DE3201778C1 - Device for jet milling solids, in particular pigments, which are composed of fine particles - Google Patents
Device for jet milling solids, in particular pigments, which are composed of fine particlesInfo
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Abstract
Description
Bekanntermaßen wird die Mahlintensität einer Spiralstrahlmühle dadurch geregelt, daß das verwendete Gas, das aus dem Druckgas und dem Trägergas besteht, und das Mahlgut, z. B. Pigment, in einem bestimmten Mengenverhältnis (weiter unten »Dampf: Pigment-Verhältnis« genannt) in die Mahlkammer eingeführt werden. Je größer das Dampf: Pigment-Verhältnis ist, desto intensiver ist die Mahlung und desto feinteiliger sollte - bis zu einer Grenzkorngröße, die durch das Primärkorn bedingt ist - das gemahlene Produkt sein. It is known that this increases the grinding intensity of a spiral jet mill regulated that the gas used, which consists of the compressed gas and the carrier gas, and the grist, e.g. B. pigment, in a certain proportion (below Called “steam: pigment ratio”) into the grinding chamber. The bigger the steam: pigment ratio, the more intense the grinding and the finer it is should - up to a grain size limit that is determined by the primary grain conditional is - be the ground product.
So gelingt es, bei ausreichend hohem Dampf:Pigment-Verhältnis Pigmente zu bekommen, die so feinteilig sind, daß sie vielen Ansprüchen genügen. Es hat sich aber gezeigt, daß diese Pigmente für spezielle Ansprüche nicht geeignet sind, weil sie einen unerwünscht großen Anteil nicht ausreichend zerkleinerter Teilchen enthalten. Vermutlich wird ein Anteil des in die Spiralstrahlmühle eingeführten Mahlgutes nicht ausreichend von den Druckgasstrahlen erfaßt und deshalb in Form zu grober Teilchen (»Spritzkorn« genannt) zusammen mit dem gemahlenen Produkt aus der Strahlmühle ausgetragen. Man hat versucht, diesen Mißstand durch weiteres Erhöhen des Dampf: Pigment-Verhältnisses zu beseitigen, gelangt dann aber hinsichtlich der Leistungsfähigkeit der bekannten Spiralstrahlmühlen an eine Grenze. Um den Anteil des Spritzkorns ausreichend stark herabzusetzen, muß das Dampf: Pigment-Verhältnis sehr groß gewählt werden, so daß im Vergleich zum Mahlgut sehr große Gasmengen durchgesetzt werden; dadurch sinkt der mögliche Pigmentdurchsatz. Außerdem wird bei diesen hohen Mahlintensitäten ein zu großer Anteil an Pigment erhalten, der durch Abrieb aus dem Gehäusematerial verunreinigt ist und daher schlechte optische Eigenschaften aufweist. This is how pigments can be produced with a sufficiently high steam: pigment ratio that are so finely divided that they meet many requirements. It has but shown that these pigments are not suitable for special claims because they contain an undesirably large proportion of insufficiently comminuted particles. Presumably, some of the grist introduced into the spiral jet mill is not sufficiently captured by the pressurized gas jets and therefore in the form of particles that are too coarse (Called "spray grain") discharged from the jet mill together with the ground product. Attempts have been made to remedy this problem by further increasing the steam: pigment ratio to eliminate, but then arrives in terms of the performance of the known Spiral jet mills to a limit. To the proportion of the spray grain sufficiently strong reduce, the steam: pigment ratio must be very large, so that Compared to the regrind, very large amounts of gas are put through; thereby sinks the possible pigment throughput. In addition, at these high grinding intensities, a Too large a proportion of pigment obtained, which is contaminated by abrasion from the housing material and therefore has poor optical properties.
Es wurden verschiedene Vorschläge gemacht, um die Wirkungsweise der Spiralstrahlmühle zu verbessern und Pigmente zu erhalten, die den gestiegenen Anforderungen genügen. So wird in der DE-OS 22 50 226 vorgeschlagen, in der Mahlkammer konzentrisch zur Mahlkammerachse wenigstens einen ringförmigen Vorsprung anzuordnen, der Diskontinuitäten an den Stirnwänden ausbildet. Nachteilig bei diesem Vorschlag ist der Umstand, daß die Vorsprünge durch Abrieb schnell unwirksam werden und daher erneuert werden müssen hierzu ist es notwendig, die Mahlkammer auseinanderzubauen und größere Teile auszuwechseln, wenn nicht sogar die ganze Mahlkammer ausgewechselt werden muß. Dies ist mit hohen Kosten verbunden. Ferner verschlechtert auch hier der Abrieb die optischen Eigenschaften des Pigments. Various suggestions have been made as to how the To improve the spiral jet mill and to obtain pigments that meet the increased requirements suffice. So it is proposed in DE-OS 22 50 226, concentrically in the grinding chamber to arrange at least one annular projection to the grinding chamber axis, the discontinuities forms on the end walls. The disadvantage of this proposal is the fact that the protrusions quickly become ineffective due to abrasion and must therefore be renewed for this it is necessary to disassemble the grinding chamber and replace larger parts, if not even the whole grinding chamber has to be replaced. This is high Associated costs. Furthermore, here too the abrasion worsens the optical properties of the pigment.
Nach einem weiteren, in der DE-OS 22 23 441 beschriebenen Vorschlag wird das Mahlgut hintereinander in mindestens zwei flachzylindrischen Mahlkammern gemahlen, wobeijede Mahlkammer Zuführungen für Druckgasstrahlen enthält; zwischen den einzelnen Mahlkammern kann das Feingut mit einem Teil des Gases aus der Mühle entfernt werden. Die hier verwendete mehrkammerige Spiralstrahlmühle ist zwar sehr wirksam, aber sehr kompliziert gebaut. According to another proposal described in DE-OS 22 23 441 the ground material is placed one behind the other in at least two flat cylindrical grinding chambers ground, each grinding chamber containing feeds for pressurized gas jets; between The individual grinding chambers can mix the fines with part of the gas from the mill removed. The multi-chamber spiral jet mill used here is very effective but very complex.
