EP0226900B1 - Mühle mit mehreren Mahlstufen - Google Patents

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EP0226900B1
EP0226900B1 EP86116844A EP86116844A EP0226900B1 EP 0226900 B1 EP0226900 B1 EP 0226900B1 EP 86116844 A EP86116844 A EP 86116844A EP 86116844 A EP86116844 A EP 86116844A EP 0226900 B1 EP0226900 B1 EP 0226900B1
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EP
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mill
milling
rotor
crushing
stator
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EP86116844A
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EP0226900A2 (de
EP0226900A3 (en
Inventor
Günter Jäckering
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Altenburger Maschinen Jaeckering GmbH
Original Assignee
Altenburger Maschinen Jaeckering GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/18—Adding fluid, other than for crushing or disintegrating by fluid energy
    • B02C23/24—Passing gas through crushing or disintegrating zone
    • B02C23/28—Passing gas through crushing or disintegrating zone gas moving means being integral with, or attached to, crushing or disintegrating element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/14—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with vertical rotor shaft, e.g. combined with sifting devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/26—Details
    • B02C13/288—Ventilating, or influencing air circulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/26—Details
    • B02C13/30—Driving mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/14—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with vertical rotor shaft, e.g. combined with sifting devices
    • B02C2013/145—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with vertical rotor shaft, e.g. combined with sifting devices with fast rotating vanes generating vortexes effecting material on material impact

Definitions

  • the invention relates to a mill with several grinding stages, consisting of an essentially cylindrical stator common to all grinding stages and a rotor equipped with a plurality of grinding plates arranged one above the other in several stages, with a conveying device for a carrier gas downstream of the grinding stages interspersed with the regrind, with a centrally located supply room located below the grinding stages, into which feeds for the regrind and the carrier gas open, and with the means serving to transport the regrind and the air from the supply room to the grinding stages.
  • the comminution principle is based on the fact that the regrind particles within the large number of air vortices that are generated by the grinding plates at a high speed be accelerated and preferably perform mutual impacts. These mutual impacts lead to the breakup of the Particles. Only a small part of the shredding processes occurs when the regrind particles meet the stationary or rotating machine parts. The fact that the mutual collisions of the particles in the air flow predominate means that the grinding material is reduced particularly gently.
  • a mill according to the preamble of claim 1 is known from US-A-30 71 330.
  • the means used to transport the ground material and the air from the central supply space to the peripherally arranged grinding stages comprise (similarly to the mills known from documents CH-A-450 875 and US-A-2963230), radially directed blades which correspond to the grinding stages are upstream.
  • the ground material is therefore transported the entire way between the central supply room and the peripheral grinding stages between resting (sloping floor of the mill) and rotating (shovel) parts and is therefore often associated with malfunctions.
  • the regrind can dodge the rotating blades above and below, so that it is not ensured that when it reaches the lowest grinding stage, it already has peripheral speed. Neither an even distribution of the ground material over the circumference of the mill nor an even mixing with the carrier gas is guaranteed.
  • the present invention has for its object to provide a mill of the type mentioned, in which, in addition to a sufficient supply of air, a uniform supply of the ground material is ensured in order to achieve an improvement in the grinding performance.
  • this object is achieved by the characterizing features of claim 1.
  • the particular advantage of this solution is that the regrind is evenly distributed over the circumference of the mill before entering the actual grinding stages. Disruptions in the area of the regrind between the central supply room and the peripheral grinding stages no longer occur.
  • the uniform mixing of the grinding stock with the carrier gas already takes place in the radial impeller according to the invention, upstream of the grinding stages, so that the grinding zone is fully available for its purpose, namely the comminution of the grinding stock, which achieves the desired improvement in the grinding performance.
  • stator or the stator housing is denoted by 1, the rotor generally by 2, the feed hopper by 3 and the feed screw by 4.
  • the mill is equipped with five superimposed grinding stages 5.
  • Each grinding stage is formed by a plurality of grinding plates 7 fastened on the circumference of a circular disc 6 (e.g. about 50).
  • the grinding plates 7 each extend radially and parallel to the axis of rotation 8 of the rotor.
  • the discs 6 carrying the grinding plates 7 are fastened to the hub sections 9, which in turn are connected to the shaft 11 of the rotor 2.
  • the shaft 11 is supported above and below the rotor 2 in bearings 12, 13.
  • the drive (not shown) is located below the lower bearing 12.
