DE3448302C2

DE3448302C2 - Mill with stirring mechanism

Info

Publication number: DE3448302C2
Application number: DE19843448302
Authority: DE
Inventors: Armin Bichwil Ch Geiger
Original assignee: Buehler AG
Current assignee: Buehler AG
Priority date: 1983-11-03
Filing date: 1984-02-11
Publication date: 1991-05-23
Anticipated expiration: 2004-02-12

Abstract

The mill with stirring mechanism has a grinding vessel in which the material is ground by bodies moved by a stirring rotor turning in relation to it. The inside wall of the vessel (2n) and the outside one (3n) of the rotor are of regular shape (UM,UR) with alternate protrusions and recesses, the axial length of these protrusions and recesses in both being roughly equal. An adjusting mechanism (38) is provided for the relative positions in the axial direction of vessel and body

Description

Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle mit einem Mahlbe hälter und einem Rotor, die jeweils eine konische Innen- bzw. Außenkontur aufweisen, und mit einander gegenüberliegen den Ein- und Auslaßöffnungen für das Mahlgut.The invention relates to an agitator mill with a grinder container and a rotor, each with a conical interior or have outer contour, and lie opposite each other the inlet and outlet openings for the regrind.

Bei einer aus der DE 28 48 479 A1 bekannten Rührwerksmühle der eingangs genannten Art weisen der konische Mahlbehälter und Rührwerksrotor jeweils eine über die gesamte Länge hin weg gleichbleibend steile Konizität auf.In an agitator mill known from DE 28 48 479 A1 of the type mentioned have the conical grinding container and agitator rotor one over the entire length away consistently steep taper.

In der FR 20 15 544 ist eine Kugelmühle mit einem mehrere Rotorscheiben aufweisenden Rotor beschrieben, dessen Rotor scheiben zum Auslaß hin einen zunehmend größeren Durchmesser aufweisen. Hierbei nimmt der Durchmesser der Rotorscheiben derart gleichmäßig zu, daß eine die Scheiben umgebende, ge dachte Einhüllende einen Konus gleichbleibender Steilheit bildet. Der Mahlbehälter weist eine ebenfalls konisch ver laufende Wand auf, von deren Innenseite aus sich Statorschei ben in die Zwischenräume zwischen den Rotorscheiben hinein erstrecken.In FR 20 15 544 there is a ball mill with one Described rotor having rotor, its rotor discs towards the outlet of an increasingly larger diameter exhibit. Here the diameter of the rotor disks increases so evenly that a surrounding the disks, ge Envelope thought a cone of constant slope forms. The grinding bowl also has a conical ver running wall, from the inside of which stator sheath ben into the spaces between the rotor disks extend.

Eine Mühle mit konischem Mahlbehälter und konischem Rotor geht ferner aus der US 34 50 356 hervor. Auch bei dieser be kannten Mühle weisen die Konen jeweils eine gleichbleibende Steilheit auf.A grinder with a conical grinding container and conical rotor is also apparent from US 34 50 356. Also with this be Known mill, the cones each have a constant Steepness.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rührwerksmüh le der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei ein fachem Aufbau und problemloser Herstellbarkeit besonders strömungsgünstig ausgestaltet und hoch belastbar ist sowie gleichzeitig bei hoher Variabilität einen zuverlässigen Be trieb gewährleistet.The invention has for its object an agitator mill le of the type mentioned above, which at a special structure and easy manufacture, especially aerodynamically designed and highly resilient as well at the same time a reliable loading with high variability drive guaranteed.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Rührwerksrotor bzw. Mahlbehälter am einen Ende eine immer steiler werdende Konizität aufweist.The object is achieved in that the Agitator rotor or grinding container always at one end has steeper conicity.

Eine derartige Formgebung ist insbesondere im Hinblick auf eine einfache Herstellung und der während des Betriebs auf tretenden inneren Kräfte und Spannungen besonders günstig. Darüberhinaus zeichnet sich die erfindungsgemäße Rührwerks mühle insbesondere durch ihre strömungsgünstige Ausbildung aus. Aufgrund der angegebenen Konizität kann gegebenenfalls die hierbei auftretende, die Mahlkugeln zur breiteren Seite treibende Fliehkraft ausgenutzt werden. Schließlich ist eine solche Rührwerksmühle auch besonders leicht zu säubern, da keinerlei Ecken oder Kanten vorhanden sind.Such a shape is particularly with regard to a simple manufacture and on during operation occurring internal forces and tensions particularly favorable. In addition, the agitator according to the invention is distinguished mill in particular through its streamlined training out. Due to the specified taper, the the one that occurs, the grinding balls to the wider side driving centrifugal force can be exploited. After all, one is such agitator mill also particularly easy to clean because there are no corners or edges.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung stellt sich auch ein gleichmäßiges Verweilzeitsprektrum der einzelnen Mahl partikel ein. Die strömungsgünstige Ausgestaltung von Rühr werksrotor bzw. Mahlbehälter wirkt nämlich einer unkontrol lierten Verwirbelung innerhalb des Mahlbehälters entgegen, welche dazu führen kann, daß ein Teil des Fluides in den Wirbel gezogen wird, ein anderes Teil dagegen weiterfließt.Due to the training according to the invention also arises an even dwell time spectrum of the individual meal particle. The aerodynamic design of stirring the factory rotor or grinding container works uncontrollably against turbulence within the grinding container, which can lead to a part of the fluid in the Vortex is drawn, another part continues to flow.

