DE3736885A1 - Muehle zum mahlen von pulvrigem material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mühle, insbesondere eine Prall­ mühle der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine derartige Mühle zum Mahlen von pulvrigem Material einen Pulvereinlaß zum Zuführen von zu mahlendem Pulvermaterial, eine erste Strahl­ düse für ein Gas, ein erstes Venturirohr, welches mit der ersten Strahldüse axial in einer Linie liegt und von diesem durch den Pulvereinlaß getrennt ist, eine in einem Reflexions­ winkel zur Achse des ersten Strahles und des ersten Venturi­ rohres angeordnete Prallmühlenfläche, eine zweite Strahldüse für ein Gas, die mit Abstand zur Prallmühlenfläche angeord­ net ist und eine Längsachse aufweist, welche quer zur reflek­ tierten Achsenlinie des ersten Strahles und des ersten Ventu­ rirohres liegt, und eine zylindrische Trennkammer mit einer Umfangswand und mit Auslässen für Abgas und Pulvermaterial sowie mit durch die Umfangswand hindurchgeführten Zuführein­ richtungen, welche ein zweites, mit der zweiten Strahldüse axial in einer Linie liegendes Venturirohr zum Einführen von Pulvermaterial in die zylindrische Trennkammer umfassen.

Da die Mühle diese zylindrische Trennkammer hat, versteht es sich, daß diese Kammer auch als mittels des gegenseitigen Zu­ sammenpralls von Pulverpartikeln wirkende Strömungsenergie­ mühle arbeiten kann und daß, falls erwünscht, der Kammer durch eine oder mehrere Gasstrahldüsen zusätzliches Gas zugeführt werden kann.

Wie gezeigt werden wird, ist die erfindungsgemäße Mühle eine Kombination einer Prallmühle mit einer zweiten Strahldüsen­ anordnung, die das aufgeprallte, von der Prallmühlenfläche reflektierte Pulvermaterial in einem zweiten Gasstrom mit­ reißt und diesen Strom der Trennkammer zuführt, in der ein zusätzlicher Mahlvorgang stattfindet.

Die Tatsache, daß eine zweite Strahldüse vorgesehen ist, ver­ größert den Strom des partikelförmigen Materials durch die Mühle, da diese den Druck an der Auslaß- oder Reflexions­ seite der Prallfläche als Folge der Wirkung des zweiten Strah­ les und des zugeordneten Venturirohres verringert.

Die Mühle dient insbesondere dazu, Pulvermaterial zu einem kleinen, kontrollierten Korngrößenbereich zu zermahlen, ins­ besondere bei solchen Pulvermaterialien, beispielsweise Pig­ menten, bei denen die Produkteigenschaften sich in Abhängig­ keit von der Korngröße ändern können.

Anorganische Pigmente, wie Titandioxid, Silika, Silikate, Aluminiumoxid, Antimonpigmente, Kalziumpigmente, Ruß, Eisen­ oxid, Bleioxid, Zinkoxid, Zirkonerde sind alle geeignet, in der erfindungsgemäßen verbesserten Mühle gemahlen zu wer­ den. Andere Materialien, beispielsweise organische, gefärbte Pigmente und pharmazeutische Erzeugnisse können unter Ver­ wendung eines geeigneten Mahlgases ebenfalls in der Mühle gemahlen werden.

Die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaute Mühle kann jede geeignete, gewählte Größe für die Herstellung eines gewünschten Ausstoßes von gemahlenem Pulver haben und ist demnach in jeder speziell gewählten Form von der Verwendung als Labormühle bis zu einer großen Fabrikeinheit einsetzbar. Die speziellen Abmessungen der ersten und zweiten Strahldüse, des ersten und zweiten Venturirohres und der zylindrischen Kammer hängen vom gewünschten Ausstoß an gemahlenem Pulver ab; das gleiche gilt für die Zufuhrrate des Mahl- oder Träger­ gases durch die einzelnen Strahldüsen.

Die erste und zweite Strahldüse sowie die zugeordneten Ventu­ riquerschnitte können Abmessungen haben, die aus einem großen Abmessungsbereich ausgewählt werden; die durch die erste und zweite Strahldüse geführte Gasmenge kann innerhalb eines wei­ ten Bereiches von Drücken, die an die einzelnen Strahlabmes­ sungen und die gewünschten Produkteigenschaften angepaßt sind, zugeführt werden. Eine spezielle Form einer bevorzugten, ge­ mäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten Mühle hat ein Ver­ hältnis des engsten Querschnittes des ersten Venturirohres zum Querschnitt der ersten Strahldüse von etwa 11 : 1 und ein Verhältnis des engsten Querschnittes des zweiten Venturiroh­ res zum Querschnitt der zweiten Strahldüse von etwa 16 : 1 bei einem Betrieb mit einem Druck von 20 bar.

