DE3828901A1

DE3828901A1 - Verbesserte muehle

Info

Publication number: DE3828901A1
Application number: DE3828901A
Authority: DE
Inventors: Andrew John Haddow; Trevor Carter
Original assignee: Tioxide Group Ltd
Current assignee: Tioxide Group Ltd
Priority date: 1987-09-05
Filing date: 1988-08-25
Publication date: 1989-03-16
Also published as: IT1224720B; AU2007188A; ES2012543A6; IT8848302A0; ZA886582B; GB2209481B; AU593172B2; US4832268A; GB8720904D0; FR2620050A1; GB8817279D0; FR2620050B1; CA1301133C; GB2209481A

Description

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Mühle und be sonders eine verbesserte Prallmühle.

Erfindungsgemäß umfaßt eine Mühle zum Mahlen von Pulver material einen Pulvereinlaß, um zu mahlendes Pulverma terial zuzuführen, eine erste Ausstoßdüse (jet nozzle) für ein Gas, ein erstes Venturirohr (venturi) axial in einer Linie mit der ersten Ausstoßdüse und davon getrennt durch den Pulvereinlaß, eine zweite Ausstoßdüse für ein Gas und ein zweites Venturirohr axial in einer Linie mit der zweiten Ausstoßdüse und einem weiteren Pulver einlaß zwischen der zweiten Ausstoßdüse und dem zweiten Venturirohr, wobei das erste und das zweite Venturirohr gegenüberliegend angeordnet sind mit einer Mischungskam mer zwischen ihnen, eine dritte Ausstoßdüse für ein Gas in der Mischungskammer und einer longitudinalen Achse in einer Ebene, die im wesentlichen parallel zu der Achse der ersten Ausstoßdüse und des ersten Venturirohrs ist, eine zylindrische Trennkammer mit einer umgebenden Wand, und mit Auslässen für Abgas und Pulvermaterial und Zuführungsvorrichtungen, die sich durch die umgebende Wand erstrecken, umfassend ein drittes Venturirohr axial in einer Linie mit der dritten Ausstoßdüse, um Pulvermaterial aus der Mischungskammer in die zylindrische Trennkammer einzuführen.

Während die Mühle die zylindrische Trennkammer ein schließt, soll verstanden werden, daß diese Kammer auch als eine Flüssigenergiemühle durch Stoß von Pulverteil chen aneinander dienen kann und wenn gewünscht, kann zusätzliches gasförmiges Material in die Kammer durch eine oder mehrere Gasdüsen eingeführt werden.

Wie gesehen werden wird, ist die erfindungsgemäße Mühle eine Kombination einer Prallmühle, die aus zwei gegen überliegenden Düsen/Venturirohranordnungen mit einer dritten Ausstoßdüsenanordnung gebildet wird, die wirkt, um das Pulvermaterial von den gegenüberliegenden Anordnun gen in einen zweiten Gasstrom mitzureißen und diesen Gasstrom in die Trennkammer einzuführen, wo zusätzliche Vermahlung bewirkt werden kann. Die Anwesenheit der dritten Ausstoßdüse erhöht den Fluß von teilchenförmi gem Material durch die Mühle durch Reduzieren des Drucks auf der Austrittsseite der zusammengeprallten Düsenstrahle von der gegenüberliegenden Düsen/Venturi rohranordnung.

Die Mühle ist besonders geeignet zur Verwendung zum Mahlen von Pulvermaterial auf einen kleinen kontrollier ten Größenbereich und besonders solche Arten von Pulvern, wie Pigmente, bei denen die Eigenschaften des Produkts gemäß der Produktgröße verändert werden können.

Anorganische Pigmente wie z.B. Titandioxid, Silizium dioxid, Silikate, Aluminiumoxid, Antimonpigmente, Calciumpigmente, Druckerschwärze, Eisenoxid, Bleioxid, Zinkoxid, Zirkoniumdioxid sind alle geeignet zur Ver mahlung in der verbesserten Mühle. Andere Materialien wie organische gefärbte Pigmente und Pharmazeutika können in der Mühle unter Verwendung eines geeigneten Mahlgases vermahlen werden.

