EP0139279B1 - Fliessbett-Gegenstrahlmühle - Google Patents

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EP0139279B1 EP84112177A EP84112177A EP0139279B1 EP 0139279 B1 EP0139279 B1 EP 0139279B1 EP 84112177 A EP84112177 A EP 84112177A EP 84112177 A EP84112177 A EP 84112177A EP 0139279 B1 EP0139279 B1 EP 0139279B1
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jet
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bed
axis
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Roland Dr.-Ing. Nied
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Hosokawa Alpine AG
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Alpine AG
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/06—Jet mills
    • B02C19/068—Jet mills of the fluidised-bed type

Definitions

  • the invention relates to a fluid bed jet mill with the features of the preamble of claim 1.
  • Fluid bed jet mills in particular meet these requirements because, due to the resulting high material load, they are 2 to 4 times more efficient than the other known jet mills, e.g. the spiral jet mill.
  • the fluidized bed jet mill known from DE-OS 2040519, from which the preamble of claim 1 is based is advantageously suitable for this purpose: since its grinding chamber has no internals for guiding the gas jets used for grinding, it can also work with the hardest ground material work practically without wear and tear, and since the gas jet emerging vertically upward from the nozzle in the bottom region of the grinding chamber serves both for grinding and for fluidizing the material in the grinding chamber, no additional means for the fluidization of the material are required.
  • the fountain formation of the material emerging from the material bed, with the grinding chamber filling appropriately set enables simple loading of a classifier arranged above the surface of the material bed, so that continuous operation and a uniform finished product result.
  • the bed of material is subjected to a very intensive circulation movement, with which the entire contents of the grinding chamber are captured and the jets are loaded more densely with material.
  • the fact that parts of the material bed remain and solidify - as is observed in the known fluidized bed jet mills and there deteriorates the grinding effect and makes cleaning of the grinding chamber more difficult - is effectively prevented.
  • the optimal grinding effect of the arrangement according to the invention is obtained if the distance of the intersection of the nozzle axes from the plane of the nozzle orifices is selected such that the vectorial, i.e. the sum of the pulse currents of all nozzles obtained by geometric addition becomes zero.
  • the impulse flow of a nozzle is to be understood here as the product of the jet speed at the nozzle mouth and here the amount of gas passed through in the time unit; it corresponds to the momentum of the gas jet emerging from the nozzle and has the dimension of a force.
  • all the nozzles are of the same design and have the same dimensions. This results in equal distances for all nozzles from the nozzle mouth to the focal point of the jets, the space in which all jets overlap, so that the same grinding conditions are given for each jet.
  • the space requirement of the nozzle arrangement is minimized, so that it is possible to work with a smaller filling of the grinding chamber than before, which leads to a further improvement in the use of energy.
  • the jet mill shown in section in FIG. 1 has a grinding chamber 1 free of internals, which is designed in its lower region as a cone 2 and is closed at the top by the classifier 3 with classifying wheel 4.
  • the floor nozzle 5 opens into the grinding chamber 1 with a gas jet emerging vertically upwards and three further jet nozzles 6, the mouths of which are evenly distributed on a circle 8 coaxial with the axis 7 of the floor nozzle 5 in a plane 9 running perpendicular to the axis 7, and the axes 10 thereof cut at point 11 on axis 7 below level 9 (Fig. 2).
  • the floor nozzle 5 and jet nozzles 6 are of identical design and have the same dimensions, so that the distance between the nozzle mouth and point 11 is the same for all nozzles 5 and 6.
  • the distance of the point 11 from the level 9 is chosen so that the vectorial sum of the pulse currents of the nozzles 5 and 6 becomes zero, ie it is a quarter of the distance of the mouth of the floor nozzle 5 from the level 9, since all the nozzles 5 and 6 are fed from the common supply line 12 and thus jet speed at the nozzle mouth and here in the time unit enforced gas volume for all nozzles 5 and 6 are the same.
  • the material to be shredded 13 is conveyed into the grinding chamber 1 with the aid of the metering screw 14, which can be adjusted in speed, and here forms a material bed 15 of such height that material and gas (from the nozzles 5 and 6) move upwards at a low speed as a fountain 16 Classification wheel 4 can be transported.
  • the classifier fine material leaves the jet mill via the outlet line 17 and from there becomes a (not shown) dust separator, e.g. Cyclone and / or filter, guided.
  • the classifier coarse material circles along the wall of the grinding chamber 1 back into the material bed 15.
  • the fineness of the finished product is set via the speed of the classifying wheel 4, which is driven by the motor 18 via a belt drive 19 with a continuously adjustable transmission ratio.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Fliessbettstrahlmühle mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
  • Strahlmühlen stellen trotz ihres hohen spezifischen Energieverbrauchs vor allem in den Bedarfsfällen, bei denen hohe Anforderungen an die Feinheit oder Reinheit des Mahlprodukts bestehen oder Verschleiss und Ansatzbildung zu erwarten sind und dadurch Anlagen mit Zerkleinerungsmaschinen mit bewegten Mahlwerkzeugen komplizierter und teurer in Anschaffung und Betrieb werden, nach wie vor wirtschaftlich arbeitende Zerkleinerungsmaschinen dar.