Es wurde eine neue Vorrichtung für die Strahlmahlung von feinteiligen Feststoffen, insbesondere Pigmenten gefunden, - welche eine flachzylindrische Mahlkammer aufweist, die durch zwei gegenüberliegende Stirnwände und eine Umfangswand begrenzt ist, - wobei die Umfangswand mit einer Anzahl von im Winkelabstand voneinander angeordneten Druckgasdüsen zur Einleitung von Druckgasströmen in den äußeren Teil der Mahlkammer versehen ist, wobei diese Druckgasdüsen derart angeordnet sind, daß ihre Achsen in Richtung von Tangenten zu einem gedachten Kreis verlaufen, der koaxial zur Mahlkammer liegt und einen kleineren Radius als die Mahlkammer aufweist, - wobei ferner in der einen Stirnwand in der Nähe der Umfangswand mindestens eine mit einem Gutaufgabeinjektor versehene Zuführung für Mahlgut derart angeordnet ist, daß das in die Mahlkammer eingeführte Mahlgut eine Anfangsgeschwindigkeit in der gleichen Richtung wie die kreisenden Gase in der Mahlkammer aufweist, - und wobei außerdem die Vorrichtung mit einem oder mehreren Auslässen für gemahlenes Mahlgut und Gas im Bereich der Mahlkammerachse versehen ist. There was a new device for the jet grinding of fine particles Solids, especially pigments found - which have a flat cylindrical grinding chamber has, which are limited by two opposite end walls and a peripheral wall is, - wherein the peripheral wall with a number of angularly spaced from each other Pressurized gas nozzles for introducing pressurized gas flows into the outer part of the grinding chamber is provided, these pressurized gas nozzles are arranged such that their axes run in the direction of tangents to an imaginary circle that is coaxial with the grinding chamber and has a smaller radius than the grinding chamber, - furthermore in one of the front walls close by the peripheral wall at least one with a material feed injector provided feed for ground material is arranged such that it enters the grinding chamber imported regrind has an initial speed in the same direction as that Has circulating gases in the grinding chamber, - and wherein also the device with one or more outlets for ground regrind and gas in the area of the Grinding chamber axis is provided.
Die neue Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß 1. zwischen Gutaufgabeinjektor und Mahlkammer eine mit einem Prallkörper versehene, einen kreisförmigen inneren Querschnitt aufweisende Vormahlkammer derart angeordnet ist, daß der Gutaufgabeinjektor, die Vormahlkammer und ein von der Vormahlkammer direkt in die Mahlkammer führendes Verbindungsrohr in gerader Fortsetzung eine gemeinsame Achse besitzen, wobei 2. der innere Querschnitt der Vormahlkammer größer ist als der größte innere Querschnitt des Mischrohres des Gutaufgabeinjektors und als der Querschnitt des Verbindungsrohres und 3. der Prallkörper in der Vormahlkammer derart angeordnet ist, daß zwischen ihm und der Innenwand der Vormahlkammer ein Spalt gebildet wird, der über den ganzen Umfang des Querschnittes der Vormahlkammer die gleiche Breite besitzt, wobei überdies der Prallkörper eine im wesentlichen ebene, dem Gutaufgabeinjektor zugewandte Arbeitsfläche aufweist, die senkrecht zur gemeinsamen Achse von Gutaufgabeinjektor, Vormahlkammer und Verbindungsrohr verläuft. The new device is characterized in that 1. between Material feed injector and grinding chamber a circular one provided with an impact body inner cross-section having pre-grinding chamber is arranged such that the material feed injector, the pre-grinding chamber and one leading from the pre-grinding chamber directly into the grinding chamber Connecting pipe in a straight line have a common axis, where 2. the inner cross-section of the pre-grinding chamber is larger than the largest inner cross-section of the mixing pipe of the material feed injector and as the cross section of the connecting pipe and 3. the baffle is arranged in the pre-grinding chamber such that between him and the inner wall of the pre-grinding chamber a gap is formed over the whole The circumference of the cross section of the pre-grinding chamber has the same width, and moreover the impact body has an essentially flat working surface facing the material feed injector has that are perpendicular to the common axis of Gutaufgabeeinjektor, Vormahlkammer and connecting pipe runs.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß der mit dem Mahlgut im Mischrohr des Gutaufgabeinjektors beladene Trägergasstrom zunächst in der Vormahlkammer auf den Prallkörper auftrifft, wobei eine Vorzerkleinerung des Mahlgutes stattfindet. Danach tritt der mit dem vorzerkleinerten Mahlgut beladene Trägergasstrom allseitig durch den Spalt, der zwischen dem Prallkörper und der Innenwand der Vormahlkammer gebildet wird, und gelangt dann in einem gleichmäßigen Strom in das Verbindungsrohr zwischen Vormahlkammer und Mahlkammer - und von dort in die Mahlkammer, wo das Mahlgut in üblicher Weise mit Hilfe von Druckgasstrahlen weiter zerkleinert wird. The mode of operation of the device according to the invention is that the carrier gas flow loaded with the ground material in the mixing tube of the material feed injector first hits the impact body in the pre-grinding chamber, with pre-crushing of the grist takes place. Then comes the one loaded with the pre-crushed grist Carrier gas flow on all sides through the gap between the impact body and the inner wall the pre-grinding chamber is formed, and then enters in a steady stream the connecting pipe between the pre-grinding chamber and grinding chamber - and from there into the Grinding chamber, where the ground material continues in the usual way with the help of pressurized gas jets is crushed.
