DE3730597A1 - Luftstrahl-stroemungszerkleinerer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Luftstrahl- Strömungszerkleinerer; insbesondere bezieht sie sich auf einen Luftstrahl-Strömungszerkleinerer, der in der Lage ist, Pulverkörner unter Verwendung von Luftstrahlen bzw. Luftstrahlströmungen zu zerkleinern, zu brechen oder zu mahlen.

Im Stand der Technik sind Luftstrahl-Strömungszerkleinerer häufig verwendet worden, da sie die Vorteile besitzen, daß sie eine bessere Wartung und Betriebsweise als die anderen Typen von Zerkleinerern aufweisen und außerdem gut an Luftströmungs-Klassiervorrichtungen anpaßbar sind, mit denen sie verbunden sind.

Außerdem hat man Luftstrahl-Strömungszerkleinerer als sehr nützlich für die Zerkleinerung verschiedener Arten von Pulver mit geringer Hitzebeständigkeit (wie z. B. Kunststoff­ pulver) betrachtet, da sie keine wesentliche Hitze während des Zerkleinerungsvorgangs verursachen. Diese Luftstrahl- Strömungszerkleinerer sind nicht nur zum Zerkleinern verschiedener Arten von Pulver im engen Sinn verwendet worden, sondern auch zum Brechen eines jeglichen Agglomerats von Pulverkörnern oder zum Entfernen von an den Oberflächen der Pulverkörner anhaftenden Fremdkörpern.

Es sind verschiedene Arten von Luftstrahl-Strömungszer­ kleinerern bekannt, wie z. B. solche, bei denen Düsen z. B. in einer zylindrischen Wand angeordnet sind, um Luftstrahlen von der zylindrischen Wand in Tangentialrichtung nach innen zu blasen, so daß die in den Luftstrahlströmungen ent­ haltenen Pulverkörner entlang der Innenfläche der zylindrischen Wand umlaufen und Zusammenstöße zwischen den Pulverkörnern entstehen; dieser Zerkleinerer ist im folgenden als Zerkleinerer des "Umlaufströmungs-Typs" bezeichnet. Bei einem weiteren solchen Zerkleinerer sind Düsen zum Ausblasen von Luftstrahlen, deren Strömungen Pulverkörner aufnehmen, nach innen gerichtet einander gegenüberliegend angeordnet, so daß sich die Kollisionskraft zwischen den Pulverkörnern steigern läßt; dieser Zerkleinerer ist im folgenden als "Zerkleinerer des Typs mit einander gegenüberliegenden Zerkleinerungsdüsen" bezeichnet. Bei einem weiteren solchen Zerkleinerer werden Pulverkörner enthaltende Luftstrahl­ strömungen gegen die Oberfläche einer harten Wand geblasen; dieser Zerkleinerer ist im folgenden als Zerkleinerer des "Aufprall-Typs" bezeichnet. Bei einem zusätzlichen solchen Zerkleinerer werden Luftstrahlen durch die Teilwand einer Gasphasenströmungspassage ausge­ blasen, die in Form einer Ellipse ausgebildet ist, wobei die Luftstrahlstömungen Pulverkörner enthalten, die sich derart in der Gasphasenströmungspassage bewegen, daß zwischen den Pulverkörnern Kollisionen zu deren Zerkleinerung entstehen; dieser Zerkleinerer ist im folgenden als "Zer­ kleinerer des Jet-O-Mizer-Typs" bezeichnet.

Diese konzipierten oder in der Praxis verwendeten Typen von Zerkleinerern bringen jedoch mehrere Probleme mit sich.

Die Zerkleinerer des "Umlaufströmungs-Typs" zum Beispiel lassen sich zwar bei Zerkleinerungsvorgängen zur Zer­ kleinerung sehr geringer Pulvermengen verwenden, beinhalten jedoch den Nachteil, daß aufgrund der Konstruktion des Mechanismus zum Austragen der zerkleinerten Teilchen aus dem mittleren Teil der Umlauf-Luftströmung (wobei dieser Mechanismums im allgemeinen als Klassiermechanismus be­ zeichnet wird) eine entsprechende Menge großer bzw. grober Teilchen zusammen mit feinen Teilchen ausgetragen wird, und es bestehen daher Probleme hinsichtlich der Effizienz und der Größe, wodurch sich diese Zerkleinerer vom Gesichtspunkt ihrer Konstruktion her nicht für industrielle Verarbeitungs­ kapazitäten verwenden lassen. Bei den "Zerkleinerern des Typs mit einander gegenüberliegenden Zerkleinerungs­ düsen" enstehen dadurch Probleme, daß sie ein effizientes Arbeiten der einander gegenüberliegenden Düsen nur bei Pulverteilchen, zwischen denen Kollisionen stattfinden, mit einer Größe von 10 µm oder mehr ermöglichen. Bei den Zerkleinerern des "Aufprall-Typs" bestehen ebenfalls Probleme hinsichtlich der Lebensdauer und der Verun­ reinigung durch Fremdkörper, da bei diesen Zerkleinerern ein Verschleiß der Wand entsteht, auf die die Pulverkörner aufprallen.

