DE3900262A1

DE3900262A1 - Powder mill

Info

Publication number: DE3900262A1
Application number: DE19893900262
Authority: DE
Inventors: Tsai-Chuan Lu
Original assignee: LU TSAI CHUAN
Current assignee: LU TSAI CHUAN
Priority date: 1989-01-07
Filing date: 1989-01-07
Publication date: 1990-07-12

Abstract

A powder mill (20) is described, with a grinding container (23), the interior (45, 45a, 45b) of which is limited by a grinding inner face (34, 34a and 34b), and with a shaft (24) which projects into the interior of the grinding container. Fastened to the shaft (24) at a distance from one another are a number of agitator blades (35, 36, 37) which project away from the shaft (24) and which are arranged in the interior (45, 45a, 45b) of the grinding container (23). The interior (45, 45a, 45b) of the grinding container (23) has a ball-like convex shape differing from a cylinder-like shape. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Pulvermühle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a powder mill according to the preamble of claim 1.

Chemische Rohmaterialien wie Pigmente, Farbstoffe, Farben o. dgl. werden bspw. mittels Pulvermühlen zu sehr feinen Pulvern gemahlen. Zu diesem Zweck ist eine Pulvermühle der eingangs genannten Art bekannt, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist und wie sie nachfolgend beschrieben wird. Diese bekannte Pulvermühle weist einen Mahlzylinder 11 auf, der starr an einer Mühlenbasis angeordnet ist. Eine Welle 12 erstreckt sich in den Zylinder 11 hinein. Von der Welle 12 stehen im Zylinder 11 Rührblätter 13 senkrecht weg. Ein Motor 16 ist dazu vorgesehen, die Welle 12 mit den Rührwerksblättern 13 anzutreiben.Chemical raw materials such as pigments, dyes, paints or the like are ground to very fine powders, for example using powder mills. For this purpose, a powder mill of the type mentioned at the outset is known, as shown in FIG. 1 and as described below. This known powder mill has a grinding cylinder 11 which is rigidly arranged on a mill base. A shaft 12 extends into the cylinder 11 . Stirring blades 13 stand vertically away from the shaft 12 in the cylinder 11 . A motor 16 is provided to drive the shaft 12 with the agitator blades 13 .

Während der Durchführung des Mahlvorgangs werden eine Vielzahl von Glaskugeln, die einen Durchmesser von 2 mm besitzen, in den Mahlzylinder 11 durch einen Einlaß 14 eingegeben. Beim Mahlen wird das zu mahlende Material in den Zylinder 11 durch den Einlaß 14 mittels einer Pumpe 15 gewaltsam eingebracht. Dann wird die Welle 12 durch den Motor 26 angetrieben, so daß die Rührblätter das mit den Glaskugeln gemischte Material durcheinanderrühren können, wobei die Glaskugeln die Mahlwirkung durch ihre wechselseitige Reibung bewerkstelligen.During the execution of the grinding process, a large number of glass balls, which have a diameter of 2 mm, are introduced into the grinding cylinder 11 through an inlet 14 . During the grinding, the material to be ground is forcibly introduced into the cylinder 11 through the inlet 14 by means of a pump 15 . Then the shaft 12 is driven by the motor 26 so that the stirring blades can mix the material mixed with the glass balls, the glass balls effecting the grinding action by their mutual friction.

Diese bekannte in Fig. 1 gezeichnete Pulvermühle weist die folgenden Mängel auf:This known powder mill shown in FIG. 1 has the following shortcomings:

1. The grinding cylinder 11 can only move the material to be ground and the glass balls in the vertical direction. A movement in the horizontal direction is not possible due to the lying position and due to the cylindrical shape of the grinding cylinder 11 . The grinding efficiency and the stirring performance of this known powder mill are therefore often not sufficient for the desired fineness and homogeneity of the ground material.
2. Due to the low effectiveness of the known powder mill the grinding time must be long, or the grinding process must can be repeated several times. However, this results in Loss of time and energy.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Pulvermühle der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einer einfachen Ausbildung eine verbesserte Mahlwirksamkeit und eine verbesserte Mahlleistung zur zeit- und energiesparenden Herstellung von Pulver einer gewünschten Feinheit und Homogenität aufweist.The invention is therefore based on the object To create powder mill of the type mentioned, which at a simple training an improved grinding efficiency and an improved grinding performance for time and energy saving Production of powder of a desired fineness and Has homogeneity.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Pulvermühle sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.This object is achieved by the features of characterizing part of claim 1 solved. Preferred Further developments of the powder mill according to the invention are in the Subclaims marked.