Grundsätzlich kann der Rührwerksrotor eine einfachkonische oder doppeltkonische Form aufweisen.Basically, the agitator rotor can be a simple conical one or have a double-conical shape.

Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier Ausführungs beispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrie ben; in dieser zeigt:The invention is based on two embodiments examples described with reference to the drawing ben; in this shows:

Fig. 1 eine schematische Teildarstellung einer Rührwerksmüh le mit einem durch mehrere Konen gebildeten Rühr werksrotor, und Fig. 1 is a partial schematic representation of a Rührwerksmüh le with an agitator rotor formed by several cones, and

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung einer Rühr werksmühle mit einem durch einen einfachen Konus ge bildeten Rührwerksrotor. Fig. 2 is a Fig. 1 corresponding representation of an agitator mill with a ge formed by a simple cone agitator rotor.

Gemäß Fig. 1 umfaßt eine Rührwerksmühle einen Mahlbehälter 2o und einen Rührwerksrotor 3o, welche jeweils aus einzelnen Konen aufgebaut sind. Dadurch ergeben sich Räume 19 und 22, wobei je nach Stellung des Rührwerksrotors 3o relativ zur In nenseite des Mahlbehälters 2o die Räume 19 eng sein können, so daß dort die Mahlkörper einer erhöhten Fliehkraft ausge setzt sind, während die darunterliegenden Räume 22 Beruhi gungsräume bilden. In den Räumen 19 wirkt daher die Flieh kraft entgegen der Richtung des Mahlgutstromes, wobei das Mahlgut an der Unterseite einer Einlaßöffnung 5 zugeführt wird und schließlich in den Raum zwischen dem Mahlbehälter 2o und dem Rührwerksrotor 3o strömt.Referring to FIG. 1, an agitator mill comprising a grinding container 2 o and 3 o Rührwerksrotor which are each constructed from individual cones. This results in spaces 19 and 22 , which, depending on the position of the agitator rotor 3 o relative to the inside of the grinding vessel 2 o, the spaces 19 can be narrow, so that there the grinding media are out of increased centrifugal force, while the spaces below 22 calming rooms form. In the rooms 19, therefore, the centrifugal force acts counter to the direction of the grist flow, the grist being fed to the underside of an inlet opening 5 and finally flowing into the space between the grinding container 2 o and the agitator rotor 3 o.

Zur Regelung der Weite der Räume 19 und 22 können der Rühr werksrotor und der Mahlbehälter relativ zueinander derart verstellt werden, daß der enge Raum 19 gerade so groß ist, daß die Mahlkörper hindurchtreten können. In dieser Stellung sind die Mahlkörper im Raum 19 einer besonders hohen Flieh kraft ausgesetzt.To control the width of the rooms 19 and 22 , the agitator rotor and the grinding container can be adjusted relative to each other in such a way that the narrow space 19 is just large enough that the grinding media can pass through. In this position, the grinding media in room 19 are subjected to a particularly high centrifugal force.

Während des Anlaufbetriebs kann der Rührwerksrotor 3o ande rerseits so weit abgesenkt sein, daß die Weite des Raumes 22 geringer ist als die des Raumes 19. Durch diese Maßnahme sowie ggf. durch an einer Rotorwelle 34 angeordnete Rührwerk zeuge 16o werden die am Boden des Mahlbehälters 2o im Be reich der beispielsweise von einem Sieb abgedeckten Einlaß öffnung 5 angesammelten Mahlkugeln aufgewirbelt und rascher im gesamten Mahlraum verteilt. Dadurch kann die Anlaufphase verkürzt werden.During the start-up operation can be lowered so far the Rührwerksrotor 3 o ande hand, that the width of the space 22 is less than that of the space 19th By this measure and possibly by arranged on a rotor shaft 34 stirrer witness 16 o, the grinding balls at the bottom of the grinding container 2 o in the area covered, for example, by a sieve inlet 5, swirled grinding balls and distributed more rapidly throughout the grinding chamber. This can shorten the start-up phase.