Zwar sind Vorrichtungen bekannt, bei denen das in einem Trägergas suspendierte Mahlgut durch Aufprall auf eine Prallfläche zerkleinert wird (GB-PS 4 87025, US-PS 3184169); aber diese Vorrichtungen sind für die Feinstmahlung von Pigmenten, die den heute üblichen hohen Anforderungen entsprechen müssen, nicht geeignet, da das Mahlgut nicht die für eine ausreichende Zerkleinerung notwendige hohe Geschwindigkeit erhält. Devices are known in which the in a carrier gas suspended grist is comminuted by impact on a baffle (GB-PS 4,87025, U.S. Patent 3,184,169); but these devices are for the finest grinding of Pigments, which have to meet today's high requirements, do not suitable because the ground material is not what is necessary for adequate comminution gets high speed.
Es ist außerdem in der DE-OS 2165 340 vorgeschlagen worden, dem Mahlgut die für eine Mahlung durch Aufprall an einer Prallfläche erforderliche sehr hohe Geschwindigkeit dadurch zu erteilen, daß die Beschleunigung des Feststoffes in einem Hochdruckstrahl des Trägergases bei wenigstens annähernd linearem Druckabfall innerhalb eines Strahlrohres erfolgt. Hier muß aber das Gas-Feststoff-Gemisch nach dem Austritt aus dem Strahlrohr bei wenigstens annähernd linearem Druckanstieg wieder verzögert werden. Zu diesem Zweck ist die Prallfläche in einer weiten flachen Kammer angeordnet. Es ist eine lange Beschleunigungsstrecke notwendig, und der Verschleiß an der Prallfläche und an der Beschleunigungsstrecke ist sehr hoch, so daß beide Teile öfters ausgewechselt werden müssen. It has also been proposed in DE-OS 2165 340, the grist the very high required for grinding by impact on a baffle surface Speed by giving that the acceleration of the solid in one High pressure jet of the carrier gas with at least an approximately linear pressure drop within a jet pipe takes place. Here, however, the gas-solid mixture must be after the exit the end the jet pipe with at least an approximately linear pressure increase be delayed again. For this purpose, the baffle is in a wide flat Chamber arranged. It takes a long acceleration distance and wear and tear at the impact surface and at the acceleration distance is very high, so both Parts have to be replaced more often.
Das erhaltene Mahlgut wird durch Abrieb verunreinigt.The millbase obtained is contaminated by abrasion.
Es sind ferner zwei Vorrichtungen bekanntgeworden, bei denen das Mahlgut vor dem Eintrag in die Mahlkammer in einer Vormahlkammer an einem Prallkörper vorzerkleinert wird (DE-OS 2711515 und 29 50 558); hierbei dient entweder eine konische Ausnehmung der Mahlkammer als Vormahlkammer (DE-OS 2711515), oder die Vormahlkammer ist außerhalb der Mahlkammer angeordnet und so gebaut, daß der Gutaufgabeinjektor und das Verbindungsrohr zur Mahlkammer einen rechten Winkel zueinander bilden (DE-OS 27 11515) oder gegeneinander versetzt angeordnet sind (DE-OS. 29 50 558). In beiden Vorrichtungen erfolgt die Mahlgutzufuhr zentral in der Nähe der Mahlkammerachse entweder direkt in die konische Ausnehmung der Mahlkammer oder tangential in diese Ausnehmung oder in eine unterhalb dieser Ausnehmung angebrachte Speisekammer. Durch diese Vorrichtungen soll eine Vorverwirbelung des Mahlgutstromes mit Gasanteilen aus dem Inneren der Mahlkammer erfolgen, um eine gleichmäßigere Beaufschlagung der Mühle zu erreichen, oder es soll durch die tangentiale Zufuhr des Mahlgutstromes einem Verlust an Wirbelstromenergie innerhalb der Mahlkammer entgegengewirkt werden. There are also two devices are known in which the Grist before entering the grinding chamber in a pre-grinding chamber on an impact body is pre-crushed (DE-OS 2711515 and 29 50 558); either a conical one is used here Recess of the grinding chamber as a pre-grinding chamber (DE-OS 2711515), or the pre-grinding chamber is arranged outside the grinding chamber and built in such a way that the material feed injector and the connecting pipe to the grinding chamber form a right angle to each other (DE-OS 27 11515) or are arranged offset from one another (DE-OS. 29 50 558). In both Devices, the grinding stock is supplied centrally near the grinding chamber axis either directly into the conical recess of the grinding chamber or tangentially into it Recess or in a pantry attached below this recess. By these devices are intended to pre-swirl the grist stream with gas fractions from inside the grinding chamber to ensure a more uniform application of the To reach the mill, or it should by the tangential supply of the grist stream a loss of eddy current energy within the grinding chamber can be counteracted.
Beide Vorrichtungen haben entscheidende Nachteile. Both devices have significant disadvantages.
Das Mahlgut muß mit einer sehr großen Trägergasmenge in die Mahlkammer eingeführt werden. Die Mahlgutkonzentration im Trägergas ist deshalb zu gering, um eine wirksame Vorzerkleinerung zu erzielen; ferner kommt es leicht zu Störungen in der Mahlkammer, wenn nicht die einzelnen Vorrichtungsteile sorgfältig aufeinander und auf das jeweils eingeförderte Mahlgut abgestimmt werden. Die Vorrichtungen sind daher wenig flexibel.The ground material must enter the grinding chamber with a very large amount of carrier gas to be introduced. The regrind concentration in the carrier gas is therefore too low to achieve effective pre-shredding; furthermore, disturbances easily occur in the grinding chamber, if not the individual parts of the device carefully on top of each other and matched to the regrind being fed in. The devices are therefore not very flexible.