  • the radial fan wheel 15 is additionally fastened, specifically immediately below the lowest grinding stage 5. Its axial inlet 16 is directed downward and faces a space 17 into which the feed shaft for the ground material with the screw 4 and an air supply duct 18 open . For better guidance of the ground material and the air when it enters the impeller 15 is an entry 16 surrounding edge 19 is provided, which extends perpendicular to the plane of the wheel 15 in the direction of the central space 17.
  • a disk 21 is attached to the shaft 11, on the circumference of which the classifier fingers 22 are attached.
  • the classifier fingers 22 there is an essentially circular outlet opening 23, to which the ring channel 24 and the outlet opening 25 connect.
  • the outlet opening 25 is connected either directly or via a separator, not shown, to the fan 26, the motor of which is designated 27.
  • the impeller 15 is shown again. It has a total of eight blades 28 curved to the rear.
  • the ground material and the amount of air required for both transport and grinding enter the space 17 and from there enter the fan wheel 15 axially and centrally.
  • the ground material and the air are set in rotation and conveyed radially outwards. This results in a uniform distribution of the ground material on the inner wall of the stator, which is followed by an equally uniform ascent of the ground material through the grinding stages 5.
  • the impeller 15 has a dissolving effect, that is, if appropriate Existing lumps of ground material are broken up.
  • the product and air then pass through the grinding stages 5.
  • Sufficiently finely ground material is able to pass through the rotating classifier fingers with the carrier air.
  • the regrind-air mixture leave the mill 1 and are then separated from one another in the separators (not shown). Grist held back by the classifier fingers leaves the mill through the overflow flap 29 and is returned to the grist inlet.
  • the impeller 15 and the fan 26 effect the conveyance of the carrier gas and thus the conveyance of the ground material.
  • the delivery rate of the fan 15 corresponds to the speed of the rotor 2, so it does not change when the rotor speed is constant. If, according to an advantageous development of the invention, the speed of the motor 27 and thus the output of the fan 26 can be regulated, then the residence time of the product in the area of the grinding stages 5 can be influenced. Also the adaptation of the carrier gas flow conditions required for the transport of a product, which is dependent on many properties of the product to be ground, e.g. depend on its specific weight, is particularly simple with the help of the controllable fan 26.
  • the upper fan 26 is on a high delivery rate to ensure that the heavy product is conveyed safely.
  • the product is moist and the moisture is to be evaporated during the grinding process, it is expedient to throttle the upper fan 26. This increases the residence time of the air-material mixture in the mill, so that the desired drying occurs during the grinding.
  • the drying capacity can be increased further by supplying hot air to the mill 1 via the channel 18.
  • the upper fan must be throttled so that the desired grinding effect can be achieved better.
  • the finger sifter located above the rotor 2 to be equipped with its own drive so that the speed of the finger sifter can be set independently of the speed of the rotor 2.
  • This measure not only makes it possible to influence the grain size of the product; it also allows the grinding process to be adapted to the product properties. If, for example, a specifically light product is to be ground particularly finely and particularly gently, then a strong carrier gas flow and a particularly high speed of rotation of the finger sifter must be used.
  • the strong carrier gas flow keeps the temperature of the ground material low. However, it also has the effect that the material passes through the mill particularly quickly, that is to say it is not ground sufficiently finely.
  • the fast rotating finger sifter therefore does not let the product come out of the mill. It is returned to the mill entrance. During this time it is subject to a break from grinding so that it cools down further before it is subjected to the grinding process again.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Mühle mit mehreren Mahlstufen, bestehend aus einem im wesentlichen zylindrischen, allen Mahlstufen gemeinsamen Stator und einem mit einer Vielzahl von in mehreren Stufen übereinander angeordneten Mahlplatten ausgerüsteten Rotor, mit einer den Mahlstufen nachgeordneten Fördereinrichtung für ein Trägergas, das die Mühle mit dem Mahlgut durchsetzt, mit einem unterhalb der Mahlstufen befindlichen, zentral gelegenen Versorgungsraum, in den Zuführungen für das Mahlgut und das Trägergas münden, sowie mit dem Transport des Mahlgutes und der Luft vom Versorgungsraum zu den Mahlstufen dienenden Mitteln.