Während des Normalbetriebs wird dann die Breite der Räume 19 über eine Relativverstellung von Rotor und Mahlbehälter bei spielsweise in Abhängigkeit vom gelieferten Wert eines Druck sensors geregelt.During normal operation, the width of the rooms 19 is then regulated via a relative adjustment of the rotor and grinding container, for example depending on the value supplied by a pressure sensor.

Sowohl bei der Ausführungsvariante gemäß Fig. 1 als auch bei der gemäß Fig. 2 ist zweckmäßigerweise jeweils eine Kühlung für den Mahlbehälter 2o und den Rührwerksrotor 3o vorgese hen.Both in the embodiment variant according to FIG. 1 and in accordance with FIG. 2, cooling for the grinding container 2 o and the agitator rotor 3 o is advantageously provided.

Hierzu können zur Umlenkung des Kühlmittelstromes im Inneren des Rührwerksrotors 3o Umlenkkörper angeordnet sein, die bei spielsweise als Doppelkonen ausgebildet sind. Im einfachsten Fall können diese jedoch auch von Scheiben gebildet sein. Auch der Mahlbehälter 2o kann in seinem Mantelteil derartige Scheiben aufweisen, denen darüberhinaus eine zusätzliche Ab stützfunktion für die einzelnen, den Behälter bildenden Ringe zukommen kann. Hierzu greifen die Scheiben mit radia len Armen an den Behälterringen an und lassen jeweils eine Öffnung für den Durchtritt des Kühlmittelstroms frei. Die Öffnungen an benachbarten Scheiben sind gegeneinander ver setzt, um das Kühlmittel zu einer Umlenkung zu zwingen und damit den Wirkungsgrad der Kühlung zu verbessern. Ein derar tiger Aufbau ist auch für die den Rührwerksrotor 3o bilden den Scheiben denkbar.For this purpose, deflection of the coolant flow in the interior of the agitator rotor 3 o deflection body can be arranged, which are designed as double cones in example. In the simplest case, however, these can also be formed by disks. The grinding container 2 o can have in its jacket part such disks, which can also have an additional support function for the individual rings forming the container. For this purpose, the discs engage with radial arms on the container rings and each leave an opening for the passage of the coolant flow. The openings on adjacent panes are set against each other in order to force the coolant to deflect and thus improve the efficiency of the cooling. Such a structure is also conceivable for the form the agitator rotor 3 o the disks.

Der Mahlbehälter 2o und der Rührwerksrotor 3o können demnach aus einzelnen, untereinander gleichartigen Ringen 16o und 16o′′ (vgl. Fig. 1) zusammengesetzt sein. The grinding container 2 o and the agitator rotor 3 o can therefore be composed of individual rings 16 o and 16 o '' which are similar to one another (see FIG. 1).

Eine durchgehende Befestigungsschraube 253 reicht von einem Deckel 254 bis zu einem aufgrund der Verschiebebewegung ver hältnismäßig breiten Trennring 30o und ist dort verschraubt.A continuous fastening screw 253 extends from a cover 254 to a relatively wide separating ring 30 o due to the displacement movement and is screwed there.

Die Ausführung gemäß Fig. 2 ermöglicht einerseits eine Rege lung des Drucks durch eine Unterteilung in Kammern. Diese Un terteilung des Mahlraums in einzelne Kammern bewirkt, daß der ausgangsseitig herrschende Mahlkörperdruck jeweils nur entsprechend dem Mahkörpervolumen einer Kammer relativ gering ist. Durch eine Relativverschiebung von Mahlbehälter und Rührwerksrotor kann dabei eine Regelwirkung erzielt werden.The embodiment according to FIG. 2 enables the pressure to be regulated by dividing it into chambers. This subdivision of the grinding chamber into individual chambers has the effect that the grinding media pressure prevailing on the outlet side is only relatively low in accordance with the volume of the milling media in each chamber. A control effect can be achieved by a relative displacement of the grinding container and agitator rotor.

Mit der gezeigten gestuften Konusform wird darüberhinaus auch eine doppelte Wirkung erzielt. Durch ein Anheben des Rührwerksrotors 3p in die mit vollen Linien dargestellte Lage kann nämlich für das Anlaufen der Rührwerksmühle das Mahlraumvolumen vergrößert und damit die Rührwerksleistung konstant gehalten werden.With the stepped cone shape shown, a double effect is also achieved. By lifting the agitator rotor 3 p into the position shown with solid lines, the grinding chamber volume can be increased for the start-up of the agitator mill and the agitator output can thus be kept constant.

