindung, die erwähnten Nachteile zu beseitigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strahlmühle zu schaffen,
in der Mittel zum homogenisierenden Vorzerkleinern großer Stücke des Guts vor dem
Mahlen desselben vorgesehen sind, wobei dank dieser Mittel das Mahlen von großstückigem
Gut in der Strahlmühle bei verhältnismäßig geringem eines Verbrauch an Energieträger
und das Erhalten / Produkts mit einem hohen Dispersionsgrad in bezug auf das Äusgangsgut
möglich ist.
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Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß in
der Strahlmühle auf entgegengesetzten Seiten der Mahlkammer mindestens ein Paar
Zerkleinerungskammern mit in diese eingebauten, entgegengesetzt zueinander gerichteten
Zerkleinerungsinjektoren vorgesehen ist, wobei die Zerkleiner rungskammern mit der
Mahlkammer so verbunden sind, daß die Ausgangsstutzen der Zerkleinerungskammern
mit den Eingangsstutzen der Mahlinjektoren sowie die Zerkleinerungsinjektoren mit
dem Separator über aessen Stutzen zum Rerausfähren des Halbfabrikats verbunden sind.
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Vorzugsweise werden, wenn ein besonders hoher Mahlgrad des Ausgangsguts
erforderlich ist, die Zerkleinerungsinjektoren mit dem Separatorhohlraum verbunden,
in dem die grobe Halbfabrikatsfraktion ausgeschieden wird, während die Mahlinjektoren
mit dem Hohlraum desselben Separators verbunden werden, in dem die feine Halbfabrikatsfraktion
ausgeschieden wird.
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Das Wesen der vorgeschlagenen Erfindung besteht in folgendem.
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Da in der Strahlmihle auf entgegengesetzten Seiten von der Mahlkammer
mindestens ein Paar Zerkleinerungskammern mit aarin eingebauten entgegengesetzt
zueinander gerichteten Zerkleinerungsinjektoren vorgesehen sind, ist es möglich,
in derselben Mühle vor dem Feinmahlen des Guts in ihm befindliche große Einschlüsse
im voraus zu zerkleinern.
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Die Zerkleinerungskammern sind die Mittel zum Vorzerkleinern von
großen Stücken des Guts, wobei eine homogenere Kornzusammensetzung vor dem Feinmahlen
in der Mahlkammer erreicht wird, wodurch es möglich ist ,in der Mühle großstückiges
Gut bei verhältnismäßig niedrigem Verbrauch am Energieträger zu mahlen und hierbei
das Produkt mit einem hohen Dispersionsgrad zu erhalten.
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Die Zerkleinerungskammern werden deshalb paarweise angeordnet, weil
jede von ihnen je einen Mahlinjektor bedient, deren Anzahl, um gegenläufige Mahlgutströme
in der Mahlkammer
zu erzeugen, immer geradzahlig ist.
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Das Verwenden in der Strahlmühle nur einer Zerkleinerungskammer mit
darauffolgender Verteilung des Zerkleinerungsprodukts auf die Mahlinjektoren ist
ausgeschlossen, da hierbei die Höhe derdie Mahlkammer mit dem Separator verbindenden
Rohrleitung vergrößert würde, wodurch t keine Möglichkeit zur pneumatischen Förderung<in
ihr > der groben Fraktion bestehen wurde.
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Beim Verwenden in der Strahlmühle von mehreren Mahlinjektorpaaren
(beispielsweise bei kreuz- oder sternförmiger Anordnung derselben im Grundriß) wächst
entsprechend die Anzahl der n Zerkleinerungskammerpaare.
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Die Mahikammer ist mit den Zerkleinerungskammern dadurch verbunden,
daß der Ausgangsstutzen jeder Zerkleinerungskammer jeweils mit dem Eingangsstutzen
des die mahlkammer bedienenden Mahlinjektors verbunden ist. Die Zerkleinerungsinjektoren
sind wiederum mit dem Separator verbunden, in den über eine, in der Regel senkrechte
Rohrleitung das in der kahlkammer gemahlene Produkt gelangt. Die erwähnte Verbindung
der Zerkleinerungsinjektoren mit dem Separator erfolgt über dessen Stutzen für den
Halbfabrikatsausgang.
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Eine solche Verbindung der aufgezählten Mühlenbaugruppen gewährleistet
das Mahlei des ganzen Guts bis zum Erreichen der vorgegebenen Dispersität bei aufeinanderfolgender
und gewöhnlich mehrfacher Beförderung desselben durch die Zerklei
nerungskammern
und die Mahlkammer unter Absonderung des Fertigdem produkts im/ Maße, in dem es
beim Mahlen anfällt, in einem für alle Mahlkammern gemeinsamen Separator.