Jedes geeignete Gas kann zur Mitnahme und zum Transport des zu mahlenden Materials durch die Mühle verwendet werden. Beispielsweise können Dampf oder ein inertes Gas ebenso wie Luft Verwendung finden. Das Gas kann aufgeheizt werden, falls erwünscht, und im Falle von Dampf bestimmt der Grad der ge­ wählten Überhitzung die Temperatur des verwendeten Gases. Ganz allgemein werden die der ersten und zweiten Strahldüse zugeführten Gase einen Druck von wenigstens 5 bar, vorzugs­ weise einen Druck von wenigstens 10 bar haben.

Die erste und die zweite Strahldüse haben jeweils getrennte Gasversorgungen und in einer speziellen Ausgestaltung ist die Zufuhrrate so, daß die zweite Strahldüse mit Dampf versorgt wird, dessen Strömungsrate bis zum zweifachen des der ersten Strahldüse zugeführten Dampfes ist.

Falls es erwünscht ist, wird in die Trennkammer durch eine oder mehrere Einlässe in der Umfangswand der Kammer zusätz­ lich Gas zugeführt. Die gesamte der Trennkammer durch diese zusätzlichen, durch die Umfangswand geführten Einlässe zu­ geführte Gasmenge kann im wesentlichen gleich der der Mühle durch die erste Strahldüse zugeführten Menge sein oder auch weni­ ger.

Die erfindungsgemäße Mühle kann aus jedem geeigneten Material, beispielsweise rostfreiem Stahl, hergestellt sein; die ver­ schiedenen Teile der einzelnen Mühle können auch aus Keramik­ material gebildet sein, falls erwünscht. Eine aus einem ge­ eignetem Keramikmaterial gebildete Prallfläche neigt weniger zu einer unerwünschten Verschmutzung des Produktes mit klei­ nen Eisenmengen.

Ein Ausführungsbeispiel einer gemäß der vorliegenden Erfin­ dung gebauten Mühle wird im folgenden beispielhaft und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung, teilweise im Längsschnitt;

Fig. 2 eine Draufsicht, teilweise im Querschnitt.

Wie Fig. 1 zeigt, besteht die Mühle aus einer ersten Strahl­ düse 1, die axial in einer Linie zu einem ersten Venturirohr 2 angeordnet, von diesem jedoch beabstandet ist. Zwischen der Strahldüse 1 und dem Venturirohr 2 ist ein Einlaß 3 für Pulvermaterial aus einem Trichter 4 vorgesehen. Eine Prall­ platte 5 ist so angeordnet, daß sie von dem vom Venturirohr 2 kommenden Material getroffen wird und das gemahlene Pulver in Richtung auf eine zweite Strahldüse 6 ablenkt, die von ei­ nem zweiten Venturirohr 7, welches axial in einer Linie zur Strahldüse 6 angeordnet ist, versorgt wird. Das zweite Ven­ turirohr 7 bildet eine Pulverzuführeinrichtung zum Zuführen von Pulver durch einen Pulvereinlaß 8 in der Wand 9 einer zy­ lindrischen Kammer 10.

Die zylindrische Wand 9 einer zylindrischen Kammer 10 ist mit einer Reihe von beabstandeten Gaseinlässen 11 versehen, die so ausgerichtet sind, daß sie zusätzliche Gasmengen in die zylindrische Kammer 10 einbringen können. Die zylindrische Kammer 10 ist mit einem zentral angeordneten Gasauslaß 12 versehen, der einem zu diesem axial ausgerichteten Auslaß 13 für gemahlenes Pulver gegenüberliegt.

Im Betrieb wird das zu mahlende Pulvermaterial vom Trichter 4 durch den Zuführ-Einlaß 3 zugeführt und wird von dem durch die Strahldüse 1 eingeblasenen Gas mitgenommen. Das Gas und das mitgenommene Material werden durch das Venturirohr 2 ge­ führt und auf die Prallplatte 5 gerichtet, wo infolge des Aufpralls auf die Fläche ein Mahlvorgang stattfindet, bevor diese in Richtung auf die zweite Strahldüse 6 abgelenkt werden. Das aus der zweiten Strahldüse 6 austretende Gas nimmt das von der Prallplatte 5 abgelenkte Material mit und infolge der Wirkung des zweiten Venturirohres 7 findet eine Druckverminderung und gleichzeitig ein positiver Anstieg der Strömungsrate des zu mahlenden Pulvermaterials vom Trichter 4 bis zur Prallplatte 5 statt. Das aufgeprallte Material wird nach Mitnahme und Führung durch das zweite Venturirohr im wesentlichen tangential in einen Einlaß, den Zuführeinlaß 8 der zylindrischen Kammer geleitet, wobei zusätzliche Gasmen­ gen durch die Gaseinlässe 11 eingeblasen werden, die den Gas­ strom innerhalb der Kammer 10 und den Mahleffekt vergrößern, der darin infolge des Zusammenpralls der Partikel miteinander stattfindet. Wenn das gasförmige Fluid und die gemahlenen Par­ tikel den zentralen Bereichen der Kammer 10 zugeführt werden, reicht die Geschwindigkeit des strömenden Gases nicht mehr aus, die gemahlenen Partikel zu tragen, so daß diese die Kammer durch den Partikel-Auslaß 13 verlassen; Abgas zusam­ men mit Material, dessen Partikelabmessungen sehr klein sind, werden durch den Gasauslaß 12 ausgeblasen.