Die erfindungsgemäß konstruierte Mühle kann jede geeig nete gewählte Größe haben, um eine gewünschte Rate an Auslaß von vermahlenem Pulver zu produzieren und ist daher geeignet in jeder besonderen gewählten Form zur Verwendung als Labormühle oder bis zur Fabrikeinheit in voller Größe. Die besonderen Größen der Ausstoßdüsen, der Venturirohre und der zylindrischen Kammer hängen vom gewünschten Ausstoß von gemahlenem Pulver ab, ebenso wie die Rate von Zuführung oder Mahlen oder Trägergas durch die besonderen Ausstoßdüsen.

Die Ausstoßdüsen und damit verbundenen Venturirohrhälse (venturi throats) können eine gewählte Größe von inner halb eines weiten Größenbereichs aufweisen und die Gase, die durch die Düsen zugeführt werden, können unter einem weiten Bereich von gewählten Drucken zuge führt werden, um mit den besonderen Düsengrößen und Produktionscharakteristika, die benötigt sind, zusammen zupassen. Eine besondere Form der bevorzugten, erfin dungsgemäß hergestellten Mühle hat ein Verhältnis von Halsfläche des ersten/zweiten Venturirohres zur Fläche der ersten/zweiten Ausstoßdüse respektive von ungefähr 11:1 und ein Verhältnis der dritten Venturihalsfläche zur dritten Düsenfläche von ungefähr 16:1 zur Handhabung bei ungefähr 20 bar Druck.

Jedes geeignete Gas kann verwendet werden, um das zu mahlende Material durch die Mühle mitzuführen und zu transportieren. Dampf oder ein inertes Gas kann ebenso verwendet werden wie Luft. Das Gas kann, wenn gewünscht, erhitzt werden und im Falle von Dampf reguliert der gewählte Grad von Überhitzung die Temperatur des verwen deten Gases. Allgemein gesprochen werden die Gase, die in die Ausstoßdüsen eingeführt werden, einen Druck von mindestens 5 bar und vorzugsweise einen Druck von min destens 10 bar aufweisen.

Es wird gesehen werden, daß die erste und zweite Aus stoßdüse und Hals(throat)-anordnungen gegenüber ange bracht sind, so daß sie in eine Mischungskammer ein führen. Die beiden Einführungen prallen aufeinander und die dritte Düsen-/Halsanordnung ist in der Mischungs kammer in einer Ebene angeordnet, die im wesentlichen parallel zu der Achse der ersten Düsen-/Halsanordnung ist. Die gemischte Zufuhr von den ersten und zweiten Düsen-/Halsanordnungen wird in die Mischungskammer in dem Gasstrom aus der dritten Ausstoßdüse mitgerissen und in den dritten Venturirohrhals weitergeführt.

Es wird gesehen werden, daß getrennte Vorräte von Gas zu der ersten, zweiten und dritten Düse zugeführt wer den und in einer besonderen Anordnung die Rate der Zu fuhr so ist, daß die dritte Düse mit Gas versorgt wird, das mit einer Rate bis zu dem Zweifachen derer, die ge samt zu der ersten und zweiten Düse fließt, fließt.

Wenn gewünscht, wird eine zusätzliche Zugabe von Gas in die Trennkammer durch ein oder mehrere Einlässe, die durch die umgebende Wand der Kammer reichen, zugeführt. Die Gesamtmenge des zu der Trennkammer durch diese zu sätzlichen Einlässe durch die umgebende Wand zugeführten Gases kann im wesentlichen gleich zu der sein, die der Mühle durch die erste Ausstoßdüse zugeführt wird, oder weniger.

Die erfindungsgemäße Mühle kann aus jedem geeigneten Material wie rostfreiem Stahl hergestellt werden, oder tatsächlich können verschiedene Teile der speziellen Mühle aus keramischem Material, wenn gewünscht, gebil det werden.

Eine Form der erfindungsgemäß hergestellten Mühle wird nun als Beispiel nur mit Referenz zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei Fig. 1 eine diagramm artige Abbildung ist, die einen Teil in Profildarstel lung zeigt.

Wie in der Fig. gezeigt, besteht die Mühle aus einer ersten Ausstoßdüse 1, axial angeordnet, jedoch getrennt von einem ersten Venturirohr 2. Zwischen der Düse 1 und dem Venturirohr 2 befindet sich ein Einlaß 3 für Pulver material aus einem Fülltrichter 4. Eine zweite Ausstoß düse 5 ist axial angeordnet und von einem zweiten Venturirohr 6 getrennt angeordnet gegenüber dem ersten Venturirohr 2 an einer Mischungskammer 7. Ein Einlaß 8 ist angebracht zwischen der zweiten Düse 5 und Venturi rohr 6 für Pulver aus dem Einfülltrichter 9.