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Die Verbindung der Ausgangsstutzen der Zerkleinerungskammern mit
den Eingangsstutzen der Mahlinjektoren gewährleistet, daß der in den Zerkleinerungsinjektoren
verbrauchte Energieträger zum Erhöhen des Mitreißfaktors des Mahlguts in den Mahlinjektoren,
zum Vergrößern der Strömungsgeschwindigkeit zwischen aen Zerkleinerungskammern und
aem Separator und zum Erhöhen des Wirkungsgrads des Separators verwendet wird.
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Der in c£en Zerkleinerungsinjektoren verbrauchte Energieträger, welcher
die obenerwähnten Stutzen der Zerkleinerungskammer und aes Mahlinjektors passiert,
beschleunigt die Teilchen des Guts und gewährleistet, daß eine größere Menge davon
in den dichten Energieträgerstrahl eindringt, der aus der Düse des Mahlinjektors
ausströmt, als beim freien Einschütten des Guts,lwie dies bei den bekannten Strahlmühlen
der Fall ist<in den Energieträger.trahl) Bei der Verbindung der Ausgangsstutzen
der Zerkleine.
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rungskammern mit den Eingangsstutzen der Mahlinjektoren wird die Strömungsgeschwindigkeit
des Aerogemischs aus Energieträger und Gut in der Mahlkammer und in der Rohrleitung,
welche die letztere mit dem Separator verbindet, mindestens auf das Doppelte vergrößert.
Dienst die Folge davon, daß
zum in die Mahlinjektoren eintretenden
Energieträger noch der Energieträger, welcher die Zerkleinerungskammern passiert
hat, hinzugefügt wird. Die Vergrößerung der Strömungsgeschwindigkeit des Aerogemischs
verhindert ein Verstopfen der Mahlkammer mit großen Stücken und verbessert deren
pneumatische Förderung längs der senkrechten Xohrleitung.
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Das vergrößerte Gasvolumen im Separator verbessert das Abscheiden
der Teilchen des Guts in ihm, vermindert das Heraustragen von Fertigprodukt durch
Halbfabrikatteilchen zum Nachmahlen, erhöht hierdurch den Wirkungsgrad des Separators,
gibt einen Teil des Mühlentraktquerschnitts für den Durchgang einer zusätzlichen
Menge des Ausgangsguts frei und vermindert die Zahl der vielfachen Zirkulationen,
d.h. die durchnittliche Zahl der Durchgänge des Guts durch die Mühlenbaugruppen
bis zum vollkommnen Zermahlen.
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Die Verminderung der Zahl der Zirkulationen wiederum ermöglicht es,
die Abmessungen des Separators und den Querschnitt der Rohrleitungen für die Zurückführung
des Balbfabrikats zum Nachmahlen zu vermindern.
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Alle erwähnten Vorteile durch die Verwendung < in der Strahl mühle
> der Zerkleinerung skammern mit den Zerkleinerung sinj 6ktoren <-> und
durch die Verbindung der Ausgangsstutzen dieser Zerkleinerungskammern mit den Eingangsstutzen
der Mahlinjekbewirken toren / einen geringen Verbrauch an Energieträger und Elektroenergie
für das FeinmahLen von großstückigem (grobkörnigem)
bedeutet ein
Gut, das niedrige Kosten für derartiges Mahlen und eine Verminderung der Anzahl
des Bedienungspersonals.
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Wenn zum Mahlen stückigen harten Gesteins in der bekannten Strahlmühle
unter Verwendung der Vorzerkleinerung in einem Brecher mit elektrischem Antrieb
zum Erzeugen 1 t feingeen Mehls t und mahl en Mehls 0,6 t Dampf sind 1 bis 3 kW
Elektroenergie erforderlich sind, so sind bei Verwendung der erfindungsgemaßen Strahlmühle
zum Erzeugen 1 t desselben Steinmehls 0,5 t Dampf und kein zusätzlicher Elektroenergieaufwand
nötig.
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AuBerdem wird die zweite maschine (der Brecher) mit elektrischem Antrieb,
schnellverschleißenden Brecherteilen, Lagern, Reibungskupplung, Untersetzungsgetriebe,
Anlage zur Stromversorgung und zusätzlichem Bedienungspersonal überflüssig.