Bei Zerkleinerern des "Jet-O-Mizer-Typs", die eine für die industrielle Auslegung geeignete Konstruktion haben, besteht die Möglichkeit, diese mit irgendeiner Vorrichtung zu versehen, die zum effizienten Austragen von zerkleinerten Pulverteilchen mit einer gleichmäßigen Ver­ teilung der Korngrößen ausgelegt ist. Bei diesem Zerkleinerer-Typ besteht jedoch ein Problem darin, daß er keine ausreichend feinen Größen zerkleinerter Pulver­ körner schaffen kann, wodurch seine Anwendungsmöglichkeiten begrenzt sind.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Luftstrahl-Strömungszerkleinerers, der eine einfache und kleine Konstruktion sowie eine ausgezeichnete Arbeitsweise besitzt und in der Lage ist, Pulverteilchen mit einer Größe von ca. 10 µm und weniger in effizienter Weise herzustellen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des Anspruch 1.

Vorteilhafterweise schafft die vorliegende Erfindung einen Luftstrahl-Strömungszerkleinerer, bei dem Probleme der herkömmlichen Luftstrahl-Strömungszerkleinerer, wie sie vorstehend beschrieben wurden, eliminiert sind.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Luftstrahl- Strömungszerkleinerer eine Führungsfläche, die durch die Innenseite einer Trennwand gebildet ist, die einen flachen und im wesentlichen ellipsoidförmigen oder ovalen Innenraum zum Führen einer Pulverkörner enthaltenden ellipsoidförmigen oder ovalen Gas­ phasenströmung definiert; eine Zerkleinerungszone, die auf der einen Seite des Innenraums vorgesehen ist und in der Pulverkörner in Richtung der Hauptachse des Ellipsoids strömen; eine Klassierzone, die auf der anderen Seite des Innenraums vorgesehen ist und in der Pulverkörner in Richtung der Hauptachse des Ellipsoids strömen; eine Gasphasen­ strömungspassage, die in der Zerkleinerungszone durch die Innenfläche der Trennwand und eine der Trennwand zugewendet gegenüberliegende innere Wand definiert ist; Düsen, die in der Trennwand und der inneren Wand an mehreren Stellen in Richtung der Pulverkornströmung in der Zerkleinerungszone angebracht und dazu ausgelegt sind, Luftströmungen im wesentlichen in Richtung der Pulverkornströmung zum Aufnehmen und Zerkleinern der Pulverkörner auszustoßen; sowie eine in der Zerkleinerungszone vorgesehene Strömungswider­ standseinrichtung zum Beschränken der die Pulverkörner tragenden Gasphasenströmung, wobei die Strömungswiderstands­ einrichtung an wenigstens einer Stelle zwischen den in Richtung der Pulverkornströmung voneinander beabstandeten Düsen angebracht ist.

Die Entwicklung der vorliegenden Erfindung erfolgte aus folgenden Gründen:

Zur Schaffung eines solchen Typs eines Luftstrahl-Strömungs­ zerkleinerers, der zum Zerkleinern von in einer Gasphasen­ stromung getragenen Pulverkörnern ausgelegt ist, war es wünschenswert, die Bedürfnisse hinsichtlich zweier voneinander unabhängiger Gesichtspunkte effektiv zu erfüllen, und zwar hinsichtlich des effizienten Zerkleinerns von Pulverkörnern mit einer großen Zerkleinerungskraft in der Zerkleinerungszone sowie hinsichtlich des Trennens und Austragens von in einer Mischung aus kleinen und großen Pulverkörnern vorhandenen feinen Körnern in der Klassier­ bzw. Aufteilzone. Zur Verwirklichung der Erfordernisse in dem Zerkleinerer war es wünschenswert sowie auch möglich, eine Zerkleinerungszone zu verwenden, in der die Fluidität der Pulverkörner beschränkt wird, um die Verweilzeit der Pulverkörner so lange wie möglich zu machen, und außerdem war es wünschenswert und möglich, eine Klassierzone zu verwenden, in der die Fluidität der Pulverkörner ausreichend erhöht wird, so daßsich die auf die in Gasphasen­ strömung vorliegenden Pulverkörner ausgeübte Klassierwirkung verbessern läßt. Aus diesen Gründen erfolgte also die Entwicklung der Erfindung.

