EP0245232A2 - Kugelrohrmühle - Google Patents

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Publication number
EP0245232A2
EP0245232A2 EP87890052A EP87890052A EP0245232A2 EP 0245232 A2 EP0245232 A2 EP 0245232A2 EP 87890052 A EP87890052 A EP 87890052A EP 87890052 A EP87890052 A EP 87890052A EP 0245232 A2 EP0245232 A2 EP 0245232A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ring
disc
groove
kugelrohr
mill according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP87890052A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0245232A3 (de
Inventor
Wolfgang Dipl.-Ing. Stoiber
Franz Scheucher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voestalpine AG
Original Assignee
Voestalpine AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voestalpine AG filed Critical Voestalpine AG
Publication of EP0245232A2 publication Critical patent/EP0245232A2/de
Publication of EP0245232A3 publication Critical patent/EP0245232A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/10—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls with one or a few disintegrating members arranged in the container
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/04—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls with unperforated container
    • B02C17/06—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls with unperforated container with several compartments

Definitions

  • the invention relates to a ball tube mill with at least two, preferably arranged on a common axis, chambers, at least one of which contains solid steel grinding balls which roll on the rotatable inner wall of the chamber, the ground material being fed through a feed opening to the first chamber is and from this after appropriate comminution in the chamber following in the direction of the material flow.
  • Such ball tube mills are used, for example, for grinding various minerals and sintered products, in particular cement clinker. With such ball mills, grinding can be carried out in the finest form. With the known ball tube mills of this type, however, only materials up to a grain size of approximately 10 to 20 mm can be ground. Precrushing to such a grain size must therefore take place in the crusher before grinding in the ball mill.
  • the invention now aims to enable a pre-comminution of the ground material in an economical and energy-saving manner, and consists essentially in that the first grinding chamber in the direction of the material flow is designed as a prechamber which contains at least one circular ring or a circular disk made of steel as the grinding body , whose outer diameter is smaller than the clear inner diameter of the inner lining of the grinding chamber and corresponds to at least a quarter, preferably at least half, of the clear diameter of the inner lining of the grinding chamber and which or which led in a circumferential groove of the inner lining of the grinding chamber is.
  • the regrind should be drawn in between the bottom of the groove and the running surface of the ring or disc.
  • the crushing of the abandoned The material depends on the fact that the material is gripped by the ring or the disc rolling in the groove, and the feed angle is decisive for this.
  • ⁇ is the angle at which materials of the relevant grain size are drawn in by the ring or the disk.
  • the entry angle 2 ⁇ is assumed to be approximately 30 °.
  • the ring or disk With a diameter of the ring or disk of 1000 mm, there is, for example, the possibility of crushing materials with a maximum grain size of 100 mm between the ring or disk and the groove tread, which is a pressure reduction between the ring or disk and the groove tread. With an even larger diameter of the ring or the disk, material with an even larger grain size between the ring or disk and the groove can be pre-shredded.
  • the invention thus makes it possible to feed regrind with a substantially larger grain size to the ball tube mill and to master the comminution in the ball mill and to save expensive separate crushers. In conventional ball mills, the crushing had to be carried out by a crusher unit up to a grain size of at most 10 to 15 mm, which, however, requires a greater effort.
  • the upstream connection of a pressure comminution chamber in the ball mill only requires a slight extension of the ball tube mill. Since such a ring or a disc can have a very large weight due to its size, the pressure component also results to enable the pressure reduction of the grain between the groove and the running surface of the ring or the disc. It is therefore essential according to the invention that the diameter of the ring or disk corresponds to at least a quarter, preferably at least half, of the inside diameter of the inner lining of the grinding chamber.
  • the outside diameter of the ring or the disc must be smaller than the inside diameter of the inner lining the grinding chamber, so that the condition is fulfilled that the ring or the disc can roll in the groove of the grinding chamber, and thus a gap for receiving the material to be ground remains between the running surface of the ring or the disc and the groove.
  • the outer diameter of the disk or the ring is preferably 20-40%, preferably approximately 25%, smaller than the diameter of the groove base of the inner lining. Because the grinding element is formed by a ring or a sheath, the axial extension of the prechamber can be relatively small, despite the diameter of the ring or the disc and the high weight of the same or the same, so that the length of the ball tube mill can be kept within limits can.
  • the cross section of the groove is expediently larger than the cross section of the tread of the ring or the disk, the tread of the ring or the disk and the groove having a similar cross-sectional shape. This ensures that an intermediate layer of the ground material is formed between the groove and the running surface of the ring or the disk.