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Die Verwendung eines gastörmigen Energieträgers, in den meisten Fällen
mit hoher Temperatur, die Bearbeitung des Guts die im Schwebezustand, Reinheit und
hohe chemische Aktivität der neu während des Mahiprozesses entstandenen Oberflächen
des Guts ermöglichen es, in der erfindungsgemäßen Strahlmühle zwei und mehr technologische
Arbeitsgänge gleichzeitig auszuführen. Es kann das Gut beispielsweise außer gemahlen
gleichzeitig effektiv getrocknet und erwarmt werden, was besonders durch eine längere
lais in den bekannten Strahlmühlen(Verweilungsdauerdes zu behandelnden Guts im Energieträger
begunstigt wird. Dies wird dadurch möglich, daß in
der erfindungsgemäßen
Mühle außer den Mahlinjektoren und der Mahlkammer noch Zerkleinerungsinjektoren
und -kammern verwendet werden, deren Ausgangsstutzen mit den Eingangsstutzen der
Mahlinjektoren verbunden sind. Eine solche mühle ermöglicht es, unterschiedliche
Materialien gleichzeitig mit dem ahlen besonders effektiv auch zu mischen und zu
homogenisieren, das Produkt entsprechend Korngrößen zu unterteilen, mit Reaktionsmitteln
zu bearbeiten usw.
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Die Verwendung der erfindungsgemäßen Strahlmühle ermöglicht es, die
Mahlkosten des Guts um 15 bis 30» im Vergleich zu den bekannten kühlen zu senken
und beim gleichzeitigen Ausrühren von zwei oder mehreren technologischen Arbeitsgängen
die Gesamtkosten auf das 2-bis 3fache zu vermindern.
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Zum bessern Verständnis des Wesens der Erfindung sind der von Beschreibung
Zeichnungen von konkreten Ausführungsbeispielen / Strahlmühlen zum Bahnen sowie
gleichzeitigem Mischen und teilweisezn Trocknen von im erforderlichen Verhältnis
dosiertem Zementklinker, Gips mit natürlicher Feuchtigkeit und Magerungszugaben'
z.B. metallurgischer granulierter Schlacke, zu beigelegt. Die Teilchen in diesem
Gemisch haben bis 100 mm Durchmesser.
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bls Energieträger wird überhitzter Dampf verwendet.
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Es zeigt einer Fig.1 die Seitenansicht Strahlmühlenbaugruppen mit
Teilschnitten und
Fig.2 eine andere Ausführungsform, Die auf den
Zeichnungen abgebildete Strahlmühle enthält eine Mahlkammer 1 (Fig.1, 2), zwei in
diese Kammer eingebaute und entgegengesetzt zueinander gerichtete Mahlinaekeines
toren 2 mit Düsen 3 zum einführen in sie Energieträgers, einen Separator 4, der
durch eine senkrechte Rohrleitung 5 mit der Mahlkammer 1 verbunden ist, ein Paar
Zerkleinerungskammern 6, in denen jeweils entgegengesetzt zueinander gerichtete
Zerkleinerungsinåektoren 7 eingebaut sind, welche Düsen 8 zum Einführen in sie des
Energieträgers besitzen.
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Die Zerkleinerungskammern 6 sind auf gegenüberliegenden Seiten der
Mahlkammer 1 angeordnet und mit der letzteren folgendermaßen verbunden: der Ausgangsstutzen
9 jeder Zerkleinerungskammer 6 ist jeweils mit dem Eingsngsstutzen 10 jedes Xahlinjektors
2 verbunden, während die Zerkleinerungsinjektoren 7 jeder der Zerkleine.-rungskammern
6 miteinander durch Rohrleitungen 11 und mit dem Separator 4 durch Rohrleitungen
12 verbunden sind, welche mit Stutzen 13 und 14 in Verbindung stehen, um das Halbfa-Erikat
aus dem Separator und zwar aus dessen hohlräumen 15 und 16, in denen grobe beziehungsweise
feine Halbfabrikatsfraktionen ausgeschieden werden, zum Nachmahlen zu leiten.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Strahlmühle ist der im Separator
4 befindlache Hohlraum 16, in dem die reine Halbfabrikatsfraktion aus geschieden
wird, üb er Rohr leitungen
17 (Fig.2) mit den Eingangsstutzen
10 der Mahlinjektoren 2 verbunden. Hierbei sind die Zerkleinerungsinjektoren 7 nur
mit dem Hohlraum 15 im Separator 4 verbunden, wo die grobe Halbfabrikatsfraktion
ausgeschieden wird.
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Die Verbindung wird über die Stutzen 14 und durch Rohr-Leitungen
12' hergestellt.
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Das Gemisch aus Zementklinker, (z'ips und granulierter Schlacke gelangt
über Eingüsse 18 (kig.1 und 2) und die Rohrleitungen 11 in die Zerkleinerungsinjektoren
7.