Die vorliegende Erfindung umfaßt daher eine Strömungs­ widerstandseinrichtung bzw. Strömungsbeschränkungseinrichtung, die die Fluidität von Pulverkörnern in der Zerkleinerungszone beschränkt, sowie eine Einrichtung, die die Fluidität von Pulverkörnern inder Klassierzone verstärkt und im folgenden als Fluiditätsverstärkungseinrichtung bezeichnet ist. Die Fluiditätsverstärkungseinrichtung wird man oft vorzugsweise in Form z. B. solcher Einrichtungen ausbilden, die Luft­ ströme zur Erhöhung und Verstärkung der Fluidität der Pulverkörner zwischen der Zerkleinerungszone und der Klassier­ zone ausstoßen, die separat auf beiden Seiten des von einer im wesentlichen ellipsoidförmigen Trennwand de­ finierten Raums angeordnet sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Zerkleinerer hat die die Fluidität der Pulverkörner in der Zerkleinerungszone beschränkende Strömungswiderstandseinrichtung die Funktion eines Wehrs gegen die in der Gasphasenströmung getragenen Pulverkörner. Konkret ausgedrückt kann es sich bei der Strömungswiderstandsein­ richtung vorzugsweise um eine Einrichtung handeln, die eine Strömungspassage mechanisch und baulich begrenzt bzw. eine Drosseleinrichtung darstellt, oder aber eine Einrichtung, die die Strömungskraft einer Pulverkörner tragenden Gasphase durch Einblasen eines Luftstroms in die Pulverkörner tragende Gasphasenströmung in im wesentlichen rechtwinkliger Richtung zu der Gasphasenströmung beschränkt.

Die Position und Richtung zum Einbringen von Pulverkörnern in den derart ausgebildeten Zerkleinerer läßt sich geeigneterweise derart wählen, daß die Pulverkörner in der Lage sind, in derselben Richtung und zusammen mit der im wesentlichen ellipsoidförmigen Gasphasenströmung zu strömen. Im allgemeinen ist es oft wünschenswert, daß ein Pulvereinbringeinlaß in der Passage plaziert wird, in der die Pulverkörner von der Klassierzone zu der Zerkleinerungszone strömen. Die vor­ liegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt das Gehäuse, das den Innenraum mit den darin strömenden, zu zerkleinernden und zu klassierenden Pulverkörnern definiert, eine im wesentlichen ellipsoidförmige Gestalt. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß das Gehäuse nicht ellipsoidförmig im strengen Sinn ausgebildet sein muß.

An dieser Stelle sei auch erwähnt, daß unter dem hierin verwendeten Begriff "Pulverkörner" ein körniges Pulvermaterial zu verstehen ist.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der teilweise schematischen Darstellungen mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1a eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht der Konstruktion eines Luftstrahl-Strömungszerkleinerers gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 1b eine Schnittansicht des in Fig. 1a gezeigten Zerkleinerers von vorne;

Fig. 2 eine Vorderansicht zur Veranschaulichung des äußeren Erscheinungsbilds des in Fig. 1 ge­ zeigten Zerkleinerers;

Fig. 3 eine Draufsicht zur Veranschaulichung des äußeren Erscheinungsbilds des in Fig. 2 gezeigten Zerkleinerers;

Fig. 4 eine schematische Ansicht zur Erläuterung Strömung der Pulverkörner in dem in Fig. 1 gezeigten Zerkleinerer;

Fig. 5a bis 5c teilweise im Schnitt dargestellte Ansichten unter Darstellung der Strömung der Pulverkörner in verschiedenen Teilen des in Fig. 1 gezeigten Zerkleinerers;

Fig. 6 ein Diagramm unter Darstellung der Testergebnisse, die von dem Zerkleinerer der Fig. 1 erreicht werden; und

Fig. 7 und 8 fragmentarische Draufsichten auf im Schnitt dargestellte Teile unter Darstellung der jeweiligen Konstruktion weiterer Ausführungsbeispiele von Luftstrahl-Strömungszerkleinerern gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die in den Begleitzeichnungen dargestellten Ausführungs­ beispiele erläutert.