  • Bei Mühlen dieser Art, wie sie beispielsweise aus der Druckschrift "Ultra-Rotor" der Firma "Altenburger Maschinen" bekannt sind, beruht das Zerkleinerungsprinzip darauf, daß die Mahlgutpartikel innerhalb der Vielzahl von Luftwirbeln, die von den Mahlplatten erzeugt werden, auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt werden und vorzugsweise gegenseitige Stöße ausführen. Diese gegenseitigen Stöße führen zum Auseinanderbrechen der Teilchen. Nur ein geringer Teil der Zerkleinerungsvorgänge erfolgt durch das Zusammentreffen der Mahlgutteilchen mit den feststehenden oder rotierenden Maschinenteilen. Dadurch, daß die gegenseitigen Zusammenstöße der Partikel im Luftstrom überwiegen, wird eine besonders schonende Feinstverkleinerung des Mahlgutes erreicht.
  • Bewährt hat sich dieses Zerkleinerungsprinzip insbesondere beim Mahlen von temperaturempfindlichen Produkten. Dadurch, daß sich das Produkt ständig innerhalb turbulenter Luftströme befindet, wird die bei der Zerkleinerung unvermeidbar entstehende Wärme sofort abgeführt. Gleichzeitig wird auch gegebenenfalls vorhandene Feuchtigkeit von der Luft aufgenommen, so daß zusätzlich eine intensive Trocknung feuchter Mahlgüter erreicht werden kann.
  • Die genannte Druckschrift läßt erkennen, daß der Luftführung und der Luftmengensteuerung in Mühlen der betroffenen Art hohe Bedeutung zukommt. Eine ausreichende Luftzufuhr muß sichergestellt sein, damit überhitzungen sowohl des Produktes als auch der Maschine nicht eintreten.
  • Eine Mühle nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der US-A-30 71 330 bekannt. Die dem Transport des Mahlgutes und der Luft vom zentralen Versorgungsraum zu den peripher angeordneten Mahlstufen dienenden Mittel umfassen (ähnlich wie bei den aus den Dokumenten CH-A-450 875 und US-A-2963230 bekannten Mühlen), radial gerichtete Schaufeln, die den Mahlstufen vorgelagert sind. Der Transport des Mahlgutes erfolgt deshalb auf dem gesamten Weg zwischen dem zentral gelegenen Versorgungsraum und den peripher gelegenen Mahl stufen zwischen ruhenden (schräg ansteigender Boden der Mühle) und rotierenden (Schaufeln) Teilen und ist deshalb häufig mit Störungen verbunden. Das Mahlgut kann den rotierenden Schaufeln oberhalb und unterhalb ausweichen, so daß nicht sichergestellt ist, daß es, wenn es die unterste Mahlstufe erreicht, bereits Umfangsgeschwindigkeit hat. Weder eine gleichmäßige Verteilung des Mahlgutes auf den Umfang der Mühle noch eine gleichmäßige Durchmischung mit dem Trägergas sind gewährleistet.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mühle der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der neben einer ausreichenden Luftzufuhr auch eine gleichmäßige Zufuhr des Mahlgutes sichergestellt ist, um eine Verbesserung der Mahlleistung zu erreichen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der besondere Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß sich das Mahlgut bereits vor dem Eintritt in die eigentlichen Mahlstufen gleichmäßig auf dem Umfang der Mühle verteilt. Störungen im Bereich des Mahlgutüberganges zwischen dem zentral gelegenen Versorgungsraum und den peripher gelegenen Mahlstufen treten nicht mehr auf. Die gleichmäßige Durchmischung des Mahlgutes mit dem Trägergas findet bereits in dem erfindungsgemäßen, den Mahlstufen vorgelagerten Radialgebläserad statt, so daß die Mahlzone vollständig ihrem Zweck, nämlich der Zerkleinerung des Mahlgutes, zur Verfügung steht, wodurch die gewünschte Verbesserung der Mahlleistung erreicht wird.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Figuren 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden.
  • Bei der in Figur 1 dargestellten Mühle sind der Stator bzw. das Statorgehäuse mit 1, der Rotor allgemein mit 2, der Speisetrichter mit 3 und die Speiseschnecke mit 4 bezeichnet.