  • the cross section of the running surface of the ring or the disk is semicircular.
  • the cross-section of the tread of the ring or the disk can also be widened compared to a semicircular shape and / or flattened in the central region.
  • the cross section of the groove in the central region is also conveniently flattened. If the running surface of the ring or the disk or the base of the groove has such a flattening in the central region, the grinding surface is widened and the pressure reduction is thus made more effective.
  • the side edges of the groove are preferably drawn away at least on one side thereof away from the axis of the mill. This ensures better guidance of the ring or disk in the groove.
  • the ring or disc be heavy.
  • the ring or the disk made of steel can therefore be hollow and can be completely or partially filled with heavier material, such as lead.
  • the arrangement can also be such that a load weight is pivotally suspended in the axis of the ring or the disc in the plane of the ring or disc. As a result, the center of gravity of the ring or the disk can be arranged deeply, so that the ring or the disk runs better in the groove.
  • the ring or the disk can have an exchangeable armor.
  • the ring or the disk can also be detachably composed of segments. This also makes it possible to replace defective parts of the rings or the disk and, above all, enables the ring or the disk to be installed in an existing ball tube mill, the first chamber of which is designed as a pre-chamber with a corresponding inner lining.
  • the replacement of the inner lining is not a problem since, as is known per se, the armor forming the inner lining can be composed of appropriate elements.
  • rings or disks can also be arranged axially one behind the other in the same antechamber, which run in separate grooves. This represents a duplication of the effect of the pressure reduction.
  • the partition between the pre-chamber and the subsequent grinding chamber can be double-walled, the wall adjacent to the pre-chamber being designed as a sieve and the wall adjacent to the subsequent grinding chamber being designed with a central through-opening.
  • the double walled partition thus delimits a space which is equipped with radial lifting blades for the further transport of the ground material. From this space, the pre-shredded material reaches the subsequent grinding chamber through the central outlet.
  • Fig. 1 shows a partial section through a ball mill equipped with the prechamber.
  • Fig. 2 shows the schematic of the principle of the arrangement of a ring or a disc in the antechamber.
  • Fig. 3 shows a modified shape of the groove and the tread of the disc.
  • Fig. 4 shows the diagram of a ring or a disc with the groove forming the raceway of the prechamber, the relationships between the ring or disc and groove are explained when the material to be ground is drawn in.
  • the ball mill 1 has one or more grinding chambers partially filled with balls 2.
  • the tread of the balls 2 is formed by a groove armor 4.
  • the ground material that has already been comminuted is coarsely ground in the pebble pile 3 and finely ground between the balls 2 and the groove armor 4.
  • the material feed takes place in the axis 5 of the ball mill via a feed hopper 6. From the feed hopper 6, the feed material reaches the prechamber 7, in which a ring or a disk 8 is arranged, which runs in a groove 9 in the inner lining 10 of this prechamber 7.
  • the ring 8 has a semicircular running surface. Instead of the ring, a full disc can naturally also be used.
  • the outer diameter a of the ring 8 is approximately 25% smaller than the diameter D of the base 11 of the groove 9.
  • the regrind fed through the feed hopper 6 can therefore be without get further into the groove 9 and is crushed between the groove 9 and the tread 12 of the ring 8.
  • ground material with a very large grain size can also be drawn in between the tread 12 of the ring 8 and the groove. For example, grain sizes of 150 to 200 mm can be handled in this way.
  • the wall surface 13 is arranged at an angle so that the material fed in through the feed hopper 6 is passed into the groove 9.
  • the wall 14 delimiting the antechamber 7 has slots 15, etc. Expediently concentric circular slots through which the shredded material is conveyed from the pre-chamber 7 into an intermediate space 16 between the wall 14 and a wall 17.
  • In the space 16 there are co-rotating lifting blades, which are not shown and which feed the pre-comminuted regrind to a central opening 18 in the wall 17 through which the pre-comminuted regrind enters the grinding chamber 19 containing the ball 2.
  • the material was already pre-shredded in the pre-chamber 7 so that, for example, regrind in a grain size of about 10 mm is fed to the chamber 17.
  • Fig. 1 an arrangement is shown in which a ring 8 is mounted in the prechamber 7, which runs in a groove 9.
  • the antechamber train it is also possible to use the antechamber train longer and arrange two or more rings 8 axially one behind the other, which run in two or more grooves 9.
  • the pressure reduction effect between the tread 12 of the ring 8 and the base 11 of the groove 9 can be multiplied in this way.
  • Fig. 2 the arrangement of the ring 8 or a disk and the groove base 11 of the groove 9, in which the ring 8 runs, is shown schematically.