Die Fig. 1a und 1b veranschaulichen die Konstruktion eines Luftstrahl-Strömungszerkleinerers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Innenraum, in dem Pulverkörner nach Art einer Gasphasenströmung getragen sind.

Der Innenraum 1 ist in Form eines nahezu oder im wesentlichen horizonta­ len und flachen Ellipsoids oder Ovals ausgebildet und von einer äußeren Gasphasenströmungs-Führungswand 5 in undurchlässiger bzw. abgedichteter Weise begrenzt; die Führungswand 5 ist im folgenden auch als Außenwand bezeichnet und definiert den ellipsoidförmigen Raum 1 und bildet die Passage für die Pulverkornströmung; außerdem beinhaltet sie eine Bodenplatte 13 und eine obere Abdeckung 10. Zwei Dicht­ ringe 11 und 12 vervollständigen die undurchlässige Begrenzung des Innenraums 1.

In dem Innenraum 1 ist ein zentraler Trennblock 6 in der in der Zeichung dargestellten Weise ausgebildet, der zum voneinander Trennen einer Zerkleinerungszone 2 und einer Klassierzone 3 beiträgt und die beiden Zonen in bevorzugten Formen definiert. In der Zerkleinerungszone 2 besitzt der zentrale Trennblock 6 eine parallel zu der Außenwand 5 ver­ laufende innere Gasphasenströmungs-Führungswand 60. Eine Gasphasenströmungspassage 4 b, in der Pulverkörner nach Art einer Gasphasenströmung getragen sind, ist durch die innere Gasphasenströmungs-Führungswand 60 und die Außenwand 5 definiert. In der Klassier- bzw. Aufteilungszone 3 besitzt der zentrale Trennblock 6 eine innere Umlenkströmungs­ führungswand 61 für einen Klassiermechanismus, der in der Umlenkströmung vorhandene feine Pulverkörner in seinem mittleren Teil austrägt.

Zwischen der Zerkleinerungszone 2 und der Klassierzone 3 definieren die Außenwand 5 und der zentrale Trennblock 6 zwei weitere Gasphasenströmungspassagen 4 a und 4 c.

Außerhalb des von der Außenwand 5 umschlossenen Innenraums 1 ist eine Druckluftkammer 7 vorgesehen, die durch die trenn­ wandartige Bodenplatte 13, die Außenwand 5 und den zentralen Trennblock 6 von dem Innenraum 5 druckmäßig ge­ trennt ist und durch ein Druckkammergehäuse 14 von der äußeren Umgebung druckmäßig getrennt ist.

Die Druckluftkammer 7 ist mit einer nicht gezeigten externen Druckluftquelle, wie z. B. einen Luftkompressor, verbunden, und zwar durch ein Druckluftrohr 21, das mit einem Drucklufteinlaß 20 verbunden ist, und kommuniziert mit dem Innenraum 1 durch Luftstrahldüsen 50 a bis 50 e,wie sie im folgenden noch beschrieben sind, um Druckluft in den Innenraum 1 einzublasen.

Außerdem ist die Druckluftkammer 7 mit einer weiteren Druckluftkammer 8 in dem zentralen Trennblock 6 durch eine Durchlaßöffnung 9 verbunden, um Druckluft durch Luftstrahldüsen 50 f in den Innenraum 1 einzublasen,wie es im folgenden noch beschrieben wird.

