DE3935226C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fließbett-Gegenstrahlmühle zur Feinstzerkleinerung spröder Materialien, insbesondere je­ doch den Mahlbehälter, in dem die Gasstrahldüsen im unteren Bereich und der Sichter im oberen Bereich angeordnet sind und der mit dem Vorratsbehälter über eine Dosierschnecke in Verbindung steht.

Fließbett-Gegenstrahlmühlen bestehen aus einem vertikal­ achsigen zylinderförmigen Mahlbehälter, in dessen unteren Bereich die Gasstrahldüsen angeordnet sind. Die Gasstrahl­ düsen sind in einer senkrecht zur Mahlbehälterachse stehen­ den Ebene koaxial um die Mahlbehälterachse gleichmäßig ver­ teilt angeordnet. Dabei liegen die Gasstrahldüsen mit ihren Achsen auf einer gedachten Kreisfläche oder auf dem Mantel eines gedachten Kegels, wobei sich ihre Achsen in einem Punkt auf der Mahlbehälterachse schneiden. Die Düsenrohre durchdringen den Mahlbehälter und sind an der den Mahlbe­ hälter im Abstand umgebenden Ringleitung angeschlossen.

Das zu zerkleinernde Material wird mittels einer Dosier­ schnecke aus dem Vorratsbehälter abgezogen und unterhalb der Düsenebene, vorzugsweise senkrecht von unten, in den Mahlbehälter eingetragen. Im Mahlbehälter baut sich ein Materialbett bis oberhalb der Düsenebene auf. In dieses wird Zerkleinerungsenergie in Form von Gasstrahlen hoher Geschwindigkeit eingebracht, die es in ihrer unmittel­ baren Umgebung fluidisieren und in ein Fließbett umwandeln. Die sich in unmittelbarer Nähe der Gasstrahlen befindenden Partikel werden vom Randbereich der Gasstrahlen erfaßt und in Richtung Aufprallpunkt beschleunigt. Hier prallen die Partikelströme der einzelnen Gasstrahlen mit hoher Energie aufeinander, um anschließend als Gas-Gut-Fontäne aus dem Fließbett bis in den darüber liegenden Sichtraum aufzu­ steigen, aus dem das Grobgut wieder in das Fließbett zu­ rückfällt. Die für einen optimalen Zerkleinerungsprozeß ausschlaggebende Höhe des Fließbettes wird durch geeignete Füllstandmeßrichtungen mittels der Dosierschnecke an­ nähernd auf gleichem Niveau gehalten.

Die Nachteile bestehen einmal im hohen fertigungstechnischen Aufwand durch die separate Leitung für die Energiezuführung und zum anderen durch die Anordnung der Gasstrahldüsen im Mahlraum. Bei Erhöhung des Durchsatzes der Fließbett-Gegen­ strahlmühle wird u. a. die Zahl der Gasstrahldüsen erhöht, wodurch sich der Durchmesser des Mahlbehälters, und alle da­ mit verbundenen Bauteile, vergrößert und die Mühle dadurch uneffektiv wird.

Des weiteren beeinflußt die ständig zwischen Minimum und Maximum schwankende Höhe des Fließbettes den Zerkleinerungs- und Sichtprozeß negativ.

Ziel der Erfindung ist es, den fertigungstechnischen Aufwand einer Fließbett-Gegenstrahlmühle zu verringern und sie auch mit zunehmendem Durchsatz wirtschaftlich zu gestalten.

Aufgabe der Erfindung ist es, zur Gestaltung optimaler Prozeß­ bedingungen die Gaszuführung zu den Gasstrahldüsen, die Gas­ strahldüsen selbst und die Füllstandsregulierung des Mahl­ gefäßes neu zu gestalten und aufeinander abzustimmen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem in der Wandung des Mahlbehälters im oberen Bereich unterhalb des Sichters eine Überlauföffnung angeordnet ist, dessen scharfkantig aus­ gebildete Unterkante dem optimalen Füllstand des Mahlbehälters entspricht und die über eine Leitung mit dem dicht neben dem Mahlbehälter angeordneten Vorratsbehälter verbunden ist. Im unteren Bereich des Mahlbehälters ist die Gaszuführungslei­ tung zu den Gasstrahldüsen als Ringkanal in der Wandung des Mahlbehälters integriert. In diesen münden die Gasstrahldüsen radial von innen ein oder durchdringen den Kanal und sind im Bereich des Kanals mit mindestens einer Öffnung versehen.

