DE2712620A1

DE2712620A1 - Verfahren und vorrichtung fuer den antrieb der mahlkoerper in muehlen, insbesondere in kugelmuehlen

Info

Publication number: DE2712620A1
Application number: DE19772712620
Authority: DE
Inventors: Alfredo Cartoceti; Armando Lazzari; Eberhart Steinort
Original assignee: IOS IND OSSIDI SINTERIZZATI S
Current assignee: IOS IND OSSIDI SINTERIZZATI S
Priority date: 1976-09-29
Filing date: 1977-03-23
Publication date: 1978-03-30
Also published as: FR2366063A1; FR2366063B3; IT1072925B; GB1570934A; US4134557A

Description

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Verfahren und Vorrichtung für den Antrieb der 'Mahlkörper in Mühlen, insbesondere in Kugelmühlen.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung die geeignet sind, Körper anzutreiben, wie allgemein die uiahlkugeln von sogenannten Kugelmühlen. Das Verfahren besteht in de magnetischen Beschleunigung der Mahlkörper, sodaß diesen eine starke kinetische Energie und relativ rasche Bewegung mitgeteilt wird, um einen intensiven Mahleffekt zu erzielen, wie er mit bekannten Kugelmühlen nicht erreichbar ist. Zum derzeitigen Stand der Technik wird die kinetische Energie den Mahlkörpern in der Weise mitgeteilt, daß sie auf eine höhere Schwerkrafthöhe gebracht werden und man auf diese Weise die Fallenergie von dieser Höhe auf die untere Höhe des Bodens der Mühle ausnützt. Da sich die Kugeln oder Mahlkörper in engem Kontakt mit dem zu mahlenden Material befinden, bringt das Anheben der Mahlkörper auch eine Anhebung des zu mahlenden Materials mit sich, welches fast immer in großen Mengen vorhanden ist. Der Grund, warum man große Mengen verarbeitet,liegt darin, daß der Mahlprozeß sehr lange dauert, sodaß eine Verarbeitung großer Mengen auch bei lange andauernden Mahlzeiten Produktionsvorteile bietet. Anderseits erfordert Jedoch das Mahlen großer Mengen äußerst voluminöse und folglich schwere Vorrichtungen, welche, wie gesagt, über lange Zeitperioden in Bewegung gehalten werden müssen, was den Nachteil mit sich bringt, daß trotz der großen, für ihre Bewegung aufge-

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v/endeten Energiemenge, die den Kahlkörpern mitgeteilte Nutzenerg^ie gering ist. Die bekannten ivlühlen arbeiten daher mit einer sehr geringen Leistung.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Vermeidung der vorerwähnten Nachteile. Beim erfindungsgeraäßen Verfahren wird der Antrieb den iJahlkörper direkt auch im intensiven Ausmaß oder in der Weise, in welcher man im wesentlichen vollkommen den Mahleffekt ausnutzen will, mitgeteilt wird. Es kann demnach auch die Mahlintensitat auch bei Intensit^:;tswerten, die weit über den mit derzeit existierenden Mühlen erreicht werden können, geregelt werden. Die Verlagerung der Mahlkörper, die bei herkömmlichen Mühlen einförmig ist, kann mehrförmig gestaltet und somit an die besonderen Mahlerfordernisse angenaßt werden. Dabei können den iJahlkörpern Umlauf bewegungen auf einer Fläche, die alternativ, dreidimensional und gemischt sind, mitgeteilt W rden. Einzige Einschränkung bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und bei der Vorwendung der betreffenden Vorrichtung ist die Erfordernis, daß Mahlkörper verwendet werden müssen, welche zumindest teilweise aus ferromagnetlschen Materialien bestehen. Diese Materialien können'2- oder mehrpolig magnetisiert oder auch nichttragnetisiert sein.

Die Kugelform der Mahlkörper ist hingegen zwingend, auch deswegen, weil eine vondieser Form abweichende Form beim Mahlen zu einer Abrundung der Kanten führt. Es können auch Genische von Mahlkörpern mit verschiedenen Abmessungen verwendet werden.

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Wenn ein Antrieb dieser Art für die wlahlkörper verwendet wird, so ist die aJühle nicht mehr einr mechanische Vorrichtung, sondern wird zu einer elektromagnetischen Vorrichtung, wobei natürlich die mechanische Funktion der Mahlkörper auf das Mahlgut erhalten bleibt} es kann demnach auch die Konstruktion der Mühle bedeutend vereinfacht und auf die einzige Konstruktion abgestimmt werden, welche darin besteht, die Mahlkörper und das Mahlgut zu enthalten. Es ist daher auch die Verwendung von äußerst harten und auch brüchigen Materialien möglich. Die Erfindung wird durch die beiliegende Zeichnung näher erlriutert, in welcher einige mögliche praktische Ausführungsbeispiele der Erfindung scheraatisch veranschaulicht sind.

Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen zweipolig nagnetisierten kugelförmigen Mahlkörper.

Die Fig. 2 ist im wesentlichen eine Wiederholung der *'ig. 1, sie bezieht sich jedoch auf einen vierpolig magnetisieren Mahlkörper.