Der Pulvereintrag- bzw. Pulvereinbringmechanismus ist bei dem Zerkleinerer gemäß dem vorliegenden Ausführungs­ beispiel derart ausgebildet, wie es in den Fig. 1a, 2 und 5a gezeigt ist. An der Stelle, an der die Klassier­ zone 3 mit der Gasphasenströmungspassage 4 a in Verbindung steht, ist eine Pulverstrahldüse 40 vorgesehen, die mit ihrem äußeren Ende mit der Druckluftkammer 7 in Verbindung steht und mit ihrem inneren Ende mit der Gasphasenströmungspassage 4 a in Verbindung steht. Der zentrale obere Teil der Pulver­ strahldüse 40 ist mit dem unteren Ende eines Auslasses 41 eines Pulverzuführtrichters 42 verbunden, der auf dem oberen Teil des oberen Abdeckungskörpers 10 montiert ist, so daß das von dem Trichter 42 zugeführte Pulver mit Hilfe eines Ausstoßeffekts in den Innenraum 1 eingeblasen werden kann, während Druckluft von der Druckluftkammer 7 durch die Düse 40 in den Innenraum 1 eingeblasen wird. Ein Diffusor 43 ist in die innere Passage der Düse 40 eingepaßt.

Das von dem Trichter 42 zugeführte Pulver wird durch die Düse 40 in die Gasphasenströmungspassage 4 a eingeblasen, und zwar in der in Fig. 1a dargestellten Längsrichtung.

Wie in Fig. 2 zu sehen ist, tragen Beine 15 das Druck­ kammergehäuse 14. Mit Ausnahme der Beine 15 sind alle Komponenten des Zerkleinerers im allgemeinen aus einem Material, wie z. B. rostfreiem Stahl, mit einer glatt ge­ arbeiteten Oberfläche hergestellt. Keramikmaterial kann für Pulverkörner mit stärkeren Abriebeigenschaften verwendet werden.

Fig. 4 zeigt die Strömung der Pulverkörner in dem Innenraum 1. Die Konstruktion der Zerkleinerungszone 2 sowie die Kon­ struktion der Klassierzone 3 werden im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert.

Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzt die Zerkleinerungs­ zone 2 dieselbe Konstruktion wie sie in Fig. 1a gezeigt ist. Entlang der Gasphasenströmungspassagen 4 a bis 4 c, die in Form eines Bogens ausgebildet sind und in denen die Pulverkörner durch eine Gasphasenströmung getragen sind, sind die vier Luftstrahldüsen 50 a bis 50 d, die Luftstrahl­ strömungen ungefähr in Richtung der Pulverkörner und der Trägergasströmungen in die Passagen 4 a bis 4 c einblasen, in einem vorbestimmten Abstand voneinander in der Außenwand 5 angeordnet. Jede dieser Düsen 50 a bis 50 d besitzt ein in die Druckluftkammer 7 weisendes äußeres Ende sowie ein in die Gasphasenströmungspassage 4 b oder 4 c weisendes inneres Ende, so daß Druckluft von der Druckluftkammer 7 durch jede der Düsen 50 a bis 50 d in die Gasphasenströmungspassage 4 b oder 4 c geblasen wird.

Wie in der Pulverstrahldüse 40 ist auch in jede dieser Düsen 50 a bis 50 d ein Diffusor eingepaßt, der die Geschwindigkeit des Druckluftstrahls derart einstellt, daß die in Strömung befindlichen Pulverkörner durch die Kollisionen, die zwischen den Pulverkörnern mit Hilfe der von den Düsen 50 a bis 50 d in der vorstehend genannten Richtung ausgestoßenen Luftstrahlströmungen stattfinden, wirksam zerkleinert werden. Fig. 5b veranschaulicht die Bedingungen, bei denen sich Pulverkörner in den Luftstrahlströmungen befinden und gegeneinandertreffen.

Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, daß zusätzlich zu den vier Luftstrahlströmungsdüsen 50 a bis 50 d eine fünfte und eine sechste Luftstrahlströmungsdüse 50 e und 50 f zwischen der zweiten und der dritten Luftstrahl­ strömungsdüse 50 b und 50 c vorgesehen sind, und zwar einander zugewendet gegenüberliegend beidseits der Gasphasenströmungs­ passage 4 b sowie in einem derartigen Einstellwinkel, daß die Luftstrahlen von den Düsen 50 e und 50 f in einer zur Längsachse der Gasphasenströmungspassage 4 b ungefähr senkrecht verlaufenden Richtung ausgestoßen werden.

Die fünfte und die sechste Luftstrahlströmungsdüse 50 e und 50 f besitzen im wesentlichen dieselbe Konstruktion wie die anderen Düsen 50 a bis 50 d, unterscheiden sich jedoch von diesen in den Luftstrahlrichtungen relativ zu der Gasphasenströmungspassage 4 b und blasen Druckluft von der Druckluftkammer 7 in die Gasphasenströmungspassage 4 b ein.