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Überhitzter Dampf, der mit einem Druck von 0,05 bis 50 atü aus den
Düsen 8 ausströmt, erfaßt die Stücke des Guts, beschleunigt sie in den Zerkleinerungsinjektoren
und schleudert sie mit einer großen #eschwindigkeit in die Zerkleinerungskammern
6. In jeder der Zerkleinerungskammern 6 werden die Stücke des Guts, die durch die
entgegengesetzt zueinander gerichteten Injektoren 7 geleitet werden, beim Zusammenstoßen
zerkleinert. Das aus dem zerkleinerten Gut und dem in den Injektoren verbrauchten,
überhitzten Dampf entstandene Aerogemisch wird über die Stutzen 9 aus den Zerkleinerungskammern
6 fortgeleitet und gelangt in die Mahlinjektoren 2 über deren Stutzen 10.
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Die bedeutende Einführungsgeschwindigkeit des das zerkleinerte Gut
enthaltenden Gemisches in die Mahlinjektoren, welche erstens durch Heraustragen
der Teilchen im Schwebezustand durch den schnell aus den Zerkleinerungskammern
teilen
eines Millimeters haben. Diese Fraktion fällt auf die Wände des Hohlraums und wird
aus dem Separator über aen oberen Ausgangsstutzen 13 für das Halbfabrikat entfernt.
Weiterhin mischt sich die feine Fraktion in den Rohrleitungen 12 und 11 mit der
groben und wird in die Zerkleinerungsinjektoren 7 zurückgeführt.
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ne Das homogenisierte und feingemahl e Fertigprodukt (Zement), das
in den Hohlräumen 15 und 16 des Separators 4 von ungenügend gemahlenen Teilchen
befreit wurde, wird aus der Mühle über einen Ausgangsstutzen 20 für das Fertigprodukt
herausgeführt und durch verbrauchten Dampf im Schwebezustand zum Lagern oder Weiterverwenden
pneumatisch befördert.
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Bei einem zähen, schwer zu mahlenden Klinker ist die aus Fig.2 ersichtliche
Ausführung der Strahlmühle vorzuziehen. Hier wird die grobe lialbfabrikatsfraktion
aus dem Hohlraum 15 des Separators 4 über die Rohrleitungen 12 und 11 in die Zerkleinerungsinjektoren
7 zum Nachmahlen zuräckgetührt. Dagegen wird die feine Halbfabrikatsfraktion aus
dem Hohlraum 16 des Separators 4 über die Rohrleitungen 17 direkt in die ehlinjektoren
2 zurückgeführt, ohne die Zerkleinerungsinjektoren 7 und die Kammern 6 zu passieren.
Bei dieser Ausführungsform werden schwer zu zerkleinernde große Teilchen bei jedem
Arbeitszyklus in der Mühle, bevor sie die senkrechte Rohrleitung 5 und den Separator
4 erreichen, nacheinander in zwei Stufen, und zwar in den Kammern 6 und 1 zerkleinert,
aber
ausströmenden, überhitzten Dampf und zweitens durch Gravitationskräfte
erzeugt wird, erhöht den Mitreißfaktor des gemahlenen Guts durch die Strähle des
über die Düsen 3 einströmenden Dampfs und vermindert hierdurch den spezifischen
Verbrauch an dem letzteren.
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Die durch den Dampf effassten Teilchen des das zerkleiner te Gut
enthaltenden Gemisches werden dederum beschleunigt und mit großer Geschwindigkeit
aus jedem Injektor 2 in die Mahlkammer 1 herausgeschleudert, wo sie beim Zusammenstoßen
mit Teilchen, die aus dem entgegengesetzt gerichteten Inåektor kommen, wiederum
vermahlt und noch gleichmäßiger durchgemischt sowie durch verbrauchten Dampf in
die Rohrleitung 5 ausgetragen werden.
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Nach dem Eintreten in den Hohlraum 15 des Separators 4 verliert das
Aerogemisch seine Geschwindigkeit. Als Folge hiervon fällt die grobe Fraktion des
homogenisierten Gemisches der Ausgangsgüter in Form von einigen Millimetern großen
Teilchen aus dem Gesamtetrom aus, tritt über den unteren Ausgangsstutzen 14 für
das Halbfabrikat aus und kehrt über die Rohrleitungen 12 und 11 in die Zerkleinerungsinjektoren
7 zum Nachmahlen zurück.
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Das Aerogemisch wird, indem es einen Wirbelüildner 19 im Hohlraum
16 des Separators 4 passiert, dank seiner intensiven rotierenden Bewegung von der
feinen Halbfabrikatsfraktion befreit, dessen Teilchen nur die Größe von Bruchkleine
Teilchen,
welche nur gemahlen werden müssen, gelangen nach dem erstmaligen Sortieren im Separator
4 nicht mehr in die Zerkleinerungskammern 6 und erleichtern hierdurch das Zerkleinern
von großen Stücken des zähen Elinkers darin.
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L e e r s e i t e