  • the arrows 20 and 21 indicate the direction of rotation of the groove 9 and the ring 8 while the ball tube mill 1 is running.
  • FIG. 3 shows a modified form of the running surface of the ring or the disk and of the cross section of the groove 9.
  • a disk 22 is shown here instead of the ring 8.
  • the tread 23 of the disc 22 is flattened and therefore widened.
  • the groove base 24 is also flattened. The available grinding surface is thus widened, so that the grinding effect is improved.
  • the flanks 13 adjoining the groove 9 are again selected to be steep, as a result of which these flanks ensure that the ring 8 or the disk 22 is guided in the groove 9.
  • the ring 8 or the disc 22 have a very large weight due to their size.
  • the weight can be one or more tons. This weight is essential since this weight is used to reduce the pressure.
  • the weight of the ring 8 or the disc 22 can be increased even further in that the ring 8 or the disc 22 is made of steel hollow and receives a lead filling.
  • Fig. 4 the design relationships of the running surface 12 of the ring 8 or the disk 22 are shown schematically, by means of which the material to be subjected to pressure reduction is drawn in between the groove base 11 or 24 and the ring 8 or disk 22.
  • the largest radius R1 of the grinding path formed by the groove base 11, 24 is 2 m and the ring 8 or the disk 22 has a radius R2 of 1.5 m.
  • the grain of material 25 is assumed to be spherical and assigned a radius R3 of 0.2 m.
  • the relationships shown in FIG. 4 then result, the material grain 25 being detected in the narrowing gap between the groove base 11, 24 and the ring 8 or the disk 22 at a point which is relative to the center of the ring 8 or the disc 22 lies at a central angle ⁇ of approximately 85 ° to the vertical 26 and with respect to the axis of the ball tube mill at a central angle ⁇ of approximately 68 ° to the vertical 26.
  • the radial force P acting on the material grain 25 detected in the gap can be broken down into a pressure component D and a counter component G, which tries to force the material grain 25 out of the gap.
  • the angle 2 ⁇ is approximately 15 ° and does not exceed the limit of approximately 30 ° applicable for safe drawing in at any point of the crescent-shaped gap, so that not only material parts with a grain size of 0.4 m are reliably detected, but theoretically also material parts with a grain size up to 1 m (Gap width at the highest point of the Kugelrohr mill).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kugelrohrmühle mit wenigstens zwei, vorzugsweise an einer gemeinsamen Achse (5) angeordneten, Kammern (7,19), von welchen wenigstens eine massive Mahlkugeln (2) aus Stahl enthält, die sich an der rotierbaren Innenwandung (4) der Kammer (19) abwälzen, wobei das Mahlgut durch eine Aufgabeöffnung (6) der ersten Kammer (7) zugeführt wird und von dieser nach entsprechender Zerkleinerung in die in Richtung des Materialflusses folgende Kammer (19) gelangt. Die in Richtung des Materialflusses erste Mahlkammer (7) ist als Vorkammer ausgebildet, welche wenigstens einen Kreisring (8) oder eine Kreisscheibe aus Stahl als Mahlkörper enthält, dessen bzw. deren Außendurchmesser (a) kleiner als der lichte Innendurchmesser (b) der Innenauskleidung (10) der Mahlkammer (7) ist und wenigstens einem Viertel bis der Hälfte des lichten Durchmessers (b) der Innenauskleidung (10) der Mahlkammer (7) entspricht und welcher bzw. welche in einer in Umfangsrichtung verlaufenden Rille (9) der Innenauskleidung (10) der Mahlkammer (7) geführt ist. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser (a) des Ringes (8) oder der Scheibe um etwa 25 % kleiner als der Durchmesser des Rillengrundes (11) der Innenauskleidung (10). Infolge des großen Außendurchmessers (a) der Scheibe oder des Ringes (8) wird Material von sehr großer Korngröße zwischen der Lauffläche (12) des Ringes (8) oder der Scheibe und dem Rillengrund (11) eingezogen und infolge des großen Gewichtes des Ringes (8) oder der Scheibe erfolgt zwischen der Lauffläche (12) des Ringes (8) oder der Scheibe und dem Rillengrund (11) eine Druckzerkleinerung des Materiales. Auf diese Weise kann ein vorgeschalteter Brecher erspart werden.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Kugelrohrmühle mit wenigstens zwei, vorzugsweise an einer gemeinsamen Achse angeordneten, Kammern, von welchen wenigstens eine massive Mahlkugeln aus Stahl enthält, die sich an der rotierbaren Innenwandung der Kammer abwälzen, wobei das Mahlgut durch eine Aufgabeöffnung der ersten Kammer zugefuhrt wird und von dieser nach entsprechender Zerkleinerung in die in Richtung des Materialflusses folgende Kammer gelangt. Solche Kugel­rohrmühlen dienen beispielsweise zum Mahlen von verschiedenen Mineralien und Sinterprodukten, insbesondere von Zement­klinker. Mit solchen Kugelmühlen kann die Vermahlung in feinste Form erfolgen. Mit den bekannten Kugelrohrmühlen dieser Art können aber nur Materialien bis zu einer Korngröße von etwa 10 bis 20 mm gemahlen werden. Es muß daher eine Vorzerkleinerung im Brecher auf solche Korngröße erfolgen, bevor die Mahlung in der Kugelmühle erfolgt.
  • Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Vorzerkleinerung des Mahlgutes in wirtschaftlicher und energiesparender Weise zu ermöglichen, und besteht im wesentlichen darin, daß die in Richtung des Materialflusses erste Mahlkammer als Vorkammer ausgebildet ist, welche wenigstens einen Kreisring oder eine Kreisscheibe aus Stahl als Mahlkörper enthält, dessen bzw. deren Außendurchmesser kleiner als der lichte Innendurch­messer der Innenauskleidung der Mahlkammer ist und wenigstens einem Viertel, vorzugsweise wenigstens der Hälfte, des lichten Durchmessers der Innenauskleidung der Mahlkammer entspricht und welcher bzw. welche in einer in Umfangs­richtung verlaufenden Rille der Innenauskleidung der Mahl­kammer geführt ist. Das Mahlgut soll zwischen dem Rillenboden und der Lauffläche des Ringes oder der Scheibe eingezogen werden. Je größer der Radius des Mahlkörpers ist, desto größere Korngrößen konnen zwischen Rille und Lauffläche der Scheibe eingezogen werden. Die Zerkleinerung des aufgegebenen Materiales ist davon abhängig, daß das Material von dem in der Rille abrollenden Ring oder der Scheibe erfaßt wird, und hiefür ist der Einzugswinkel maßgebend. Es muß die Bedin­gung ρ größer als β erfüllt werden, wobei ρ der Reibungs­winkel bei einer Reibungszahl für Stein auf Stahl von µ = 0,3 ist. β ist der Winkel, bei welchem Materialien in der betref­fenden Korngröße von dem Ring oder der Scheibe eingezogen werden. Der Einzugswinkel 2β ist mit ungefähr 30° angenommen. Bei einem Durchmesser des Ringes oder der Scheibe von 1000 mm ergibt sich beispielsweise die Möglichkeit, Materialien mit einer maximalen Korngröße von 100 mm zwischen Ring oder Scheibe und Rillenlauffläche zu zerkleinern, wobei es sich um eine Druckzerkleinerung zwischen Ring oder Scheibe und Rillenlauffläche handelt. Bei noch größerem Durchmesser des Ringes oder der Scheibe kann auch Material mit noch größerer Korngröße zwischen Ring oder Scheibe und der Rille vorzer­kleinert werden. Die Erfindung ermöglicht somit, Mahlgut mit einer wesentlich größeren Korngröße der Kugelrohrmühle zuzuführen und die Vorzerkleinerung in der Kugelmühle zu bewältigen und kostspielige gesonderte Brecher zu ersparen. Bei üblichen Kugelmühlen mußte die Zerkleinerung durch ein Brecheraggregat bis zu einer Korngröße von höchstens 10 bis 15 mm erfolgen, was aber einen größeren Aufwand erfordert. Die Vorschaltung einer Druckzerkleinerungskammer in der Kugelmühle erfordert hingegen nur eine geringfügige Verlänge­rung der Kugelrohrmühle. Da ein solcher Ring oder eine Scheibe infolge seiner bzw. ihrer Größe ein sehr großes Gewicht aufweisen kann, ergibt sich auch die nötige Druck­komponente, um die Druckzerkleinerung des Kornes zwischen Rille und Lauffläche des Ringes bzw. der Scheibe zu ermög­lichen. Es ist daher gemäß der Erfindung wesentlich, daß der Durchmesser des Ringes oder der Scheibe wenigstens einem Viertel, vorzugsweise wenigstens der Hälfte, des lichten Durchmessers der Innenauskleidung der Mahlkammer entspricht. Der Außendurchmesser des Ringes oder der Scheibe muß aber kleiner sein als der Innendurchmesser der Innenauskleidung der Mahlkammer, damit die Bedingung erfüllt ist, daß der Ring oder die Scheibe in der Rille der Mahlkammer abrollen kann, und damit ein Spalt für die Aufnahme des Mahlgutes zwischen der Lauffläche des Ringes oder der Scheibe und der Rille verbleibt. Gemäß der Erfindung ist vorzugsweise der Außen­durchmesser der Scheibe oder des Ringes um 20 - 40 %, vor­zugsweise um etwa 25 %, kleiner als der Durchmesser des Rillengrundes der Innenauskleidung. Dadurch, daß der Mahl­körper von einem Ring oder einer Scheide gebildet ist, kann trotz des Durchmessers des Ringes oder der Scheibe und des hohen Gewichtes desselben bzw. derselben die axiale Er­streckung der Vorkammer verhältnismäßig gering sein, so daß die Länge der Kugelrohrmühle in Grenzen gehalten werden kann.