Außerdem entstehen hohe Reibungsverluste im Zuführungsteil der Vorrichtung. Diese Reibungsverluste führen zu mechanischem Abrieb, wodurch das Mahlgut in unzumutbarem Ausmaß verunreinigt werden kann. Außerdem entstehen erhöhte Reparaturkosten; so kann beispielsweise, wenn die Vormahlkammer im Inneren der Vorrichtung angeordnet ist, die Auskleidung der Prallfläche nur dann ausgewechselt werden, wenn die Vorrichtung ganz auseinandergenommen wird. Bei der außen angeordneten Vormahlkammer wird diese Vormahlkammer ungleichmäßig beansprucht und das Verbindungsrohr hinter der Prallzone ungleichmäßig beaufschlagt, so daß es zu einer einseitigen Abnutzung und zu Störungen des Strömungsverlaufs in der Vormahlkammer und im Verbindungsrohr kommt. In addition, there are high friction losses in the feed part of the device. These frictional losses lead to mechanical abrasion, which causes the grist to be unacceptable Extent can be contaminated. In addition, there are increased repair costs; so can, for example, if the pre-grinding chamber is arranged inside the device is, the lining of the baffle can only be replaced when the device is completely taken apart. In the case of the pre-grinding chamber arranged on the outside, this Pre-grinding chamber unevenly loaded and the connecting pipe behind the impact zone unevenly applied, so that there is a one-sided wear and disturbances of the flow in the pre-grinding chamber and in the connecting pipe.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der nach der Vorzerkleinerung des Mahlgutes an einem Prallkörper dieses Mahlgut um den Prallkörper herum in gleicher Richtung durch das unversetztzum Gutaufgabeinjektor angeordnete Verbindungsrohr weiterbefördert und mit einem Trägergasstrahl in der Nähe der Umfangswand in die Mahlkammer derart eingeführt wird, daß das in die Mahlkammer eingeführte Mahlgut eine Anfangsgeschwindigkeit in der gleichen Richtung wie die krei- senden Gase in der Mahlkammer aufweist, schon bei einem sehr niedrigen Dampf: Pigment-Verhältnis eine sehr wirksame Mahlung erfolgt und die Zahl der groben Teilchen wesentlich vermindert wird, obwohl der Prallkörper allein nicht ausreicht, um eine ausreichende Mahlwirkung zu erzielen. Bei der vorliegenden Erfindung weist die Spiralstrahlmühle vermutlich einen optimalen Sichteffekt auf. Auch die überraschende Tatsache, daß keine erhöhte Verunreinigung des Mahlgutes durch Abrieb festgestellt wurde, deutet auf diese Optimierung hin. It has surprisingly been found that in the inventive Device in which after the pre-crushing of the ground material on an impact body this grist around the impact body around in the same direction by the not offset Material feed injector arranged connecting pipe conveyed further and with a carrier gas jet is introduced in the vicinity of the peripheral wall in the grinding chamber in such a way that the in the grinding chamber introduced grist an initial speed in the same direction like the send gases in the grinding chamber, even at a very low level Steam: pigment ratio a very effective grinding takes place and the number of coarse Particles are significantly reduced, although the impact body alone is not sufficient, to achieve a sufficient grinding effect. In the present invention, has the spiral jet mill presumably has an optimal visual effect. Even the surprising one The fact that no increased contamination of the grist due to abrasion was found indicates this optimization.
Somit kann für eine vorgegebene Qualität des gemahlenen Mahlgutes das erforderliche Dampf: Pigment-Verhältnis wesentlich verringert werden, wodurch erhebliche Mengen an Gas eingespart werden können und/oder der Mahlgutdurchsatz erhöht werden kann. Thus, for a given quality of the ground material the required steam: pigment ratio can be reduced significantly, thereby considerable amounts of gas can be saved and / or the grinding stock throughput can be increased.
Der Prallkörper wird nur wenig beansprucht. Er kann überdies auf der Arbeitsfläche mit einer verschleißfesten Schicht versehen werden. Nötigenfalls kann der Prallkörper leicht ausgewechselt werden, ohne daß an der Vorrichtung größere Umbauten vorgenommen werden müssen. The impact body is only slightly stressed. He can also open the work surface can be provided with a wear-resistant layer. If necessary the impact body can be easily exchanged without larger ones on the device Modifications need to be made.
Es wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Pigment erhalten, das sehr gute optische Eigenschaften hat und gleichzeitig eine gute Dispergierbarkeit aufweist. A pigment is obtained with the device according to the invention, which has very good optical properties and at the same time good dispersibility having.
Eine besondere Ausgestaltung der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die dem Gutaufgabeinjektor zugewandte Arbeitsfläche des Prallkörpers einen Querschnitt aufweist, der mindestens ebenso groß ist wie der innere Querschnitt des Mischrohres des Gutaufgabeinjektors an seiner Einmündung in die Vormahlkammer. A special embodiment of the device is characterized in that that the working surface of the impact body facing the material feed injector has a cross section which is at least as large as the inner cross section of the mixing tube of the feed injector at its confluence with the pre-grinding chamber.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die vom Spalt eingenommene Fläche das 0,6- bis 1,2fache des inneren Querschnittes des Verbindungsrohres beträgt Eine andere günstige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß sich die Arbeitsfläche des Prallkörpers in der dem Mischrohr zugewandten Hälfte der Vormahlkammer befindet. Another advantageous embodiment of the device according to the invention is that the area occupied by the gap is 0.6 to 1.2 times the inner one Another advantageous embodiment of the cross-section of the connecting pipe is The device according to the invention consists in that the working surface of the impact body is located in the half of the pre-grinding chamber facing the mixing tube.