Da die Luftstrahlen der fünften und sechsten Luftstrahl­ strömungsdüse 50 e und 50 f als eine Art Wehr (im folgenden als "Luftströmungswehr" bezeichnet) wirken, erhalten die von der Gasphasenströmung getragenen Pulverkörner einen Widerstand hinsichtlich ihrer Fluidität in der Gasphasen­ strömungspassage 4 b, so daß sie im Vergleich zu dem Fall, in dem kein aus den Düsen 50 e und 50 f kommender Luftstrahl vorhanden ist, eine längere Verweildauer in dem stromaufwärts befindlichen Bereich, d. h. dem auf der Seite der Düsen 50 a und 50 b gelegenen Bereich, aufweisen. Somit erhöhen die als Strahl aus den Düsen 50 e und 50 f ausgestoßenen Luft­ strömungen die Gelegenheiten, bei denen Pulverkörner von den aus den Düsen 50 a und 50 b ausgestoßenen Luftströmungen aufgenommen sind und aufeinanderprallen, wodurch ein verbesserter Zerkleinerungswirkungsgrad des erfindungsgemäßen Zerkleinerers erzielt ist.

Die zur Bildung des Luftströmungswehrs erforderliche Strömungsrate bzw. Strömungsgeschwindigkeit der als Strahl ausgestoßenen Luft läßt sich steuern, und zwar durch Verändern der Diffusoren in den Düsen oder durch Regeln des Drucks in jeder Düse, falls für jede Düse eine unabhängige Luftquelle verwendet wird. Die Strömungsrate des Luftstroms für das Luftströmungswehr hängt von der Art und der Strömungsrate des zu verarbeitenden Pulvers ab. Im allgemeinen ist es oft wünschenswert, daß die Strömungsrate der aus der Düse 50 f ausgestoßenen Luft ungefähr auf 1/3 bis 3/2 der Strömungsrate der aus der Düse 50 a ausgestoßenen Luft beträgt.

Auf der stromabwärts befindlichen Seite des durch die Luftstrahlen aus den Düsen 50 e und 50 f gebildeten Luft­ strömungswehrs schaffen die aus den Luftstrahlströmungs­ düsen 50 c und 50 d ausgestoßenen Luftstrahlen die Gelegenheiten, bei denen Pulverkörner durch die Luftstrahlen zerkleinert werden, und außerdem schaffen sie wieder eine Verstärkung der durch das Luftströmungswehr vorübergehend beschränkten Fluidität der Gasphasenströmung, um dadurch einen wirksamen Klassier- bzw. Aufteilvorgang in der Klassierzone sicherzustellen.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Klassier­ zone 3 derart ausgebildet, daß die in den Innenraum 1 eingeleiteten und durch die Zerkleinerungszone 2 in die Klassierzone 3 getragenen Pulverkörner in der Lage sind, ihre Richtung zu ändern und entlang der Außenwand 5 und der inneren Umlenkströmungsführungswand 61 zu strömen, und die erzeugten feinen Pulverkörner in dem Luftstrom nach außen getragen werden, der durch den Überdruck in dem Innen­ raum 1 durch den in der oberen Abdeckung 10 in dem mittleren Teil der Klassierzone 3 ausgebildeten Pulverauslaß 30 nach außen befördert wird.

In den Fig. 2 und 3 bezeichnet das Bezugszeichen 31 ein Austragsrohr für feine Pulverkörner, das durch einen mit dem Austragsrohr 31 verbundenen Flansch 32 auf der oberen Abdeckung 10 angebracht ist und mit einer geeigneten Luftströmungs-Pulverklassiereinrichtung einer nachfolgenden Verarbeitungsstufe verbunden sein kann.

Das Prinzip des Klassiervorgangs und des Austragens von feinen Pulverkörnern unter Verwendung des Umlenk-Strömungsverfahrens ist bereits bekannt; dabei werden von den zerkleinerten Pulverkörnern nur die feinen Pulverkörner geringer Größe selektiv ausgetragen, und zwar auf der Basis der Beziehung zwischen der Tragekraft der Gasphasenströmung und der auf die Pulverkörner wirkenden Zentrifugalkraft. Um einen auf diesem Prinzip basierenden Klassier- und Austrags­ mechanismus bei dem Zerkleinerer gemäß der vorliegenden Erfindung vorzusehen, ist dieses Ausführungsbeispiel charakteristischerweise derart ausgebildet, daß sich Konstruktion des Zerkleinerers gut mit diesem Prinzip in Einklang bringen läßt, so daß sich die Klassiereffizienz verbessern läßt.