  • Gemäß der Erfindung ist zweckmäßig der Querschnitt der Rille größer als der Querschnitt der Lauffläche des Ringes oder der Scheibe, wobei die Lauffläche des Ringes oder der Scheibe und die Rille ähnliche Querschnittsform aufweisen. Hiedurch wird erreicht, daß sich eine Zwischenschicht des Mahlgutes zwi­schen Rille und Lauffläche des Ringes bzw. der Scheibe bildet. Vorzugsweise ist hiebei gemäß der Erfindung der Querschnitt der Lauffläche des Ringes oder der Scheibe halbkreisförmig. Es kann aber auch der Querschnitt der Lauffläche des Ringes oder der Scheibe gegenüber einer Halbkreisform verbreitert und/oder im Mittelbereich abge­flacht sein. Hiebei ist zweckmäßig auch der Querschnitt der Rille im Mittelbereich abgeflacht. Wenn die Lauffläche des Ringes oder der Scheibe bzw. der Grund der Rille im Mittel­bereich eine solche Abflachung aufweist, so wird die Mahl­fläche verbreitert und damit die Druckzerkleinerung wirksamer gestaltet.
  • Vorzugsweise sind gemäß der Erfindung die Seitenränder der Rille wenigstens an einer Seite derselben zur Achse der Mühle weg eingezogen. Dadurch wird eine bessere Führung des Ringes oder der Scheibe in der Rille gewährleistet.
  • Es ist wesentlich, daß der Ring oder die Scheibe ein großes Gewicht aufweist. Gemäß der Erfindung kann daher der Ring oder die Scheibe aus Stahl hohl ausgebildet und mit schwere­rem Material, wie beispielsweise Blei, ganz oder teilweise gefüllt sein. Es kann gemäß der Erfindung auch die Anordnung so getroffen sein, daß ein Belastungsgewicht in der Achse des Ringes oder der Scheibe in der Ring- oder Scheibenebene schwenkbar aufgehängt ist. Dadurch kann der Schwerpunkt des Ringes oder der Scheibe tief angeordnet werden, so daß ein besserer Lauf des Ringes oder der Scheibe in der Rille erreicht wird.
  • Um die Standdauer des Ringes oder der Scheibe zu verbessern, kann gemäß der Erfindung der Ring oder die Scheibe eine auswechselbare Panzerung aufweisen. Es kann auch gemäß der Erfindung der Ring oder die Scheibe aus Segmenten lösbar zusammengesetzt sein. Dies ermöglicht auch die Auswechslung schadhafter Teile der Ringe oder der Scheibe und vor allem wird dadurch ermöglicht, den Ring oder die Scheibe in eine bestehende Kugelrohrmühle einzubauen, wobei die erste Kammer derselben als Vorkammer mit einer entsprechenden Innen­auskleidung ausgebildet wird. Die Auswechslung der Innen­auskleidung stellt kein Problem dar, da, wie es an sich bekannt ist, die die Innenauskleidung bildende Panzerung aus entsprechenden Elementen zusammengesetzt werden kann.
  • Gemäß der Erfindung können auch in der selben Vorkammer mehrere Ringe oder Scheiben axial hintereinander angeordnet sein, welche in gesonderten Rillen laufen. Es stellt dies eine Vervielfältigung der Wirkung der Druckzerkleinerung dar.
  • Die Trennwand zwischen der Vorkammer und der nachfolgenden Mahlkammer kann doppelwandig ausgebildet sein, wobei die der Vorkammer benachbarte Wandung als Sieb und die der nach­folgenden Mahlkammer benachbarte Wandung vollwandig mit einer zentralen Durchtrittsöffnung ausgebildet ist. Die doppel­ wandige Trennwand begrenzt somit einen Zwischenraum, der für den Weitertransport des Mahlgutes mit radialen Hubschaufeln ausgerüstet ist. Aus diesem Zwischenraum gelangt das vorzer­kleinerte Material über die zentrale Austrittsöffnung in die nachfolgende Mahlkammer.