Durch diese Ausgestaltungen wird eine optimale Vormahlkammer gewährleistet, ohne daß es zu einem unzumutbar großen Druckverlust in der Mahlgutzuführung kommt. In den Fig. 1 und 2 wird zur näheren Erläuterung eine geeignete AUsführungsform der Erfindung gezeigt. These configurations ensure an optimal pre-grinding chamber, without there being an unreasonably large pressure loss in the grist feed. A suitable embodiment is shown in FIGS. 1 and 2 for a more detailed explanation of the invention shown.
Fig. 2 stellt einen Schnitt von Fig. 1 längs der Linie A-A dar. Fig. 2 shows a section of Fig. 1 along the line A-A.
Die Vorrichtung weist eine Mahlkammer (1) auf die durch eine obere Stirnwand (2), eine untere Stirnwand (3) und eine Umfangswand (4) begrenzt ist. In der oberen Stirnwand (2) ist axial ein Auslaß (5) angeordnet. The device has a grinding chamber (1) through an upper End wall (2), a lower end wall (3) and a peripheral wall (4) is limited. An outlet (5) is arranged axially in the upper end wall (2).
Außerdem mündet in sie in der Nähe der Umfangswand (4) eine Zuführung für das Mahlgut (6). Diese Zuführung ist derart angeordnet, daß das in die Mahlkammer (1) eingeführte Mahlgut eine Anfangsgeschwindigkeit in der gleichen Richtung wie die kreisenden Gase in der Mahlkammer aufweist.In addition, a feed opens into it near the peripheral wall (4) for the grist (6). This feed is arranged in such a way that it enters the grinding chamber (1) imported grist an initial speed in the same direction as the circulating gases in the grinding chamber.
In der Umfangswand (4) sind mehrere Düsen (7) zur Einleitung von Druckgasströmen angeordnet, wobei die Achsen dieser Düsen in Richtung von Tangenten zu einem gedachten Kreis verlaufen, der koaxial zur Mahlkammer (1) liegt und einen kleineren Radius als die Mahlkammer (1) aufweist. Durch die Düsen (7) steht das Innere der Mahlkammer (1) mit einem Ringraum (8) in Verbindung, der in der Umfangswand (4) vorgesehen ist und durch den Einlaß (9) mit Druckgas beaufschlagt wird. In the peripheral wall (4) are several nozzles (7) for introducing Compressed gas flows arranged with the axes of these nozzles in the direction of tangents run to an imaginary circle that is coaxial with the grinding chamber (1) and one has a smaller radius than the grinding chamber (1). This is through the nozzles (7) Interior of the grinding chamber (1) with an annular space (8) in connection, which is in the peripheral wall (4) is provided and through the inlet (9) with pressurized gas applied will.
Im allgemeinen ist die Zuführung für das Mahlgut (6) so angeordnet, daß die Projektion ihrer Achse auf eine senkrecht zur Mahlkammerachse liegende Ebene eine gleichsinnig zu den Achsen der Druckgasdüsen (7) verlaufende Tangente zu einem gedachten Kreis bildet, der koaxial zur Mahlkammer (1) liegt und einen kleineren Radius als die Mahlkammer (1) aufweist. Der Radius dieses Kreises kann ebenso groß sein wie der Radius des Kreises, der von den Achsen der Druckgasdüsen (7) berührt wird, er kann aber auch eine andere Größe aufweisen. In general, the feed for the ground material (6) is arranged in such a way that that the projection of its axis on a plane perpendicular to the grinding chamber axis a tangent to one running in the same direction as the axes of the compressed gas nozzles (7) forms an imaginary circle that is coaxial with the grinding chamber (1) and a smaller one Has radius than the grinding chamber (1). The radius of this circle can be just as large be like the radius of the circle touched by the axes of the pressurized gas nozzles (7) but it can also have a different size.
Die Zuführung für das Mahlgut (6) weist an ihrem von der Mahlkammer (1) entfernten Ende einen Gutaufgabeinjektor (10) auf der eine Zugabevorrichtung für das Mahlgut (11) und eine Zuführung für Trägergas (12) enthält. Die Zuführung (12) mündet durch eine Düse (B3) unterhalb der Einmündung der Zugabevorrichtung (11) mit ihr zusammen in ein Mischrohr (14). An das Mischrohr (14) ist in gerader Fortsetzung mit einer gemeinsamen Achse eine Vormahlkammer (15) angeschlossen, an die sich, ebenfalls in gerader Fortsetzung mit der gemeinsamen Achse, ein Verbindungsrohr (16) anschließt, durch das die Vormahlkammer (15) mit der Mahlkammer (1) in Verbindung steht. Die Vormahlkammer (15) hat einen kreisförmigen Querschnitt und ist in bezug auf das Mischrohr (14) und das Verbindungsrohr (16) erweitert. In ihr ist ein Prallkörper (17) mittels Haltestäben (18) angeordnet. Dieser Prallkörper (17) besitzt eine dem Mischrohr (14) zugewandte ebene Arbeitsfläche (19), die senkrecht zur gemeinsamen Achse von Gutaufgabeinjektor (10), Vormahlkammer (15) und Verbindungsrohr (16) verläuft. Zwischen dem Prallkörper (17) und der Innenwand der Vormahlkammer (15) befindet sich ein ringförmiger Spalt (20), der über den ganzen Umfang des Querschnittes der Vormahlkammer (15) die gleiche Breite besitzt. The feed for the ground material (6) points at its from the grinding chamber (1) the distal end a material feed injector (10) on the one adding device for the ground material (11) and a feed for carrier gas (12). The feed (12) opens through a nozzle (B3) below the opening of the adding device (11) together with her in a mixing tube (14). The mixing tube (14) is in a straight line Continuation with a common axis a pre-grinding chamber (15) connected to which, also in a straight line with the common axis, is a connecting pipe (16), through which the pre-grinding chamber (15) is connected to the grinding chamber (1) stands. The pre-grinding chamber (15) has a circular cross-section and is related expanded to the mixing tube (14) and the connecting tube (16). There is an impact body in it (17) arranged by means of holding rods (18). This impact body (17) has a dem Mixing tube (14) facing flat work surface (19) which is perpendicular to the common The axis of the material feed injector (10), pre-grinding chamber (15) and connecting pipe (16) runs. Located between the impact body (17) and the inner wall of the pre-grinding chamber (15) an annular gap (20), which over the entire circumference of the cross-section of the Pre-grinding chamber (15) has the same width.