Die erfindungsgemäße Pulvermühle weist einen Mahlbehälter mit einer kugelartigen balligen, d.h. mit einer kugelförmigen, mit einer ovalen oder mit einer vielflächigen polyedrischen inneren Mahlfläche auf. Desgleichen weist die erfindungsgemäße Pulvermühle eine Welle auf, die sich in den Innen- d.h. Hohlraum des Mahlbehälters hineinerstreckt und die z.B. durch ein Riemenrad angetrieben wird, das mittels eines Riemens mit einem zweiten Riemenrad drehmomentübertragend verbunden ist, wobei das zweite Riemenrad an einer Motor-Antriebswelle befestigt ist. Außerdem sind eine Anzahl bzw. eine Vielzahl Rührwerksblätter an dem in den Behälter hineinragenden Abschnitt der Welle befestigt, die voneinander verschiedene Durchmesser aufweisen und die das in den Behälter zum Mahlen eingegebene Material zwingen, sich sowohl in vertikaler Richtung als auch in horizontaler Richtung zu bewegen, wenn die Welle angetrieben wird. Die Stellung des Mahlbehälters kann gekippt oder vertikal oder horizontal ausgerichtet werden. Zum Mahlen des Materials werden eine Vielzahl von Glaskugeln in den Behälter eingebracht, die sich mit dem zu mahlenden Material vermischen und die das Material durch die Rotation der Welle und mittels der Rührblätter aufmahlen.The powder mill according to the invention has a grinding container a spherical crowned, i.e. with a spherical, with an oval or with a polyhedral polyhedral interior Grinding surface. Likewise, the invention Powder mill on a wave that is in the interior i.e. Cavity of the grinding container and which e.g. by a pulley is driven by means of a belt a second pulley is connected to transmit torque the second pulley on a motor drive shaft is attached. There are also a number or a large number Agitator blades on the protruding into the container Section of the shaft attached, different from each other Have diameter and that in the container for grinding Forced material is forced to move in both vertical Moving direction as well as horizontally when the Shaft is driven. The position of the grinding bowl can tilted or aligned vertically or horizontally. To the The material is ground in a variety of glass balls Containers introduced that deal with the material to be ground and mix the material by rotating the shaft and grind using the stirring blades.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Pulvermühle. Es zeigt:Further details, features and advantages result from the following description of in the drawing illustrated embodiments of the invention Powder mill. It shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bekannte Pulvermühle, Fig. 1 shows a longitudinal section through a known pulverizer

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pulvermühle, Fig. 2 is a longitudinal section through a first embodiment of the pulverizer according to the invention,

Fig. 3 einen ersten analytischen Graph der Aktionskraft der Glaskugeln und des zu mahlenden Materials in der kugelartigen erfindungsgemäßen Pulvermühle, Fig. 3 shows a first analytical graph of the action force of the glass beads and, material to be ground in the ball-like powder mill according to the invention

Fig. 4 einen zweiten analytischen Graph der Aktionskraft der Glaskugeln und des zu mahlenden Materials in der erfindungsgemäßen kugelartigen Pulvermühle, Fig. 4 shows a second analytical graph of the action force of the glass beads and, material to be ground in the inventive spherical powder mill

Fig. 5 einen dritten analytischen Graph der Aktionskraft der Glaskugeln und des zu mahlenden Materials in der erfindungsgemäßen kugelartigen Pulvermühle, Fig. 5 a third analytical graph of the action force of the glass beads and, material to be ground in the inventive spherical powder mill

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pulvermühle, und Fig. 6 shows a longitudinal section through a second embodiment of the pulverizer according to the invention, and

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen kugelartigen Pulvermühle. Fig. 7 is a longitudinal section through a third embodiment of the ball-like powder mill according to the invention.