Die Fig. 3 ist im wesentlichen eine Wiederholung der Fig. 1 und 2, sie bezieht sich jedoch auf einen sechspolig magnetisieren Mahlkörper.

Die Fig. 4 zeigt das Grundschema der Funktionsweise bei der Durchführung des Verfahrens.

Die Fig. 5 ist eine Veranschaulichung des Grundschemas wie gemäß 4, jedoch etwas komplizierter.

Die Fig. 6 zeigt das Grundschema einer runden Ausführungsform.

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Die Fig. 7 veranschaulicht, wie das Magnetfeld im Inneren, der runden uiahlkamrrer mit einer Reihe von Elektromagneten realisiert werden kann.

Die Fig. 8 zeigt s^hematisch eine Dreiphasenwicklung um die i-iahlkamner.

Die Fig. 3 ist ein schematischer Querschnitt durch eine Mühle mit magnetischem Antrieb der Mahlkörper.

Gemäß der Zeichnung werden nachdem der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Prinzip die Mahlkörper aus ferromagnetischem Llaterial, welches je nach den Erfordernissen weich (niedriger Hc) oder hart (hoher Hc) sein kann, ausgewählt, wobei diesen Materialien wie bisher die Kugelform mitgeteilt wird. Gemnß einer praktischen Ausführungsform der vorliegenden r-rfindung werden bei Beibehaltung der Kugelform der Mahlkörper letztere aus ferromagnetischem Material hergestellt und in der deutlich aus den Fig, 1, 2 und 3 ersichtlichen Form polarisiert, und zwar mit zwei Polen, vier Polen und sechs Polen oder in anderer zweckmäßiger Form. Es ist leicht durch einen Versuch festzustellen, daß ein derartiger Mahlkörper, wenn er in die Nahe von zwei Polen eines erregten Elektromagneten gebracht wird (Flg. 4), von diesem mit einer Kraft F angezogen wird, deren Intensität proportional zum Quadrat der Induktion B und der Fläche des senkrechten Quercchnittes AB ist. Wenn sich neben dem ersten Elektromagneten 1 und zweiter Elektromagnet 2 befindet und der Magnet 1 aberregt, hingegen der iJagnet 2 erregt wird, so setzt die Kugel aus ferromagnetischem Material, indem sie vomzweiten Elektromagneten 2 angezogen wird, ihren Weg fort. In der Praxis ist derWeg des kugelförmigen

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Mahlkörpers aufgrund der UaplclcLförr.ägkeit deo gewöhnlich vorliegenden Systems nicht geradlinig, sondern sehr unterschiedlich. Wenn man überdies noch mehrere Elektromagnete im Kreis, wie in Fig. 6 angedeutet, anordnet, so hiingt die Bewegungsbahn sowohl in der Richtung als auch in all den Teilen des Mahlkörpers von dessen Anfangs zustand ab. In Fig. 6 sind weiters die Polschuhe 3» 3'» die magnetische Induktion B und der Mahlkörper O gezeigt. Die strichlierte Linie c veranschaulicht eine voraussichtliche Bahn, welche der Mahlkörper O unter den vielen Bahnen durchlaufen könnte. Gemäß einer Ausführungsvariante kann das Magnetfeld im Inneren der Mahlkammer 40 mit der in Fig. 7 angedeutenen Weise mit einer Reihe von Elektromagneten 4 realisiert werden· In diesem Falle könnte die von den Mahlkörpern O durchlaufene Bahn etwa dem in Fig. 7 angedeuteten Achteck entsprechen.

Es könnte daher gemäß vorliegender Erfindung eine Mühle, welche ferromagnetische Mahlkörper 0 verwendet, im wesentlichen nach der Art eines elektrischen Indukticnsmotors arbeiten, bei dem der Eisenspalt, entsprechend vergrößert, durch die Mahlkammer gebildet wird. Der Kern 3¹» der bei den Induktionsmotoren durch den Rotor dargestellt ist, wird für die erfindungsgemäßen Zwecke ortsfest gehalten, wobei der induzierte Magnetkreis offen ist, sodaß der Rotor die Funktion erfüllt, den Magnetkreis zu schließen. Da der mittlere Kern 3¹ in gewissen Sinne den Fassungamnn der Mahlkammer 40 beschränkt, kann es zwekcmäßig sein, ihn zu eliminieren oder nesser durch einen Eisenring (nicht dargestellt) für den Schluß des Magnetflusses zu ersetzen. Gemäß einer praktischen vorzugsweisen

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Ausführungsform der Erfindung, die schematisch in Fig. 8 veranschaulicht ist, ist die Mahlkammer 50 von elektrischen Wicklungen 5, 5', 5¹¹ umgeben, welche die Merkmale der Wicklungen von Dreiphasen-Asynchronmotoren besitzen, wogegen sich der mittlere Kern 51 wie ein blockierter Rotor mit offener Sekundärwicklung verhält. In Fig. 8 ist der Zeitintervall t1-t2 angedeutet, innerhalb welchem das Magnetfeld mit einer Geschwindigkeit w läuft.