Über den Boden des Mahlbehälters wird mittels eines Schnec­ kenförderers aus dem Vorratsbehälter das zu zerkleinernde Material in den Mahlbehälter dosiert aufgegeben. Es baut sich ein Materialbett bis oberhalb der Düsenebene auf. In den Ring­ kanal wird Druckgas eingebracht, das über die Gasstrahldüsen mit großer Energie austritt und das Materialbett in unmittel­ barer Nähe fluidisiert. Die sich in einem Punkt auf der Mahl­ behälterachse treffenden Gasstrahlen erfassen mit ihrem Rand­ bereich Materialpartikel und beschleunigen sie in Richtung Aufprallpunkt. Hier prallen sie mit hoher Energie aufeinander, um anschließend mit dem Gas als Gas-Gut-Fontäne aus dem Fließbett bis in den Sichtraum aufzusteigen.

Die optimale Fließbetthöhe wird durch den sich in der Wandung des Mahlbehälters befindenden Überlauf ständig konstant ge­ halten, ohne daß zusätzliche Meßgeräte- bzw. Meßfühler not­ wendig sind. Die Materialzufuhr über dem Boden wird so einge­ stellt, daß ständig ein Materialstrom über den Überlauf zurück in den Vorratsbehälter fließt.

Eine verstärkte Zuführung von Zerkleinerungsenergie - Steige­ rung des Gasvolumenstromes - wird bei gleichbleibendem Düsen­ durchmesser und Mahlgefäßdurchmesser durch Vergrößerung der Düsenanzahl erreicht. Zu diesem Zweck werden die Gasstrahl­ düsen in mindestens zwei senkrecht zur Mahlbehälterachse stehenden Ebenen koaxial um die Mahlbehälterachse gleichmäßig verteilt angeordnet. Sie können dabei mit ihren Achsen auf gedachten Kreisflächen und/oder auf dem Mantel gedachter Kreiskegel angeordnet sein. Ihre Gasstrahlen treffen sich dabei in einem oder zwei Punkten auf der Mahlbehälterachse. Die in mindestens zwei Ebenen angeordneten Gasstrahldüsen befinden sich dabei senkrecht übereinander oder gegeneinander versetzt.

Die Erfindung wird am Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die schematischen Zeichnungen zeigen

Fig. 1 komplette Fließbett-Gegenstrahlmühle im Schnitt;

Fig. 2 Zerkleinerungszone mit Düsenanordnung im Schnitt;

Fig. 3 Draufsicht auf die Zerkleinerungszone;

Fig. 4 Variante der Düsenanordnung;

Fig. 5 Anordnung und Ausbildung der Düsen im Schnitt.

Die in Fig. 1 dargestellte Fließbett-Gegenstrahlmühle besteht aus dem zylinderförmigen und vertikalachsigen Mahlbehälter 1 mit Zerkleinerungszone 2 im unteren Bereich und Sichtzone 3 im oberen Bereich. Unmittelbar neben dem Mahlbehälter 1 ist der Vorratsbehälter 4 für das zu zerkleinernde Material an­ geordnet, der mit dem Mahlbehälter 1 über einen Überlauf 5 im oberen Bereich und mittels einer Dosierschnecke 6 ver­ bunden ist. Der Vorratsbehälter 4 wird aus einem Aufgabe­ behälter 7 mittels einer Aufgabeschnecke 8 mit Material ver­ sorgt.

In der Zerkleinerungszone 2 sind in einer Ebene A Gasstrahl­ düsen 9 radial angeordnet, die den Ringkanal 10, der an der Wandung des Mahlbehälters 1 nach innen oder außen angesetzt ist, durchdringen und über Öffnungen 11 im Düsenrohr aus dem Ringkanal 10 mit Druckgas versorgt werden.

Fig. 5 zeigt beispielhaft die Anordnung der Gasstrahldüsen 9 im Ringkanal 10. Hiernach wird das Düsenrohr in zwei Rohr­ stutzen 12; 13, die in den beiden Wandungen des Ringkanales 10 axial fluchtend befestigt sind, geführt. Die Abdichtung des Innenraumes des Ringkanales gegenüber dem Düsenrohr er­ folgt hier durch Rundringe 14 zwischen dem Düsenrohr 9 und den Rohrstutzen 12; 13.