Die erfindungsgemäße kugelartige Pulvermühle weist einen besonders ausgebildeten Mahlbehälter mit einer kugelartigen inneren Mahlfläche und mit einer Welle auf, wobei ein Endabschnitt der Welle sich in das Innere des Mahlbehälters hineinerstreckt und eine Vielzahl Rührblätter aufweist, die an der Welle voneinander beabstandet befestigt sind. Das gegenüberliegende zweite Ende der Welle ist ausserhalb des Mahlbehälters vorgesehen.The spherical powder mill according to the invention has one specially designed grinding bowl with a spherical inner grinding surface and with a shaft, being a End section of the shaft extends into the interior of the grinding container stretched in and has a large number of stirring blades on the shaft are attached spaced apart. The opposite second end of the shaft is outside the Grinding container provided.

In Fig. 2 ist eine kugelartige Pulvermühle 20 dargestellt, die ein Tragorgan 21, eine Basis 22 und einen Mahlbehälter 23 aufweist, der mit dem Tragorgan 21 verbunden ist, und der von der rechten Seite des Tragorgans 21 sich schräg nach unten erstreckt. Die Pulvermühle 20 weist ausserdem eine Welle 24 auf, die mittels zweier Lager 25 a und 25 b gelagert ist, wobei sich ein Endabschnitt der Welle 24 in den Mahlbehälter 23 hineinerstreckt. Ein Motor 26 ist im Inneren der Basis 22 vorgesehen und mit einer Welle 27 ausgebildet, an der ein Riemenrad 28 befestigt ist. Ein zweites Riemenrad 29 ist an der Welle 24 befestigt. Ein Riemen 30 verbindet die beiden Riemenräder 28 und 90 miteinander drehmomentübertragend. An der Oberseite des Tragorgans 22 ist eine Wasserkühleinrichtung 31 vorgesehen, die zur Wasserkühlung der Lager 25 a und 25 b dient. Zu diesem Zweck wird Wasser durch eine mit einer Schraube 32 verschließbare Öffnung in die Kühleinrichtung 31 eingefüllt, das durch die mit einer Schraube 33 im Boden vorgesehene bzw. verschließbare Öffnung aus der Wasserkühleinrichtung 31 abgelassen werden kann.In Fig. 2 a spherical powder mill 20 is shown, which has a support member 21 , a base 22 and a grinding container 23 which is connected to the support member 21 and which extends obliquely downwards from the right side of the support member 21 . The powder mill 20 also has a shaft 24 , which is mounted by means of two bearings 25 a and 25 b , an end portion of the shaft 24 extending into the grinding container 23 . A motor 26 is provided inside the base 22 and is formed with a shaft 27 to which a pulley 28 is attached. A second pulley 29 is attached to the shaft 24 . A belt 30 connects the two belt wheels 28 and 90 to one another in a torque-transmitting manner. At the top of the support member 22 , a water cooling device 31 is provided, which is used for water cooling of the bearings 25 a and 25 b . To this end water is introduced through a closable with a screw opening 32 in the cooling device 31, which can be drained through the opening provided respectively with a screw 33 in the bottom closeable opening from the water cooling means 31st

Der Mahlbehälter 23 enthält eine kugelartige bzw. kugelförmige Innenschale 38, eine kugelartige bzw. kugelförmige Außenschale 39 und einen schraubenlinienförmigen Wasserdurchlaß 40 zwischen den beiden Schalen 38 und 39. Die Außenschale 39 ist mit einem Wassereinlaß 44 und mit einem Wasserauslaß 42 versehen. Ein Materialeinlaß 43 und ein Materialauslaß 44 sind für das zu mahlende Material vorgesehen, das zu diesem Zweck durch die innere und durch die äußere Schale 38 und 39, die mit dem Mahlraum 45 zusammenhängen, durchgeleitet wird. Die innere Schale 38 und die äußere Schale 39 bestehen aus je zwei separaten Halbkugeln, die mittels Bolzen 46 miteinander verbunden sind.The grinding container 23 contains a spherical or spherical inner shell 38 , a spherical or spherical outer shell 39 and a helical water passage 40 between the two shells 38 and 39 . The outer shell 39 is provided with a water inlet 44 and with a water outlet 42 . A material inlet 43 and a material outlet 44 are provided for the material to be ground, which for this purpose is passed through the inner and through the outer shells 38 and 39 which are connected to the grinding chamber 45 . The inner shell 38 and the outer shell 39 each consist of two separate hemispheres which are connected to one another by means of bolts 46 .