Mit dem Übergang in den Normalbetrieb steigt auch der Druck der Mahlkörper im oberen Bereich des schematisch angedeute ten Mahlbehälters 2p an, was durch einen Drucksensor 47 ange zeigt wird.With the transition to normal operation, the pressure of the grinding media increases in the upper region of the schematically indicated grinding container 2 p, which is indicated by a pressure sensor 47 .

In bekannter Weise können zusätzlich auch andere Betriebspa rameter einen Regel- und Stellkreis 46p beeinflussen. Da durch kann der Rührwerksrotor 3p bis in die strich-punktiert angedeutete Stellung abgesenkt werden, in der sich eine Un terteilung in einzelne Kammern 22n ergibt. Da dabei die Kan ten der einzelnen Ringe des Rührwerksrotors 3p und des Mahl behälters 2p einer besonderen Abnutzung unterliegen, können sie, wie beim Rührwerksrotor 3p angedeutet, als verschleißfe ste Ringe 179p ausgebildet sein. In a known manner, other operating parameters can also influence a control and regulating circuit 46 p. Since the agitator rotor 3 p can be lowered down to the dash-dotted position in which there is a subdivision into individual chambers 22 n. Since the Kan th of the individual rings of the agitator rotor 3 p and the grinding container 2 p are subject to special wear, they can, as indicated in the agitator rotor 3 p, be designed as wear-resistant rings 179 p.

Bei einer Ausbildung gemäß Fig. 2 mag das Anlaufstadium der Rührwerksmühle insofern ggf. schwieriger sein, als bei der dargestellten Konfiguration der unterste Ring des Rührwerks rotors 3p in einen engen Raum eintaucht, in dem sich die Mahlkörper sammeln. Hier mag einerseits die Verwendung eines Schwanenhalsrohres als Einlaßtrennvorrichtung eine Erleichte rung bringen und ebenso die Anordnung von axial vorragenden Rührwerkzeugen 22′ an der Unterseite des Rührwerksrotors 3p.In one embodiment according to Fig. 2 like the start-up stage of the agitator mill, if necessary, in so far difficult to be, as in the illustrated configuration, the lowest ring of the agitator rotor 3 p is immersed in a narrow space, accumulate in which the grinding media. Here, on the one hand, the use of a gooseneck tube as an inlet separating device may bring ease and likewise the arrangement of axially projecting stirring tools 22 'on the underside of the agitator rotor 3 p.

Da jedoch, wie vorher anhand der Fig. 1 erläutert, die dort dargestellte Mahlraumgeometrie dem Anlaufen besonders dien lich ist, wird eine Kombination beider Ausführungen in den meisten Fällen ein Optimum erbringen, wobei an einem Rühr werksrotor 3p gemäß Fig. 2 der unterste Ring oder die unter sten Ringe entsprechend Fig. 1 als Konen ausgebildet sind.However, since, as previously explained with reference to FIG. 1, the grinding chamber geometry shown there is particularly useful for starting, a combination of both versions will bring about an optimum in most cases, with the lowest ring on an agitator rotor 3 p according to FIG. 2 or are formed as cones under the most rings according to FIG. 1.

Es ist vorgesehen, den Rührwerksrotor über die einzel nen Ringe mit einer immer steileren Konizität auszubilden, wobei der Anstellwinkel an der Unterseite am größten ist und an der Oberseite in eine Zylinderform übergeht. Dabei mag strömungstechnisch von Vorteil sein, wenn zumindest der unte re Konus im Längsschnitt eine flache Zykloide ergibt.It is intended to move the agitator rotor over the individual to form rings with an ever steeper taper, the angle of attack is greatest at the bottom and changes into a cylindrical shape at the top. Thereby likes fluidically advantageous if at least the bottom right cone in longitudinal section results in a flat cycloid.

Merkmale der Ausführungsvariante gemäß Fig. 1 lassen sich mit Merkmalen der Ausführungsform gemäß Fig. 2 kombinieren.Features of the embodiment variant according to FIG. 1 can be combined with features of the embodiment according to FIG. 2.