  • Vor allem Fliessbettstrahlmühlen werden diesen Anforderungen gerecht, da sie infolge der sich einstellenden hohen Gutbeladung einen um den Faktor 2 bis 4 besseren Wirkungsgrad als die anderen bekannten Strahlmühlen, z.B. die Spiralstrahlmühle, aufweisen. Insbesondere die aus der DE-OS 2040519 bekannte Fliessbettstrahlmühle, von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgegangen wird, eignet sich in vorteilhafter Weise für diesen Zweck: Da ihre Mahlkammer keine Einbauten zur Führung der der Mahlung dienenden Gasstrahlen besitzt, kann sie auch bei härtestem Mahlgut praktisch ohne Verschleiss arbeiten, und da der senkrecht nach oben aus der Düse im Bodenbereich der Mahlkammer austretende Gasstrahl sowohl zur Mahlung als auch zur Fluidisierung des in der Mahlkammer befindlichen Gutes dient, sind keine zusätzlichen Mittel für die Gut-Fluidisierung erforderlich. Ausserdem ermöglicht die Fontänenbildung des aus dem Gutbett austretenden Gutes bei entsprechend eingestellter Mahlkammerfüllung eine einfache Beschickung eines oberhalb der Oberfläche des Gutbettes angeordneten Sichters, so dass sich kontinuierlicher Betrieb und ein gleichmässiges Fertigprodukt ergeben.
  • Wegen der steigenden Energiekosten ist es jedoch unerlässlich, nach Massnahmen zu suchen, mit denen der spezifische Energieverbrauch des Mahlvorgangs gesenkt, d.h. der Wirkungsgrad verbessert werden kann. Diese Aufgabe in Verbindung mit der aus der DE-OS 2040519 bekannten Fliessbettstrahlmühle liegt der vorliegenden Erfindung zugrunde.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass eine bestimmte Anzahl, z.B. 3, 4 oder 5, weiterer Strahldüsen angeordnet werden, die unterhalb der Oberfläche des in der Mahlkammer der Fliessbettstrahlmühle befindlichen Gutbettes in dieses münden. Die Düsenmündungen liegen dabei gleichmässig verteilt auf einem zur Achse der Bodendüse koaxialen Kreis in einer senkrecht zu dieser Achse verlaufenden Ebene, und die Achsen dieser Düsen schneiden sich in einem Punkt auf der Achse der Bodendüse unterhalb der Ebene der Düsenmündungen.
  • Mit dieser Anordnung wird das Gutbett einer sehr intensiven Umwälzbewegung unterzogen, mit der der gesamte Mahlkammerinhalt erfasst wird und die Strahlen dichter mit Gut beladen werden. Dies bedeutet eine bessere Energieausnutzung mit entsprechend verbessertem Wirkungsgrad der Mahlung. Ausserdem wird ein Liegenbleiben und Verfestigen von Teilen des Gutbettes - wie es bei den bekannten Fliessbettstrahlmühlen beobachtet wird und dort die Mahlwirkung verschlechtert und die Reinigung der Mahlkammer erschwert - wirkungsvoll verhindert.
  • Weiterhin wurde gefunden, dass der optimale Mahleffekt der erfindungsgemässen Anordung dann erhalten wird, wenn der Abstand des Schnittpunkts der Düsenachsen von der Ebene der Düsenmündungen so gewählt wird, dass rechnerisch die vektorielle, d.h. die durch geometrische Addition erhaltene Summe der Impulsströme sämtlicher Düsen zu Null wird. Als lmpulsstrom einer Düse ist dabei das Produkt aus Strahlgeschwindigkeit an der Düsenmündung und hier in der Zeiteinheit durchgesetzter Gasmenge zu verstehen; er entspricht dem auf die Zeiteinheit bezogenen Impuls des aus der Düse austretenden Gasstrahls und hat die Dimension einer Kraft.
  • Vorteilhaft ist es auch, wenn sämtliche Düsen gleich ausgebildet werden und gleiche Abmessungen aufweisen. Damit ergeben sich für alle Düsen gleiche Strecken von der Düsenmündung bis zum Brennpunkt der Strahlen, dem Raum, in dem sämtliche Strahlen einander überschneiden, so dass für jeden Strahl gleichartige Mahlbedingungen gegeben sind. Der Raumbedarf der Düsenanordnung wird hierbei zu einem Minimum, so dass mit kleinerer Mahlkammerfüllung als bisher gearbeitet werden kann, was eine weitere Verbesserung der Energieausnutzung mit sich bringt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die in Fig. 1 im Schnitt wiedergegebene Strahlmühle besitzt eine von Einbauten freie Mahlkammer 1, die in ihrem unteren Bereich als Konus 2 ausgebildet ist und nach oben hin durch den Sichter 3 mit Sichtrad 4 abgeschlossen ist. In die Mahlkammer 1 münden die Bodendüse 5 mit senkrecht nach oben austretendem Gasstrahl und drei weitere Strahldüsen 6, deren Mündungen auf einem zur Achse 7 der Bodendüse 5 koaxialen Kreis 8 in einer senkrecht zur Achse 7 verlaufenden Ebene 9 gleichmässig verteilt liegen und deren Achsen 10 sich im Punkt 11 auf der Achse 7 unterhalb der Ebene 9 schneiden (Fig. 2). Bodendüse 5 und Strahldüsen 6 sind gleich ausgebildet und besitzen gleiche Abmessungen, so dass der Abstand zwischen Düsenmündung und Punkt 11 für alle Düsen 5 und 6 gleich gross wird. Der Abstand des Punktes 11 von der Ebene 9 ist so gewählt, dass rechnerisch die vektorielle Summe der Impulsströme der Düsen 5 und 6 zu Null wird, d.h. er beträgt hier ein Viertel des Abstands der Mündung der Bodendüse 5 von der Ebene 9, da alle Düsen 5 und 6 aus der gemeinsamen Versorgungsleitung 12 gespeist werden und somit Strahlgeschwindigkeit an der Düsenmündung und hier in der Zeiteinheit durchgesetzte Gasmenge für alle Düsen 5 und 6 gleich sind.
  • Das zu zerkleinernde Gut 13 wird mit Hilfe der in der Drehzahl einstellbaren Dosierschnecke 14 in die Mahlkammer 1 gefördert und bildet hier ein Gutbett 15 solcher Höhe, dass Gut und Gas (von den Düsen 5 und 6) mit geringer Geschwindigkeit als Fontäne 16 nach oben zum Sichtrad 4 transportiert werden. Das Sichterfeingut verlässt die Strahlmühle über die Austrittsleitung 17 und wird von hier zu einem (nicht gezeichneten) Staubabscheider, z.B. Zyklon und/oder Filter, geführt. Das Sichtergrobgut kreist entlang der Wand der Mahlkammer 1 zurück in das Gutbett 15. Die Feinheit des Fertiggutes wird über die Drehzahl des Sichtrades 4 eingestellt, das vom Motor 18 über einen Riementrieb 19 mit stufenlos einstellbarem Übersetzungsverhältnis angetrieben wird.