Das zu zerkleinernde Material wird aus dem Aufgabebehälter 7 mittels Aufgabeschnecke 8 in den Vorratsbehälter 4 aufgegeben. Der Füllstand im Vorratsbehälter 4 wird mittels einer geeig­ neten Füllstandsmeßeinrichtung, die mit dem Antrieb der Auf­ gabeschnecke 8 verbunden ist, nach oben begrenzt. Aus dem Vorratsbehälter 4 wird das Material nach unten abgezogen und durch die Dosierschnecke 6 von unten in den Mahlbehälter 1 aufgegeben. In diesem baut sich ein Materialbett bis oberhalb der Düsenebene A auf.

Über einen Stutzen 15 wird der Ringkanal 10 mit Druckgas beaufschlagt. Über die Öffnungen 11 dringt dieses in die Gasstrahldüsen 9 ein, aus denen es mit hoher Geschwindig­ keit in das Materialbett austritt und dieses in unmittel­ barer Nähe der Gasstrahldüsen 9 fluidisiert. Die sich in unmittelbarer Nähe der austretenden Gasstrahlen befind­ lichen Materialpartikel werden vom Randbereich der Gas­ strahlen erfaßt und in Richtung Aufprallpunkt beschleunigt. Hier prallen die Partikelströme der einzelnen Gasstrahl­ düsen 9 mit hoher Energie aufeinander, um anschließend als Gas-Gut-Fontäne aus dem Fließbett bis in die Sichtzone 3 aufzusteigen. Hier werden durch den Stabkorbsichter 16 die feinen Partikel aus dem Gas-Gut-Gemisch aussortiert und über dessen Innenraum abgeführt, während das Grobgut wieder in das Fließbett zurückfällt.

Die für den Zerkleinerungsprozeß optimale Höhe des Fließ­ bettes wird durch den Überlauf 5 konstant gehalten. Diese Fließbetthöhe wird fixiert durch die scharfkantig ausge­ bildete Unterkante des Überlaufes 5. Alles über diese Kante aufsteigende Material fließt über den Überlauf 5 in den Vor­ ratsbehälter 4, um erneut gemeinsam mit frischem Aufgabe­ gut von unten dem Mahlbehälter 1 zugeführt zu werden.

Die Anordnung und Ausgestaltung dieser Fließbett-Gegenstrahl­ mühle ermöglicht eine einfache und doch sichere Betriebs­ weise bei hoher Effektivität. So wird trotz unterschied­ licher Materialeigenschaften ständig ein optimaler Füllstand im Mahlgefäß ohne aufwendige Meßtechnik gewährleistet. Der verstärkte Materialumlauf zwischen Mahlbehälter und Vor­ ratsbehälter garantiert eine intensivere Feingutsichtung, und die ständige Stopfwirkung der Dosierschnecke in den Mahl­ behälter erhöht die Feststoffdichte im Düsenbereich, was eine intensivere Zerkleinerung zur Folge hat.

Die Gestaltung des Düsenbereiches, indem der Druckgaskanal in der Wandung des Mahlgefäßes integriert wurde, macht die Fließbett-Gegenstrahlmühle dahingehend attraktiver, daß die Mühle mit geringerem Aufwand gefertigt werden und platz­ sparend aufgestellt werden kann. Gleichzeitig wird die Mühle montage- und wartungsfreundlicher und es besteht die ein­ fache Möglichkeit, die Anzahl der Gasstrahldüsen zu erhöhen, indem die Düsen in mindestens zwei Ebenen angeordnet werden können.

Fig. 2 zeigt, wie die Gasstrahldüsen 9 zur Radialen ange­ ordnet sein können. Sie können direkt radial - rechte Bild­ seite - oder zur Radialen geneigt - linke Bildseite - ange­ ordnet sein. In dieser Figur ist die Anordnung der Gasstrahl­ düsen 9 in drei Ebenen A; B; C gezeigt, wobei sie mit ihren Achsen auf gedachten Kreisflächen (Ebene C) und auf dem Man­ tel gedachter Kreiskegel (Ebene A und B) angeordnet sind.