Falls gemäß Fig. 2 die Einlaßöffnung 5 an der Unterseite des Mahlbehälters 2p angeordnet ist bzw. der Rührwerksrotor 3p in diesem Bereich Rührwerkzeuge 22′ aufweist, ist zweckmäßi gerweise eine Verstellung des Rührwerksrotors mit Hilfe einer an einer Spurlagerung 250p der Rotorwelle 34 angreifen den Verstellvorrichtung 256 vorgesehen. Im dargestellten Aus führungsbeispiel handelt es sich dabei um eine Zahnstange 257, in die ein von einem Elektromotor 258 angetriebenes Mo torritzel 259 eingreift. Hierbei kann eine symmetrische An ordnung von Vorteil sein, bei der der Elektromotor 258 zu beiden Seiten der Rotorwelle 34 je ein Motorritzel 259 für eine Zahnstange 257 antreibt. Zweckmäßigerweise besitzen die Verstellmechanismen (vgl. Fig. 2) auch eine gewisse Elastizi tät, um beispielsweise den Mahlkörpern ein Ausweichen zu er möglichen. Eine derartige Elastizität kann beispielsweise durch die Federwirkung eines Gases erreicht werden. Ggf. können im mechanischen Teil des Übertragungsweges entspre chende Federungen vorgesehen sein bzw. kann eine hydrauli sche Verstellung durch eine pneumatische Verstellung ersetzt sein.If according to FIG. 2, the inlet opening is arranged p at the bottom of the grinding vessel 2 5 or the Rührwerksrotor 3 p in this area stirring tools 22 having 'is zweckmäßi gerweise an adjustment of the Rührwerksrotors using engage a track storage 250 p of the rotor shaft 34 of a the adjustment device 256 is provided. In the illustrated exemplary embodiment, it is a rack 257 in which a motor pinion 259 driven by an electric motor 258 engages. Here, a symmetrical arrangement may be advantageous, in which the electric motor 258 drives a motor pinion 259 for a rack 257 on both sides of the rotor shaft 34 . Advantageously, the adjustment mechanisms (see FIG. 2) also have a certain elasticity, for example to allow the grinding media to avoid them. Such elasticity can be achieved, for example, by the spring action of a gas. Possibly. Corresponding suspensions can be provided in the mechanical part of the transmission path or a hydraulic adjustment can be replaced by a pneumatic adjustment.

Obwohl die Kammerbildung gemäß Fig. 2 ohne die Ausnutzung der Fliehkraft zur Verminderung des Mahlkörperdruckes funk tioniert, ist sie aus den genannten Gründen als Anordnung zur Verminderung des Mahlkörperdruckes zu betrachten. Für ge wisse Produkte kann eine Festeinstellung von Rührwerksrotor und Stator bzw. Mahlbehälter ausreichend sein, so daß in diesem Falle auf eine Verstellvorrichtung verzichtet werden kann. Die erwähnte Zykloidenform kann zur Erleichterung der Herstellung ggf. durch ein Zusammensetzen einzelner Kugelrin ge wenigstens angenähert werden.Although the chamber formation according to FIG. 2 functions without the use of the centrifugal force to reduce the grinding media pressure, it is to be regarded as an arrangement for reducing the grinding media pressure for the reasons mentioned. For certain products, a fixed setting of the agitator rotor and stator or grinding container may be sufficient, so that an adjustment device can be dispensed with in this case. The cycloid shape mentioned can be at least approximated to facilitate production, if necessary, by assembling individual spherical rings.

Claims

1. agitator mill with a grinding container and a rotor, each having a conical inner or outer contour, and with opposing inlet and outlet openings for the regrind, characterized in that the agitator rotor ( 3 o, 3 p) or Grinding container ( 2 o, 2 p) has an increasingly steep conicity at one end.

2. Agitator mill according to claim 1, characterized in that the general outline shape (UR) of the agitator rotor ( 3 p, 3 o) is double conical.

3. agitator mill according to one of the preceding claims, characterized, that the ever tapering taper in longitudinal section corresponds approximately to a cycloid.

4. Agitator mill according to one of the preceding claims, characterized in that the agitator rotor ( 3 o, 3 p) is mounted on the end opposite the end which has the increasingly steep conicity.

5. agitator mill according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet opening ( 5 ) on the end face of the Mahlbe container ( 2 p) is provided.

6. Agitator mill according to one of the preceding claims, characterized in that the agitator rotor ( 3 o, 3 p) and the grinding container ( 2 o, 2 p) are axially adjustable relative to one another.

7. agitator mill according to one of the preceding claims, characterized in that the agitator rotor ( 3 o, 3 p) and / or the grinding container ( 2 o, 2 p) are constructed from individual rings.

8. agitator mill according to one of the preceding claims, characterized in that the agitator rotor ( 3 o, 3 p) and / or the grinding container ( 2 o, 2 p) made of wear-resistant material, in particular hard metal or the like.

9. agitator mill according to one of claims 3 to 8, characterized, that the cycloid shape at least approximated by ball annular sections is formed.