  • In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungs­beispielen schematisch erläutert.
  • Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch eine mit der Vorkammer ausgestattete Kugelmühle. Fig. 2 zeigt das Schema des Prinzips der Anordnung eines Ringes oder einer Scheibe in der Vorkammer. Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Formgebung der Rille und der Lauffläche der Scheibe. Fig. 4 zeigt das Schema eines Ringes oder einer Scheibe mit der die Laufbahn bil­denden Rille der Vorkammer, wobei die Verhältnisse beim Einzug des Mahlgutes zwischen Ring oder Scheibe und Rille erläutert sind.
  • Die Kugelmühle 1 weist eine oder mehrere mit Kugeln 2 teil­weise gefüllte Mahlkammern auf. Die Lauffläche der Kugeln 2 ist von einer Rillenpanzerung 4 gebildet. Das bereits vorzer­kleinerte Mahlgut wird im Kugelhaufen 3 grob und zwischen den Kugeln 2 und der Rillenpanzerung 4 fein gemahlen. Die Mate­rialaufgabe erfolgt in der Achse 5 der Kugelmühle über einen Aufgabetrichter 6. Vom Aufgabetrichter 6 gelangt das aufge­gebene Material in die Vorkammer 7, in welcher ein Ring oder eine Scheibe 8 angeordnet ist, die in einer Rille 9 der Innenauskleidung 10 dieser Vorkammer 7 läuft.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 weist der Ring 8 eine halbkreisförmige Lauffläche auf. Anstelle des Ringes kann naturgemäß auch eine volle Scheibe eingesetzt werden. Der Außendurchmesser a des Ringes 8 ist ungefähr um 25 % kleiner 35 als der Durchmesser D des Grundes 11 der Rille 9. Das durch den Aufgabetrichter 6 aufgegebene Mahlgut kann daher ohne weiteres in die Rille 9 gelangen und wird zwischen Rille 9 und der Lauffläche 12 des Ringes 8 zerkleinert. Infolge des großen Gewichtes des Ringes 8 erfolgt hier eine Druckzerklei­nerung des aufgegebenen körnigen Gutes. Infolge des großen Durchmessers a des Ringes kann auch Mahlgut mit sehr großer Korngröße zwischen die Lauffläche 12 des Ringes 8 und die Rille eingezogen werden. Es können beispielsweise Korngrößen von 150 bis 200 mm auf diese Weise bewältigt werden. Die Wandfläche 13 ist so schräg angeordnet, daß das durch den Aufgabetrichter 6 aufgegebene Gut in die Rille 9 geleitet wird. Die die Vorkammer 7 begrenzende Wandung 14 weist Schlitze 15, u.zw. zweckmäßig konzentrische Kreisschlitze auf, durch welche das zerkleinerte Material aus der Vorkammer 7 in einen Zwischenraum 16 zwischen der Wand 14 und einer Wand 17 gefördert wird. In dem Zwischenraum 16 befinden sich mitrotierende Hubschaufeln, welche nicht dargestellt sind und welche das vorzerkleinerte Mahlgut einer zentralen Öffnung 18 in der Wand 17 zuführen, durch welche das bereits vorzer­kleinerte Mahlgut in die die Kugel 2 enthaltende Mahlkammer 19 gelangt. Das Material wurde in der Vorkammer 7 bereits so weit vorzerkleinert, daß der Kammer 17 beispielsweise Mahlgut in einer Korngröße von etwa 10 mm zugeführt wird. Bei dieser Korngröße bietet die Mahlung in der Kammer 19 keine weiteren Schwierigkeiten. Es können an die Mahlkammer 19 noch weitere Kammern angeschlossen sein, in welchen das Mahlgut mittels kleinerer Kugeln noch weiter zerkleinert wird. Infolge des Umstandes, daß in der Vorkammer 7 Material mit sehr großer Korngröße durch Druckzerkleinerung zerkleinert bzw. gebrochen werden kann, erübrigt sich unter Umständen die Vorschaltung eines kostspieligen Brechers. Die erfindungsgemäße Ausbildung erfordert einen geringeren Kostenaufwand, da lediglich die Kugelrohrmühle 1 länger ausgebildet werden muß.