Die Arbeitsfläche (19) des Prallkörpers (17) kann glatt sein oder Rauhigkeiten aufweisen, z. B. mit Höckern versehen sein. Wichtig ist nur, daß die Arbeitsfläche (19) als Ganzes eben ist, nicht dagegen konisch oder gekrümmt (konvex oder konkav), und daß sie senkrecht zur Achse der Vormahlkammer (15) verläuft. Andernfalls kann es zur vermehrten Bildung von Abrieb durch ungleichmäßige Beanspruchung des Prallkörpers (17) und durch Wirbelbildung im Gas-Feststoff-Strom kommen. Ebenso wichtig für die Herstellung eines gleichmäßigen Gas-Feststoff-Stromes sind die Maßnahmen, daß der von dem Prallkörper (17) und der Innenwand der Vormahlkammer (15) gebildete Spalt (20) über den ganzen Umfang des Querschnittes der Vormahlkammer (15) die gleiche Breite besitzt, d. h. der Prallkörper (17) über den ganzen Umfang von der Innenwand der Vormahlkammer (15) gleich weit entfernt ist, sowie daß der Gutaufgabeinjektor (10), die Vormahlkammer (15) und das Verbindungsrohr (16) in gerader Fortsetzung mit einer gemeinsamen Achse hintereinander angeordnet sind. The working surface (19) of the impact body (17) can be smooth or Have roughness, e.g. B. be provided with humps. It is only important that the The work surface (19) as a whole is flat, but not conical or curved (convex or concave), and that it runs perpendicular to the axis of the pre-grinding chamber (15). Otherwise there may be an increased formation of abrasion due to uneven use of the Impact body (17) and come through vortex formation in the gas-solid stream. as well Important for the production of a steady gas-solid flow are the measures that of the impact body (17) and the inner wall of the pre-grinding chamber (15) formed The gap (20) over the entire circumference of the cross section of the pre-grinding chamber (15) is the same Has width, d. H. the impact body (17) over the entire circumference of the inner wall the pre-grinding chamber (15) is the same distance away, and that the material feed injector (10), the pre-grinding chamber (15) and the connecting pipe (16) in a straight line are arranged one behind the other with a common axis.
Das Mischrohr (14) kann einen gleichen oder kleineren Querschnitt als das Verbindungsrohr (16) besitzen. The mixing tube (14) can have the same or a smaller cross section than the connecting pipe (16).
Es ist oft vorteilhaft, wenn das Mischrohr (14) als Lavaldüse ausgebildet ist oder eine venturiartige Verengung aufweist. Einzelne oder auch alle Teile der Zuführung für das Mahlgut (6) können innen mit verschleißfesten Stoffen beschichtet oder ausgekleidet sein.It is often advantageous if the mixing tube (14) is designed as a Laval nozzle or has a venturi-like constriction. Individual or all parts of the Feed for the regrind (6) can be coated on the inside with wear-resistant materials or be lined.
Durch folgende Beispiele wird die Erfindung näher erläutert: Als Mahlgut diente ein Rutil-Pigment, das in bekann- ter Weise mit 2% Al203 und 2% SiO2 nachbehandelt war. The invention is explained in more detail by the following examples: As A rutile pigment was used for the millbase. ter way with 2% Al203 and 2% SiO2 was post-treated.
Als Druckgas und als Trägergas wurde Wasserdampf verwendet Das gemahlene, mit dem Wasserdampf zusammen aus der Mühle abgezogene und mit Hilfe eines Zyklons vom Wasserdampf abgetrennte Pigment wurde nach folgenden Methoden getestet: Glanz 4,2 ml einer 50prozentigen Lösung eines Sojaalkyds in Xylol wurden mittels einer Spritze auf die Grundplatte einer Teller-Farbenausreibmaschine gegeben und 2,25 g des Pigments dazugegeben und mit einem Metallspatel vermischt. Danach erfolgte die Dispergierung mit 1x50 Umdrehungen der Teller-Farbenausreibmaschine mit voller Belastung. Die gesammelte Paste wurde mit 1,25 ml Xylol verdünnt. Die verdünnte Paste wurde mit einem Applikator (Spalthöhe 0,050 mm, Breite 50 mm) zweimal nebeneinander auf der Glasplatte (100x150x4 mm3) abgezogen und staubgeschützt getrocknet.Steam was used as the compressed gas and the carrier gas. withdrawn together with the steam from the mill and with the help of a cyclone The pigment separated from the steam was tested by the following methods: Gloss 4.2 ml of a 50 percent solution of a soy alkyd in xylene were by means of a Syringe placed on the base of a plate paint grinder and 2.25 g of the pigment added and mixed with a metal spatula. Then followed the dispersion with 1x50 revolutions of the disc color rubbing machine with full Load. The collected paste was diluted with 1.25 ml of xylene. The diluted Paste was applied twice next to one another with an applicator (gap height 0.050 mm, width 50 mm) Peeled off on the glass plate (100x150x4 mm3) and dried, protected from dust.
Die Glanzmessung erfolgte nach einer Stunde Trocknung mit einem 200-Glanz-Meßgerät. The gloss was measured after drying for one hour using a 200 gloss meter.