Fig. 3 zeigt, daß die Gasstrahldüsen 9 der einzelnen Ebenen (z. B. A und B) nicht untereinander, sondern zueinander ver­ setzt angeordnet sein können.

Fig. 4 zeigt eine Ausgestaltungsvariante der Gasstrahldüse 9. Sie sind nur an der Innenwandung des Ringkanals 10 angeordnet.

So gestaltete Fließbett-Gegenstrahlmühlen sind in ihrem Durch­ satz variabel und den jeweils gegebenen Bedingungen leicht anpaßbar, wenn die einzelnen Düsenebenen als Segmente ausge­ bildet und somit auswechselbar gestaltet sind.

Fließbett-Gegenstrahlmühle

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

 1 Mahlbehälter
 2 Zerkleinerungszone
 3 Sichtzone
 4 Vorratsbehälter
 5 Überlauf
 6 Dosierschnecke
 7 Aufgabeschnecke
 8 Aufgabebehälter
 9 Gasstrahldüse
10 Ringkanal
11 Öffnungen in 9
12 Rohrstutzen
13 Rohrstutzen
14 Rundring
15 Stutzen
16 Stabkorbsichter

Claims (7)

1. Fließbett-Gegenstrahlmühle, bestehend aus einem verti­ kalachsigen, zylinderförmigen Mahlbehälter, der über einen Schneckenförderer mit einem Vorratsbehälter mit Aufgabevorrichtung in Verbindung steht und im Mahlbe­ hälter ein Sichter im oberen Bereich und eine bestimm­ te Anzahl Gegenstrahldüsen im unteren Bereich ange­ ordnet sind, deren Achsen in einer zur Gehäuseachse senkrecht stehenden Ebene angeordnet sind und die Gas­ strahldüsen koaxial um die Gehäuseachse gleichmäßig verteilt angeordnet und an einer Ringleitung ange­ schlossen sind, gekennzeichnet, daß in der Wandung des Mahlbehälters (1) im oberen Bereich unterhalb der Sichtzone (3) ein Überlauf (5) mit schar­ fer Überlaufkante angeordnet ist, der über eine Lei­ tung mit dem Vorratsbehälter (4) verbunden ist, und im unteren Bereich die Ringleitung als Ringkanal (10) in der Wan­ dung des Mahlbehälters (1) integriert ist, in dem Gas­ strahldüsen (9) radial angeordnet sind.

2. Fließbett-Gegenstrahlmühle nach Anspruch 1, ge­ kennzeichnet, daß die Überlaufkante des Überlaufes (5) dem optimalen Füllstand des Fließ­ bettes entspricht.

3. Fließbett-Gegenstrahlmühle nach Anspruch 1, ge­ kennzeichnet, daß die Gasstrahldüsen (9) den Ringkanal (10) durchdringen und im Bereich des Ringkanals (10) mit mindestens einer Öffnung (11) versehen sind.

4. Fließbett-Gegenstrahlmühle nach den Ansprüchen 1 und 3, gekennzeichnet, daß die Gasstrahldüsen (9) in mindestens zwei senkrecht zur Mahlbehälterachse stehenden Ebenen (A; B) koaxial um die Mahlbehälter­ achsen gleichmäßig verteilt angeordnet sind und die Düsenachsen sich in mindestens einem Punkt auf einer der Ebenen (A; B) oder zwischen den Ebenen (A; B), vor­ zugsweise auf der Mahlbehälterachse, schneiden.

5. Fließbett-Gegenstrahlmühle nach den Ansprüchen 1, 3 u. 4, gekennzeichnet durch die Anordnung der Gasstrahldüsen (9) mit ihren Achsen auf gedachten Kreis­ flächen und/oder auf dem Mantel gedachter Kreiskegel.

6. Fließbett-Gegenstrahlmühle nach den Ansprüchen 1, 3 u. 5, gekennzeichnet durch die Anordnung der Gasstrahldüsen (9) der unterschiedlichen Ebenen übereinander.

7. Fließbett-Gegenstrahlmühle nach den Ansprüchen 1, 3 bis 5, gekennzeichnet durch die Anordnung der Gasstrahldüsen (9) der unterschiedlichen Ebenen versetzt zueinander.