  • In Fig. 1 ist eine Anordnung dargestellt, in welcher in der Vorkammer 7 ein Ring 8 gelagert ist, welcher in einer Rille 9 läuft. Es ist aber auch ohne weiteres möglich, die Vorkammer länger auszubilden und zwei oder mehr Ringe 8 axial hinter­einander anzuordnen, welche in zwei oder mehr Rillen 9 laufen. Die Druckzerkleinerungswirkung zwischen der Lauf­fläche 12 des Ringes 8 und dem Grund 11 der Rille 9 kann auf diese Weise vervielfältigt werden.
  • In Fig. 2 ist schematisch die Anordnung des Ringes 8 oder einer Scheibe und der Rillengrund 11 der Rille 9, in welcher der Ring 8 läuft, dargestellt. Die Pfeile 20 und 21 deuten die Drehrichtung der Rille 9 und des Ringes 8 bei laufender Kugelrohrmühle 1 an.
  • Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Form der Lauffläche des Ringes oder der Scheibe und des Querschnittes der Rille 9. Es ist hier anstelle des Ringes 8 eine Scheibe 22 dargestellt. Die Lauffläche 23 der Scheibe 22 ist abgeflacht und daher ver­breitert. Der Rillengrund 24 ist gleichfalls abgeflacht. Es wird somit die zur Verfügung stehende Mahlfläche verbreitert, so daß der Mahleffekt verbessert wird.
  • Die an die Rille 9 anschließenden Flanken 13 sind wieder steil gewählt, wodurch diese Flanken eine Führung des Ringes 8 bzw. der Scheibe 22 in der Rille 9 gewährleisten. Der Ring 8 oder die Scheibe 22 weisen infolge ihrer Größe ein sehr großes Gewicht auf. Das Gewicht kann eine oder mehrere Tonnen betragen. Dieses Gewicht ist von wesentlicher Bedeutung, da durch dieses Gewicht die Druckzerkleinerung erfolgt. Das Gewicht des Ringes 8 oder der Scheibe 22 kann noch weiter dadurch erhöht werden, daß der Ring 8 oder die Scheibe 22 aus Stahl hohl ausgebildet wird und eine Bleifüllung erhält.
  • In Fig. 4 sind die Bemessungsverhältnisse von Lauffläche 12 des Ringes 8 oder der Scheibe 22 schematisch dargestellt, durch welche ein Einzug des der Druckzerkleinerung zu unter­werfenden Materials zwischen Rillengrund 11 bzw. 24 und Ring 8 oder Scheibe 22 gewährleistet wird.
  • Es sei angenommen, daß der größte Radius R₁ der vom Rillen­grund 11, 24 gebildeten Mahlbahn 2 m betrage und der Ring 8 bzw. die Scheibe 22 einen Radius R₂ von 1,5 m habe. Der Einfachheit halber wird das Materialkorn 25 als kugelförmig angenommen und ihm ein Radius R₃ von 0,2 m zugeordnet. Es ergeben sich dann die in Fig. 4 dargestellten Verhältnisse, wobei das Materialkorn 25 in dem sich verengenden Spalt zwischen dem Rillengrund 11, 24 und dem Ring 8 bzw. der Scheibe 22 an einer Stelle erfaßt wird, die bezüglich des Mittelpunktes des Ringes 8 bzw. der Scheibe 22 unter einem Zentriwinkel α von etwa 85° zur Vertikalen 26 und bezüglich der Achse der Kugelrohrmühle unter einem Zentriwinkel γ von etwa 68° zur Vertikalen 26 liegt.
  • Als Reibungszahl für Stein auf Stahl wird µ = 0,3 entspre­chend einem Reibungswinkel ρ = 16°42ʹ angenommen. Die auf das im Spalt erfaßte Materialkorn 25 wirkende Radialkraft P läßt sich zerlegen in eine Druckkomponente D und in eine Gegen­komponente G, die das Materialkorn 25 aus dem Spalt hinaus­zudrängen sucht. Diese Gegenkomponente muß durch Reibungs­kräfte überwunden werden und dies ist durch Beschränkung des zwischen D und P eingeschlossenen Winkels β auf kleine Werte erzielbar wobei β = (α -γ)/2 ist. Gegen die Gegenkomponente G P.sinβ wirkt die Einzugskraft E als Komponente der tangentialen Reibungskraft T =µ.P,also E= T.cosβ =µ.P.cosβ. Damit das Materialkorn 25 eingezogen wird, muß E>G oder µ.P.cosβ > P.sinβ und folglich µ.cosβ>sinβ bzw. (sinβ/cosβ) bzw.µ>tgβ oder, wenn man für µ den Tagens des Reibungswinkels ρ einführt, tgρ>tgβ, d.h.ρ>β sein.