In derselben Art und Weise wurde ein Standard-Pigment behandelt und gemessen. In the same way a standard pigment was treated and measured.
Für jedes Pigment wurden die Meßwerte der beiden Aufstriche gemittelt Dann wurde die Differenz zum Standard-Pigment berechnet: /2 = Mittelwert Probe - Mittelwert Standard Streuteilchen 150 g des Pigments wurden mit einem Spatel in 60 g einer Bindemittellösung eingerührt, die aus 1214 g einer 70prozentigen Lösung eines Sojaalkyds in Testbenzin und 486 g Testbenzin hergestellt worden war. The measured values of the two spreads were averaged for each pigment Then the difference to the standard pigment was calculated: / 2 = mean value sample - Average standard scattering particles 150 g of the pigment were in Stir in 60 g of a binder solution, which consists of 1214 g of a 70 percent solution of a soy alkyd in white spirit and 486 g white spirit.
Die erhaltene Dispersion wurde 5 Minuten mit einem Rührscheibengerät dispergiert, wobei die Rührscheibe eine Umfangsgeschwindigkeit von 20 m/s besaß. Danach -wurde die Dispersion bei mit 12 m/s Umfangsgeschwindigkeit laufender Rührscheibe im Verlauf um etwa 1 Minute mit 15 mi Testbenzin gleichmäßig verdünnt Hierauf wurde die Dispersion bei mit 6 m/s Umfangsgeschwindigkeit laufender Rührscheibe mit insgesamt 70 ml Testbenzin weiter verdünnt Etwa 7,5 ml der erhaltenen Suspension wurden bei laufendem Rührer entnommen und auf die Mitte einer Glasplatte gegossen, die auf dem Lackschleuderkreuz eines Lackschleudergerätes lag, das Schleudergerät sofort abgedeckt und 15 Sekunden stehengelassen und die Suspension dann 15 Sekunden lang abgeschleudert (Drehgeschwindigkeit 560 Umdrehungen je Minute). The obtained dispersion was stirred with a stirring disk device for 5 minutes dispersed, the agitator disc had a peripheral speed of 20 m / s. The dispersion was then carried out with a stirring disk running at a peripheral speed of 12 m / s in the course of about 1 minute with 15 ml of white spirit was then evenly diluted the dispersion with a stirring disk running at 6 m / s circumferential speed with a total of 70 ml of white spirit further diluted. About 7.5 ml of the resulting suspension were at removed with a running stirrer and poured onto the center of a glass plate, which is on the spinner of a spinner, the spinner immediately covered and left to stand for 15 seconds and then the suspension for 15 seconds thrown off (rotation speed 560 revolutions per minute).
Die geschleuderte Platte wurde sofort zum Trocknen in ein offenes Regal gelegt Die getrocknete Platte (Dispersionsplatte ) wurde mit Hilfe einer Beleuchtungsapparatur im Vergleich zu Standard-Dispersionsplatten in der Durchsicht visuell nach der Anzahl der beobachteten Teilchen in eine neunstufige Skala eingestuft und bewertet. Dabei bedeutet 0 »keine Teilchen« und 9 »sehr viele Teilchen«.The spun plate was immediately placed in an open to dry Shelf placed The dried plate (dispersion plate) was placed with the aid of a lighting apparatus compared to standard dispersion plates when viewed visually according to the number of the observed particles are classified and rated on a nine-point scale. Included 0 means "no particles" and 9 means "very many particles".
Der Testwert für die Streuteilchen ist ein Maß für die Menge des ins gemahlenen Produkt anwesenden Spritzkorns. Bei der Beurteilung wurde eine Skala von 1 bis 9 verwendet, wobei 1 sehr gut und 9 sehr schlecht bedeutet. The test value for the scattering particles is a measure of the amount of Spray grain present in the ground product. A scale was used for the assessment from 1 to 9 used, where 1 means very good and 9 means very bad.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle aufgeführt. The results are shown in the table.
Beispiel 1 Es wurde eine aus V4A-Stahl bestehende Spiralstrahlmühle üblicher Bauart mit einem Durchmesser von 106,7 cm mit einer Zuführung für das Mahlgut (6) verwendet, wie sie im Bild 4 der Literaturstelle »Aufbereitungstechnik« Nr. 5/1973, Seite 281, dargestellt ist. Das Mischrohr (14) wär 115 cm lang und mündete direkt in die Mahlkammer. Durch die Zuführung (6) wurde ein Gemisch von 1200 kg/h Wasserdampf und 1000 kg/h Pigment zugeführt, während durch die Druckgasdüsen 800 kg/h Wasserdampf eingeblasen wurden, so daß das Dampf: Pigment-Verhältnis 2:1 betrug. Example 1 A spiral jet mill made of V4A steel was used conventional design with a diameter of 106.7 cm with a feed for the ground material (6) is used, as shown in Figure 4 of the reference "Processing technology" No. 5/1973, page 281, is shown. The mixing tube (14) would be 115 cm long and open directly into the grinding chamber. A mixture of 1200 kg / h was fed through the feed (6) Steam and 1000 kg / h of pigment are supplied, while 800 through the pressurized gas nozzles kg / h of steam were blown in so that the steam: pigment ratio was 2: 1.