  • Die Mühle ist mit fünf übereinanderliegenden Mahlstufen 5 ausgerüstet. Jede Mahlstufe wird von einer auf dem Umfang einer Kreisscheibe 6 befestigten Vielzahl (z.B. ca. 50) befestigten Mahlplatten 7 gebildet. Die Mahlplatten 7 erstrecken sich jeweils radial und parallel zur Drehachse 8 des Rotors. Die die Mahlplatten 7 tragenden Scheiben 6 sind an den Nabenabschnitten 9 befestigt, die ihrerseits mit der Welle 11 des Rotors 2 verbunden sind. Die Welle 11 ist oberhalb und unterhalb des Rotors 2 in Lagern 12, 13 gehaltert. Unterhalb des unteren Lagers 12 befindet sich der nicht dargestellte Antrieb.
  • Auf der Rotorwelle 11 ist zusätzlich das Radialgebläserad 15 befestigt, und zwar unmittelbar unterhalb der untersten Mahlstufe 5. Sein axialer Eintritt 16 ist nach unten gerichtet und einem Raum 17 zugewandt, in den der Zuführungsschacht für das Mahlgut mit der Schnecke 4 und ein Luftzuführungskanal 18 münden. Zur besseren Führung des Mahlgutes und der Luft bei ihrem Eintritt in das Gebläserad 15 ist ein den Eintritt 16 umgebender Rand 19 vorgesehen, der sich senkrecht zur Ebene des Rades 15 in Richtung des zentral gelegenen Raumes 17 erstreckt.
  • Oberhalb der Mahlstufen 5 ist auf der Welle 11 eine Scheibe 21 befestigt, an deren Umfang die Sichterfinger 22 befestigt sind. Oberhalb der Sichterfinger 22 befindet sich eine im wesentlichen kreisringförmige Austrittsöffnung 23, an die sich der Ringkanal 24 und die Auslaßöffnung 25 anschließen. Die Auslaßöffnung 25 ist entweder direkt oder über nicht dargestellte Abscheider mit dem Ventilator 26 verbunden, dessen Motor mit 27 bezeichnet ist.
  • In Figur 2 ist das Gebläserad 15 nochmals dargestellt. Es weist insgesamt acht nach hinten gekrümmte Schaufeln 28 auf.
  • Während des Betriebs der Mühle gelangen das Mahlgut und die sowohl für den Transport als auch für das Mahlen erforderliche Luftmenge in den Raum 17 und treten von dort aus axial-zentral in das Gebläserad 15 ein. Innerhalb des sich schnell drehenden Gebläserades 15 werden das Mahlgut und die Luft in Rotation versetzt und radial nach außen gefördert. Dadurch wird eine gleichmäßige Verteilung des Mahlgutes auf die Statorinnenwand bewirkt, dem sich ein ebenfalls gleichmäßiges Hochsteigen des Mahlgutes durch die Mahlstufen 5 anschließt. Gleichzeitig hat das Gebläserad 15 eine auflösende Wirkung, d.h., gegebenenfalls vorhandene Mahlgutklumpen werden zerschlagen. Produkt und Luft durchsetzen danach die Mahlstufen 5. Ausreichend fein gemahlenes Gut ist in der Lage, mit der Trägerluft durch die rotierenden Sichterfinger hindurchzutreten. Durch den Kanal 24 und die Auslaßöffnung 25 verlassen das Mahlgut-Luftgemisch die Mühle 1 und werden anschließend in den nicht dargestellten Abscheidern voneinander getrennt. Von den Sichterfingern zurückgehaltenes Mahlgut verläßt die Mühle durch die Überlaufklappe 29 und wird zum Mahlguteintritt zurückgeführt.
  • Bei der dargestellten Mühle bewirken das Gebläserad 15 und der Ventilator 26 die Förderung des Trägergases und damit die Förderung des Mahlgutes. Die Förderleistung des Gebläses 15 entspricht der Drehzahl des Rotors 2, verändert sich also bei konstanter Rotordrehzahl nicht. Ist entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Drehzahl des Motors 27 und damit die Leistung des Ventilators 26 regelbar, dann kann damit Einfluß auf die Verweilzeit des Produktes im Bereich der Mahlstufen 5 genommen werden. Auch die Anpassung der zum Transport eines Produktes erforderlichen Trägergas-Strömungsverhältnisse, die von vielen Eigenschaften des zu mahlenden Produktes, z.B. seinem spezifischen Gewicht, abhängen, ist mit Hilfe des regelbaren Ventilators 26 besonders einfach.
  • Hat z.B. ein Produkt ein hohes spezifisches Gewicht, dann ist der obere Ventilator 26 auf eine hohe Förderleistung einzustellen, damit eine sichere Förderung des schweren Produkts gewährleistet ist.