  • Beim vorliegenden Beispiel beträgt der Winkel 2β etwa 15° und überschreitet an keiner Stelle des im Querschnitt sichel­förmigen Spaltes den für sicheres Einziehen geltenden Grenz­wert von etwa 30°, so daß nicht nur Materialteile mit einer Korngröße von 0,4 m sicher erfaßt werden, sondern theoretisch auch noch Materialteile mit einer Korngröße bis zu 1 m (Spaltweite an der höchsten Stelle der Kugelrohrmühle) mitgenommen werden.

Claims (16)

1. Kugelrohrmühle mit wenigstens zwei, vorzugsweise an einer gemeinsamen Achse (5) angeordneten, Kammern (7,19), von welchen wenigstens eine massive Mahlkugeln (2) aus Stahl enthält, die sich an der rotierbaren Innenwandung der Kammer abwälzen, wobei das Mahlgut durch eine Aufgabeöffnung (6) der ersten Kammer (7) zugeführt wird und von dieser nach entspre­chender Zerkleinerung in die in Richtung des Materialflusses folgende Kammer (19) gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung des Materialflusses erste Mahlkammer als Vor­kammer (7) ausgebildet ist, welche wenigstens einen Kreisring (8) oder eine Kreisscheibe (22) aus Stahl als Mahlkörper enthält, dessen bzw. deren Außendurchmesser (a) kleiner als der lichte Innendurchmesser (D) der Innenauskleidung (10) der Mahlkammer (7) ist und wenigstens einem Viertel, vorzugsweise wenigstens der Hälfte, des lichten Durchmessers (D) der Innenauskleidung (10) der Mahlkammer (7) entspricht und welcher bzw. welche in einer in Umfangsrichtung verlaufenden Rille (9) der Innenauskleidung (10) der Mahlkammer (7) geführt ist.
2. Kugelrohrmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (a) des Ringes (8) oder der Scheibe (22) um etwa 25 % kleiner ist als der Durchmesser (D) des Rillengrundes (11,24) der Innenauskleidung (10).
3. Kugelrohrmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Querschnitt der Rille (9) größer ist als der Querschnitt der Lauffläche (12) des Ringes (8) oder der Scheibe (22), wobei die Lauffläche (11,22) des Ringes (8) oder der Scheibe (22) und die Rille (9) ähnliche Quer­schnittsform aufweisen.
4. Kugelrohrmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Querschnitt der Lauffläche (12,23) des Ringes (8) oder der Scheibe halbkreisförmig ist.
5. Kugelrohrmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der Rille (9) um ungefähr 10 % größer ist als der Krümmungsradius der Lauf­fläche (12) des Ringes (8) oder der Scheibe.
6. Kugelrohrmühle nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Querschnitt der Lauffläche (24) des Ringes oder der Scheibe (22) gegenüber einer Halbkreisform ver­breitert und/oder im Mittelbereich abgeflacht ist.
7. Kugelrohrmühle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Rille (9) im Mittelbereich (24) abgeflacht ist.
8. Kugelrohrmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenränder (13) der Rille (9) wenigstens an einer Seite derselben von der Achse der Mühle weg eingezogen sind.
9. Kugelrohrmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (8) oder die Scheibe (22) aus Stahl hohl ausgebildet und mit schwererem Material, wie beispielsweise Blei, ganz oder teilweise gefüllt ist.
10. Kugelrohrmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (8) oder die Scheibe (22) eine auswechselbare Panzerung aufweist.
11. Kugelrohrmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Belastungsgewicht in der Achse des Ringes (8) oder der Scheibe (22) in der Ring- oder Scheiben­ebene schwenkbar aufgehängt ist.
12. Kugelrohrmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (8) oder die Scheibe (22) aus Segmenten lösbar zusammengesetzt ist.
13. Kugelrohrmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der selben Vorkammer (7) mehrere Ringe (8) oder Scheiben (22) axial hintereinander angeordnet sind, welche in gesonderten Rillen (9) laufen.
14. Kugelrohrmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (7) in an sich bekannter Weise durch eine als Sieb (14) ausgebildete Ringplatte mit der nächstfolgenden Mahlkammer (19) verbunden ist und daß die Maschenweite des Siebes (14) 1 bis 1,5 % des Durchmessers beträgt.
15. Kugelrohrmühle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (14) von einer mit Schlitzen (15) ausgebildeten Platte gebildet ist.
16. Kugelrohrmühle nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Schlitze (15) von konzentrischen Kreis­schlitzen gebildet sind.
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