Claims (3)

1. Fliessbettstrahlmühle mit einer von Einbauten zur Führung der der Mahlung dienenden Gasstrahlen freien Mahlkammer, in deren Bodenbereich eine Düse mit senkrecht nach oben austretendem, sowohl zur Mahlung als auch zur Fluidisierung des in der Mahlkammer befindlichen Gutes dienendem Gasstrahl angeordnet ist und die bis zu einer solchen Höhe vollständig mit dem zu zerkleinernden Gut gefüllt ist, dass Gut und Gas als Fontäne geringer Geschwindigkeit aus dem Gutbett austreten, wobei diese Fontäne zur Speisung eines oberhalb der Oberfläche des Gutbettes vorgesehenen, unabhängig vom Impuls des aus der Bodendüse austretenden Strahls betriebenen Sichters dient, dadurch gekennzeichnet, dass eine bestimmte Anzahl weiterer, unterhalb der Oberfläche des Gutbettes (15) in der Mahlkammer (1) in diese mündender Strahldüsen (6) angeordnet ist, deren Mündungen in einer senkrecht zur Achse (7) der Bodendüse (5) verlaufenden Ebene (9) auf einem zur Achse der Bodendüse koaxialen Kreis (8) gleichmässig verteilt liegen und deren Achsen (10) sich in einem Punkt (11) auf der Achse der Bodendüse unterhalb der Ebene (9) der Düsenmündungen schneiden.
2. Fliessbettstrahlmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnittpunkt (11) der Düsenachsen (7, 10) von der Mündungsebene (9) den Abstand hat, für den rechnerisch die vektorielle Summe der Impulsströme sämtlicher Düsen (5, 6) zu Null wird, wobei unter dem Impulsstrom einer Düse das Produkt aus Strahlgeschwindigkeit an der Düsenmündung und hier in der Zeiteinheit durchgesetzter Gasmenge zu verstehen ist.
3. Fliessbettstrahlmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Düsen (5, 6) gleich ausgebildet sind und gleiche Abmessungen aufweisen.
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