Die Mischungskammer 7 erhält Material aus den Venturi rohren 2 und 6 und das Pulver gelangt zu einer dritten Ausstoßdüse 10 und durch ein drittes Venturirohr 11, das axial mit der Ausstoßdüse 10 angeordnet ist. Das dritte Venturirohr 11 bildet eine Pulverzufuhranordnung, um Pulver durch einen Pulvereinlaß 12 in der Wand 13 der zylindrischen Kammer 14 einzuführen.

Die zylindrische Wand 13 der zylindrischen Kammer 14 ist mit einer Anzahl von voneinander entfernten Gas einlässen 15 versehen, die zusätzliche Mengen von Gas in die zylindrische Kammer 14 einführen sollen. Die zylindrische Kammer 14 ist mit einem zentral angeord neten Gasablaß 16 ausgerüstet, gegenüber einem axial angeordneten Auslaß 17 für gemahlenes Pulver.

Bei der Anwendung wird das zu mahlende Pulvermaterial von dem Fülltrichter 4 durch den Zufuhreinlaß 3 einge führt und im Gas, das durch die Gasausstoßdüse 1 zuge führt wird, mitgerissen. Das Gas wird zusammen mit dem mitgerissenen Material durch den Glühhals 2 eingeführt und in die Mischungskammer 7 geleitet, zusammen mit Pulver aus der zweiten Gasausstoßdüse 5 und dem zweiten Venturirohr 6. Gas, das von der dritten Ausstoßdüse 10 fließt, reißt das Material aufgrund des Einflusses des zweiten Venturirohres 6 in die Kammer 7 mit, eine Verminderung des Druckes erfolgt zusammen mit einer positiven Erhöhung der Flußrate des zu mahlenden pulve risierten Materials von den Trichtern 4 und 9. Das Material wird nach dem Mitreißen und dem Durchleiten durch das dritte Venturirohr 11 im wesentlichen tangen tial in die zylindrische Kammer 14 durch den Zufuhr einlaß 12 eingeführt, wo zusätzliche Mengen von Gas durch den Gaseinlaß 15 eingeführt werden können, wo durch der Gasfluß innerhalb der Kammer 14 erhöht wird, und der Vermahleffekt, der darin stattfindet, aufgrund des Stoßes der Teilchen aneinander erhöht wird. Wenn das gasförmige Fluid und die gemahlenen Teilchen zu der zentralen Region der Kammer 14 transportiert werden, wird die Geschwindigkeit des fließenden Gases ungenügend um die vermahlenen Teilchen zu stützen, die durch die Kammer durch den Teilchenauslaß 17 austreten und Abgas mit jeglichem Material mit sehr kleiner Teilchengröße durch den Abgasauslaß 16 abzuziehen.

In einem speziellen Beispiel wurde Titandioxidpigment mit einer Gesamtrate von 220 kg/Stunde gleichmäßig bei einer Rate von 110 kg/Stunde zu jedem der gegenüberlie genden ersten und zweiten Ausstoßdüsen 1 und 6 zuge führt. Jede Düse wurde mit Dampf bei einer Rate von 72 kg/Stunde und einem Druck von 20 bar Überdruck (gauge) zugeführt. 237 kg/Stunde Dampf wurde mit demselben Druck zu der dritten Auslaßdüse 10 zugeführt. Kein Dampf wurde zu den Mahldüsen 15 zugeführt. Das Gesamtdampf/Pigment-Verhältnis war 1,7:1.

Das erhaltene Produkt ließ sich vorteilhaft vergleichen mit dem, das nach doppeltem Mahlen in einer Standard- Fluid-Energiemühle vermahlen worden war.

Das Experiment wurde wiederholt mit Dampf bei einer Rate von 145 kg/Stunde und einem Druck von 20 bar Überdruck, der zu den Düsen 15 zugeführt wurde. Keine Veränderung in der Pigmentqualität konnte beobachtet werden.