Insbesondere umfaßt der Zerkleinerer bei diesem Ausführungs­ beispiel Düsen (eine Pulverstrahldüse 40 und eine vierte Luftstrahlströmungsdüse 50 d), die an den stromaufwärtigen Endpositionen längs der Gasphasenströmungspassagen 4 a und 4 c plaziert sind, die jeweils die linearen Teile der ellipsoid­ förmigen Passage 4 a bis 4 c in dem Innenraum 1 bilden, wobei diese Düsen zum Ausstoßen von Luftströmungen dienen, um die Fluidität der nach Art einer Gasphasenströmung ge­ tragenen Pulverkörner zu verbessern und eine effektive Strömung der entlang der Innenfläche der Außenwand 5 umlaufenden Pulverkörner sicherzustellen.

Bei dieser Konstruktion des Zerkleinerers werden relativ groß dimensionierte oder grobe Pulverkörner von der Klassierzone 3 in die Zerkleinerungszone 2 zurückgeführt, und zwar aufgrund der größeren Zentrifugalkraft in der die Pulverkörner tragenden Gasphasenströmung, die größer ist als die Tragekraft der zum mittleren Teil der Klassier­ zone 3 laufenden Gasphasenströmung, während relativ klein dimensionierte oder feine Pulverkörner durch den für feines Pulver vorgesehenen Auslaß 30 nach außen ausgetragen werden, und zwar aufgrund der größeren Tragekraft der zu dem mittleren Teil der Klassierzone 3 laufenden Gas­ phasenströmung, die in diesem Bereich größer ist als die Zentrifugalkraft in der Gasphasenströmung. Fig. 5c veranschaulicht den Austrag der feinen Pulverkörner nach außen.

Im folgenden sind mehrere Versuchsbeispiele unter Verwendung des in der vorstehend erläuterten Weise ausgebildeten Luftstrahl-Strömungszerkleinerers angegeben.

Beispiele 1 und 2

Diese Versuche wurden unter folgenden Bedingungen ausgeführt: bei dem zu zerkleinernden Material handelte es sich um Graphitpulver, wobei 50% einen durchschnittlichen Durchmesser von D ₅₀=37,6 µm aufwiesen. die in die Druck­ luftkammer 7 einzuleitende Druckluft stand unter einem Druck von 6,0 bis 6,2 kg/cm², und die Gesamt-Strömungsrate der Luft betrug 1,6 bis 1,4 Nm³/min (oder anders ausge­ drückt: die Strömungsrate der Luft pro 2 mm-Düse betrug 0,2 bis 0,22 Nm³/min).

Die Strömungsrate des zu verarbeitenden Pulvers betrug 2,5 kg/h bis 25 kg/h.

Alle Düsen 50 a bis 50 f waren zum Ausstoßen der Luft­ strömungen in Beispiel 1 vollständig geöffnet, während in Beispiel 2 die sechste Düse 50 f geschlossen war.

Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Fig. 6 gezeigt, wobei sich "A" auf Beispiel 1 und "B" auf Beispiel 2 bezieht.

Vergleichsbeispiel 1

Dieser Versuch wurde unter den gleichen Bedingungen wie in den Beispielen 1 und 2 ausgeführt, jedoch mit der Ausnahme, daß die fünfte und die sechste Düse 50 e und 50 f geschlossen blieben und daher kein Luftströmungswehr bildeten. Das Resultat dieses Versuchs ist durch die mit "C" bezeichnete Linie in Fig. 6 dargestellt.

Fig. 6 zeigt, daß die Bildung des Luftströmungswehrs die Zerkleinerungseffizienz für die Pulverkörner gesteigert hat und die Strömungsrate des zu verarbeitenden Pulvers bei Verwendung von Pulver mit demselben Korndurchmesser in allen Beispielen bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beträchtlich höher war.

Die Fig. 7 und 8 zeigen die weiteren Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Das in Fig. 7 gezeigte Aus­ führungsbeispiel besitzt fast dieselbe Konstruktion wie das in Fig. 1 gezeigte, jedoch mit der Ausnahme, daß zwei Paare einander gegenüberliegender Düsen 50 e, 50 f und 50 g, 50 h zur Bildung von Luftströmungswehren vorgesehen sind.