Beispiel 2 Es wurde die gleiche Spiralstrahlmühle wie in Beispiel 1 verwendet, jedoch waren bei der Zuführung für das Mahlgut (6), wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, zwischen dem Mischrohr (14) und der Mahlkammer (1) eine Vormahlkammer (15) und ein Verbindungsrohr (16) angeordnet. Die Vormahlkammer (15) besaß einen kreisförmigen Querschnitt und hatte folgende Abmessungen: Sie besaß eine Gesamtlänge von 25 cm. An der Stelle, an der das Mischrohr (14) einmündete, besaß die Vormahlkammer einen lichten Durchmesser von 8 cm, erweiterte sich dann in den ersten 5 cm bis zu einem lichten Durchmesser von 11,6 cm, den sie auf einer Länge von 10 cm beibehielt, wonach sie sich auf einer Länge von 10 cm wieder bis zu einem lichten Durchmesser von 8 cm verengte. An diese Vormahlkammer war das 10 cm lange Verbindungsrohr (16) angeschlossen, welches einen lichten Durchmesser von 8 cm aufwies. Example 2 The same spiral jet mill as in Example was used 1 used, but were in the supply for the ground material (6), as in Fig. 1 and 2, a pre-grinding chamber between the mixing tube (14) and the grinding chamber (1) (15) and a connecting pipe (16) are arranged. The pre-grinding chamber (15) had one circular cross-section and had the following dimensions: It had a total length of 25 cm. At the point where the mixing tube (14) opened, the pre-grinding chamber had a clear diameter of 8 cm, then expanded in the first 5 cm to to a clear diameter of 11.6 cm, which she maintained over a length of 10 cm, after which they are back up to a clear diameter over a length of 10 cm narrowed by 8 cm. The 10 cm long connecting pipe (16) was attached to this pre-grinding chamber connected, which had a clear diameter of 8 cm.
Innerhalb der Vormahlkammer war mit drei Haltestäben (18) ein Prallkörper (17), der einen Durchmesser von 9 cm und eine Dicke von 1 cm aufwies, so befestigt, daß seine Arbeitsfläche (19) 8,5 cm von der Einmündung des Mischrohres (14) in die Vormahlkammer entfernt war und der Spalt (20) über den ganzen Umfang des Querschnittes der Vormahlkammer eine Breite von 1,3 cm besaß. Die Oberfläche der Arbeitsfläche (19) war glatt. Der Prallkörper (17) bestand aus Stahl und war auf der Arbeitsfläche (19) mit Aluminiumoxid beschichtet Der Pigmentdurchsatz war ebenso groß wie in Beispiel 1, aber es wurden zusammen mit dem Pigment nur 660 kg/h Wasserdampf und durch die Druckgasdüsen nur 440 kg/h Wasserdampf eingeführt, so daß das Dampf: Pigment-Verhältnis 1,1:1 betrug. Inside the pre-grinding chamber there was an impact body with three holding rods (18) (17), which had a diameter of 9 cm and a thickness of 1 cm, so attached that its working surface (19) 8.5 cm from the confluence of the mixing tube (14) in the Pre-grinding chamber was removed and the gap (20) over the entire circumference of the cross-section the Pre-grinding chamber had a width of 1.3 cm. The surface of the work surface (19) was smooth. The impact body (17) was made of steel and was on the work surface (19) coated with aluminum oxide The pigment throughput was just as great as in Example 1, but only 660 kg / h of water vapor and the Pressurized gas nozzles only introduced 440 kg / h of steam, so that the steam: pigment ratio Was 1.1: 1.
Beispiel 3 Um die alleinige Wirksamkeit der Vormahlkammer festzustellen, wurde zum Mahlen nur die in Beispiel 2 verwendete Zuführung für das Mahlgut (6) eingesetzt, die Mahlkammer (1) dagegen weggelassen. Dabei wurde die gesamte zum Mahlen verwendete Menge des Wasserdampfs (1100 kg/h) als Trägergas zusammen mit dem Pigment (1000 kg/h) eingeführt. Das Dampf: Pigment-Verhältnis betrug wieder 1,1:1. Example 3 To determine the sole effectiveness of the pre-grinding chamber, only the feed (6) used in example 2 was used for grinding inserted, the grinding chamber (1), however, omitted. In doing so, the whole of the Milling used amount of water vapor (1100 kg / h) as a carrier gas along with the pigment (1000 kg / h) introduced. The steam: pigment ratio was again 1.1: 1.
Tabelle Bei- Mahl- Vor- Dampf:Pig- Glanz Streuspiel kammer mahl- ment-Ver- teilchen kammer hältnis 1 ja nein 2:1 i 0 3 2 ja ja 1,1:1 + 7 3 3 nein ja 1,1:1 +10 9 Die Beispiele 1 und 2 zeigen, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vergleich zu der Mahlung mit einer bekannten Spiralstrahlmühle erheblich weniger Wasserdampf erforderlich ist, um zu einem Pigment gleicher, durch den niedrigen Streuteilchengehalt bedingten Qualität zu gelangen. Gleichzeitig wird der Glanz durch die Mahlung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erheblich verbessert.Table with- grinding- pre-steam: Pig- gloss scattering clearance chamber grinding- particle chamber ratio 1 yes no 2: 1 i 0 3 2 yes yes 1.1: 1 + 7 3 3 no yes 1.1: 1 +10 9 Examples 1 and 2 show that with the device according to the invention in Considerably less compared to grinding with a known spiral jet mill Water vapor is required to equal a pigment, due to the low Scattered particle content-related quality. At the same time is the shine considerably improved by grinding with the device according to the invention.
Beispiel 3 zeigt, daß zwar durch eine Vormahlung allein schon sehr gute Glanzwerte erhalten werden können, daß aber das erhaltene Produkt eine große Menge an Streuteilchen besitzt und deshalb als Pigment ungeeignet ist Example 3 shows that by pre-grinding alone, a lot good gloss values can be obtained, but that the product obtained has a great one Amount of scattering particles and is therefore unsuitable as a pigment
Claims (4)
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|---|---|---|---|
| DE19823201778 DE3201778C1 (en) | 1982-01-21 | 1982-01-21 | Device for jet milling solids, in particular pigments, which are composed of fine particles |
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