Die Erfindung wird anhand des folgenden Beispieles näher er­ läutert.

Dampf mit einem Regeldruck von 20 bar wurde der Strahldüse 1 einer gemäß den Fig. 1 und 2 aufgebauten Mühle mit einer Zufuhrrate von 145 kg pro Stunde zugeführt. Ungemahlenes Titandioxid-Pigment wurde vom Trichter 4 durch den Einlaß 3 bei einer Zufuhrrate von 220 kg pro Stunde in den Dampf­ strom eingespeist. Dampf mit einem Regeldruck von 16 bar und bei einer Zufuhrrate von 190 kg pro Stunde wurde der zwei­ ten Strahldüse 6 zugeführt. Über die zusätzlichen Düsen 11 wurde kein Dampf eingebracht. Das Gesamtverhältnis Dampf/Pig­ ment war 1,5 : 1.

Das gemahlene Produkt war dem gleichwertig, welches man mit konventionellem, zweifachem Strömungsenergiemahlen bei einem Verhältnis Dampf/Pigment von 3,2 : 1 erhält. Der an einem Punkt zwischen der Prallplatte und der zweiten Strahldüse 6 gemessene Druck war annähernd ein Achtel von dem am Ausgang des zweiten Venturirohres 7 gemessenen Druck, womit die Wir­ kung der zweiten Strahldüse 6 auf den Druck an der Auslaßsei­ te der ersten Strahldüse 1 klar nachgewiesen ist.

Claims (10)

1. Mühle zum Mahlen von pulvrigem Material, mit einem Pul­ vereinlaß, einer Pulvereinblaseinrichtung und einer Prallplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulvereinblaseinrichtung durch eine erste Strahldüse (1) für ein Gas gebildet ist, welche zu einem ersten Venturirohr (2) axial in einer Linie liegt und zu diesem einen durch den Pulvereinlaß bestimmten Abstand hat, wo­ bei die Prallmühlenfläche (5) mit einem eine Ablenkung bewirkenden Reflexionswinkel zur Achse des ersten Strah­ les (1) und des ersten Venturirohres (2) angeordnet ist,
daß mit Abstand zur Prallmühlenfläche (5) eine zweite Strahldüse (6) für ein Gas angeordnet ist, die eine quer zur reflektierten Achsenlinie des ersten Strahles und des ersten Venturirohres (2) liegende Längsachse hat,
daß eine zylindrische Trennkammer (10) vorgesehen ist,
die eine Umfangswand (9) und Auslässe (12, 13) für Abgas und Pulvermaterial hat,
und daß durch die Umfangswand (9) hindurchgeführte Zu­ führeinrichtungen ein zweites Venturirohr (7) umfassen, welches axial in einer Linie zu der zweiten Strahlduse (6) ausgerichtet ist und dazu dient, Pulvermaterial in die zylindrische Trennkammer (10) einzuführen.

2. Mühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Verhältnis des engsten Querschnittes des ersten Venturirohres (2) zum Querschnitt der ersten Strahldüse (1) etwa 11 : 1 ist.

3. Mühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Verhältnis des engsten Querschnittes des zweiten Venturirohres (7) zum Querschnitt der zwei­ ten Strahldüse (6) etwa 16 : 1 ist.

4. Mühle nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zylindrische Trennkammer (10) eine Strömungsenergiemühle bildet.

5. Mühle nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auslässe (12, 13) für Abgas und Pulvermaterial axial zur zylindrischen Trennkammer (10) angeordnet sind.

6. Mühle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zylindrische Trenn­ kammer (10) mit einem oder mehreren zusätzlichen Einlas­ sen (11) in der Umfangswand (9) der Kammer (10) versehen ist.

7. Mühle nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß diese aus rostfreiem Stahl herge­ stellt ist.

8. Verfahren zum Mahlen eines Pulvers in einer Mühle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Gas durch die erste Strahldüse (1) und das erste Venturirohr (2) hindurchgeleitet wird, wobei gleichzeitig ein zu mahlendes Pulver durch den Pul­ vereinlaß (3) zugeführt wird, so daß dieses durch das Gas mitgenommen wird und auf die Prallmühlenfläche (5) aufprallt sowie davon wieder reflektiert wird, daß ein Gas der zweiten Strahldüse (6) zugeführt und durch das zweite Venturirohr hindurch in die zylindrische Trenn­ kammer (10) hineingeleitet wird, so daß dieses von der Prallmühlenfläche (5) reflektiertes Pulvermaterial mit­ nimmt, und daß das gemahlene Pulver vom Gas getrennt und für sich aus der Trennkammer (10) abgeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gas Dampf ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gas der ersten Strahldüse (1) und der zweiten Strahldüse (6) mit einem Druck von we­ nigstens 5 bar zugeführt wird.