Das in Fig. 8 gezeigte Ausführungsbeispiel umfaßt eine bauliche Drosseleinrichtung zum Begrenzen der Strömungs­ rate von durch die Gasphasenströmung getragenen Pulver­ körnern anstatt des Luftströmungswehrs. In dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei konkav gerundete Winkelblöcke 51 und 52 in einander gegenüberliegender Anordnung an den An­ bringungsstellen der in Fig. 1 gezeigten einander gegen­ überliegenden Düsen 50 e und 50 f anstatt dieser Düsen vorgesehen, um die Gasphasenströmungspassage 4 b teilweise zu verengen und daher als Wehr für die von der Gasphasenströmung getragenen Pulverkörner zu dienen.

Die Konfiguration eines solchen baulichen Wehrs läßt sich experimentell oder nach Erfahrung wählen, oder aber durch Beobachtung der durch das Luftströmungswehr strömenden Pulverkörner.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß der Luftstrahl-Strömungszerkleinerer gemäß der vorliegenden Erfindung die Vorteile besitzt, daß er verschiedene bei herkömmlichen Luftstrahl-Strömungszerkleinerern auftretende Probleme eliminiert, daß er eine ausgezeichnete Ver­ arbeitungseffizienz aufweist und eine ausreichende An­ wendbarkeit bei industriellen Verarbeitungskapazitäten besitzt, und zwar selbst dann, wenn relativ klein dimensionierte Pulverkörner zerkleinert werden, und daß er in der Lage ist, eine Korngröße der zerkleinerten Pulver­ körner von 10 µm oder weniger auf der industriellen Produktionsskala zu erreichen, während sich solche Korngrößen herkömmlicherweise nur von einem speziellen Zerkleinerer mit einer geringen Verarbeitungskapazität erzielen ließen.

Der erfindungsgemäße Zerkleinerer besitzt eine einfache und kleine Konstruktion sowie eine ausgezeichnete Arbeits­ weise.

Claims (3)

1. Luftstrahl-Strömungszerkleinerer,
gekennzeichnet durch
eine Führungsfläche, die durch die Innenseite einer Trenn­ wand (5) gebildet ist, die einen flachen und im wesentlichen ellipsoidförmigen Innenraum (1) zum Führen einer Pulverkörner enthaltenden ellipsoidförmigen Gasphasen­ strömung definiert,
eine Zerkleinerungszone (2), die auf der einen Seite des Innenraums (1) vorgesehen ist und in der Pulverkörner in Ellipsoidrichtung strömen,
eine Klassierzone (3), die auf der anderen Seite des Innen­ raums (1) vorgesehen ist und in der Pulverkörner in Ellipsoidrichtung strömen,
eine Gasphasenströmungspassage (4 a, 4 b, 4 c), die in der Zer­ kleinerungszone (2) durch die Innenfläche der Trennwand (5) und eine der Trennwand (5) zugewendet gegenüberliegende innere Wand (60) definiert ist,
Düsen (50 a bis 50 d), die in der Trennwand (5) an mehreren Stellen in Richtung der Pulverkornströmung in der Zerkleinerungszone (2) angebracht und dazu ausgelegt sind, Luftströmungen im wesentlichen in Richtung der Pulverkornströmung zum Aufnehmen und Zerkleinern der Pulverkörner auszustoßen, und durch
eine in der Zerkleinerungszone (2) vorgesehene Strömungs­ widerstandseinrichtung (50 e, 50 f; 50 g, 50 h; 51, 52) zum Beschränken der die Pulverkörner tragenden Gasphasen­ strömung, wobei die Strömungswiderstandseinrichtung an wenigstens einer Stelle zwischen den in Richtung der Pulverkornströmung voneinander beabstandeten Düsen (50 a bis 50 d) angebracht ist.

2. Luftstrahl-Strömungszerkleinerer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungswiderstands­ einrichtung (50 e, 50 f; 50 g, 50 h) eine Luftströmung in im wesentlichen rechtwinkliger Richtung zu der Gasphasen­ strömungspassage (4 b) in die Gasphasenströmungspassage (4 b) ausstößt.

3. Luftstrahl-Strömungszerkleinerer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Strömungs­ widerstandseinrichtung um einen die Gasphasenströmungs­ passage (4 b) verengenden Drosselmechanismus (51, 52) handelt.