Claims

1. Mühle zum Mahlen von Pulvermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die Mühle einen Pulvereinlaß hat, um zu mahlen des Pulvermaterial einzuführen, eine erste Aus stoßdüse für ein Gas, ein erstes Venturirohr axial in einer Linie mit der ersten Ausstoßdüse und davon getrennt durch den Pulvereinlaß, eine zweite Ausstoßdüse für ein Gas und ein zweites Venturirohr axial in einer Linie mit der zweiten Ausstoßdüse und einen weiteren Pulvereinlaß zwischen der zweiten Ausstoßdüse und dem zweiten Venturirohr, wobei das erste und zweite Venturirohr gegenüber liegend montiert sind mit einer Mischungskammer zwischen ihnen, eine dritte Ausstoßdüse für ein Gas in der Mischungskammer und mit longitudinaler Achse in einer Ebene, die im wesentlichen parallel zu der der Achse der ersten Ausstoßdüse und des ersten Venturirohres ist, eine zylindrische Trenn kammer mit einer umgebenden Wand und umfassend ein drittes Venturirohr axial in einer Linie mit der dritten Ausstoßdüse, um pulverförmiges Material von der Mischungskammer in die zylindrische Trenn kammer einzuführen.

2. Mühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver hältnis der Halsfläche des ersten/zweiten Venturi rohres zu der Fläche der ersten/zweiten Ausstoßdüse, respektive, ungefähr 11:1 beträgt.

3. Mühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver hältnis der Halsfläche des dritten Venturirohres zur Fläche der dritten Ausstoßdüse ungefähr 16:1 beträgt.

4. Mühle nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Trennkammer einen oder mehrere Einlässe für ein Gas aufweist, die sich durch die umgebende Wand der Kammer erstrecken.

5. Mühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mühle aus rostfreiem Stahl ist.

6. Mühle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mühle ein keramisches Material umfaßt.

7. Verfahren zum Mahlen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mühle hergestellt wird, die einen Pulvereinlaß hat, um pulverförmiges Material, das gemahlen werden soll, einzuführen, eine erste Ausstoßdüse für ein Gas, ein erstes Venturirohr axial in einer Linie mit der ersten Ausstoßdüse und davon getrennt durch den Pulvereinlaß, eine zweite Ausstoßdüse für ein Gas und ein zweites Venturirohr axial in einer Linie mit der zweiten Ausstoßdüse und einen weite ren Pulvereinlaß zwischen der zweiten Ausstoßdüse und dem zweiten Venturirohr, wobei das erste und das zweite Venturirohr gegenüberliegend angebracht sind mit einer Mischkammer zwischen ihnen, einer dritten Ausstoßdüse für ein Gas in der Mischungs kammer und mit einer longitudinalen Achse in im wesentlichen paralleler Ebene zu der Achse der ersten Ausstoßdüse und des ersten Glühhalses, einer zylindrischen Trennkammer mit einer umgeben den Wand und Öffnungen für Abgas und Pulvermaterial und Einführvorrichtungen, die durch die umgebende Wand reichen, umfassend ein drittes Venturirohr axial in einer Linie mit der dritten Ausstoßdüse, um Pulvermaterial von der Mischungskammer in die zylindrische Trennkammer einzuführen und ein Pulvermaterial, das gemahlen werden soll, durch die Pulvereinlässe und ein Gas durch die erste, zweite und dritte Ausstoßdüse einzuführen und Sammeln des gemahlenen Pulvermaterials.

8. Verfahren zum Mahlen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Gas Luft ist.

9. Verfahren zum Mahlen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Gas Dampf ist.

10. Verfahren zum Mahlen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Gas ein inertes Gas ist.

11. Verfahren zum Mahlen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Gas erhitzt ist.

12. Verfahren zum Mahlen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas, das den Ausstoßdüsen zugeführt wird, einen Druck von mindestens 5 bar aufweist.

13. Verfahren zum Mahlen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas, das den Ausstoßdüsen zugeführt wird, einen Druck von mindestens 10 bar hat.

14. Verfahren zum Mahlen nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu fuhrrate von Gas so ist, daß die dritte Ausstoß düse mit Gas versorgt wird, das mit einer Rate von bis zum Zweifachen des gesamten Flusses zur ersten und zweiten Düse fließt.

15. Verfahren zum Mahlen nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver hältnis der Halsfläche des dritten Venturirohrs zur Fläche der dritten Ausstoßdüse ungefähr 16:1 beträgt und Gas zu der Düse mit einem Druck von ungefähr 20 bar zugeführt wird.

16. Verfahren zum Mahlen nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver material, das gemahlen werden soll, Titandioxid pigment ist.