Die Hauptmerkmale der erfindungsgemäßen Pulvermühle 20 sind die kugelartige innere Mahlfläche 34 und die Rührblätter 35, 36 und 37 mit unterschiedlichen Durchmessern. Die Welle 24 und der Mahlbehälter 23 können in eine gekippte Position abgesenkt werden, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, oder sie können wahlweise horizontal oder vertikal angeordnet werden. The main features of the powder mill 20 according to the invention are the spherical inner grinding surface 34 and the stirring blades 35 , 36 and 37 with different diameters. The shaft 24 and the grinding container 23 can be lowered into a tilted position, as shown in Fig. 2, or they can be arranged either horizontally or vertically.

In der in Fig. 2 gezeichneten Stellung, in welcher der Mahlbehälter 23 und die Welle 24 gekippt sind, besteht die Aktionskraft der Glaskugeln oder des zu mahlenden Materials die Gewichtskraft W der Partikel P sowie aus der Zentrifugalkraft Q, die durch die Rotations der Rührwerksblätter 35, 36 und 37 verursacht wird. Die sich aus der Gewichtskraft W und der Zentrifugalkraft Q ergebende Resultierende R ist die vektorielle Summe aus der Gewichtskraft W und der Zentrifugalkraft Q, d.h. R = W + Q, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Fig. 4 zeigt, daß die Resultierende R die Vektorsumme aus der vertikalen Kraftkomponente RV und der horizontalen Kraftkomponente RH, d.h. R = RV + Rh, ist. Fig. 5 zeigt, daß die vertikale Kraftkomponente RV unterteilt werden kann in eine tangentiale Kraftkomponente RVT und in eine Normalkomponente RVR entlang des Kreises S, wobei insbes. die tangentiale Kraftkomponente RVT die Gleitbewegung der Partikel P entlang der inneren Mahlfläche bewirkt und gleichzeitig die Rotation der Welle überträgt. Dadurch werden die Glaskugeln und das zu mahlende Material gezwungen, sich gleichzeitig vertikal und horizontal zu bewegen, so daß die Glaskugeln durcheinanderwirbeln, reiben und das Material aufmahlen können, was durch die unterstützende Hilfe der kugelartigen Gestalt der inneren Mahlfläche und durch die Neigung der Rührblätter in großem Umfang möglich ist. Daraus resultiert eine Verbesserung der Feinheit und eine Verbesserung der Homogenität des mit einer erfindungsgemäßen Pulvermühle gemahlenen Materials im Vergleich zu dem mit einer bekannten Pulvermühle aufgemahlenen Materials.In the position shown in FIG. 2, in which the grinding container 23 and the shaft 24 are tilted, the action force of the glass balls or of the material to be ground consists of the weight force W of the particles P and of the centrifugal force Q caused by the rotation of the agitator blades 35 , 36 and 37 is caused. The resultant R resulting from the weight force W and the centrifugal force Q is the vectorial sum of the weight force W and the centrifugal force Q , ie R = W + Q , as can be seen from FIG. 3. Fig. 4 shows that the resultant R of the vector sum of the vertical force component of the horizontal force component RV and RH ie, R = RV + Rh. Fig. 5 shows that the vertical force component RV can be divided into a tangential force component RVT and a normal component RVR along the circle S , wherein in particular the tangential force component RVT causes the sliding movement of the particles P along the inner grinding surface and at the same time the rotation of the Wave transmits. This forces the glass balls and the material to be ground to move vertically and horizontally at the same time, so that the glass balls can swirl, rub and grind the material, which is supported by the spherical shape of the inner grinding surface and by the inclination of the stirring blades in large scale is possible. This results in an improvement in the fineness and an improvement in the homogeneity of the material ground with a powder mill according to the invention in comparison with the material ground with a known powder mill.

Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pulvermühle 20, deren Mahlbehälter 23 eine ovale Innenfläche 34 a und einen ovalen Hohlraum 45 a aufweist, der durch die Innenfläche 34 a festgelegt ist. Rührwerksblätter 35, 36 und 37 sind an der Welle 24 wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Pulvermühle befestigt. Gleiche Einzelteile sind in den Fig. 6 und 2 mit denselben Bezugsziffern bezeichnet, so daß es sich erübrigt, alle diese Einzelheiten in Verbindung mit Fig. 6 noch einmal detalliert zu beschreiben. Durch die Ausbildung gemäß Fig. 6 führen das zu mahlende Material und die Glaskugeln eine Bewegung aus, die von der einen kugelförmigen Mahlbehälter 23 aufweisenden Pulvermühle 20 gem. Fig. 2 verschieden sein kann. Fig. 6 shows a second embodiment of the powder mill 20 according to the invention, the grinding container 23 has an oval inner surface 34 a and an oval cavity 45 a , which is defined by the inner surface 34 a . Agitator blades 35 , 36 and 37 are attached to the shaft 24 as in the embodiment of the powder mill described above. The same individual parts are designated in FIGS . 6 and 2 with the same reference numerals, so that it is unnecessary to describe all these details in detail in connection with FIG. 6 again. The embodiment according to Fig. 6, the material to be ground and the glass beads perform a movement which having from one spherical grinding container 23 pulverizer 20 gem. Fig. 2 can be different.

Eine dritte Ausführungsform der Pulvermühle 20 ist in Fig. 7 gezeichnet, wobei bei dieser Pulvermühle der Mahlbehälter 23 eine vielflächige, d.h. polyedrische Innenfläche 34 b und Rührblätter 35, 36 und 37 aufweist, die voneinander verschiedene Längen besitzen. Die Rührblätter 35, 36 und 37 sind an der Welle 24 befestigt und im Hohlraum des Mahlbehälters 23 vorgesehen. Mit einer solchen Ausbildung der Pulvermühle 20 kann die Mahlwirkung von der Mahlwirkung entsprechend den Ausführungsbeispielen, wie sie in den Fig. 2 und 6 gezeichnet sind, verschieden sein.A third embodiment of the powder mill 20 is shown in FIG. 7, wherein in this powder mill the grinding container 23 has a polyhedral, ie polyhedral inner surface 34 b and stirring blades 35 , 36 and 37 , which have different lengths from one another. The stirring blades 35 , 36 and 37 are attached to the shaft 24 and are provided in the cavity of the grinding container 23 . With such a configuration of the powder mill 20 , the grinding action can be different from the grinding action in accordance with the exemplary embodiments as shown in FIGS . 2 and 6.

Claims

1. Powder mill with a grinding container ( 23 ) whose interior ( 45 , 45 a , 45 b ) is delimited by an internal grinding surface ( 34 , 34 a , 34 b ), and with a shaft ( 24 ) that enters the interior ( 45 , 45 a , 45 b ) of the grinding container ( 23 ) protrudes, a number of stirring blades ( 35 , 36 , 37 ) being attached to the shaft ( 24 ) at a distance from one another, which stand away from the shaft ( 24 ) and which are located in the interior ( 45 , 45 a , 45 b ) of the grinding container ( 23 ) are arranged, characterized in that the interior ( 45 , 45 a , 45 b ) of the grinding container ( 23 ) has a spherical shape.

2. Powder mill according to claim 1, characterized in that the interior ( 45 ) of the grinding container ( 23 ) is spherical.

3. Powder mill according to claim 1, characterized in that the interior ( 45 a ) of the grinding container ( 23 ) is oval.

4. Powder mill according to claim 1, characterized in that the interior ( 45 b ) of the grinding container ( 23 ) is polyhedral, multifaceted.

5. Powder mill according to one of the preceding claims, characterized in that the stirring blades ( 35 , 36 , 37 ) attached to the shaft ( 24 ) and spaced apart from one another have different diameters.

6. Powder mill according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft ( 24 ) with the stirring blades ( 35 , 36 , 37 ) can be arranged inclined to the horizontal.

7. Powder mill according to one of the preceding claims, characterized in that the grinding container ( 23 ) together with the shaft ( 24 ) and the stirring blades ( 35 , 36 , 37 ) can be arranged inclined to the horizontal.