  • Ist das Produkt feucht und soll die Feuchtigkeit während des Mahlprozesses verdampft werden, dann ist es zweckmäßig, den oberen Ventilator 26 zu drosseln. Dadurch wird die Verweilzeit des Luft-Material-Gemisches in der Mühle erhöht, so daß die gewünschte Trocknung während der Vermahlung eintritt. Die Trocknungsleistung kann noch dadurch erhöht werden, daß der Mühle 1 über den Kanal 18 Heißluft zugeführt wird.
  • Auch bei der Verarbeitung schwer mahlbarer Produkte, z.B. mit Faser-Charakter, ist der obere Ventilator zu drosseln, damit die gewünschte Mahlwirkung besser erzielt werden kann.
  • Bei der Verarbeitung von Produkten, die eine besonders schonende Mahlbehandlung erfordern, ist mit niedrigen Temperaturen zu fahren. Dieses kann dadurch erreicht werden, daß mit möglichst viel Luft gearbeitet wird. In Anwendungsfällen dieser Art ist deshalb die Förderleistung des oberen Ventilators 26 zu erhöhen.
  • Weiterhin ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung zweckmäßig, den oberhalb des Rotors 2 befindlichen Fingersichter mit einem eigenen Antrieb auszurüsten, so daß die Drehzahl des Fingersichters unabhängig von der Drehzahl des Rotors 2 einstellbar ist. Diese Maßnahme ermöglicht nicht nur eine Einflußnahme auf die Korngröße des Produkts; sie erlaubt auch die Anpassung des Mahlvorgangs an die Produkteigenschaften. Soll z.B. ein spezifisch leichtes Produkt besonders fein und besonders schonend gemahlen werden, dann ist mit einem starken Trägergasstrom und besonders hoher Drehzahl des Fingersichters zu arbeiten. Der starke Trägergasstrom hält die Temperatur des Mahlgutes niedrig. Er hat aber auch die Wirkung, daß das Gut die Mühle besonders schnell durchsetzt, also nicht ausreichend fein gemahlen wird. Der schnelldrehende Fingersichter läßt deshalb das Produkt nicht aus der Mühle austreten. Es wird zum Mühleneintritt zurückgeführt. In dieser Zeit unterliegt es einer Mahlpause, so daß es sich weiter abkühlt, bevor es erneut dem Mahlprozess unterworfen wird.

Claims (3)

  1. Mühle mit mehreren Mahlstufen (5) bestehend aus einem im wesentlichen zylindrischen, allen Mahlstufen (5) gemeinsamen Stator (1) und einem mit einer Vielzahl von in mehreren Stufen übereinander angeordneten Mahlplatten (7) ausgerüsteten Rotor (2), mit einer den Mahlstufen nachgeordneten Fördereinrichtung (26) für ein Trägergas, das die Mühle mit dem Mahlgut durchsetzt, mit einem unterhalb der Mahlstufen (5) befindlichen, zentral gelegenen Versorgungsraum (17), in den Zuführungen für das Mahlgut und das Trägergas münden, sowie mit dem Transport des Mahlgutes und der Luft vom Versorgungsraum (17) zu den Mahlstufen (5) dienenden Mitteln (15), dadurch gekennzeichnet, daß als Transportmittel ein einstufiges Radialgebläserad (15) vorgesehen ist,
    - das oberhalb des Versorgungsraumes (17) und unterhalb der untersten Mahlstufe (5) auf der Welle (11) des Rotors (2) angeordnet ist,
    - das zwei mitrotierende Scheiben aufweist, zwischen denen sich eine Mehrzahl von - in Bezug auf die Drehrichtung - nach hinten gekrümmten Schaufeln (28) befinden,
    - das in der dem Versorgungsraum (17) zugewandten mitrotierenden Scheibe einen axialen Gas- und Mahlguteintritt (16) aufweist, welcher mit einem sich senkrecht zur Radebene in Richtung des Versorgungsraumes erstreckenden Rand (29) ausgerüstet ist, und
    - das einen radialen Gas- und Mahlgutauslaß aufweist.
  2. Mühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleistung der den Mahlstufen (5) nachgeordneten Gasfördereinrichtung (26) regelbar ist.
  3. Mühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Mahlstufen (5) nachgeordnete Gasfördereinrichtung als Ventilator (26) mit einem drehzahlregelbaren Antriebsmotor ausgebildet ist.
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