Gemäß einer weiteren möglichen praktischen Ausführungsform der Erfindung kann eine Mühle mit magnetischem Antrieb ler Mahlkörper in der in Fig. 9 schematisch angedeuteten Weise ausgebildet sein. In einer zylindrischen Kammer 60 ist ortsfest ein Kern aus magnetischem Stahl 6' montiert. Die Kammer 60 ist von einer Ringkammer 61 umgeben, die vor einen Kühlmantel liegt, welcher die Aufgabe hat, über 61' die Warme abzuführen, welche während des Mahlvorganges entwickelt wird. Diese zweite Kammer 61 ist sodann von einem äußeren Zylinder 62 aus magnetischem Stahl für die Aufnahme der Spulen 63 zum Aufbau des Magnetfeldes umgeben. Diese Spulen 63 werden mit Strom 64 über eine Frequenz- und Stromsteuerung 65 gespeist. In der Mahlkammer 60 sind schematisch nur die Mahlkörper 0 gezeigt. Am Boden der Mahlkammer ist ein Rohr 66 angeschlossen, welches mit einer Pumpe 66' in Verbindung steht, die gewöhnlich dazu dient, ein Strömungsmedium zuzuführen oder abzuführen, welches die Aufgabe hat, die Mahlung zu vervollständigen oder wobei die Pumpe für die Beschickung und die Entleerung der Mahlkammer dient.

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Wesentlich für de; Betrieb der erfindungs, eraaßen Vorrichtungen sind dieGegenwart eines variablen Magnetfeldes und das Vorhandensein der Mahlkörper aus ferromagnetisch em Material. Die Veränderlichkeit des Magnetfeldes kann direkt unter Ausnutzung der Netzfrequenz oder über Frequenzwandler zur Herabsetzung der Netzfrequenz erfolgen. Abgesehen davon kann die Veränderung der Frequenz der Speisespannung in jeder beliebigen Welse erfolgen, wie beispielsweise mittels elektromechanischer oder elektronischer Einrichtungen. Was die Art und Konsistenz der Mahlkörper anbetrifft, so ist auch die Möglichkeit nicht ausgeschlossen, daß sie in den Fällen entfallen können, in welchen das variable Magnetfeld direkt auf einen Teil oder auf alle Teilchen, welche das Mahlgut bilden, wirken kann.

Die Erfindung wurde vorstehend lediglich zur beispielsweisen Erläuterung beschrie-ben und es ist offensichtlich, daß sie in vieler Hinsicht in ihrer Gesamtheit und in ihren Einzelheiten abgeändert werden kann, ohne dadurch ihren Rahmen zu Überschreiten.

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Claims

Patentansprüche:

Verfahren zum Antrieb der Mahlkörper von Mühlen für Mahlprozeße, bei denen das zu mahlende Material und/oder die Mahlkörper zur Gänze oder teilweise aus ferromagnetischen Material bestehen oder bestehen können, dadurch gekennzeichnet, daß man das in der Mahlkammer enthaltene Material mit einem veränderlichen oder einem beweglichen Hagnetfeld beaufschlagt, welches befähigt ist, in wenigstens einem Teil des Inhalts der Mahlkammer eine Relativbewegung hervorzurufen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mahlkammer potentiell ein Magnetfeld erzeugt wird, eodaß die Teilchen, auf welche der Antrieb zur Wirkung gelangt, in einem Magnetbereich gehalten werden, der innerhalb jenes Bereiches liegt, welcher von den Wänden der liiahlkammer bestimmt wird, auch zu dem Zweck um die Wände nicht abzunützen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein System von Mahlkörpern aus ferromagnetischem Material vorbereitet, dieses mit einer festen, im wesentlichen körnigen oder pulverförmigen Phase vermischt und auf den Mahlkörpern ein Magnetfeld erzeugt wird, welches befähigt ist, die Mahlkörper anzutreiben, sodaß sie Relativbewegungea zwischen sich und dem zu mahlenden Material durchführen.
4. Vorrichtung *ur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeicnnet, daß sie wenigstens ein System von mehreren und vorzugsweiaen vielen Wahlkörpern aus ferromagnetischen oder ferrimagnetischem Material aufweist·

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5. Vorrichtungnach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere oder alle Mahlkörper zweipolig, vierpolig, sechspolig oder mehrpolig polarisiert sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus wenigstens einer Mahlkamraer und Einrichtungen, die befähigt sind, in dieser Mahlkamraer ein variables und/oder bewegliches Magnetfeld zu erzeugen besteht.
7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlkammer im wesentlichen durch den vergrößerten Eisenspalt einer elektromagnetischen Vorrichtung gebildet ist, welche einem Induktionsmotor entspricht, dessen Anker ortsfest und dessen Kreis offen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Vorrichtung einem Dreiphasen-Asynchronmotor entspricht.
9· Vorrichtung nach Anspruch 7 oder8, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor als mittlerer Kern ausgebildet ist und sich der Anker außerhalb des Induktors befindet.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtung zur Steuerung der Frequenz und des Speisestromes des Induktorkreises aufweist.
11. Kugelmühle, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 befähigt ist und die Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 10 aufweist.

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